RU2720355C1 - Target recognition radiolocation station - Google Patents
Target recognition radiolocation station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2720355C1 RU2720355C1 RU2019125352A RU2019125352A RU2720355C1 RU 2720355 C1 RU2720355 C1 RU 2720355C1 RU 2019125352 A RU2019125352 A RU 2019125352A RU 2019125352 A RU2019125352 A RU 2019125352A RU 2720355 C1 RU2720355 C1 RU 2720355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- target
- radar
- targets
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
- G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
- G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
РЛС распознавания целей относится к радиолокационной технике и может быть использована для распознавания воздушных целей различных классов (типов) на всевозможных дальностях и ракурсах локации.Target recognition radar refers to radar technology and can be used to recognize airborne targets of various classes (types) at all possible ranges and angles of location.
Распознавание целей производится в интересах определения наиболее опасных целей - носителей высокоточного оружия (ВТО) из состава массированного ракетно-авиационного удара (МРАУ) и назначения им более высокого приоритета с точки зрения очередности их уничтожения зенитными управляемыми ракетами зенитных ракетных комплексов (ЗРК).Target recognition is carried out in the interests of determining the most dangerous targets - carriers of high-precision weapons (WTO) from a massive missile and air strike (MRAU) and assigning them a higher priority in terms of the order of their destruction by anti-aircraft guided missiles of anti-aircraft missile systems (SAM).
В составе МРАУ могут находиться различные аэродинамические летательные аппараты - ударные самолеты-носители ВТО, помехопостановщики, беспилотные летательные аппараты (БЛА), топливозаправщики, самолеты прикрытия, самолеты - командные пункты воздушного базирования, ложные цели и т.д. Информационная избыточность в условиях отсутствия технической возможности ранжирования воздушных целей по степени их угрозы приводит к снижению эффективности боевых действий ЗРК.The MRAU may include various aerodynamic aircraft - WTO strike aircraft, jammers, unmanned aerial vehicles (UAVs), tankers, cover aircraft, airplanes - air-based command posts, false targets, etc. Information redundancy in the absence of the technical ability to rank air targets by the degree of their threat leads to a decrease in the effectiveness of military operations of air defense systems.
В этой связи представляет практический интерес представляет распознавание целей не только с точностью до класса (самолет, вертолет, крылатая ракета), но и с точностью до типа летательного аппарата, и даже определение факта наличия или отсутствия средств ВТО на ударном самолете. Отделение средства ВТО от самолета-носителя представляет весьма сложный и не всегда безопасный для носителя процесс, поэтому запускаемые с самолета-носителя средства ВТО всегда размещают на внешних подвесках (пилонах), что, в свою очередь, позволяет высокоразрешающей РЛС получить радиолокационный портрет средств ВТО на внешних подвесках.In this regard, it is of practical interest to recognize targets not only accurate to the class (aircraft, helicopter, cruise missile), but also accurate to the type of aircraft, and even determine the presence or absence of WTO means on an attack aircraft. The separation of the WTO means from the carrier aircraft is a very complicated and not always safe process for the carrier, therefore, the WTO means launched from the carrier aircraft are always placed on external suspensions (pylons), which, in turn, allows a high-resolution radar to obtain a radar portrait of the WTO means on external suspensions.
Доказанный факт отсутствия средств ВТО на внешних подвесках ударного самолета (самолет уже выполнил боевую задачу) автоматически понижает его приоритет как цели для уничтожения.The proven fact of the lack of WTO means on the external suspensions of an attack aircraft (the aircraft has already completed a combat mission) automatically lowers its priority as a target for destruction.
В последнее время разработаны и принимаются на вооружение в целом ряде стран, включая РФ, ударные БЛА, способные нести высокоточные средства поражения. Такие БЛА производятся серийно, стоят сравнительно недорого и при прорыве ПВО будут применяться массово. Малые габариты и малая ЭПР таких целей могут вводить в заблуждение относительно степени опасности и приоритетности уничтожения таких целей.Recently developed and adopted into service in a number of countries, including the Russian Federation, shock UAVs capable of carrying high-precision weapons. Such UAVs are produced in series, are relatively inexpensive and will be used en masse in the event of an air defense breakthrough. The small size and small ESR of such targets can be misleading regarding the degree of danger and priority of the destruction of such targets.
Атакующая сторона стремится применить средства ВТО на максимальных дальностях от атакуемого объекта, без захода или при минимальном нахождении пилотируемого ударного самолета в зоне действия ЗРК. В этой связи предъявляются требования не только к достоверности распознавания целей, но и оперативности - эта задача должна быть решена на предельно больших дальностях, сразу после обнаружения цели и определения ее государственной принадлежности («свой-чужой»).The attacking party seeks to use the WTO means at maximum ranges from the attacked object, without approaching or with a minimum of manned attack aircraft in the air defense zone. In this regard, demands are made not only on the accuracy of target recognition, but also on operational efficiency - this task should be solved at extremely long ranges, immediately after the target has been found and its state affiliation (“friend or foe”) has been determined.
Состояние техники. К настоящему времени известно множество способов распознавания целей, включая даже такие экзотические, как способ распознавания целей с использованием производимых летательным аппаратом акустических волн [1] или вибраций корпуса летательного аппарата [2]. Систематическая классификация методов радиолокационного распознавания приведена в [3], как по типу зондирующего сигнала [3, С. 28], так и по используемым для распознавания информативным признакам отраженного от цели сигнала [3, С. 29]. Многообразие методов и способов распознавания целей косвенно свидетельствует об отсутствии универсального метода (способа), закрывающего актуальную проблему.State of the art. To date, there are many ways to recognize targets, including even such exotic ones as the method of target recognition using acoustic waves produced by the aircraft [1] or vibrations of the aircraft body [2]. A systematic classification of radar recognition methods is given in [3], both by the type of the probing signal [3, p. 28] and by the informative features of the signal reflected from the target used for recognition [3, p. 29]. The variety of methods and methods for target recognition indirectly indicates the absence of a universal method (method) that closes the current problem.
По нашему мнению, на эту роль может претендовать сигнатурное радиолокационное распознавание, в котором используемым для распознавания информативным признаком является совокупность блестящих точек (БТ) в составе отраженного от цели радиолокационного сигнала при радиолокационном зондировании цели высокоразрешающей РЛС. (Встречается также использование идентичного термину «БТ» термина «отдельные рассеивающие центры (РЦ) на поверхности цели»). Взаимное положение в пространстве и индикатриса рассеяния (сигнатура) отдельной БТ (отдельного РЦ) для каждого типа летательного аппарата в квазиоптической области отражения радиоволн характеризуется постоянством, что позволяет с высокой степенью достоверности произвести идентификацию (распознавание типа) обнаруженного РЛС летательного аппарата.In our opinion, signature radar recognition may claim this role, in which the informative feature used for recognition is a set of brilliant points (BT) in the radar signal reflected from the target during radar sounding of a high-resolution radar target. (There is also the use of the term “separate scattering centers (RC) on the target surface” identical to the term “BT”). The mutual position in space and the scattering indicatrix (signature) of an individual BT (separate RC) for each type of aircraft in the quasi-optical region of reflection of radio waves is characterized by constancy, which allows identification (recognition of type) of the detected radar of the aircraft with a high degree of certainty.
Нам известно о существовании обширных баз данных по БТ большой номенклатуры летательных аппаратов, полученных путем многолетних натурных экспериментов с уменьшенными копиями этих летательных аппаратов, проведенных под руководством таких ученых, как доктора технических наук Г.А. Лопин и С.М. Нестеров в НИЦ Войск ВКО (г. Тверь).We are aware of the existence of extensive BT databases of a large nomenclature of aircraft, obtained through long-term field experiments with reduced copies of these aircraft, conducted under the guidance of scientists such as G.A. Lopin and S.M. Nesterov in SIC Troops of East Kazakhstan region (Tver).
Высокоразрешающая РЛС использует зондирующий радиолокационный сигнал, позволяющий либо непосредственно получить информацию о совокупности БТ цели с направления зондирования (радиальный, или дальностный портрет цели), либо, используя сложный зондирующий радиолокационный сигнал с внутриимпульсной модуляцией, осуществить разрешение отдельных БТ из непрерывного радиолокационного сигнала и получить тот же радиальный (дальностный) радиолокационный портрет цели на выходе приемного устройства, после оптимальной обработки принятых отраженных о цели сигналов, предусматривающей процедуру свертки отраженного сигнала в фильтре сжатия, чаще всего представляющего собой дисперсионную ультразвуковую линию задержки (ДУЗЛЗ), с существенным сокращением длительности сигналов от отдельных БТ, что позволяет получить радиолокационный портрет цели в направлении зондирования с раздельно наблюдаемыми БТ.The high-resolution radar uses a probing radar signal, which allows either to directly obtain information about the set of target airplanes from the sounding direction (radial or long-range portrait of the target), or, using a complex sounding radar signal with intrapulse modulation, to resolve individual warheads from a continuous radar signal and obtain the radial (long-range) radar portrait of the target at the output of the receiving device, after optimal processing of the received reflection nnyh of target signals, which provides a return signal of the convolution filter compression procedure, often representing a delay line ultrasonic dispersion (DUZLZ), with a significant reduction in the duration of individual signals from WTs that allows to obtain a radar target portrait sensing direction observed separately WT.
