СПОСОБ ЛОКАЦИИ ЦЕЛЕЙ Российский патент 2006 года по МПК G01S17/00 G01V5/12 G01N23/223 

Изобретение относится к способам локации целей в облаке пассивных помех и может найти применение в локаторах.

Известны способы и устройства локации целей, предназначенные для использования в радиолокаторах - Method for distributed data association and multi-target tracking, США, патент №5138321, дата публикации: 11.08.1992; Radar target signature detector, США, патент №5191343, дата публикации: 2.03.1993; Radar systems, Великобритания, патент № GB 2265513, дата публикации: 29.09.1993.

В качестве прототипа изобретения может быть рассмотрен патент US №6300895, дата публикации: 9.10.2001, «Discreet radar detection method and system of implementation there of».

Общим недостатком предлагаемых технических решений является необходимость обнаружения и измерения параметров всех целей, находящихся в зоне действия локатора, после чего предполагается выделение (селекция) искомых целей по измеренным их параметрам. Для относительно малого общего количества целей в совокупном объеме сложной цели эти решения позволяют достичь требуемого результата в рамках существующих и перспективных вычислительных средств. При использовании достаточно большого количества ложных целей, например дипольных отражателей (5...10 кассет по 10⁶...10⁸ диполей в каждой в зависимости от диапазона работы локатора), использование предлагаемых технических решений является нереальным по причине недостаточной производительности вычислительных средств.

Сущность предлагаемого способа локации целей в облаке пассивных помех основана на выборе в качестве зондирующего сигнала локатора пучка электронов для получения откликов от целей не за счет наведения токов в проводящей оболочке цели или помехи, а за счет генерации в массе вещества цели тормозного рентгеновского или гамма-излучения.

Технический результат изобретения заключается в прямом измерении массивности цели, что физически невозможно воспроизвести в ложных целях, а, значит, предлагаемый способ локации позволяет выделить истинную цель в облаке пассивных помех, без проведения процессов обнаружения и распознавания всех целей в облаке сложной цели.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения:

Пример осуществления изобретения в виде блок-схемы локатора с выделением стабильной во времени детерминированной задержки откликов сигнала тормозного излучения цели относительно излученного сигнала β-электронов приведен на чертеже. Цифрами обозначены:

1 - электронная пушка;

2 - радиометр-рентгенметр;

3 - источник ускоряющего напряжения;

4 - генератор зондирующих импульсов;

5 - усилитель;

6 - устройство обработки сигнала (критерий завязки трасс: n из m, критерий сброса трассы: k пропусков);

7 - пороговое устройство обнаружения τ_ц≥Δt, где: τ_ц - время существования трассы, Δt - критериальный интервал.

Цели облучаются короткими импульсами β-излучения, причем энергия излучения соответствует ускоряющему напряжению на электродах электронной пушки. Направленность излучения определяется фокусирующей и отклоняющей системами пушки, аналогично пушкам в электронно-лучевых трубках.

Сигналы тормозного излучения от целей принимаются детектором, чувствительным к рентгеновскому и гамма-излучению, например СБМ-20, при этом спектр тормозного излучения является непрерывным, а максимальная частота тормозного излучения определяется энергией (скоростью) β-электронов (см. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф, Справочник по физике, М., Наука, 1965):

где ν - начальная скорость электронов, m_е - его масса, h - постоянная Планка.

Выход тормозного излучения Y_β [МэВ] при торможении одного электрона (β-частицы) для моноэнергетического пучка составит (см. В.Ф.Козлов. Справочник по радиационной безопасности, М., Энергоатомиздат, 1987 г.):

Y_β=10^-4·c·Z·Е^b,

где с=3...3,5 - коэффициент пропорциональности (равен 3 - для Z≥70, 3,5 - для Z≤4); b - коэффициент пропорциональности (равен 1,9 - для Z≥70, 2,3 - для Z≤4); Z - атомный номер вещества; Е - энергия электронов, МэВ.

Вследствие того, что выход тормозного излучения, а значит, и амплитуда принятого сигнала от цели прямо пропорциональна количеству атомов в этой цели (в пределах глубины пробега β-электронов) и их атомному номеру, очевидно, что пассивные помехи, выполненные из каркасных тканевых конструкций, тонкой алюминиевой проволоки или синтетической пленки, покрытые слоем алюминия с общей массой в единицы и доли грамма, будут давать на несколько порядков меньший отклик, чем истинная цель массой несколько сотен килограммов, выполненная, в основном, из стали.

Схема обработки для обнаружения цели и построения трассы ее движения ничем не отличается от схем традиционных локаторов.

Изобретение относится к способам локации целей в облаке пассивных помех. Достигаемым техническим результатом изобретения является выделение искомого объекта (объектов) в облаке диполей, без проведения процессов обнаружения и распознавания всех целей в облаке сложной цели. Указанный результат достигается путем облучения целей зондирующим сигналом локатора в виде пучка электронов для получения откликов от целей за счет генерации в массе вещества цели тормозного рентгеновского или гамма-излучения и выделения за счет этого приемником отклика от цели, прямо пропорционального количеству атомов в этой цели (в пределах глубины пробега β-электронов) и их атомному номеру. Пассивные помехи, выполненные из каркасных тканевых конструкций, тонкой алюминиевой проволоки или синтетической пленки, покрытые слоем алюминия общей массой в единицы и доли грамма, будут давать на несколько порядков меньший отклик, чем истинная цель массой несколько сотен килограмм, выполненная в основном из стали. 1 ил.

Способ локации целей для обнаружения объектов в облаке пассивных помех для применения в локаторах, основанный на измерении и анализе параметров отраженных от целей сигналов, отличающийся тем, что в локаторе используют зондирующий сигнал в виде пучка β-электронов, выделяют приемником отклик от цели, полученный за счет генерации в массе вещества цели тормозного рентгеновского или гамма-излучения с непрерывным спектром и максимальной частотой тормозного излучения, определяемой энергией β-электронов, по уровню амплитуды принятого отклика от цели, прямо пропорциональной количеству атомов в этой цели в пределах глубины пробега β-электронов и их атомному номеру, а также измеренной массивности цели - обнаруживают объект.