СПОСОБ РАДИОЛОКАЦИОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ОБЪЕКТА Российский патент 2002 года по МПК G01S13/04 G01S13/72 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в перспективных РЛС для управления воздушным движением и для контроля воздушного пространства.

При выполнении этих функций после обнаружения объекта ведут его сопровождение. В процессе сопровождения сглаживают значения координат объекта и прогнозируют его положение к следующему обращению к объекту.

Известен способ радиолокационного сопровождения объекта в пассивном режиме, основанный на пеленгации излучений его бортовых радиоэлектронных средств из разнесенных в пространстве точек, на вычислении координат источника излучений триангуляционным методом (Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, "Сов. радио", 1978, т.4, с.194, 2 абз. сверху и снизу, с.206, 2 абз. сверху). Сопровождение объекта в этом случае осуществляют путем уточнения через определенные интервалы времени углового положения объекта в каждой точке приема.

Этот способ функционирует и по отраженной энергии внешних источников, облучающих объект, в т. ч. источников природного характера (там же с.213, последний абз., с.214, 3 абз. сверху).

Недостаток этого способа состоит в тем, что для его реализации необходимо иметь несколько разнесенных позиций пеленгации с обеспечением связи между ними. Кроме того, при таком способе сопровождаемые объекты будут потеряны при прекращении излучений.

Эти недостатки частично устранены в известном способе радиолокационного сопровождения объектов, основанном на пеленгации излучений объекта, поиске и обнаружении объекта в запеленгованном направлении, измерении его координат с помощью РЛС и его сопровождении, причем в процессе сопровождения по излучениям с использованием измеренного значения скорости операции РЛС повторяют, если погрешность сопровождения может оказаться недостаточной: если измеренные координаты пеленга отклонились от экстраполированных больше допустимого значения или в случае изменения параметров излучений, а при исчезновении излучений или при достижении объектом заранее установленного рубежа переходят на сопровождение в активном режиме (Патент 2149421 RU ).

Недостаток этого способа состоит в том, что он не применим для сопровождения маневрирующего объекта, у которого вектор скорости постоянно меняется, в результате чего дальность не может быть вычислена. А кроме того, при прекращении любым объектом излучения процесс сопровождения будет прерван.

Наиболее близким техническим решением является способ радиолокационного сопровождения объекта, основанный на осмотре с помощью РЛС пространства, ограниченного угловым стробом сопровождения, уточнении координат объекта, их экстраполяции, назначении нового строба (С.З. Кузьмин. Основы проектирования цифровой обработки радиолокационной информации. М., "Радио и связь", 1986, с.110, 3 абз.).

В процессе сопровождения объекта с помощью РЛС осматривают угловой строб сопровождения и уточняют дальность до объекта и его угловые координаты, а в ряде случаев еще и доплеровскую скорость. При уточнении угловой координаты для одноканального способа требуется получить пачку из n отраженных сигналов РЛС, а для двух угловых координат до n², а для уточнения дальности может быть достаточно одного сигнала. Это означает, что РЛС должна сделать до n² зондирований пространства, ограниченного угловым стробом сопровождения. Для определения доплеровской скорости потребуется еще k зондирований.

Недостаток этого способа состоит в том, что требуются большие затраты энергии РЛС на сопровождение объекта.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи снижения затрат энергии РЛС на сопровождение объекта. Эта задача решается на основе совместного использования активного и пассивного способов сопровождения.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе радиолокационного сопровождения объекта, основанном на осмотре с помощью РЛС пространства, ограниченного угловым стробом сопровождения, уточнении координат объекта, их экстраполяции, назначении нового строба, согласно изобретению дополнительно в этом пространстве измеряют уровень излучений в полосе частот радиоэлектронных средств, которые могут облучать объект или излучать с его борта, при обнаружении в направлении β_i,ε_i излучений с уровнем, превышающим порог, затраты энергии РЛС ограничивают в объеме, достаточном для уточнения дальности до объекта или еще и его скорости, а в качестве угловых координат объекта берут значения β_i,ε_i
Суть изобретения состоит в следующем.

