СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ, ИМИТИРУЮЩИХ ЦЕЛЬ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G01S7/537 

Описание патента на изобретение RU2569490C1

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

Большие проблемы работе РЛС создают импульсные помехи со структурой, близкой к структуре зондирующего сигнала. Для постановщика помех импульсная помеха является наиболее энергетически выгодной. Частным случаем импульсных помех являются ответные помехи (Защита от радиопомех, под ред. М.В. Максимова, М. Сов. Радио, 1976 г, с. 60), которые излучают только после приема постановщиком ответной помехи (ПОП) зондирующего сигнала, и импульсные помехи, которые излучают независимо от приема зондирующего сигнала на основе ранее разведанных параметров РЛС. В результате действия импульсных помех происходят ложные обнаружения целей, так как принятые сигналы таких помех не отличаются по структуре от сигналов, отраженных от реальных целей. Высокая эффективность импульсной и, в частности, ответной помехи достигается тем, что постановщик помехи излучает усиленную копию зондирующего сигнала независимо от его уровня. Это при радиолокационном обзоре пространства обеспечивает ее обнаружение не только в главном луче, но и по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА), в результате чего во всей зоне обзора создается большое число ложных целей, хаотических или неподвижных, в простейшем случае, либо движущихся с установленной постановщиком помехи скоростью. Во всех случаях ложные цели воспринимаются как реальные, поэтому по ним выполняют захват и завязку трассы (С.З. Кузьмин - Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации, с. 109) с последующим ее сбросом в случае ложных целей, формируемых несинхронной импульсной помехой. В результате ответная помеха приводит к перегрузке устройств обработки сигнала и сопровождения трасс целей.

Наиболее сложной является задача выделения реальных целей, маскируемых ложными, при действии ответной помехи в главном луче ДНА.

Известны способы защиты от помех, которые обеспечивают подавление помех в главном луче ДНА однопозиционной РЛС за счет применения АРУ, ограничения или компенсации (Теоретические основы радиолокации, под редакцией Я.Д. Ширмана, Сов. Радио, М. 1978 г, с. 298-302, 346-347), а также диаграммообразующие (патент RU 2291459 от 01.2006 г.).

Недостаток известных способов защиты от помех состоит в том, что в случае действия помехи с высоким уровнем мощности они не обеспечивают подавления помехи, поскольку она по своей структуре не отличается от сигналов, отраженных от реальных целей, а по уровню может значительно превосходить уровень этих сигналов.

Таким образом, известные способы защиты РЛС не обеспечивают подавление импульсных и ответных помех, имитирующих цель. Но исключить перегрузку устройств обработки и сопровождения трасс целей можно и без подавления помехи, если ее распознать.

Известен наиболее близкий способ различения (распознавания) сигналов (В.Н. Исаков. Статистическая теория радиотехнических систем - курс лекций. гл. 5.1, с. 1, 2), основанный на взаимокорреляционной обработке принимаемых сигналов с известными эталонными и определении типа сигнала с максимальным коэффициентом корреляции.

Известно наиболее близкое устройство различения (распознавания) (там же с. 1) (Фиг. 1), содержащее N блоков вычисления функций взаимной корреляции (ВФВК) 1, блок эталонных сигналов (ЭС) 3 и решающее устройство (РУ) 2. Первые входы ВФВК 1 соединены между собой, а вторые соединены с соответствующими выходами блока ЭС 3, выходы ВФВК 1 соединены с соответствующими входами РУ 2.

Суть способа и работа устройства заключается в том, что принимаемые сигналы в одном канале разделяются на N каналов и поступают на первые входы N блоков ВФВК 1, на вторые входы которых поступают эталонные сигналы Sk(t), где k=1…N, с соответствующих выходов блока ЭС 3. Эти сигналы соответствуют различным ожидаемым типам сигналов Sk(t). В блоках ВФВК 1 происходит определение функции взаимной корреляции сигналов и дальнейшая их обработка в решающем устройстве РУ 2, в котором определяется максимальная функция взаимной корреляции, которая и определяет конкретный тип принятого сигнала Sk(t) из всех ожидаемых.

