RU128727U1 - MULTIPOSITION SYSTEM OF MOBILE RADAR STATIONS - Google Patents

Abstract

Многопозиционная система мобильных радиолокационных станций (РЛС), содержащая N одинаковых мобильных РЛС, где N>1, в каждой из которых имеются последовательно соединенные возбудитель, усилитель мощности, антенная решетка с двумерным электронным сканированием луча, и блок обработки сигналов (БОС), а также некогерентный сумматор (НКС), соответствующие входы которого соединены с выходами БОС всех РЛС, а выход является выходом системы, отличающаяся тем, что введены общий блок управления (ОБУ), блок управления антенными решетками (БУАР), блок управления лучом (БУЛ), блок управления порогом обнаружения (БУПО), при этом первый, второй и третий выходы ОБУ подключены соответственно ко входам БУЛ, БУАР и БУПО, соответствующие выходы БУЛ подключены ко вторым входам АР всех РЛС, соответствующие выходы БУАР соединены с третьими входами АР всех РЛС, а соответствующие выходы БУПО подключены ко вторым входам БОС всех РЛС.A multi-position system of mobile radar stations (RLS) containing N identical mobile radars, where N> 1, each of which has a series-connected pathogen, power amplifier, antenna array with two-dimensional electron beam scanning, and a signal processing unit (BOS), as well incoherent adder (NCC), the corresponding inputs of which are connected to the biofeedback outputs of all radars, and the output is a system output, characterized in that a common control unit (OBU), antenna array control unit (BUAR), control unit are introduced beam phenomena (BFL), detection threshold control unit (BUPO), while the first, second and third outputs of the BFB are connected respectively to the inputs of the BUL, BUAR and BUPO, the corresponding outputs of the BUL are connected to the second inputs of the AR of all radars, the corresponding outputs of the BUAR are connected to the third the AR inputs of all radars, and the corresponding BUPO outputs are connected to the second biofeedback inputs of all radars.

Description

Полезная модель относится к радиолокации и может быть использована в многопозиционных радиолокационных комплексах для повышения энергетического потенциала радиолокационных средств при контроле воздушно-космического пространства, с целью решения задачи обнаружения малоконтрастных в радиолокационном диапазоне целей в назначенных секторах на больших дальностях, их разрешения и измерения координат.The utility model relates to radar and can be used in multi-position radar systems to increase the energy potential of radar tools in the control of aerospace space, in order to solve the problem of detecting low-contrast targets in the radar range in designated sectors at long ranges, their resolution and coordinate measurement.

Существующие высокопотенциальные РЛС наземного базирования (стационарные РЛС типа «Cobra Dane», «Pave Paws» [1. С.А.Леонов Радиолокационные средства противовоздушной обороны. - М.: Военное издательство, 1988 г., стр.122-133], «Дарьял» [2. С.Ф.Боев Глаза и интеллект РКО. Высокопотенциальные радиолокационные станции: прошлое, настоящее и будущее. "Военный парад", №5 (47), 2001, с.58], «Днестр», «Даугава», «Дон-2Н» [3. Литвинов В.В. Системы ракетно-космической обороны - гарант безопасности страны. "Военный парад", №4 (46), 2001, с.88-89.] и т.п.) или базирующиеся на плавучих платформах («Cobra Judy» [1]), обеспечивают дальность обнаружения до нескольких тысяч километров. Но всем подобным системам, кроме высокой стоимости, присущ один еще один немаловажный недостаток, они не являются мобильными и поэтому не обладают высокой живучестью.Existing high-potential ground-based radars (stationary radars of the type "Cobra Dane", "Pave Paws" [1. S.A. Leonov Radar air defense systems. - M .: Military Publishing House, 1988, pp. 122-133], " Daryal "[2. S.F. Boev. Eyes and intelligence of RKO. High-potential radar stations: past, present and future." Military Parade ", No. 5 (47), 2001, p. 58]," Dniester "," Daugava " , “Don-2N” [3. VV Litvinov. Space and rocket defense systems - the guarantor of the country's security. Military Parade, No. 4 (46), 2001, p. 88-89.], Etc.) or based on floating platforms ("Cobra Judy" [1]), provide a detection range of up to several thousand kilometers. But all such systems, except for the high cost, have one more important drawback, they are not mobile and therefore do not have high survivability.

Известные транспортируемые РЛС имеют значительно меньшие дальности обнаружения: «GBR-T» [4. Рудов В. Американский противоракетный комплекс THAAD. Зарубежное военное обозрение №9, 1998 г., с.21-25] - до 1000 км, «Ground Master 403» - до 470 км [5. Малов И. Военно-воздушные силы стран Балтии. Зарубежное военное обозрение №6, 2010, с.44-52], кроме того, мобильность этих РЛС также невысока, т.к. они размещены на большом количестве транспортных единиц.Known transported radars have significantly shorter detection ranges: "GBR-T" [4. Rudov V. American missile defense system THAAD. Foreign Military Review No. 9, 1998, pp.21-25] - up to 1000 km, "Ground Master 403" - up to 470 km [5. Malov I. Air Force of the Baltic States. Foreign Military Review No. 6, 2010, pp. 44-52], in addition, the mobility of these radars is also low, because they are placed on a large number of transport units.

