Способ определения скорости и направления движения наземной цели с помощью рлс с синтезированием апертуры антенны

Авторы патента:

G01S13/52 - для распознавания различия между неподвижным и подвижным объектами или между объектами, движущимися с различными скоростями

Владельцы патента RU 2468384:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в бортовых РСА при селекции движущихся наземных целей (СДНЦ). Достигаемым техническим результатом изобретения является определение полной скорости и направления движения наземной цели с помощью РЛС с синтезированием апертуры антенны (РСА), установленной на летательном аппарате (ЛА), для обеспечения эффективного наведения других движущихся объектов на обнаруженную движущуюся цель (ДЦ). Сущность изобретения состоит в том, что при условии измерения радиальных скоростей ДЦ с помощью РСА и, учитывая, что дальность от ЛА до наземных целей, как правило, значительно больше высоты его полета, дополнительно определяют углы наблюдения ДЦ на земной поверхности в моменты времени t₁ и t₂, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны, определяют по соответствующим вычислительным формулам полную скорость и направление движения наземной цели. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в бортовых РСА при селекции движущихся наземных целей (СДНЦ).

Современные РСА позволяют получать радиолокационное изображение земной поверхности и расположенных на ней объектов (целей) с высоким разрешением по азимуту и дальности, которое близко по качеству к фотоснимкам, в любое время года и суток, независимо от уровня освещенности, метеорологических условий и на больших дальностях в реальном масштабе времени, а также осуществлять селекцию движущихся целей (СДЦ) на фоне отражений от земной поверхности и измерять их радиальные скорости [см., например, Сазонов Н.А., Щербинин В.Н. Многочастотный способ селекции движущихся целей в РСА. - Радиотехника, 1995, №11, стр.6-8].

Известен способ определения движущихся наземных целей с помощью РСА [Патент РФ №2084920 от 20.07.97 / Сазонов Н.А., Щербинин В.Н.], заключающийся в формировании трех синтезированных апертур на разной несущей частоте зондирующих импульсов, каждую из которых формируют со своим интервалом синтезирования. Величина интервала синтезирования рассчитывается исходя из неизменного разрешения по азимуту. Период повторения зондирующих импульсов определяется исходя из условия неизменного количества отсчетов на интервалах синтезирования. Центры этих интервалов синтезирования совмещаются в пространстве, при этом в канале с большей несущей частотой зондирующих импульсов апертуры формируются с задержкой в зависимости от размеров апертур и скорости ЛА. Разрешение по дальности в каждом канале поддерживается постоянным. Разностные сигналы формируются без предварительного сдвига фаз принимаемых сигналов по соответствующим каналам. Определяется радиальная скорость движущейся цели.

Недостатком данного способа является то, что измеряется только радиальная составляющая скорости наземной движущейся цели.

Техническим результатом изобретения является определение полной скорости и направления движения наземной цели с помощью РСА, установленной на ЛА, для обеспечения эффективного наведения других движущихся объектов на обнаруженную ДЦ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения скорости и направления движения наземной цели с помощью РЛС с синтезированием апертуры антенны, заключающемся в формировании трех синтезированных апертур на различной несущей частоте излучения зондирующих импульсов, каждую из которых формируют со своим интервалом синтезирования, приеме отраженных сигналов раздельно по трем каналам, последующей их обработке, в формировании разностных сигналов без предварительного сдвига фаз принимаемых сигналов по соответствующим каналам и определении радиальной скорости движущейся цели, дополнительно определяют углы наблюдения движущейся цели на земной поверхности θ₁ и θ₂ в моменты времени t₁ и t₂, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны, а полную скорость V_п и направление движения наземной цели θ_п определяют соответственно по формулам

где V_R1 и V_R2 - векторы радиальных скоростей в моменты времени t₁ и t₂, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны; θ₁ и θ₂ - углы наблюдения движущейся цели на земной поверхности.

