Способ определения дальности до постановщика прицельной по частоте шумовой помехи Российский патент 2019 года по МПК G01S7/38 

Заявляемое техническое решение относится к области радиолокации и может быть использовано для определения дальности до постановщика прицельной по частоте шумовой помехи (ПП) радиолокационной станции (РЛС) в средстве управления зенитно-ракетной системы (ЗРС).

Большие проблемы работе радиолокационных станций, входящих в ЗРС, создают шумовые прицельные по частоте активные помехи (АП). [Теоретические основы радиотехники под. ред. Я.Д. Ширмана, М. «Сов. Радио», 1970 г., с. 424]. В качестве АП может использоваться излучение ПП шумовых или шумоподобных сигналов большой мощности. Известный способ защиты от такого вида помех - ежепериодная смена частоты зондирующего сигнала РЛС нейтрализуется ПП путем определения новой частоты и перестройки помехи на новую частоту. Кардинальный метод защиты - уничтожение ПП. Для этого ЗРС важно определить с высокой точностью дальность до ПП.

Из уровня техники известен способ определения дальности до ПП [патент RU №2217773], основанный на приеме прямого радиоизлучения ПП и его радиоизлучения, отраженного от объекта, которое коррелировано с прямым радиоизлучением, на измерении по положению максимума взаимной корреляционной функции радиоизлучений величины временного сдвига этих радиоизлучений, на измерении углов места и азимута источника радиоизлучения, а также дальности до источника излучения. Суть способа состоит в том, что определяют время задержки между сигналом, принятым напрямую от ПП и сигналом, принятым после отражения от объекта, по максимума значения корреляционной функции сигналов, определяют угловые координаты ПП и объекта. Кроме того, в активном режиме работы РЛС определяют дальность до объекта. Полученной информации достаточно для однозначного вычисления дальности до ПП.

Недостаток известного способа определения дальности состоит в том, что он требует наличия объекта, отражающего излучения ПП, определения дальности до него, а также аппаратуры для вычисления времени задержки между сигналом, принятым напрямую от ПП и сигналом, принятым после отражения от объекта, по максимуму значения корреляционной функции сигналов на большом интервале задержек.

Известен способ определения дальности до источника излучения методом триангуляции: по пеленговой информации, поступающей от разнесенных в пространстве РЛС. Этот способ используют в ЗРС С-400 [ж. «Воздушно-космическая оборона» №3(40), 2008, с. 73, разд. ПБУ 55К6Е]. Недостаток известного способа определения дальности, используемого в ЗРС состоит в том, что в состав ЗРС включено несколько РЛС, разнесенных по частотному диапазону, поэтому совокупная пеленговая информация от них необходимая для использования триангуляции может быть получена только по постановщику широкополосной (заградительной) шумовой помехи, охватывающей частотные диапазоны нескольких РЛС, т.е. этот способ не позволяет распознать в групповой цели и определить дальность до постановщика узкополосной - прицельной по частоте шумовой помехи для одной РЛС.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения дальности до постановщика прицельной по частоте шумовой помехи, заключающийся в изменении частоты зондирующего сигнала (ЗС) РЛС, вынуждающем изменение частоты помехи, в измерении интервала времени Т между моментом излучения ЗС с измененной частотой и моментом обнаружения реакции (ПП) на это; при этом определяют приближенное значение дальности из выражения D=С(Т/2-Δt)≈СТ/2 при Δt<<Т, где С - скорость света, Δt - время возможной аппаратурной задержки реакции ПП (неизвестное). Таким образом, известный способ решает задачу приближенного определения дальности до ПП с помощью однопозиционной РЛС, для подавления которой ставится помеха.

Суть способа состоит в следующем. При обнаружении прицельной по частоте шумовой помехи РЛС начинают ежепериодно изменять частоту ЗС, вынуждая ПП изменять частоту помехи. При этом измеряют интервал времени Т между моментом излучения ЗС с измененной частотой и моментом прихода сигнала прицельной по частоте шумовой помехи с измененной частотой. Значение дальности определяют из выражения D=С(Т/2-Δt)≈СТ/2 при Δt<<Т, где С - скорость света, Δt - время возможной аппаратурной задержки реакции ПП - время от момента приема ПП ЗС РЛС и до начала излучения им помехи на частоте этого ЗС.

