СПОСОБ КАЛИБРОВКИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ПО ВЕЛИЧИНЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАССЕЯНИЯ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАССЕЯНИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ И КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2014 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) при проведении динамических измерений ЭПР баллистических и космических объектов [1] стр.144, [2].

Известен способ калибровки радиолокационной станции, который заключается в следующем: запускают искусственный спутник Земли сферической формы, облучают его сигналами калибруемой РЛС, принимают и измеряют амплитуды отраженных от искусственного спутника Земли сигналов, которые используют как соответствующие эталонному значению ЭПР отражателя [1] стр.204-213.

Недостатком данного способа является невозможность его использования для калибровки по величине ЭПР радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации при параллельном приеме отраженных сигналов, так как для таких радиолокаторов отражатель сферической формы невидим [3] стр.103. Другим недостатком способа с использованием сферического отражателя как эталона ЭПР для РЛС, работающих на волнах горизонтальной, вертикальной, а также круговой поляризации при ортогональном приеме отраженных сигналов, является малая ЭПР сферы [3] стр.235. Кроме того, изготовить сферу больших размеров с высокой точностью чрезвычайно сложно, а вывести на орбиту почти невозможно [4] стр.51.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ, в котором в качестве эталонного рассеивателя используется прямой круговой цилиндр. Такой цилиндр выводится на околоземную орбиту и ему задается «кувыркательное» движение таким образом, чтобы его продольная ось 1 была ориентирована перпендикулярно линии визирования 2 радиолокационной станции 3 (см. фиг.1). Цилиндр облучают сигналами калибруемой РЛС, принимают отраженные сигналы и при ориентации прямого кругового цилиндра вблизи от этого направления проводят измерения амплитуд отраженных сигналов, которые могут позволить уточнить калибровку радиолокационной станции [1] стр.206-213. Однако такой способ имеет невысокую точность, так как в направлении, нормальном оси цилиндра, прямой круговой цилиндр обладает узким лепестком индикатрисы рассеяния [1] стр.19-20, [3] стр.235. При этом сектор углов, используемый для калибровки РЛС по величине ЭПР, в направлении максимума лепестка индикатрисы рассеяния прямого кругового цилиндра не превышает долей градуса. Вследствие этого, даже достаточно малое отклонение оси прямого кругового цилиндра от нормального по отношению к линии визирования РЛС влечет за собой резкое уменьшение мощности и, соответственно, амплитуды сигналов, отраженных от прямого кругового цилиндра, что приводит к ошибкам калибровки РЛС по величине ЭПР. Так, например, ошибка ориентации направления, нормального оси прямого кругового цилиндра диаметром 1,2 м и длиной 3 м относительно линии визирования РЛС, на 1,5 градуса в дециметровом диапазоне работы РЛС приводит к ошибкам калибровки РЛС по величине ЭПР на 5 дБ [1] стр.211. С уменьшением длины волны РЛС, при тех же размерах цилиндра, происходит существенное сужение основного лепестка индикатрисы рассеяния в направлении, перпендикулярном оси прямого кругового цилиндра [5] стр.75-77. В результате чего ошибка ориентации продольной оси прямого кругового цилиндра в направлении, перпендикулярном линии визирования РЛС, в сантиметровом диапазоне работы РЛС приводит к еще более значительным ошибкам калибровки РЛС по величине ЭПР.

При этом сам сеанс калибровки очень непродолжителен. Например, если период «кувыркания» прямого кругового цилиндра составляет 10 минут (600 секунд) [1] стр.213, то время, в течение которого можно проводить сеанс калибровки вблизи направления ориентации оси цилиндра перпендикулярно направлению на калибруемую РЛС, в дециметровом диапазоне длин волн составит менее двух секунд, а в сантиметровом - менее одной секунды. Такой временной интервал сеанса калибровки не позволяет провести статистическую обработку результатов измерений, что также снижает точность калибровки РЛС по величине ЭПР.

