Способ идентификации радиолокационных целей (варианты) Российский патент 2017 года по МПК G01S13/52 

Изобретение относится к радиолокации, а именно к идентификации радиолокационных целей по радиолокационным характеристикам (РЛХ). Преимущественная область применения - идентификация истинной и ложной целей по статическим РЛХ.

Известен способ распознавание ложных воздушных целей при двухпозиционном зондировании (патент РФ на изобретение №2225624, 2002) по измеренным динамическим РЛХ целей, заключающийся в том, что с помощью основной радиолокационной станции - РЛС1 излучают импульсные сигналы в направлении цели, принимают в течение интервала времени At отраженные от цели сигналы, по которым определяют радиолокационные координаты цели. За время At запоминают амплитуды импульсных сигналов и точное время прихода каждого отраженного импульсного сигнала. Создают двумерный массив данных Ml, элементами которого являются значения амплитуд и точного времени прихода каждого отраженного импульса сигнала. Задаются определенным уровнем изменения амплитуды отраженного сигнал, для нахождения интервала времени, в течение которого амплитуда U отраженного сигнала изменится на величину ΔU. Из массива Ml выбирают элемент с номером n, содержащий максимальное значение амплитуды, которое принимают за начало отсчета. Последовательно изменяют номер элемента на единицу и находят номер k такого элемента массива, в котором записана амплитуда, отличающаяся от Un с номером n на величину ΔU. Вычисляют величину изменения ракурса локации ΔΥ, приводящую к изменению амплитуды на ΔU. Вычисленную величину изменения ракурса ΔΥ сравнивают с пороговым значением Υпор, и в случае превышения величиной ΔΥ порогового значения Υпор принимают решение о наличии ложной цели (ЛЦ), в противном случае принимают предварительное решение о наличии реальной цели. Одновременно с излучением основной РЛС1 используют излучение дополнительной РЛС2, синхронизованной по времени с РЛС1. По данным, полученным с РЛС2, принимают предварительное решение о наличии или отсутствии ЛЦ. Для принятия окончательного решения производят сравнение амплитуд отраженных сигналов, полученных с двух разнесенных РЛС. При различии амплитуд отраженных сигналов на двух РЛС принимается окончательное решение о наличии ЛЦ.

Способ распознавание целей состоит в измерении их динамических РЛХ, трудоемок и требует применения двух РЛС.

Общие признаки аналога и изобретения - облучение цели импульсными сигналами и измерение амплитуд отраженных сигналов.

Известен способ распознавание ложных воздушных целей при двухпозиционном зондировании (патент РФ на изобретение №2348053, 2007), принятый за прототип изобретения, 2002), по измеренным динамическим РЛХ целей, заключающийся в том, что с помощью основной РЛС1 излучают импульсные сигналы в направлении воздушной цели, синхронизированные по времени с дополнительной РЛС2 когерентно-импульсной радиолокационной станцией, которые имеют одинаковые периоды повторения. С помощью РЛС1 и РЛС2 принимают в течение интервала времени Δt отраженные от цели сигналы. За время Δt запоминают амплитуды импульсных сигналов и точное время прихода каждого отраженного импульсного сигнала. Создают два двумерных массива данных Ml и М2, элементами которого являются значения амплитуд и точного времени прихода каждого отраженного импульса. Задаются определенным уровнем изменения амплитуды отраженного сигнала для нахождения интервала времени, в течение которого амплитуда отраженного сигнала изменится на величину ΔU. Из массивов Ml и М2 выбирают элементы с номерами η, содержащие максимальные значения амплитуд, которые принимают за начало отсчета. В качестве фактора изменения ракурса локации цели принимают случайные рысканья ее планера в полете в турбулентной атмосфере, выбирают интервал времени больше времени формирования лепестка диаграммы отражения. На первом этапе распознавания цели найденный интервал времени сравнивают с пороговым значением и в случае превышения его величины принимают предварительное решение о наличии ЛЦ, на втором этапе распознавания, после заполнения параметрами отраженных сигналов массивов Ml и М2 принимают окончательное решение о наличии цели по средним значениям сигналов в массивах.

Способ распознавание целей состоит в измерении динамических РЛХ, трудоемок и требует применения двух РЛС.

Общие признаки аналога и изобретения - облучение цели импульсными сигналами и измерение амплитуд отраженных сигналов.

Технический результат изобретения - определение степени идентичности истинной и ложной целей по выборкам из диаграмм статических РЛХ, которые математически описываются матрицей рассеяния.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлены графики выборок из диаграмм амплитуд-модулей одного комплексного элемента диагональным матрицы рассеяния истинной X и ложной Υ целей (боевого блока ракеты и уголкового отражателя). На графиках сплошной кривой изображена амплитудная диаграмма X истинной цели, пунктирной - диаграмма Υ ложной цели. На оси ординат графиков отложены значения амплитуд выборок в вольтах (В), на оси абсцисс - азимутальный угол визирования, ноль соответствует визированию на носовую часть целей.

Первый вариант изобретения

Способ идентификации радиолокационных целей, заключающийся в том, что в передней полусфере углов визирования в линейном поляризационном базисе с помощью радиолокационной станции одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля и фазы-аргумента одного или нескольких комплексных элементов (КЭ) матрицы рассеяния (MP) истинной цели.

После чего одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля и фазы-аргумента одного или нескольких комплексных элементов (КЭ) матрицы рассеяния (MP) ложной цели.

В каждой паре одинаковых выборок из диаграмм одинаковых физических величин (амплитуд или фаз) истинной и ложной цели рассчитывают дисперсии и средние арифметические значения физических величин.

Для каждой пары выборок определяют отношение меньшего значения рассчитанной физической величины (дисперсии, средней амплитуды и средней фазы) к большему ее значению.

Степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы частных отношений физических величин (дисперсии, средней амплитуды и фазы).

При равенстве единице среднего арифметического отношения суммы частных отношений истинную и ложную цель считают идентичными.

Второй вариант изобретения

Способ идентификации радиолокационных целей, заключающийся в том, что в передней полусфере углов визирования в линейном поляризационном базисе с помощью радиолокационной станции одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния истинной цели.

После чего одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля и фазы-аргумента одного или нескольких комплексных элементов (КЭ) матрицы рассеяния (MP) ложной цели.

В каждой паре одинаковых выборок из диаграмм амплитуд истинной и ложной цели рассчитывают дисперсии и средние арифметические значения амплитуд, для каждой пары выборок определяют отношение меньшего значения рассчитанной физической величины (дисперсии или средней амплитуды) к большему значению.

Степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы частных отношений физических величин (дисперсии и средней амплитуды) и при равенстве единице среднего арифметического отношения суммы частных отношений истинную и ложную цель считают идентичными.

Измерение диаграмм амплитуд-модулей и фаз-аргументов КЭ матриц MP истинной цели в передней полусфере производят практически одновременно через один зондирующий импульс поля вертикальной Ε и горизонтальной Η поляризации. Неодновременность приема отраженных импульсов от цели будет отличаться на время скважности. Измерение диаграмм КЭ MP при скважности равной, например, 10 мкс и вращении цели по азимуту со скоростью один оборот в минуту ее положение в пространстве изменится на 0,0036 углового градуса, при котором погрешности измерения амплитуд и фаз поля вторичного излучения цели не превысят сотых долей дБ и радиана, которыми пренебрегают.

Измерение диаграмм КЭ MP целей может быть произведено с помощью устройства для измерения MP по изобретению, патент РФ №2 533 298. Устройство содержит: приемно-передающую антенну, которая выполнена с вертикальной и горизонтальной поляризациями излучения и приема, генератор опорной частоты, гетеродин, смеситель высокой частоты (ВЧ) импульсный модулятор с входом управляющего сигнала и двумя выходами, два усилителя мощности, два ортогональных приемных канала. Каждый канал содержит последовательно соединенные смеситель промежуточной частоты (ПЧ), усилитель ПЧ, фильтр ПЧ, фазометр и амплитудный регистратор. Кроме того, устройство содержит синхронизатор работы устройства, два коммутатора приемных каналов, фильтр высокой частоты и волноводный направленный разделитель поляризаций с основным плечом квадратного поперченного сечения и двумя ортогональными боковыми плечами, выполненными на волноводах прямоугольного поперечного сечения. Разделитель поляризаций и антенна обеспечивают одновременный прием двух пар КЭ MP.

Пример реализации изобретения

Для диаграмм X и Υ (фиг. 1) были рассчитаны средние значение амплитуд из выборок истинной цели (сплошная кривая) и ложной (пунктирная кривая) в передней полусфере углов визирования ±20°.

Среднее значение амплитуд диаграммы X истиной цели (сплошная кривая) равно 10,8 В, а дисперсия равна 1,36 В². Среднее значение амплитуд диаграммы Υ ложной цели (пунктирная кривая) равно 13 В, а дисперсия равна 1,28 В².

Степень идентичности истинной и ложной цели по значению отношения средних значений амплитуд пары выборок равна 0,94.

Степень идентичности истинной и ложной цели по значению отношения дисперсий равна 0,885.

Степень идентичность истинной и ложной цели равна средней арифметической сумме отношения средних значений амплитуд и отношению дисперсии, которая равна 0,9.

По результатам определения степени идентичности истинной и ложной цели разработчик ложной цели доводит ее конструкцию до получения требуемой степени идентичности РЛХ целей.

При необходимости более точного определения степени идентичности истинной и ложной цели производят измерение всех КЭ MP и по выборкам из диаграмм амплитуд и фаз производят расчеты средних значений амплитуд-модулей и фаз-аргументов КЭ MP. Степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы всех частных отношений средних физических величин и при ее равенстве единице, истинную и ложную цель считают идентичными.

Отличительные признаки изобретения

Первого варианта изобретения

В передней полусфере углов визирования в линейном поляризационном базисе с помощью радиолокационной станции одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля и фазы-аргумента одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния истинной цели.

После чего аналогичным образом измеряют диаграммы амплитуды-модуля и фазы-аргумента одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния ложной цели.

В каждой паре одинаковых выборок из диаграмм одинаковых физических величин (амплитуд или фаз) истинной и ложной цели рассчитывают дисперсии и средние арифметические значения физических величин.

Для каждой пары выборок определяют отношение меньшего значения рассчитанной физической величины (дисперсии, средней амплитуды и фазы) к большему значению.

Степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы частных отношений физических величин (дисперсии, средней амплитуды и средней фазы) и при равенстве единице среднего арифметического отношения суммы частных отношений, истинную и ложную цель считают идентичными.

Второго варианта изобретения

В передней полусфере углов визирования в линейном поляризационном базисе с помощью радиолокационной станции одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния истинной цели.

Затем аналогично измеряют диаграммы амплитуды-модуля одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния ложной цели.

В каждой паре одинаковых выборок из диаграмм амплитуд истинной и ложной цели рассчитывают дисперсии и средние арифметические значения амплитуд.

Для каждой пары выборок определяют отношение меньшего значения рассчитанной физической величины (дисперсии и средней амплитуды) к большему значению.

Степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы частных отношений физических величин (дисперсии и средней амплитуды) и при равенстве единице среднего арифметического отношения суммы частных отношений истинную и ложную цель считают идентичными.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для идентификации истинной и ложной цели по статическим радиолокационным характеристикам (РЛХ). Достигаемый технический результат - определение идентичности истинной и ложной целей по выборкам из диаграмм статических РЛХ. Указанный результат достигается за счет того, что в передней полусфере углов визирования в линейном поляризационном базисе с помощью радиолокационной станции одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля и фазы-аргумента одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния истинной цели, аналогично измеряют ложную цель, при этом в каждой паре одинаковых выборок из диаграмм одинаковых физических величин (амплитуд или фаз) истинной и ложной цели рассчитывают дисперсии и средние арифметические значения физических величин, для каждой пары выборок определяют отношение меньшего значения рассчитанной физической величины (дисперсии, средней амплитуды и фазы) к большему значению. Степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы частных отношений физических величин и при равенстве единице среднего арифметического отношения суммы частных отношений истинную и ложную цель считают идентичными. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ идентификации радиолокационных целей, заключающийся в том, что в передней полусфере углов визирования в линейном поляризационном базисе с помощью радиолокационной станции одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля и фазы-аргумента одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния истинной цели, а затем аналогично измеряют ложную цель, в каждой паре одинаковых выборок из диаграмм одинаковых физических величин (амплитуд или фаз) истинной и ложной цели рассчитывают дисперсии и средние арифметические значения физических величин, для каждой пары выборок определяют отношение меньшего значения рассчитанной физической величины (дисперсии, средней амплитуды и средней фазы) к большему значению, причем степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы частных отношений физических величин (дисперсии, средней амплитуды и средней фазы) и при равенстве единице среднего арифметического отношения суммы частных отношений истинную и ложную цель считают идентичными.

2. Способ идентификации радиолокационных целей, заключающийся в том, что в передней полусфере углов визирования в линейном поляризационном базисе с помощью радиолокационной станции одновременно измеряют диаграммы амплитуды-модуля одного или нескольких комплексных элементов матрицы рассеяния истинной цели, а затем аналогично измеряют ложную цель, в каждой паре одинаковых выборок из диаграмм амплитуд истинной и ложной цели рассчитывают дисперсии и средние арифметические значения амплитуд, для каждой пары выборок определяют отношение меньшего значения рассчитанной физической величины (дисперсии и средней амплитуды) к большему значению, причем степень идентичности истинной и ложной целей определяют по среднему арифметическому отношению суммы частных отношений физических величин (дисперсии и средней амплитуды) и при равенстве единице среднего арифметического отношения суммы частных отношений истинную и ложную цель считают идентичными.