При приеме ЗС длительностью Δτ с измененной частотой ПП должен провести анализ параметров ЗС за минимально возможное время, после чего начать излучение помехи с измененной частотой. При этом ему необходимо обеспечить Δt<Δτ, в противном случае помеха на измененной частоте не будет накрывать ЗС, что не будет обеспечивать самоприкрытие ПП (т.е. дальность до ПП может быть определена РЛС, которой ставится помеха). Поэтому фактическое положение ПП будет находиться в интервале дальностей, определяемых значениями Δt₁=Δτ и Δt₂=0

Недостаток известного способа состоит в следующем. Хотя во всех случаях Δt<<Т, при нахождении ПП в составе групповой цели из-за недостаточной точности определения дальности его невозможно идентифицировать в группе и определить до него дальность, что особенно важно для средств управления ЗРС при принятии решения об его уничтожении.

Таким образом, поставленной задачей (техническим результатом) является увеличение точности определения дальности до ПП с помощью РЛС, входящей в средство управления ЗРС. Задача решается на основе разового привлечения для определения дальности до ПП другой (дополнительной) не подверженной в данный момент воздействию прицельной по частоте помехи РЛС (из-за разноса по частотному диапазону), также входящей в средство управления ЗРС.

Поставленная задача (технический результат) решается тем, что в способе определения дальности до постановщика прицельной по частоте шумовой помехи (ПП) на частоте основной радиолокационной станции - РЛС_o, входящей в средство управления зенитно-ракетной системы (СУ ЗРС), основанный на изменении несущей частоты зондирующего сигнала (ЗС) основной РЛС_o в момент времени t_i, вынуждающем изменение частоты помехи, на измерении интервала времени Т_i между моментом излучения ЗС и моментом обнаружения реакции ПП на это, на определении дальности до него из выражения D_oi=С(T_i/2-Δt), где D_oi - дальность до ПП, измеренная основной РЛС_o в момент времени t_i; С - скорость света, Δt - время задержки реакции ПП, определяемое параметрами аппаратуры ПП, согласно изобретению одновременно измеряют дальность D_∂i до ПП с помощью дополнительной РЛС_∂, также входящей в СУ ЗРС и не подверженной воздействию помехи, из условия D_oi=D_∂i находят значение аппаратурной задержки Δt=T_i/2-D_∂i/C, после чего в любой момент времени t_j>t_i определяют дальность до ПП с помощью РЛС_o из выражения D_oj=D_∂i+С (T_j-T_i)/2, где D_oj - дальность до ПП, измеренная основной РЛС_o в момент времени t_j>t_i; T_i - интервал времени между t_j - моментом излучения ЗС на измененной частоте и моментом обнаружения реакции ПП на это изменение.

Суть заявленного способа состоит в следующем. При определении с помощью известного способа дальности до ПП с помощью РЛС_o в момент времени t_i из выражения D_oi=С(Т_i/2-Δt), в этот же момент времени с помощью дополнительной РЛС_∂, не подверженной в данный момент воздействию помехи (поскольку она в другом частотном диапазоне) осматривают пространство в направлении на ГШ в интервале дальностей D_oi, определяемых значениями Δt₁=Δτ и Δt₂=0, где Δτ - длительность ЗС РЛС_o, и обнаруженную цель считают ПП, измеряют до него дальность D_∂i; из условия D_oi=D_∂i (за счет привязки дальностей к одной точке) находят неизвестное значение аппаратурной задержки Δt=T_i/2-D_∂i/C; это позволяет далее только с помощью основной РЛС_o сопровождать ПП и определять для любого момент времени t_j дальность до ПП из выражения D_oi-С(Т_j/2-Δt)=С(T_j/2-T_i/2+D_∂i/C)=D∂i+С(T_j-T_i)/2. Указанный интервал дальностей определен исходя из того, что ПП должен обеспечить время реакции на изменение частоты ЗС (перестроить несущую частоту помехи) за интервал времени, меньший, чем длительность ЗС, при этом отраженный от ПП ЗС будет накрыт помехой, что необходимо ПП для обеспечения самоприкрытия.

