способ определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, рлс определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса

Формула изобретения

1. Способ определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, изначально совмещенного с радиолокационной станцией (РЛС) и защищаемым объектом и выстреливаемого в заданный момент в предполагаемую точку пространства для встречи через известное время после выстрела с целью, приближающейся к РЛС, при котором момент выдачи команды на пуск защитного боеприпаса устанавливают по началу возникновения и обнаружения на РЛС сигнала конкретной разностной частоты, отличающийся тем, что излучаемый РЛС непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал) искусственно задерживают на известное время и обнаруживают на РЛС, после смешивания отраженных и излученного РЛС НЛЧМ сигналов, сигнал конкретной разностной частоты, равной

Fр = 2Vо fо/С+Fо,

когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном Dо + (Vi/Vо)Dо, где fо - средняя частота излучаемого РЛС НЛЧМ сигнала,

Fо - часть частоты разностного сигнала, возникающая за счет искусственной задержки излучаемого РЛС НЛЧМ сигнала.

С - скорость света,

Vо - радиальная скорость защитного боеприпаса,

Vi - радиальная скорость цели,

Dо - известное расстояние от РЛС до предполагаемой точки встречи защитного боеприпаса с целью.

2. Радиолокационная станция (РЛС) определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, содержащая приемно-передающую антенну, выход которой, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, а выход через фильтр разностных частот - к входу обнаружителя сигналов узкополосного спектра частот, отличающаяся тем, что вход приемно-передающей антенны, работающий на передачу, через элемент задержки подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к радиолокационной технике и могут быть использованы при создании комплексов активной защиты объектов.

Известны (патент RU 2374597, МПК F41H 11/02) способ и РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса.

Определяют момент выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, изначально совмещенного с РЛС и защищаемым объектом и выстреливаемого в заданный момент в предполагаемую точку пространства для встречи через известное время после выстрела с целью, приближающейся к РЛС, по началу возникновения и обнаружения на РЛС сигнала с частотой Fдо=2Vofо/С, когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном Do+(Vi/Vo)Do,

где fо - средняя частота излучаемого непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону,

С, Vo, Vi соответственно - скорость света, радиальная скорость защитного боеприпаса, радиальная скорость цели,

Do - известное расстояние от РЛС до предполагаемой точки встречи объектов.

При этом РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса содержит приемно-передающую антенну, выход которой, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, а выход через фильтр разностных частот - к входу обнаружителя сигналов узкополосного спектра частот, а вход приемно-передающей антенны, работающий на передачу, подключен к высоко мощному выходу передатчика.

Недостатком известного способа и РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса является низкая частота обнаруживаемого на РЛС сигнала разностной частоты Fдо=2Vоfо/С, что при высоких скоростях малоразмерных целей может привести к недостаточному количеству периодов разностного сигнала, необходимых для надежного его обнаружения.

Цепь изобретения - повышение надежности определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса.

Поставленная цель достигается за счет использования при определении момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса более высокочастотного сигнала разностной частоты.

Определяют момент выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, изначально совмещенного с РЛС и защищаемым объектом и выстреливаемого в заданный момент в предполагаемую точку пространства для встречи через известное время после выстрела с целью, приближающейся к РЛС, по началу возникновения и обнаружения на РЛС сигнала с частотой Fдо=2Vоfо/С+Fо, когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном Do+(Vi/Vo)Do,

где fо - средняя частота излучаемого РЛС непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал),

С, Vo, Vi соответственно - скорость света, радиальная скорость защитного боеприпаса, радиальная скорость цели,

Do - известное расстояние от РЛС до предполагаемой точки встречи защитного боеприпаса с целью.

РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса содержит приемно-передающую антенну, выход которой, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, а выход через фильтр разностных частот - к входу обнаружителя сигналов узкополосного спектра частот, а также вход приемно-передающей антенны, работающий на передачу, через элемент задержки, подключен к высоко мощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону.

Рассмотрим, в том числе на примере, работу РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса.

Пусть через приемно-передающую антенну РЛС излучают формируемый передатчиком непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал) с параметрами сигнала, например, Fm=50 кГц, dfm=50 мГц, fо=100 ГГц, выбранными при Dо=6 м и Vo=150 м/с, а также при скорости ПТС V₂₀₀=200 м/с, V₂₀₀₀=2000 м/с, V₂₀₀₀₀=20000 м/с и опорным сигналом, Fдо=100 кГц, поступающим на НЧ смеситель обнаружителя сигналов узкополосного спектра частот.

