СПОСОБ РАДИОЛОКАЦИОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ЦЕЛИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК G01S13/02 

Предлагаемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в обзорных радиолокационных станциях (РЛС).

Известен способ радиолокационного сопровождения цели с использованием в качестве индикатора электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) с послесвечением (Справочник по радиолокации под ред. М.Сколника. М., Сов. радио, 1979, т.3, с.199, с.204, 6 абз.).

Достоинство этого способа состоит в том, что ЭЛТ с временем послесвечения, большим, чем период обзора пространства, обеспечивает накопление энергии отраженного сигнала независимо от его уровня, принятого в разных периодах обзора, при скорости цели, обеспечивающей наложение по дистанции сигналов соседних периодов. При движении цели на экране такой ЭЛТ образуется «длинный хвост», являющийся трассой движения цели. При этом за счет межобзорного накопления сигналов (происходит накопление яркости) решение об обнаружении цели может быть принято по сигналу, не достигшему в отдельном периоде обзора порогового уровня.

Недостатки этого способа сопровождения состоят в следующем.

Сопровождение цели осуществляет оператор визуально, что становится невозможным при большом количестве целей. При достаточно большой скорости цели отметки от сигналов соседних периодов обзора по дистанции не перекрываются и эффект накопления исчезает (накопление яркости происходить не будет). Поэтому в современных условиях этот способ сопровождения не применяется.

Наиболее близким является способ радиолокационного сопровождения цели, основанный на принятии решения об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного исходя из допустимого уровня ложной тревоги, на формировании строба сопровождения по этому сигналу, взятии его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения (Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М., Радио и связь, 1986, с.108).

Преимущество наиболее близкого способа радиолокационного сопровождения цели по сравнению с известным прежде всего в том, что сопровождение цели осуществляют автоматически без участия оператора. Это дает возможность одновременно сопровождать столько целей, сколько имеется каналов сопровождения, что определяется производительностью бортовой ЭВМ. У современных РЛС число каналов сопровождения составляет от сотен до тысяч.

Недостаток этого способа состоит в том, что ввиду конечного числа каналов сопровождения на сопровождение берут цель лишь тогда, когда отраженный сигнал от цели достиг порога обнаружения, установленного исходя из допустимого уровня ложной тревоги. Поэтому эффект межобзорного накопления сигнала, не достигшего порога обнаружения, в отличие от известного способа в прототипе отсутствует, что приводит к сокращению дальности обнаружения и завязки трассы движения цели. Таким образом, информация о сигналах, не достигших порога обнаружения, в способе-прототипе не накапливается.

Это приводит к тому, что приближение даже большого количества целей к границе зоны обнаружения останется незамеченным до тех пор, пока они не пересекут ее и уровень сигнала не достигнет порога обнаружения, хотя до этого каналы сопровождения будут свободны. Поскольку для завязки трасс выполняют ряд процедур, то сопровождение цели будет начато на дальности, меньшей, чем дальность ее обнаружения (для высокоскоростных - существенно меньшей).

Решаемой задачей (техническим результатом) является устранение отмеченных недостатков, а именно увеличение дальности завязки трассы и дальности обнаружения цели.

Указанный результат достигается тем, что в способе радиолокационного сопровождения цели, основанном на принятии решения об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного исходя из допустимого уровня ложной тревоги, на формировании строба сопровождения по этому сигналу, взятии его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения, согласно изобретению дополнительно после приема сигналов i-го углового направления берут на предварительное сопровождение n не достигших порога обнаружения сигналов с наибольшим весом, занимая свободные вычислительные ресурсы по сопровождению, после приема сигналов (i+1)-го углового направления при обнаружении k новых целей сбрасывают с предварительного сопровождения k сигналов i-го углового направления с наименьшим весом и еще m сигналов с меньшим весом, чем m сигналов (i+1)-гo углового направления, не достигших порога обнаружения, берут на предварительное сопровождение k сигналов (i+1)-го углового направления и ведут предварительное сопровождение (n-k) сигналов i-го и (i+1)-го угловых направлений с наибольшим весом, не достигших порога обнаружения и т.д.

Указанный результат достигается также тем, что в качестве веса сигналов берут отношение сигнал/шум или еще и приоритет углового направления, с которого принят сигнал.

Указанный результат достигается тем, что в способе радиолокационного сопровождения цели, основанном на принятии решения об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного исходя из допустимого уровня ложной тревоги, на формировании строба сопровождения по этому сигналу, взятии его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения, согласно изобретению дополнительно формируют строб предварительного сопровождения по сигналам, не достигшим порога обнаружения, сбрасывают их с предварительного сопровождения в случае необходимости освобождения канала сопровождения для вновь обнаруженных целей, при каждом приеме сигнала в стробе предварительного сопровождения вычисляют вероятность ложной тревоги и при снижении ее до допустимого уровня принимают решение об обнаружении цели в этом стробе, который переводят в строб сопровождения.

Поясним суть изобретений. В начальный период осмотра РЛС угловых направлений все N каналов сопровождения целей свободны. К моменту окончания осмотра i-го у.н. в общем случае оказывается свободным n=N-t каналов, где t - число обнаруженных целей (уровень отраженного от них сигнала достиг порога обнаружения), взятых на сопровождение. Согласно изобретению по п.1 из принятых сигналов i-го у.н. выделяют n сигналов с наибольшим весом, не достигшим порога обнаружения, и берут их на предварительное сопровождение. При этом процедуры по предварительному сопровождению выполняют те же, что и при сопровождении. В результате этого все N каналов сопровождения целей будут всегда заняты, независимо от числа обнаруженных целей. Отличие предварительного сопровождения от сопровождения состоит в том, что в первом случае для освобождения каналов сопровождения целей возможен сброс с сопровождения (прекращение сопровождения) k+m сигналов с наименьшим весом, если обнаружено k новых целей и m сигналов с большим весом, а во втором - в этих условиях сброс не допускается. Если сигнал в стробе предварительного сопровождения увеличится и достигнет порога обнаружения (за счет приближения цели), то произойдет обнаружение цели и предварительное сопровождение будет переведено в сопровождение, т.е. строб предварительного сопровождения будет считаться стробом сопровождения (сброс сигнала этого строба в ранее указанных условиях будет исключен). Поскольку все предварительные процедуры для завязки трассы по этому сигналу были выполнены на этапе предварительного сопровождения, то это и обеспечит увеличение дальности завязки трассы.

Изобретением по п.2 раскрывается признак, по которому устанавливается вес сигнала, в самом простом варианте это отношение сигнал/шум. При равенстве этого отношения может учитываться еще и, например, приоритет углового направления, с которого принят сигнал, или другие координаты: дальность, радиальная скорость, направление движения (в процессе предварительного сопровождения) и т.д.

Согласно изобретению по второму варианту после приема сигнала на каждом обзоре в стробе предварительного сопровождения вычисляют вероятность ложной тревоги. Пусть в m-м обзоре вероятность ложной тревоги в s-м стробе предварительного сопровождения равна P_ms, при этом, поскольку уровень сигнала, взятого на предварительное сопровождение, всегда ниже порога обнаружения, то всегда P_ms>P_доп., где P_доп. - допустимый уровень ложной тревоги, определяемый установленным порогом обнаружения. Если в p периодах обзора сброса сигнала в s-м стробе предварительного сопровождения не выполняли, то результирующая вероятность ложной тревоги в s-м стробе будет равна . Как только выполнится условие Р _rps<P_доп., так примут решение об обнаружении цели в этом стробе, который переведут в строб сопровождения, хотя ни в одном из p периодов обзора уровень сигнала в s-м стробе предварительного сопровождения не достиг порога обнаружения (после этого сброс с сопровождения в s-м стробе при указанных выше условиях будет исключен). Это и обеспечит обнаружение цели и взятие ее на сопровождение до достижения отраженного от нее сигнала порогового уровня (т.е. до достижения целью дальней границы обнаружения по одиночному сигналу), что эквивалентно результату, достигаемому при межобзорном накоплении сигнала (см. способ-аналог).

Таким образом, заявленные способы обеспечивают увеличение дальности завязки трасс по целям, которые могут быть обнаружены в стробах предварительного сопровождения, что достигается за счет использования всех свободных вычислительных ресурсов по сопровождению для начала сопровождения по сигналам с наибольшим весом, не достигшим порога обнаружения, как предварительного сопровождения, сбрасываемого в случае обнаружения целей или сигналов с большим весом, чем предварительно сопровождаемые; а также увеличение дальности обнаружения цели (до достижения отраженного от нее сигнала порогового уровня), что получают за счет межобзорного накопления информации в стробах предварительного сопровождения.

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат - увеличение дальности завязки трассы движения цели и дальности ее обнаружения. Сущность изобретения по первому варианту - принимают решение об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного исходя из допустимого уровня ложной тревоги, формируют строб сопровождения по этому сигналу, берут его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения, при этом дополнительно после приема сигналов i-го углового направления берут на предварительное сопровождение n не достигших порога обнаружения сигналов с наибольшим весом, занимая свободные каналы сопровождения, после приема сигналов (i+1)-гo углового направления при обнаружении k новых целей сбрасывают с предварительного сопровождения k сигналов i-го углового направления с наименьшим весом и еще m сигналов с меньшим весом, чем m сигналов (i+1)-гo углового направления, не достигших порога обнаружения, берут на предварительное сопровождение k сигналов (1+1)-го углового направления и ведут предварительное сопровождение (n-k) сигналов i-го и (i-1)-гo угловых направлений с наибольшим весом, не достигших порога обнаружения, и далее сбрасывают их с предварительного сопровождения в случае необходимости освобождения канала сопровождения для вновь обнаруженных целей или сигналов с большим весом. Сущность изобретения по второму варианту - принимают решение об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного исходя из допустимого уровня ложной тревоги, формируют строб сопровождения по этому сигналу, берут его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения, дополнительно формируют строб предварительного сопровождения по сигналам, не достигшим порога обнаружения, сбрасывают их с предварительного сопровождения в случае необходимости освобождения канала сопровождения для вновь обнаруженных целей, при каждом приеме сигнала в стробе предварительного сопровождения вычисляют вероятность ложной тревоги и при снижении ее до допустимого уровня принимают решение об обнаружении цели в этом стробе, который переводят в строб сопровождения. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ радиолокационного сопровождения цели, основанный на принятии решения об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного, исходя из допустимого уровня ложной тревоги, на формировании строба сопровождения по этому сигналу, взятие его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения, отличающийся тем, что дополнительно после приема сигналов i-го углового направления берут на предварительное сопровождение n не достигших порога обнаружения сигналов с наибольшим весом, занимая свободные каналы сопровождения, при этом в качестве веса сигналов берут отношение сигнал/шум или еще и приоритет углового направления, с которого принят сигнал, или координаты: дальность, радиальная скорость, направление движения, после приема сигналов (i+1)-гo углового направления при обнаружении k новых целей сбрасывают с предварительного сопровождения k сигналов i-го углового направления с наименьшим весом, и еще m сигналов с меньшим весом, чем m сигналов (i+1)-гo углового направления, не достигших порога обнаружения, берут на предварительное сопровождение k сигналов (i+1)-го углового направления и ведут предварительное сопровождение (n-k) сигналов i-го и (i+1)-гo угловых направлений с наибольшим весом, не достигших порога обнаружения, и далее сбрасывают их с предварительного сопровождения в случае необходимости освобождения канала сопровождения для вновь обнаруженных целей или сигналов с большим весом.

2. Способ радиолокационного сопровождения цели, основанный на принятии решения об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного, исходя из допустимого уровня ложной тревоги, на формировании строба сопровождения по этому сигналу, взятие его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения, отличающийся тем, что дополнительно формируют строб предварительного сопровождения по сигналам, не достигшим порога обнаружения, сбрасывают их с предварительного сопровождения в случае необходимости освобождения канала сопровождения для вновь обнаруженных целей, при каждом приеме сигнала в стробе предварительного сопровождения вычисляют вероятность ложной тревоги и при снижении ее до допустимого уровня принимают решение об обнаружении цели в этом стробе, который переводят в строб сопровождения.