Способ обеспечения электромагнитной совместимости импульсно-доплеровских бортовых радиолокационных станций группы истребителей Российский патент 2021 года по МПК G01S13/52 G01S13/87 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) импульсно-доплеровских бортовых радиолокационных станций (БРЛС) группы истребителей при их совместной работе на излучение.

Известен способ функционирования системы импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей, заключающийся в том, что все импульсно-доплеровские БРЛС N истребителей группы объединены в единую радиолокационную систему с каналами взаимного обмена информацией, в группе назначается один истребитель-лидер с его бортовой радиолокационной станцией. [1].

Недостатком данного способа функционирования системы импульсно-доплеровских БРЛС является отсутствие возможности с его помощью обеспечить ЭМС импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей при их совместной работе на излучение.

Известен способ функционирования системы импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей при обеспечении их ЭМС в условиях воздействия помех, заключающийся в том, что все импульсно-доплеровские БРЛС N истребителей группы объединены в единую радиолокационную систему с каналами взаимного обмена информацией, в группе назначается один истребитель-лидер с его БРЛС, каждый j-й, где передатчик импульсно-доплеровской БРЛС каждого истребителя группы функционирует на различных z рабочих частотах f_jz зондирующего сигнала, где - общее количество рабочих частот передатчика в каждой импульсно-доплеровской БРЛС, каждой импульсно-доплеровской БРЛС осуществляется излучение зондирующего сигнала в направлении самолетов противника, в каждом i-м, где приемнике импульсно-доплеровской БРЛС, функционирующего на различных w рабочих частотах f_iw, где - общее количество возможных рабочих частот приемника каждой БРЛС, причем при i=j принимается z=w, в противном случае - z≠w, осуществляется прием, усиление, преобразование отраженных от самолетов противника сигналов на промежуточные частоты, их селекция по дальности и доплеровской частоте, преобразование сигналов в цифровую форму с последующим их спектральным анализом, по каналам обмена информации с каждого истребителя группы в бортовую вычислительную систему импульсно-доплеровской радиолокационной станции истребителя-лидера передается информация о направлении его полета секторе α обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны (ДНА) его импульсно-доплеровской радиолокационной станции, значении ее рабочей частоты f_jz, на истребителе-лидере осуществляется анализ ЭМС всех истребителей группы, в случае невозможности обеспечения ЭМС, в условиях ограниченности используемого радиочастотного спектра, формировании рекомендаций летчикам каждого истребителя группы в виде требований перемещения каждого истребителя в требуемую область пространства для обеспечения ЭМС [2].

Недостатком данного способа является отсутствие возможности с его помощью обеспечить ЭМС импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей при работе их на излучение, не изменяя взаиморасположение истребителей в группе, в интересах обеспечения ЭМС. Действительно, при выполнении требований об изменении своего расположения в составе группы летчику в интересах решения задачи обеспечения ЭМС необходимо осуществлять определенный маневр, не связанный с успешным выполнением основной задачи - поражение воздушных целей противника.

Цель изобретения - обеспечить ЭМС системы импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей при их совместной работе на излучение без изменения взаиморасположения истребителей в группе.