При совпадении совокупности принятых БТ с эталонной совокупностью БТ конкретной цели, взятой из базы данных множества летательных аппаратов, для того же ракурса (под ракурсом будем понимать угол α в горизонтальной плоскости между линией визирования цели РЛС и продольной осью летательного аппарата) цели, можно с большой долей достоверности утверждать о достижении высокой вероятности распознавания типа воздушной цели.If the set of received BTs coincides with the reference set of BTs of a specific target taken from the database of many aircraft, for the same angle (by angle we mean the angle α in the horizontal plane between the line of sight of the radar target and the longitudinal axis of the aircraft) of the target, you can with a certainty to assert that a high probability of recognition of the type of air target has been achieved.
Ключевым моментом для осуществления распознавания является идентичность ракурса цели, взятой из базы данных, фактическому ракурсу цели на момент ее радиолокационного зондирования. Таким образом, уже на предельно возможных дальностях от защищаемого объекта и за одно зондирование необходимо располагать информацией о ракурсе обнаруженного летательного аппарата. Обстоятельствами, упрощающими подход к решению этой задачи, могут быть следующие:The key point for recognition is the identity of the target angle taken from the database to the actual angle of the target at the time of its radar sensing. Thus, already at the maximum possible distances from the protected object and for one sounding, it is necessary to have information about the angle of the detected aircraft. The circumstances that simplify the approach to solving this problem may include the following:
1. Аэродинамические летательные аппараты симметричны относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии. Ракурсы целей в горизонтальной плоскости в ту или другую сторону относительно линии визирования «РЛС-цель» инвариантны с точки зрения радиолокационного наблюдения цели;1. Aerodynamic aircraft are symmetrical about a vertical plane passing through the longitudinal axis of symmetry. The angles of the targets in the horizontal plane in one direction or another relative to the line of sight “radar-target” are invariant from the point of view of radar observation of the target;
2. Поскольку речь идет о предельно больших дальностях обнаружения целей, составляющих, в зависимости от их ЭПР, несколько сотен километров, с большой долей вероятности можно предположить отсутствие маневров по тангажу у ударных самолетов на боевых курсах до входа в зону боевых действий, что позволит без потери общности ограничиться рассмотрением нулевых углов тангажа визируемых целей;2. Since we are talking about extremely large ranges for detecting targets, which, depending on their EPR, are several hundred kilometers, with a high degree of probability it can be assumed that there are no maneuvers in the pitch of attack aircraft at combat courses before entering the combat zone, which will allow loss of generality is limited to consideration of the zero pitch angles of the targets being sighted;
3. Также без потери общности можно наложить ограничение на пределы изменения ракурсов целей в горизонтальной плоскости - большие (более 45°) углы визирования цели на предельных дальностях обнаружения свидетельствуют от том, что цель, вероятнее всего, войдет в зону ответственности другого ЗРК.3. Also, without loss of generality, a restriction can be imposed on the limits of changing the angles of the targets in the horizontal plane - large (more than 45 °) viewing angles of the target at the maximum detection ranges indicate that the target is likely to enter the area of responsibility of another air defense system.
Известна РЛС "Микронетикс" [3, С. 112-113, рис. 4.6], которая может быть использована для распознавания радиолокационных целей по радиолокационным дальностным портретам, получаемым за счет облучения целей импульсами очень короткой длительности (1 нс). Использование этих импульсов позволяет достичь разрешающей способности по дальности δD 15 см и, тем самым, наблюдать результаты отражения импульсов от различных элементов конструкции цели. РЛС "Микронетикс" включает эквивалент антенны, последовательно включенные высокочастотный тройник, выходной усилитель и первую антенну, последовательно соединенные магнетронный генератор, схему формирования зондирующих импульсов, элемент связи, детектор запуска и импульсный осциллограф, последовательно включенные вторую антенну, прецизионный аттенюатор, малошумящую лампу бегущий волны, усилитель мощности и детектор коротких импульсов, выход которого связан со вторым входом импульсного осциллографа. При этом второй выход элемента связи соединен со входом высокочастотного тройника, второй выход которого подключен ко входу эквивалента антенны.Known radar "Micronetics" [3, S. 112-113, Fig. 4.6], which can be used to recognize radar targets by radar range portraits obtained by irradiating targets with pulses of very short duration (1 ns). The use of these pulses makes it possible to achieve a range resolution of
Несомненным достоинством данной (и подобных ей РЛС) является очень высокая разрешающая способность по дальности (δD = 15 см), что, в принципе, позволяет реализовать сигнатурное распознавание не только самолетов, но и распознавать наличие и даже тип средств ВТО, находящихся на внешних подвесках самолета-носителя.The undoubted advantage of this (and similar radars) is its very high resolution in range (δD = 15 cm), which, in principle, allows for signature recognition of not only aircraft, but also recognition of the presence and even type of WTO devices located on external suspensions carrier aircraft.
Недостатком данной и подобных ей РЛС является то, что, по состоянию на сегодняшний день, они позволяет определять радиолокационные характеристики целей на дальностях до единиц километров, а это в настоящее время сужает область использования таких РЛС, особенно для решения задач распознавания. Описанная РЛС в виду данного недостатка используется лишь в экспериментальных исследованиях [3, С. 112-113, рис. 4.6]. Другой недостаток РЛС "Микронетикс" - необходимость использования двух пространственно разнесенных антенн, что не только усложняет конструктивное исполнение, но и входит в противоречие с одним из важнейших требований, предъявляемых к современным ЗРК - их мобильности (способности после совершения марша за кратчайшее время приводиться в режим боевой работы, и столь же быстро покидать боевые позиции сразу по завершении боевых действий).The disadvantage of this and similar radars is that, as of today, they allow you to determine the radar characteristics of targets at ranges up to units of kilometers, and this currently narrows the scope of use of such radars, especially for solving recognition problems. The described radar in view of this drawback is used only in experimental studies [3, pp. 112-113, Fig. 4.6]. Another drawback of Micronetics radar is the need to use two spatially separated antennas, which not only complicates the design, but also contradicts one of the most important requirements for modern air defense systems - their mobility (ability to be brought into mode after the march in the shortest possible time combat work, and just as quickly leave combat positions immediately after the end of hostilities).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому (прототипом), по мнению автора, является РЛС распознавания целей [4]. Целью изобретения являлось повышение достоверности автоматического распознавания радиолокационных целей в квазиоптической области отражения радиоволн за счет учета взаимного расположения отражателей на поверхности цели в радиальном направлении.The closest technical solution to the claimed (prototype), according to the author, is a target recognition radar [4]. The aim of the invention was to increase the reliability of automatic recognition of radar targets in the quasi-optical region of reflection of radio waves by taking into account the relative position of the reflectors on the target surface in the radial direction.
Авторы критикуют свой прототип [3, С. 120-126, рис. 4.11] за неиспользование информации «о различии интенсивностей отражения у различных РЦ». Вместе с тем детальный анализ предложенного технического решения показывает, что и в [4] информация о различии интенсивностей (ЭПР) у различных БТ также не используется.The authors criticize their prototype [3, S. 120-126, Fig. 4.11] for not using information “on the difference in reflection intensities between different RCs”. At the same time, a detailed analysis of the proposed technical solution shows that even in [4], information on the difference in intensities (EPR) for different BTs is also not used.
Действительно, «К АЦП» (позиция 16) фактически выполняют функции К пороговых устройств - на выходе каждого АЦП формируется только сигнал логической «1» при появлении сигнала на входе и логический «0» в противном случае. Более того, даже сигнал, с которым предстоит сравнивать отраженный от цели радиосигнал - «эталонные дальностные портреты целей различных классов» (поступающие из ЦУУ 15 на управляющий вход коммутатора 18) не содержат информации об интенсивности БТ, а представляют собой всего лишь двоичные «кодовые расстановки» (в терминологии [4]).Indeed, “K ADCs” (position 16) actually perform the functions of K threshold devices - at the output of each ADC only a logical “1” signal is generated when a signal appears at the input and a logical “0” otherwise. Moreover, even the signal with which the radio signal reflected from the target is to be compared - “reference long-range portraits of targets of various classes” (coming from the
По нашему мнению, весомый вклад в повышение достоверности сигнатурного распознавания радиолокационных целей может быть достигнут путем действительного использования всей информации, включая информацию об интенсивностях отдельных БТ, получаемую высокоразрешающей РЛС, с одной стороны, и высококачественную информацию имеющихся баз данных, включающую не только взаимное пространственное положение БТ, но и ЭПР и сигнатурах отдельных БТ, с другой стороны, путем определения степени их взаимной корреляции за время однократного зондирования, по всему ансамблю БТ, наблюдаемых в момент зондирования.In our opinion, a significant contribution to improving the reliability of signature recognition of radar targets can be achieved by the actual use of all information, including information about the intensities of individual BTs obtained by high-resolution radar, on the one hand, and high-quality information from existing databases, including not only the mutual spatial position BT, but also the EPR and the signatures of individual BTs, on the other hand, by determining the degree of their mutual correlation during a single probe, throughout the ensemble of BTs observed at the time of sounding.
Кроме того, авторы прототипа [4], судя по описанию изобретения, отдают себе отчет о негативных последствиях размещения ограничителя по амплитуде до фильтра сжатия: «информация о различии интенсивностей отражения у различных РЦ в данном случае, к сожалению, не используется, поскольку в типовых РЛС с ЛЧМ-сигналами перед оптимальным фильтром сжатия… ставится ограничитель амплитуд сигналов». Это верно не только с точки зрения нивелирования амплитуд от отдельных БТ, более того, это может ухудшить и даже сделать невозможным разрешение сигналов отдельных БТ воздушной цели [5]. Тем не менее авторы прототипа используют амплитудный ограничитель (АО, поз. 7), перед фильтром сжатия (ДУЗЛЗ, поз. 12).In addition, the authors of the prototype [4], judging by the description of the invention, are aware of the negative consequences of placing the limiter in amplitude before the compression filter: “information on the difference in reflection intensities between different RCs in this case, unfortunately, is not used, since in standard Radar with chirp signals before the optimal compression filter ... a signal amplitude limiter is placed. ” This is true not only from the point of view of leveling the amplitudes from individual BTs, moreover, it can degrade and even make it impossible to resolve the signals of individual BTs of an air target [5]. Nevertheless, the prototype authors use an amplitude limiter (AO, pos. 7), in front of the compression filter (DUZLZ, pos. 12).
Для определения ракурса цели авторы прототипа предложили использовать сигнал с выхода системы измерения дальности (СИД, поз. 10) и сигнал с выхода системы управления антенной (СУА, поз. 1), характеризующий угловые координаты цели. Следует отметить, что данный способ измерения ракурса цели характеризуется большой инерционностью: зная угловые координаты и дальность до цели можно определить только местоположение цели (точку). Чтобы измерить ракурс цели, нужно достаточно долго ее сопровождать с целью построения траектории движения цели, и уж тогда станет возможным вычисление ракурса цели. Но и в этом случае ракурс будет определен с ошибкой, даже при движении цели с постоянным курсом. Дело даже не в рассовмещении по времени момента зондирования (определения дальности) и момента вычисления ракурса цели на основе построения трассы цели. Дело в том, что при приближении к РЛС и даже при прямолинейном движении цели ракурс ее наблюдения будет постоянно увеличиваться. Поэтому использованный авторами прототипа метод вычисления ракурса цели скажется негативно на «повышении достоверности автоматического распознавания радиолокационных целей…», заявленной авторами в качестве цели изобретения.To determine the angle of the target, the prototype authors proposed to use the signal from the output of the ranging system (LED, pos. 10) and the signal from the output of the antenna control system (SUA, pos. 1), which characterizes the angular coordinates of the target. It should be noted that this method of measuring the angle of the target is characterized by great inertia: knowing the angular coordinates and the distance to the target, you can only determine the location of the target (point). To measure the angle of the target, it is necessary to accompany it for a long time in order to build the trajectory of the movement of the target, and even then it will be possible to calculate the angle of the target. But in this case, the angle will be determined with an error, even when the target moves with a constant course. It is not even a matter of combining in time the moment of sounding (determining the range) and the moment of calculating the angle of the target based on the construction of the target’s path. The fact is that when approaching the radar and even with a rectilinear movement of the target, the angle of its observation will constantly increase. Therefore, the method used by the authors of the prototype to calculate the angle of the target will adversely affect the "increase in the reliability of automatic recognition of radar targets ...", declared by the authors as the goal of the invention.
Целью изобретения является повышение достоверности и оперативности автоматического распознавания радиолокационных целей в квазиоптической области отражения радиоволн за счет учета интенсивностей локальных отражателей и повышения скорости измерения ракурса визирования цели.The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of automatic recognition of radar targets in the quasi-optical region of reflection of radio waves by taking into account the intensities of local reflectors and increasing the speed of measuring the angle of view of the target.
Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что в состав известной РЛС распознавания [2], включающей СУА, антенну, антенный переключатель, усилитель высокой частоты (УВЧ), смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), амплитудный ограничитель (АО), передатчик, гетеродин, систему измерения дальности (СИД), амплитудный детектор, ДУЗЛЗ, дифференцирующую цепь (ДЦ), цифровое управляющее устройство (ЦУУ), K аналого-цифровых преобразователей (АЦП), K-1 линий задержки (ЛЗ), запоминающее устройство, коммутатор, инвертор кода, схему И, индикатор, причем антенна, антенный переключатель, УВЧ, смеситель, УПЧ и СИД включены последовательно, передатчик связан со 2-м входом антенного переключателя, а гетеродин соединен со 2-м входом смесителя, последовательно включенные АО, амплитудный детектор и ДЦ, выход которой соединен со 2-м входом ЦУУ, 1-й вход которого связан с выходом СИД, дополнительно вводят вторую ДУЗЛЗ, два каскада стробирования (КС), второй амплитудный детектор, два каскада бланкирования (КБ), вторую ДЦ, два формирователя, интегрирующую цепь со сбросом, измеритель длительности импульсов, пиковый детектор, N электронно-цифровых аттенюаторов (ЭЦА), N блоков квадратурной обработки (БКО), причем первые входы обоих КС соединены с выходом УПЧ, 2-й вход 1-го КС соединен с 1-м выходом ЦУУ, 2-й вход 2-го КС соединен со 2-ым выходом ЦУУ, выход 1-го КС соединен со входом АО и входом 1-ой ДУЗЛЗ, выход которой соединен со входом 2-го амплитудного детектора, а выход 2-го КС соединен со входом 2-ой ДУЗЛЗ, выход которой соединен с первыми входами N ЭЦА, а выходы N ЭЦА соединены со входами N БКО, выходы которых соединены с N информационными входами индикатора, при этом 3-ий выход ЦУУ выполнен в виде N-разрядной шины выдачи референсных данных ЦУУ и соединен с N референсными входами индикатора, а 4-й выход ЦУУ выполнен в виде N-разрядной шины выдачи эталонных данных и соединен со вторыми входами N ЭЦА, при этом 1-ый вход 1-го КБ соединен с выходом 1-го амплитудного детектора, 2-ой вход 1-го КБ соединен с выходом 1-го формирователя, вход которого соединен с выходом 1-й ДЦ, а выход 1-го КБ соединен со входом измерителя длительности импульсов, причем выход измерителя длительности импульсов соединен с 3-м входом ЦУУ, при этом 1-й вход 2-го КБ соединен со входом 2-й ДЦ и выходом 2-го амплитудного детектора, а 2-й вход 2-го КБ соединен с выходом 2-го формирователя, вход которого соединен с выходом 2-й ДЦ и 1-м входом интегрирующей цепи со сбросом, 2-ой вход которой соединен с выходом 2-го КБ, а выход интегрирующей цепи со сбросом соединен со входом пикового детектора, выход которого соединен с 4-м входом ЦУУ.Achieving this goal is ensured by the fact that the composition of the known radar recognition [2], including ASA, antenna, antenna switch, high frequency amplifier (UHF), mixer, intermediate frequency amplifier (UPCH), amplitude limiter (AO), transmitter, local oscillator, range measuring system (LED), amplitude detector, DUZLZ, differentiating circuit (DC), digital control device (TsUU), K analog-to-digital converters (ADC), K-1 delay lines (LZ), storage device, switch, code inverter , chart And, indicator, pr What does the antenna, antenna switch, UHF, mixer, IF and LEDs are connected in series, the transmitter is connected to the 2nd input of the antenna switch, and the local oscillator is connected to the 2nd input of the mixer, the AO are connected in series, the amplitude detector and the DC, the output of which is connected to 2 the input of the central control unit, the first input of which is connected to the LED output, additionally introduces a second DLD, two gating cascades (CS), a second amplitude detector, two blanking stages (KB), a second DC, two shapers, an integrated circuit with a reset, a meter impu duration xs, peak detector, N electronic digital attenuators (ECA), N quadrature processing units (BCO), with the first inputs of both KS connected to the output of the amplifier, the 2nd input of the 1st KS connected to the 1st output of the CPU, 2- the 2nd input of the 2nd CS is connected to the 2nd output of the central control unit, the output of the 1st CS is connected to the input of AO and the input of the 1st DUZLZ, the output of which is connected to the input of the 2nd amplitude detector, and the output of the 2nd CS is connected to the input 2nd DUZLZ, the output of which is connected to the first inputs of the N ECA, and the outputs of the N ECA are connected to the inputs of the N CCU, the outputs of which are connected to the N information inputs of the indicator torus, while the 3rd output of the DAC is made in the form of an N-bit bus for issuing reference data of the DAC and is connected to N reference inputs of the indicator, and the 4th output of the DAC is made in the form of an N-bit bus for issuing reference data and connected to the second inputs of N ECA, while the 1st input of the 1st KB is connected to the output of the 1st amplitude detector, the 2nd input of the 1st KB is connected to the output of the 1st driver, the input of which is connected to the output of the 1st DC, and the output is 1 -th KB is connected to the input of the pulse width meter, and the output of the pulse duration meter is connected to the 3rd input m CCU, while the 1st input of the 2nd KB is connected to the input of the 2nd DC and the output of the 2nd amplitude detector, and the 2nd input of the 2nd KB is connected to the output of the 2nd driver, the input of which is connected to the output The 2nd DC and the 1st input of the integrating circuit with a reset, the 2nd input of which is connected to the output of the 2nd KB, and the output of the integrating circuit with a reset is connected to the input of the peak detector, the output of which is connected to the 4th input of the central control unit.
