Спосіб аналізу електродинамічних характеристик рухомих об’єктів складної форми

Изобретение относится к области радиолокации и вычислительной техники и может быть использовано для определения типа цели, представляющей собой подвижный объект сложной формы, когерентным радиолокатором. Известен способ определения типа радиолокационной цели путем решения обратной задачи рассеяния (Штагер Е.А., Чаевский Е.В. Рассеяние волн на телах сложной формы. - М.: Сов. радио, 1974. - С.114 - 123). Основной недостаток этого метода заключается в том, что он по анализу структуры отраженного сигнала не позволяет выполнить полное решение обратной задачи рассеяния с определением координат цели, а дает возможность определить только некоторые усредненные значения расстояний между участками локальных отражений при условии, что их эффективные площади рассеяния одинаковы. Наиболее близким является способ решения обратной задачи рассеяния радиоволн, который в принципе позволяет строить двухмерные изображения целей (Зарубежная радиоэлектроника. - 1971. - №4. - С.20 - 37). Основной недостаток этого метода заключается в том, что он не позволяет решать обратную задачу рассеяния в случае, когда у движущейся цели неизвестны параметры движения. В основу изобретения поставлена задача определения типа подвижного объекта, обнаруживаемого когерентным радиолокатором, в случае, когда обнаруживаемый объект представляет собой вращающуюся с постоянной, но неизвестной скоростью платформу с расположенными на ней локальными областями рассеяния (ЛОР), что достигается решением обратной задачи рассеяния, которая позволяет определить координаты локальных областей рассеяния и принять по ним обоснованное заключение о типе обнаруженной радиолокационной цели. На фиг.1 показана графическая модель вращающейся платформы с локальными областями рассеяния ЛОР; на фиг.2 - обобщенная структурная схема совокупности узлов и блоков, позволяющих решить обратную задачу рассеяния. В ее состав входят: 1 - когерентная РЛС, 2 устройства ввода информации в ЭВМ, 3 - блок записи информации в оперативную память, 4 блок деления информации на временные интервалы соответствующей длины, 5 - блок дискретного преобразования Фурье, 6 - блок обнаружения и сопровождения обнаруженных спектральных составляющих от каждой ЛОР, 7 блок оценки параметров и определения максимальных частот с фиксацией времени их обнаружения, 8 - блок решения обратной задачи рассеяния, 9 - блок принятия решения о типе цели. На основании изложенного сущность решения обратной задачи рассеяния применительно к объектам сложной формы, находящихся на платформе, вращающейся с постоянной скоростью вокруг своего геометрического центра, состоит в следующем. Когерентная радиолокационная станция облучает вращающуюся с постоянной угловой скоростью b платформу на которой сосредоточены N локальных областей рассеяния (ЛОР), координаты которых в полярной системе обозначим R(i) радиус от центра вращения платформы, b 0(i) курсовой угол. Отраженной сигнал от ЛОР(i), приходящий на вход антенного устройства равен где A(i)m - амплитуда отраженного сигнала, w несущая частота, l - длина волны, w (I)g - частота доплера от (i) ЛОР, t - текущее время, jн - начальная фаза. Частоти доплера от ЛОР(i) равна где V(i)p - скорость изменения радиального расстояния между РЛС и ЛОР(i). Расстояние между РЛС и ЛОР(i) (фиг.1) равно Радиальная скорость изменения расстояния от РЛС до ЛОР(i) равна Доплеровская частота от ЛОР(i) равна Сигнал промодулированный частотой доплера будет равен Результирующий сигнал отраженный от всех N ЛОР будет равен Поскольку при определении координаты по углу принято условие, что начальное угловое положение каждой ЛОР(i) отсчитывается от b 0 (1), поэтому Для этих условий частота доплера для ЛОР(1) будет Из выражения (9) следует, что при при Из полученных выражений следует, что интервал времени Dt1 между появлением w (1)gmax и -w (1)gmax будет равен половине периода вращения платформы Следовательно, для решения обратной задачи рассеяния необходимо определить в спектре отраженного сигнала максимальные доплеровские частоты и моменты их появления. Поскольку b = 2p/T, то при максимальных частотах, период вращения платформы равен Поэтому координаты определяться выражениями ЛОР(1) будут а координаты ЛОР(i) выражением При когерентной обработке сигнал на выходе фазового детектора будет равен Тогда суммарный доплеровский сигнал будет равен Суммарный сигнал состоит из суммы гармоник, каждая из которых является доплеровской частотой, изменяющейся от w (i)g = 0 до w (i)g = w (i)gmax сдвинутой по времени на интервал Dti. Для определения w (i)gmax необходимо сигнал на выходе приемного устройства разбить на временные интервалы и определить в каждом из этих интервалов спектр частот Полученные в результате обработки спектральные составляющие подвергаются анализу на максимальные и минимальные частоты, при получении которых фиксируются моменты времени. По полученным результатам в соответствии с выражениями (10), (11), (12), (13) решается обратная задача рассеяния. Результаты решения обратной задачи рассеяния являются исходными для определения типа цели. Решение обратной задачи рассеяния осуществляется в последовательности, представленной на фиг.2. Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в сущности изобретения в возможности определения когерентным локатором типа цели.