Указанная цель достигается тем, что в способе обеспечения ЭМС импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей, заключающимся в том, что все импульсно-доплеровские БРЛС N истребителей группы объединены в единую радиолокационную систему с каналами взаимного обмена информацией, в группе назначается один истребитель-лидер с его бортовой радиолокационной станцией, каждый j-й, где передатчик импульсно-доплеровской БРЛС каждого истребителя группы функционирует на различных z рабочих частотах f_jz зондирующего сигнала, где - общее количество рабочих частот передатчика в каждой импульсно-доплеровской БРЛС, каждой импульсно-доплеровской БРЛС осуществляется излучение зондирующего сигнала в направлении самолетов противника, в каждом i-м, где приемнике импульсно-доплеровской БРЛС, функционирующего на различных w рабочих частотах f_iw, где - общее количество возможных рабочих частот приемника каждой БРЛС, причем при i=j принимается z=w, в противном случае - z≠w, осуществляется прием, усиление, преобразование отраженных от самолетов противника сигналов на промежуточные частоты, их селекция по дальности и доплеровской частоте, преобразование сигналов в цифровую форму с последующим их спектральным анализом, по каналам обмена информации с каждого истребителя группы в бортовую вычислительную систему импульсно-доплеровской радиолокационной станции истребителя-лидера передается информация о направлении его полета секторе α обзора основным лепестком ДНА его импульсно-доплеровской радиолокационной станции, значении ее рабочей частоты f_jz, дополнительно, с каждого истребителя группы в бортовую вычислительную систему импульсно-доплеровской радиолокационной станции истребителя-лидера передается информация о координатах пространственного положения х, у, z каждого истребителя группы, в бортовой вычислительной системе импульсно-доплеровской БРЛС истребителя-лидера на основе анализа геометрии взаимного расположения х, у, z каждого истребителя группы и секторов обзора α основным лепестком диаграммы направленности антенны, осуществляется формирование данных о нахождении каждого i-го приемника БРЛС истребителей группы в секторе α обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны импульсно-доплеровской радиолокационной станции, оснащенной j-м передатчиком. При нахождении i-ro приемника БРЛС в секторе α обзора основным лепестком ДНА импульсно-доплеровской БРЛС, оснащенной j-м передатчиком, данной паре i-го приемника и j-го передатчика присваивается значение логической «1», в противном случае - логического «0». Для пар приемников и передатчиков с присвоенным значением логической «1» осуществляется анализ совместимости их рабочих частот f_jz и f_iw. При выполнении условия f_jz=f_iw принимается решение о необеспечении электромагнитной совместимости для данных БРЛС истребителей группы, для остальных i-x приемников и j-x передатчиков принимается решение о обеспечении их электромагнитной совместимости. С БРЛС истребителя-лидера на БРЛС истребителей, оснащенных j-ми передатчиками, для которых принято решение о необеспечении их ЭМС с i-ми приемниками, передается команда «запрет на излучение» в направлении истребителя с i-м приемником. БРЛС каждого истребителя группы осуществляет обзор пространства с учетом запретов на излучение в направлении соответствующих истребителей группы. Для пар приемников и передатчиков с присвоенным значением логического «0» анализ совместимости их рабочих частот не производится и принимается решение о обеспечении ЭМС при работе БРЛС истребителей на излучение.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, является:

1. С каждого истребителя группы в бортовую вычислительную систему импульсно-доплеровской БРЛС истребителя-лидера передается информация о координатах пространственного положения х, у, z каждого истребителя группы.

2. В бортовой вычислительной системе импульсно-доплеровской БРЛС истребителя-лидера на основе анализа геометрии взаимного расположения х, у, z каждого истребителя группы и секторов обзора α основным лепестком ДНА, осуществляется формирование данных о нахождения каждого i-го приемника БРЛС истребителей группы в секторе α обзора основным лепестком ДНА импульсно-доплеровской БРЛС, оснащенной j-м передатчиком.

3. При нахождении i-го приемника БРЛС в секторе α обзора основным лепестком ДНА импульсно-доплеровской БРЛС, оснащенной j-м передатчиком, данной паре i-го приемника и j-го передатчика, присваивается значение логической «1», в противном случае - логического «0».

4. Для пар приемников и передатчиков с присвоенным значением логической «1» осуществляется анализ совместимости их рабочих частот f_jz и f_iw, при выполнении условия f_jz=f_iw принимается решение о необеспечении ЭМС для данных БРЛС истребителей группы, для остальных i-x приемников и j-x передатчиков принимается решение о обеспечении их ЭМС.

5. С БРЛС истребителя-лидера на БРЛС истребителей, оснащенных j-ми передатчиками для которых принято решение о необеспечении их ЭМС с i-ми приемниками передается команда «запрет на излучение» в направлении истребителя с i-м приемником.

