СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОЗАМЕТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 1995 года по МПК G01S13/00 G01S7/36 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обнаружения малозаметных летательных аппаратов (МЛА), например, изготовленных по технологии "Stealth".

Известны способы обнаружения летательных аппаратов с помощью радиолокации. Согласно такому способу, с наземной радиолокационной станции (РЛС) подают радиоимпульс и затем принимают отраженный от аппарата сигнал.

Основным недостатком способа является низкая эффективность обнаружения МЛА.

Одна из важнейший задач при создании МЛА -снижение радиолокационной заметности летательных аппаратов, количественной характеристикой которой является эффективная площадь рассеяния (ЭПР). Уменьшение ЭПР летательных аппаратов ведет к уменьшению эффективности их дальнего обнаружения (снижению распознаваемости и дальности обнаружения). Поскольку дальность обнаружения пропорциональна корню четвертой степени из ЭПР, то снижение ЭПР, например, на 70% что и предусмотрено технологией "Stealth", уменьшает дальность обнаружения на 29% Одним из наиболее эффективных приемов уменьшения ЭПР летательных аппаратов является создание вокруг них искусственного плазменного облака, что и делает их малозаметными. Такое плазменное облако обладает свойством резонансного поглощения, т.е. эффективно поглощает радиоволны в полосе частот вблизи плазменной частоты, которая выбирается в соответствии с диапазоном рабочих частот радиолокационных систем.

Из известных способов обнаружения МЛА, окруженных искусственным плазменным облаком, наиболее близким к заявленному является способ, основанный на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА с последующим приемом отраженного сигнала. В этом способе осуществляют прием на гармониках, возникновение которых обусловлено нелинейностью переходных характеристик МЛА.

К недостаткам этого способа относятся невысокие эффективность и дальность обнаружения, что связано с малым уровнем мощности принимаемого сигнала на гармониках.

Изобретение направлено на увеличение эффективности и дальности обнаружения за счет увеличения ЭПР.

Цель изобретения достигается тем, что в способе обнаружения МЛА, окруженных искусственным плазменным облаком, основанном на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА и последующем приеме отраженного сигнала, на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся пучков радиоволн формируют, по крайней мере, одну область искусственной ионизации (ИИ), при этом излучение зондирующего радиолокационного сигнала осуществляют в направлении области ИИ, а его частоту выбирают не менее резонансной частоты области ИИ.

На фиг.1 показана схема реализации области ИИ с помощью наземных РЛС; на фиг. 2 схема формирования области ИИ с помощью наземной РЛС и самолетной РЛС и взаимодействия их с зондирующей наземной РЛС.

В соответствии с заявленным способом, с помощью РЛС 1, 2, излучающих сфокусированные пучки радиоволн, создают область ИИ 3 на пути ожидаемой траектории движения МЛА 4, окруженного искусственным плазменным облаком 5. Ожидаемая траектория определяется, исходя из разведданных, а также визуально-оптического наблюдения из пунктов, находящихся вблизи траектории МЛА. Целесообразно создание областей ИИ 3 на максимально выдвинутых передних рубежах обороны.

При входе МЛА в область ИИ 3 его ЭПР резко возрастает. Это обусловлено, во-первых, сдвигом плазменной частоты искусственного плазменного облака 5, окружающего МЛА 4, и, следовательно, нарушением условия резонансного поглощения зондирующего радиолокационного сигнала. Это дает наибольший вклад в увеличение ЭПР МЛА. Во-вторых, это обусловлено генерированием элементами конструкции МЛА 4 колебаний на гармониках частоты излучения. При прохождении МЛА 4 сквозь области ИИ происходит взаимодействие искусственного облака 5 с областью ИИ 3, что приводит к изменению резонансной частоты искусственного плазменного облака 5. Эта частота ω₁ связана с концентрацией электронов n выражением:
ω₁~ Поскольку при появлении МЛА 4 в области ИИ 3 концентрация электронов в искус-ственном плазменном облаке 5 увеличивается, его частота ω₁' также увеличивается, что следует из соотношения:
(n+n′) где е заряд электрона, m масса электрона, n концентрация электронов в искус-ственном плазменном облаке 5; n' концентрация электронов в области ИИ 3.

Для того чтобы зондирующий сигнал не отражался от области ИИ 3 и не давал на экране зондирующей РЛС 6 соответствующей отметки, частота зондирующего радиолокационного сигнала ω_рл должна выбираться из условия:
ω_рл≥ω₁ При входе МЛА 4 в область ИИ 3 частота искусственного плазменного облака 5 увеличивается настолько (вследствие сложения частот области ИИ 3 и искусственного плазменного облака 5), что возникает условие: ω_рл < ω₁'. При возрастании концентрации электронов за счет действия РЛС 1, 2 в два раза частота искусственного плазменного облака 5 также возрастает в два раза. Поэтому ЭПР увеличивается в четыре раза (поскольку она пропорциональна квадрату длины волны зондирующего радиолокационного сигнала).

Для создания области ИИ 3 используются пересекающиеся пучки радиоволн. При этом после пробоя воздуха коротким радиоимпульсом ионизация поддерживается за счет непрерывного или импульсного излучения. Образующаяся область ИИ 3 представляет собой набор плоских слоев, параллельных биссектрисе угла между пересекающимися пучками. Для образования и поддержания ионизации мощность РЛС 1, 2 должна составлять 1,5 0,5 МВт в импульсе.

Таким образом, путем создания на пути движения МЛА искусственной ионизированной области увеличиваются его ЭПР и, как следствие, дальность его обнаружения.

Использование: радиолокация, для обнаружения летательных аппаратов с низкой эффективной поверхностью рассеяния. Сущность изобретения: в способе обнаружения малозаметных летательных аппаратов (МЛА), окруженных искусственным плазменным облаком, основанном на излучении зондирующего радиолокационного сигнала и приеме отраженного сигнала, на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся сфокусированных пучков радиоволн формируют область искусственной ионизации, в направлении которой осуществляют излучения зондирующего сигнала, частоту которого выбирают не менее резонансной частоты области искусственной ионизации. 2 ил.

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОЗАМЕТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ (МЛА), окруженных искусственным плазменным облаком, основанный на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА и последующем приеме отраженного сигнала, отличающийся тем, что на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся сфокусированных пучков радиоволн формируют по крайней мере одну область искусственной ионизации, при этом излучение зондирующего радиолокационного сигнала осуществляют в направлении области искусственной ионизации, а его частоту выбирают не менее резонансной частоты области искусственной ионизации.