Кроме того, использовать прямой круговой цилиндр в качестве эталона не всегда возможно, так как такой эталон имеет значительные размеры и вес [4] стр.37, что не позволяет транспортировать его на околоземную орбиту попутными запусками или осуществлять запуск по баллистической траектории вместе с исследуемыми объектами [1] стр.211.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности калибровки РЛС по величине ЭПР за счет исключения ошибки, вызванной отклонением максимума ЭПР эталонного отражателя от линии визирования РЛС.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе калибровки РЛС по величине ЭПР при динамических измерениях радиолокационных характеристик рассеяния баллистических и космических объектов, который включает запуск отражателя с известной величиной ЭПР с помощью ракеты-носителя (РН); облучение отражателя сигналами калибруемой РЛС; прием и измерение амплитуды отраженных сигналов от отражателя, находящегося в дальней зоне антенны РЛС, - новым является то, что при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния баллистических и космических объектов для калибровки РЛС по величине ЭПР на высоту более 100 километров с помощью ракеты-носителя транспортируют в качестве эталона ЭПР уголковый отражатель 4, выполненный в виде двух плоских радиоотражающих шарнирно связанных граней, развернутых под фиксированным углом α, значения которого лежат в диапазоне от (90-Δ) градусов до (90+Δ) градусов, где Δ - определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/а,

λ - длина волны калибруемой РЛС;

а - размер грани уголкового отражателя (см. фиг.2).

Предварительно, до запуска ракеты-носителя уголковый отражатель 4 размещают с внешней стороны боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы 5 (У СП) с системой ориентации платформы в трех плоскостях с помощью собственных двигателей. Причем ребро 6 уголкового отражателя 4 располагают параллельно боковой стороне УСП, а середину ребра 7 уголкового отражателя совмещают с центром боковой поверхности 8 УСП. При этом грани уголкового отражателя ориентируют таким образом, чтобы биссектриса угла 9 между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра, была направлена по нормали к боковой поверхности УСП, на которой расположен уголковый отражатель (см. фиг.2, фиг.3, фиг.4). Затем грани уголкового отражателя разворачивают параллельно боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы и фиксируют в данном положении.

Кроме того, до запуска ракеты-носителя определяют координаты центра и положение нормали к центру боковой поверхности УСП, на которой расположен уголковый отражатель, в связанной системе координат управляемой стабилизированной платформы. Затем вводят их в память бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) управляемой стабилизированной платформы. Наряду с этим в память БЦВК вводят данные о координатах калибруемой радиолокационной станции в геодезической системе координат.

В дальнейшем управляемую стабилизированную платформу размещают на последней ступени ракеты-носителя.

После запуска ракеты-носителя с помощью системы управления ракеты-носителя по заданной программе тангажа выводят управляемую стабилизированную платформу по баллистической траектории в расчетную или заданную точку в зоне наблюдения калибруемой радиолокационной станции и отделяют управляемую стабилизированную платформу от последней ступени ракеты-носителя. Далее с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и БЦВК определяют положение центра масс управляемой стабилизированной платформы относительно местоположения калибруемой радиолокационной станции. Бортовым цифровым вычислительным комплексом производят расчет и определяют пространственное положение нормали к центру боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы, совпадающей с биссектрисой угла двугранного уголкового отражателя, относительно линии визирования калибруемой радиолокационной станции на текущий момент времени. По расчетным данным БЦВК системой ориентации платформы с помощью собственных двигателей осуществляют совмещение нормали 10 к боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы, на которой расположен уголковый отражатель, с линией визирования калибруемой радиолокационной станции 2 (см. фиг.5, фиг.6).

Далее по сигналу, вырабатываемому бортовым цифровым вычислительным комплексом управляемой стабилизированной платформы, освобождают грани уголкового отражателя от фиксации параллельной поверхности УСП и придают углу α между гранями заданное значение в диапазоне от (90-Δ) градусов до (90+Δ) градусов, где Δ - определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/а,

λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции;

а - размер грани уголкового отражателя (см. фиг.2).