Предложенное построение схемы РЛС распознавания целей позволяет существенно повысить достоверность и оперативность распознавания воздушных целей за счет более качественного использования информации, заключенной в отраженном от цели радиолокационном сигнале, путем учета интенсивностей локальных отражателей, а также за счет повышения скорости измерения ракурса визирования цели, путем измерения ракурса цели за одно зондирование импульсной РЛС. Детальный анализ информации обеспечивает также возможность вскрытия факта наличия оружия на внешних подвесках воздушных целей, что позволяет повысить качество ранжирования целей по степени угрозы, а также на качественно более высоком уровне производить селекцию ложных целей.The proposed construction of a target recognition radar scheme can significantly increase the reliability and speed of recognition of air targets due to a better use of the information contained in the radar signal reflected from the target by taking into account the intensities of local reflectors, as well as by increasing the speed of measuring the target’s viewing angle by measuring the angle targets for one sounding of a pulse radar. A detailed analysis of the information also makes it possible to reveal the fact of the presence of weapons on the external suspensions of air targets, which makes it possible to improve the quality of ranking targets by the degree of threat, and also to select false targets at a qualitatively higher level.
На чертеже фиг. 1 представлена структурная схема РЛС распознавания целей.In the drawing of FIG. 1 shows a structural diagram of a radar target recognition.
РЛС распознавания целей включает антенну 1, антенный переключатель 2, УВЧ 3, смеситель 4, УПЧ 5, 1-й КС 6, АО 7, передатчик 8, гетеродин 9, 1-й амплитудный детектор 10, 1-ую ДЦ 11, 1-й формирователь 12, 1-ый КБ 13, измеритель длительности импульсов 14, 1-ую ДУЗЛЗ 15, 2-ой амплитудный детектор 16, 2-ую ДЦ 17, 2-ой формирователь 18, 2-ой КБ 19, интегрирующую цепь со сбросом 20, пиковый детектор 21, СИД 22, 2-ой КС 23, 2-ую ДУЗЛЗ 24, N ЭЦА 25, N БКО 26, индикатор 27, ЦУУ 28. При этом антенна 1, антенный переключатель 2, УВЧ 3, смеситель 4, УПЧ 5, СИД 22 и ЦУУ 28 включены последовательно. Передатчик 8 связан со 2-м входом антенного переключателя 2, а гетеродин 9 соединен со 2-м входом смесителя 4. Также последовательно соединены АО 7, 1-й амплитудный детектор 10, 1-я ДЦ 11 и ЦУУ 28, причем выход 1-ой ДЦ 11 соединен с 2-ым входом ЦУУ 28, 1-й вход которого связан с выходом СИД 22, причем первые входы 1-го КС 6 и 2-го КС 23 соединены с выходом УПЧ 5, 2-й вход 1-го КС 6 соединен с 1-м выходом ЦУУ 28, 2-й вход 2-го КС 23 соединен со 2-ым выходом ЦУУ 28, выход 1-го КС 6 соединен со входом АО 7 и входом 1-ой ДУЗЛЗ 15, выход которой соединен со входом 2-го амплитудного детектора 16, а выход 2-го КС 23 соединен со входом 2-ой ДУЗЛЗ 24, выход которой соединен с первыми входами N ЭЦА 25, а выходы N ЭЦА 25 соединены со входами N БКО 26, выходы которых соединены с N информационными входами индикатора 27, при этом 3-ий выход ЦУУ 28 выполнен в виде N-разрядной шины выдачи референсных данных ЦУУ 28 и соединен с N референсными входами индикатора 27, а 4-й выход ЦУУ 28 выполнен в виде N-разрядной шины выдачи эталонных данных и соединен со вторыми входами N ЭЦА 25, при этом 1-ый вход 1-го КБ соединен с выходом 1-го амплитудного детектора 10, 2-ой вход 1-го КБ 13 соединен с выходом 1-го формирователя 12, вход которого соединен с выходом 1-й ДЦ 11, а выход 1-го КБ 13 соединен со входом измерителя длительности импульсов 14, причем выход измерителя длительности импульсов 14 соединен с 3-м входом ЦУУ 28, при этом 1-й вход 2-го КБ 19 соединен со входом 2-й ДЦ 17 и выходом 2-го амплитудного детектора 16, а 2-й вход 2-го КБ 19 соединен с выходом 2-го формирователя 18, вход которого соединен с выходом 2-й ДЦ 17 и 1-м входом интегрирующей цепи со сбросом 20, 2-ой вход которой соединен с выходом 2-го КБ 20, а выход интегрирующей цепи со сбросом 20 соединен со входом пикового детектора 21, выход которого соединен с 4-м входом ЦУУ 28.Target recognition radar includes
РЛС распознавания целей работает следующим образом.Target recognition radar operates as follows.
Передатчик 8 формирует зондирующие СВЧ-радиосигналы, представляющие собой периодические импульсные ЛЧМ-сигналы, каждый из которых состоит из двух ЛЧМ-сигналов. Первый ЛЧМ-сигнал является низкоразрешающим, имеет небольшую (3,7 МГц) величину девиации Δf и предназначен для измерения радиальной протяженности L и ракурса α воздушной цели. Второй ЛЧМ-сигнал является высокоразрешающим, имеет большую величину девиации Δf (порядка 150 МГц, такая величина девиации позволяет получить разрешающую способность по дальности 1 м) и предназначен для распознавания типа цели и определения наличия оружия на его внешних подвесках.The
РЛС дальнего радиолокационного обзора и обнаружения целей используют зондирующие сигналы большой скважности, поэтому наращивание пиковой мощности импульсов ограничивается возможностью возникновения пробоев в волноводах. В силу этого требуемая энергетика РЛС достигается увеличением длительности зондирующих импульсов и определяется исходя из требований к РЛС по дальности обнаружения целей с заданными показателями качества обнаружения (вероятностью правильного обнаружения D и ложной тревоги F). С точки зрения достижения цели изобретения величины длительностей зондирующих сигналов некритичны. Временной промежуток между импульсами выбирается из условия завершения процессов обработки информации первого импульса в ЦУУ и обеспечения готовности ЦУУ к последовательной выдаче эталонной информации синхронно с поступлением второго импульса и составляет единицы микросекунд.Long-range radar surveillance and target acquisition radars use probing signals of high duty cycle, therefore, increasing the peak power of the pulses is limited by the possibility of breakdowns in the waveguides. Because of this, the required radar energy is achieved by increasing the duration of the probe pulses and is determined based on the requirements for the radar in the detection range of targets with specified indicators of detection quality (probability of correct detection of D and false alarm F). From the point of view of achieving the objective of the invention, the durations of the probing signals are not critical. The time interval between pulses is selected from the condition that the processing of the information of the first pulse in the central control unit is complete and that the central control unit is ready to sequentially issue reference information synchronously with the arrival of the second pulse and amounts to several microseconds.