В условиях современного развития высокоточного оружия и средств воздушно-космического нападения для обеспечения живучести РЛС при работе в боевом режиме требуются высокая мобильность системы. Но известные мобильные РЛС имеют относительно небольшие дальности обнаружения так, например «Patriot» [6. Кислюк В., Тарчунов О. Зенитно-ракетные комплексы стран НАТО. Зарубежное военное обозрение №6, 1996, с.24-27] до 160 км, 9С19М [7. Журнал «Военный парад». №1, 1998 г., стр.34-36], от 50 до 300 км, 1Л119 [8. «Воздушно-космическая оборона» №5, 2010 г., с.44-55] от 25 до 360 км, 1Л13 [8] до 250 км.In the current development of high-precision weapons and aerospace attack means, to ensure the radar's survivability during operation in combat mode, high system mobility is required. But well-known mobile radars have relatively small detection ranges, for example, "Patriot" [6. Kislyuk V., Tarchunov O. Anti-aircraft missile systems of NATO countries. Foreign Military Review No. 6, 1996, pp. 24-27] up to 160 km, 9С19М [7. Magazine "Military Parade". No. 1, 1998, pp. 34-36], from 50 to 300 km, 1L119 [8. “Aerospace Defense” No. 5, 2010, p. 44-55] from 25 to 360 km, 1L13 [8] to 250 km.

Известен способ обнаружения и определения координат и параметров цели в многопозиционной радиолокационной системе (см. 9. патент РФ №2330306, М.кл. G01S 5/04, опубл. 27.07.2008 г.), в котором решается задача повышения вероятности правильного обнаружения и идентификации цели.There is a method of detecting and determining coordinates and target parameters in a multi-position radar system (see 9. RF patent No. 2330306, Mcl G01S 5/04, published July 27, 2008), which solves the problem of increasing the probability of correct detection and target identification.

Решение задачи обеспечивается тем, что задаются координаты условного центра многопозиционной радиолокационной системы (МПРЛС), определяются координаты пунктов приема относительно выбранного условного центра, осуществляется управление системами вращения антенн каждого из пунктов приема таким образом, чтобы обеспечить наведение антенных систем в одну точку пространства, находящуюся на заданном расстоянии от условного центра - радиуса обзора и перемещающуюся с заданной угловой скоростью - скоростью обзора. Указанные радиус и скорость обзора могут изменяться в зависимости от радиолокационной обстановки. В каждом пункте приема осуществляют прием, первичную обработку и измерение параметров сигнала, определяют направление (пеленг) и время поступления сигнала. Всю полученную информацию посредством системы передачи данных передают в главную управляющую ПЭВМ, при помощи которой выполняют объединение данных и «отождествление» полученной информации, производят обнаружение и идентификацию цели, определяют координаты и траекторию цели, а также, при необходимости, осуществляют коррекцию заданных радиуса и скорости обзора.The solution to the problem is ensured by the coordinates of the conditional center of the multi-position radar system (MPRLS) being set, the coordinates of the receiving points relative to the selected conditional center being determined, the rotation systems of the antennas of each receiving point are controlled in such a way as to ensure that the antenna systems are guided to one point in space a given distance from the conditional center - the radius of the review and moving with a given angular velocity - the speed of the review. The indicated radius and viewing speed may vary depending on the radar situation. At each reception point, reception, primary processing and measurement of signal parameters are carried out, the direction (bearing) and the time of arrival of the signal are determined. All the information received is transmitted through the data transmission system to the main PC, with which data are combined and “identified” the information received, the target is detected and identified, the coordinates and path of the target are determined, and, if necessary, the specified radius and speed are corrected review.

Указанный способ обзора рассматривается авторами для подсистемы пассивной локации. В патенте [9] приведено решение задачи синхронного обзора пространства тремя пассивными пеленгаторами на плоскости, что не позволяет в явном виде применить полученный результат для решения задачи обнаружения высокоскоростных целей системой пространственно-разнесенных РЛС. При данном способе пересечение диаграмм направленностей РЛС образует небольшую область пространства, называемое в [9] точкой.The specified review method is considered by the authors for the passive location subsystem. The patent [9] provides a solution to the problem of synchronous viewing of space by three passive direction finders on the plane, which does not allow explicitly applying the result to solve the problem of detecting high-speed targets by a system of spatially separated radars. With this method, the intersection of radar patterns forms a small area of space, called in [9] a point.

