[go: up one dir, main page]

RU2407031C1 - Radar device for classifying vibrating aircraft with flight path instabilities in surface layers - Google Patents

Radar device for classifying vibrating aircraft with flight path instabilities in surface layers Download PDF

Info

Publication number
RU2407031C1
RU2407031C1 RU2009118052/09A RU2009118052A RU2407031C1 RU 2407031 C1 RU2407031 C1 RU 2407031C1 RU 2009118052/09 A RU2009118052/09 A RU 2009118052/09A RU 2009118052 A RU2009118052 A RU 2009118052A RU 2407031 C1 RU2407031 C1 RU 2407031C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
antenna
portrait
aircraft
Prior art date
Application number
RU2009118052/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов (RU)
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Лилия Константиновна Старкова (RU)
Лилия Константиновна Старкова
Алексей Дмитриевич Митрофанов (RU)
Алексей Дмитриевич Митрофанов
Елена Викторовна Митрофанова (RU)
Елена Викторовна Митрофанова
Дмитрий Александрович Майоров (RU)
Дмитрий Александрович Майоров
Валентин Александрович Перехожев (RU)
Валентин Александрович Перехожев
Александр Геннадьевич Прохоркин (RU)
Александр Геннадьевич Прохоркин
Сергей Александрович Вашкевич (RU)
Сергей Александрович Вашкевич
Original Assignee
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Геннадьевич Митрофанов filed Critical Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Priority to RU2009118052/09A priority Critical patent/RU2407031C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2407031C1 publication Critical patent/RU2407031C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics. ^ SUBSTANCE: disclosed device has a synchroniser, a modulator, a microwave oscillator, an antenna switch, a receiver, a range measuring system, a resolver, an antenna, an antenna control system, a velocity measuring system, three analogue-to-digital converters, memory, a fast Fourier transformation computer, a classification unit, designed and connected to each other in a certain way. ^ EFFECT: high quality of classifying location objects according to the structure of a vibration map owing to further consideration of phase information of reflected signals, owing to exclusion of components arising from direct reflection from the body of an object and presence of scanning frequencies, and owing to averaging of negative spectral components of the turbo-prop effect. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокационных измерений и может быть использовано в импульсных радиолокаторах с коническим сканированием для классификации различных воздушных объектов.The invention relates to the field of radar measurements and can be used in pulsed radars with conical scanning to classify various air objects.

Известны радиолокационный способ исследования вибрирующих объектов и устройство для его осуществления [1], основывающиеся на выделении периодических составляющих в отраженном сигнале при облучении близкорасположенных вибрирующих объектов. Представленное в [1] устройство содержит приемопередающую антенну, вход-выход которой через циркулятор подключен к входу демодулятора, а выход модулятора соединен с другим входом циркулятора, подключенный к выходу модулятора усилитель, выход которого связан одновременно с первым входом второго управляемого ключа, входом амплитудного детектора и первым входом первого управляемого ключа, выход которого соединен со входом анализатора спектра, а второй вход - одновременно с выходом компаратора и входом блока задержки, выход которого подключен к второму входу второго управляемого ключа, третий вход которого заземлен, а выход связан со вторым входом модулятора, первый (сигнальный) вход которого соединен одновременно с выходом генератора и гетеродинным входом демодулятора. При этом выход амплитудного детектора подключен к первому входу компаратора, второй вход которого связан с выходом порогового блока.Known radar method for the study of vibrating objects and a device for its implementation [1], based on the selection of periodic components in the reflected signal when irradiating nearby vibrating objects. The device presented in [1] contains a transceiver antenna, the input-output of which through the circulator is connected to the input of the demodulator, and the output of the modulator is connected to another input of the circulator, an amplifier connected to the output of the modulator, the output of which is connected simultaneously with the first input of the second controlled key, the input of the amplitude detector and the first input of the first managed key, the output of which is connected to the input of the spectrum analyzer, and the second input - simultaneously with the output of the comparator and the input of the delay unit, the output of which is connected chen to the second input of the second controllable switch, the third input of which is grounded, and an output connected to a second modulator input, the first (signal) input coupled simultaneously with output of the generator and the local oscillator input of the demodulator. The output of the amplitude detector is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected with the output of the threshold block.

Данное устройство позволяет с высокой точностью определять вибрационные характеристики объектов пеленга по рассеянным радиолокационным сигналам. Поскольку различные объекты ввиду специфики своей формы имеют различные вибрационные характеристики, то предложенное устройство можно считать устройством, обеспечивающим классификацию различных вибрирующих объектов. Однако данное устройство не может быть применено для классификации таких объектов, как аэродинамические летательные аппараты (ЛА), вибрирующие при траекторных нестабильностях полета в турбулентной атмосфере, так как оно правильно функционирует только при локации близкорасположенных объектов, чтобы пренебрежение временем задержки рассеянного сигнала, используемое неоднократно, было оправданным.This device allows with high accuracy to determine the vibrational characteristics of the objects of the bearing from the scattered radar signals. Since various objects, due to the specifics of their shape, have different vibrational characteristics, the proposed device can be considered a device that provides classification of various vibrating objects. However, this device cannot be used to classify objects such as aerodynamic aircraft (LA), vibrating during trajectory flight instabilities in a turbulent atmosphere, since it only functions correctly when locating nearby objects in order to neglect the delay time of the scattered signal, used repeatedly was justified.

В [2] приводится описание другого радиолокационного устройства классификации объектов по амплитудно-модулированным эхо-сигналам. Применение устройства основано на том, что отражающие поверхности ЛА при своем нормальном функционировании совершают колебательные движения, обусловленные работой двигателей. На эти колебания реагируют зондирующие импульсы радиолокационных станций (РЛС), и фаза рассеянных сигналов изменяется в соответствии с частотой колебаний исследуемого объекта. Устройство включает антенну, антенный переключатель (АП), приемник, передатчик, индикатор кругового обзора (ИКО) и канал классификации, состоящий из линии задержки (ЛЗ), второго ключа, смесителя, фильтра нижних частот (ФНЧ) и устройства воспроизведения образа объекта, причем передатчик состоит из модулятора, генератора сверхвысокой частоты (СВЧ) и первого ключа. В описанном устройстве антенна через АП соединяется со входом приемника и выходом первого ключа, второй вход которого связан одновременно с выходом генератора СВЧ и вторым входом смесителя, выход которого подключен к входу ФНЧ, а первый вход - к выходу второго ключа, первый вход которого соединен одновременно с выходом приемника и вторым входом ИКО, первый вход которого связан одновременно с выходом модулятора, первым (управляющим) входом первого ключа и входом ЛЗ, выход которой подключен ко второму (управляющему) входу второго ключа, а устройство воспроизведения образа объекта соединено с выходом ФНЧ.In [2], a description is given of another radar device for classifying objects by amplitude-modulated echo signals. The use of the device is based on the fact that the reflecting surfaces of the aircraft during their normal functioning make oscillatory movements due to the operation of the engines. The probe pulses of the radar stations react to these oscillations, and the phase of the scattered signals changes in accordance with the oscillation frequency of the object under study. The device includes an antenna, an antenna switch (AP), a receiver, a transmitter, a circular viewing indicator (PPI) and a classification channel consisting of a delay line (LZ), a second key, a mixer, a low-pass filter (LPF) and a device for reproducing an image of an object, The transmitter consists of a modulator, a microwave generator and a first key. In the described device, the antenna is connected through the AP to the input of the receiver and the output of the first key, the second input of which is connected simultaneously with the output of the microwave generator and the second input of the mixer, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, and the first input is connected to the output of the second key, the first input of which is connected simultaneously with the output of the receiver and the second input of the IKO, the first input of which is connected simultaneously with the output of the modulator, the first (control) input of the first key and the input LZ, the output of which is connected to the second (control) input of the second key, and The image reproduction facility of the object is connected to the output of the low-pass filter.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может обеспечить высокого качества классификации (разделения на классы) воздушных объектов, так как классификация проводится с помощью головных телефонов по окраске звука, которая зависит от амплитуды и частоты возникающих в полете вибраций. Отсутствие точных звуковых эталонов и различные слуховые и идентификационные возможности операторов РЛС, производящих классификацию, служат причинами возможных ошибок. Если в качестве признака отождествления применить не тембр звука, а распределение спектральных откликов по частотам вибрационного диапазона, то и в этом случае вероятность классификации не будет высокой, так как при этом не учитывается ракурс движения центра масс объекта и скорость его перемещения относительно локатора, от которых зависит структура частотного портрета вибрационного диапазона. К тому же в устройстве [2] производится не слежение за объектом, а только его стробирование по дальности, что может привести к попаданию в рабочую дистанцию сигналов, рассеянных несколькими объектами, и к увеличению ошибок классификации.The disadvantage of this device is that it cannot provide a high quality classification (separation into classes) of airborne objects, since the classification is carried out using headphones by the color of the sound, which depends on the amplitude and frequency of the vibrations that occur during the flight. The lack of accurate sound standards and the various auditory and identification capabilities of the classification radar operators are the causes of possible errors. If, as a sign of identification, we apply not the timbre of sound, but the distribution of spectral responses over the frequencies of the vibrational range, then in this case the classification probability will not be high either, since this does not take into account the angle of motion of the center of mass of the object and its speed relative to the locator, from which the structure of the frequency portrait of the vibrational range depends. In addition, the device [2] does not track an object, but only its gating in range, which can lead to signals entering into the working distance scattered by several objects and to an increase in classification errors.

