СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОНДИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ КОМПЛЕКСНОЙ ЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2004 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к области радиолокации и может использоваться для измерения поляризационных характеристик целей одновременно в радиолокационном и оптическом диапазоне длин волн.

Известна комплексная локационная система [1, 2], состоящая из радиолокационного и лазерного каналов, в которой пространственный поиск и обнаружение цели осуществляет обзорная РЛС, имеющая достаточно широкую диаграмму направленности приемопередающей антенны, что сокращает время обзора, а точное измерение координат обнаруженной цели производится с помощью лазерного локатора, при этом формирование зондирующих сигналов обзорной РЛС и лазерного локатора производится раздельно для каждой из подсистем, отсутствует сонаправленность в распространении излучений.

Недостатком формирования зондирующих сигналов такой комплексной локационной системы является невозможность использовать совмещенную поляризационную обработку принятых сигналов, проводить измерения поляризационных характеристик объекта в радиолокационном и оптическом диапазоне длин волн одновременно, используя при этом общее синхронизирующее устройство.

Известен способ обнаружения воздушных целей (патент Российской Федерации 99127146, In.cl⁴ G 01 S 1/02, приоритет от 20.12.1999), заключающийся в том, что перед обработкой принятых радиолокационных сигналов, определяют зависимость частоты отраженных сигналов от различных областей воздушной среды от глубины (дальности) расположения этих областей в пределах контролируемого объема и находят нормированные значения корреляционной функции зондирующих и отраженных сигналов при найденных значениях дальности, затем повторяют операции по нахождению нормированных значений корреляционной функции в присутствии воздушной цели в контролируемом объеме, сравнивают эти значения с соответствующими ранее определенными значениями корреляционной функции, принимают решение о наличии цели и определяют ее положение по дальности в пределах контролируемого объема, при этом воздушную среду ионизируют на время действия зондирующих радиоимпульсов и определяют зависимость частоты отраженных сигналов от глубины (дальности) расположения этих областей в контролируемом объеме, причем зондирующие сигналы и ионизирующее излучение распространяются в одном направлении, а для обеспечения прохождения зондирующих сигналов по всей глубине (дальности) контролируемого объема производят ионизацию его воздушной среды излучением в виде узкого лазерного пучка, сканирующим контролируемый объем одновременно в вертикальном и горизонтальном направлениях.

К недостаткам данного способа относятся ограниченные функциональные возможности, проявляющиеся в том, что формируемое лазерное излучение не используется для измерения характеристик цели, при этом признаковое пространство цели формируется при обработке отраженных радиолокационных сигналов.

Способ формирования зондирующих сигналов комплексной локационной системы заключается в том, что излученные высокочастотные импульсы радиолокационного и оптического диапазона длин волн распространяются в одном направлении до исследуемого объекта, отличается тем, что формируемые высокочастотные импульсы излучаются синхронно, согласованы по длительности и имеют одинаковый вид поляризации.

Сформулируем принципы формирования зондирующих сигналов комплексной локационной системы:
- зондирующие высокочастотные импульсы формируются одновременно в радиолокационном и оптическом диапазоне длин волн, при этом формируемые импульсы согласованы по длительности, что обеспечивает одинаковое разрешение по дальности принятых локационных сигналов;
- приемопередающие антенны лазерной и радиолокационной систем имеют одинаковую ориентацию по азимуту и углу места, что обеспечивает распространение радиолокационных и оптических излученных сигналов в одном направлении до исследуемого объекта;
- формируемые синхронно лазерные и радиолокационные зондирующие сигналы имеют одинаковый вид поляризации, что позволяет расширить признаковое пространство цели при поляризационной обработке принятых сигналов.

