СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ЦЕЛИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК G01S7/36 

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от синхронных ответных помех.

Большие проблемы работе РЛС создают ответные импульсные помехи и прежде всего синхронные ответные помехи (СОП), представляющие собой усиленные копии сигналов РЛС. В результате их действия происходят ложные обнаружения целей. Принятые сигналы синхронных ответных помех не отличаются от сигналов, отраженных от целей, в том числе движущихся с установленной постановщиком помехи скоростью, в результате чего, формируется ложная трасса, расположенная в радиальном направлении относительно РЛС. Такие помехи приводят к маскировке реальных целей [Защита от помех. Под ред. М.В. Максимова, М., «Советское радио», 1976, с.61]. При этом для создания маскирующего действия как в главном лепестке, так и в боковых направлениях диаграммы направленности антенны (ДНА) РЛС мощность синхронной ответной помехи устанавливается постановщиком помехи независимо от мощности принимаемого им зондирующего сигнала РЛС. Подавить такую помеху не представляется возможным. Поэтому важной задачей является исключение маскирующего действия сигналов синхронной ответной помехи.

Эта задача может быть решена путем распознавания синхронной ответной помехи и отраженного сигнала от цели. При этом, если ложная цель неподвижна, то она распознается очевидным способом. Наиболее трудно распознать ложную цель, формируемую в результате действия синхронной ответной помехи, если постановщик помех имитирует ее движение, поскольку сопровождаемая траектория ложной цели не будет отличаться от реальной.

Известен способ определения (распознавания) истинных и фиктивных (ложных) целей с помощью двух или более разнесенных РЛС [Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М. Казаринова, М., «Советское радио», 1968, с.390-391, рис.10.5]. Суть способа состоит в том, что две или более РЛС [Вопросы перспективной радиолокации. Под ред. А.В. Соколова, М., Радиотехника, 2013, с.226-227, рис.1] осуществляют зондирование пространства путем перемещения лучей ДНА по угловым координатам и формируют пачки (пакеты) обнаруженных сигналов, используя которые определяют координаты отметок от цели. Координаты реальной цели на всех РЛС будут одинаковыми. Отметки же от синхронной ответной помехи будут для каждой РЛС отображать свою ложную цель, расположенную на линии, соединяющей РЛС и постановщик синхронной ответной помехи. В результате анализа полученных отметок от двух и более РЛС распознают соответственно истинную цель и ложную, создаваемую синхронной ответной помехой.

Недостатком этого способа является необходимость использования двух и более разнесенных РЛС, поэтому этот способ не может быть применен в однопозиционных РЛС.

Известен способ распознавания цели по величине средней эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), принятый за прототип, который заключается в усреднении амплитуд отраженных импульсов многочастотной пачки зондирующего сигнала и сравнении соответствующего среднего значения с порогом распознавания [Форштер А.А. Распознавание типоразмера цели по оценке средней эффективной поверхности рассеяния. Радиотехника, 2005 г., №9, с.50-55, формула (1)]. Оценка ЭПР по измерениям мощности принятого сигнала определяется по известной формуле [Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника, т.1, М., «Советское радио», 1976, с.357, формула (1)]:

где σ - величина ЭПР;

Р_пр - мощность принятого сигнала;

Р_пер - мощность передатчика;

G - коэффициент усиления передающей (приемной) антенны;

λ - длина волны РЛС;

R - дальность до цели.

Недостатком способа-прототипа является невозможность распознать сигнал синхронной ответной помехи, так как сигнал ложной цели не отличается от сигнала реальной цели. Поэтому сравнение с порогом распознавания не позволяет отличить сигнал СОП от сигнала, отраженного от цели.

Таким образом, техническим результатом (решаемой задачей) является распознавание сигналов синхронной ответной помехи и отраженных сигналов от цели.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе распознавания цели, основанном на оценке ее эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), согласно изобретению, при обнаружении зависимости оценки ЭПР от дальности, принимают решение о том, что это ложная цель, сформированная в результате действия синхронной ответной помехи.

Указанный технический результат достигается также тем, что в способе по п.1, согласно изобретению, при обнаружении уменьшения оценки ЭПР по мере приближения цели или увеличения оценки ЭПР по мере удаления цели, принимают решение о том, что это ложная цель, сформированная в результате действия синхронной ответной помехи.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе распознавания цели, основанном на измерении уровня мощности принятого сигнала, согласно изобретению, сравнивают уровни мощности обнаруженных сигналов на разных дальностях, принимают решение о том, что это ложная цель, формируемая синхронной ответной помехой, если отношение уровней мощности сигналов не зависит от дальности или закон изменения этого отношения отличается от четвертой степени отношения дальностей.