Известно также радиолокационное устройство классификации объектов [3], в состав которого входят последовательно включенные синхронизатор, модулятор, генератор СВЧ, АП, приемник, система измерения дальности (СИД) и счетно-решающий прибор (СРП), а также включающее антенну, систему управления антенной (СУА), первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), запоминающее устройство (ЗУ), систему измерения скорости (СИС), вычислитель быстрого преобразования Фурье (БПФ) и блок классификации, состоящий из микропроцессора, блока выбора эталонов и блока вывода результатов классификации. При этом выход синхронизатора связан со вторым входом СИД, первый вход которой подключен к входу СУА и входу первого АЦП, выход которого связан с первым входом запоминающего устройства, выход которого соединен со входом вычислителя БПФ, выход которого подключен к первому входу микропроцессора, выход которого соединен со входом блока вывода результатов классификации (БВРК), а второй вход - с выходом блока выбора эталонов, первый вход которого связан с выходом системы измерения скорости, а второй - с выходом счетно-решающего прибора, второй вход которого подключен ко второму выходу СУА, первый выход которой механически связан с антенной, вход-выход которой соединен с вход-выходом антенного переключателя, а второй выход приемника соединен со входом СИС.Also known is a radar device for classifying objects [3], which includes sequentially connected synchronizer, modulator, microwave generator, AP, receiver, range measuring system (LED) and computer (SRP), as well as an antenna and antenna control system (SUA), the first analog-to-digital converter (ADC), a storage device (memory), a speed measuring system (SIS), a fast Fourier transform computer (FFT), and a classification unit consisting of a microprocessor, a sample selection unit, and a block output classification results. The synchronizer output is connected to the second input of the LED, the first input of which is connected to the input of the ACS and the input of the first ADC, the output of which is connected to the first input of the storage device, the output of which is connected to the input of the FFT computer, the output of which is connected to the first input of the microprocessor, the output of which is connected with the input of the classification results output unit (BRVK), and the second input with the output of the standard selection unit, the first input of which is connected to the output of the speed measuring system, and the second to the output of the computer, the second the course of which is connected to the second output of the control system, the first output of which is mechanically connected to the antenna, the input-output of which is connected to the input-output of the antenna switch, and the second output of the receiver is connected to the input of the ICS.

Данное устройство имеет более высокую вероятность классификации воздушных объектов за счет учета дополнительных факторов при выборе эталонов отождествления вибрационного диапазона (эталонов вибрационных портретов, т.е. эталонов низкочастотных спектров отраженных сигналов в диапазоне распространения составляющих вибрационного эффекта, занимающем частотную полосу ±500 Гц относительно основной доплеровской составляющей). Однако и это устройство обладает существенными недостатками, снижающими эффективность его работы. Во-первых, при формировании спектра вибраций (вибрационного портрета) в качестве исходной информации используется только амплитудная огибающая отраженного сигнала, что приводит к симметрии портрета в области отрицательных и положительных частот относительно основной доплеровской составляющей отраженного сигнала. Однако в отличиях амплитуд в областях положительных и отрицательных частот составляющих вибрационного портрета (ВП) заключена важная информация, способствующая более эффективной классификации. Во-вторых, в используемом диапазоне частот кроме вибрационных составляющих присутствуют корпусные (для летательных аппаратов - планерные) составляющие, именуемые доплеровским портретом объекта [4], а также составляющие частот сканирования характеристики направленности антенны (ХНА). Эти составляющие, как правило, выше по амплитуде составляющих вибрационного эффекта [5], что при нормировании портрета приводит к снижению амплитуд вибрационных гармоник практически до уровня шума и боковых лепестков более мощных составляющих. Это обусловливает необходимость удаления из обработки составляющих планера ЛА и частот сканирования. И наконец, при рекомендуемых частотах повторения импульсов РЛС порядка единиц-десятков килогерц в диапазон используемого при классификации низкочастотного спектра проникают высокочастотные спектральные составляющие турбовинтового эффекта [6, 7], которые необходимо нейтрализовывать (устранять), чтобы не искажалась информация, заключенная в ВП [8].This device has a higher likelihood of classifying airborne objects by taking into account additional factors when choosing standards for identifying the vibrational range (standards for vibrational portraits, i.e., standards for low-frequency spectra of reflected signals in the distribution range of components of the vibration effect, occupying a frequency band of ± 500 Hz relative to the main Doppler component). However, this device also has significant disadvantages that reduce its efficiency. Firstly, when forming the spectrum of vibrations (vibration portrait), only the amplitude envelope of the reflected signal is used as the initial information, which leads to portrait symmetry in the region of negative and positive frequencies relative to the main Doppler component of the reflected signal. However, the differences in the amplitudes in the regions of positive and negative frequencies of the components of the vibration portrait (VP) contain important information that contributes to a more efficient classification. Secondly, in the frequency range used, in addition to vibrational components, there are also hull (for aircraft - glider) components, referred to as the Doppler portrait of an object [4], as well as components of the scanning frequencies of the antenna directivity (ANA). These components, as a rule, are higher in amplitude than the components of the vibration effect [5], which, when normalizing the portrait, leads to a decrease in the amplitudes of vibration harmonics to practically the noise level and side lobes of more powerful components. This makes it necessary to remove from the processing the components of the airframe of the aircraft and scanning frequencies. And finally, at recommended radar pulse repetition frequencies of the order of several tens of kilohertz, the high-frequency spectral components of the turboprop effect penetrate the range of the low-frequency spectrum used for classification [6, 7], which must be neutralized (eliminated) so that the information contained in the airspace is not distorted [8 ].

Задачей изобретения является повышение качества классификации объектов локации по структуре вибрационного портрета за счет дополнительного учета фазовой информации отраженных сигналов, за счет исключения составляющих, обусловленных непосредственными отражениями от корпуса объекта и наличием частот сканирования, а также за счет устранения негативных ложных спектральных составляющих турбовинтового эффекта (ТВЭ).The objective of the invention is to improve the quality of classification of location objects according to the structure of the vibration portrait by additionally taking into account the phase information of the reflected signals, by eliminating the components due to direct reflections from the object’s body and the presence of scanning frequencies, as well as by eliminating the negative false spectral components of the turboprop effect (TVE )

Для достижения поставленной задачи предлагается дополнить схему устройства [3] четырьмя дополнительными блоками: вторым и третьим АЦП, блоком сглаживания, блоком ограничения и нормировки вибрационного портрета (БОНВП), предназначенным для вырезания из сформированного вибрационного портрета данных, представляющих доплеровский портрет летательного аппарата, а также гармоник, вызванных наличием конического сканирования характеристики направленности антенны. При этом БОНВП предлагается включить в состав блока классификации и связать его выход с первым входом микропроцессора, предназначенного для отождествления эталонов с рабочим вибрационным портретом летательного аппарата и принятия решения о его классе по наибольшей мере сходства. Вход БОНВП предлагается соединить с выходом вычислителя БПФ. Вход вычислителя БПФ предлагается связать с выходом блока сглаживания, вход которого следует подключить к выходу ЗУ, второй вход которого предлагается соединить с выходом второго АЦП, вход которого следует подключить ко второму выходу приемника. Вход третьего АЦП предлагается соединить с выходом СИС, а выход - с третьим входом ЗУ. Новые элементы схемы являются известными и представляют собой цифровые устройства на микропроцессорах и регистрах памяти, аналоги которых уже используются в прототипе [3].To achieve this goal, it is proposed to supplement the device circuit [3] with four additional units: the second and third ADCs, a smoothing unit, a unit for limiting and normalizing the vibration portrait (BONVP), designed to cut out the data representing the Doppler portrait of the aircraft from the generated vibration portrait, and harmonics caused by the presence of a conical scan of the directivity of the antenna. At the same time, it is proposed that BONVP be included in the classification block and associate its output with the first input of the microprocessor, designed to identify the standards with the working vibrational portrait of the aircraft and decide on its class for the greatest degree of similarity. It is proposed to connect the BONVP input to the output of the FFT calculator. It is proposed to connect the input of the FFT calculator to the output of the smoothing unit, the input of which should be connected to the output of the memory, the second input of which is proposed to be connected to the output of the second ADC, the input of which should be connected to the second output of the receiver. The input of the third ADC is proposed to be connected to the SIS output, and the output to the third input of the memory. New circuit elements are known and are digital devices on microprocessors and memory registers, analogues of which are already used in the prototype [3].

Предложенное построение схемы радиолокационного устройства классификации вибрирующих ЛА позволяет существенно повысить качество определения их классов за счет дополнительного учета фазовой информации отраженных сигналов, за счет исключения составляющих, обусловленных непосредственными отражениями от корпуса объекта (планерных составляющих) и наличием частот сканирования, за счет устранения негативных спектральных составляющих ТВЭ, за счет получения несимметричного ВП объекта в цифровом виде и более тщательного сравнения его с набором аналогичных по структуре эталонов.The proposed construction of a scheme for a radar classification device for vibrating aircraft makes it possible to significantly improve the quality of determining their classes by additionally taking into account the phase information of the reflected signals, by eliminating the components caused by direct reflections from the object’s body (glider components) and the presence of scanning frequencies, by eliminating negative spectral components TVE, due to obtaining an asymmetric VP of the object in digital form and a more thorough comparison of it with n boron standards are similar in structure.

На чертеже представлена структурная схема радиолокационного устройства классификации вибрирующих ЛА с траекторными нестабильностями полета в приземных слоях атмосферы. Радиолокационное устройство классификации содержит генератор СВЧ 1, модулятор 2, синхронизатор 3, антенну 4, АП 5, приемник 6, СИД 7, СУА 8, 1-й АЦП 9, ЗУ 10, СРП 11 (который предназначен для расчета пространственного ракурса локации летательного аппарата), СИС 12, вычислитель БПФ 13, блок сглаживания 18, 2-й АЦП 19, третий АЦП 20, а также блок классификации 17, состоящий из блока вывода результатов классификации 14, блока выбора эталонов 15, микропроцессора 16 и БОПВП 21. В отличие от прототипа [3] в предлагаемом устройстве вход второго АЦП 19 соединен со вторым выходом приемника 6, а выход - со вторым входом ЗУ 10, третий вход которого подключен к выходу третьего АЦП 20, вход которого связан с выходом СИС 12, выход ЗУ 10 подключен к входу блока сглаживания 18, выход которого соединен со входом вычислителя БПФ 13, связанного своим выходом со входом БОНВП 21, выход которого подключен к первому входу микропроцессора 16, предназначенного для отождествления эталонов с рабочим вибрационным портретом летательного аппарата и принятия решения о его классе по наибольшей мере сходства. В данном радиолокационном устройстве счетно-решающий прибор предназначен для расчета пространственного ракурса локации летательного аппарата. При этом предполагается, что первый выход приемника является выходом его амплитудного детектора, а второй выход приемника является выходом его фазового детектора.The drawing shows a structural diagram of a radar device for classifying vibrating aircraft with trajectory flight instabilities in the surface layers of the atmosphere. The radar classification device contains a microwave generator 1, modulator 2, synchronizer 3, antenna 4, AP 5, receiver 6, LED 7, SUA 8, 1st ADC 9, memory 10, SRP 11 (which is designed to calculate the spatial view of the location of the aircraft ), SIS 12, FFT calculator 13, smoothing block 18, 2nd ADC 19, third ADC 20, as well as classification block 17, consisting of a block for outputting classification results 14, a block for selecting standards 15, a microprocessor 16, and BOPVP 21. In contrast from the prototype [3] in the proposed device, the input of the second ADC 19 is connected to the second output m of the receiver 6, and the output is with the second input of the memory 10, the third input of which is connected to the output of the third ADC 20, the input of which is connected to the output of the SIS 12, the output of the memory 10 is connected to the input of the smoothing unit 18, the output of which is connected to the input of the FFT calculator 13, connected by its output to the input of the BONVP 21, the output of which is connected to the first input of the microprocessor 16, designed to identify the standards with the working vibrational portrait of the aircraft and decide on its class for the greatest degree of similarity. In this radar device, the computer is designed to calculate the spatial view of the location of the aircraft. It is assumed that the first output of the receiver is the output of its amplitude detector, and the second output of the receiver is the output of its phase detector.

Радиолокационное устройство классификации вибрирующих ЛА с траекторными нестабильностями (ТН) полета в приземных слоях атмосферы в соответствии со своей внутренней структурой работает следующим образом.A radar device for classifying vibrating aircraft with trajectory instabilities (VT) of flight in the surface layers of the atmosphere in accordance with its internal structure works as follows.

Генератор СВЧ 1 формирует мощные импульсы СВЧ в моменты подачи на его вход модулирующих импульсов с выхода модулятора 2, работой которого управляет синхронизатор 3. Зондирующие импульсы СВЧ через АП 5 поступают в антенну 4 и излучаются ею в направлении объекта, выбранного для сопровождения и последующей классификации. Отраженные воздушным объектом (летательным аппаратом) электромагнитные волны улавливаются антенной 4 и через АП 5 передаются на вход приемника 6, включающего в свой состав преобразователи частоты, частотные фильтры, усилители, амплитудный и фазовый детекторы. Продетектированные сигналы с выхода амплитудного детектора приемника 6 подаются на входы СУА 8, первого АЦП 9 и первый вход СИД 7. Выход амплитудного детектора является первым выходом приемника 6. В СИД 7 производится измерение дальности до сопровождаемого объекта по времени задержки отраженного сигнала относительно импульсов синхронизации, поступающих на второй вход СИД 7 с выхода синхронизатора 3. В СУА 8 производится измерение угловых координат объекта (угол места ε и азимут β). Для этого в РЛС должен быть реализован метод конического сканирования, т.е. конического развертывания ХНА при вращении облучателя, смещенного из фокуса параболического зеркала.Microwave generator 1 generates powerful microwave pulses at the moments when modulating pulses are fed to its input from the output of modulator 2, the operation of which is controlled by synchronizer 3. The probe microwave pulses through AP 5 enter antenna 4 and are emitted by it in the direction of the object selected for tracking and subsequent classification. Electromagnetic waves reflected by an air object (aircraft) are picked up by antenna 4 and transmitted through AP 5 to the input of receiver 6, which includes frequency converters, frequency filters, amplifiers, amplitude and phase detectors. The detected signals from the output of the amplitude detector of the receiver 6 are fed to the inputs of the SUA 8, the first ADC 9 and the first input of the LED 7. The output of the amplitude detector is the first output of the receiver 6. In LED 7, the distance to the tracked object is measured by the delay time of the reflected signal relative to synchronization pulses, arriving at the second input of LED 7 from the output of the synchronizer 3. In SUA 8, the angular coordinates of the object are measured (elevation angle ε and azimuth β). For this, the conical scanning method must be implemented in the radar, i.e. conical deployment of XNA during rotation of the irradiator, shifted from the focus of the parabolic mirror.

