Спосіб пеленгування джерел випромінювання

Реферат: Спосіб пеленгування джерел випромінювання належить до радіотехніки, а саме до однопозиційного визначення азимута і кута місця джерела випромінювання. У способі шляхом сканування віялоподібних променів, що протилежно нахилені і розташовані під кутом до горизонту та перехрещуються біля поверхні ґрунту, формують за допомогою двох рознесених у площині кутів місця, осесиметричних нерухомих відбиваючих поверхонь, нижнього параболоїдального рефлектора та верхнього зрізаноконічного трансрефлектора, піднятого на щоглі для збільшення дальності прямої видимості, спрямовують два канали випромінювачів з корегуванням фронтів хвилі, що синхронно сканують з частотою  у площині азимута уздовж лінії фокального кола параболоїдального рефлектора, на протилежно нахилені ділянки цього рефлектора, так щоб сигнали, які приймаються, що відбиті від зрізаноконічного трансрефлектора, потрапляли на ці ділянки рефлектора та у випромінювачі, що сканують, посилюють в приймальних каналах, детектують вихідні сигнали і визначають азимут джерела випромінювання з урахуванням півсуми затримок сигналів кожного з випромінювачів відносно часу, що відповідає початку сканування, за формулою, та визначають кут місця джерела за піврізницею затримок за часом на t1 , t2 сумарних сигналів з виходу приймальних каналів випромінювачів за формулою. Здійснюють корекцію попереднього розподілу амплітуд електромагнітного поля на поверхні осесиметричного трансрефлектора у площині кута місця шляхом створення квазіоптимального розподілу цих амплітуд за допомогою радіопоглинаючого композитного покриву, що нанесений на дзеркало трансрефлектора за його розкривом з UA 103271 C2 (12) UA 103271 C2 висотою в інтервалі зі зміною товщини покриву дзеркала для забезпечення розподілу коефіцієнта відбиття хвилі від поверхні дзеркала за цим розкривом за формулою. Технічним результатом є збільшення завадозахищеності пеленгування джерел у промені шляхом зменшення бокового прийому завадових сигналів через зменшення рівня бокових пелюстків діаграми спрямованості антени у площині кутів місця. UA 103271 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до технології стійкого до перешкод, однопозиційного визначення азимута і кута місця джерела випромінювання різноманітних сигналів у радіолокаційному діапазоні частот, під час сканування за кругом, в умовах застосування постановників перешкод і низьколетючих цілей, шляхом підняття центру випромінювань за допомогою відбивача на металевій щоглі. Відомі різноманітні способи однопозиційного пеленгування джерел випромінювання. Спосіб пеленгування по колу, який реалізований (згідно з Авт. Свід. СРСР № 258401 від 03.08.87). Згідно з цим способом формують гостроспрямовану в азимутальній площині діаграму спрямованості дводзеркальної антени сканування по колу та за затримкою сигналів, що приймаються відносно початку сектора сканування, визначають азимут джерела випромінювання. Кут місця джерела визначають за різницею фаз сигналів в приймальних каналах дводзеркальної антени. Недоліком цього способу є низька стійкість пеленгування джерела під час наявності в напрямку бокових (верхнього і нижнього) пелюстків променя пеленгатора сигналів активних перешкод, а також сигналів, що відбиті від підстильної поверхні. Крім того, незадовільною є точність визначення кута місця джерел випромінювання. З відомих способів пеленгування найбільш близьким до запропонованого є спосіб пеленгування джерел випромінювання (згідно з Патентом України № 69553А 7 G01S 13/06 від 15.09.2004. Бюл. № 9. 2004 p.), що вибраний як прототип. Згідно з прототипом, для стійкого однопозиційного визначення кутових координат джерел випромінювання, сканують у просторі за допомогою двох віялоподібних променів, що протилежно нахилені і розташовані під кутом  до горизонту та перехрещуються біля поверхні ґрунту, формують промені за допомогою двох рознесених у площині кутів місця, осесиметричних нерухомих відбиваючих поверхонь, нижнього параболоїдального рефлектора та верхнього зрізаноконічного трансрефлектора, піднятого на щоглі для збільшення дальності прямої видимості, спрямовують два випромінювачі, що синхронно сканують з частотою  , у площині азимута уздовж лінії фокального кола параболоїдального рефлектора, на протилежно нахилені ділянки цього рефлектора, так щоб сигнали, які приймаються, що відбиті від зрізаноконічного трансрефлектора, потрапляли на ці ділянки рефлектора та у випромінювачі, що сканують, посилюють в приймальних каналах і детектують вихідні сигнали та визначають азимут  і кут місця є джерела випромінювання з урахуванням затримок за часом на t1, t2 сигналів кожного із двох випромінювачів відносно часу, що відповідає початку сканування, за формулами:     (t1  t 2 ) / 2 ;     (t 2  t1)  tg/ 2 . Недоліком прототипу є недостатня завадозахищеність пеленгування джерел випромінювань під час дії в напрямку бокових (верхнього і нижнього) пелюстків променя пеленгатора сигналів активних перешкод, а також сигналів, що відбиті від підстильної поверхні і потрапляють в його центр випромінювання і прийому, який є піднятим на металевій щоглі. Це зменшує точність пеленгування джерел випромінювань, коли вони мають слабку потужність. Задачею, на рішення якої спрямований винахід, що пропонується, є така зміна технології пеленгування джерел випромінювання, при якої можливо підвищення завадозахищеності пеленгування, тобто більш точного визначення координат азимута і кута місця джерела, шляхом зменшення рівня бокових пелюстків діаграми спрямованості трансрефлектора на 10-12 дБ. Для вирішення цієї задачі шляхом сканування віялоподібних променів, що протилежно нахилені і розташовані під кутом  до горизонту та перехрещуються біля поверхні ґрунту, формування за допомогою двох рознесених у площині кутів місця, осесиметричних нерухомих відбиваючих поверхонь, нижнього параболоїдального рефлектора та верхнього зрізаноконічного трансрефлектора, піднятого на щоглі для збільшення дальності прямої видимості, спрямовання двох каналів випромінювачів з корегуванням фронтів хвилі, що синхронно сканують з частотою  у площині азимута уздовж лінії фокального кола параболоїдального рефлектора, на протилежно нахилені ділянки цього рефлектора, так щоб сигнали, яки приймаються, що відбиті від зрізаноконічного трансрефлектора, потрапляли на ці ділянки рефлектора та у випромінювачі, що сканують, посилення в приймальних каналах і детектування вихідних сигналів та визначення азимута  джерела випромінювання з урахуванням півсуми затримок за часом на t1 , t 2 сигналів кожного із двох випромінювачів відносно часу, що відповідає початку сканування, за формулою     (t1  t 2 ) / 2 , та визначення кута місця джерела за піврізницею затримок за часом на t1 , t 2 сумарних сигналів з виходу приймальних каналів випромінювачів за формулою     (t 2  t1)  tg/ 2 , згідно з винаходом, 1 UA 103271 C2 здійснюють корекцію попереднього розподілу f0 амплітуд електромагнітного поля на поверхні осесиметричного трансрефлектора у площині кута міста шляхом створення квазіоптимального розподілу fopt , цих амплітуд за допомогою радіопоглинаючого композитного покриву, що 5 нанесений на дзеркало трансрефлектора за його розкривом з висотою H інтервалі h  H/ 2...  H/ 2 зі зміною товщини покриву дзеркала композитом для забезпечення розподілу коефіцієнта відбиття хвилі від поверхні дзеркала за цим розкривом у вигляді   2h   2h   2h  K o    1  fo    fopt   , H H  H   де f0 (0)  fopt (0)  1 , fo (h)  1  (1  ) fопт (h)  10 2  2 m 1  n0 F( n )I0 ( n h / H) I0 ( n )2 4h2 H2 ; f0 (h  H / 2)   ; ; fopt (h  H / 2)   ;  - відносний рівень амплітуди поля на краю розкриву дзеркала; m - число, що визначає кількість однорідних бокових пелюстків діаграми спрямованості антени, що зменшуються через зміну амплітуд поля на 10…12 дБ;  n - корені рівняння I1(  2  H  sin  a /  )  0 ;  - довжина хвилі; F - діаграма спрямованості розкриву у площині  a до модернізації; 15 F(  a )   I1(u) 2(1   )I2 (u)  ; u  2  H  sin a ; 2 u 2 u Il - бесселева функція l-го порядку першого роду; 20 25 30 35 40 Конкретний приклад реалізації способу і наявність позитивного ефекту доцільно розглянути шляхом сумісного урахування суттєвих ознак-операцій, що властиві і прототипу, і винаходу. На фіг. 1 наведено приклад реалізації способу, що пропонується. Для випадку пеленгування джерела з кутовими координатами  д ,  д джерело спостерігається в середині робочого діапазону кутів місця, який дорівнює  m . Вид сигналів на виході приймального каналу та їх затримки за часом на t1 , t 2 відносно початку синхронного сканування промінів з частотою  . у площині азимута зображені тут нижче. На фіг. 2 представлено варіант загального вигляду пеленгатора, що реалізує запропонований спосіб. На фіг. 3 ілюструється досягнення ефекту вузькоспрямованого випромінювання в азимутальній площині після його відбиття від трансрефлектора, який має осесиметричну опуклу поверхню. Це здійснюється за умовою корегування фронтів хвилі, під час її розповсюдження в каналах випромінювачів. Тому уявний фокус F випромінювача є розташованим на фокальному колі позад щогли. Через вирівнювання фронтів промінів вони улучають на протилежно нахилені ділянки параболоїдального рефлектора. На фіг. 4 представлено вид амплітудних розподілень поля за розкривом антени. Радіопоглинаючий композит доцільно виготовляти шляхом синтезу наповнювача-оксиду перехідних металів зі структурою шпінелі оберненого типу для полімерної основи композиту та затвердіння їх суміші в електромагнітному полі. Нанесення на дзеркало композитного покриву, товщина якого регулюється за розкривом, доцільно здійснювати електростатичним розпилювачем фарби. На фіг. 5 надано діаграму спрямованості антени прототипа, а на фіг. 6 - діаграму спрямованості антени винаходу. Ширина діаграми спрямованості нової антени (з новим амплітудним розподілом поля) пов'язана з рівнем максимальних за інтенсивністю (однорідних) бокових пелюстків  б , що примикають до основного, формулою 2 opt  0,5 45 l =0; 1; 2.  1   1  2 . arch2    arch2     2  H  б б  Із цієї залежності виникає, що в разі одержання бокових пелюстків, наприклад, на рівні мінуса 33 дБ, коли раніше він дорівнював мінусу 23 дБ, ширина діаграми спрямованості модернізованої антени збільшується лише на 1 %, що не зменшує завадозахищеність пеленгування джерел випромінювання. 2 UA 103271 C2 5 10 15 Під час застосування винаходу досягається збільшення завадозахищеності пеленгування джерел випромінювання завдяки зменшенню рівня бокового прийому активних перешкод в площині кута місця, в напрямку верхнього бокового пелюстка діаграми спрямованості антени у випадку спостереження слабких сигналів під час дії постановників завад, а також завдяки зменшенню рівня сигналів, що відбиті від підстильної поверхні в напрямку нижнього бокового пелюстка діаграми спрямованості антени, у випадку спостереження сигналів від об'єктів, що є малорозмірними і діють на занадто малій висоті. В порівнянні з прототипом, збільшення точності визначення кутових координат - пропорційно відношенню потужностей завадових сигналів, що потрапляють у приймальні канали пеленгаторів щодо прототипу Pn та винаходу Pв . Згідно з умовами прикладу, це відношення дорівнює Pn / Pв  10 . Таким чином, можливість реалізації запропонованого способу, його корисність, що визначається сукупністю суттєвих ознак винаходу, його переваги в порівнянні з прототипом, вважаються такими, що є доказаними. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 Спосіб пеленгування джерел випромінювання шляхом сканування віялоподібних променів, що протилежно нахилені і розташовані під кутом  до горизонту та перехрещуються біля поверхні ґрунту, формування за допомогою двох рознесених у площині кутів місця осесиметричних нерухомих відбиваючих поверхонь нижнього параболоїдального рефлектора та верхнього зрізаноконічного трансрефлектора, піднятого на щоглі для збільшення дальності прямої видимості, спрямування двох каналів випромінювачів з корегуванням фронтів хвилі, що синхронно сканують з частотою  у площині азимута уздовж лінії фокального кола параболоїдального рефлектора на протилежно нахилені ділянки цього рефлектора так, щоб сигнали, які приймаються, що відбиті від зрізаноконічного трансрефлектора, потрапляли на ці ділянки рефлектора та у випромінювачі, що сканують, посилення в приймальних каналах і детектування вихідних сигналів та визначення азимута  джерела випромінювання з урахуванням півсуми затримок сигналів кожного із випромінювачів відносно часу t=0, що відповідає початку сканування, за формулою     ( t1  t 2 ) / 2 , та визначення кута місця джерела за піврізницею затримок за часом на t1 , t  2 сумарних сигналів з виходу приймальних  каналів випромінювачів за формулою     ( t 2  t1 )  tg / 2 , який відрізняється тим, що здійснюють корекцію попереднього розподілу f о амплітуд електромагнітного поля на поверхні 35 осесиметричного трансрефлектора у площині кута місця шляхом створення квазіоптимального розподілу f opt цих амплітуд за допомогою радіопоглинаючого композитного покриву, що нанесений на дзеркало трансрефлектора за його розкривом з висотою H в інтервалі h  H / 2...  H / 2 зі зміною товщини покриву дзеркала для забезпечення розподілу коефіцієнта відбиття хвилі від поверхні дзеркала за цим розкривом у вигляді:  40    2h   2h   2h  K o    1  f o    f opt   , H  H   H де f о ( 0)  f opt ( 0)  1 , f o ( h )  1  (1   ) f оpt (h )  45 2 2 4h 2 , f о ( h   H / 2)   , H2 F(n )I0 (n h / H) , f opt ( h   H / 2)   , I0 ( n )2 n 0 m 1   - відносний рівень амплітуди поля на краю розкриву дзеркала, m - число, що визначає кількість однорідних бокових пелюстків діаграми спрямованості антени, що зменшуються через зміну амплітуд поля на 10…12 дБ,  n - корені рівняння I1(  2  H  sin  a /  )  0 , де  - довжина хвилі, F - діаграма спрямованості розкриву у площині  a до модернізації, 3 UA 103271 C2 F(a )  Il I1( u ) 2(1   )I 2 ( u )  , u  2  H  sin a ,  2 u u 2 бесселева функція l-го порядку 4 першого роду, l =0, 1, 2. UA 103271 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5