Затем жестко фиксируют грани уголкового отражателя при данном значении угла.

В последующем осуществляют закрутку или вращение уголкового отражателя вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями уголкового отражателя в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя (см. фиг.7).

Далее отделяют УО от управляемой стабилизированной платформы по линии визирования в направлении радиолокационной станции или в противоположном от радиолокационной станции направлении. Причем основной лепесток индикатрисы рассеяния 11 уголкового отражателя 4 направлен на калибруемую радиолокационную станцию 3, а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния 12 уголкового отражателя совпадает с линией визирования 2 калибруемой радиолокационной станции 3 с предельным значением отклонения угла между максимумом основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя и линией визирования радиолокационной станции в диапазоне от -10 градусов до +10 градусов (см. фиг.8, фиг.9).

Предварительно, перед сеансом калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния или во время сеанса проводят калибровку приемников радиолокационной станции с помощью калиброванных генераторов, подключаемых к высокочастотному входу приемников радиолокационной станции. Регистрируют зависимость значений амплитуд сигнала на выходе приемников радиолокационной станции от относительного значения мощности сигнала, представляющем собой отношение сигнал/шум, на входе приемников радиолокационной станции и получают калибровочный график (см. фиг.10).

Впоследствии осуществляют калибровку радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния, то есть выполняют сеанс калибровки на интервале времени ΔТ:

ΔT=t₂-t₁,

где t₁ - время начала сеанса калибровки;

t₂ - время окончания сеанса калибровки,

аΔТ - принимает значения в диапазоне от 10 до 600 секунд.

При этом измеренные амплитуды отраженных сигналов от уголкового отражателя регистрируют, а затем по калибровочному графику зависимости значений амплитуд сигнала на выходе приемников радиолокационной станции от относительного значения мощности на входе приемников радиолокационной станции пересчитывают в значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов.

Кроме того, уголковый отражатель транспортируют с помощью ракеты-носителя в качестве попутной нагрузки на высоту более 100 километров вместе с исследуемыми объектами при проведении динамических измерений их эффективной поверхности рассеяния.

Кроме того, с помощью калибруемой радиолокационной станции измеряют наклонную дальность до уголкового отражателя.

Кроме того, значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов приводят к фиксированной дальности, например 100 км, путем пересчета по формуле:

Pi=Bi+40LogRi/100,

где Bi - единичное значение относительной мощности отраженного сигнала от уголкового отражателя;

Ri - единичное измеренное калибруемой радиолокационной станцией значение наклонной дальности до уголкового отражателя, соответствующее данному Bi.

Кроме того, приведенные к фиксированной дальности единичные значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов усредняют по формуле:

$$P_{cp}=1/n{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}Pi}$$ ,

где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔТ.

Кроме того, усредненное значение Р_ср используют как значение относительной мощности отраженных сигналов, соответствующее эталонному значению эффективной поверхности рассеяния уголкового отражателя.

Кроме того, задают круговую частоту закрутки или вращения со уголкового отражателя в соответствии с условием:

ω>12F_рлсπа/λ,

где F_рлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой радиолокационной станции;

а - размер грани уголкового отражателя;

λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции.

Кроме того, закрутку или вращение уголкового отражателя осуществляют либо «по часовой стрелке», либо «против часовой стрелки».

Кроме того, закрутку или вращение уголкового отражателя осуществляют с помощью электропривода с электродвигателем, вал вращения которого соединяют с серединой ребра уголкового отражателя, причем ось вращения УО соосна с биссектрисой угла между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя.

Предлагаемый способ поясняется чертежами фиг.2 - фиг.16.

Фиг.2 - общий вид уголкового отражателя в виде двух плоских радиоотражающих граней.

Фиг.3 - положение биссектрисы угла УО по нормали к боковой поверхности УСП.

Фиг.4 - общий вид управляемой стабилизированной платформы с УО.

Фиг.5 - вид уголкового отражателя перед запуском РН при положении граней параллельно поверхности управляемой стабилизированной платформы.

Фиг.6 - положение управляемой стабилизированной платформы с УО до и после разворота на калибруемую РЛС.

Фиг.7, фиг.8 - закрутка и отделение УО от управляемой стабилизированной платформы.

Фиг.9 - предельно допустимое отклонение максимума основного лепестка индикатрисы рассеяния 11 вращающегося УО 4 от линии визирования 2 калибруемой РЛС 3 (от -10 градусов до +10 градусов).

Фиг.10 - калибровочный график зависимости значений амплитуд сигнала Ai на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности Bi сигнала на входе приемников калибруемой РЛС.

Фиг.11 - запуск РН с УО на высоту более 100 км.

Фиг.12 - схема проведения сеанса калибровки РЛС, где 2 - линия визирования калибруемой РЛС 3, 12 - максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния вращающегося УО 4, позиция 13 - положение УО 4 в момент времени, соответствующий началу сеанса калибровки РЛС, а позиция 14 - положение УО 4, соответствующее моменту времени окончания сеанса калибровки РЛС.

Фиг.13 - уголковый отражатель, вращающийся вокруг биссектрисы угла между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра УО, выполненный в виде двух плоских радиоотражающих граней, развернутых под фиксированным углом α в диапазоне от (90-Δ) градусов до (90+Δ) градусов, где Δ - определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/a,

λ - длина волны калибруемой РЛС;

а - размер грани уголкового отражателя.

Фиг.14 - сечения плоскостями XOY и XOZ основного лепестка пространственной индикатрисы рассеяния уголкового отражателя, изображенного на фиг.12.

Для сравнения представлены фиг.15 и фиг.16.

Фиг.15 - уголковый отражатель, выполненный в виде двух плоских радиоотражающих граней с прямым углом между гранями в статическом состоянии (неподвижный).

Фиг.16 - сечения плоскостями XOY и XOZ основного лепестка пространственной индикатрисы рассеяния статического (неподвижного) уголкового отражателя, выполненного в виде двух плоских радиоотражающих граней с прямым углом между ними.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Предварительно, до запуска ракеты-носителя уголковый отражатель размещают с внешней стороны боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы.

Причем ребро уголкового отражателя располагают параллельно боковой стороне УСП, а середину ребра уголкового отражателя совмещают с центром боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы. При этом грани уголкового отражателя ориентируют таким образом, чтобы биссектриса угла между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра, была направлена по нормали к боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы, на которой расположен уголковый отражатель (см. фиг.3, фиг.4). В этом случае биссектриса угла между гранями УО совпадет с осью связанной системы координат УСП (например OZ_c, см. фиг.4). Затем грани уголкового отражателя разворачивают параллельно боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы и фиксируют в данном положении.

Кроме того, до запуска ракеты-носителя определяют координаты центра и положение нормали к центру боковой поверхности УСП, на которой расположен уголковый отражатель, в связанной системе координат управляемой стабилизированной платформы. Затем вводят их в память БЦВК УСП. Наряду с этим в память БЦВК УСП вводят данные о координатах калибруемой радиолокационной станции в геодезической системе координат.

В дальнейшем управляемую стабилизированную платформу размещают на последней ступени ракеты-носителя.

Для проведения калибровки РЛС осуществляют запуск РН с управляемой стабилизированной платформой и размещенными на ней уголковым отражателем и объектами исследования на высоту более 100 км по баллистической траектории в расчетную или заданную точку в зоне наблюдения калибруемой радиолокационной станции (см. фиг.11).

Затем платформу отделяют от последней ступени ракеты-носителя. Далее с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и БЦВК УСП определяют положение центра масс управляемой стабилизированной платформы относительно местоположения калибруемой радиолокационной станции. Бортовым цифровым вычислительным комплексом УСП производят расчет и определяют пространственное положение нормали к центру боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы, совпадающей с биссектрисой угла двугранного уголкового отражателя, относительно линии визирования калибруемой радиолокационной станции на текущий момент времени. Далее по расчетным данным БЦВК УСП системой ориентации платформы с помощью собственных двигателей осуществляют совмещение нормали к боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы, на которой расположен уголковый отражатель, с линией визирования калибруемой радиолокационной станции (см. фиг.6).