Применение предложенного технического решения в системе пространственно-разнесенных активных РЛС с большой базой ограничено, поскольку цель, обладающая высокой скоростью, может и не попасть в область пересечения трех лучей ДНА РЛС. Это вызвано тем, что цель за период обзора перемещается на некоторое расстояние и может оказаться вне зоны пересечения трех лучей ДНА.The application of the proposed technical solution in a system of spatially spaced active radars with a large base is limited, since a target with high speed may not fall into the intersection of three rays of the radar bottom. This is because the target during the review period moves a certain distance and may be outside the zone of intersection of the three rays of the bottom.

Из анализа уровня техники видно, что высокая мобильность и высокий энергетический потенциал одновременно в указанных РЛС при значительной базе между ними не обеспечиваются. Действительно, повышение энергетического потенциала связано с необходимостью увеличения массы и габаритов РЛС, а для обеспечения их мобильности эти характеристики необходимо уменьшать. Существует некоторое граничное значение энергетического потенциала, при превышении которого обеспечить мобильность РЛС невозможно. Кроме того, необходимо осуществлять синхронный обзор воздушного пространства всеми РЛС, входящими в систему, и реализовать адаптивные процедуры обнаружения целей в пределах локальной области пространства.An analysis of the prior art shows that high mobility and high energy potential at the same time in these radars with a significant base between them are not provided. Indeed, the increase in energy potential is associated with the need to increase the mass and dimensions of the radar, and to ensure their mobility these characteristics must be reduced. There is some boundary value of the energy potential, beyond which it is impossible to provide radar mobility. In addition, it is necessary to carry out a synchronous airspace survey by all radars included in the system and implement adaptive target detection procedures within the local area of space.

Известен способ повышения энергетического потенциала мобильных радиолокационных средств и радиолокационные комплексы для его реализации (см. 10. патент РФ на изобретение №2308051, М.кл. G01S 13/00, опубл. 10.10.2007 г.), выбранный за прототип, который обеспечивает выигрыш в повышении энергетического потенциала радиолокационного комплекса (РЛК), состоящего из N одинаковых мобильных РЛС с двумерным электронным сканированием луча и с некогерентным суммированием выходных сигналов РЛС, входящих в РЛК.There is a method of increasing the energy potential of mobile radar and radar systems for its implementation (see 10. RF patent for the invention No. 2308051, Mcl G01S 13/00, publ. 10.10.2007), selected for the prototype, which provides gain in increasing the energy potential of the radar complex (RLC), consisting of N identical mobile radars with two-dimensional electron beam scanning and incoherent summation of the output signals of the radar included in the radar.

Устройство, реализующее этот способ, содержит N одинаковых мобильных РЛС, в каждой из которых имеются последовательно соединенные возбудитель, усилитель мощности, антенная решетка с двумерным электронным сканированием луча и система обработки отраженных сигналов, выходы которой соединены с входами некогерентного сумматора, выход которого является выходом устройства.A device that implements this method contains N identical mobile radars, each of which has a pathogen, a power amplifier, an antenna array with two-dimensional electron beam scanning and a system for processing reflected signals, the outputs of which are connected to the inputs of an incoherent adder, the output of which is the output of the device .

В прототипе предусмотрено синхронное вращение антенных решеток и управление лучом, для случая близкорасположенных РЛС, что при больших базах между позициями не позволяет концентрировать энергию всех РЛС в заданной области пространства,, поскольку для этого требуется одновременное облучение некоторой области пространства;The prototype provides for synchronous rotation of the antenna arrays and beam control, for the case of closely located radars, which at large bases between positions does not allow concentrating the energy of all radars in a given region of space, since this requires simultaneous irradiation of a certain region of space;

Кроме того, не реализована возможность управления показателями качества обнаружения отдельных РЛС и системы в целом при поиске и обнаружении малоконтрастных целей в пределах пространственного строба, образованного пересечением диаграмм направленностей антенн (ДНА) РЛС.In addition, the ability to manage the quality indicators of the detection of individual radars and the system as a whole when searching and detecting low-contrast targets within the spatial gate formed by the intersection of the antenna patterns of the radar was not implemented.

Технический результат полезной модели - обеспечение синхронного облучения заданной области пространства при большой базе между РЛС и возможность управления показателями качества обнаружения при поиске и обнаружении малоконтрастных целей.The technical result of the utility model is to provide simultaneous exposure to a given area of space with a large base between the radars and the ability to control detection quality indicators when searching and detecting low-contrast targets.