Информация об угловом положении объекта заключена в огибающей амплитуд принятых сигналов и может быть однозначно считана за период сканирования. Для осуществления этого в СУА 8 производится выделение огибающей видеоимпульсов, поступающих на вход СУА с первого выхода приемника 6. По параметрам огибающей определяются сигналы ошибок по ε и β, управляющие приводами СУА 8, которые обеспечивают механический доворот антенны 4 в направлении на объект. Для этого служит механическая связь первого выхода СУА 8 со входом антенны 4. Со второго выхода СУА 8 сигналы, пропорциональные угловому положению сопровождаемого ЛА, поступают на второй вход счетно-решающего прибора 11, предназначенного для расчета пространственного ракурса локации летательного аппарата. На первый вход СРП 11 приходят сигналы дальности до объекта с выхода СИД 7. СРП 11 по изменению угловых координат (ε и β) и дальности R до объекта рассчитывает пространственный ракурс локации объекта (ЛА) γ, который в виде напряжения поступает с выхода СРП 11 на второй вход блока выбора эталонов 15, входящего в состав блока классификации 17.Information about the angular position of the object is enclosed in the envelope of the amplitudes of the received signals and can be unambiguously read out during the scanning period. To accomplish this, in envelope 8, the envelope of the video pulses arriving at the input of the coil from the first output of receiver 6 is extracted. Error parameters are determined from the envelope by ε and β, which control the drives of coil 8, which provide a mechanical extension of antenna 4 towards the object. To do this, the mechanical connection of the first output of the SUA 8 with the input of the antenna 4 is used. From the second output of the SUA 8, signals proportional to the angular position of the escorted aircraft are fed to the second input of the computer 11, designed to calculate the spatial view of the location of the aircraft. The signals of the range to the object from the output of the LED 7 come to the first input of the PSA 11. The PSA 11, by changing the angular coordinates (ε and β) and the distance R to the object, calculates the spatial view of the object’s location (LA) γ, which comes from the output of the PSA 11 in the form of voltage to the second input of the block selection standards 15, which is part of the classification block 17.

На первый вход блока выбора эталонов 15 подается сигнал, пропорциональный радиальной скорости объекта Vr из СИС 12, на вход которой поступают сигналы со второго выхода (с фазового детектора) приемника 6. Видеоимпульсы с первого выхода приемника 6 последовательно поступают на вход первого АЦП 9, преобразующего их амплитуду в цифровые данные, которые проходят на первый вход запоминающего устройства 10.A signal proportional to the radial speed of the object V r from the SIS 12 is supplied to the first input of the sample selection unit 15, and the signals from the second output (from the phase detector) of the receiver 6 are fed to the input of the video signal. converting their amplitude into digital data that passes to the first input of the storage device 10.

Второй АЦП 19 последовательно оцифровывает фазовую информацию, заключенную в отраженных сигналах, и передает ее цифровые значения (с выхода АЦП 19) на второй вход ЗУ 10. Для однозначного съема амплитудной и фазовой информации в каждом периоде зондирования проводится согласованная обработка отраженного объектом сигнала. При согласованной обработке в качестве опорной функции используется комплексно-сопряженный зондирующий сигнал, принадлежащий периоду приема отраженного сигнала. В результате для каждого периода зондирования формируется принятый локатором обработанный сигнал квазитреугольной формы, т.е. сигнал с пиковым амплитудным значением [9]. Момент формирования пика отклика отраженного сигнала следует использовать для считывания амплитудной и фазовой информации с выходов приемника 6.The second ADC 19 sequentially digitizes the phase information contained in the reflected signals and transmits its digital values (from the output of the ADC 19) to the second input of the memory 10. For unambiguous removal of the amplitude and phase information in each sensing period, a coordinated processing of the signal reflected by the object is carried out. In case of coordinated processing, a complex conjugate probing signal belonging to the period of receiving the reflected signal is used as a reference function. As a result, for each sensing period, a processed quasitriangular-shaped signal received by the locator is generated, i.e. signal with peak amplitude value [9]. The moment of formation of the peak response of the reflected signal should be used to read the amplitude and phase information from the outputs of the receiver 6.

Запоминающее устройство 10 предназначено для вычитания из поступающих на него данных фазовой информации, связанной с изменением дальности до объекта, а также для формирования и запоминания массивов квадратурных составляющих отраженных сигналов, т.е. для преобразования и хранения цифровой информации об отраженных сигналах. В момент поступления амплитуды и фазы i-го отраженного сигнала с выходов 1-го и 2-го АЦП в ЗУ 10 на основе этой информации формируется комплексный сигнал вида

Figure 00000001
, где Ai - амплитуда i-го отраженного сигнала; ψi - фаза этого же сигнала.The storage device 10 is designed to subtract from the data arriving at it the phase information associated with changing the distance to the object, as well as for generating and storing arrays of quadrature components of the reflected signals, i.e. for converting and storing digital information about reflected signals. At the moment the amplitude and phase of the i-th reflected signal arrive from the outputs of the 1st and 2nd ADCs in the memory 10, a complex signal of the form is formed on the basis of this information
Figure 00000001
where A i is the amplitude of the i-th reflected signal; ψ i is the phase of the same signal.

Фазовая информация низкочастотного ВП не должна искажаться фазовой информацией, связанной с изменением дальности до объекта. Для этого с выхода СИС 12 значение измеренной радиальной скорости Vr поступает на вход третьего АЦП 20, где преобразуется в цифровой код. Величина радиальной скорости ЛА извлекается из частоты амплитудной модуляции Fам сигналов, снимаемых с выхода фазового детектора блока 6, путем умножения этой частоты на длину волны λ и деления результата на 2. Цифровое значение радиальной скорости объекта Vr поступает с выхода 3-го АЦП 20 на третий вход ЗУ 10. В ЗУ 10 перед запоминанием данных производится вычитание фазовой информации, связанной с изменением дальности до объекта. А именно, при приеме и обработке i-го отраженного сигнала результирующая фаза вычисляется с помощью формулы ψрез ii-4iVrTиπ/λ, где Ти - период повторения импульсов РЛС. Подобная операция является известной и широко применяется при формировании доплеровских портретов (ДП) и радиолокационных изображений объектов [6, 8, 10]. В итоге в каждом i-м периоде зондирования в ЗУ 10 формируется комплексный отраженный сигнал вида

Figure 00000002
, который затем преобразуется в два квадратурных сигнала Rei=Aicosψрез i и Imi=Aisinψрез i.The phase information of the low-frequency VP should not be distorted by the phase information associated with a change in the distance to the object. To do this, from the output of the SIS 12, the value of the measured radial velocity V r is fed to the input of the third ADC 20, where it is converted into a digital code. The radial velocity of the aircraft is extracted from the amplitude modulation frequency F am of the signals taken from the output of the phase detector of unit 6 by multiplying this frequency by the wavelength λ and dividing the result by 2. The digital value of the radial velocity of the object V r comes from the output of the 3rd ADC 20 to the third input of the memory 10. In the memory 10 before storing data, the phase information associated with the change in the distance to the object is subtracted. Namely, when receiving and processing the ith reflected signal, the resulting phase is calculated using the formula ψ res i = ψ i -4iV r T and π / λ, where T and is the pulse repetition period of the radar. A similar operation is known and is widely used in the formation of Doppler portraits (DP) and radar images of objects [6, 8, 10]. As a result, in each i-th sensing period in the memory 10, a complex reflected signal of the form
Figure 00000002
which is then converted into two quadrature signals Re i = A i cosψ rez i and Im i = A i sinψ rez i .