Зондирующие сигналы от передатчика 8 проходят через антенный переключатель 2 на антенну 1 и излучаются ею в направлении воздушной цели, выбранной для распознавания. Отразившись от цели, радиоимпульсы принимаются антенной 1, через антенный переключатель 2 поступают на вход УВЧ 3, где происходит их усиление. Затем усиленные радиоимпульсы поступают на 1-й вход смесителя 4, на второй вход которого подается сигнал местного гетеродина 9. В результате частота радиоимпульсов понижается до промежуточной fпр и сигнал с выхода смесителя 4 поступает для усиления в УПЧ 5, с выхода которого усиленные импульсы на промежуточной частоте следуют на вход СИД 22 и первые входы первого КС 6 и второго КС 23.The probe signals from the
СИД 22 измеряет дальность до цели стандартно, по задержке приема отраженного от цели сигнала по сравнению с зондирующим. Измеренная дальность до цели с выхода СИД 22 поступает на 1-й вход ЦУУ, где используется для расчета интенсивностей N референсных сигналов, поступающих по N-разрядной шине выдачи референсных данных ЦУУ на N референсных входов индикатора в качестве справочной информации об уровне сигналов нескольких различных целей близких ракурсов при их приеме с текущей дальности.
На вторые входы первого КС 6 и второго КС 23 поступают управляющие сигналы, соответственно с первого и второго выходов ЦУУ. Исходное положение - ожидание приема отраженных от цели сигналов - на второй вход первого КС 6 поступает высокий уровень управляющего сигнала, открывающий первый КС 6 для прохождения первого импульса отраженного сигнала и низкий уровень другого управляющего сигнала ЦУУ 28, препятствующий прохождению первого импульса отраженного сигнала через второй КС 23.The second inputs of the
Первый импульс отраженного сигнала последовательно проходит АО7, амплитудный детектор 10, первую ДЦ 11, при этом положительный перепад с выхода первой ДЦ 11 поступает в ЦУУ 28 для синхронизации и тактирования всех процессов последующей обработки принятых сигналов. Кроме того, положительным перепадом с выхода первой ДЦ 11 запускается формирователь, представляющий собой ждущий мультивибратор, формирующий импульс, равный по длительности первому зондирующему импульсу. Чтобы можно было использовать импульс с выхода амплитудного детектора 10 для расчета радиальной протяженности L воздушной цели, его длительность необходимо уменьшить на величину длительности первого зондирующего импульса. Сигнал с выхода амплитудного детектора 10 поступает на первый вход 1-го КБ 13. На его второй вход поступает бланкирующий сигнал с выхода 1-го формирователя 12, запирающий 1-й КБ 13 на время, равное длительности первого зондирующего импульса. В результате длительность импульса на выходе первого КБ 13 можно использовать для расчета радиальной протяженности L воздушной цели в соответствии с формулой L = cτи/2, где с - скорость света, τи - длительность несжатого импульса с выхода первого КБ 13. Аналоговый сигнал с выхода первого КБ 13 поступает на вход измерителя длительности импульсов 14, выход которого соединен с 3-м входом ЦУУ 28. Определенная в ЦУУ 28 радиальная протяженность L воздушной цели позволяет сопоставить это значение с несколькими типами целей, имеющими значение, близкое к измеренной. В ЦУУ 28 также рассчитываются ракурсы целей, при этом для расчета ракурсов целей используются значения величин размаха крыльев, соответствующие типам целей, определенным на основе измерения радиальной протяженности целей. Формируется массив данных размерностью N = TR, где T - количество типов целей (Т = 3-4), длина которых близка к измеренной, R - количество близких к рассчитанному значению ракурсов (R = 3) для отобранных типов целей, после этого осуществляется выборка величин из банка данных по БТ целей и подготовка ЦУУ 28 для последовательной выдачи на N ЭЦА 25 по шине эталонных данных синхронно с поступлением высокоразрешающего второго импульса отраженного сигнала.The first pulse of the reflected signal passes sequentially AO7,
Количество элементов разрешения, представляющих конкретный тип цели под конкретным ракурсом, зависит от имеющейся в распоряжении разработчиков базы данных по БТ множества воздушных целей. Для представления всей номенклатуры воздушных целей в виде базы данных по БТ с разрешающей способностью 1 м необходимо использовать 50-ти элементную форму представления БТ каждой цели под каждым ракурсом, использовать девиацию зондирующего ЛЧМ-сигнала, равную 150 МГц. При этом максимальная длина Lmax воздушной цели равна 50 м.The number of resolution elements representing a specific type of target from a specific perspective depends on the airborne targets of a variety of air targets available to developers of the BT database. To represent the entire range of air targets in the form of a BT database with a resolution of 1 m, it is necessary to use the 50-element form of BT representation of each target from each angle, use the deviation of the probing LFM signal equal to 150 MHz. In this case, the maximum length L max of the air target is 50 m.
Принцип измерения ракурса цели, использованный в предлагаемом устройстве, заключается в следующем. Радиолокационная информация о цели, получаемая в составе отраженного от цели радиолокационного сигнала при визировании цели высокоразрешающей РЛС, представляет собой совокупность отдельно разрешаемых БТ. Причем, как видно из фиг. 3 и фиг. 5, подавляющее большинство наблюдаемых под ракурсами α ≤ 45° БТ являются парными. Так, из фиг. 5 усматривается, что парными являются БТ, пронумерованные как C и E, D и H, G и K, M и O. БТ G и K находятся на наибольшем удалении от фюзеляжа самолета В-52. Излучение БТ, пронумерованных как A, J, P в принципе не имеет пары, а пары блестящих точек, пронумерованных как B, F, I, L уже затенены фюзеляжем самолета при таком ракурсе наблюдения.The principle of measuring the angle of the target used in the proposed device is as follows. Radar information about the target, obtained as part of the radar signal reflected from the target when sighting the target with a high-resolution radar, is a set of separately resolved BTs. Moreover, as can be seen from FIG. 3 and FIG. 5, the vast majority of BT observed under angles α ≤ 45 ° BT are paired. So, from FIG. 5 it is seen that the paired BT are numbered as C and E, D and H, G and K, M and O. The BT G and K are located at the greatest distance from the fuselage of the B-52 aircraft. Radiation of BTs, numbered as A, J, P, in principle, does not have a pair, and pairs of shiny points, numbered as B, F, I, L, are already obscured by the fuselage of the aircraft with this observation angle.
При зондировании цели, летящей под нулевым ракурсом (α = 0), отраженный от парных БТ радиолокационный сигнал придет на вход РЛС одновременно, сигналы парных БТ совпадут по времени и длительность принятого сигнала τсж на выходе фильтра сжатия не возрастет по сравнению с длительностью непарной БТ.When sensing targets flying at zero foreshortening (α = 0), reflected from the paired BT radar signal arrives at the input of the radar simultaneously, the signals are paired BT coincide in time and the duration of the received signal τ compression channel at the output of the compression filter does not increase as compared with the duration of unpaired WT .
По мере увеличения ракурса длительность сигнала от парных БТ на выходе фильтра сжатия будет увеличиваться, причем приращение длительности импульсов δτ определяется разницей времени прихода сигнала от каждой БТ, составляющей пару.As the angle increases, the duration of the signal from paired BTs at the output of the compression filter will increase, and the increment in the pulse duration δτ is determined by the difference in the time of arrival of the signal from each BT, which is a pair.
Следует отметить, что при наблюдении под малыми ракурсами, характерными для атакующего ударного самолета сразу после его обнаружения РЛС на предельных дальностях, наблюдаться будут БТ (БЦ) первого «эшелона» - находящиеся на крыльях самолета; затеняться будут большинство БТ хвостового оперения, фюзеляжа и БТ от оружия, находящегося на внешних подвесках. При наблюдении целей сбоку при угле ракурса α = 90° (фиг. 4) будут наблюдаться только одиночные БТ для всех парных БТ.It should be noted that when observing from small angles characteristic of an attacking attack aircraft immediately after its detection of radars at maximum ranges, BT (BC) of the first “echelon” will be observed - located on the wings of the aircraft; most BT of the tail, fuselage and BT from weapons located on external suspensions will be obscured. When observing targets from the side at an angle of angle α = 90 ° (Fig. 4), only single BTs will be observed for all paired BTs.
