Способ радиолокационного обзора пространства Российский патент 2018 года по МПК G01S13/00 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных комплексах (РЛК), состоящих из радиолокационных модулей (РЛМ): радиолокационных станций (РЛС) или приемо-передающих модулей. РЛК предназначены для управления воздушным движением и для контроля воздушного пространства. Необходимым условием обеспечения этого управления и контроля является знание координат всех целей, находящихся в зоне ответственности радиолокационного комплекса.

Для обеспечения надежного контроля всего пространства создают радиолокационные комплексы на основе РЛМ (например, по патенту RU 2145093). В состав РЛК, как правило, включают РЛМ, работающие в диапазоне метровых или дециметровых волн (длинноволновые РЛМ) и обеспечивающие большие дальности обнаружения малозаметных целей. Однако длинноволновые РЛМ не обеспечивают указанную выше точность измерения угловых координат. Для улучшения точностных характеристик РЛК в его состав включают РЛМ, работающие в сантиметровом диапазоне волн, имеющие меньшую ширину луча антенны, и, соответственно, лучшие характеристики угловых точностей.

Известен способ обзора и сопровождения целей таким комплексом (патент RU 2150716). Обзор пространства и сопровождение целей осуществляют на основе разделения операций обнаружения, разрешения и сопровождения между РЛС₁, РЛС₂, …, РЛС_n с длинами волн соответственно λ₁>λ₂>…>λ_n, n≥2, при этом для разрешения целей, обнаруженных РЛС₁, применяют РЛС поэтапно от РЛС₂, использующей данные РЛС₁, до РЛС_n, использующей данные PЛC_(n-1). В этом случае конечная точность измерения угловых координат определяется РЛС_n с наименьшей длиной волны. Указанные функции могут выполнять и РЛС, и в упрощенном варианте комплекса приемо-передающие модули (далее и то, и другое - РЛМ).

Основная задача известного способа обзора при комплексировании РЛМ - минимизация размера углового сектора к моменту его обзора РЛМ_n с наименьшей длиной волны, что обеспечивает требуемую угловую точность на дальностях, достигаемых при использовании длинноволновой РЛМ₁ за счет замены кругового обзора секторным - это и является преимуществом известного способа. Разрешить цели - это означает раздельно определить координаты близкорасположенных целей; при этом разрешить можно по угловым координатам и по дальности либо только по одной из этих координат. Необходимо подчеркнуть, что в известном способе на каждом этапе улучшают угловое разрешение целей за счет уменьшения длины волны, разрешение же по дальности за счет этого не изменяется, поскольку оно определяется шириной спектра сигнала (способом не предусматривается изменение этого параметра), более того известный способ не предусматривает использование информации о дальности до цели, получаемой на каждом предшествующем этапе, т.е. эта информация на промежуточных этапах уточнения угловых координат сектора избыточна, в этом - недостаток известного способа.

Поставленной задачей заявляемого изобретения (техническим результатом) является подавление пассивных помех, действующих в диапазоне длин волн λ_n<λ_m<λ₁ или λ_n<λ_m≤λ₁. Задача решается на основе исключения функции определения дальности до цели на всех этапах кроме завершающего, это снимет требование к разрешающей способности по дальности, что позволит увеличить разрешение по скорости (обеспечить селекцию цели по скорости).

Заявленный технический результат заявляемого способа достигается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства комплексом из n≥2 радиолокационных модулей РЛМ₁…РЛМ_n, с длинами волн λ₁>…>λ_n, основанный на последовательном уточнении координат, согласно изобретению обзор пространства и определение угловых координат сектора, содержащего цели, осуществляют с помощью РЛМ₁, после чего уточняют эти координаты с помощью РЛМ_i, n>i>1, а с помощью РЛМ_n в секторе с уточненными координатами обнаруживают цели и измеряют их координаты, при уточнении угловых координат с помощью РЛМ_k, n>k>1 или еще и при их определении с помощью РЛМ₁ используют сигналы с неоднозначной дальностью.

Также тем, что согласно изобретению в качестве РЛМ используют радиолокационные станции или приемо-передающие модули.

Суть способа заключается в следующем.