Сущность способа поясняется фигурой, где показана геометрия задачи определения полной скорости и направления движения наземной цели на плоскости. На этой фигуре следующие обозначения: V_ЛА - вектор скорости ЛА; θ_п - угол между направлением вектора полной скорости ДЦ V_П и отрицательным направлением оси X, параллельной вектору V_ЛА (определяет направление движения наземной цели); θ₁ и θ₂ - углы наблюдения ДЦ на земной поверхности; α₁ и α₂ - углы между направлениями векторов полной скорости и радиальных скоростей V_R1 и V_R2 в моменты времени t₁ и t₂ соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны.

Как видно из фигуры

V_R1=V_Пcosα₁, V_R2=V_Пcosα₂.

Следовательно,

Подставив (2) в (1), получим выражение для определения направления движения наземной цели

Преобразовав (3), используя формулы суммы и разности арккосинусов [Справочник по элементарной математике / М.Я.Выгодский. - М: ACT: Астрель, 2006. стр.443], получаем выражение, которое определяет величину полной скорости

Углы θ₁ и θ₂ в (3) и (4) могут быть определены в РСА по положению оси диаграммы направленности антенны и смещению ДЦ относительно своего истинного положения, которое обусловлено эффектом Доплера [см., например, Сазонов НА., Щербинин В.Н., Ярушкин М.М. Селекция и определение азимута движущихся наземных целей. - Радиотехника, 2000, №6, стр.30-33].

Полученные соотношения (4) и (3) определяют величину полной скорости и направление движения наземной цели в случае значительного превышения дальности до ДЦ высоты полета ЛА.

Использование предлагаемого способа определения скорости и направления движения наземной цели с помощью РЛС с синтезированием апертуры антенны позволяет достаточно точно определять полную скорость и направление движения наземных целей с помощью трехчастотной РСА для дальнейшего обеспечения с помощью РСА эффективного целеуказания на обнаруженную наземную ДЦ.

Способ определения скорости и направления движения наземной цели с помощью РЛС с синтезированием апертуры антенны, заключающийся в формировании трех синтезированных апертур на различной несущей частоте излучения зондирующих импульсов, каждую из которых формируют со своим интервалом синтезирования, приеме отраженных сигналов раздельно по трем каналам, последующей их обработке, в формировании разностных сигналов без предварительного сдвига фаз принимаемых сигналов по соответствующим каналам и определении радиальной скорости движущейся цели, отличающийся тем, что дополнительно определяют углы наблюдения движущейся цели на земной поверхности θ₁ и θ₂ в моменты времени t₁ и t₂, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны, а полную скорость V_П и направление движения наземной цели θ_п определяют соответственно по формулам

где V_R1 и V_R2 - векторы радиальных скоростей в моменты времени t₁ и t₂, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны; θ₁ и θ₂ - углы наблюдения движущейся цели на земной поверхности.

Интегрированное устройство опознавания воздушных целей // 2452975

Изобретение относится к технике радиолокации, радиосвязи, радионавигации и радиоуправления и может быть использовано в радиоэлектронных системах для выработки признака государственной принадлежности воздушных объектов (целей).

Способ обнаружения живых объектов и устройство для его осуществления // 2442186

Изобретение относится к радиолокации. .

Многоканальное корреляционно-фильтровое приемное устройство с селекцией движущихся целей // 2439609

Изобретение относится к радиоприемной технике обработки квазинепрерывных импульсно-доплеровских сигналов и может быть использовано в радиолокациионных системах, использующих зондирующие сигналы с гребенчатым спектром.

Устройство идентификации воздушного радиолокационного объекта наблюдения с выбором интервала максимизации угловой скорости его поворота при траекторных нестабильностях движения // 2427001

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для расширения информационных возможностей радиолокационных станций по идентификации (распознаванию) сопровождаемых воздушных объектов наблюдения.

Устройство классификации радиолокационных объектов наблюдения по интенсивности амплитудных флюктуаций // 2425395

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) для классификации радиолокационных объектов наблюдения различных геометрических размеров и конфигураций.