Приращение длительности импульсов δτ будет различным для различных парных БТ в зависимости от их удаления от фюзеляжа - наибольшее приращение дают парные БТ, находящиеся на концах крыльев. Приращение длительности импульсов пропорционально длине линии, определяемой проекциями каждой БТ на линию визирования РЛС-цель, пропорциональной как расстоянию между БТ, составляющими пару, так и ракурсу визирования (sinα). Максимальное приращение длительности δτmax будет определяться как δτmax = 2Wsinα/c, где W - размах крыльев, c - скорость света. Применительно к стратегическому бомбардировщику В-52 (фиг. 2), имеющему длину самолета L = 49 м и размах крыльев W= 57 м, для введенного выше ограничения ракурса цели (угла визирования) углом α = 45° получаем δτmax = 0,27 мкс. Пусть этот предельный случай соответствует удвоению длительности сжатого сигнала, δτmax = τсж (нет перекрытия сжатых импульсов парных БТ), тогда, учитывая, что РЛС с оптимальным сжатием сигналов в ДУЗЛЗ длительностью сжатого импульса τсж определяется как τсж = 1/Δf, получаем, что требуемая девиация Δf первого импульса составляет 3,7 МГц.The increment in the pulse duration δτ will be different for different paired BTs depending on their distance from the fuselage - the paired BTs located at the ends of the wings give the largest increment. The increment of the pulse duration is proportional to the length of the line determined by the projections of each BT on the line of sight of the radar target, proportional to both the distance between the BTs making up the pair and the viewing angle (sinα). The maximum increment of the duration δτ max will be determined as δτ max = 2Wsinα / c, where W is the wingspan, c is the speed of light. In relation to the B-52 strategic bomber (Fig. 2), having an aircraft length L = 49 m and a wingspan of W = 57 m, for the limitation of the target angle (sight angle) introduced above with an angle α = 45 °, we obtain δτ max = 0.27 μs. Suppose that this limiting case corresponds to a doubling of the duration of the compressed signal, δτ max = τ sr (there is no overlap of the compressed pulses of paired BTs), then, given that radars with optimal signal compression in DLPS with the duration of the compressed pulse τ sr are defined as τ sr = 1 / Δf, we obtain that the required deviation Δf of the first pulse is 3.7 MHz.
Таким образом, в предлагаемом устройстве на основе измерения приращения длительности импульсов δτmax в ЦУУ решается задача определения ракурса α (sinα) воздушной цели путем вычисления по формуле sinα = сδτmax/2W.Thus, in the proposed device, on the basis of measuring the increment of the pulse duration δτ max in the central control unit, the problem of determining the angle α (sinα) of an air target is solved by calculating by the formula sinα = сδτ max / 2W.
Учитывая, что предлагаемое устройство при помощи первого импульса определяет радиальную протяженность L воздушной цели на основе измерения радиальной протяженности портрета цели, в ЦУУ для расчетов α (sinα) используют несколько значений размаха крыльев, соответствующих различным целям из имеющегося в ЦУУ банка данных, имеющим близкие по величине значения радиальной протяженности цели L, соответствующие измеренной величине. Для всех имеющихся в мире типов целей имеется подробная информация об их геометрических характеристиках, включая длину летательных аппаратов и размах их крыльев (см. фиг. 2).Given that the proposed device using the first pulse determines the radial length L of the air target based on the measurement of the radial length of the portrait of the target, the TsUU for calculating α (sinα) uses several values of the wing span corresponding to different purposes from the data bank available in the TsUU, which have close the value of the radial extent of the target L, corresponding to the measured value. For all types of targets available in the world, there is detailed information about their geometric characteristics, including the length of the aircraft and the wingspan (see Fig. 2).
Ударные самолеты, выполненных по технологии Stealth, используют аэродинамическую схему «летающее крыло». Наиболее интенсивные (и единственные) парные БТ при наблюдении под малыми углами визирования находятся только на концах крыльев. Фюзеляжа и хвостового оперения у самолетов Stealth нет, как нет и БТ от них. Особенность размещения оружия в таких самолетах заключается в том, что на внешних подвесках находится все оружие - не только высокоточные ракеты, но и авиабомбы.Stealth attack aircraft use the flying wing aerodynamic design. The most intense (and only) paired BTs, when observed at small viewing angles, are located only at the ends of the wings. Stealth airplanes have no fuselage and tail, as well as BT from them. The peculiarity of the placement of weapons in such aircraft is that all weapons are on external suspensions - not only high-precision missiles, but also air bombs.
Схемотехническая реализация измерения ракурса цели осуществляется следующим образом. Принятый от цели первый (низкоразрешающий) ЛЧМ-сигнал с девиацией Δf = 3,7 МГц с выхода первого КС 6 поступает также на вход первой ДУЗЛЗ 15, сжимаясь на выходе до длительности 0,27 мкм. С выхода первой ДУЗЛЗ 15 импульс поступает на вход второго амплитудного детектора 16. С выхода второго амплитудного детектора 16 видеоимпульс поступает на 1-й вход 2-го КБ 19 и на вход 2-й ДЦ 17. Положительным перепадом с выхода 2-й ДЦ 17 запускается второй формирователь 18, вырабатывающий импульс длительностью 0,27 мкс, поступающий на 2-й вход 2-й КБ 19 и запирающий его на время длительности сжатого 1-й ДУЗЛЗ первого ЛЧМ-импульса, а также производится сброс интегрирующей цепи со сбросом 20 (разряжается на корпус накопительный конденсатор). При ненулевых углах визирования (ракурса) α длительность видеоимпульса с выхода 2-го амплитудного детектора превысит длительность сжатого сигнала одиночной БТ (0,27 мкс) и часть сигнала пройдет на выход после снятия бланка, действующего по 2-му входу 2-го КБ 19. Поскольку речь идет об импульсах достаточно короткой длительности, для повышения стабильности работы схемы измерения приращение длительности импульсов δτ, сигнал с выхода 2-го КБ 19 последовательно проходит интегрирующую цепь со сбросом 20 и поступает на пиковый детектор 21, который фиксирует максимальное значение амплитуды, пропорциональное δτmax, которое является информационным признаком и используется в ЦУУ 28 для расчета ракурса цели. Для этого сигнал с выхода пикового детектора 21 поступает на 4-й вход ЦУУ 28.Schematic implementation of measuring the angle of the target is as follows. The first (low-resolution) LFM signal received from the target with a deviation of Δf = 3.7 MHz from the output of the
Перед поступлением второго импульса отраженного сигнала уровни обоих управляющих сигналов с 1-го и 2-го выходов ЦУУ 28 меняются на противоположные, что блокирует прохождение второго импульса отраженного сигнала через первый КС 6 и открывает второй КС 23 для прохождение второго импульса отраженного сигнала. Принятый от цели второй (высокоразрешающий) ЛЧМ-сигнал с девиацией Δf = 150 МГц с выхода 2-го КС 23 поступает на вход 2-й ДУЗЛЗ 24, сжимаясь на выходе до длительности 6,67 нс, соответствующей разрешающей способности 1 м. Сигнал с выхода 2-й ДУЗЛЗ 24 поступает на первые входы N быстродействующих ЭЦА 25. Электронно-цифровые аттенюаторы 25 обеспечивают умножение интенсивности сигнала БТ, принимаемой в данной момент на коэффициент передачи, выставляемой пропорционально интенсивности конкретной БТ конкретной цели, наблюдаемой под конкретным ракурсом путем считывания имеющейся эталонной информации о БТ целей и их интенсивности из банка данных и изменения N коэффициентов передачи N ЭЦА 26 при поступлении информации с 4-го выхода ЦУУ 28, выполненного в виде N-разрядной шины выдачи эталонных данных и соединенного со вторыми входами N ЭЦА 25. Синхронное перемножение на весовые коэффициенты в реальном масштабе времени позволяет рассчитать степень взаимной корреляции принимаемой совокупности БТ и эталонной, имеющейся в банке данных. При правильном распознавании цели степень взаимной корреляции будет максимальной - обеспечиваются максимальные коэффициенты передачи для наиболее интенсивных БТ и минимальные для наименее интенсивных БТ, что обеспечивает максимальную величину сигнала на выходе для конкретного канала, в котором вычисляется коэффициент корреляции с правильно распознанной целью и равными ракурсами в сравнении с остальными N-1 каналами, решающими ту же задачу.Before the second pulse of the reflected signal arrives, the levels of both control signals from the 1st and 2nd outputs of the
Сигналы с выходов N ЭЦА 25 соединены со входами N БКО 26. Эти сигналы представляют из себя когерентные сигналы со случайными амплитудами и начальными фазами, накопление которых одноканальными интеграторами промежуточной частоты привело бы к искажению результатов вследствие взаимной интерференции сигналов различных БТ, имеющих различающиеся фазы. Поэтому N когерентных накопителей выполнены в виде N блоков квадратурной обработки 26. Квадратурная обработка является оптимальной обработкой для когерентных сигналов со случайными амплитудами и начальной фазой, конкретная реализация каждого из N БКО 26 может быть выполнена так, как показано в [6, С. 61, рис. 6.4]. С выхода каждого из N БКО 26 измеренные уровни сигналов, отражающие степень корреляции с эталонными целями, поступает на N информационных входов индикатора 27. При существенном превышении уровня сигнала на выходе одного из N каналов блоков квадратурной обработки 26 по сравнению с уровнями сигналов N-1 других каналов делается вывод о достижении правильного распознавания типа воздушной цели.The signals from the outputs of