Для подавления пассивных помех, действующих в диапазоне РЛМ_k, необходимо формировать сигнал с высокой разрешающей способностью по скорости. В радиолокации действует принцип неопределенности, заключающийся в том, что повышение точности определения дальности уменьшает разрешающую способность по скорости (Д.Е. Вакман, Сложные сигналы и принцип неопределенности в радиолокации. М., «Сов. радио», 1965, с. 65, второй абзац снизу), исключая возможность отличить движущуюся цель от малоподвижных элементов пассивной помехи. Так, для точного определения дальности необходимо использовать широкополосные сигналы. При этом сечение функции неопределенности такого сигнала локализовано по оси времени (дальности), но «размазано» по оси скорости. С другой стороны, использование протяженных во времени сигналов позволяет обеспечить высокую точность определения скорости, что необходимо для выделения движущейся цель на фоне пассивных помех, так как сечение функции неопределенности такого сигнала локализовано по оси скорости, но «размазано» по оси времени (возникнет неоднозначность по дальности) (там же, с. 57, рис. 16). Поэтому невозможно за счет использования одного зондирующего сигнала обеспечить разрешение по дальности и по скорости. Но известно, что при использовании вместо одиночного импульса когерентной пачки импульсов можно перераспределить неопределенность: получить множество неоднозначных отсчетов и по дальности, и по скорости, каждый из которых производится с более высокой точностью (там же, с. 62, первый абзац, с. 61, рис. 19), это хотя и не позволит определить однозначное значение скорости, но позволит осуществить селекцию движущейся цели на фоне малоподвижных элементов ПП.

Согласно заявляемому способу при уточнении угловых координат с помощью РЛМ_k, n>k>1 или еще и при их измерении с помощью РЛМ₁ (если при обнаружении с помощью РЛМ₁ углового сектора, содержащего движущую цель, не требуется для оценки обстановки знания дальности до цели) используют сигналы с неоднозначной дальностью. Это позволяет обеспечивать уточнение координат углового сектора, содержащего движущуюся цель, в условиях действия ПП.

Таким образом, ценой допущения неопределенности по дальности при уточнении координат углового сектора, содержащего движущуюся цель, достигается повышение точности по скорости, что и обеспечивает разрешение (селекцию) движущейся цели на фоне пассивных помех.

Этим достигается решение поставленной задачи заявляемого изобретения.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных комплексах (РЛК), состоящих из радиолокационных модулей (РЛМ): радиолокационных станций или приемо-передающих модулей. Достигаемый технический результат - подавление пассивных помех, действующих в диапазоне длин волн отдельных РЛМ. Указанный технический результат достигается тем, что способ радиолокационного обзора пространства комплексом из n≥2 радиолокационных модулей РЛМ₁…РЛМ_n с длинами волн λ₁>…>λ_n основан на последовательном уточнении координат, при этом обзор пространства и определение угловых координат сектора, содержащего цели, осуществляют РЛM₁ с наибольшей длиной волны, после чего при n>2 уточняют угловые координаты движущихся целей с помощью РЛМ с меньшими длинами волн, а с помощью РЛМ_n с наименьшей длиной волны в секторе с уточненными угловыми координатами обнаруживают движущиеся цели и измеряют их координаты, при уточнении угловых координат используют сигналы с неоднозначной дальностью, обеспечивая разрешение целей по скорости; а при n=2 при обзоре пространства с помощью РЛМ₁ с большей длиной волны λ₁ используют сигналы с неоднозначностью по дальности, разрешая цели по скорости, с помощью РЛМ_n с меньшей длиной волны обнаруживают цели в секторе, в котором с помощью РЛМ₁ обнаружены движущиеся цели, и измеряют их координаты. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ радиолокационного обзора пространства комплексом из n≥2 радиолокационных модулей РЛМ₁…РЛМ_n с длинами волн λ₁>…>λ_n, основанный на последовательном уточнении координат, отличающийся тем, что обзор пространства и определение угловых координат сектора, содержащего цели, осуществляют РЛM₁ с наибольшей длиной волны, после чего при n>2 уточняют угловые координаты движущихся целей с помощью РЛМ с меньшими длинами волн, а с помощью РЛМ_n с наименьшей длиной волны в секторе с уточненными угловыми координатами обнаруживают движущиеся цели и измеряют их координаты, при уточнении угловых координат используют сигналы с неоднозначной дальностью, обеспечивая разрешение целей по скорости; а при n=2 при обзоре пространства с помощью РЛМ₁ с большей длиной волны λ₁ используют сигналы с неоднозначностью по дальности, разрешая цели по скорости, с помощью РЛМ_n с меньшей длиной волны обнаруживают цели в секторе, в котором с помощью РЛМ₁ обнаружены движущиеся цели, и измеряют их координаты.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве РЛМ используют радиолокационные станции или приемо-передающие модули.