Цифровые данные о синусной и косинусной квадратурных составляющих i-x отраженных сигналов последовательно заполняют ячейки (элементы) массивов квадратурных составляющих, формируемых в ЗУ 10. Каждый массив имеет (2N+Z-1), где N - натуральное число в диапазоне от 7 до 11, Z - число элементов частной выборки массива, используемой в блоке 18 для нахождения среднего при сглаживании.Digital data on the sine and cosine quadrature components ix of the reflected signals sequentially fill the cells (elements) of arrays of quadrature components formed in the memory 10. Each array has (2 N + Z-1), where N is a natural number in the range from 7 to 11, Z is the number of elements of a private array sample used in block 18 to find the average when smoothing.

Итак, цифровые данные для каждой квадратуры отдельно записываются в ячейки памяти запоминающего устройства 10 до тех пор, пока их количество не составит величину (2N+Z-1). Сформированные массивы квадратурных составляющих отраженных сигналов поступают с выхода ЗУ 10 в блок сглаживания 18. Данный блок известными из [11, 12] методами сглаживания формирует модифицированные массивы квадратурных составляющих отраженных сигналов. Один из наиболее простых способов сглаживания описан в [12]. Результирующие квадратурные массивы будут содержать данные только о низкочастотных огибающих, а все высокочастотные выбросы, обусловленные ТВЭ, будут устранены. При сглаживании заменой среднего [12] число элементов массива снижается на Z-1. Значит, в сглаженных квадратурных массивах останется по 2N элементов. Такое количество одновременно обрабатываемых данных необходимо для обеспечения работы вычислителя БПФ 13. При этом необходимо обеспечить также правильную дискретизацию обрабатываемого отраженного сигнала, чтобы не потерять полезную информацию и выделить детально анализируемую спектральную полосу вибрационного диапазона.So, the digital data for each quadrature is separately recorded in the memory cells of the storage device 10 until then, until their number is equal to (2 N + Z-1). The formed arrays of quadrature components of the reflected signals are supplied from the output of the memory device 10 to the smoothing unit 18. This block, using the smoothing methods known from [11, 12], forms modified arrays of quadrature components of the reflected signals. One of the simplest smoothing methods is described in [12]. The resulting quadrature arrays will contain data only on the low-frequency envelopes, and all high-frequency emissions due to fuel cells will be eliminated. When smoothing by replacing the average [12], the number of array elements decreases by Z-1. This means that in the smoothed quadrature arrays there will remain 2 N elements. Such a quantity of simultaneously processed data is necessary to ensure the operation of the FFT calculator 13. In this case, it is also necessary to ensure the correct sampling of the processed reflected signal so as not to lose useful information and to select a detailed analyzed spectral band of the vibrational range.

Для обоснования границ данного диапазона отметим, что на современных самолетах и вертолетах различают следующие виды вибраций [5, 13, 14, 15]:To justify the boundaries of this range, we note that on modern airplanes and helicopters, the following types of vibrations are distinguished [5, 13, 14, 15]:

а) вибрации, возникающие при работе силовых установок (двигательные вибрации, в том числе и вибрации от воздушных винтов);a) vibrations arising from the operation of power plants (motor vibrations, including vibrations from propellers);

б) аэродинамические вибрации, связанные с особенностями обтекания воздушным потоком конструкции объекта или его отдельных частей;b) aerodynamic vibrations associated with the peculiarities of air flow around the structure of an object or its individual parts;

в) акустические вибрации;c) acoustic vibrations;

г) колебания типа «флаттер».d) flutter-type oscillations.

В общем случае режим вибраций конструкции объектов, представляющий собой сумму вынужденных и собственных колебаний, определяется как интенсивностью и частотным спектром случайных внешних факторов, так и значениями соответствующих передаточных функций. Величины последних зависят от спектра собственных частот конструкции в целом, ее частей и элементов, а также коэффициентов демпфирования. Если коэффициенты демпфирования сравнительно невелики, что выполняется для всех современных ЛА [13], то передаточные функции будут иметь большие коэффициенты усиления на всех частотах, совпадающих с собственными, т.е. спектр вибраций реального планера будет в основном узкополосным и зависящим от конструктивных особенностей объекта.In the general case, the vibration mode of the construction of objects, which is the sum of forced and natural vibrations, is determined both by the intensity and frequency spectrum of random external factors, and by the values of the corresponding transfer functions. The values of the latter depend on the spectrum of natural frequencies of the structure as a whole, its parts and elements, as well as damping coefficients. If the damping coefficients are relatively small, which is true for all modern aircraft [13], then the transfer functions will have large gain at all frequencies that match the eigenfrequencies, i.e. the vibration spectrum of a real glider will be mainly narrow-band and dependent on the design features of the object.

Исследования, посвященные анализу работы двигательных установок летательных аппаратов [14, 16], показывают, что наибольшими по амплитуде смещения являются вибрации на частотах:Studies devoted to the analysis of the propulsion systems of aircraft [14, 16] show that the largest amplitude displacements are vibrations at frequencies:

для поршневых двигателей - Ωкв, 2Ωкв, Ωв, NлΩв, где Ωкв - угловая скорость вращения коленчатого вала, Ωв - угловая скорость вращения винта, Nл - количество лопастей винта;for piston engines - Ω sq , 2Ω sq , Ω c , N l Ω c , where Ω sq is the angular speed of rotation of the crankshaft, Ω c is the angular speed of rotation of the screw, N l is the number of rotor blades;

для турбовинтовых двигателей - Ωв, NлΩв, Ωр, где Ωp - угловая скорость вращения ротора;for turboprop engines - Ω in , N l Ω in , Ω p , where Ω p - the angular velocity of rotation of the rotor;

для турбореактивных двигателей - Ωp1, где Ωp1 - угловая скорость вращения i-го ротора (данные вибрации, согласно [17, 18], занимают диапазон от 56 до 300 Гц, а в некоторых случаях и более);for turbojet engines - Ω p1 , where Ω p1 is the angular velocity of rotation of the i-th rotor (these vibrations, according to [17, 18], occupy the range from 56 to 300 Hz, and in some cases more);

для вертолетов Ωнв, KнвΩнв, где Kнв - количество лопастей несущего винта, Ωнв - угловая скорость вращения несущего винта (данные вибрации порождают спектральные отклики на частотах от 2 до 14 Гц [13]).for helicopters Ω nv , K nv Ω nv , where K nv is the number of rotor blades, Ω nv is the angular rotational speed of the rotor (these vibrations give rise to spectral responses at frequencies from 2 to 14 Hz [13]).

Исследования, посвященные аэродинамике полета воздушных объектов [5, 13, 15], показывают, что преобладающие по амплитуде аэродинамические колебания всегда очень близки или совпадают с частотами собственных колебаний конструкции планера. Наибольшими по амплитуде из этих колебаний являются колебания, соответствующие низшим тонам собственных колебаний. При аэродинамических колебаниях конструкция ЛА как бы является своеобразным фильтром, выделяющим только такие колебания, частоты которых находятся в зоне резонанса с его собственной частотой. Поэтому, зная собственные частоты вибрации элементов конструкции, можно предсказать, на каких частотах вибрации будут максимальными по амплитуде. Акустические вибрации также имеют частоты, близкие к собственным частотам элементов конструкции, и занимают спектральный диапазон от 1,5 до 40 Гц [13, 15].Studies on the aerodynamics of the flight of air objects [5, 13, 15] show that the aerodynamic vibrations prevailing in amplitude are always very close or coincide with the natural frequencies of the airframe design. The largest in amplitude of these vibrations are vibrations corresponding to the lower tones of natural vibrations. With aerodynamic vibrations, the design of the aircraft as it were is a kind of filter, emitting only those vibrations whose frequencies are in the resonance zone with its own frequency. Therefore, knowing the natural frequencies of vibration of structural elements, one can predict at which frequencies the vibrations will be maximum in amplitude. Acoustic vibrations also have frequencies close to the natural frequencies of structural elements and occupy the spectral range from 1.5 to 40 Hz [13, 15].