Недостаток наиболее близкого способа состоит в необходимости заранее иметь известные эталонные сигналы. В рассматриваемом случае эталон сигнала, имитирующего цель, до начала работы ПОП не известен.

Таким образом поставленной задачей (техническим результатом) является распознавание радиолокационного сигнала, имитирующего цель, без заранее известного его эталона.

Задача решается на основе использования свойств сигналов, излученных из одной точки, определения и периодического уточнения в процессе работы параметров этих сигналов по полученным образцам и использование их в качестве эталонов сигналов, имитирующих цель.

Поставленная задача (технический результат) решается тем, что в способе распознавания радиолокационных сигналов, имитирующих цель, основанном на взаимокорреляционной обработке принимаемых сигналов, согласно изобретению обнаруживают сигнал Si(t), имитирующий цель, вычисляют его автокорреляционную функцию S i 2 ( t ) d ( t ) , принимают решение, что принятый сигнал Ss(t) имитирует цель, если) S i ( t ) × S s ( t τ s ) d ( t ) = S i 2 ( t ) d ( t ) ± Δ , где Δ определяется точностью измерения уровней, а τs - время относительной задержки s-го сигнала, при котором функция взаимной корреляции достигает максимума.

Поставленная задача (технический результат) решается также тем, что обнаруживают сигнал Si(t), имитирующий цель, в зоне, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен.

Поставленная задача (технический результат) решается также тем, что зоной, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен, считают зону, расположенную за пределами максимальной дальности РЛС или за пределами прямой видимости при просмотре пространства под малыми углами места.

Поставленная задача (технический результат) решается тем, что в устройство распознавания радиолокационных сигналов, имитирующих цель, содержащее ВФВК и РУ, выход ВФВК соединен с входом РУ, согласно изобретению введены блок весовой обработки (ВО), блок вычисления автокорреляционной функции (ВАКФ), блок задержки (БЗ), блок запоминания сигнала (ЗС), блок селекции сигналов, имитирующих цель, (СС) и синхронизатор, вход блока ВО является входом устройства, первый и второй выходы блока ВО соединены с соответствующими входами блоков ЗС и БЗ, первый выход БЗ соединен с первым входом ВФВК, а первый выход блока ЗС соединен с первым входом ВАКФ, второй выход блока ЗС соединен со вторым входом ВФВК, выходы ВАКФ и ВФВК соединены с первым и вторым входами РУ соответственно, выход РУ и второй выход БЗ соединены с первым и вторым входами блока СС соответственно, выход блока СС является выходом устройства, первый и второй выходы синхронизатора соединены со вторым входом блока ЗС и вторым входом ВАКФ.

Суть работы способа и устройства основывается на том, что принимают сигналы Ss(t) и подвергают их весовой обработке в блоке ВО. Все сигналы, принимаемые на всей дистанции в одном периоде, задерживают на величину периода повторения зонда в блоке БЗ. Но в блоке ЗС запоминают только сигнал Si(t), появляющийся на выходе блока ВО и принятый в зоне, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен (за пределами максимальной дальности, где сигнал ниже порога обнаружения) или невозможен (вне зоны прямой видимости), считают его сигналом, имитирующим цель, вычисляют его функцию автокорреляции S i 2 ( t ) d ( t ) в блоке ВАКФ и используют ее в качестве эталона, определяют в блоке ВФВК максимум функции взаимной корреляции S i ( t ) × S s ( t τ s ) d ( t ) при τ=τs, запомненного в блоке ЗС сигнала Si(t) с другими сигналами Ss(t), принятыми на всей дистанции и задержанными в БЗ, сравнивают ее с автокорреляционной функцией в РУ и принимают решение о том, что Ss(t) имитирует цель, если имеет место равенство корреляционных функций с допуском Δ, определяемым точностью измерения. Момент запоминания сигнала в блоке ЗС и вычисление его автокорреляционной функции в блоке ВАКФ (например, в конце периода) определяет синхронизатор, запускаемый каждый период тактовым импульсом. Полученную информацию используют в блоке СС для пропуска только сигналов от реальных целей. При этом равенство автокорреляционной и взаимокорреляционной функций сигнала, излучаемого постановщиком помех, обусловлено тем, что этот сигнал излучается из одной точки, уровень его сигналов на любой дальности будет одинаков. Сигналы, отраженные от реальных целей, будут отличаться как по уровню (разная отражающая поверхность, разная дальность), так и по фазовой структуре (реальная цель состоит из совокупности блестящих точек и в результате наложения отражений от них будет искажаться фазовая структура сигнала). Таким образом решается поставленная задача и достигается технический результат.