Далее по сигналу, вырабатываемому бортовой вычислительной машиной стабилизированной платформы, освобождают грани уголкового отражателя от фиксации и придают углу α между гранями заданное значение в диапазоне от (90-Δ) градусов до (90+Δ) градусов, где Δ - определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/а,

λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции;

а - размер грани уголкового отражателя.

Затем жестко фиксируют грани уголкового отражателя при данном значении угла. В последующем осуществляют закрутку уголкового отражателя вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя. Потом отделяют УО от управляемой стабилизированной платформы по линии визирования в направлении радиолокационной станции или в противоположном от РЛС направлении так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния уголкового отражателя направлен на калибруемую РЛС, а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния УО совпадает с линией визирования калибруемой радиолокационной станции (см. фиг.12).

При этом исследуемые объекты отделяются от УСП либо до отделения уголкового отражателя, либо после.

Отклонение максимума ЭПР 12 уголкового отражателя 4 от линии визирования 2 калибруемой РЛС 3 не должно превышать ±10 градусов (см. фиг.9). В случае же использования прямого кругового цилиндра как эталона ЭПР допустимое отклонение линии визирования РЛС от направления, перпендикулярного оси кругового цилиндра и совпадающего с максимумом лепестка индикатрисы рассеяния, составляет менее одного градуса.

Перед сеансом калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния или во время сеанса проводят калибровку приемников РЛС одним из известных методов калибровки радиотехнических устройств с помощью калиброванных генераторов, подключаемых к высокочастотному входу приемников РЛС [1] стр.194, [2], [8]. Регистрируют зависимость значений амплитуд сигнала на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности (отношения сигнал/шум) сигнала на входе приемников РЛС и получают калибровочный график (см. фиг.10).

Сеанс калибровки РЛС начинают после того, как стабилизированная платформа, а также исследуемые объекты и УО разойдутся на расстояние, большее разрешающей способности по дальности калибруемой РЛС.

В дальнейшем облучают уголковый отражатель сигналами калибруемой РЛС, принимают отраженные сигналы от УО, одновременно регистрируют амплитуды Ai отраженных сигналов от УО и измеряют их на интервале времени ΔТ:

ΔT=t₂-t₁,

где t₁ - время начала сеанса калибровки РЛС;

t₂ - время окончания сеанса калибровки РЛС.

Причем ДТ принимает значения в диапазоне от 10 до 600 секунд. Позиция 13 представляет положение УО в момент времени t₁, а позиция 14 представляет положение УО в более позднее время - t₂ (см. фиг.12).

Затем зарегистрированные амплитуды Ai отраженных сигналов от УО по калибровочному графику зависимости значений амплитуд сигнала на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности сигнала на входе приемников РЛС пересчитывают в значения относительной мощности (отношения сигнал/шум) Bi отраженных сигналов от УО с помощью известных формул интерполяции [6] стр.14-19. С помощью калибруемой РЛС одновременно измеряют наклонную дальность до УО. Впоследствии значения относительной мощности отраженного сигнала от УО приводят к фиксированной дальности, например 100 км, путем пересчета по формуле:

Pi=Bi+40LogRi/100,

где Bi - единичное значение относительной мощности отраженного сигнала от уголкового отражателя;

Ri - единичное измеренное значение дальности до уголкового отражателя, соответствующее данному Bi.

В последующем «приведенные» к фиксированной дальности значения относительной мощности отраженных сигналов от уголкового отражателя усредняют по формуле:

$$P_{cp}=1/n{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}Pi}$$

где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔТ.

