УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК G01S5/08 

Устройство относится к пассивной радиолокации и может быть использовано для определения координат источника радиоизлучения, когда необходимо скрыть радиоизлучение устройства, а также затруднено расположение приемного пункта на местности, его энергоснабжение и обслуживание.

Устройство реализует угломерно-разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения, как точка пересечения двух линий положения: пеленга на источник радиоизлучения (α) и гиперболы (Δτ), при этом дальность до источника радиоизлучения определяется (фиг.1):

где b - расстояние между двумя позициями (база);

α - угол между направлениями на источник радиоизлучения и пассивный ретранслятор (условный пеленг);

Δτ - временная задержка между моментами прихода прямого и ретранслированного сигналов на приемно-пеленгаторный пункт, измеряется в ходе корреляционной обработки сигналов;

с - скорость распространения сигнала источника радиоизлучения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому устройству является устройство, реализующее угломерно-разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения, включающее приемно-пеленгаторный пункт с корреляционной обработкой сигналов, размещенный на первой позиции, и приемный пункт, размещенный на второй позиции, между которыми установлена линия радиосвязи (Теоретические основы радиолокации, под ред. Я.Д.Ширмана, - М., «Сов. Радио», 1970 г., стр.494…510).

Недостатками данного устройства являются демаскирующее излучение линии радиосвязи между позициями, необходимость энергоснабжения и обслуживания приемного пункта, размещенного на второй позиции.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в устранении демаскирующего излучения устройства, а также в уменьшении энергопотребления и обслуживания приемного пункта в особых условиях применения.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве определения координат источника радиоизлучения, включающего приемно-пеленгаторный пункт с корреляционной обработкой сигналов, размещенный на первой позиции, введен на вторую позицию пассивный ретранслятор направленного действия на приемно-пеленгаторный пункт, при этом достаточность коэффициента передачи пассивного ретранслятора определяют соотношением:

где E₀₁ - чувствительность приемного устройства приемно-пеленгаторного пункта;

r₂₃ и r₁₂ - расстояния от источника радиоизлучения до пассивного ретранслятора и от пассивного ретранслятора до приемно-пеленгаторного пункта, соответственно;

λ - длина волны;

Э₃₂ - энергопотенциал источника радиоизлучения в направлении на пассивный ретранслятор.

Сопоставительный анализ заявленного решения и прототипа показывает, что предложенное устройство отличается от известного, что позволило использовать достоинства прототипа и устранить его недостатки.

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками изобретения показали, что в общедоступных источниках информация отсутствует.

Из уровня техники также не подтверждена известность влияния отличительных признаков заявленного изобретения на указанный заявителем технический результат. Следовательно, изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Предлагаемое устройство промышленно применимо, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его существования, работоспособности и воспроизводимости, а для реализации устройства могут быть использованы пассивные ретрансляторы направленного действия, описанные в известной технической литературе.

На фиг.1 приведена схема реализации устройства, на фиг.2 - структурная схема устройства, на фиг.3 приведен эскиз пассивного ретранслятора типа «волновой канал» с логопериодической структурой антенного полотна и его диаграммы направленности.

Схема реализации устройства (фиг.1) содержит две позиции 1, 2, разнесены между собой на расстояние r₁₂=b и источник радиоизлучения 3, расположенный в пределах рабочей зоны, ограниченной ошибкой определения дальности σ_r. Устройство определения координат источника радиоизлучения (фиг.2) содержит приемно-пеленгаторный пункт 4, размещенный на первой позиции 1, и пассивный ретранслятор направленного действия 5, размещенный на второй позиции 2.

Суть предлагаемого устройства заключается в замене приемного пункта, размещенного на второй позиции 2, и линии радиосвязи между приемным и приемно-пеленгаторным 4 пунктами на пассивный ретранслятор направленного действия 5 при достаточности коэффициента передачи пассивного ретранслятора.

Устройство работает следующим образом (фиг.1, 2).

Сигнал источника радиоизлучения 3 принимается приемно-пеленгаторным пунктом 4, размещенным на первой позиции 1, с задержкой r₁₃/с, где определяется условный пеленг (α) на источник радиоизлучения.

Одновременно сигнал источника радиоизлучения 3 принимается и ретранслируется с коэффициентом передачи (К₂₁) пассивным ретранслятором направленного действия 5, размещенным на второй позиции 2, на приемно-пеленгаторный пункт 4, размещенный на первой позиции 1, с задержкой (r₂₃+b)/с. В результате корреляционной обработки сигналов, принятых пеленгаторным и приемным каналами 4, определяется временная задержка (Δτ) между моментами прихода прямого и ретранслированного сигналов на приемно-пеленгаторный пункт 4. Координаты источника радиоизлучения 3 устройством определяются условным пеленгом на источник радиоизлучения (α) и дальностью до источника радиоизлучения (r), вычисленную в соответствии с выражением (1).

Коэффициент передачи пассивного ретранслятора 5 равен отношению напряженности поля (E₂₁) ретранслированного сигнала источника радиоизлучения 3 на первой позиции 1 к напряженности поля (E₃₂) сигнала источника радиоизлучения 3 на второй позиции (Пассивные ретрансляторы типа «волновой канал» для ОВЧ ЧМ-радиовещания, Антенны, выпуск 9 (76), 2003 г., стр.45…48):

Основным условием реализации устройства является достаточность коэффициента передачи пассивного ретранслятора 5 создавать напряженность поля (E₂₁) на первой позиции 1, в месте расположения приемно-пеленгаторного пункта 4, превышающую чувствительность (E₀₁) его приемного устройства:

Для случая распространения радиоволн в свободном пространстве, без учета ослабления атмосферы и влияния земной поверхности, напряженность поля, создаваемого пассивным ретранслятором 5 на первой позиции 1, равна (Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники, под редакцией Б.Х.Кривицкого, В.Н.Дулина, том 1. - М., «Энергия», 1977 г., стр.274…276):

где D₂₃ - коэффициент усиления приемной антенны пассивного ретранслятора 5 в направлении на источник радиоизлучения 3;

D₂₁ - коэффициент усиления предающей антенны пассивного ретранслятора 5 в направлении на приемно-пеленгаторный пункт 4.

Из выражения (5) следует, что конструктивно коэффициент передачи пассивного ретранслятора 5 определяется усилительными свойствами его приемно-передающих антенн:

В известной технической литературе рассмотрено множество вариантов пассивных ретрансляторов направленного действия, удовлетворяющих условию (6). В простейшем случае пассивный ретранслятор направленного действия представляет (фиг.3) комбинацию двух остронаправленных антенн: приемной - ориентированной на источник радиоизлучения 3, размещенный в пределах рабочей зоны, и передающей - направленной на приемно-пеленгаторный пункт 4. Из схемы реализации устройства следует, что приемная антенна с коэффициентом усиления (D₂₃) должна иметь ширину диаграммы направленности, равную сектору рабочей зоны устройства (σ_r), а передающая антенна с коэффициентом усиления (D₂₁) должна иметь максимальную остронаправленность при сохранении требуемого коэффициента передачи. Остронаправленность передающей антенны требует жесткой фиксации конструкции пассивного ретранслятора на опоре.

В метровом и дециметровом диапазонах волн наиболее приемлемыми являются пассивные ретрансляторы типа «волновой канал» (Пассивные ретрансляторы типа «волновой канал» для ОВЧ ЧМ-радиовещания, Антенны, выпуск 9 (76), 2003 г., стр.45…48).

Конструкция пассивного ретранслятора типа «волновой канал» представляет собой замедляющую структуру из вертикальных (горизонтальных) пассивных вибраторов, размещенных на оси, искривленной в горизонтальной плоскости по дуге на угол ретрансляции (фиг.2). Для расширения рабочего диапазона устройства, длины пассивных вибраторов их расположение на оси может иметь логопериодическую структуру (фиг.2).

В сантиметровом диапазоне волн целесообразно применять пассивные ретрансляторы зеркального типа (Ю.И.Нафиков. Направленные свойства пассивных ретрансляторов зеркального типа. -М., «Электросвязь», №3, 1983 г., стр.13…18).

На более коротких волнах можно применять рефлекторную линзу Итона-Липмана выполененую в виде цилиндра или шара (Е.Г.Зелкин, Р.А.Петров. Линзовые антенны. - М., «Сов. Радио», 1974 г., стр.191…194).

Таким образом, в особых условиях применения устройства определения координат источника радиоизлучения, когда необходимо скрыть радиоизлучение устройства, а также затруднено расположение приемного пункта на местности, его энергоснабжение и обслуживание, применение пассивных ретрансляторов направленного действия вместо приемного пункта с линией радиосвязи позволяет решать задачи по назначению.

Устройство определения координат источника радиоизлучения относится к пассивной радиолокации и может быть использовано для определения координат источника радиоизлучения. Достигаемый технический результат - устранение демаскирующего излучения устройства, уменьшение энергопотребления и упрощение обслуживания приемного пункта в особых условиях применения. Заявляемое устройство содержит приемно-пеленгаторный пункт с корреляционной обработкой сигналов, размещенный на первой позиции. Новым является расположение на второй позиции пассивного ретранслятора направленного действия на приемно-пеленгаторный пункт, размещенный на первой позиции, при этом достаточность коэффициента передачи пассивного ретранслятора определяют соотношением:

где Е₀₁ - чувствительность приемного устройства приемно-пеленгаторного пункта; r₂₃ и r₁₂ - расстояния от источника радиоизлучения до пассивного ретранслятора и от пассивного ретранслятора до приемно-пеленгаторного пункта, соответственно; λ - длина волны; Э₃₂ - энергопотенциал источника радиоизлучения в направлении на пассивный ретранслятор. 3 ил.

Устройство определения координат источника радиоизлучения, содержащее приемно-пеленгаторный пункт с корреляционной обработкой сигналов, размещенный на первой позиции, отличающееся тем, что на второй позиции установлен пассивный ретранслятор направленного действия на приемно-пеленгаторный пункт, размещенный на первой позиции, при этом достаточность коэффициента передачи пассивного ретранслятора определяют соотношением:

где E₀₁ - чувствительность приемного устройства приемно-пеленгаторного пункта;
r₂₃ и r₁₂ - расстояния от источника радиоизлучения до пассивного ретранслятора и от пассивного ретранслятора до приемно-пеленгаторного пункта соответственно;
λ - длина волны;
Э₃₂ - энергопотенциал источника радиоизлучения в направлении на пассивный ретранслятор.