Последовательность действий по распознаванию воздушных целей с использованием предлагаемой РЛС начинается с обнаружения воздушной цели и определения ее государственной принадлежности «цель - чужой самолет), далее непосредственно осуществляется распознавание типа воздушной цели. На индикаторе отображаются наименование нескольких летательных аппаратов, которые автоматически выбрало ЦУУ 28, ориентируясь на близость значений их длины к измеренной. Для каждого выбранного типа цели отображается значения величин интенсивности сигнала, полученные на выходе соответствующих трех БКО 26 для трех близких значений ракурса. Рядом, другим цветом, отображаются соответствующие референсные (справочные) значения интенсивности сигнала цели, рассчитанные в ЦУУ 28, исходя из информации об ЭПР конкретного типа цели, дальности до цели, рассчитанной СИД 22 и поступившей на 1-й вход ЦУУ 28, а также технических характеристик РЛС - мощности передатчика 8, чувствительности приемного устройства, характеристик антенны 1 и т.д.The sequence of actions for recognizing air targets using the proposed radar begins with the detection of an air target and determining its national affiliation “target is a strange aircraft”, then the type of air target is directly recognized. The indicator displays the name of several aircraft that TSUU 28 automatically selected, focusing on the closeness of their length to the measured value. For each type of target selected, the values of the signal intensity values obtained at the output of the corresponding three
Учитывая, что при обнаружении цели на больших дальностях отношение сигнал/шум принимаемого сигнала может быть невелико, измеренные значения интенсивностей сигналов для N-значного массива из T типов целей и R ракурсов каждой цели могут характеризоваться неустойчивостью значений и большими отличиями от референсных величин, но уже при первом зондировании в массиве из N результатов измерений будет выявлен явный лидер. По мере увеличения отношения сигнал/шум принимаемого сигнала результаты измерений интенсивности сигнала этой цели будут стремительно увеличиваться, приближаясь и даже превосходя референсные значения. Эффект превышения уровня референсных значений для правильно распознанной цели обусловлен использованием наиболее адекватной процедуры обработки для принимаемых сигналов БТ и реализуемых в БКО 26. Квадратурная обработка является оптимальной обработкой когерентных сигналов со случайными амплитудами и начальной фазой [6, С. 61, рис. 6.4] - именно таковой является принимаемая временная последовательность БТ отраженного от цели второго (высокоразрешающего) импульса после сжатия во 2-й ДУЗЛЗ 24. Такой вид обработки полностью парирует эффект снижения ЭПР цели вследствие флюктуаций интенсивности отраженного сигнала, поскольку флюктуации интенсивности отраженного сигнала цели возникают в результате сложения когерентных сигналов, отраженных от различных БТ, имеющих случайные фазы и амплитуды.Given that when a target is detected at long ranges, the signal-to-noise ratio of the received signal can be small, the measured signal intensities for an N-digit array of T types of targets and R angles of each target can be characterized by instability of values and large differences from reference values, but already during the first probe in an array of N measurement results, a clear leader will be revealed. As the signal-to-noise ratio of the received signal increases, the results of measurements of the signal intensity of this target will rapidly increase, approaching and even exceeding reference values. The effect of exceeding the reference value level for a correctly recognized target is due to the use of the most appropriate processing procedure for received BT signals and implemented in
По мере приближения атакующей цели и увеличения ракурса ее наблюдения возникнет эффект, когда для правильно распознанной цели интенсивность измеренного сигнала начнет уменьшаться. Это означает, что РЛС сопровождает цель, имеющую средства ВТО на внешних подвесках. Вместо БТ носителя, затеняемых подвешенными средствами ВТО, поступает совокупность БТ, принадлежащих средствам ВТО. Совокупность БТ от такой цели уже будет отличаться от эталонной совокупности БТ, хранимой в базе данных, расположенной в ЦУУ 28, что приведет к снижению степени корреляции и уменьшению интенсивности сигнала, вычисленного в БКО 26.As the attacking target approaches and the angle of its observation increases, the effect will arise when, for a correctly recognized target, the intensity of the measured signal begins to decrease. This means that the radar accompanies a target having WTO means on external suspensions. Instead of the carrier’s BT, obscured by suspended WTO means, a set of BT belonging to the WTO means comes in. The set of BTs from such a goal will already differ from the reference set of BTs stored in the database located in
Атакующая сторона может использовать т.н. «интеллектуальные помехи», формируя множественные сигналы, не только подделывающие сигнал, отраженный от реальных целей по всем параметрам (задержка приема, доплеровский сдвиг отраженного сигнала и т.д.), что позволяет им успешно пройти все ступени селекции ложных целей в приемном устройстве РЛС, но и позволяющие завязывать трассы по ложным целям. Обстрел ложных целей приведет к существенному снижению эффективности боевых действий ЗРК. Предложенное техническое решение позволит в том числе эффективно и заблаговременно селектировать ложные цели, поскольку в предложенном техническом решении идет анализ по совокупности БТ, искусственно создать которую в формируемом сигнале ложных целей атакующей стороной невозможно в принципе. Это позволяет на качественно более высоком уровне производить селекцию ложных целей.The attacker can use the so-called “Intellectual interference”, forming multiple signals, not only faking the signal reflected from real targets in all respects (reception delay, Doppler shift of the reflected signal, etc.), which allows them to successfully pass all stages of the selection of false targets in the radar receiver , but also allowing you to tie tracks on false goals. The shelling of false targets will lead to a significant decrease in the effectiveness of military operations of air defense systems. The proposed technical solution will allow, among other things, to efficiently and in advance select false targets, since the proposed technical solution analyzes the totality of BTs, which artificially cannot be artificially created by the attacking party in the generated signal of false targets in principle. This allows the selection of false targets at a qualitatively higher level.
Следует отметить, что вышеприведенные конкретные числовые значения рассчитывались в предположении использования разработчиками заявляемой РЛС базы данных по БТ номенклатуры воздушных целей с дискретностью представления, равной 1 м и содержащей 50 элементов представления совокупности БТ каждой цели под каждым ракурсом, с учетом различий интенсивности отдельных БТ. При реализации с использованием отличающихся баз данных допустимо некоторые изменения приведенных выше расчетных данных, не влияющие на возможности по реализации заявляемой РЛС.It should be noted that the above specific numerical values were calculated under the assumption that the developers of the claimed radar database used the airborne targets nomenclature with a discrete representation of 1 m and containing 50 elements of the set of BTs of each target from each angle, taking into account differences in the intensity of individual BTs. When implemented using different databases, some changes to the above calculated data are permissible, which do not affect the ability to implement the claimed radar.
Заявляемое техническое решение может быть использовано в РЛС дальнего радиолокационного обзора и обнаружения 91Н6Е, серийно выпускаемой предприятием, входящим в состав «Концерна ПВО «Алмаз-Антей» и находящейся в эксплуатации в ряде стран мира, путем доработок на местах постоянной дислокации. Доработки не требуют использования элементной базы следующего поколения и больших материальных затрат, поскольку доработки не меняют принципов построения и обработки сигналов этой РЛС и не затрагивают наиболее ресурсоемких систем, в частности, не предусматривают модернизации с заменой мощных приборов формирования СВЧ-излучения, антенну на основе ФАР и т.д. Эта РЛС имеет возможность перестройки по частоте зондирующего ЛЧМ-сигнала в пределах нескольких сотен мегагерц от зондирования к зондированию, поэтому предлагаемая величина девиации частоты, равная 150 МГц, лежит в пределах полосы пропускания передающего и приемного трактов, а также антенны и антенно-волноводной системы; каких-либо доработок этих систем при реализации заявленного технического решения не потребуется. Вычислительные мощности штатного ЦУУ радиолокационной станции 91Н6Е имеют достаточные ресурсы, позволяющие реализовать программно-аппаратную обработку принимаемых радиолокационных сигналов в интересах оперативного распознавания типов атакующих воздушных целей и вскрытия наличия оружия на их внешних подвесках.The claimed technical solution can be used in radars for long-range radar surveillance and detection of 91N6E, commercially available by an enterprise that is part of the Almaz-Antey Air Defense Concern and is in operation in a number of countries around the world, through improvements at its permanent locations. Improvements do not require the use of the next generation elemental base and high material costs, since the improvements do not change the principles of building and processing the signals of this radar and do not affect the most resource-intensive systems, in particular, do not provide for modernization with the replacement of powerful microwave radiation generating devices, an antenna based on the PAR etc. This radar has the ability to adjust the frequency of the probing LFM signal within a few hundred megahertz from sounding to sounding, so the proposed frequency deviation of 150 MHz lies within the passband of the transmitting and receiving paths, as well as the antenna and antenna-waveguide system; any modifications to these systems in the implementation of the claimed technical solution will not be required. The computing power of the full-time TsUU of the 91N6E radar station has sufficient resources to implement software and hardware processing of the received radar signals in the interest of prompt recognition of the types of attacking air targets and opening the presence of weapons on their external suspensions.