В угловом стробе сопровождения объекта проводят анализ действующих излучений в диапазоне работы радиоэлектронных средств, которые могут облучать объект или излучать с его борта. Такими средствами могут быть, например, другие наземные РЛС, конкретные параметры сигналов которых могут быть и неизвестны. В этом случае они могут быть обнаружены по возрастанию уровня шумов. Обнаружение таких сигналов будет означать, что в осматриваемом направлении находится объект, отражающий сигналы РЛС. По этим излучениям известными способами могут быть определены угловые координаты объекта β_i,ε_i, но дальность до него в пассивном режиме из одной точки приема определить нельзя. Поскольку повышенный уровень излучений обнаружен в угловом стробе сопровождения, то следует полагать, что объектом, отражающим сигналы РЛС, является сопровождаемый объект. В этом случае остается уточнить лишь дальность до него или еще и доплеровскую скорость.

Возможно два варианта выполнения операции обнаружения повышенного уровня излучений. Более выгодно использовать дополнительно антенну для их приема. В этом случае параметры β_i,ε_i могут быть определены до начала просмотра строба сопровождения в активном режиме и тогда достаточно лишь одного зондирования РЛС в направлении β_i,ε_i для уточнения дальности до объекта. При этом затраты энергии РЛС сократятся в n² раз. Если потребуется уточнить доплеровскую скорость, то затраты сократятся в раз.

При использовании для приема излучений основной антенны РЛС выигрыш за счет использования предлагаемого способа уменьшится. В этом случае осмотр углового строба сопровождения в активном и пассивном режимах может быть начат одновременно. После обнаружения повышенного уровня излучений затраты энергии РЛС на осмотр будут прекращены. Если к этому моменту времени сделано m зондирований, то выигрыш в затратах энергии РЛС составит величину .

Если в процессе сопровождения излучений не обнаружено, то осмотр строба будет полностью выполнен в активном режиме без потери контроля объекта и без перерыва в процессе сопровождения.

Поскольку дальность до объекта уточняется в активном режиме, а не методом расчета с использованием скорости, как в аналоге, то предлагаемый способ применим и для маневрирующего объекта.

Кроме этого, при обнаружении в пассивном режиме сигнала на более высокой, чем в активном режиме, частоте при прочих равных условиях повысится точность сопровождения объекта по угловым координатам.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в перспективных РЛС для управления воздушным движением и контроля воздушного пространства. Техническим результатом является снижение затрат энергии РЛС при сопровождении объекта. Для этого в способе радиолокационного сопровождения объекта, основанном на осмотре с помощью РЛС пространства, ограниченного угловым стробом сопровождения, уточнении координат объекта, их экстраполяции, назначении нового строба, дополнительно в этом пространстве измеряют уровень излучений в полосе частот радиоэлектронных средств, которые могут облучать объект или излучать с его борта, при обнаружении в направлении с угловыми координатами β_iε_i излучений с уровнем, превышающим порог, затраты энергии РЛС ограничивают в объеме, достаточном для уточнения дальности до объекта или еще и его скорости, а в качестве угловых координат объекта берут значения β_iε_i.

Способ радиолокационного сопровождения объекта, основанный на осмотре с помощью РЛС пространства, ограниченного угловым стробом сопровождения, уточнении координат объекта, их экстраполяции, назначении нового строба, отличающийся тем, что дополнительно в этом пространстве измеряют уровень излучений в полосе частот радиоэлектронных средств, которые могут облучать объект или излучать с его борта, при обнаружении в направлении с угловыми координатами β_iε_i излучений с уровнем, превышающим порог, затраты энергии РЛС ограничивают в объеме, достаточном для уточнения дальности до объекта или еще и его скорости, а в качестве угловых координат объекта берут значения β_iε_i.