Достижение указанного технического результата обеспечивается в многопозиционной системе мобильных радиолокационных станций, содержащей N одинаковых мобильных РЛС, где N≥1, в каждой из которых имеются последовательно соединенные возбудитель, усилитель мощности, антенная решетка с двумерным электронным сканированием луча, и блок обработки сигналов (БОС), а также некогерентный сумматор (НКС), соответствующие входы которого соединены с выходами БОС всех РЛС, а выход является выходом системы, отличающейся тем, что введены общий блок управления (ОБУ), блок управления антенными решетками (БУАР), блок управления лучом (БУЛ), блок управления порогом обнаружения (БУПО), при этом первый, второй и третий выходы ОБУ подключены соответственно ко входам БУЛ, БУАР и БУПО, соответствующие выходы БУЛ подключены ко вторым входам АР всех РЛС, соответствующие выходы БУАР соединены с третьими входами АР всех РЛС, а соответствующие выходы БУПО подключены ко вторым входам БОС всех РЛС.Achieving the indicated technical result is ensured in a multi-position system of mobile radar stations containing N identical mobile radars, where N≥1, each of which has a pathogen, a power amplifier, an antenna array with two-dimensional electron beam scanning, and a signal processing unit (BOS) as well as an incoherent adder (NCC), the corresponding inputs of which are connected to the biofeedback outputs of all radars, and the output is the output of the system, characterized in that a common control unit is introduced (OBU), antenna array control unit (BUAR), beam control unit (BUL), detection threshold control unit (BUPO), while the first, second and third outputs of the OBU are connected respectively to the inputs of the BUL, BUAR and BUPO, the corresponding outputs of the BUL connected to the second inputs of the AR of all radars, the corresponding outputs of the BUAR are connected to the third inputs of the AR of all radars, and the corresponding outputs of the BUPO are connected to the second inputs of the BOS of all radars.

Введение ОБУ, БУАР, БУЛ, БУПО и их соответствующее соединение с известными блоками и между собой позволяет осуществить синхронное вращение антенн, как в [9] и одновременное облучение заданной области пространства, всеми РЛС, как в прототипе [10], что позволяет концентрировать энергию излучения каждой из позиций в заданной области пространства, а также осуществлять изменение порога обнаружения на каждой из позиций меняя, таким образом, показатели качества обнаружения системы в целом.The introduction of OBU, BUAR, BUL, BUPO and their corresponding connection with known blocks and between each other allows synchronous rotation of the antennas, as in [9] and simultaneous irradiation of a given area of space, all radars, as in the prototype [10], which allows energy concentration radiation of each of the positions in a given region of space, and also to change the detection threshold at each of the positions, changing, thus, the quality indicators of the detection of the system as a whole.

Предлагаемая система поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема заявляемого устройства;The proposed system is illustrated by drawings, where figure 1 presents a structural diagram of the inventive device;

На фиг.2 показан принцип формирования области пространства с повышенным энергетическим потенциалом, образованной пересечением ДНА основной и дополнительных РЛС;Figure 2 shows the principle of forming a region of space with increased energy potential, formed by the intersection of the bottom of the main and additional radar;

На фиг.3 приведены угловые скорости вращения антенн дополнительной РЛС в азимутальной плоскости для дальности R_i=150 км, базы L₁=10000 м и L₂=50000 м, высоты полета цели Н=10000 м, периода обзора основной РЛС Т₀=20 сек.Figure 3 shows the angular rotational speeds of the antennas of the additional radar in the azimuthal plane for a range of R _i = 150 km, base L ₁ = 10,000 m and L ₂ = 50,000 m, target altitude N = 10,000 m, period of review of the main radar T ₀ = 20 sec

На фиг.4 приведены угловые скорости вращения антенн дополнительной РЛС в азимутальной плоскости для дальности R_i=300 км, базы L₁=10000 м и L₂=50000 м, высоты полета цели Н=10000 м, периода обзора основной РЛС Т₀=20 сек.Figure 4 shows the angular rotational speeds of the antennas of the additional radar in the azimuthal plane for a range of R _i = 300 km, base L ₁ = 10,000 m and L ₂ = 50,000 m, target altitude N = 10,000 m, and the viewing period of the main radar T ₀ = 20 sec

На фиг.5 приведены угловые скорости вращения ДНА антенн дополнительной РЛС в угломестной плоскости для дальности R_i=150 км, базы L₁=10000 м и L₂=50000 м, высоты полета цели Н=10000 м, периода обзора основной РЛС Т₀=20 сек.Figure 5 shows the angular rotation speeds of the BOTTOM of the antennas of the additional radar in the elevation plane for a range of R _i = 150 km, base L ₁ = 10,000 m and L ₂ = 50,000 m, target altitude N = 10,000 m, and the viewing period of the main radar T ₀ = 20 sec

На фиг.6 приведены угловые скорости вращения ДНА антенн дополнительной РЛС в угломестной плоскости для дальности R_i=300 км, базы L₁=10000 м и L₂=50000 м, высоты полета цели Н=10000 м, периода обзора основной РЛС Т₀=20 сек.Figure 6 shows the angular rotation speeds of the BOTTOM of the antennas of the additional radar in the elevation plane for a range of R _i = 300 km, base L ₁ = 10,000 m and L ₂ = 50,000 m, target altitude N = 10,000 m, the viewing period of the main radar T ₀ = 20 sec

На фиг.7 представлены зависимости вероятности правильного обнаружения от изменения отношения сигнал/шум (для одной, двух и трех приемных позиций) при фиксированной величине вероятности ложной тревоги и постоянной величине порога обнаружения.Fig. 7 shows the dependences of the probability of correct detection on changes in the signal-to-noise ratio (for one, two, and three receiving positions) with a fixed value of the probability of false alarm and a constant value of the detection threshold.

На фиг.8 представлена зависимость вероятности ложной тревоги от числа передающих позиций, которые рассчитывались при постоянном пороге обнаружения и отношении сигнал/шум.On Fig presents the dependence of the probability of false alarm on the number of transmitting positions, which were calculated at a constant detection threshold and signal-to-noise ratio.

На фиг.9 представлена зависимость вероятности ложной тревоги от числа приемных позиций, которые рассчитывались при постоянном пороге обнаружения и отношении сигнал/шум.Figure 9 shows the dependence of the probability of false alarm on the number of receiving positions, which were calculated at a constant detection threshold and signal-to-noise ratio.

Согласно фиг.1 предлагаемая система состоит из N одинаковых мобильных РЛС, в каждой из которых имеются последовательно соединенные возбудитель 1 (ВОЗБ), усилитель 2 мощности (УМ), антенная решетка 3 (АР) с двумерным электронным сканированием луча и блок 4 обработки сигналов (БОС). Кроме того, в системе имеются некогерентный сумматор 5 (НКС), блок 6 управления лучом (БУЛ), блок 7 управления антенной решеткой (БУАР), блок 8 управления порогом обнаружения (БУПО), общий блок 9 управления (ОБУ). При этом первый, второй и третий выходы ОБУ 9 соединены соответственно с входами БУЛ 6, БУАР 7, БУПО 8, выходы БУЛ 6 соединены со вторыми входами АР 3 всех РЛС, выходы БУАР 7 подключены к третьим входам АР 3 всех РЛС, выходы БУПО 8 соединены со вторыми входами БОС 4 всех РЛС, а входы БОС 4 всех РЛС соединены соответствующими входами НКС 5, выход которого является выходом системы.According to figure 1, the proposed system consists of N identical mobile radars, each of which has a series-connected pathogen 1 (WHO), power amplifier 2 (PA), antenna array 3 (AR) with two-dimensional electron beam scanning and signal processing unit 4 ( BOS). In addition, the system has an incoherent adder 5 (NCC), a beam control unit 6 (BUL), an antenna array control unit 7 (BUAR), a detection threshold control unit 8 (BUPO), and a common control unit 9 (OBU). In this case, the first, second and third outputs of OBU 9 are connected respectively to the inputs of BUL 6, BUAR 7, BUPO 8, the outputs of BUL 6 are connected to the second inputs of AR 3 of all radars, the outputs of BUAR 7 are connected to the third inputs of AR 3 of all radars, the outputs of BUPO 8 connected to the second inputs of the BOC 4 of all radars, and the inputs of the BOC 4 of all radars are connected by the corresponding inputs of the NCC 5, the output of which is the output of the system.

Предлагаемая система работает следующим образом.The proposed system works as follows.

Выбирается основная РЛС (например, первая) и относительно ее точки стояния на заданной дальности R_i определяется ширина зоны формирования повышенного энергопотенциала ΔR, которая рассчитывается исходя из максимальной скорости движения цели и выбранного периода обзора ΔR=k·V_maxT₀, где k=1,2,3…m - коэффициент, позволяющий регулировать протяженность высокопотенциального барьера по дальности; V_max - максимальная скорость цели (см. фиг.2).The main radar station is selected (for example, the first one) and, relative to its standing point at a given range R _i , the width of the zone of formation of the increased energy potential ΔR is determined, which is calculated based on the maximum speed of the target and the selected viewing period ΔR = k · V _max T ₀ , where k = 1,2,3 ... m - coefficient that allows you to adjust the length of the high potential barrier in range; V _max - the maximum speed of the target (see figure 2).

Угловые положения антенн дополнительных РЛС на примере j-й станции в азимутальной и угломестной плоскостях определяются по зависимостям:The angular positions of the antennas of additional radars using the example of the j-th station in the azimuthal and elevation planes are determined by the dependencies:

где: R_i - дальность до центра формирования зоны повышенного энергопотенциала относительно основной i-й РЛС, β_i - текущий азимут ДНА основной РЛС, ε_i - текущий угол места ДНА основной РЛС, Х_mcj, Y_mcj - точки стояния дополнительной РЛС на плоскости.where: R _i is the distance to the center of formation of the zone of increased energy potential relative to the main i-th radar, β _i is the current azimuth of the bottom of the main radar, ε _i is the current elevation angle of the bottom of the main radar, X _mcj , Y _mcj are the standing points of the additional radar on the plane .