Теоретическая возможность реализации указанного способа формирования зондирующих сигналов комплексной локационной системы с целью получения характеристик исследуемых целей одновременно в радиолокационном и оптическом диапазоне длин волн основывается на общих свойствах электромагнитных волн:
1) скорость распространения лазерного и радиолокационного излучений в свободном пространстве (в вакууме) имеет постоянное значение [3], равное (2,99792458±0,000004)•10⁸ м/с;
2) распространение лазерного и радиолокационного излучений в свободном пространстве происходит прямолинейно;
3) частота принимаемых электромагнитных колебаний оптического и радиолокационного диапазонов отличается от частоты излученных сигналов в случае, когда цель перемещается относительно локатора (эффект Доплера);
4) поляризационные свойства электромагнитных волн в радиолокационном и оптическом диапазоне характеризуются с помощью параметров Стокса [4, 5], представляющих собой линейные комбинации интенсивностей излученного и рассеянного поля.

Перечисленные свойства электромагнитных волн и сформулированные принципы формирования зондирующих сигналов обеспечивают работу комплексной локационной системы в режиме совмещенной поляризационной обработки отраженных сигналов. При этом рассеянные сигналы несут информацию об объекте одновременно в радиолокационном и оптическом диапазоне и, при поляризационной обработке (например, при измерении параметров Стокса), позволяют расширить признаковое пространство цели.

Технические характеристики известных [6, 7, 8, 9, 10] радиолокационных и лазерных систем представлены в таблице.

Анализ данных таблицы свидетельствует о технической возможности реализации способа формирования зондирующих сигналов комплексной локационной системы.

ЛИТЕРАТУРА
1. Теоретические основы радиолокации: Учебное пособие. / Н.Ф. Клюев, А. А. Коростелев, Ю. А. Мельник и др. Под ред. В.Е. Дулевича. М.: Сов. радио, 1978.

2. Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем: Учебное пособие. / Под ред. П.А. Бакулева. - М.: Высшая школа, 1983.

3. Малашин М.С. Основы лазерной локации. М.: Издательство МАИ, 1996.

4. Канарейкин Д.Б., Потехин В.А., Шишкин М.Ф. Морская поляриметрия. - Л. : Судостроение, 1968.

5. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. - М., 1961.

6. Волохатюк В. А. , Кочетков В.М., Красовский P.P. Вопросы оптической локации. / Под ред. P.P. Красовского. М.: Радио и связь, 1971.

7. Воробьев В.И. Оптическая локация для радиоинженеров. / Под ред. В.П. Васильева. М.: Радио и связь, 1983.

8. Справочник по радиолокации. / Под ред. М.Сколника: Пер. с англ. (в четырех томах) под общей ред. К.Н. Трофимова. Т.4. Радиолокационные станции и системы. М.: Сов. радио, 1978.

9. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: Издательство А и Б, 1997.

10. Региональный мониторинг атмосферы. Ч.2. Новые приборы и методики измерения. / Под ред. М.В. Кабанова. Томск: издательство "Спектр" ИОА СОРАН, 1997.

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для измерения поляризационных характеристик целей одновременно в радиолокационном и оптическом диапазоне длин волн. Сущность способа формирования зондирующих сигналов комплексной локационной системы заключается в том, что излученные импульсы формируются одновременно в радиолокационном и оптическом диапазоне и являются согласованными по длительности, что обеспечивает одинаковое разрешение по дальности для принятых локационных сигналов, при этом формируемые высокочастотные зондирующие импульсы распространяются в одном направлении до исследуемого объекта и имеют одинаковый вид поляризации. Достигаемым техническим результатом является расширение признакового пространства исследуемой цели при поляризационной обработке принятых сигналов. 1 табл.

Способ формирования зондирующих сигналов комплексной локационной системы, заключающийся в том, что излученные высокочастотные импульсы радиолокационного и оптического диапазона длин волн распространяются в одном направлении до исследуемого объекта, отличающийся тем, что формируемые высокочастотные импульсы излучаются синхронно, согласованы по длительности и имеют одинаковый вид поляризации.