close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16108

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01S 13/00
(2006.01)
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО МАЛОВЫСОТНОГО
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
(21) Номер заявки: a 20101080
(22) 2010.07.15
(43) 2012.02.28
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(72) Авторы: Воинов Валерий Васильевич; Иващенко Инга Анатольевна;
Сасим Евгений Николаевич (BY)
BY 16108 C1 2012.08.30
BY (11) 16108
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(56) Справочник офицера противовоздушной обороны. - Москва: Военное издательство, 1987. - С. 131.
BY 11960 C1, 2009.
RU 94020920 A1, 1996.
RU 2347235 C2, 2009.
DE 4400623 A1, 1995.
(57)
Способ определения дальности до маловысотного летательного аппарата, при котором
излучают электромагнитную волну с частотой, линейно изменяющейся в диапазоне от
3 до 5 МГц, и принимают переизлученную маловысотным летательным аппаратом электромагнитную волну, причем изменяют частоту излучаемой электромагнитной волны в
течение периода времени:
2D m
T=
,
c
где Dm - максимальная дальность обнаружения;
c - скорость электромагнитной волны в вакууме,
в момент приема переизлученной электромагнитной волны одновременно измеряют частоты принимаемой fп и излучаемой fи электромагнитных волн, сравнивают их между собой и определяют дальность D до маловысотного летательного аппарата из выражения:
cT(f и − f п )
D=
при f п ≤ f и ,
2∆FМ
где ∆FM - девиация частоты излучаемой волны, или
Фиг. 1
BY 16108 C1 2012.08.30
D=
cT(∆FМ − (f п − f и ))
2∆FМ
при f п ≤ f и .
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокации, и может быть
использовано для определения дальности до маловысотного летательного аппарата за горизонтом Земли.
Известен способ обнаружения маловысотного летательного аппарата [1], включающий
излучение электромагнитных волн с линейно изменяющейся частотой в пределах от 3 до
5 МГц, прием электромагнитных волн, суждение о наличии маловысотного летательного
аппарата по превышению мощностью принятой электромагнитной волны порогового значения.
Недостатком известного способа является ограниченность технических возможностей,
так как с его помощью нельзя определять дальность до маловысотного летательного аппарата, движущегося за горизонтом Земли.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ
определения дальности [2], включающий излучение электромагнитных волн с линейно
изменяющейся частотой колебаний, прием электромагнитных волн, определение дальности до летательного аппарата по формуле:
c(f − f )T
D= и п ,
4∆FM
где с - скорость электромагнитных волн в вакууме; ∆FM - девиация частоты излучаемых
волн; T - период повторения модулирующей частоты передатчика; fи, fп - частоты излучаемой и принимаемой электромагнитных волн.
Недостатком известного способа является ограниченность технических возможностей,
так как с его помощью нельзя определять дальность до маловысотного летательного аппарата, движущегося за горизонтом Земли.
Задачей изобретения является расширение технических возможностей способа.
Техническим результатом осуществления способа является определение дальности до
маловысотного летательного аппарата за горизонтом Земли при неопределенности и изменчивости частоты электромагнитной волны, переизлучаемой маловысотным летательным аппаратом.
Для решения поставленной задачи при осуществлении способа определения дальности
до маловысотного летательного аппарата, при котором излучают электромагнитную волну
с частотой, линейно изменяющейся в диапазоне от 3 до 5 МГц, и принимают переизлученную маловысотным летательным аппаратом электромагнитную волну, причем изменяют частоту излучаемой электромагнитной волны в течение периода времени:
2D m ,
T=
c
где Dm - максимальная дальность обнаружения;
c - скорость электромагнитной волны в вакууме,
в момент приема переизлученной электромагнитной волны одновременно измеряют частоты принимаемой fп и излучаемой fи электромагнитных волн, сравнивают их между собой и определяют дальность D до маловысотного летательного аппарата из выражения:
cT(f и − f п )
D=
при fп ≤ fи,
2∆FM
где ∆FM - девиация частоты излучаемой волны, или
2
BY 16108 C1 2012.08.30
cT(∆FM − (f п − f и ))
при fп > fи.
2∆FM
Сущность способа поясняют фиг. 1-3.
На фиг. 1 обозначено:
МЛА - маловысотный летательный аппарат;
1 - поверхность Земли;
2 - приемо-передающая антенна;
3 - усилитель мощности;
4 - генератор электромагнитных колебаний с линейно изменяющейся частотой;
5, 6 - первый и второй частотомеры;
7 - усилитель мощности;
8 - вычислитель;
9 - индикатор.
Обозначения на фиг. 2 следующие:
И - зависимость частоты излучаемых электромагнитных волн (f) от времени (t);
П - принимаемая электромагнитная волна;
f1, f2 - нижняя и верхняя границы девиации частоты излучаемых электромагнитных
волн соответственно;
fп - частота принимаемой электромагнитной волны, переизлученной маловысотным
летательным аппаратом;
fи - частота излучаемой электромагнитной волны в момент приема переизлученной
маловысотным летательным аппаратом электромагнитной волны;
τ1 - временной интервал между излучением принимаемой электромагнитной волны
частотой fп и ее приемом при fп < fи.
На фиг. 3 обозначено:
τ2 - временной интервал между излучением принимаемой электромагнитной волны
частотой fп и ее приемом при fп > fи.
τ21 - временной интервал между излучением электромагнитных волн с частотами fп и f2;
τ22 - временной интервал между излучением электромагнитной волны с частотой f1 и
приемом электромагнитной волны с частотой fп.
