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 несущей частоты зондирующего сигнала локатора в области рентгеновского или гамма-излучения, с целью получения откликов от целей не за счет наведения токов в проводящей оболочке цели или помехи, а за счет рассеяния рентгеновских лучей на электронных оболочках атомов или гамма-лучей на атомных ядрах всей массы цели (эффект Комптона).

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 рентгеновского (гамма-) локатора с выделением стабильной во времени детерминированной задержки откликов рассеянного сигнала от цели относительно излученного сигнала приведен на чертеже. Цифрами обозначены:

1 - Рентгеновская трубка

2 - Радиометр-рентгенметр

3 - Генератор высоковольтных импульсов

4 - Усилитель

5 - Устройство обработки сигнала (критерий завязки трасс: n из m, критерий сброса трассы: k пропусков)

6 - Пороговое устройство обнаружения τц≥Δt, где: τц - время существования трассы, Δt - критериальный интервал.

Цели облучаются короткими импульсами рентгеновского излучения, причем энергия излучения соответствует напряжению на электродах рентгеновской трубки, например РТ-180М. Направленность излучения, характерная для рентгеновских трубок (4...10°), достаточна для большинства применений. Рентгеновские лучи или гамма-лучи рассеиваются на электронных оболочках атомов или на атомных ядрах всей массы цели (эффект Комптона), при этом длина волны рассеянного излучения изменяется пропорционально углу рассеяния и имеет максимум в направлении обратного излучения (см. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф, Справочник по физике, «Наука», -М., 1965):

Рассеивающий электрон или нуклон (электрон или нуклон отдачи) приобретает максимум кинетической энергии также в направлении обратного рассеяния:

и также может быть использован для обнаружения целей.

Рассеянное рентгеновское или γ-излучения, а также электроны или нуклоны отдачи принимаются детектором, чувствительным как к рентгеновскому, так и к ионизирующему излучению электронов (нуклонов) отдачи, например СБМ-20.

Амплитуда принятого сигнала от любой цели будет прямо пропорциональна количеству атомов в этой цели, их атомному номеру (для рассеяния рентгеновского излучения) или массовому числу ядра (для рассеяния γ-излучения). Очевидно, что пассивные помехи, выполненные из каркасных тканевых конструкций, тонкой алюминиевой проволоки или синтетической пленки, покрытые слоем алюминия 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. Отклик будет максимален при выполнении боевого снаряжения цели из делящихся материалов.

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 и может найти применение в локаторах. 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 с несущей частотой в области рентгеновского или γ-излучения, с целью получения откликов от целей не за счет наведения токов в проводящей оболочке цели или помехи, а за счет рассеяния рентгеновских лучей на электронных оболочках атомов или гамма-лучей на атомных ядрах всей массы вещества цели (эффект Комптона), и выделении за счет этого приемником отклика от цели прямо пропорционального количеству атомов в этой цели, их атомному номеру (для рассеяния рентгеновского излучения) или массовому числу ядра (для рассеяния γ-излучения). Пассивные помехи, выполненные из каркасных тканевых конструкций, тонкой алюминиевой проволоки или синтетической пленки, покрытые слоем алюминия 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. Отклик будет максимален при выполнении боевого снаряжения цели из делящихся материалов. 1 ил.

Способ локации целей 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 с несущей частотой в области рентгеновского или гама-излучения, выделяют приемником отклик от цели, полученный за счет рассеяния рентгеновских лучей на электронных оболочках атомов или гамма-лучей на атомных ядрах всей массы цели, по максимуму амплитуды которого, прямо пропорциональной количеству атомов в этой цели, их атомному номеру для рассеянного рентгеновского излучения или массовому числу ядра для рассеянного гамма-излучения, а также измеренной массивности цели - обнаруживают объект.