Таким образом, целесообразность использования предлагаемого в данном изобретении нового технического решения очевидна.Thus, the feasibility of using proposed in this invention a new technical solution is obvious.
ЛитератураLiterature
1. Патент на изобретение RU 2589290 C1 (аналог);1. Patent for invention RU 2589290 C1 (analogue);
2. Патент на изобретение RU 2407031 C1(аналог);2. Patent for invention RU 2407031 C1 (analogue);
3. Небабин В.Г. Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. М. Радио и связь, 1984, С. 112-113, рис. 4.6, С. 120-126, рис. 4.11 (аналоги);3. Nebabin V.G. Sergeev V.V. Methods and techniques of radar recognition. M. Radio and Communications, 1984, pp. 112-113, Fig. 4.6, S. 120-126, fig. 4.11 (analogues);
4. Патент на изобретение RU 2094825 C1 (прототип);4. Patent for the invention RU 2094825 C1 (prototype);
5. Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. - М., «Советское радио», 1970, С. 132;5. Theoretical foundations of radar. Ed. Shirmana Y.D. - M., "Soviet Radio", 1970, S. 132;
6. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: «Радио и связь», 1981, С. 61.6. Shirman Y.D., Manzhos V.N. The theory and technique of processing radar information against the background of interference. - M.: “Radio and communications”, 1981, S. 61.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125352A RU2720355C1 (en) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | Target recognition radiolocation station |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125352A RU2720355C1 (en) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | Target recognition radiolocation station |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2720355C1 true RU2720355C1 (en) | 2020-04-29 |
Family
ID=70553106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019125352A RU2720355C1 (en) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | Target recognition radiolocation station |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2720355C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111680737A (en) * | 2020-06-03 | 2020-09-18 | 西安电子科技大学 | Radar radiation source individual identification method under differential signal-to-noise ratio condition |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907001A (en) * | 1987-08-21 | 1990-03-06 | Geophysical Survey Systems, Inc. | Extraction of radar targets from clutter |
| JPH043511B2 (en) * | 1982-09-27 | 1992-01-23 | ||
| RU2095827C1 (en) * | 1996-04-03 | 1997-11-10 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск РФ | Radar device recognizing composition of target |
| RU2099735C1 (en) * | 1995-11-13 | 1997-12-20 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск Российской Федерации | Gear identifying aircraft |
| RU13508U1 (en) * | 1999-11-22 | 2000-04-20 | Военный университет войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | RADAR DEVICE FOR RECOGNITION TYPES OF GOALS |
| RU2149420C1 (en) * | 1998-05-14 | 2000-05-20 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск Российской Федерации | Gear for logical identification of air objects |
| US6980151B1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-27 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | System and method for onboard detection of ballistic threats to aircraft |
| RU2407033C1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-12-20 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военная Академия Войсковой Противовоздушной Обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | Device for identifying aerial targets using double-frequency technique |
| US8130136B2 (en) * | 2002-03-15 | 2012-03-06 | Lockheed Martin Corporation | System and method for target signature calculation and recognition |
| RU2483320C1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-05-27 | Василий Васильевич Ефанов | Target recognition method and device for realising said method |
| RU2513041C2 (en) * | 2012-05-24 | 2014-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации | Method of identifying aerial objects from range portrait structure |
| KR101460591B1 (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-12 | 한남대학교 산학협력단 | Method and device for recognizing radar target using combining of feature vectors |
-
2019
- 2019-08-09 RU RU2019125352A patent/RU2720355C1/en active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH043511B2 (en) * | 1982-09-27 | 1992-01-23 | ||
| US4907001A (en) * | 1987-08-21 | 1990-03-06 | Geophysical Survey Systems, Inc. | Extraction of radar targets from clutter |
| RU2099735C1 (en) * | 1995-11-13 | 1997-12-20 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск Российской Федерации | Gear identifying aircraft |
| RU2095827C1 (en) * | 1996-04-03 | 1997-11-10 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск РФ | Radar device recognizing composition of target |
| RU2149420C1 (en) * | 1998-05-14 | 2000-05-20 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск Российской Федерации | Gear for logical identification of air objects |
| RU13508U1 (en) * | 1999-11-22 | 2000-04-20 | Военный университет войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | RADAR DEVICE FOR RECOGNITION TYPES OF GOALS |
| US8130136B2 (en) * | 2002-03-15 | 2012-03-06 | Lockheed Martin Corporation | System and method for target signature calculation and recognition |
| US6980151B1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-27 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | System and method for onboard detection of ballistic threats to aircraft |
| RU2407033C1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-12-20 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военная Академия Войсковой Противовоздушной Обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | Device for identifying aerial targets using double-frequency technique |
| RU2483320C1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-05-27 | Василий Васильевич Ефанов | Target recognition method and device for realising said method |
| RU2513041C2 (en) * | 2012-05-24 | 2014-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации | Method of identifying aerial objects from range portrait structure |
| KR101460591B1 (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-12 | 한남대학교 산학협력단 | Method and device for recognizing radar target using combining of feature vectors |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111680737A (en) * | 2020-06-03 | 2020-09-18 | 西安电子科技大学 | Radar radiation source individual identification method under differential signal-to-noise ratio condition |
| CN111680737B (en) * | 2020-06-03 | 2023-03-24 | 西安电子科技大学 | Radar radiation source individual identification method under differential signal-to-noise ratio condition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| De Martino | Introduction to modern EW systems | |
| US3242487A (en) | Detection and tracking of multiple targets | |
| Matuszewski | The analysis of modern radar signals parameters in electronic intelligence system | |
| de Quevedo et al. | Drone detection and radar‐cross‐section measurements by RAD‐DAR | |
| Matuszewski | Specific emitter identification | |
| RU2720355C1 (en) | Target recognition radiolocation station | |
| Matuszewski | The specific radar signature in electronic recognition system | |
| Kovregin et al. | A Unified Method for Observation of an Air Object with a Complex Spectrum in Radar with Quasi-Continuous Radiation | |
| US3992710A (en) | Target tracker having target recognition means | |
| KR102277949B1 (en) | Closed in weapon system and method for calculating impact error using radar | |
| RU2419107C1 (en) | Method of selecting moving targets in pulse-wise carrier frequency tuning | |
| Kutsenko et al. | Parameters numerical values of errors distribution law in coordinate measuring process at the difference-distancemeasuring passive location method | |
| RU2392640C1 (en) | Method for identification of parametres of trajectory instabilities of small-sized flying object in form of radial acceleration of motion for accompaniment mode with help of signals with per pulse carrier frequency tuning | |
| Rosłoniec | Radiolocation and its basic principles | |
| US10877142B2 (en) | Methods, systems and devices to augur imminent catastrophic events to personnel and assets and sound image a radar target using a radar's received doppler audio butterfly | |
| RU2611720C1 (en) | Method for radar target identification (alternatives) | |
| RU2313054C1 (en) | Active radar homing head | |
| RU2626459C1 (en) | Method of clustered air target identification | |
| RU2795472C2 (en) | Radar detection system for low-speed and small-sized uavs | |
| RU2296342C1 (en) | Airborne radar | |
| RU2533659C1 (en) | Self-contained radar installation for aerial target selection | |
| RU2798011C1 (en) | Atmospheric refractive index measuring device | |
| dong He et al. | Deceptive jamming to missile-borne SAR based on ship-borne jammer | |
| Ristic | A tool for track-while-scan algorithm evaluation | |
| Anikin et al. | Target detection probability of a moving drone in a land-based stationary background radar |