Суть предлагаемых способов распознавания отраженных от цели сигналов и сигналов СОП заключается в следующем.

Используя формулу (1), можно записать оценки ЭПР, сделанные на дальностях R₁, и R₂:

и

где Р_пр1, Р_пр2 - мощность принимаемого сигнала на входе приемной антенны на дальности R₁ и R₂ соответственно;

$$K=\frac{{(4\pi )}^3}{P_{пер}{G}^2{\lambda }^2}$$ - постоянный коэффициент, характеризующий параметры РЛС.

Используя (2) и (3), найдем отношение оценок ЭПР, сделанных на разных дальностях R₁ и R₂:

Известно, что для истинной цели мощность отраженного сигнала на входе приемной антенны обратно пропорциональна четвертой степени дальности до нее. Поэтому справедливо соотношение

Из (4) и (5) следует, что для истинной цели $$\frac{{\sigma }_2}{{\sigma }_1}=1$$ , т.е. оценка ЭПР для истинной цели не зависит от дальности.

Для ложной цели, создаваемой постановщиком синхронной ответной помехи, мощность сигнала которой не зависит от мощности сигнала РЛС, будет справедливо соотношение

Приближенное значение взято с учетом того, что дальность до постановщика помехи, барражирующего за пределами зоны работы РЛС, практически мало меняется и в первом приближении может не учитываться. С учетом (6) соотношение (4) примет вид:

При R₂>R₁ (ложная цель удаляется) - оценка ЭПР увеличивается, а при R₂<R₁ (ложная цель приближается) - оценка ЭПР уменьшается.

Таким образом, оценка ЭПР ложной цели зависит от дальности до нее (в четвертой степени) - это и является признаком ложной цели (синхронной ответной помехи), который используется в п.1 формулы.

Из соотношения (6) видно, что уровень мощности сигнала помехи не зависит от дальности, в то время как уровень мощности отраженного от реальной цели сигнала изменяется обратно пропорционально четвертой степени изменения дальности в соответствии с выражением (5). Эти различия и используются в качестве признака ложной цели в п.3 формулы.

Следует отметить, что изобретения по п.1 и п.3 основаны на одной и той же закономерности, описываемой для цели формулой (5), воспроизвести которую постановщик помех для имитируемых им целей не может, поскольку он не может знать дальности от них до РЛС. Использование изобретения по п.1 целесообразно в РЛС, в которых определяют величину ЭПР цели. В противном случае целесообразно использовать способ по п.3.

Таким образом, реализация заявляемых способов позволяет распознать отраженные сигналы от цели и сигналы синхронных ответных помех, в том числе и имитирующие движение цели, чем и достигается заявленный технический результат.

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях для защиты от синхронных ответных помех. Достигаемый технический результат - распознавание сигналов синхронной ответной помехи и отраженных сигналов от цели. Указанный результат достигается за счет того, что в первом варианте способа распознавания цели, основанном на оценке ее эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), при обнаружении зависимости оценки ЭПР от дальности принимают решение о том, что это ложная цель, сформированная в результате действия синхронной ответной помехи. Указанный результат достигается за счет того, что во втором варианте способа распознавания цели, основанном на измерении уровня мощности принятого сигнала, сравнивают уровни мощности обнаруженных сигналов на разных дальностях, принимают решение о том, что это ложная цель, формируемая синхронной ответной помехой, если отношение уровней мощности сигналов не зависит от дальности или закон изменения этого отношения отличается от четвертой степени отношения дальностей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

1. Способ распознавания цели, основанный на оценке ее эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), отличающийся тем, что оценивают ЭПР цели на разных дальностях, сравнивают полученные значения ЭПР и при обнаружении зависимости оценки ЭПР от дальности принимают решение о том, что это ложная цель, сформированная в результате действия синхронной ответной помехи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обнаружении уменьшения оценки ЭПР по мере приближения цели или увеличения оценки ЭПР по мере удаления цели, принимают решение о том, что это ложная цель, сформированная в результате действия синхронной ответной помехи.

3. Способ распознавания цели, основанный на измерении уровня мощности принятого сигнала, отличающийся тем, что сравнивают уровни мощности обнаруженных сигналов на разных дальностях, принимают решение о том, что это ложная цель, формируемая синхронной ответной помехой, если отношение уровней мощности сигналов не зависит от дальности или закон изменения этого отношения отличается от четвертой степени отношения дальностей.