Скорости перемещения ДНА дополнительных РЛС рассчитываются путем дифференцирования по времени зависимостей (1) и (2), при условии, что дальность до зоны формирования повышенного потенциала основной РЛС не меняется

и угол места основной РЛС в пределах этой зоны постоянен (

):The DND movement speeds of additional radars are calculated by time differentiation of dependencies (1) and (2), provided that the distance to the formation zone of the increased potential of the main radar does not change

and the elevation angle of the main radar within this zone is constant (

):

где

- угловая скорость вращения антенны основной РЛС.Where

- the angular velocity of rotation of the antenna of the main radar.

Поскольку дальность до центра зоны, где должны пересечься электрические оси ДНА основной и дополнительной РЛС, переменна для дополнительной, то можно показать, что дальность этой точки равна:Since the distance to the center of the zone where the electric axes of the BOTTOM of the main and additional radars intersect is variable for the additional one, it can be shown that the range of this point is:

а скорость изменения дальности для дополнительной РЛС равна:and the rate of change of range for an additional radar is:

Выражение (6) по сути, предъявляет требования к перемещению строба по дальности дополнительной РЛС.Expression (6) essentially requires the movement of the strobe along the range of the additional radar.

Общий блок управления 9 определяет ширину зоны сканирования сектора допоиска дополнительными РЛС по формулам:The common control unit 9 determines the width of the scanning area of the additional search sector by additional radars according to the formulas:

где: β₁, β₂ - азимуты на точки пересечения ДНА основной и дополнительной РЛС по второй диагонали строба, относительно дополнительной j-й РЛС (см. фиг.2), находятся как:where: β ₁ , β ₂ are the azimuths at the intersection points of the bottom of the main and additional radar along the second diagonal of the strobe, relative to the additional j-th radar (see figure 2), are as:

,

,

,

,

в свою очередь:in its turn:

X_i1=(R_i-0.5ΔR)sin(β_i-0.5θ_βi)cosε_i, X_i2=(R_i+0.5ΔR)sin(β_i+0.5θ_βi)cosε_i,X _i1 = (R _i -0.5ΔR) sin (β _i -0.5θ _βi ) cosε _i , X _i2 = (R _i + 0.5ΔR) sin (β _i + 0.5θ _βi ) cosε _i ,

Y_i1=(R_i-0.5ΔR)cos(β_i-0.5θ_βi)cosε_i, Y_i2=(R_i+0.5ΔR)cos(β_i+0.5θ_βi)cosε_i,Y _i1 = (R _i -0.5ΔR) cos (β _i -0.5θ _βi ) cosε _i , Y _i2 = (R _i + 0.5ΔR) cos (β _i + 0.5θ _βi ) cosε _i ,

где β_i - азимут на центр области с повышенным энергетическим потенциалом для i-й РЛС.where β _i is the azimuth to the center of the region with increased energy potential for the i-th radar.

Введения зоны сканирования определяемой формулой (7) получить отраженный сигнал от цели дополнительной РЛС за время локации основной РЛС.The introduction of the scanning zone by the determined formula (7) to receive the reflected signal from the target of the additional radar during the location of the main radar.

Величину ΔR_j пространственного строба по дальности для дополнительной РЛС, в пределах которой устройство первичной обработки дополнительной РЛС может осуществлять обнаружение целей при пониженном пороге, определим по формуле:The value ΔR _{j of the} spatial gate in range for the additional radar, within which the primary processing unit of the additional radar can detect targets at a low threshold, is determined by the formula:

где: ΔR - ширина радиолокационного высокопотенциального барьера; L - база между i-й и j-й РЛС; в θ_βi - ширина диаграммы направленности по азимуту i-й РЛС; Δα=α₂-α₁, причем α₁, α₂ - азимуты на точки пересечения диаграмм направленностей основной и дополнительной РЛС по первой диагонали пространственного строба, для дополнительной j-й РЛС (см. фиг.2)where: ΔR is the width of the radar high potential barrier; L is the base between the i-th and j-th radar; in θ _βi is the width of the radiation pattern in the azimuth of the i-th radar; Δα = α ₂ -α ₁ , where α ₁ , α ₂ are the azimuths to the intersection points of the radiation patterns of the primary and secondary radars along the first diagonal of the spatial strobe, for the additional j-th radar (see figure 2)

,

,

.

.

Скорость обзора в секторе

для дополнительной РЛС должна определяться из условия его просмотра за время локации цели t_локi основной РЛС:Sector Speed

for an additional radar, it must be determined from the condition of its viewing during the time of target location t _{loci of the} main radar

.

.

