АНТЕННЫЙ ПОСТ АВТОНОМНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК H01Q1/00 

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в системах судовой радиолокации.

Известен антенный пост судовой навигационной РЛС, содержащий волноводно-щелевую антенну, укрепленную с помощью кронштейна на тумбе, установленной на основании антенного поста, антенна снабжена продольной горизонтальной осью и боковыми рычагами, подвижно укрепленными на оси антенны, кронштейн выполнен в виде вилкообразной конструкции с направленными вверх боковыми стойками, на верхних концах которых укреплены подшипники вращения для обеспечения свободных поворотов оси антенны, и упорные подшипники, препятствующие продольному перемещению антенны на качке судна в плоскости оси, для ограничения углов поворота антенны введено устройство ограничения углов качания антенны (RU 2127012 С1, 27.02.1999).

Известен антенный пост радиолокационной станции, состоящий из гибридной зеркальной антенны перископического типа с приводом в горизонтальной плоскости, приводом в вертикальной плоскости и приводом в трансверсальной плоскости, обеспечивающей обнаружение целей, захват и сопровождение обнаруженных целей, работающий в разнесенных во времени режимах обнаружения целей и их сопровождения. (RU 2479897 C1, 20.04.2013).

Известные антенные посты не обеспечивают разделение антенн по частотному диапазону и совмещение во времени режимов обзора пространства и сопровождения целей.

Технический результат состоит в повышении помехозащищенности системы управления от заградительных активных помех, в том числе от активных помех, совпадающих по углам и дальности с целью, а также от пассивных помех, в оптимизации частот для обнаружения целей и их сопровождения и обеспечении одновременной и независимой работы антенн разных частотных диапазонов.

Для этого антенный пост (АП) автономной радиолокационной системы управления содержит расположенную на палубе корабля опорную стойку, на которой размещено основание, стабилизированное по бортовым и килевым качкам, с вращающейся контактной колонкой, на котором с помощью кронштейна с двумя приводами по курсовому углу и углу места размещены жестко связанные между собой плоская приемная цифровая антенная решетка и передающая антенна подсвета сектора канала сопровождения целей, при этом электрическая ось центрального луча приемной антенной решетки совпадает с электрической осью передающей антенны подсвета сектора, приемная цифровая антенная решетка сканирует в пределах диаграммы направленности передающей антенны, причем приемная цифровая антенная решетка выполнена с полным поляризационным сканированием, дополнительно на основании размещена приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора в виде усеченного конуса или усеченной многогранной пирамиды, вращающаяся с помощью дополнительного привода по курсовому углу вокруг вертикальной оси антенного поста, при этом на боковой поверхности приемопередающей фазированной антенной решетки канала кругового обзора в плоскости курсового угла одновременно формируются три рабочие зоны, разнесенные на 120°, а приемопередатчик выполнен распределенным и твердотельным, установленным внутри приемопередающей фазированной антенной решетки кругового обзора и вращающимся вместе с ней, приемная цифровая антенная решетка, передающая антенна подсвета сектора канала сопровождения целей и приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора выполнены в двух разнесенных диапазонах и работают одновременно и независимо.

Приемная цифровая антенная решетка канала сопровождения целей выполнена с возможностью одновременного формирования нескольких независимо сканирующих приемных лучей в рабочем секторе.

Приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора выполнена в виде антенны кругового обзора с возможностью адаптивного управления процессом обзора.

Приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора снабжена неподвижным радиопрозрачным обтекателем для закрытия ее от воздействия внешних погодных условий.

Приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора выполнена с возможностью поиска, обнаружения и сопровождения целей, формирования траектории движения целей, классификации и ранжирования целей и изменения скорости обзора.

На Фиг. 1 показан антенный пост автономной радиолокационной системы управления.

Антенный пост автономной радиолокационной системы управления содержит расположенную на палубе 1 корабля опорную стойку 2, на которой размещено основание 3, стабилизированное по бортовым и килевым качкам, с вращающейся контактной колонкой 4, на котором с помощью кронштейна 5 с двумя приводами по курсовому углу и углу места размещена плоская приемная цифровая антенная решетка 6, на угломестном приводе расположена передающая антенна 7 подсвета сектора, в котором сканирует приемная цифровая антенная решетка 6 сопровождения, при этом электрическая ось центрального луча приемной антенной решетки 6 сопровождения совпадает с электрической осью передающей антенны 7 подсвета сектора, на основании 3 размещена приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора 8, а приемопередатчик 9 выполнен распределенным и твердотельным, установленным внутри приемопередающей антенны кругового обзора и вращающимся вместе с ней, антенный пост содержит также радиопрозрачный обтекатель 10 и лазерное гироскопическое устройство 11.

В предложенном антенном посту имеется стабилизированное по бортовым и килевым качкам основание 3. С целью уменьшения ошибок пеленгации цели на основании устанавливается лазерное гироскопическое устройство 11. Требования к качкам зависят от корабля-носителя. На стабилизированном основании 3 установлены два независимых привода курсового угла: один привод вращает антенну 8 кругового обзора, другой привод - антенну 6 сопровождения цели. На стабилизированном основании 3 установлена контактная колонка 4.

На Фиг. 2 показана круговая трехсекционная приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора.

Приемопередающая антенна кругового обзора 8 представляет собой кольцевую модульную цифровую (фазируемую) антенную решетку 10-сантиметрового диапазона, разделенную на три сектора в азимутальной плоскости так, что с каждого сектора формируется свой приемопередающий луч, причем все три луча разнесены в азимутальной плоскости под углом 120°. Приемопередающая антенна кругового обзора 8 крепится непосредственно к стабилизированному основанию 3 и с помощью привода курсового угла вращается в горизонтальной плоскости.

Разделение приемопередающей антенны кругового обзора 8 на 3 сектора выполнено с целью сокращения времени обращения к обнаруженному объекту для повышения точности определения его траектории. С другой стороны, кольцевая антенная решетка 8 обеспечивает лучшую балансировку всего антенного поста.

Каждый из секторов антенной решетки 8 разделен на N «этажей» в горизонтальной плоскости. С целью упрощения конструкции и снижения количества приемопередающих устройств каждый антенный модуль, находящийся в i-м «этаже» антенной решетки жестко фазируется при регулировке изделия, так что на выходе каждого из «этажей» формируется синфазное амплитудное распределение. Поэтому на каждом «этаже» каждого из секторов решетки находится по одному приемному и передающему устройству 9, что обеспечивает независимое в каждом секторе формирование сканирующего луча в угломестной плоскости. При этом имеется возможность изменять ширину луча в угломестной плоскости, возвращаясь в сектор наибольшей ответственности, не проходя весь угломестный сектор полностью или проходя менее ответственные сектора более широкими угломестными лучами.

Таким образом, при использовании данной конструкции приемопередающей антенны кругового обзора 8 предусматривается возможность адаптивного управления процессом обзора с целью его оптимизации и повышении эффективности использования временного ресурса.

С целью повышения энергопотенциала и надежности предлагается использовать распределенный твердотельный приемопередатчик 9, установленный внутри приемопередающей антенны кругового обзора 8 и вращающийся вместе с ней.

От воздействия внешних погодных условий антенна 8 закрывается неподвижным относительно стабилизированной платформы радиопрозрачным обтекателем 10.

Задачи, решаемые антенной обзора предлагаемой конструкции:

а) поиск целей;

б) обнаружение целей;

в) формирование траектории движения целей;

г) классификация целей по типу целей;

д) классификация целей по степени опасности (ранжирование целей);

е) увеличение скорости и снижение неопределенности при переходе от обнаружения цели к сопровождению ее собственным каналом точного сопровождения целей системы управления, что позволяет сократить время реакции системы управления оружием;

ж) поддерживание сопровождения многих целей (освещение обстановки) во время работы системы управления по целям каналом точного сопровождения целей плоская приемная цифровая антенная решетка и передающая антенна подсвета сектора канала сопровождения целей.

Антенна сопровождения целей 6 работает в комплексе с антенной подсвета целей 7 и представляет собой плоскую модульную двухполяризационную приемную антенную решетку с цифровым формированием (4-х) независимо сканирующих в рабочем секторе лучей, адаптивных по форме и поляризации в зависимости от помехо-целевой обстановки.

Антенна подсвета целей 7 - зеркального или рупорного типа, передающая, обеспечивающая облучение целей в секторе работы антенны сопровождения целей 6. На входе антенны подсвета целей 7 установлены устройства, управляющие поляризацией излучаемого сигнала.

Такое построение антенны сопровождения обеспечит:

- работу по нескольким целям одновременно в потоке ракет;

- фиксацию факта пуска (сброса) ракеты самолетом без потери ракеты в угломестной плоскости и взятие ее на сопровождение;

- обеспечение точного сопровождения низколетящей высокоскоростной цели, для чего:

а) реализуется узкая ДН луча в угломестной плоскости;

б) формируется специальный набор лучей в угломестной плоскости, реализующий метод Уайта для сопровождения низко летящих целей;

в) точное знание горизонта, которое обеспечивается стабилизацией антенны по качкам;

г) использование поляризационной адаптации;

д) прием и совместная обработка дополнительной информации, получаемой от антенны обзора при работе на «проход» по низколетящей цели;

- высокую помехоустойчивость, в частности:

а) одновременное использование центральных антенных модулей полотна цифровой антенны сопровождения для формирования диаграмм направленности, компенсирующих боковые лепестки антенны как внутри рабочего сектора, так и частично за его пределами;

б) одновременное использование одного из лучей цифровой антенны сопровождения для компенсации боковых лепестков антенны внутри рабочего сектора;

в) использование поляризационной отстройки от поляризованной активной помехи, как совмещенной по углам с целью, так и во всем рабочем секторе антенны, и за его пределами;

г) использование как традиционных способов подавления пассивной помехи, так и поляризационной отстройки от них.

