СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2016 года по МПК G01S7/38 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для распознавания ложных сигналов, формируемых постановщиком синхронной ответной помехи.

Большие проблемы в работе радиолокационных станций (РЛС) создают импульсные помехи со структурой, близкой к структуре зондирующего сигнала. Для постановщика помех импульсная помеха является энергетически наиболее выгодной. Частным случаем импульсных помех являются синхронные ответные помехи (СОП) [Защита от радиопомех, под ред. М.В. Максимова, М.: Сов. Радио, 1976 г., с. 60], которые излучаются 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 их действия происходят ложные обнаружения целей, так как принятые сигналы помех не отличаются по структуре от сигналов, отраженных от реальных целей. Поэтому сигналы импульсных и синхронных ответных помех являются ложными сигналами. Высокая эффективность синхронной ответной помехи достигается тем, что постановщик помехи переизлучает усиленную копию зондирующего сигнала независимо от его уровня. Это при радиолокационном обзоре пространства обеспечивает ее воздействие на РЛС не только в главном луче, но и по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА), в результате чего создается большое число ложных сигналов (отметок), неподвижных, в простейшем случае, либо движущихся с установленной постановщиком помехи скоростью в случае синхронной ответной помехи. Во всех случаях импульсы помехи воспринимаются как отраженные от целей, поэтому по ним выполняют захват и завязку трассы [С.З. Кузьмин. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации, с. 109].

Известен способ распознавания несинхронных импульсных помех, основанный на формировании углодальностного пакета импульсов, принятых в одном интервале дальностей (стробе) [там же]. При действии несинхронной помехи моменты приема импульсов случайны, поэтому в разные периоды зондирования они попадают в разные стробы, трасса по ним не завязывается, что является признаком помехи.

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает распознавание синхронных ответных помех, поскольку ее импульсы, так же как и отраженные сигналы, от реальной цели попадают в один и тот же строб.

Известен наиболее близкий способ распознавания и амплитудного подавления ложных сигналов, принятых по боковым лепесткам ДНА (Крони Д., Уоллис П. Системы подавления боковых лепестков диаграммы направленности антенны первичного радиолокатора. Зарубежная радиоэлектроника, 1966, №5, с. 12-30), основанные на том, что сравнивают уровни принятых сигналов основной антенной и дополнительной антенной подавления боковых лепестков (ПБЛ) с диаграммой направленности, перекрывающей уровень боковых лепестков основной антенны. При приеме сигналов со всех направлений, кроме главного, уровень сигнала в антенне ПБЛ превышает уровень сигнала основной ДНА. По сигналам, принятым по боковым лепесткам ДНА, так же как и по сигналам, принятым по главному лучу, формируются углодальностные пакеты сигналов (пачки радиоимпульсов) [Я.Д. Ширман. Теоретические основы радиолокации. М.: «Сов. рад.» 1970 г. С. 275, 3 абзац снизу]. Под углодальностным пакетом понимают пакет, сформированный ДНА на заданной дальности при ее сканировании по угловым координатам. Если уровни сигналов в антенне ПБЛ выше уровня сигналов основной антенны, то принимают решение о том, что углодальностные пакеты сформированы боковыми лепестками ДНА, а если ниже, то эти углодальностные пакеты считают принятыми главным лучом ДНА. Углодальностные пакеты сигналов, принятые по боковым лепесткам ДНА основной антенны, считают ложными сигналами и таким образом осуществляют их распознавание.

Недостаток этого способа состоит в том, что он не позволяет распознать ложные сигналы синхронной ответной помехи, принятые главным лучом ДНА, так как когда главный луч направлен на постановщика помех, то сигнал в канале ПБЛ будет ниже, чем в основном канале и будет принято ошибочное решение о том, что углодальностный пакет сигналов образован отражениями от реальной цели.

Таким образом, поставленной задачей (техническим результатом) является распознавание ложных сигналов синхронной ответной помехи, принятых главным лучом ДНА.

Задача решается на основе использования свойств корреляции сигналов, излученных из одной точки одним источником.