Таким образом, для классификации воздушных объектов по спектру вибраций необходимо анализировать полосу частот в диапазоне ±500 Гц. Из этого следует, что частота дискретизации Fд, согласно теореме Котельиикова, должна составлять величину порядка 1000 Гц. Из практических соображений следует выбрать величину Fд несколько большей (например 1,5 кГц). Современные импульсно-доплеровские РЛС имеют частоты повторения Fи до десятков и даже сотен килогерц. Значит, можно обеспечить требуемую дискретизацию отраженных сигналов, преобразовывая в АЦП каждый k-й (k=Fи/Fд) видеоимпульс в цифровое значение.Thus, to classify airborne objects according to the vibration spectrum, it is necessary to analyze the frequency band in the range of ± 500 Hz. From this it follows that the sampling frequency F d , according to the Koteliikov theorem, should be of the order of 1000 Hz. For practical reasons, you should choose a value of F d slightly larger (for example, 1.5 kHz). Modern pulse-Doppler radar have a repetition frequency F and up to tens or even hundreds of kilohertz. This means that it is possible to provide the required discretization of the reflected signals by converting each k-th (k = F and / F d ) video pulse into a digital value in an ADC.

Оцифрованные значения 2N (например, 2048) отсчетов квадратурных составляющих видеосигналов образуют двумерный (комплексный) массив данных, который поступает с выхода блока сглаживания 18 на вход вычислителя БПФ 13. Блок 13 проводит с данными массивов операцию БПФ и формирует на своем выходе массив данных, представляющих распределение интенсивностей принятых отраженных сигналов по частотам вибрационного диапазона (-500…+500 Гц). Графическое представление модульных величин элементов такого массива принято называть спектральным портретом объекта в вибрационном диапазоне или вибрационным портретом объекта. Полученный массив с выхода вычислителя БПФ 13 поступает на вход блока ограничения и нормировки вибрационного портрета 21.The digitized values of 2 N (for example, 2048) samples of the quadrature components of the video signals form a two-dimensional (complex) data array, which comes from the output of the smoothing unit 18 to the input of the FFT computer 13. Block 13 performs an FFT operation with the data of arrays and generates a data array at its output, representing the distribution of intensities of the received reflected signals over the frequencies of the vibrational range (-500 ... + 500 Hz). A graphic representation of the modular values of the elements of such an array is usually called the spectral portrait of the object in the vibrational range or the vibrational portrait of the object. The resulting array from the output of the BPF 13 calculator is fed to the input of the block of restriction and normalization of the vibration portrait 21.

Блок 21 предназначен для вырезания из сформированного вибрационного портрета данных, представляющих доплеровский портрет ЛА, а также гармоник, вызванных наличием конического сканирования ХНА. Многочисленными экспериментами установлено, что низкочастотный ДП ЛА распределен в диапазоне ±100 Гц в зависимости от ракурса полета, интенсивности ТН и скорости изменения углового положения ЛА относительно РЛС [6, 8, 9, 19]. В большинстве же случаев ширина ДП не превышает 30-40 Гц. Частоты сканирования ХНА в современных РЛС составляют от 30 до сотен Гц. В [20, с.421, рис.17] частота сканирования ХНА, выявленная по экспериментальному низкочастотному спектру, составляет 37 Гц. Для каждой РЛС частота сканирования ХНА Fск является известной. Для того чтобы составляющие модуляции сканирования не влияли на качество классификации по ВП, в блоке 21 на первом этапе из массива вибрационного портрета удаляются отсчеты, представляющие амплитуды сигнала в диапазоне частот ±(Fск+Δ), где Δ - половина ширины спектральных выбросов на частотах Fск. Если частота Fск мала (до 100 Гц) и не превышает частотной протяженности ДП ЛА, то удалению подлежат отсчеты в диапазоне частот ±100 Гц.Block 21 is designed to cut out data representing the Doppler portrait of the aircraft from the generated vibrational portrait, as well as harmonics caused by the presence of a conical scanning of XNA. Numerous experiments have established that the low-frequency DP of an aircraft is distributed in the range of ± 100 Hz depending on the flight angle, VT intensity and the rate of change of the angular position of the aircraft relative to the radar [6, 8, 9, 19]. In most cases, the width of the DP does not exceed 30-40 Hz. Frequencies of scanning HNA in modern radars range from 30 to hundreds of Hz. In [20, p. 421, Fig. 17], the scanning frequency of the HNA detected by the experimental low-frequency spectrum is 37 Hz. For each radar, the scanning frequency of the XNA F sc is known. In order for the components of the scanning modulation not to affect the quality of classification according to the VP, in block 21, at the first stage, samples representing signal amplitudes in the frequency range ± (F ck + Δ), where Δ is half the width of the spectral emissions at frequencies, are removed from the array of the vibration portrait. F SC If the frequency F ck is small (up to 100 Hz) and does not exceed the frequency extent of the aircraft LA, then the samples in the frequency range ± 100 Hz should be removed.

На втором этапе в БОНВП 21 оставшиеся амплитуды составляющих ВП нормируются относительно максимальной. При нормировке используются модули комплексных амплитуд спектра. После ограничения (удаления неинформативных отсчетов) и нормировки модифицированный массив данных, выражающий собой признак отождествления в виде «урезанного» вибрационного портрета, поступает с выхода БОНВП 21 на вход микропроцессора 16, предназначенного для отождествления эталонов с рабочим вибрационным портретом летательного аппарата и принятия решения о его классе по наибольше мере сходства. В блоке 16 массив данных ВП сравнивается с аналогичными эталонными массивами (эталонными «урезанными» вибрационными портретами), поступающими на второй вход микропроцессора 16 с выхода блока выбора эталонов 15.At the second stage, in the BONWP 21, the remaining amplitudes of the components of the EP are normalized relative to the maximum. During normalization, the modules of complex spectrum amplitudes are used. After restriction (removal of non-informative readings) and normalization, the modified data array, which expresses an identification sign in the form of a “truncated” vibration portrait, comes from the output of the BONVP 21 to the input of the microprocessor 16, designed to identify the standards with the working vibration portrait of the aircraft and make a decision about it classroom for the most similarities. In block 16, the data array of the VI is compared with similar reference arrays (reference "truncated" vibrational portraits) received at the second input of the microprocessor 16 from the output of the block selection of standards 15.

Блок выбора эталонов 15 в соответствии с поступающими на его входы сигналами пространственного ракурса локации γ и радиальной скорости объекта Vr среди всего банка эталонных массивов ВП выбирает только ту группу эталонных массивов, которая отвечает измеренному значению угла γ и линейной скорости полета объекта V=Vr/cosγ. В выбранной группе количество эталонов определяется структурой заранее заданного алфавита классификации. Поступая на второй вход блока 16, эталонные массивы данных отождествляются с рабочим ВП из блока 21 и по наибольшей мере сходства принимается решение в пользу какого-либо класса объектов. Сигнал, пропорциональный номеру выбранного класса, поступает с выхода микропроцессора 16 на вход БВРК 14, который индицирует внешний облик или название класса (типа) воздушного объекта, в пользу которого проводилась и закончена классификация.The block of selection of standards 15 in accordance with the signals arriving at its inputs of the spatial view of the location γ and the radial velocity of the object V r among the entire bank of reference arrays VP selects only that group of reference arrays that corresponds to the measured value of the angle γ and the linear flight speed of the object V = V r / cosγ. In the selected group, the number of standards is determined by the structure of a predefined classification alphabet. When entering the second input of block 16, the reference data arrays are identified with the working VI from block 21, and the decision is made in favor of any class of objects to the greatest extent of similarity. A signal proportional to the number of the selected class comes from the output of the microprocessor 16 to the input of the BVRK 14, which indicates the appearance or name of the class (type) of the airborne object in favor of which the classification was carried out and completed.