Изобретение иллюстрируется чертежами:

Фиг. 1 - схема прототипа;

Фиг. 2 - схема предлагаемого устройства.

Заявленное устройство распознавания радиолокационных сигналов, имитирующих цель, содержит блок ВФКВ 1, решающее устройство 2, блок ВО 4, блок запоминания сигнала 5, блок задержки сигналов 6, блок ВАКФ 7, блок селекции сигналов, имитирующих цель 8, и синхронизатор 9, при этом вход блока ВО 4 является входом устройства, выход 1 блока ВО 4 соединен входом 1 блока ЗС 5, а выход 2 - с входом блока БЗ 6, выход 1 блока ЗС 5 соединен с входом 1 блока ВАКФ 7, а выход 2 соединен с входом 2 блока ВФВК 1, выходы блоков ВАКФ 7 и ВФВК 1 соединены соответственно с входами 1 и 2 РУ 2, его выход соединен с входом 1 блока СС 8, вход 2 которого соединен с выходом 2 блока БЗ 6, а его выход является выходом устройства, выходы 1 и 2 синхронизатора 9 соединены с соответствующими входами 2 PC 5 и ВАКФ 7.

Рассмотрим более подробно работу заявляемого устройства.

Принятые сигналы Ss(t) поступают на вход блока ВО 4, а с его выхода 1 поступают на вход 1 блока ЗС 5, где запоминается сигнал Si(t), принятый, например, в конце дистанции, кроме того сигналы с выхода 2 блока ВО 4 поступают на вход БЗ 6, где принятые на всей дистанции сигналы задерживаются на время, равное периоду повторения зонда, с выхода 1 блока ЗС 5 сигнал поступает на вход 1 ВАКФ 7, где вычисляется его автокорреляционная функция, она запоминается и сигнал далее поступает на вход 1 РУ2. Сигнал с выхода 2 блока ЗС 5 поступает на вход 2 блока ВФВК 1, а на его вход 1 поступает задержанный на период зонда сигнал с выхода 1 БЗ 6. Сигнал с выхода блока ВФВК 1 поступает на вход 2 РУ 2, где происходит распознавание сигналов, имитирующих цель. Эта информация поступает на вход 1 блока СС 8, а на его вход 2 поступают сигналы с выхода 2 БЗ 6. Прохождение сигналов, имитирующих цель, на выход СС 8 блокируется сигналом с выхода РУ 2. Момент запоминания сигнала Si(t) (например, в конце дистанции) и вычисление его автокорреляционной функции задает синхронизатор 9, запускаемый каждый период тактовым импульсом. Таким образом происходит распознавание сигналов, имитирующих цели.

Похожие патенты RU2569490C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2014
  • Беляев Борис Григорьевич
  • Жибинов Валерий Анатольевич
  • Нестеров Евгений Александрович
  • Сырский Владимир Прокопьевич
RU2569496C1
Способ компенсации помех и радиолокационная станция для его осуществления 2018
  • Беляев Борис Григорьевич
  • Заболотный Павел Васильевич
  • Нестеров Евгений Александрович
  • Сырский Владимир Прокопьевич
RU2704015C1
Способ радиолокационного обзора пространства 2015
  • Беляев Борис Григорьевич
  • Жибинов Валерий Анатольевич
  • Заболотный Павел Васильевич
  • Нестеров Евгений Александрович
  • Сырский Владимир Прокопьевич
RU2618675C1
СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ СИГНАЛОВ ИСТОЧНИКА ИМПУЛЬСНОЙ ПОМЕХИ (ВАРИАНТЫ) И КОМПЛЕКС ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Беляев Борис Григорьевич
  • Жибинов Валерий Анатольевич
  • Нестеров Евгений Александрович
  • Сырский Владимир Прокопьевич
RU2538195C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ОТ ПАССИВНЫХ ПОМЕХ 2008
  • Лужных Сергей Назарович
  • Кисляков Валентин Иванович
  • Реутов Владимир Аркадьевич
  • Гурьев Вадим Петрович
RU2370785C1
Способ всеракурсного распознавания в радиолокационной станции типового состава групповой воздушной цели при различных условиях полета и воздействии уводящих по скорости помех на основе калмановской фильтрации и нейронной сети 2023
  • Богданов Александр Викторович
  • Голубенко Валентин Александрович
  • Закомолдин Денис Викторович
  • Коротков Сергей Сергеевич
  • Максимович Сергей Викторович
  • Миронович Сергей Яковлевич
  • Петров Сергей Геннадьевич
  • Шепранов Владимир Витальевич
  • Юрин Григорий Анатольевич
RU2816189C1
УСТРОЙСТВО РАДИОЛОКАЦИОННОГО РАСПОЗНАВАНИЯ ЦЕЛЕЙ НА ФОНЕ ПОМЕХ 1998
  • Митрофанов Д.Г.
  • Ермоленко В.П.
  • Сафонов А.В.
  • Идрисов И.И.
RU2139552C1
СПОСОБ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА (ВАРИАНТЫ) 2015
  • Беляев Борис Григорьевич
  • Жибинов Валерий Анатольевич
  • Нестеров Евгений Александрович
  • Сырский Владимир Прокопьевич
RU2582088C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ПОСТАНОВЩИКА ПРИЦЕЛЬНОЙ ПО ЧАСТОТЕ ШУМОВОЙ ПОМЕХИ И РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2015
  • Беляев Борис Григорьевич
  • Жибинов Валерий Анатольевич
  • Заболотный Павел Васильевич
  • Нестеров Евгений Александрович
  • Сырский Владимир Прокопьевич
RU2582081C1
Способ компенсации помех и комплекс для его осуществления 2018
  • Беляев Борис Григорьевич
  • Заболотный Павел Васильевич
  • Сырский Владимир Прокопьевич
RU2703999C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 569 490 C1

Реферат патента 2015 года СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ, ИМИТИРУЮЩИХ ЦЕЛЬ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных, в том числе ответных, помех. Достигаемый технический результат - распознавание радиолокационных сигналов, имитирующих цель без заранее известного его эталона. Указанный результат достигается тем, что в способе распознавания радиолокационных сигналов, имитирующих цель, основанном на взаимокорреляционной обработке принимаемых сигналов, обнаруживают сигнал Si(t), имитирующий цель, вычисляют его автокорреляционную функцию S i 2 ( t ) d ( t ) , принимают решение, что принятый сигнал Ss(t) имитирует цель, если S i ( t ) × S s ( t τ s ) d ( t ) = S i 2 ( t ) d ( t ) ± Δ , где Δ определяется точностью измерения уровней, а τs - время относительной задержки s-го сигнала, при котором функция взаимной корреляции достигает максимума. Указанный технический результат достигается также тем, что обнаруживают сигнал Si(t), имитирующий цель, в зоне, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен, а также тем, что зоной, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен, считают зону, расположенную за пределами максимальной дальности РЛС или за пределами прямой видимости при просмотре пространства под малыми углами места. Устройство распознавания радиолокационных сигналов, имитирующих цель, содержит блок вычисления функции взаимной корреляции, решающее устройство, блок весовой обработки, блок вычисления автокорреляционной функции, блок задержки, блок запоминания сигнала, блок селекции сигналов, имитирующих цель, и синхронизатор, соединенные между собой определенным образом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 569 490 C1

1. Способ распознавания радиолокационных сигналов, имитирующих цель, основанный на взаимокорреляционной обработке принимаемых сигналов, отличающийся тем, что обнаруживают сигнал Si(t), имитирующий цель, вычисляют его автокорреляционную функцию S i 2 ( t ) d ( t ) , принимают решение, что принятый сигнал Ss(t) имитирует цель, если S i ( t ) × S s ( t τ s ) d ( t ) = S i 2 ( t ) d ( t ) ± Δ , где Δ определяется точностью измерения уровней, a τs - время относительной задержки s-го сигнала, при котором функция взаимной корреляции достигает максимума.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обнаруживают сигнал Si(t), имитирующий цель, в зоне, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что зоной, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен, считают зону, расположенную за пределами максимальной дальности радиолокационной станции или за пределами прямой видимости при просмотре пространства под малыми углами места.

4. Устройство распознавания радиолокационных сигналов, имитирующих цель, содержащее блок вычисления функции взаимной корреляции (ВФВК) и решающее устройство (РУ), выход ВФВК соединен с входом РУ, отличающееся тем, что введены блок весовой обработки (ВО), блок вычисления автокорреляционной функции (ВАКФ), блок задержки (БЗ), блок запоминания сигнала (ЗС), блок селекции сигналов, имитирующих цель, (СС) и синхронизатор, вход блока ВО является входом устройства, первый и второй выходы блока ВО соединены с соответствующими входами ЗС и БЗ, первый выход БЗ соединен с первым входом ВФВК, а первый выход блока ЗС соединен с первым входом ВАКФ, второй выход блока ЗС соединен со вторым входом ВФВК, выходы ВАКФ и ВФВК соединены с первым и вторым входами РУ соответственно, выход РУ и второй выход БЗ соединены с первым и вторым входами блока СС соответственно, выход блока СС является выходом устройства, первый и второй выходы синхронизатора соединены со вторым входом блока ЗС и вторым входом ВАКФ соответственно.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2569490C1

Теоретические основы радиолокации
Под ред
ШИРМАНА Я.Д
Москва, Советское Радио, 1978, с.298-302б346-347
СПОСОБ ЗАЩИТЫ МОБИЛЬНЫХ СРЕДСТВ ОТ РАДИО, РАДИОЛОКАЦИОННЫХ, ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ РАЗВЕДКИ И ПОРАЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБИНИРОВАННЫХ ЛОЖНЫХ ЦЕЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Сидоров Юрий Викторович
  • Толстых Николай Николаевич
  • Глушков Александр Николаевич
  • Аниканов Анатолий Васильевич
  • Кравцова Екатерина Александровна
  • Тютюнников Максим Анатольевич
  • Керков Владимир Георгиевич
RU2410710C2
ИМИТАТОР РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ЦЕЛИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛИТЕЛЬНЫМИ СИГНАЛАМИ 2011
  • Боков Александр Сергеевич
  • Дядьков Николай Александрович
  • Важенин Владимир Григорьевич
  • Мухин Владимир Витальевич
  • Щербаков Денис Евгеньевич
  • Пономарев Леонид Иванович
RU2504799C2
СТАНЦИЯ ОДНОКРАТНЫХ ИМИТИРУЮЩИХ ПОМЕХ ДОПЛЕРОВСКИМ РАДИОЛОКАЦИОННЫМ СТАНЦИЯМ 2003
  • Быков Ф.М.
  • Жмуров Е.А.
  • Осыко М.В.
  • Скиртач Б.Н.
  • Дробязко А.И.
  • Васильев С.В.
RU2258243C1
JP 2009236628 A, 15.10.2009
JP 2009258051, 16.04.2003
US 6633251 B1, 14.10.2003
US 5426433 A, 20.06.1995.

RU 2 569 490 C1

Авторы

Беляев Борис Григорьевич

Жибинов Валерий Анатольевич

Нестеров Евгений Александрович

Сырский Владимир Прокопьевич

Даты

2015-11-27Публикация

2014-06-16Подача