Поставленная задача (технический результат) решается тем, что в способе распознавания ложных сигналов, основанном на распознавании сигналов, принятых с направления боковых лепестков ДНА РЛС, согласно изобретению формируют углодальностные пакеты сигналов, принимают решение о том, что пакет сформирован главным лучом ДНА за счет ложных сигналов синхронной ответной помехи, если обнаружен в зоне обзора коррелированный с ним углодальностный пакет сигналов, принятых в области боковых лепестков.

Поставленная задача (технический результат) решается также тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если они относятся к одному интервалу дальности.

Поставленная задача (технический результат) решается также тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если их интервал по угловой координате совпадает с угловым интервалом между боковым лепестком и главным лучом.

Поставленная задача (технический результат) решается также тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если соотношение уровней их сигналов соответствует относительному уровню бокового лепестка.

Поставленная задача (технический результат) решается также тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если уровни их сигналов после ограничения и фильтрации одинаковы.

Поставленная задача (технический результат) решается также тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если доплеровские скорости их соответствующих сигналов совпадают.

Суть способа заключается в том, что формируют углодальностные пакеты сигналов, принятых антенной в области боковых лепестков и главного луча ДНА в процессе вращения антенны в азимутальной плоскости; с помощью дополнительной антенны ПБЛ определяют углодальностные пакеты, принятые по боковым лепесткам и, если обнаруживают взаимную корреляцию с углодальностными пакетами, сформированными за счет приема сигналов главным лучом, то считают эти сигналы ложными.

В качестве наличия корреляции используют равенство интервалов дальности (например D1-D4) на которых сформированы пакеты сигналов в положениях 1-3 ДНА (Фиг. 1), что характерно для сигналов синхронной ответной помехи, при воздействии которой завязываются ложные трассы. Кроме того, наличие корреляции определяют по угловому интервалу Δφ между углодальностными пакетами, сформированными боковыми лепестками и главным лучом. Если угловой интервал Δφ между центрами углодальностных пакетов, сформированных боковыми лепестками и центрами углодальностных пакетов, сформированных главным лучом, соответствует угловому интервалу Δφ между максимумом главного луча и максимумами боковых лепестков ДНА, то эти углодальностные пакеты считают образованными ложными сигналами и в главном луче.

Амплитуда помехи не меняется, поскольку ПОП переизлучает усиленную копию зондирующего сигнала независимо от его уровня, в результате этого уровень принимаемого сигнала будет зависеть только от коэффициента усиления антенны в направлении на ПОП. Поэтому отношение уровней их сигналов должно соответствовать относительному уровню боковых лепестков.

Фазовая структура сигнала от реальной цели отличается от копии зондирующего сигнала, излученной постановщиком помехи. Это связано с тем, что отражения от реальной цели эквивалентны сумме отражений от распределенных в пространстве блестящих точек (протяженная цель), в результате этого фазовая структура суммарного сигнала искажается. После ограничения и весовой обработки уровни ложных сигналов синхронной ответной помехи, принятых боковыми лепестками и главным лучом, будут одинаковы, но они будут отличаться от сигналов, отраженных от реальной цели. Поэтому признаком корреляции между углодальностными пакетами сигналов, принятых по боковым лепесткам и главным лучом, служит также и равенство их уровней после ограничения.

Признаком наличия корреляции между углодальностными пакетами, сформированными соответственно боковыми лепестками и главным лучом, может служить совпадение доплеровских скоростей их соответствующих сигналов.

Таким образом решается поставленная задача и достигается технический результат.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Фиг. 1 - диаграмма, поясняющая наличие корреляции по дальности, уровню и угловому интервалу между углодальностными пакетами сигналов, принятых боковым лепестком и главным лучом.

На диаграмме, для пояснения сути изобретения, показан принцип формирования углодальностных пакетов сигналов помехи, принимаемых в области боковых лепестков (положение ДНА 1 и 3) и главного луча (положение ДНА 2) в процессе вращения антенны в азимутальной плоскости, а также показан вид диаграммы направленности антенны ПБЛ. Постановщик ответных помех находится в направлении φ₀. Цифрами 1, 2 и 3 показано три положения ДНА относительно направления на ПОП.