Способ сопровождения воздушной цели из класса "самолет с турбореактивным двигателем" // 2419815

Изобретение относится к области вторичной цифровой обработки радиолокационных сигналов и может быть использовано для сопровождения и распознавания типа воздушной цели (ВЦ) из класса «самолет с турбореактивным двигателем (ТРД)».

Способ селекции движущихся целей в режиме поимпульсной перестройки несущей частоты // 2419107

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для выделения движущихся на фоне пассивных помех целей при поимпульсной перестройке несущей частоты, исключающей негативное влияние прицельных по частоте активных помех.

Устройство классификации воздушных объектов с траекторными нестабильностями движения // 2416106

Изобретение относится к совмещенным однопозиционным радиолокационным системам и предназначено для автоматизированной классификации воздушных объектов, совершающих полет с траекторными нестабильностями в турбулентных слоях атмосферы.

Способ обработки сигнала и устройство для его осуществления // 2409822

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных станциях обнаружения и сопровождения целей. .

Способ сопровождения воздушной цели класса "вертолет" // 2468385

Способ распознавания частотно-манипулированных радиосигналов // 2484496

Изобретение относится к распознаванию образов, в частности к распознаванию вида модуляции радиосигналов, и может быть использовано в автоматизированных технических средствах распознавания сигналов

Способ селекции малоразмерных целей и устройство для его реализации // 2484497

Способ разрешения групповой цели // 2492502

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в бортовых, наземных и корабельных радиолокационных станциях для разрешения отдельных целей из состава групповой в импульсном объеме

Способ распознавания класса цели и устройство для его реализации // 2493532

Изобретения относятся к радиолокационной технике. Техническим результатом является повышение эффективности работы комплексов активной защиты объектов. Первый и второй варианты способов распознавания класса цели основаны на результате перемножения Vц - скорости цели на tп - время пролета целью известного интервала расстояния S, значительно меньшего, чем L - длина цели и по вычисленной на РЛС L=Vц×tп - длине цели, при этом измеряют время пролета целью известного интервала расстояния между моментами обнаружения на РЛС разностных сигналов частотой: 3Fдо+3Fдо×δ=3(2Vofo/C)+3×δ×(2Vofo/C) и 3(2Vofo/C)-3×5×(2Vofo/C), где Fдо - частота Доплера защитного боеприпаса, δ - коэффициент, определяющий длину известного интервала расстояния, а скорость цели измеряют известной РЛС измерения начальной скорости снаряда. Причем в первом варианте используют излучающий непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, а во втором варианте - по одностороннему пилообразному линейно спадающему закону. Первый и второй варианты устройств распознавания класса цели предназначены для реализации соответствующих способов. 4 н.п. ф-лы.

Устройство для обработки сигнала // 2498343

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных станциях (РЛС) обнаружения и сопровождения целей. Достигаемый технический результат - исключение попадания на экран информации о пассивных помехах и улучшение наблюдаемости полезных сигналов. Указанный результат достигается за счет того, что обработка сигнала состоит в обнаружении цели при двукратной селекции движущихся целей с вобуляцией периода повторения, заключается в изменении частоты и фазы сигнала, отраженного от цели, относительно частоты и фазы сигнала пассивной помехи, при этом исключается влияние скорости движения самой РЛС. Устройство для обработки сигналов содержит два фазовых детектора, два аналого-цифрового преобразователя, четыре цифровых линий задержки, десять блоков вычитания, шесть сумматоров, три блока вычислителя модуля, интегратор, дефишратор, три умножителя, четыре схемы сравнения, логический элемент «2И-НЕ», логический элемент «И». Перечисленные средства соединены между собой определенным образом. 1 ил., 1 табл.

Устройство идентификации воздушных объектов по структуре дальностного портрета // 2513041

Изобретение может быть использовано для радиолокационной идентификации летательных аппаратов на всевозможных дальностях и ракурсах локации. Достигаемый технический результат - повышение достоверности автоматической идентификации воздушных объектов (ВО) в квазиоптической области отражения радиоволн за счет установления более строгого взаимного соответствия между реальным и эталонным дальностными портретами, а именно за счет учета дополнительной информации об амплитудах импульсных откликов в структуре дальностного портрета. Указанный технический результат достигается тем, что идентификация ВО учитывает не только совпадение взаимного расположения рассеивающих центров поверхности ВО вдоль линии визирования, но и их амплитуды, что обеспечивает более высокие характеристики идентификации. 1 ил.