6. БРЛС каждого истребителя группы осуществляет обзор пространства с учетом запретов на излучение в направлении соответствующих истребителей группы.

Данные признаки обладают существенными отличиями, так как в известных способах не обнаружены.

Применение новых признаков, в совокупности с известными, позволит обеспечить ЭМС системы импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей при их совместной работе на излучение без изменения взаиморасположения истребителей в группе.

На чертеже приведена тактическая ситуация, соответствующая работе системы из трех БРЛС истребителей, летящих в определенном боевом порядке (Фиг. 1), на Фиг. 2 - система из трех БРЛС трех истребителей группы.

Способ обеспечения ЭМС импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей реализуется следующим образом.

Для определенности примем количество истребителей в группе равно тpeм (N=3), то есть система БРЛС также состоит из трех БРЛС (БРЛС1, БРЛС2, БРЛС3).

Координаты первого истребителя И1 группы (Фиг. 1) x₁,y₁,z₁, летящего в направлении с сектором α₁ обзора основным лепестком диаграммы направленности его антенны, координаты второго истребителя И2 группы x₂,y₂,z₂, летящего в направлении с сектором α₂ обзора основным лепестком диаграммы направленности его антенны, координаты третьего истребителя И3 группы x₃,y₃,z₃, летящего в направлении с сектором α₃ обзора основным лепестком диаграммы направленности его антенны. Расстояния между истребителями в группе в текущий момент времени d₁, d₂, d₃.

Все импульсно-доплеровские БРЛС 3-х истребителей объединены (Фиг. 2) в единую радиолокационную систему с каналами взаимного обмена информацией (КОИ). Первый истребитель группы И1, оснащенный БРЛС1, является истребителем-лидером. Истребитель И2 оснащен БРЛС2, Истребитель И3 оснащен БРЛС3. Каждый передатчик (ПРД1, ПРД2, ПРД3) импульсно-доплеровской БРЛС каждого истребителя группы функционирует на различных z рабочих частотах f_jz. зондирующего сигнала, где - общее количество рабочих частот передатчика в каждой импульсно-доплеровской БРЛС. Каждой импульсно-доплеровской БРЛС (БРЛС1, БРЛС2, БРЛС3) осуществляется излучение зондирующего сигнала на частотах ƒ_1z, ƒ_2z, ƒ_3z, через соответствующие антенны Α1, А2 и A3, управляемые соответствующими блоками управления программой обзора Ο1, O2 и O3 в направлении самолетов противника. Переотраженный от воздушной цели сигнал через антенные Α1, А2 и A3 принимается в каждом i-м, где приемнике (ПРМ1, ПРМ2, ПРМ3) каждой импульсно-доплеровской БРЛС. Каждый i-й приемник функционирует на различных w рабочих частотах f_iw, где - общее количество возможных рабочих частот приемника каждой БРЛС, причем при i=j принимается z=w, в противном случае - z≠w.

В каждом i-м, приемнике (ПРМ1, ПРМ2, ПРМ3) каждой импульсно-доплеровской БРЛС осуществляется усиление, преобразование отраженных от самолетов противника сигналов на промежуточные частоты, их селекция по дальности и доплеровской частоте, преобразование сигналов в цифровую форму с последующим их спектральным анализом.

Полученная информация поступает в соответствующую систему обработки CO1, СО2 и СО3. В БРЛС2 и БРЛС3 (Фиг. 2) на блоки управления соответственно БУ2 и БУ3 передаются: координаты И2 (х₂, у₂, z₂) и И3 (х₃, у₃, z₃) истребителей с их БРЛС2 и БРЛС3 соответственно и информация о направлениях их полета измеренные в соответствующих блоках определения координат КООРД2 и КООРД3;

с выхода блоков управления программой обзора О2 и О3 передается информация о секторах α₂ и α₃ обзора основным лепестком диаграммы направленности соответствующих антенн;

с передатчиков ПРД2 и ПРД3 передается информация о частотах зондирующего сигнала БРЛС2 и БРЛС3 ƒ_2z и ƒ_3z.

Данная информация с выходов БУ2 и БУ3 через соответствующие аппаратуры передачи данных АПД 2 и АПД 3 по каналам обмена информацией (КОИ) передается на аппаратуру передачи данных АПД1 истребителя-лидера и далее на блок управления БУ1.

Одновременно на блок управления БУ1 с выхода блока определения координат КООРД1 передаются координаты И1 с БРЛС1 (x₁, y₁, z₁), направление полета истребителя-лидера с выхода блока управления программой обзора О1 - сектор α₁ обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны БРЛС1, с ее передатчика ПРД1 - частота зондирующего сигнала БРЛС1 ƒ_1z.

В импульсно доплеровской БРЛС истребителя-лидера на основе полученных данных БУ1 формирует признаки в виде логических «0» и «1» нахождения приемников ПРМ1, ПРМ2 и ПРМ3 в секторе обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны БРЛС1, БРЛС2 и БРЛС3, оснащенных соответственно передатчиками ПРД1, ПРД2 и ПРД3.

При нахождении i-го приемника БРЛС в секторе обзора основным лепестком ДНА импульсно-доплеровской БРЛС, оснащенной j-м передатчиком данной паре i-ro приемника и j-го передатчика присваивается значение логической «1», в противном случае - логического «0». Результаты данного анализа, соответствующие тактической ситуации, приведенной на Фиг. 1 сведены в таблицу.

Исходя из данных, приведенных в таблице, БРЛСЗ находится в секторе обзора основного лепестка диаграммы направленности антенны БРЛС2. Данная информация совместно с информацией о частотах ƒ_2z и ƒ_3z с выхода блока управления БУ1 передается в базу данных БД.

С выхода блока БД для оценки совместимости рабочих частот передатчика ПРД2 и приемника ПРМ3, для которых принято значение логической «1» (таблица) в блок сравнения (CP) поступают значения рабочих частот ƒ_2z и ƒ_3z.. При ƒ_2z=ƒ_3z на выходе блока CP формируется сигнал «запрет на излучение», который передается на блок управления БУ1. При приеме сигнала «запрет на излучение» БУ1 формирует команду, которая через аппаратуру передачи данных АПД1 по каналу обмена информацией (КОИ) поступает на АПД2 и далее на вход бока управления БУ2, который формирует команду управления на О2 о запрете излучения ПРД2 в направлении ПРМ3. Далее БРЛС2 осуществляет обзор пространства с учетом запрета на излучение в направлении истребителя И3, оснащенного БРЛС3.

Таким образом, предлагаемый способ позволит обеспечить ЭМС системы импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей при их совместной работе на излучение без изменения взаиморасположения истребителей в группе.

Источники информации

1. Закомолдин Д.В., Богданов А.В., Голубенко В.А., Кочетов И.В., Акимов СИ. Способ функционирования системы импульсно-доплеровских бортовых радиолокационных станций при групповых действиях истребителей. Патент на изобретение №2728280, 2020 г. (аналог).

2. Закомолдин Д.В., Богданов А.В., Бедрицкий А.И., Якунина Г.Р. Способ функционирования системы импульсно-доплеровских бортовых радиолокационных станций группы истребителей при обеспечении их электромагнитной совместимости в условиях воздействия помех. Патент на изобретение №2742815, 2021 г. (прототип).