Положение 1. Максимум главного луча расположен в направлении (φ₀-Δφ), а правый боковой лепесток, отстоящий от главного луча на угол +Δφ, направлен на ПОП. В процессе вращения антенны за счет действия ПОП будут образованы углодальностные пакеты. Так как уровень ложных сигналов синхронной ответной помехи, принятых ПБЛ, больше уровня принятых боковым лепестком, то они получат признак «принятых боковым лепестком». Направление, в котором формируются углодальностные пакеты будет определяться направлением главного луча (а не угловым положением ПОП), поэтому координаты дальность - угол этих углодальностных пакетов, определяемые по их центрам, будут: D1, (φ₀-Δφ); D2, (φ₀-Δφ); D3, (φ₀-Δφ); D4, (φ₀-Δφ). Центры пакетов соответствуют максимальным уровням сигналов в пакете.

Положение 2. Максимум главного луча имеет направление φ₀, т.е. направлен на ПОП. В этом направлении на тех же дальностях D1…D4 в процессе вращения антенны за счет действия ПОП будут образованы углодальностные пакеты, но уже без «признака принятых по боковым лепесткам», так как уровень ложных сигналов, принятых главным лучом, больше уровня ложных сигналов, принятых ПБЛ. Координаты углодальностных пакетов сформированных главным лучом по их центрам будут: D1, φ₀; D2, φ₀; D3, φ₀; D4, φ₀.

Положение 3. Максимум главного луча имеет направление (φ₀+Δφ). Ситуация аналогична той, что рассмотрена в положении 1. Но при этом на ПОП будет направлен левый боковой лепесток, отстоящий от главного луча на угол -Δφ.

На всех направлениях φ ДНА углодальностные пакеты сигналов синхронной ответной помехи имеют одинаковую дальность, уровни их сигналов повторяют соотношение уровня главного луча и боковых лепестков, а угол поворота ДНА Δφ, при котором повторяются углодальностные пакеты сигналов, соответствуют угловому интервалу Δφ между главным лучом и боковым лепестком. Антенна ПБЛ позволяет дифференцировать углодальностные пакеты по признаку принадлежности к боковым направлениям. Все это позволяет распознать ложные сигналы синхронной ответной помехи, принимаемые главным лучом и обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для распознавания ложных сигналов, формируемых постановщиком синхронной ответной помехи. Достигаемый технический результат изобретения - распознавание ложных сигналов синхронной ответной помехи, принятых главным лучом диаграммы направленности антенны (ДНА). Указанный технический результат достигается тем, что в способе распознавания ложных сигналов, основанном на распознавании сигналов, принятых с направления боковых лепестков ДНА радиолокационной станции, формируют углодальностные пакеты сигналов, принимают решение о том, что пакет сформирован главным лучом ДНА за счет ложных сигналов синхронной ответной помехи, если обнаружен в зоне обзора коррелированный с ним углодальностный пакет сигналов, принятых в области боковых лепестков. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ распознавания ложных сигналов, основанный на распознавании сигналов, принятых с направления боковых лепестков диаграммы направленности антенны (ДНА) радиолокационной станции, отличающийся тем, что формируют углодальностные пакеты сигналов, принимают решение о том, что пакет сформирован в главном луче ДНА за счет ложных сигналов синхронной ответной помехи, если обнаружен в зоне обзора коррелированный с ним углодальностный пакет сигналов, принятых в области боковых лепестков.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если они относятся к одному интервалу дальности.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если их интервал по угловой координате совпадает с угловым интервалом между боковым лепестком и главным лучом.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если соотношение уровней их сигналов соответствует относительному уровню бокового лепестка.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если уровни их сигналов после ограничения совпадают.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что считают углодальностные пакеты коррелированными, если доплеровские скорости их сигналов совпадают.