Способ сложносоставной оптимальной фильтрации для обнаружения слабых сигналов // 2518443

Заявленный способ обработки информации на основе метода сложносоставной оптимальной фильтрации слабого сигнала космического радиолокационного комплекса относится к области радиотехники. Достигаемый технический результат изобретения - подавления помехи при обнаружении слабых сигналов. Указанный результат достигается за счет того, что в заявленном способе по первому варианту опорный сигнал, используемый для процесса свёртки в оптимальном фильтре, содержит добавку, компенсирующую доплеровское искажение частоты космической радиолинии, при этом компенсирующая добавка является нелинейной функцией времени. По второму варианту заявленный способ состоит в том, что входной сигнал с шумом фильтруется в согласованном фильтре с когерентным накоплением сигнала с последующим преобразованием в детекторе с некогерентным аддитивным накоплением корреляционных откликов, при этом в процессе согласованной фильтрации с когерентным накоплением сигнала вносится частотная добавка нелинейная по времени, компенсирующая частотные искажения сигнала, выходной корреляционный отклик согласованного фильтра подвергается нелинейному преобразованию типа нелинейного взвешивания с ограничением, сигнал после нелинейного взвешивания преобразуется по методу синхронного детектирования с некогерентным мультипликативным накоплением корреляционных откликов. 2 н.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

Автономное радиолокационное устройство селекции воздушной цели // 2533659

Изобретение относится к радиолокационным средствам ближнего действия. Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости к пассивным помехам радиолокаторов ближнего действия (РБД) в условиях отсутствия априорных сведений о месте и времени появления реальной цели при относительно коротком времени взаимодействия с обнаруженным воздушным объектом. Указанный результат достигается тем, что используется генератор непрерывной немодулированной радиочастоты, часть сигнала которого, после усиления усилителем, излучается антенной через антенный переключатель в пространство. При наличии в пространстве объекта по отраженному от него сигналу производится оценка скорости сближения РБД боеприпаса с объектом по частоте Доплера, при этом часть радиосигнала генератора непрерывных колебаний модулируется модулятором в виде коротких радиоимпульсов, которые затем усиливаются другим усилителем и также излучаются в пространство антенной через тот же антенный переключатель. Отраженные от объекта непрерывные и импульсные радиосигналы поступают на вход РБД устройства, позволяя оценить как дальность до объекта, так и скорость сближения РБД с этим объектом. Процесс измерений дальностей и скоростей сближения производится в сформированных в РБД трех стробах дальности. Решение о наличии реальной цели в пространстве принимается устройством только в случае появления отраженного сигнала в любом одном из трех или в двух соседних стробах, при котором скорость сближения соответствует ожидаемому диапазону скоростей сближения с реальной целью. 2 ил.

Способ определения количества целей в группе // 2540951

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационной технике для оценки количества целей в группе. Достигаемым техническим результатом является повышение вероятности правильного определения количества целей в группе при радиолокационном наблюдении маневрирующих целей. Указанный результат достигается тем, что при принятии решения о соответствии локального максимума двум целям, то есть при значении ширины интервала больше пороговой ширины или квадратичной невязки отсчетов комплексных корреляционных сумм принятого сигнала и отсчетов эталонных корреляционных сумм сигнала одной цели больше порога невязки, определяют величину радиального ускорения цели ar, если ar=0, то принимают решение о соответствии локального максимума двум целям, а если ar≠0, то при определении невязки используют отсчеты эталонных корреляционных сумм сигнала одной цели, движущейся с радиальным ускорением ar, если невязка меньше порога невязки, то принимают решение о соответствии локального максимума одной ускоряющейся цели, иначе - двум целям.1 з.п. ф-лы, 3 ил.