Сущность способа заключается в следующем.
В соответствии с [1] система "маловысотный летательный аппарат - проводящая подстилающая поверхность" может излучать и переизлучать падающие на нее электромагнитные волны в полосе частот от 1,5 до 3,5 МГц. Основная частота излучаемых или
переизлучаемых электромагнитных волн зависит от размеров и высоты полета маловысотного летательного аппарата, но остается в определенных пределах, характерных для
каждого типа маловысотного летательного аппарата.
Мощность собственного излучения маловысотного летательного аппарата также зависит от многих факторов и может оказаться недостаточной для загоризонтного определения дальности.
Поскольку электромагнитные волны рассматриваемого диапазона огибают поверхность Земли [3, 4], для надежного определения дальности используется активный метод
локации, схематически изображенный на фиг. 1.
Маловысотный летательный аппарат движется в непосредственной близости от поверхности Земли 1. На маловысотный летательный аппарат падает излучение от приемопередающей антенны 2.
Для расширения класса регистрируемых маловысотных летательных аппаратов расширен диапазон линейного изменения частоты излучаемых электромагнитных волн от
1,5 до 5 МГц. Генератор 4 создает электромагнитные колебания этих частот с периодом
повторения T. Выходной сигнал генератора 4 подается на вход усилителя мощности 3, а с
D=
3
BY 16108 C1 2012.08.30
его выхода - на приемопередающую антенну 2. Одновременно сигнал с выхода генератора
4 подается на вход первого частотомера 5, а с его выхода сигнал поступает на первый
вход вычислителя 8. Таким образом, на первом входе вычислителя 8 всегда действует
сигнал, определяющий частоту излучаемой электромагнитной волны.
Маловысотный летательный аппарат переизлучает только одну из частот падающих
на него электромагнитных волн, а именно ту, которая равна резонансной частоте колебательного контура "маловысотный летательный аппарат - подстилающая поверхность".
Переизлученная маловысотным летательным аппаратом электромагнитная волна достигает приемо-передающей антенны 2, с выхода которой соответствующий сигнал поступает на вход усилителя мощности 7, с выхода которого сигнал поступает на вход
второго частотомера 6. С выхода второго частотомера 6 сигнал поступает на второй вход
вычислителя 8.
Зависимости частоты f сигналов на первом и втором входах вычислителя 8 от времени
t показаны на фиг. 2, 3. Индекс И обозначает зависимость частоты излучаемой электромагнитной волны от времени на первом входе вычислителя 8, а индекс П - зависимость
частоты принимаемой электромагнитной волны от времени на втором входе вычислителя 8.
На фиг. 2 показан случай одновременной регистрации частоты излучаемой fи и принимаемой fп электромагнитных волн при fп ≤ fи. На фиг. 3 показан случай, когда fп > fи.
Как следует из фиг. 2, промежуток времени между излучением и приемом электромагнитной волны частотой fп составляет:
T(f и − f п )
τ1 =
;
(1)
∆FM
где ∆FM - девиация частоты, равная:
(2)
∆FM = f2 – f1,
где f1, f2 - нижняя и верхняя границы девиации частоты.
За время τ1 электромагнитная волна успевает распространиться до маловысотного летательного аппарата и обратно. Поэтому:
(3)
2D = сτ1,
где D - дальность до маловысотного летательного аппарата;
с = 3⋅108 м/с - скорость электромагнитных волн в вакууме.
Подстановка (1) в (3) дает:
cT(f и − f п )
D=
.
(4)
2∆FM
Из фиг. 3 следует, что при fп > fи промежуток времени между излучением и приемом
электромагнитной волны частотой fп составляет:
(5)
τ2 = τ21 + τ22,
где
(f − f )T
τ21 = 2 п ;
(6)
∆FM
τ22 =
(f и − f1 )T .
∆FM
Подставив (6) и (7) в (5), получим:
((f − f ) − (fп − fи ))T = (∆FM − (fп − fи ))T .
τ2 = 2 1
∆FM
∆FM
Очевидно, что в этом случае:
4
(7)
(8)
BY 16108 C1 2012.08.30
D=
cτ2
=
cT(∆FM − (f п − f и ))
.
(9)
2
2∆FM
Так как сравнение fп и fи происходит после переизлучения электромагнитной волны
системой "маловысотный летательный аппарат - подстилающая поверхность", случайный
характер переизлучаемой частоты на результат измерения влияния не оказывает и определение дальности по формулам (4), (9) позволяет достоверно определить дальность до маловысотного летательного аппарата за горизонтом Земли, чем обеспечивается расширение
технических возможностей способа-прототипа.
Источники информации:
1. Слуцкий В.З., Фогельсон Б.И. Импульсная техника и основы радиолокации. - М:
Воениздат, 1975. - С. 237-238.
2. Справочник офицера противовоздушной обороны / Под ред. Г.В. Зимина,
С.К. Бурмистрова. - М.: Воениздат, 1987. - С. 131.
3. Способ обнаружения маловысотного летательного аппарата: Патент РБ 13148, МПК
G 01S 13/00, G 08B 13/24 / И.М. Быков, В.В. Воинов, В.В. Мокринский и др.; УО "ВА РБ" //
Бюл. № 2. - 2009.
4. Физический энциклопедический словарь. - М.: Сов. энциклопедия, 1984. - С. 617.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
172 Кб
Теги
by16108, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа