Способ радиолокационного обзора пространства (варианты) Российский патент 2017 года по МПК G01S13/00 

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС).

В современных условиях наибольшую опасность представляют высокоскоростные малоразмерные цели, налет которых может осуществляться в достаточно широком азимутальном секторе и сопровождаться постановкой помех. В связи с высокой скоростью этих целей время их нахождения в зоне возможного обнаружения и взятия на сопровождение минимально, поэтому их обнаружение и взятие на сопровождение необходимо производить быстро в широком секторе по азимуту, так как их пространственное положение (дальность) меняется быстро и при механическом азимутальном обзоре, когда один период обращения антенны РЛС измеряется десятком секунд, высока вероятность срыва сопровождения и выход целей из зоны. Поэтому важнейшими требованиями, предъявляемыми к РЛС при ее работе по малоразмерным высокоскоростным целям, являются обеспечение накопления энергии, повышение помехозащищенности.

Известен способ радиолокационного обзора пространства с помощью фазированной антенной решетки (ФАР), реализованный в РЛС 1Л121Е [История отечественной радиолокации под ред. А.С. Якунина, М.: Изд. Дом «Столичная энциклопедия», с. 81], заключающийся в одномерном электронном сканировании по углу места и механическом - в азимутальной плоскости. Достоинство способа состоит в возможности быстрого программного изменения пределов обзора по углу места, а недостаток состоит в том, что не решается проблема накопления энергии при вращении ФАР по азимуту (невозможно удержать луч в направлении, в котором требуется накопление).

Известен наиболее близкий способ обзора пространства по первому варианту [патент РФ №2582087], заключающийся в электронном и механическом сканировании по углу места и механическом в азимутальной плоскости с помощью ФАР.

Выбирая предпочтительное направление обзора, устанавливают механически в угломестной плоскости угол наклона плоскости ФАР из условия получения максимального значения К_у в этом направлении. Использование быстрого электронного сканирования при обзоре пространства РЛС при максимальном значении коэффициента усиления антенны для всех углов места является достоинством способа. Недостаток способа состоит в том, что он не решает проблему накопления энергии в процессе вращения ФАР по азимуту.

Известен наиболее близкий ко второму варианту [патент РФ №2583850] способ радиолокационного обзора пространства с защитой обзорной РЛС с ФАР от помех.

Суть этого способа состоит в том, что в процессе механического азимутального и двухмерного электронного сканирования вводят фазовые поправки в заранее определенных элементах ФАР и благодаря этому изменяют уровень боковых лепестков ДНА в направлении постановщика помехи (ПП). Таким образом решается задача повышения помехозащищенности РЛС.

Недостаток этого способа состоит в том, что он не применим для повышения помехозащищенности РЛС с ФАР с одномерным электронным сканированием по углу места.

Технической проблемой (техническим результатом) заявленных изобретений является обеспечение накопления энергии в процессе электронного сканирования лучом ФАР с одномерным электронным сканированием и повышение помехозащищенности при действии помехи в области боковых лепестков диаграммы направленности антенны.

Техническая проблема решается на основе поворота плоскости ФАР вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости, в процессе обзора пространства.

Техническая проблема (технический результат) по первому варианту решается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, заключающемся в электронном и механическом сканировании лучом ФАР по углу места и механическом по азимуту, согласно изобретению увеличивают затраты энергии в выбранной зоне в процессе вращения ФАР по азимуту, перемещая область электронного сканирования в зону путем наклона ФАР за счет ее поворота вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости.

Техническая проблема (технический результат) по второму варианту решается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, заключающемся в электронном и механическом сканировании и снижении уровня боковых лепестков ДНА фазированной антенной решетки в направлении постановщика помехи, согласно изобретению перемещают область электронного сканирования пространства РЛС с одномерным электронным сканированием за счет поворота ФАР вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости так, чтобы направление на ПП перемещалось в область между направлениями главных осей ФАР.

Изобретения иллюстрируются чертежом (фиг. 1) и расчетными диаграммами (фиг. 2). На фиг. 1 показан процесс поворота полотна ФАР по первому варианту. На фиг. 2 показано распределение уровня боковых лепестков ДНА в зависимости от направления. Диаграммы рассчитывались на персональном компьютере с помощью программы MathCad.

Способ по первому варианту работает следующим образом.

Для обеспечения накопления энергии за счет электронного сканирования в РЛС с одномерным электронным сканированием лучом ФАР поворачивают вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости. При этом она последовательно проходит положения 1-4 в пределах от ϕ1 до ϕ4 (фиг. 1) таким образом, чтобы плоскость электронного сканирования все время проходила через обнаруживаемую цель. Это позволяет производить накопление энергии, отраженной от цели, и тем самым повысить помехозащищенность РЛС.

Таким образом решается поставленная проблема и достигается технический результат по первому варианту.

Способ по второму варианту работает следующим образом.

Для уменьшения уровня боковых лепестков в направлении на ПП поворачивают ФАР относительно оси, перпендикулярной к ее плоскости, с таким расчетом, чтобы направление на ПП располагалось между направлениями главных осей ФАР. Как видно из диаграмм фиг. 2, уровень боковых лепестков в этих направлениях существенно ниже, чем в направлении главных осей ФАР. На фиг. 2а показана ДНА в направлении главной оси, а на фиг. 2б - в направлении под углом 45° к ней.

Главными осями ФАР считаются оси, проходящие через центр ФАР и параллельные ее сторонам. При этом обзор пространства осуществляется обычным способом с использованием и электронного, и механического сканирования.

Таким образом решается поставленная проблема и достигается технический результат по второму варианту.

Изобретения (варианты) относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС). Достигаемый технический результат изобретения - обеспечение накопления энергии в процессе электронного сканирования лучом фазированной антенной решетки (ФАР) с одномерным электронным сканированием и повышение помехозащищенности, при действии помехи в области боковых лепестков диаграммы направленности антенны. Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, заключающемся в электронном и механическом сканировании лучом ФАР по углу места и механическом по азимуту увеличивают затраты энергии в выбранной зоне в процессе вращения ФАР по азимуту, перемещая область электронного сканирования в зону путем наклона ФАР за счет ее поворота вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости. Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, заключающемся в электронном и механическом сканировании и снижении уровня боковых лепестков диаграммы направленности фазированной антенной решетки в направлении на постановщика помехи перемещают область электронного сканирования пространства РЛС с одномерным электронным сканированием за счет поворота ФАР вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости так, чтобы направление на постановщика помех перемещалось в область между направлениями главных осей ФАР. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ радиолокационного обзора пространства, заключающийся в электронном и механическом сканировании лучом фазированной антенной решетки (ФАР) по углу места и механическом по азимуту, отличающийся тем, что увеличивают затраты энергии в выбранной зоне в процессе вращения ФАР по азимуту, перемещая область электронного сканирования в зону путем наклона ФАР за счет ее поворота вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости.

2. Способ радиолокационного обзора пространства, заключающийся в электронном и механическом сканировании и снижении уровня боковых лепестков диаграммы направленности фазированной антенной решетки (ФАР) в направлении постановщика помехи (ПП), отличающийся тем, что перемещают область электронного сканирования пространства РЛС с одномерным электронным сканированием за счет поворота ФАР вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости так, чтобы направление на ПП перемещалось в область между направлениями главных осей ФАР.