Исходя из вышесказанного скорость сканирования лучом ДНА дополнительной РЛС в секторе допоиска будет равна:Based on the foregoing, the scanning speed of the beam of the bottom of the additional radar in the additional search sector will be equal to:

По команде ОБУ 9 задаются координаты условного центра многопозиционной радиолокационной системы, определяются координаты пунктов приема относительно выбранного условного центра. Посредством БУАР 7 и БУЛ 6 осуществляется управление антенными решетками и лучами ДНА каждой из дополнительных РЛС, входящих в систему, так, чтобы обеспечить наведение антенн дополнительных РЛС в одну точку, находящуюся на заданном расстоянии от условного центра - радиуса обзора и перемещающуюся с заданной угловой скоростью - скоростью обзора. Причем радиус и скорость обзора могут изменяться в зависимости от радиолокационной обстановки. Одновременно по данным ОБУ 9 осуществляется формирование команд управления для БУЛ 6, который осуществляет сканирование лучей ДНА дополнительных РЛС в пределах сектора допоиска. Это позволяет обеспечить синхронное вращение антенн и управление ими при больших базах между позициями и позволяет концентрировать энергию всех РЛС в области пространства ограниченной ДНА основной и дополнительной РЛС.At the command of OBU 9, the coordinates of the conditional center of the multi-position radar system are set, the coordinates of the points of reception relative to the selected conditional center are determined. By means of BUAR 7 and BUL 6, antenna arrays and bottom beams of each of the additional radars included in the system are controlled in such a way as to ensure that the antennas of the additional radars are guided to one point located at a given distance from the conditional center — the viewing radius and moving at a given angular speed - speed of review. Moreover, the radius and speed of the review can vary depending on the radar situation. At the same time, according to OBU 9 data, control commands are formed for BUL 6, which scans the bottom rays of additional radars within the pre-search sector. This allows you to provide synchronous rotation of the antennas and control them at large bases between positions and allows you to concentrate the energy of all radars in the space area of the limited BOTTOM of the primary and secondary radars.

БУПО 8 рассчитывает требуемый порог обнаружения исходя из максимизации вероятности правильного обнаружения в пределах пространственного строба и количества задействованных приемо-передающих позиций при ограничении на количество ложных тревог за обзор. Вероятности правильного обнаружения D и ложной тревоги F, в пределах строба определяются формулами [11, с.136, 138]:BUPO 8 calculates the required detection threshold based on maximizing the probability of correct detection within the spatial gate and the number of received-transmitting positions involved, while limiting the number of false alarms per view. The probabilities of the correct detection of D and false alarm F within the strobe are determined by the formulas [11, p.136, 138]:

где: N_пр - число приемных позиций;

- отношение сигнал/шум;

- нормированный пороговый уровень; k - число передающих позиций; Q - весовые коэффициенты с выходов квадратичных детекторов всех позиций;

- порог обнаружения.where: N _CR - the number of receiving positions;

- signal to noise ratio;

- normalized threshold level; k is the number of transmitting positions; Q - weighting coefficients from the outputs of quadratic detectors of all positions;

- detection threshold.

Изменяя порог обнаружения посредством команд поступающих с БУПО 8 на выбранные РЛС, входящие в систему, можно управлять показателями качества обнаружения при поиске и обнаружении малоконтрастных целей в пределах пространственного строба, образованного пересечением диаграмм направленностей антенн РЛС.By changing the detection threshold by means of commands received from BUPO 8 to the selected radars included in the system, it is possible to control the quality indicators of detection during the search and detection of low-contrast targets within the spatial gate formed by the intersection of the radiation patterns of the radar antennas.

Произведенные расчеты, по формулам (10, 11), дали следующие результаты (см. фиг.7): повышение вероятности правильного обнаружения при изменении отношения «сигнал/шум» (для 1, 2 и 3 приемных позиций) при фиксированной величине вероятности ложной тревоги и постоянной величине порога обнаружения. А по графикам на фиг.8 и 9 можно сделать вывод, что с увеличением числа позиций в системе повышается вероятность правильного обнаружения, но вместе с этим незначительно растет и вероятность ложной тревоги (при одном приемном пункте F=3·10^-6, при двух приемных пунктах F=5·10^-5, при трех приемных пунктах F=3·10^-4).The calculations, according to formulas (10, 11), gave the following results (see Fig. 7): an increase in the probability of correct detection when changing the signal-to-noise ratio (for 1, 2 and 3 receiving positions) with a fixed value of the probability of false alarm and a constant detection threshold. And according to the graphs in Figs. 8 and 9, we can conclude that with an increase in the number of positions in the system, the probability of correct detection increases, but at the same time, the likelihood of false alarm increases slightly (with one receiving point F = 3 × 10 ^-6 receiving points F = 5 · 10 ^-5 , with three receiving points F = 3 · 10 ^-4 ).

Рассмотрим вариант реализации предлагаемой системы:Consider the implementation of the proposed system:

Возбудитель 1, и усилитель 2 мощности, блок 4 обработки сигналов, входящие в каждую РЛС, а также некогерентный сумматор 5 могут быть выполнены как в прототипе;The causative agent 1, and the power amplifier 2, the signal processing unit 4 included in each radar, as well as the incoherent adder 5 can be performed as in the prototype;

антенная решетка 3 может представлять собой фазированную антенную решетку (ФАР) с двухмерным сканированием по азимуту и углу места и с круговым механическим вращением (см. Справочник по радиолокации, под ред. М. Сколника, т.2 М.: Сов. радио, 1977 г., с.132-138);antenna array 3 may be a phased antenna array (PAR) with two-dimensional scanning in azimuth and elevation and with circular mechanical rotation (see the Radar Reference, edited by M. Skolnik, vol. 2 M .: Sov. radio, 1977 city, p.132-138);

блок 6 управления лучом может быть собран на PLIS (см. Кузелин М.О., Кнышев Д.А., Зотов В.Ю. Современные семейства ПЛИС фирмы Xilinx. Справочное пособие. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004) и реализует фазовое сканирование диаграммы направленности (см. Корбанский И.Н. Антенны. - М.: Учебное пособие для вузов. «Энергия», 1973, с.317-320);beam control unit 6 can be assembled on PLIS (see Kuzelin M.O., Knyshev D.A., Zotov V.Yu. Modern FPGA families of Xilinx company. Reference manual. - M .: Hot line - Telecom, 2004) and implements phase scanning of the radiation pattern (see Korbansky I.N. Antennas. - M .: Textbook for high schools. "Energy", 1973, p.317-320);

блок 7 управления антенной решеткой может быть собран на микроконтроллере (см. Трамперт В. AVR-RISC Микроконтроллеры. - «МК-Пресс», Киев, 2006 г) и реализует способ управления вращением антенн, описанный в патенте РФ №2330306.the antenna array control unit 7 can be assembled on a microcontroller (see Trampert B. AVR-RISC Microcontrollers. - MK-Press, Kiev, 2006) and implements the antenna rotation control method described in RF patent No. 2330306.

блок 8 управления порогом обнаружении может быть собран на микроконтроллере (см. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL. - М. Изд. дом «Додека-XXI», 2005 г), изменение порога реализовано на ПУЛТ-процессоре с усреднением (см. Шахтарин Б.И. Обнаружение сигналов. - М.: Гелиос АРВ - 2006, с.370-371, рис.14.5);the detection threshold control unit 8 can be assembled on a microcontroller (see Evstifeev A.V. Microcontrollers of the AVR family Tiny and Mega from ATMEL. - M. Dodeka-XXI Publishing House, 2005), the threshold change is implemented on the PULT processor with averaging (see Shakhtarin B. I. Detection of signals. - M .: Helios ARV - 2006, p. 370-371, fig. 14.5);

общий блок 9 управления может представлять собой управляющую ЭВМ на базе IBM PC с интерфейсом RS 232 (см. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. 2-е издание - 2005 г.).the general control unit 9 may be a control computer based on an IBM PC with an RS 232 interface (see Guk M.Yu. IBM PC Hardware. Encyclopedia. 2nd edition - 2005).

Таким образом, предложенная система позволяет при сохранении мобильности РЛС реализовать энергетический потенциал радиолокационных средств значительно выше предельно возможного для одной мобильной РЛС, при больших значениях баз и управлении порогом обнаружения.Thus, the proposed system allows, while maintaining radar mobility, to realize the energy potential of radar systems significantly higher than the maximum possible for one mobile radar, with large base values and control of the detection threshold.

Claims (1)

Многопозиционная система мобильных радиолокационных станций (РЛС), содержащая N одинаковых мобильных РЛС, где N>1, в каждой из которых имеются последовательно соединенные возбудитель, усилитель мощности, антенная решетка с двумерным электронным сканированием луча, и блок обработки сигналов (БОС), а также некогерентный сумматор (НКС), соответствующие входы которого соединены с выходами БОС всех РЛС, а выход является выходом системы, отличающаяся тем, что введены общий блок управления (ОБУ), блок управления антенными решетками (БУАР), блок управления лучом (БУЛ), блок управления порогом обнаружения (БУПО), при этом первый, второй и третий выходы ОБУ подключены соответственно ко входам БУЛ, БУАР и БУПО, соответствующие выходы БУЛ подключены ко вторым входам АР всех РЛС, соответствующие выходы БУАР соединены с третьими входами АР всех РЛС, а соответствующие выходы БУПО подключены ко вторым входам БОС всех РЛС. A multi-position system of mobile radar stations (RLS) containing N identical mobile radars, where N> 1, each of which has a series-connected pathogen, power amplifier, antenna array with two-dimensional electron beam scanning, and a signal processing unit (BOS), as well incoherent adder (NCC), the corresponding inputs of which are connected to the biofeedback outputs of all radars, and the output is a system output, characterized in that a common control unit (OBU), antenna array control unit (BUAR), control unit are introduced beam phenomena (BFL), detection threshold control unit (BUPO), while the first, second and third outputs of the BFB are connected respectively to the inputs of the BUL, BUAR and BUPO, the corresponding outputs of the BUL are connected to the second inputs of the AR of all radars, the corresponding outputs of the BUAR are connected to the third the AR inputs of all radars, and the corresponding BUPO outputs are connected to the second biofeedback inputs of all radars.

Images