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) импульсно-доплеровских бортовых радиолокационных станций (БРЛС) группы истребителей при их совместной работе на излучение. Техническим результатом является обеспечение ЭМС системы импульсно-доплеровских БРЛС группы истребителей при их совместной работе на излучение без изменения взаиморасположения истребителей в группе. Заявленный способ заключается в том, что все импульсно-доплеровские бортовые радиолокационные станции истребителей группы объединяются в единую радиолокационную систему с каналами взаимного обмена информацией, в группе назначается один истребитель-лидер с его бортовой радиолокационной станцией. При работе всех БРЛС на излучение на истребителе-лидере, с учетом переданной информации о направлении полета каждого истребителя, его пространственном положении и секторе обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны, осуществляется формирование данных о нахождении каждого i-го приемника БРЛС истребителей группы в секторе обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны импульсно-доплеровской радиолокационной станции, оснащенной j-м передатчиком. При нахождении i-го приемника БРЛС в секторе обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны импульсно-доплеровской радиолокационной станции, оснащенной j-м передатчиком, осуществляется анализ совместимости частот данных БРЛС. В случае несовместимости рабочих частот данных БРЛС на БРЛС, оснащенной j-м передатчиком, осуществляется запрет на излучение в направлении БРЛС, оснащенной i-м приемником. Далее БРЛС каждого истребителя группы осуществляет обзор пространства с учетом запретов на излучение в направлении соответствующих истребителей группы. 2 ил.

Способ обеспечения электромагнитной совместимости импульсно-доплеровских бортовых радиолокационных станций группы истребителей, заключающийся в том, что все импульсно-доплеровские бортовые радиолокационные станции N истребителей группы объединены в единую радиолокационную систему с каналами взаимного обмена информацией, в группе назначается один истребитель-лидер с его бортовой радиолокационной станцией, каждый j-й, где передатчик импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции каждого истребителя группы функционирует на различных z рабочих частотах f_jz. зондирующего сигнала, где - общее количество рабочих частот передатчика в каждой импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции, каждой импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станцией осуществляется излучение зондирующего сигнала в направлении самолетов противника, в каждом i-м, где приемнике импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции, функционирующем на различных w рабочих частотах f_iw, где - общее количество возможных рабочих частот приемника каждой бортовой радиолокационной станции, причем при i=j принимается z=w, в противном случае - z≠w, осуществляется прием, усиление, преобразование отраженных от самолетов противника сигналов на промежуточные частоты, их селекция по дальности и доплеровской частоте, преобразование сигналов в цифровую форму с последующим их спектральным анализом, по каналам обмена информации с каждого истребителя группы в бортовую вычислительную систему импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции истребителя-лидера передается информация о направлении его полета секторе α обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны его импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции, значении ее рабочей частоты f_jz, отличающийся тем, что с каждого истребителя группы в бортовую вычислительную систему импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции истребителя-лидера передается информация о координатах пространственного положения х, у, z каждого истребителя группы, в бортовой вычислительной системе импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции истребителя-лидера на основе анализа координат взаимного расположения х, у, z каждого истребителя группы и секторов обзора α основным лепестком диаграммы направленности антенны осуществляется формирование данных о нахождения каждого i-го приемника бортовой радиолокационной станции истребителей группы в секторе α обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции, оснащенной j-м передатчиком, при нахождении i-го приемника бортовой радиолокационной станции в секторе α обзора основным лепестком диаграммы направленности антенны импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции, оснащенной j-м передатчиком, данной паре i-го приемника и j-го передатчика присваивается значение логической «1», в противном случае - логического «0», для пар приемников и передатчиков с присвоенным значением логической «1» осуществляется анализ совместимости их рабочих частот f_jz и f_iw, при выполнении условия f_jz.=f_iw принимается решение о необеспечении электромагнитной совместимости для данных бортовых радиолокационных станций истребителей группы, для остальных i-x приемников и j-x передатчиков принимается решение о обеспечении их электромагнитной совместимости, с бортовой радиолокационной станции истребителя-лидера на бортовые радиолокационные станции истребителей, оснащенных j-ми передатчиками, для которых принято решение о необеспечении их электромагнитной совместимости с i-ми приемниками, передается команда «запрет на излучение» в направлении истребителя с i-м приемником, бортовая радиолокационная станция каждого истребителя группы осуществляет обзор пространства с учетом запретов на излучение в направлении соответствующих истребителей группы, для пар приемников и передатчиков с присвоенным значением логического «0» анализ совместимости их рабочих частот не производится и принимается решение о обеспечении электромагнитной совместимости при работе бортовых радиолокационных станций истребителей на излучение.