Положительный технический эффект заключается в том, что при классификации по ВП используются только те его составляющие, природа и физическая сущность которых обусловлена проявлением только вибрационного эффекта. За счет нормировки амплитуды составляющих ВП становятся ярко выраженными, что способствует более достоверной классификации. Остальные же составляющие, принадлежащие доплеровскому портрету, гармоникам процесса сканирования ХНА и турбовинтовым составляющим, из обработки исключаются, что и приводит к улучшению качества классификации объектов.A positive technical effect consists in the fact that when classifying by VP, only those components are used whose nature and physical nature are due to the manifestation of only the vibration effect. Due to normalization, the amplitudes of the components of the airspace become pronounced, which contributes to a more reliable classification. The remaining components belonging to the Doppler portrait, harmonics of the XNA scan process and turboprop components are excluded from the processing, which leads to an improvement in the quality of classification of objects.

Источники информацииInformation sources

1. А.С. СССР №1561703. МПК6 G01S 13/02. Приоритет 12.07.88 г. (аналог).1. A.S. USSR No. 1561703. IPC 6 G01S 13/02. Priority 12.07.88 g. (Equivalent).

2. Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. М.: Радио и связь, 1984. С.36-37, ис.2.2 (аналог).2. Nebabin V.G., Sergeev V.V. Methods and techniques of radar recognition. M .: Radio and communication, 1984. S.36-37, Iss.2.2 (analogue).

3. Патент РФ №2095824. МПК6 G01S 13/02. Радиолокационное распознающее устройство. Заявка 96100426. Приоритет 09.01.96. Опубл. 10.11.97 г. Бюл. №31 (прототип).3. RF patent No. 2095824. IPC 6 G01S 13/02. Radar Recognition Device. Application 96100426. Priority 01/09/96. Publ. November 10, 1997 Bull. No. 31 (prototype).

4. Митрофанов Д.Г. Синтез радиолокационного изображения цели методом математического моделирования ее доплеровских портретов. Киев: Радиоэлектроника. Изв. вузов, 1994. №3. С.72-16.4. Mitrofanov D.G. Synthesis of a radar image of a target by the method of mathematical modeling of its Doppler portraits. Kiev: Radioelectronics. Izv. universities, 1994. No. 3. S.72-16.

5. Лавров Б.А., Мостовой А.С. Вибрации частей самолетов и вертолетов. Куйбышев: Высшая школа, 1976. - 41 с.5. Lavrov B.A., Mostovoy A.S. Vibration of parts of aircraft and helicopters. Kuibyshev: Higher School, 1976 .-- 41 p.

6. Радиоэлектронные системы. Справочник. Основы построения и теория. /Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника. 2007. - 510 с.6. Radio-electronic systems. Directory. Fundamentals of construction and theory. / Ed. POISON. Shirman. M .: Radio engineering. 2007 .-- 510 s.

7. Shirman Y.D. Computer simulation of aerial target radar scattering recognition, detection, and tracking. Norwood. Boston-London. Artech House, 2002. 296 p.7. Shirman Y.D. Computer simulation of aerial target radar scattering recognition, detection, and tracking. Norwood. Boston-London. Artech House, 2002.296 p.

8. Митрофанов Д.Г., Прохоркин А.Г. Методы компенсации влияния составляющих турбинного эффекта при построении изображений воздушных целей. // Радиотехника, 2006. №9. с.32-37.8. Mitrofanov D.G., Prokhorkin A.G. Compensation methods for the influence of the components of the turbine effect when constructing images of aerial targets. // Radio engineering, 2006. No. 9. p. 32-37.

9. Митрофанов Д.Г. Экспериментальные исследования параметров траекторных нестабильностей полета воздушных объектов. Сборник докладов XV международной конференции "Радиолокация, навигация и связь RLNG-2009". Воронеж: НПФ "САКВОЕЕ" 000, 2009. С.1536-1547.9. Mitrofanov D.G. Experimental studies of the parameters of trajectory instabilities of flight of air objects. Collection of reports of the XV international conference "Radar, Navigation and Communications RLNG-2009". Voronezh: NPF SAKVOEE 000, 2009. S.1536-1547.

10. Митрофанов Д.Г. Комплексный адаптивный метод построения радиолокационных изображений в системах управления двойного назначения. // Теория и системы управления. Известия РАН, 2006. №1. С.101-118.10. Mitrofanov D.G. A comprehensive adaptive method for constructing radar images in dual-purpose control systems. // Theory and control systems. Proceedings of the Russian Academy of Sciences, 2006. No. 1. S.101-118.

11. Кирьянов Д.В. Mathcad 12. СПб.: БХВ-Петербург. 2005. - 576 с.11. Kiryanov D.V. Mathcad 12. SPb .: BHV-Petersburg. 2005 .-- 576 p.

12. Патент №2348053. МПК6 G01S 13/02. Способ распознавания ложных воздушных целей. Митрофанов Д.Г., Бортовик В.В., Сафонов А.В. и др. Заявка №2007138527. Приоритет 16.10.2007. Опубл. 27.02.2009.12. Patent No. 2348053. IPC 6 G01S 13/02. A method for recognizing false air targets. Mitrofanov D.G., Bortovik V.V., Safonov A.V. and other Application No. 2007138527. Priority 10/16/2007. Publ. 02/27/2009.

13. Гудков А.И., Лешаков П.С. Внешние нагрузки и прочность летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1968. - 470 с.13. Gudkov A.I., Leshakov P.S. External loads and aircraft durability. M.: Mechanical Engineering, 1968 .-- 470 p.

14. Сидоренко М.К. Виброметрия газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1973. - 224 с.14. Sidorenko M.K. Vibrometry of gas turbine engines. M.: Mechanical Engineering, 1973.- 224 p.

15. Гладкий В.Ф. Прочность, вибрация и надежность конструкции летательного аппарата. М.: Наука, 1975. - 456 с.15. Smooth V.F. Strength, vibration and reliability of the aircraft structure. M .: Nauka, 1975 .-- 456 p.

16. Сиротин К.Н., Коровкин Ю.М. Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979. - 272 с.16. Sirotin K.N., Korovkin Yu.M. Technical diagnostics of aircraft gas turbine engines. M .: Mechanical Engineering, 1979.- 272 p.

17. Иностранные авиационные газотурбинные двигатели (по данным иностранной печати). /Под ред. Г.В. Скворцова. ЦИАМ. 1978. - 324 с.17. Foreign aviation gas turbine engines (according to foreign press). / Ed. G.V. Skvortsova. TsIAM. 1978.- 324 p.

18. Jane's all the worlps aircraft. 1983-84. London - 905 p.18. Jane's all the worlps aircraft. 1983-84. London - 905 p.

19. Митрофанов Д.Г., Прохоркин А.Г., Нефедов С.И. Измерение габаритов летательных аппаратов в условиях турбулентности на основе инверсного синтезирования апертуры. // Измерительная техника, 2008. №8. С.24-28.19. Mitrofanov D.G., Prokhorkin A.G., Nefedov S.I. Measurement of the dimensions of aircraft under turbulence based on inverse aperture synthesis. // Measuring equipment, 2008. No. 8. S.24-28.

20. Справочник по радиолокации. /Под ред. М.И. Сколника. Пер. с англ. М.: Сов. радио, 1967. Т.1. Основы.20. Handbook of radar. / Ed. M.I. Skolnik. Per. from English M .: Sov. Radio, 1967. Vol. 1. The basics.

Claims (1)

Радиолокационное устройство классификации вибрирующих летательных аппаратов с траекторными нестабильностями полета в приземных слоях атмосферы, включающее в свой состав последовательно соединенные синхронизатор, модулятор, генератор сверхвысокой частоты, антенный переключатель, приемник, первый выход которого, являющийся выходом амплитудного детектора, соединен с системой измерения дальности, выход которой соединен с первым входом счетно-решающего прибора, предназначенного для расчета пространственного ракурса локации летательного аппарата, а также включающее антенну, систему управления антенной, систему измерения скорости, первый аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, вычислитель быстрого преобразования Фурье, блок классификации, состоящий из блока выбора эталонов, микропроцессора, предназначенного для отождествления эталонов с рабочим вибрационным портретом летательного аппарата и принятия решения о его классе по наибольшей мере сходства, а также блока вывода результатов классификации, причем вход-выход антенного переключателя соединен с входом-выходом антенны, вход которой механически связан с первым выходом системы управления антенной, второй выход которой связан со вторым входом счетно-решающего прибора, выход которого подключен ко второму входу блока выбора эталонов, первый вход которого соединен с выходом системы измерения скорости, вход которой связан со вторым выходом приемника, являющимся выходом фазового детектора, при этом первый выход приемника также связан с входом системы управления антенной и входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с первым входом запоминающего устройства, выход синхронизатора подключен также ко второму входу системы измерения дальности, выход блока выбора эталонов соединен со вторым входом микропроцессора, выход которого связан со входом блока вывода результатов классификации, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно включены второй и третий аналого-цифровые преобразователи, блок сглаживания, блок ограничения и нормировки вибрационного портрета, структурно входящий в состав блока классификации, причем блок ограничения и нормировки вибрационного портрета предназначен для вырезания из сформированного вибрационного портрета данных, представляющих доплеровский портрет летательного аппарата, а также гармоник, вызванных наличием конического сканирования характеристики направленности антенны, при этом вход второго аналого-цифрового преобразователя связывают с вторым выходом приемника, а выход - с вторым входом запоминающего устройства, третий вход которого подключают к выходу третьего аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединяют с выходом системы измерения скорости, выход запоминающего устройства подключают к входу блока сглаживания, выход которого связывают с входом вычислителя быстрого преобразования Фурье, выход которого подключают к входу блока ограничения и нормировки вибрационного портрета, выход которого соединяют с первым входом микропроцессора, при этом запоминающее устройство предназначено для вычитания из поступающих на него данных фазовой информации, связанной с изменением дальности до объекта, а также для формирования и запоминания массивов квадратурных составляющих отраженных сигналов. A radar device for classifying vibrating aircraft with trajectory flight instabilities in the surface layers of the atmosphere, including a sequentially connected synchronizer, modulator, microwave generator, antenna switch, receiver, the first output of which is the output of the amplitude detector, connected to a range measuring system, output which is connected to the first input of the computer, designed to calculate the spatial view of the location of the pilot of the apparatus, as well as including an antenna, an antenna control system, a speed measuring system, a first analog-to-digital converter, a storage device, a fast Fourier transform calculator, a classification unit, consisting of a unit for selecting standards, a microprocessor designed to identify the standards with a working vibrational portrait of an aircraft apparatus and making decisions about its class for the greatest degree of similarity, as well as a block for outputting classification results, and the input-output of the antenna switch is connected inen with the input-output of the antenna, the input of which is mechanically connected to the first output of the antenna control system, the second output of which is connected to the second input of the computer, the output of which is connected to the second input of the sample selection unit, the first input of which is connected to the output of the speed measurement system, the input of which is connected to the second output of the receiver, which is the output of the phase detector, while the first output of the receiver is also connected to the input of the antenna control system and the input of the first analog-to-digital converter, the output which is connected to the first input of the storage device, the output of the synchronizer is also connected to the second input of the ranging system, the output of the sample selection unit is connected to the second input of the microprocessor, the output of which is connected to the input of the output of the classification results, characterized in that the second and the third analog-to-digital converters, a smoothing unit, a unit for limiting and normalizing a vibration portrait, structurally included in the classification unit, and the ogre unit The reduction and normalization of the vibration portrait is intended for cutting out data representing the Doppler portrait of the aircraft from the generated vibration portrait, as well as harmonics caused by the presence of a conical scan of the directivity of the antenna, while the input of the second analog-to-digital converter is connected to the second output of the receiver, and the output to the second input of the storage device, the third input of which is connected to the output of the third analog-to-digital converter, the input of which is connected t with the output of the speed measuring system, the output of the storage device is connected to the input of the smoothing unit, the output of which is connected to the input of the fast Fourier transform computer, the output of which is connected to the input of the block for limiting and normalizing the vibration portrait, the output of which is connected to the first input of the microprocessor, while the storage device It is intended for subtraction of phase information associated with a change in the distance to the object from the incoming data, as well as for the formation and storage of arrays quadrature components of the reflected signals.
RU2009118052/09A 2009-05-12 2009-05-12 Radar device for classifying vibrating aircraft with flight path instabilities in surface layers RU2407031C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009118052/09A RU2407031C1 (en) 2009-05-12 2009-05-12 Radar device for classifying vibrating aircraft with flight path instabilities in surface layers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009118052/09A RU2407031C1 (en) 2009-05-12 2009-05-12 Radar device for classifying vibrating aircraft with flight path instabilities in surface layers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2407031C1 true RU2407031C1 (en) 2010-12-20

Family

ID=44056741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009118052/09A RU2407031C1 (en) 2009-05-12 2009-05-12 Radar device for classifying vibrating aircraft with flight path instabilities in surface layers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2407031C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513041C2 (en) * 2012-05-24 2014-04-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Method of identifying aerial objects from range portrait structure
RU2534217C1 (en) * 2013-08-28 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Radar method of detecting low-visibility unmanned aerial vehicles
RU2579353C1 (en) * 2015-04-06 2016-04-10 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации Method of tracking aerial target from "turbojet aircraft" class under effect of velocity deflecting noise
RU2726869C1 (en) * 2019-08-01 2020-07-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") Method for recognition of functional purpose of aircrafts of pair on master-slave principle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513041C2 (en) * 2012-05-24 2014-04-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Method of identifying aerial objects from range portrait structure
RU2534217C1 (en) * 2013-08-28 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Radar method of detecting low-visibility unmanned aerial vehicles
RU2579353C1 (en) * 2015-04-06 2016-04-10 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации Method of tracking aerial target from "turbojet aircraft" class under effect of velocity deflecting noise
RU2726869C1 (en) * 2019-08-01 2020-07-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") Method for recognition of functional purpose of aircrafts of pair on master-slave principle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Thayaparan et al. Analysis of radar micro-Doppler signatures from experimental helicopter and human data
Misiurewicz et al. Radar detection of helicopters with application of CLEAN method
US5122805A (en) Radio acoustic sounding system for remotely determining atmospheric temperature profiles
CN108398677A (en) The three one-dimensional phases of coordinate continuous wave sweep unmanned plane low target detecting system
CN115047417B (en) Method and system for simulating radar echo and interference
Cilliers et al. Helicopter parameter extraction using joint time-frequency and tomographic techniques
RU2407031C1 (en) Radar device for classifying vibrating aircraft with flight path instabilities in surface layers
Gong et al. Theoretical and experimental analysis of radar micro-Doppler signature modulated by rotating blades of drones
RU2416105C1 (en) Method of determining motion parametres of aerial objects in surveillance radar by using coherent properties of reflected signals
US5812083A (en) Non-cooperative target identification using antenna pattern shape
Markow et al. Examination of drone micro-Doppler and JEM/HERM signatures
Gaglione et al. Model-based sparse recovery method for automatic classification of helicopters
Munoz-Ferreras et al. Helicopter classification with a high resolution LFMCW radar
Baczyk et al. 3-D high-resolution isar imaging for noncooperative air targets
CN116299298A (en) SAR imaging simulation method
RU95861U1 (en) DEVICE FOR IDENTIFICATION OF THE ACCOMPANIED AIR FACILITY WITH ADAPTIVE SELECTION OF THE MAXIMUM ANGULAR SPEED OF ITS TURN DURING UNSTABLE FLIGHT IN TURBULENT LAYERS OF THE ATMOSPHERE
Smith et al. Micro-Doppler signature classification
RU2622908C1 (en) Radar location method for detecting aircrafts
RU2696274C1 (en) Small-size multi-mode on-board radar system for equipping promising unmanned and helicopter systems
CN109061586B (en) Target micro-motion characteristic modeling method based on dynamic RCS model
RU2095824C1 (en) Radar recognizing device
RU2316788C9 (en) Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target
JP5553970B2 (en) Radar equipment
RU2425395C2 (en) Device for classification of radar surveillance objects according to intensity of amplitude fluctuations
RU2377596C1 (en) Device for identifying aircraft with adaptive selection of moment of analysis of echo signal