Полученное усредненное значение Р_ср используют при измерениях ЭПР баллистических и космических объектов как значение относительной мощности отраженных сигналов, соответствующее эталонному значению ЭПР уголкового отражателя.

Использование двугранного уголкового отражателя из двух плоских радиоотражающих граней и установление фиксированного значения угла между гранями в диапазоне от (90-Δ) градусов до (90+Δ) градусов позволяет достичь «уплощения» формы основного лепестка индикатрисы рассеяния УО в горизонтальной плоскости. В результате этого сектор углов основного лепестка индикатрисы рассеяния УО в горизонтальной плоскости, в котором его ЭПР практически не меняется, составляет ±10 градусов [3] стр.150, рис.4.7, кривые 2, 3. При этом Δ - определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/а,

где λ - длина волны калибруемой РЛС;

а - размер грани уголкового отражателя.

Использование вращающегося уголкового отражателя вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями, в плоскости, перпендикулярной середине ребра, позволяет сохранить ориентацию основного лепестка индикатрисы рассеяния и обеспечить постоянное значение ЭПР уголкового отражателя в направлении РЛС в течение всего сеанса калибровки РЛС по величине ЭПР.

Применение закрутки уголкового отражателя 4 с круговой частотой

ω>12F_рлсπа/λ,

где F_рлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой РЛС;

а - размер грани уголкового отражателя;

λ - длина волны калибруемой РЛС,

позволяет получить эффективный отражатель с относительно широкой индикатрисой рассеяния, не менее 30 градусов на уровне минус 3 дБ (при условии 2πа/>>1) и «уплощенной» формой основного лепестка индикатрисы рассеяния 16 в двух плоскостях - вертикальной и горизонтальной (см. фиг.14).

При этом ширина основного лепестка индикатрисы рассеяния в обеих плоскостях (вертикальной и горизонтальной) 15 уголкового отражателя, вращающегося вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями, в плоскости, перпендикулярной середине ребра, одинакова и равна ширине основного лепестка индикатрисы рассеяния статического (неподвижного) уголкового отражателя в горизонтальной плоскости 17 (см. фиг.15, фиг.16).

Тем самым сектор углов основного лепестка индикатрисы рассеяния УО, в котором его ЭПР является практически постоянной величиной, в вертикальной и горизонтальной плоскости составляет 20° (±10°), что позволяет значительно увеличить интервал времени сеанса калибровки (см. фиг.14).

Проведение пересчета значений относительной мощности к стандартной дальности позволяет исключить зависимость выполняемых измерений от изменения расстояния между РЛС и УО в течение сеанса калибровки РЛС по величине ЭПР.

Полученное в результате статистической обработки единичных измерений Р_ср существенно точнее единичного значения Pi, то есть случайные погрешности уменьшатся в $$\sqrt{n}$$ раз, где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔТ.

Из вышеизложенного следует, что предложенные технические решения имеют преимущества по сравнению с известными способами калибровки радиолокационной станции, а именно: позволяют повысить точность калибровки РЛС по величине ЭПР, работающей на волнах круговой поляризации при параллельном приеме отраженных сигналов.

Источники информации

1. Майзельс Е.Н., Торгованов В.А. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей / под ред. М.А. Колосова.- М.: Советское радио. 1972. с.19-20, с.144-145, с.178-179, с.193-194, с.204-213.

2. Олин (I.D. ОПп). Динамические измерения радиолокационных поперечных сечений // ТИИЭР. 1965. т.53. №8.

3. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели / под ред. О.Н. Леонтьевского. - М.: Советское радио. 1975. с.103, с.144, с.146, с.150, с.152, с.235.

4. Леонов А.И., Леонов С.А., Нагулинко Ф.В. и др. Испытания РЛС / под ред. А.И. Леонова.- М.: Радио и связь. 1990. с.37, с.51.

5. Методы исследования радиолокационных характеристик объектов / под ред. С.В. Ягольникова. - М.: Радиотехника. 2012. с.75-77.

6. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. - М.: Мир. 1980. с.14-19.