Причинно-следственная связь между техническим результатом -увеличение точности определения дальности до ПП с помощью основной РЛС_o, входящей в средство управления ЗРС и признаками «одновременно измеряют дальность D_∂i до ПП с помощью дополнительной РЛС_∂, также входящей в СУ ЗРС и не подверженной воздействию помехи, из условия D_oi=D_∂i находят значение аппаратурной задержки Δt=T_i/2-D_∂i/C» состоит в том, что за счет реализации этих признаков устраняют неизвестный параметр Δt, наличие которого в прототипе ограничивает решение задачи лишь приближенным определением дальности до ПП с помощью однопозиционной РЛС.

Таким образом решается поставленная задача и достигается технический результат.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для определения дальности до постановщика прицельной по частоте шумовой помехи (ПП) радиолокационной станции (РЛС) в средстве управления зенитно-ракетной системы (СУ ЗРС). Достигаемый технический результат - увеличение точности определения дальности до ПП с помощью РЛС, входящей в средство управления ЗРС, и для подавления которой ставится помеха. Указанный технический результат достигается тем, что способ определения дальности до постановщика прицельной по частоте шумовой помехи (ПП) на частоте основной радиолокационной станции - РЛС_о, входящей в СУ ЗРС, основан на изменении несущей частоты зондирующего сигнала (ЗС) основной РЛС_о в момент времени t_i, вынуждающем изменение частоты помехи, на измерении интервала времени T_i между моментом излучения ЗС и моментом обнаружения реакции ПП на это, на определении дальности до него из выражения D_оi=С(T_i/2-Δt), где D_oi - дальность до ПП, измеренная основной РЛС_о в момент времени t_i, С - скорость света, Δt - время задержки реакции ПП, определяемое параметрами аппаратуры ПП, при этом одновременно измеряют дальность D_∂i до ПП1 с помощью дополнительной РЛС_∂, также входящей в СУ ЗРС и не подверженной воздействию помехи, из условия D_оi=D_∂i находят значение аппаратурной задержки Δt=T_i/2-D_∂i/C, после чего в любой момент времени t_j>t_i определяют дальность до ПП с помощью РЛС_o из выражения D_oj=D_∂i+С(T_j-T_i)/2, где D_oj - дальность до ПП, измеренная основной РЛС_о в момент времени t_j>t_i, Т_j - интервал времени между t_j - моментом излучения ЗС на измененной частоте и моментом обнаружения реакции ПП на это изменение.

Способ определения дальности до постановщика прицельной по частоте шумовой помехи (ПП) на частоте основной радиолокационной станции - РЛС_о, входящей в средство управления зенитно-ракетной системы (СУ ЗРС), основанный на изменении несущей частоты зондирующего сигнала (ЗС) основной РЛС_о в момент времени t_i, вынуждающем изменение частоты помехи, на измерении интервала времени T_i между моментом излучения ЗС и моментом обнаружения реакции ПП на это, на определении дальности до него из выражения D_oi=С(T_i/2-Δt), где D_oi - дальность до ПП, измеренная основной РЛС_о в момент времени t_i; С - скорость света, Δt - время задержки реакции ПП, определяемое параметрами аппаратуры ПП, отличающийся тем, что одновременно измеряют дальность D_∂i до ПП с помощью дополнительной РЛС_∂, также входящей в СУ ЗРС и не подверженной воздействию помехи, из условия D_oi=D_∂i находят значение аппаратурной задержки Δt=T_i/2-D_∂i/C, после чего в любой момент времени t_j>t_i определяют дальность до ПП с помощью РЛС_о из выражения D_oj=D_∂i+С(T_j-T_i)/2, где D_oj - дальность до ПП, измеренная основной РЛС_о в момент времени t_j>t_i; T_j - интервал времени между t_j - моментом излучения ЗС на измененной частоте и моментом обнаружения реакции ПП на это изменение.