УСТРОЙСТВО ИМИТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО СИГНАЛА Российский патент 1997 года по МПК H01Q15/18 G01S13/58 

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано как пассивное средство имитации подвижных целей для противодействия РЛС за счет внесения искажений в определяемую ею скорость летательного аппарата или другого объекта, на котором размещается подобное средство имитации.

Данный тип устройств реализует ложный допплеровский сдвиг отраженного сигнала, что приводит к обшивкам в определении скорости цели.

Известны устройства пассивного переизлучения радиолокационных сигналов с введением ложного допплеровского сдвига за счет механического вращения дополнительных отражателей. Движение элементов отражателей структуры может быть сделано управляемым или модулируемым, например, электромагнитным средством, механическим приводом, акустическим возбуждением, пневматическими средствами.

Наиболее близким техническим решением является устройство-прототип, представляющее собой установленное неподвижно отражающее зеркало, которое имеет форму параболического цилиндра 1 (фиг. 1), а возбуждаемая отражающая поверхность выполнена в виде группы уголковых отражателей 2, образованных двумя пересекающимися взаимно перпендикулярными металлическими листами, длина которых равна длине параболического цилиндра, и установленных с возможностью вращения вокруг оси, совмещенной с линией пересечения этих листов и параллельной фокальной линии параболического цилиндра 3, но не совпадающей с ней и привода вращения 4.

Недостатком данного технического решения является незначительная ширина диаграммы переизлучения такого устройства в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения группы уголковых отражателей.

Цель изобретения расширение диаграммы переизлучения устройства в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения группы уголковых отражателей.

Цель достигается тем, что группа уголковых отражателей дополняется металлическими дисками 5, радиус r которых равен ширине граней уголковых отражателей, металлические диски распределены равномерно вдоль оси вращения группы уголковых отражателей и закреплены перпендикулярно к ней на расстоянии один от другого d ≥ 5r (фиг. 2). Таким образом, группа уголковых отражателей представляет собой линейную эквидистантную решетку из всенаправленных уголковых отражателей (фиг. 3), обладающих, практически, всенаправленным переизлучением. Расстояние между дисками выбирается таким, чтобы при больших углах θ(θ__→90^°) (фиг. 4) отсутствовал эффект экранирования уголковых отражателей друг другом. Например, при d 5r экранировка происходит только при θ>80^°.

Схема устройства приведена на фиг. 6.

Устройство работает следующим образом.

Привод 4 приводит во вращение группу уголковых отражателей, которая переотражает нормально падающий к оси вращения (θ=0^°) луч 6 (фиг. 5) и вводит допплеровский сдвиг в переотраженные лучи 6'. При вращении группы уголковых отражателей, например, со скоростью 100 об./с, ширине граней r 1 см, вводимый допплеровский сдвиг имитирует цель, движущуюся со скоростью 12 км/ч. В случае изменения угла прихода падающих лучей 7, 8, 9 (фиг. 4), при θ> 0^°, получившие дополнительный допплеровский сдвиг и переотраженные от неподвижного зеркала лучи 7', 8', 9' взаимодействуют между собой (фиг. 6). При определенном угле θ, когда разность хода лучей d кратна падающей длине волны l:
δ=d sin θ=nλ, (1)
где n 1, 2, 3,
лучи 7', 8', 9' когерентно складываются, а когда равенство нарушается - вычитаются, формируя амплитудные максимумы 10 и минимумы 11 (фиг. 8). В суммарном рассеянном сигнале таким образом искажается фазовый фронт. При этом вращающаяся группа уголковых отражателей вносит флуктуации в допплеровскую частоту, а линейная дифракционная решетка из всенаправленных отражателей определяет в широком секторе локации (θ≃ ± 80^°) эффект амплитудных флуктуаций.

Эффект расширения диаграммы переотражения устройства в горизонтальной плоскости вытекает из соотношения величины эффективной площади рассеяния (ЭПР) для группы уголковых отражателей (прототип), которая представляет собой четыре двухгранных уголка, и ЭПР предлагаемого отражателя в виде тех же четырех двугранных уголков с поперечными дисками. Первый отражатель имеет в вертикальной плоскости (перпендикулярная оси вращения) диаграмму ЭПР, определяемую выражением:

где l длина волны,
r ширина грани уголкового отражателя,
L длина грани уголкового отражателя,
f угол локации в вертикальной плоскости,
причем ширина главного лепестка составляет на уровне -3 дб, не зависимо от размеров граней, величину ΔΦ_0,5≃ 30^°, а в горизонтальной плоскости известный отражатель имеет диаграмму ЭПР, определяемую выражением:

Ширина главного лепестка согласно выражению (2), определяется как Δθ_0,5= 12,65 λ/r и составляет в высокочастотной области рассеяния единицы градусов (фиг. 7). В предлагаемом устройстве отражатель будет иметь в вертикальной плоскости такую же диаграмму ЭПР, как и в прототипе, а в горизонтальной она будет увеличена в секторе [2]

где N количество дисков (отражателей) в группе уголковых отражателей.

Причем эти значения будут повторяться благодаря условию синфазного сложения сигналов от совокупности трехгранных уголков согласно выражению [1]
Такое устройство, создавая одновременно как амплитудные, так и фазовые флюктуации в рассеянном сигнале, позволяет в горизонтальной плоскости повысить достоверность имитации сигнала, отраженного от реальной подвижной цели.

Устройство несложно в реализации и требует незначительной модернизации уже существующего.

Изобретение может быть использовано как пассивное средство имитации подвижных целей. Устройство содержит неподвижное отражающее зеркало 1, возбуждаемую отражающую поверхность 2 с осью вращения, размещенной вблизи фокальной области 3 (но не совпадает с ней) неподвижного отражателя 1, привод вращения 4 и металлические диски 5, расположенных перпендикулярно оси вращения отражающей поверхности 2 и по всей ее длине на равном друг от друга расстоянии. Наличие дисков 5 позволяет расширить диаграмму переотражения устройства, а так же воспроизвести эффект амплитудных флуктуаций. 8 ил.

Устройство имитации радиолокационного сигнала, отраженного от цели, содержащее установленное неподвижно зеркало в форме параболического цилиндра, группу уголковых отражателей, образованную двумя пересекающимися взаимно перпендикулярными металлическими листами, длина которых равна длине параболического цилиндра, и установленную с возможностью вращения относительно оси, совмещенной с линией пересечения этих листов и смещенной относительно фокальной линии параболического цилиндра, и привод вращения группы уголковых отражателей, отличающееся тем, что введены металлические диски радиуса r, равного ширине граней уголковых отражателей, распределенные равномерно вдоль оси вращения группы уголковых отражателей на расстоянии d≥5r один от другого и закрепленные перпендикулярно ей.