Разделение антенн по частотному диапазону позволяет оптимизировать частоты для обнаружения целей и их сопровождения.

Использование управляемой поляризации в антенне сопровождения позволяет повысить помехозащищенность системы управления от заградительных активных помех, в том числе от активных помех, совпадающих по углам и дальности с целью, а также от пассивных помех.

Одновременная и независимая работа антенн позволяет уменьшить время реакции системы, т.е. за время сопровождения условно первой цели антенной сопровождения антенна обзора подготавливает исходные данные для антенны сопровождения по другим целям, обеспечивая взятие их на автосопровождение без их допоиска.

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в системах судовой радиолокации. Технический результат состоит в повышении помехозащищенности системы управления от заградительных активных помех, в том числе от активных помех, совпадающих по углам и дальности с целью, а также от пассивных помех, в оптимизации частот для обнаружения целей и их сопровождения и обеспечении одновременной и независимой работы антенн разных частотных диапазонов. Разделение антенн по частотному диапазону позволяет оптимизировать частоты для обнаружения целей и их сопровождения. Использование управляемой поляризации в антенне сопровождения позволяет повысить помехозащищенность системы управления от заградительных активных помех, в том числе от активных помех, совпадающих по углам и дальности с целью, а также от пассивных помех. Одновременная и независимая работа антенн позволяет уменьшить время реакции системы, т.е. за время сопровождения условно первой цели антенной сопровождения антенна обзора подготавливает исходные данные для антенны сопровождения по другим целям, обеспечивая взятие их на автосопровождение без их допоиска. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Антенный пост автономной радиолокационной системы управления, содержащий расположенную на палубе корабля опорную стойку, на которой размещено основание, стабилизированное по бортовым и килевым качкам, с вращающейся контактной колонкой, на котором с помощью кронштейна с двумя приводами по курсовому углу и углу места размещены жестко связанные между собой плоская приемная цифровая антенная решетка и передающая антенна подсвета сектора канала сопровождения целей, при этом электрическая ось центрального луча приемной антенной решетки совпадает с электрической осью передающей антенны подсвета сектора, приемная цифровая антенная решетка сканирует в пределах диаграммы направленности передающей антенны, причем приемная цифровая антенная решетка выполнена с полным поляризационным сканированием, дополнительно на основании размещена приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора в виде усеченного конуса или усеченной многогранной пирамиды, вращающаяся с помощью дополнительного привода по курсовому углу вокруг вертикальной оси антенного поста, при этом на боковой поверхности приемопередающей фазированной антенной решетки канала кругового обзора в плоскости курсового угла одновременно формируются три рабочие зоны, разнесенные на 120°, а приемопередатчик выполнен распределенным и твердотельным, установленным внутри приемопередающей фазированной антенной решетки кругового обзора и вращающимся вместе с ней, приемная цифровая антенная решетка, передающая антенна подсвета сектора канала сопровождения целей и приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора работают одновременно и независимо.

2. Антенный пост по п. 1, отличающийся тем, что приемная цифровая антенная решетка, передающая антенна подсвета сектора канала сопровождения целей и приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора выполнены в двух различных разнесенных диапазонах.

3. Антенный пост по п. 1, отличающийся тем, что приемная цифровая антенная решетка канала сопровождения целей выполнена с возможностью одновременного формирования нескольких независимо сканирующих приемных лучей в рабочем секторе.

4. Антенный пост по п. 1, отличающийся тем, что приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора выполнена в виде антенны кругового обзора с возможностью адаптивного управления процессом обзора.

5. Антенный пост по п. 1, отличающийся тем, что приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора снабжена неподвижным радиопрозрачным обтекателем для закрытия ее от воздействия внешних погодных условий.

6. Антенный пост по п. 1, отличающийся тем, что приемопередающая фазированная антенная решетка канала кругового обзора выполнена с возможностью поиска, обнаружения и сопровождения целей, формирования траектории движения целей, классификации и ранжирования целей и изменения скорости обзора.