7. Сколник М.. Справочник по радиолокации T.1 / под ред. Я.С. Ицхоки. - М.: Советское радио. 1976. с.356-397.

8. Проверка радиоизмерительных приборов. Сборник инструкций, издание официальное. Стандартгиз. 1961.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС. Указанный λрезультат достигается за счет того, что способ включает запуск ракеты-носителя (РН) с эталонным отражателем (ЭО), облучение отражателя сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов, в качестве эталона ЭПР на высоту более 100 км транспортируют уголковый отражатель (УО), выполненный в виде двух плоских радиоотражающих граней, развернутых под фиксированным углом α в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, где Δ - определяется из соотношения: 0<Δ<18λ/а, λ - длина волны калибруемой РЛС, а - размер грани уголкового отражателя, причем до запуска УО размещают с внешней стороны боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы (УСП) с системой ориентации в трех плоскостях, УСП с УО размещают на последней ступени РН. РН выводит УСП по баллистической траектории в заданную точку в зоне наблюдения калибруемой РЛС, где УСП отделяется от РН, при этом с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) определяют положение центра масс УСП относительно местоположения калибруемой РЛС. БЦВК УСП производят расчет и определяют пространственное положение биссектрисы угла УО относительно линии визирования калибруемой РЛС. По расчетным данным БЦВК системой ориентации платформы осуществляют совмещение биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС. Далее осуществляют закрутку УО вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между его гранями. Затем УО отделяют от УСП, при этом основной лепесток индикатрисы рассеяния УО направлен на РЛС, а его максимум совпадает с линией визирования РЛС. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при динамических измерениях эффективной поверхности рассеяния баллистических и космических объектов, согласно которому с помощью ракеты-носителя запускают отражатель с известной величиной эффективной поверхности рассеяния, облучают его сигналами калибруемой радиолокационной станции, принимают отраженные сигналы от отражателя, находящегося в дальней зоне антенны радиолокационной станции, измеряют амплитуды отраженных сигналов, отличающийся тем, что на высоту более 100 километров с помощью ракеты-носителя транспортируют в качестве эталона эффективной поверхности рассеяния уголковый отражатель, выполненный в виде двух плоских радиоотражающих шарнирно связанных граней, развернутых под фиксированным углом α в диапазоне от (90-Δ) градусов до (90+Δ) градусов, где Δ - определяется из соотношения:
0<Δ<18λ/а,
λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции;
а - размер грани уголкового отражателя,
предварительно, до запуска ракеты-носителя уголковый отражатель размещают с внешней стороны боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы (УСП) с системой ориентации платформы в трех плоскостях с помощью собственных двигателей, причем ребро уголкового отражателя располагают параллельно боковой стороне УСП, а середину ребра уголкового отражателя совмещают с центром боковой поверхности УСП, при этом грани уголкового отражателя ориентируют таким образом, чтобы биссектриса угла между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра, была направлена по нормали к боковой поверхности УСП, на которой расположен уголковый отражатель, затем грани уголкового отражателя разворачивают параллельно боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы и фиксируют в данном положении, при этом до запуска ракеты-носителя определяют координаты центра и положение нормали к центру боковой поверхности УСП, на которой расположен уголковый отражатель, в связанной системе координат управляемой стабилизированной платформы, затем вводят их в память бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) стабилизированной платформы, наряду с этим в память БЦВК вводят данные о координатах калибруемой радиолокационной станции в геодезической системе координат, в последующем управляемую стабилизированную платформу размещают на последней ступени ракеты-носителя, затем после запуска ракеты-носителя с помощью системы управления ракеты-носителя по заданной программе тангажа выводят управляемую стабилизированную платформу по баллистической траектории в расчетную или заданную точку в зоне наблюдения калибруемой радиолокационной станции, отделяют управляемую стабилизированную платформу от последней ступени ракеты-носителя, далее с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и БЦВК УСП определяют положения центра масс управляемой стабилизированной платформы относительно местоположения калибруемой радиолокационной станции, бортовым цифровым вычислительным комплексом УСП производят расчет и определяют пространственное положение нормали к центру боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы, совпадающей с биссектрисой угла двугранного уголкового отражателя, относительно линии визирования калибруемой радиолокационной станции на текущий момент времени, затем по расчетным данным БЦВК УСП системой ориентации платформы с помощью собственных двигателей осуществляют совмещение нормали к боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы, на которой расположен уголковый отражатель, с линией визирования калибруемой радиолокационной станции, далее по сигналу, вырабатываемому БЦВК УСП, освобождают грани уголкового отражателя от фиксации и придают углу α между гранями заданное значение в диапазоне от (90-Δ) градусов до (90+Δ) градусов, где Δ - определяется из соотношения