Тогда, как известно, если ПТС точно приближается к антенне РЛС и элемента задержки НЛЧМ сигнала нет, то в результате смешивания в смесителе отраженного и излученного сигналов, на его выходе будут формироваться последовательно во времени сигналы частотой, в частности:

Fp₁₄=[(2D₁₄)Fmdfm/C]-(2V ₂₀₀fо/C)=100 кГц, при удалении ПТС от РЛС в 14 м,

Fp₈₆=I(2D₈₆)Fmdfm/C]-(2V₂₀₀₀ fо/C)=100 кГц, при удалении ПТС от РЛС в 86 м,

Fp₈₀₆=[(2D₈₀₆)Fmdfm/C](2V₂₀₀₀₀ fо/C)=100 кГц, при удалении ПТС от РЛСл 806 м,

когда необходимо выдавать команду на пуск ОФС для уничтожения ПТС.

Очевидно, что если излучаемый приемно-передающей антенной НЛЧМ сигнал искусственно задержать на определенное время элементом задержки, например высокочастотной линией задержки или радиочастотным кабелем (РК) определенной длины, то в результате смешивания в смесителе отраженного и излученного сигналов на его выходе будут формироваться последовательно во времени уже сигналы частотой, в частности:

Fp₁₄ +Fо=Fо+[(2D₁₄)Fmdfm/C]-(2V₂₀₀fо/C)=Fо+100 кГц, при удалении ПТС от РЛС на 14 м,

Fp₈₆ +Fo =Fо+[(2D₈₆)Fmdfm/C]-(2V₂₀₀₀fо/C)=Fo+100 кГц, при удалении ПТС от РЛС на 86 м,

Fp₈₆ +Fo=Fo+[(2D₈₀₆)Fmdfm/C]-(2V₂₀₀₀₀ fо/C)=Fo+100 кГц, при удалении ПТС от РЛС на 806 м,

когда необходимо выдавать команду на пуск ОФС для уничтожения ПТС,

где Fо - часть частоты разностного сигнала, возникающая за счет искусственной его задержки.

Так, например, при искусственной задержке НЛЧМ сигнала на время 1 мкс=10^-6с получим Fo=1 мкс×Fm×dfm=2,5 МГц и Fp₁₄₊Fo=Fp₈₆+ Fо=Fp₈₀₆ +Fо=2,6 МГц.

Пусть как в известной, так и в предлагаемой РЛС обнаружение разностного сигнала происходит за время пролета ПТС интервала расстояния в 6 см, то есть за время t₁=6 см/200 (M/c)=3×10^-4-0,0003c, t₂=6 см/2000(м/с)=3×10^-5=0,00003с, t₃=6 см/20000 (м/с)=3×10^-6=0,000003c, за время, в течение которого на РЛС будет сформировано соответственно N₁=t₁/(1/Fp₁₄)=3×10 ^-4/10^-5=30, N₂=t₂/(1/Fp ₈₆)=3×10^-5/10^-5=3, N₃ =t₃/(1/Fр₈₀₆)=3×10^-6/10 ^-5=0,3 или N₁+Fо=t₁/(1/Fp₁₄ +Fо)=3×10^-4 (1/2,6×10^-6)=780, N₂+Fo=t₂/(1/Fp₈₆+Fo)=3×10 ^-5-/(1/2,6×10^-6)=78,N₃ +Fo=t ₃/(1/Fp₈₀₆+Fo)=3×10^-6/(1/2,6×10 ^-6)=7,8 периодов разностного cигнала.

Очевидно, что обнаружить разностный сигнал имея в распоряжении всего N ₃=t₃/(1/Fр₈₀₆)=0,3 периода его частоты невозможно, а Н₃+Fo =t₃/(1/Fp₈₀₆ +Fo)=7,8 периодов вполне реально. То есть искусственная задержка излучаемого НЛЧМ сигнала, при отмеченном методе определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса позволяет более надежно определять момент выдачи команды при работе с высокоскоростными малоразмерными ПТС (целями).

Кроме того, известной РЛС момент выдачи команды на пуск защитного боеприпаса определяется дважды (при Fдо=100 КГц), в моменты пролета ПТС начала и конца интервала расстояния в s₁₂=12 м (от 14 м до 26 м, или от 86 м до 98 м, или от 806 м до 818 м). В предлагаемой же РЛС (при Fдо=2,6 МГц) этот интервал будет больше и равен S ₃₁₂=312 м (от 14 м до 326 м, или от 86 м до 398 м, или от 806 м до 1118 м). То есть когда

Fр₃₂₆ +Fo=2,5 МГц+326×0,5×10⁵/3-4×10 ⁵/3=7,8 МГц, когда между ПТС и РЛС 326 м,

Fp₃₉₈+Fo=2,5 MГц+398×0,5×10⁵/3-40×10 ⁵/3=7,8 MГц, когда между ПТС и РЛС 398 м,

Рр₁₁₁₈+Fo=2,5 МГц+1118×0,5×10⁵ /3-4×10⁷/3=7,8 МГц, когда от РЛС до ПТС 1118 м.

При этом очевидно, отношение мощности отраженного от цели сигнала в конце интервала к мощности отраженного от цели сигнала в начале интервала в известной РЛС будет меньше, чем в предлагаемой РЛС, что позволяет в предлагаемой РЛС более легко отделить эти два события друг от друга с целью однозначного решения задачи по пуску защитного боеприпаса.