0<Δ<18λ/а,
λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции;
а - размер грани уголкового отражателя,
затем жестко фиксируют грани уголкового отражателя при данном значении угла, осуществляют закрутку или вращение уголкового отражателя вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями уголкового отражателя в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя, а потом отделяют его от управляемой стабилизированной платформы по линии визирования в направлении радиолокационной станции так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния уголкового отражателя направлен на калибруемую радиолокационную станцию, а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя совпадает с линией визирования калибруемой радиолокационной станции с предельным значением отклонения угла между максимумом основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя и линией визирования радиолокационной станции в диапазоне от -10 градусов до +10 градусов, перед сеансом калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния или во время сеанса проводят калибровку приемников радиолокационной станции с помощью калиброванных генераторов, подключаемых к высокочастотному входу приемников радиолокационной станции, регистрируют зависимость значений амплитуд сигнала на выходе приемников радиолокационной станции от относительного значения мощности сигнала, представляющего собой отношение сигнал/шум, на входе приемников радиолокационной станции и получают калибровочный график, осуществляют калибровку радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния, а именно выполняют сеанс калибровки на интервале времени ΔТ
ΔT=t₂-t₁,
где t₁ - время начала сеанса калибровки;
t₂ - время окончания сеанса калибровки,
а ΔТ - принимает значения в диапазоне от 10 до 600 секунд,
при этом измеренные амплитуды отраженных сигналов от уголкового отражателя регистрируют, а потом по калибровочному графику зависимости значений амплитуд сигнала на выходе приемников радиолокационной станции от относительного значения мощности на входе приемников радиолокационной станции пересчитывают в значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уголковый отражатель транспортируют с помощью ракеты-носителя в качестве попутной нагрузки на высоту более 100 километров вместе с исследуемыми объектами при проведении динамических измерений их эффективной поверхности рассеяния.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью калибруемой радиолокационной станции измеряют наклонную дальность до уголкового отражателя.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов приводят к фиксированной дальности, например 100 км, путем пересчета по формуле
Pi=Bi+40Log Ri/100,
где Bi - единичное значение относительной мощности отраженного сигнала от уголкового отражателя;
Ri - единичное измеренное калибруемой радиолокационной станцией значение наклонной дальности до уголкового отражателя, соответствующее данному Bi.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что приведенные к фиксированной дальности единичные значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов усредняют по формуле
$$P_{cp}=1/n{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}Pi}$$ ,
где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔТ.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что усредненное значение Р_ср используют как значение относительной мощности отраженных сигналов, соответствующее эталонному значению эффективной поверхности рассеяния уголкового отражателя.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что задают круговую частоту закрутки или вращения ω уголкового отражателя в соответствии с условием:
ω>12F_рлсπа/λ,
где F_рлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой радиолокационной станции;
а - размер грани уголкового отражателя;
λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрутку или вращение уголкового отражателя осуществляют либо «по часовой стрелке», либо «против часовой стрелки».

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрутку или вращение уголкового отражателя осуществляют с помощью электропривода с электродвигателем, вал вращения которого соединяют с серединой ребра уголкового отражателя, причем ось вращения уголкового отражателя соосна с биссектрисой угла между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя.