RU2533660C2 - Method and apparatus for independent radar self-correction of misalignment when small-size aircraft meets object at final flight path segment - Google Patents
Method and apparatus for independent radar self-correction of misalignment when small-size aircraft meets object at final flight path segment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533660C2 RU2533660C2 RU2012141409/07A RU2012141409A RU2533660C2 RU 2533660 C2 RU2533660 C2 RU 2533660C2 RU 2012141409/07 A RU2012141409/07 A RU 2012141409/07A RU 2012141409 A RU2012141409 A RU 2012141409A RU 2533660 C2 RU2533660 C2 RU 2533660C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- aircraft
- signal
- register
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемые способ и устройство автономной радиолокационной самокоррекции промаха при встрече малоразмерного летательного аппарата (ЛА) с объектом на заключительном участке траектории полета относятся к навигационной технике и предназначены, главным образом, для решения проблемы повышения точности встречи при кратковременном взаимодействии двух летательных объектов на малых расстояниях (под "малым" расстоянием понимается дальность, соизмеримая с геометрическими размерами встречного объекта).The proposed method and device for autonomous radar self-correction of a miss when a small-sized aircraft (LA) encounters an object in the final section of the flight path refers to navigation technology and is mainly intended to solve the problem of increasing the accuracy of a meeting with short-term interaction of two flying objects at short distances (under "small" distance means a distance commensurate with the geometric dimensions of the oncoming object).
При сближении взаимодействующих объектов на малых расстояниях часто возникает проблема необходимости снижения между ними промаха - минимального расстояния между траекториями полета двух встречных объектов. Подобная проблема "точного" сближения объектов возникает во многих случаях, например в авиакосмической навигации на заключительных стадиях стыковки космических аппаратов; при аварийной помощи или управлении механизмом самого объекта для достижения конечной цели - приведения в рабочее состояние стыковочных устройств; при выдаче команд в систему телеметрии; при радиоуправляемом сближении ракеты и цели на заключительном участке траектории полета и т.п. Несмотря на то что точность встречи двух объектов, определяемая промахом между ними, может управляться на любом участке траектории полета летательного аппарата, проблема самокоррекции, необходимой для снижения величины промаха, возникает чаще всего при сближении летательного аппарата с объектом на заключительном участке траектории полета.When converging interacting objects at small distances, the problem often arises of the need to reduce the miss between them - the minimum distance between the flight paths of two opposing objects. A similar problem of the "exact" approach of objects arises in many cases, for example, in aerospace navigation at the final stages of docking of spacecraft; during emergency assistance or controlling the mechanism of the object itself to achieve the ultimate goal - bringing docking devices into working condition; when issuing commands to the telemetry system; with radio-controlled approach of the rocket and the target in the final section of the flight path, etc. Despite the fact that the accuracy of the meeting of two objects, determined by the miss between them, can be controlled on any part of the flight path of the aircraft, the problem of self-correction necessary to reduce the amount of miss occurs most often when the aircraft approaches the object in the final part of the flight path.
Известны способы и устройства, обеспечивающие самокоррекцию (самонаведение) летательных аппаратов, см., например:Known methods and devices that provide self-correction (homing) of aircraft, see, for example:
1. Гуткин Л.С., Борисов Ю.П., Валуев А.А. и др. Радиоуправление реактивными снарядами и космическими аппаратами. Под общ. ред. Л.С. Гуткина. М.: Сов. радио. 1968.1. Gutkin L.S., Borisov Yu.P., Valuev A.A. and others. Radio control of rockets and spacecraft. Under the total. ed. L.S. Gutkina. M .: Sov. radio. 1968.
2. Березин Л.В., Вейцель В.А., Волковский С.А. и др. Основы радиоуправления. Учебное пособие для вузов. Под редакцией В.А. Вейцеля, В.Н. Типугина. М.: Сов. радио. 1973.2. Berezin L.V., Weitzel V.A., Volkovsky S.A. and other fundamentals of radio control. Textbook for universities. Edited by V.A. Weitzel, V.N. Tipugina. M .: Sov. radio. 1973.
3. Петров В.П., Сочивко А.А.. Управление ракетами. / М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1963 год, 263 с.3. Petrov VP, Sochivko A.A. Missile control. / M.: Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1963, 263 p.
4. Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоуправление ракетами. Сов. радио. М.: 1964, 644 с.4. Maksimov M.V., Gorgonov G.I. Radio control missiles. Owls radio. M .: 1964, 644 p.
5. Волковский С.А., Оноприенко Е.И., Савинов В.А. Радиоустройства систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение. 1972, 408 с.5. Volkovsky S.A., Onoprienko E.I., Savinov V.A. Radio control systems for aircraft. M .: Engineering. 1972, 408 p.
6. Патент №1301041 (Англия). Устройство самонаведения. МКИ F41G.6. Patent No. 1301041 (England). Homing device. MKI F41G.
7. Патент №2325897 (Франция). Система наведения ракет. Заявл. 24.09.75. опубл.27.05.77. МКИ F41G.7. Patent No. 23235897 (France). Missile guidance system. Claim 09/24/75. publ. 27.05.77. MKI F41G.
8. Патент №2292562. Устройство для измерения угла встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью. Заявка №2005106725 от 21.05.2005. Авт. Б.М. Климашов и др. (прототип).8. Patent No. 2292562. A device for measuring the angle of contact of an active radar with a concentrated air target. Application No. 2005106725 dated 05.21.2005. Auth. B.M. Klimashov et al. (Prototype).
Несмотря на то что поиск способов самокоррекции (самонаведения) малоразмерных ЛА на малых расстояниях ведется уже десятилетиями, тем не менее, до настоящего времени они не решены из-за существенных недостатков, главные из которых:Despite the fact that the search for methods of self-correction (homing) of small aircraft at small distances has been carried out for decades, however, to date they have not been solved due to significant shortcomings, the main of which are:
а) существующие способы самокоррекции реализуются эффектами гироскопических координаторов, обладающих повышенной инерционностью, чем ограничивается возможность их применения в условиях кратковременного управлении объектом на малых расстояниях;a) existing methods of self-correction are implemented by the effects of gyroscopic coordinators with increased inertia, which limits the possibility of their use in conditions of short-term control of an object at short distances;
б) существующие способы реализуются относительно сложными и крупногабаритными антеннами, большие размеры которых обуславливаются необходимостью формирования острой диаграммы направленности, чем исключается их применение в малоразмерных ЛА.b) existing methods are implemented by relatively complex and large-sized antennas, the large dimensions of which are necessitated by the formation of an acute radiation pattern, which excludes their use in small-sized aircraft.
Предлагаемый способ самокоррекции промаха лишен этих недостатков, т.к., во-первых, отсутствует гироскопический координатор и, во-вторых, используется упрощенная слабонаправленная антенна.The proposed method of self-correction of a miss is devoid of these disadvantages, because, firstly, there is no gyroscopic coordinator and, secondly, a simplified weakly directional antenna is used.
Основной целью предлагаемого способа является упрощение процесса минимизации траекторного промаха на малых расстояниях.The main objective of the proposed method is to simplify the process of minimizing trajectory miss at small distances.
Наиболее близким способом является способ измерения угла встречи летательного аппарата со встречным объектом путем формирования в пространстве двух постоянных дальностей (стробов дальностей), на которых при появлении объекта регистрируется значение доплеровских частот и вычисляется текущее значение угла встречи (см. патент №2292562. Устройство для измерения угла встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью. Заявка №2005106725 от 21.05.2005. Авт. Б.М. Климашов и др.) (прототип).The closest way is to measure the angle of the aircraft with the oncoming object by forming in space two constant ranges (range gates), on which, when the object appears, the value of the Doppler frequencies is recorded and the current value of the angle of the meeting is calculated (see patent No. 2292562. Device for measuring the angle of the active radar with a focused aerial target Application No. 2005106725 dated May 21, 2005. Author B. B. Klimashov et al.) (prototype).
В качестве прототипа принято описание работы устройства для измерения угла встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью, патент №2292562.As a prototype adopted a description of the operation of the device for measuring the angle of meeting of the active radar with a concentrated air target.
Недостатком прототипа является невозможность оценки величины текущего промаха и его минимизации при встрече летательного аппарата с воздушным объектом на малых расстояниях.The disadvantage of the prototype is the inability to estimate the magnitude of the current miss and minimize it when the aircraft meets an air object at short distances.
Имеются устройства, обеспечивающие автономную радиолокационную самокоррекцию промаха, но обладающие недостатками, ограничивающими их применение при необходимости кратковременного управления ЛА при встрече с объектом на малых расстояниях. There are devices that provide autonomous radar self-correction of miss, but with drawbacks that limit their use if necessary, short-term control of the aircraft when meeting with the object at short distances.
К таким недостаткам относятся:Such disadvantages include:
а) используются сложные гироскопические координаторы, чем ограничивается возможность их применения в малоразмерных ЛА;a) complex gyroscopic coordinators are used, which limits the possibility of their use in small-sized aircraft;
б) применяются сложные большеразмерные антенны, размеры которых обуславливаются необходимостью формирования острой диаграммы направленности, в результате чего их применение в малоразмерных ЛА исключается.b) complex large-sized antennas are used, the dimensions of which are determined by the need to form an acute radiation pattern, as a result of which their use in small-sized aircraft is excluded.
Предлагаемое изобретение лишено этих недостатков, т.к., во-первых, отсутствует гироскопический координатор и, во-вторых, используется упрощенная слабонаправленная антенна.The present invention is devoid of these disadvantages, because, firstly, there is no gyroscopic coordinator and, secondly, a simplified weakly directional antenna is used.
Наиболее близким к изобретению устройством является устройство для измерения угла встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью, изложенное в патенте №2292562 "Устройство для измерения угла встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью. Заявка №2005106725 от 21.05.2005. Авт. Б.М. Климашов и др.) (прототип), содержащее генератор, модулятор, первый усилитель мощности, сумматор, циркулятор, приемопередающую антенну, второй усилитель мощности, смеситель, фильтр доплеровской частоты, преобразователь частоты, детектор, регистратор скорости, регистратор дальности, тактовый генератор, первый регистр, второй регистр, третий регистр, четвертый регистр, счетчик импульсов, логический элемент «И-НЕ», логический элемент «НЕ», первый вычислитель.Closest to the invention, the device is a device for measuring the angle of contact of an active radar with a concentrated air target, described in patent No. 2292562 "Device for measuring the angle of a meeting of an active radar with a concentrated air target. Application No. 2005106725 of 05/21/2005. Aut. B.M. Klimashov et al.) (Prototype), containing a generator, modulator, first power amplifier, adder, circulator, transceiver antenna, second power amplifier, mixer, Doppler frequency filter, frequency converter, detectors torus, speed recorder, range recorder, clock, first register, second register, third register, fourth register, pulse counter, logical element “NAND”, logical element “NOT”, first calculator.
Недостатком прототипа является невозможность измерения текущего промаха и его минимизации при встрече летательного аппарата с объектом на малых расстояниях.The disadvantage of the prototype is the inability to measure the current miss and minimize it when the aircraft meets the object at short distances.
Техническим результатом реализации предлагаемого изобретения является упрощение устройства, определяющее текущий промах между траекториями полета двух объектов и минимизирующее промах между летательным аппаратом и объектом сближения.The technical result of the implementation of the invention is to simplify the device, which determines the current miss between the flight paths of two objects and minimizes the miss between the aircraft and the object of approach.
Технический результат достигается тем, что в способе автономной радиолокационной самокоррекции промаха при встрече малоразмерного летательного аппарата с объектом на заключительном участке траектории полета выполняются операции: устанавливается слабонаправленная антенна автономного бортового радиолокатора в сторону передней полусферы летательного аппарата; излучается сложный широкополосный радиосигнал; принимается отраженный от объекта радиосигнал; регистрируется появление отраженного сигнала на первой фиксированной дальности R1; измеряется частота Доплера F∂1 в момент времени появления отраженного сигнала от объекта на первой фиксированной дальности R1; регистрируется появление отраженного сигнала от объекта на второй фиксированной дальности R2; измеряется частота Доплера F∂2 в момент времени появления отраженного сигнала от объекта на второй фиксированной дальности R2; определяется коэффициент пропорциональности дальностей Z как отношение выбранных постоянных величин первой R1 и второй R2 дальностей; определяется текущее значение угла встречи активного радиолокатора летательного аппарата с воздушной целью αi, образующегося текущим направлением вектора скорости движения летательного аппарата
, ,
где: αi - с воздушной целью;where: α i - with an air target;
F∂1 - частота Доплера на первой фиксированной дальности,F ∂1 - Doppler frequency at the first fixed range,
F∂2 - частота Доплера на второй фиксированной дальности,F ∂2 - Doppler frequency at a second fixed range,
- коэффициент пропорциональности дальностей; - coefficient of proportionality of ranges;
определяют величину текущего промаха hi по формулеdetermine the value of the current miss h i by the formula
; ;
устанавливается допустимый промах hдоп;allowable miss h extra ;
определяется отношение значения текущего промаха hi, к выбранному допустимому hдоп по формуле:the ratio of the value of the current miss h i to the selected allowable h extra is determined by the formula:
; ;
ставится условие самокоррекции летательного аппарата:the condition for self-correction of the aircraft is set:
а) при А>1 процесс самокоррекции осуществляется перемещением направления вектора скорости движения летательного аппарата
б) при А≤1 процесс самокоррекции прекращается;b) when A≤1, the self-correction process is terminated;
определяется направление вектора скорости движения летательного аппарата
а) определяется частотный коэффициент В как отношение частоты Доплера F∂1 на первой фиксированной дальности к текущему значению частоты Доплера F∂2 на второй фиксированной дальности по формуле:a) the frequency coefficient B is determined as the ratio of the Doppler frequency F ∂1 at the first fixed range to the current value of the Doppler frequency F ∂2 at the second fixed range according to the formula:
; ;
б) при В<1 изменяется направление вектора скорости движения летательного аппарата в сторону, в которой величина В увеличивается,b) when B <1, the direction of the velocity vector of the aircraft moves in the direction in which the value of B increases,
в) при В≥1 процесс самокоррекции прекращается,c) at B≥1, the self-correction process stops,
устройство для автономной радиолокационной самокоррекции промаха при встрече малоразмерного летательного аппарата с объектом на заключительном участке траектории полета содержит: генератор, модулятор, первый усилитель мощности, сумматор, циркулятор, приемопередающую антенну, второй усилитель мощности, смеситель, фильтр доплеровской частоты, преобразователь частоты, детектор, регистратор скорости, регистратор дальности, тактовый генератор, первый регистр, второй регистр, третий регистр, четвертый регистр, счетчик импульсов, логический элемент «И-НЕ», логический элемент «НЕ», первый вычислитель, причем выход генератора соединен со входами модулятора, второго усилителя мощности, смесителем, выход модулятора соединен со входом первого усилителя мощности, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, выход сумматора соединен со входом циркулятора, с которого сигнал поступает на приемопередающую антенну, выход циркулятора соединен с первым сигнальным входом смесителя, третий вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, выход смесителя соединен со входами фильтра доплеровских частот и преобразователя частоты, выход фильтра доплеровских частот соединен с сигнальным входом регистратора скорости, выход преобразователя частоты соединен со входом детектора, выход которого соединен с первым входом регистратора дальности, выход которого соединен с информационными входами первого и второго регистров, выход регистратора скорости соединен с информационными входами третьего и четвертого регистров, выход тактового генератора соединен с управляющими входами регистратора скорости, регистратора дальности и счетным входом счетчика импульсов, первый разрядный выход счетчика импульсов соединен с первым входом логического элемента «И-НЕ», с первым входом разрешения записи второго регистра и первым входом разрешения записи третьего регистра, второй разрядный выход счетчика импульсов соединен со вторым входом логического элемента «И-НЕ», с первым входом разрешения записи первого регистра и первым входом разрешения записи четвертого регистра, выход логического элемента «И-НЕ» соединен со вторыми входами разрешения чтения первого, второго, третьего и четвертого регистров, а информационные выходы первого, второго, третьего и четвертого регистров соответственно соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами первого вычислителя, на выходе которого сигнал пропорционален углу встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью, причем в него введены второй вычислитель, третий вычислитель, источник нормированного сигнала, компаратор, логическое устройство "И", выключатель питания бортовой сети, при этом первый вход второго вычислителя соединен с выходом первого вычислителя, а второй вход второго вычислителя соединен с выходом первого регистра, первый вход компаратора соединен с выходом второго вычислителя, а второй вход компаратора соединен с выходом источника нормированного сигнала, первый и второй входы третьего вычислителя соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров, первый выход третьего вычислителя соединен со вторым входом логического устройства "И", а второй выход третьего вычислителя соединен со вторым входом выключателя питания бортовой сети, первый вход логического устройства "И" соединен с первым выходом компаратора, на первый вход выключателя питания бортовой сети подается напряжение питания устройства от бортовой сети, с выхода этого выключателя на генератор подается напряжение питания от бортовой сети, с выхода логического устройства "И" сигнал поступает на третий вход третьего вычислителя в виде обратной связи и, одновременно с этим, он поступает на элемент управления поворотом направления полета летательного аппарата.A device for autonomous radar self-correction of a miss when a small-sized aircraft encounters an object in the final section of the flight path contains: a generator, a modulator, a first power amplifier, an adder, a circulator, a transceiver antenna, a second power amplifier, a mixer, a Doppler frequency filter, a frequency converter, a detector, speed recorder, range recorder, clock, first register, second register, third register, fourth register, pulse counter, logic the “NAND” element, the “NOT” logic element, the first calculator, wherein the generator output is connected to the inputs of the modulator, the second power amplifier, a mixer, the modulator output is connected to the input of the first power amplifier, the output of which is connected to the first input of the adder, the second input which is connected to the output of the second power amplifier, the output of the adder is connected to the input of the circulator, from which the signal is fed to the transceiver antenna, the output of the circulator is connected to the first signal input of the mixer, the third input of which is connected is connected to the output of the first power amplifier, the mixer output is connected to the inputs of the Doppler frequency filter and the frequency converter, the output of the Doppler frequency filter is connected to the signal input of the speed recorder, the output of the frequency converter is connected to the input of the detector, the output of which is connected to the first input of the range recorder, the output of which is connected with information inputs of the first and second registers, the output of the speed recorder is connected to the information inputs of the third and fourth registers, the output of the clock gene the speaker is connected to the control inputs of the speed recorder, range recorder and the counting input of the pulse counter, the first bit output of the pulse meter is connected to the first input of the AND-NOT logic element, with the first input of the second register enable and the first input of the third register write, the second bit the output of the pulse counter is connected to the second input of the AND-NOT logical element, with the first input of the first register write permission and the first fourth register write permission input, the output is logical of the AND-NOT element is connected to the second inputs for reading permission of the first, second, third and fourth registers, and the information outputs of the first, second, third and fourth registers are respectively connected to the first, second, third and fourth inputs of the first calculator, at the output of which the signal is proportional to the angle of the active radar with a concentrated air target, and the second computer, the third computer, the source of the normalized signal, the comparator, the logic device "I" are turned on power supply of the onboard network, with the first input of the second computer connected to the output of the first computer, and the second input of the second computer connected to the output of the first register, the first input of the comparator connected to the output of the second computer, and the second input of the comparator connected to the output of the normalized signal source, the first and the second inputs of the third computer are connected respectively to the outputs of the third and fourth registers, the first output of the third computer is connected to the second input of the logical device "And", and the second output the third computer is connected to the second input of the onboard power supply switch, the first input of the logic device “I” is connected to the first output of the comparator, the device’s power supply from the onboard network is supplied to the first input of the onboard power switch, the voltage from the onboard supply to the generator network, from the output of the logical device "AND" the signal enters the third input of the third computer in the form of feedback and, at the same time, it enters the control element by turning the direction flight of an aircraft.
При встрече малоразмерного ЛА с воздушным объектом на заключительном участке траектории полета (фиг.1) выполняются операции:When a small aircraft meets an airborne object in the final section of the flight path (Fig. 1), the following operations are performed:
1. устанавливается слабонаправленная диаграмма антенны автономного бортового радиолокатора в сторону передней полусферы летательного аппарата;1. establish a weakly directed antenna diagram of an autonomous airborne radar towards the front hemisphere of the aircraft;
2. излучается сложный широкополосный радиосигнал;2. a complex broadband radio signal is emitted;
3. принимается отраженный радиосигнал от воздушного объекта;3. a reflected radio signal from an airborne object is received;
4. регистрируется сигнал при появлении объекта на первой фиксированной дальности R1;4. the signal is recorded when the object appears at the first fixed range R 1 ;
5. измеряется частота Доплера F∂1 в момент времени появления сигнала от объекта на первой фиксированной дальности R1;5. the Doppler frequency F ∂1 is measured at the time the signal from the object appears at the first fixed range R 1 ;
6. регистрируется сигнал при появлении объекта на второй фиксированной дальности R2;6. the signal is recorded when the object appears on the second fixed range R 2 ;
7. измеряется частота Доплера F∂2 в момент времени появления сигнала от объекта на второй фиксированной дальности R2;7. the Doppler frequency F ∂2 is measured at the time the signal from the object appears at the second fixed range R 2 ;
8. определяется коэффициент пропорциональности дальностей Z как отношение выбранных постоянных величин первой R1 и второй R2 дальности;8. the proportionality coefficient of the ranges Z is determined as the ratio of the selected constant values of the first R 1 and second R 2 ranges;
9. определяется текущий угол встречи активного радиолокатора летательного аппарата с воздушной целью αi по формуле:9. determines the current angle of the active radar of the aircraft with an air target α i according to the formula:
, ,
где: F∂1 - частота Доплера на первой фиксированной дальности,where: F ∂1 is the Doppler frequency at the first fixed range,
F∂2 - частота Доплера на второй фиксированной дальности,F ∂2 - Doppler frequency at a second fixed range,
- коэффициент пропорциональности дальностей; - coefficient of proportionality of ranges;
10. устанавливается допустимый промах hдоп;10. set the allowable miss h extra ;
11. определяется текущий промах hi по формуле:11. The current miss h i is determined by the formula:
; ;
12. определяется отношение значение текущего промаха hi к выбранному допустимому hдоп по формуле:12. the ratio of the value of the current miss h i to the selected allowable h extra is determined by the formula:
; ;
13. устанавливаются условия самокоррекции летательного аппарата:13. The conditions for self-correction of the aircraft are established:
а) при А>1 процесс самокоррекции осуществляется перемещением направления вектора скорости движения летательного аппарата
б) при A≤1 процесс самокоррекции прекращается, при неизмененном направлении полета летательного аппарата;b) when A≤1, the self-correction process stops, with the flight direction of the aircraft unchanged;
14. определяются направления вектора скорости движения летательного аппарата
а) определяется частотный коэффициент В как отношение частоты Доплера F∂1 на первой фиксированной дальности к текущему значению частоты Доплера F∂2 на второй фиксированной дальности по формуле:a) the frequency coefficient B is determined as the ratio of the Doppler frequency F ∂1 at the first fixed range to the current value of the Doppler frequency F ∂2 at the second fixed range according to the formula:
; ;
б) при В<1 изменяется направление вектора скорости движения летательного аппарата в сторону, в которой величина В увеличивается,b) when B <1, the direction of the velocity vector of the aircraft moves in the direction in which the value of B increases,
в) при В≥1 процесс самокоррекции прекращается.c) at B≥1, the self-correction process stops.
Процесс уменьшения промаха до заданной минимальной величины (самокоррекция), осуществляется изменением направления вектора скорости полета ЛА
На фиг.2 показаны: две блок-сферы 1, сформированные автономным радиолокатором 2, каждая блок-сфера имеет разрешение по дальности ΔR, антенна 3 имеет слабонаправленную диаграмму направленности. Здесь, в качестве примера, приводится взаимное положение ЛА 2, движущегося со скоростью
Блок-сферы характеризуются двумя фиксированными дальностями R1 и R2, каждая имеет разрешение по дальности ΔR. Выбор расстояния R1 производится из выбранного условия дальности начала самокоррекции промаха (это расстояние может быть выбрано, например, в пределах 3…5 размеров объекта).Block spheres are characterized by two fixed ranges R 1 and R 2 , each has a range resolution ΔR. The choice of the distance R 1 is made from the selected condition for the range of the beginning of the self-correction of the miss (this distance can be selected, for example, within 3 ... 5 sizes of the object).
Расстояние R2 выбирается из условий: во-первых, разность между расстояниями фиксированных блок-сфер R1 и R2 должна быть не меньшей максимальных геометрических размеров ожидаемых встречных объектов и, во-вторых, расстояние R2 должно быть достаточным для проведения процесса самокоррекции промаха при ожидаемой максимальной скорости встреч с объектом.The distance R 2 is selected from the conditions: firstly, the difference between the distances of the fixed block spheres R 1 and R 2 must be not less than the maximum geometric dimensions of the expected oncoming objects and, secondly, the distance R 2 must be sufficient for the miss self-correction process at the expected maximum speed of meetings with the object.
В рассматриваемом автономном радиолокаторе используется сложный (шумоподобный) широкополосный сигнал с шириной спектра Δf, обладающий свойством однозначного измерения дальности при разрешающей способности по дальности ΔR определяемой выражением (см. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. М.: Сов. радио. 1970)The autonomous radar under consideration uses a complex (noise-like) broadband signal with a spectral width Δf that has the property of unambiguous range measurement with a range resolution ΔR defined by the expression (see L. Varakin, Theory of Complex Signals. M: Sov. Radio. 1970)
. .
Обнаружение объекта на фиксированных дальностях блок-сфер (в пределах элементов разрешения по дальности ΔR) происходит последовательно, сначала в первый момент времени t1, когда объект находится на дальности R1, а затем в следующий момент времени t2, когда объект находится на дальности R2, и в эти же соответствующие моменты времени на каждой дальности производится измерение частоты Доплера F∂.Detection of an object at fixed ranges of block spheres (within the range resolution elements ΔR) occurs sequentially, first at the first time moment t 1 , when the object is at a distance R 1 , and then at the next time moment t 2 , when the object is at a distance R 2 , and at the same corresponding time points at each range, the Doppler frequency F ∂ is measured.
Таким образом, в первый дискретный период времени t1 регистрируются появление объекта на первой дальности R1 и определяется первая частота Доплера F∂1, а во второй дискретный момент времени t2 регистрируются появление объекта на второй дальности R2 и определяется вторая частота Доплера F∂2.Thus, in the first discrete time period t 1 , the appearance of an object at the first range R 1 is detected and the first Doppler frequency F ∂1 is determined , and at the second discrete time t 2 , the appearance of an object at the second range R 2 is detected and the second Doppler frequency F ∂ is determined 2 .
По полученным двум частотам Доплера и отношению постоянных значений установленных двух фиксированных дальностей определяется угол встречи ЛА с объектом по формуле (см. патент №2292562. Устройство для измерения угла встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью. Заявка №2005106725 от 21.05.2005. Авт. Б.М. Климашов и др.):The two Doppler frequencies obtained and the ratio of constant values of the established two fixed ranges are determined by the angle of meeting of the aircraft with the object according to the formula (see patent No. 2292562. Device for measuring the angle of contact of an active radar with a concentrated air target. Application No. 2005106725 of 05.21.2005. Auth. B.M. Klimashov et al.):
, ,
где: F∂1 - первая частота Доплера, регистрируемая на первой дальности до объекта R1,where: F ∂1 - the first Doppler frequency recorded at the first distance to the object R 1 ,
F∂2 - вторая частота Доплера, регистрируемая на второй дальности до объекта R2,F ∂2 - the second Doppler frequency recorded at the second distance to the object R 2 ,
- постоянный коэффициент. is a constant coefficient.
При априори установленных значениях дальностей до цели R1 и R2 величина текущего промаха hi определяется по формулеWith a priori established values of ranges to the target R 1 and R 2, the value of the current miss h i is determined by the formula
Если величина текущего промаха hi превосходит заранее установленное допустимое значение hдоп, тогда уменьшение промаха обеспечивается проведением процесса самокоррекции значения текущего промаха hi.If the value of the current miss h i exceeds the predetermined allowable value of h extra , then the decrease in the miss is provided by the process of self-correction of the value of the current miss h i .
Снижение величины текущего промаха hi достигается изменением направления вектора скорости движения ЛА в сторону уменьшения угла αi встречи ЛА и объекта (фиг.1), что сопровождается увеличением частоты Доплера (см. Коган И.М. Ближняя радиолокация (теоретические основы). М.: Сов. радио, 1973):A decrease in the magnitude of the current miss h i is achieved by changing the direction of the vector of the speed of the aircraft in the direction of decreasing the angle α i of the meeting of the aircraft and the object (Fig. 1), which is accompanied by an increase in the Doppler frequency (see Kogan I. M. Near radar (theoretical basis). .: Sov. Radio, 1973):
, ,
где Vла - суммарная скорость сближения ЛА с объектом,where V la - the total speed of approach of the aircraft with the object,
λ - длина волны излученного радиолокационного сигнала,λ is the wavelength of the emitted radar signal,
Vсбл - радиальная составляющая скорости сближения ЛА с объектом.V sb - the radial component of the speed of approach of the aircraft with the object.
Снижение промаха изменением направления вектора скорости движения ЛА происходит по оценке значений частот Доплера F∂1 и F∂2 в два текущих момента времени t1 и t2 на соответствующих дальностях R1 и R2.The miss slip is reduced by changing the direction of the aircraft’s velocity vector according to the estimation of the Doppler frequencies F ∂1 and F ∂2 at two current times t 1 and t 2 at the corresponding ranges R 1 and R 2 .
Способ автономной радиолокационной самокоррекции промаха при встрече малоразмерного летательного аппарата с объектом на заключительном участке траектории полета достигается тем, что выполняются операции:The method of autonomous radar self-correction of a miss when a small-sized aircraft meets an object in the final section of the flight path is achieved by the following operations:
- устанавливается слабонаправленная антенна автономного бортового радиолокатора в сторону передней полусферы летательного аппарата;- a weakly directed antenna of the autonomous airborne radar is installed towards the front hemisphere of the aircraft;
- излучается сложный широкополосный радиосигнал;- a complex broadband radio signal is emitted;
- принимается отраженный от объекта радиосигнал;- a radio signal reflected from the object is received;
- регистрируется появление отраженного сигнала на первой фиксированной дальности R1;- the occurrence of the reflected signal at the first fixed range R 1 is recorded;
- измеряется частота Доплера F∂1 в момент времени появления отраженного сигнала от объекта на первой фиксированной дальности R1;- measured the Doppler frequency F ∂1 at the time of occurrence of the reflected signal from the object at the first fixed range R 1 ;
- регистрируется появление отраженного сигнала от объекта на второй фиксированной дальности R2;- the occurrence of the reflected signal from the object at a second fixed range R 2 is recorded;
- измеряется частота Доплера F∂2 в момент времени появления отраженного сигнала от объекта на второй фиксированной дальности R2;- measured the Doppler frequency F ∂2 at the time of occurrence of the reflected signal from the object at the second fixed range R 2 ;
- определяется коэффициент пропорциональности дальностей Z как отношение выбранных постоянных величин первой R1 и второй R2 дальностей;- determines the proportionality coefficient of the ranges Z as the ratio of the selected constant values of the first R 1 and second R 2 ranges;
- определяется угол встречи активного радиолокатора летательного аппарата с воздушной целью αi по формуле:- determines the angle of the active radar of the aircraft with an air target α i according to the formula:
, ,
где: F∂1 - частота Доплера на первой фиксированной дальности,where: F ∂1 is the Doppler frequency at the first fixed range,
F∂2 - частота Доплера на второй фиксированной дальности,F ∂2 - Doppler frequency at a second fixed range,
- коэффициент пропорциональности дальностей; - coefficient of proportionality of ranges;
- определяется величина текущего промаха hi по формуле- the value of the current miss h i is determined by the formula
; ;
- устанавливается допустимый промах hдоп;- set the allowable miss h extra ;
- определяется отношение значения текущего промаха hi к выбранному допустимому hдоп по формуле:- the ratio of the value of the current miss h i to the selected allowable h extra is determined by the formula:
; ;
- ставится условие самокоррекции летательного аппарата:- the condition for self-correction of the aircraft is set:
а) при А>1 процесс самокоррекции осуществляется перемещением направления вектора скорости движения летательного аппарата
б) при А≤1 процесс самокоррекции прекращается;b) when A≤1, the self-correction process is terminated;
определяется направление вектора скорости движения летательного аппарата
а) определяется частотный коэффициент В как отношение частоты Доплера F∂1 на первой фиксированной дальности к текущему значению частоты Доплера F∂2 на второй фиксированной дальности по формуле:a) the frequency coefficient B is determined as the ratio of the Doppler frequency F ∂1 at the first fixed range to the current value of the Doppler frequency F ∂2 at the second fixed range according to the formula:
; ;
б) при В<1 изменяется направление вектора скорости движения летательного аппарата в сторону, в которой величина В увеличивается,b) when B <1, the direction of the velocity vector of the aircraft moves in the direction in which the value of B increases,
в) при В≥1 процесс самокоррекции прекращается.c) at B≥1, the self-correction process stops.
На фиг.3 приведено устройство, реализующее автономную радиолокационную самокоррекцию промаха при встрече малоразмерного летательного аппарата с объектом на заключительном участке траектории полета, содержащее генератор 1, модулятор 2, первый усилитель мощности 3, сумматор 4, циркулятор 5, приемопередающую антенну 6, второй усилитель мощности 7, смеситель 8, фильтр доплеровской частоты 9, преобразователь частоты 10, детектор 11, регистратор скорости 12, регистратор дальности 13, тактовый генератор 14, первый регистр 15, второй регистр 16, третий регистр 17, четвертый регистр 18, счетчик импульсов 19, логический элемент «И-НЕ» 20, логический элемент «НЕ» 21, первый вычислитель 22, второй вычислитель 23, третий вычислитель 24, источник нормированного сигнала 25, компаратор 26, логическое устройство "И" 27, выключатель питания бортовой сети 28.Figure 3 shows a device that implements autonomous radar self-correction of a miss when a small-sized aircraft encounters an object in the final section of the flight path, comprising a generator 1, a
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что, что в устройство, содержащее генератор 1, модулятор 2, первый усилитель мощности 3, сумматор 4, циркулятор 5, приемопередающую антенну 6, второй усилитель мощности 7, смеситель 8, фильтр доплеровской частоты 9, преобразователь частоты 10, детектор 11, регистратор скорости 12, регистратор дальности 13, тактовый генератор 14, первый регистр 15, второй регистр 16, третий регистр 17, четвертый регистр 18, счетчик импульсов 19, логический элемент «И-НЕ» 20, логический элемент «НЕ» 21, первый вычислитель 22, причем выход генератора 1 соединен со входами модулятора 2, второго усилителя мощности 7, смесителя 8, выход модулятора 2 соединен со входом первого усилителя мощности 3, выход которого соединен с первым входом сумматора 4, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности 7, выход сумматора соединен со входом циркулятора 5, с которого сигнал поступает на приемопередающую антенну 6, выход циркулятора соединен с первым сигнальным входом смесителя 8, третий вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности 3, выход смесителя 8 соединен со входами фильтра доплеровских частот 9 и преобразователя частоты 10, выход фильтра доплеровских частот 9 соединен с сигнальным входом регистратора скорости 12, выход преобразователя частоты 10 соединен со входом детектора 11, выход которого соединен с первым входом регистратора дальности 13, выход которого соединен с информационными входами первого 15 и второго 16 регистров, выход регистратора скорости 12 соединен информационными входами третьего 17 и четвертого 18 регистров, выход тактового генератора 14 соединен с управляющими входами регистратора скорости 12, регистратора дальности 13 и счетным входом счетчика импульсов 19, первый разрядный выход счетчика импульсов 19 соединен с первым входом логического элемента «И-НЕ» 20, с первым входом разрешения записи второго регистра 16 и первым входом разрешения записи третьего регистра 17, второй разрядный выход счетчика импульсов 19 соединен со вторым входом логического элемента «И-НЕ» 20, с первым входом разрешения записи первого регистра 15 и первым входом разрешения записи четвертого регистра 18, выход логического элемента «И-НЕ» 20 соединен со вторыми входами разрешения чтения первого 15, второго 16, третьего 17 и четвертого 18 регистров, а информационные выходы первого 15, второго 16, третьего 17 и четвертого регистров 18 соответственно соединены с первым, вторым, третьим, и четвертым входами первого вычислителя 22, на выходе которого сигнал пропорционален углу встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью, введены: второй вычислитель 23, третий вычислитель 24, источник нормированного сигнала 25, компаратор 26, логическое устройство "И" 27, выключатель питания бортовой сети 28 таким образом, что первый вход второго вычислителя 23 соединен с выходом первого вычислителя 22, а второй вход второго вычислителя 23 соединен с выходом первого регистра 15, первый вход компаратора 26 соединен с выходом второго вычислителя 23, а второй вход компаратора 26 соединен с выходом источника нормированного сигнала 25, первый и второй входы третьего вычислителя 24 соединены соответственно с выходами третьего 17 и четвертого регистров 18, а первый выход третьего вычислителя 24 соединен со вторым входом логического устройства "И" 27, а второй выход третьего вычислителя 24 соединен со вторым входом выключателя питания бортовой сети 28, первый вход логического устройства "И" 27 соединен с первым выходом компаратора 26, на третий вход выключателя питания бортовой сети 28 подается напряжение питания устройства от бортовой сети, а с выхода этого выключателя 28 на генератор 1 подается напряжение питания от бортовой сети, с выхода логического устройства "И" 27 поступает сигнал в виде обратной связи на третий вход третьего вычислителя 24 и на элемент управления поворотом направления полета летательного аппарата.The technical result of the invention is achieved in that in a device comprising a generator 1, a modulator 2, a first power amplifier 3, an adder 4, a circulator 5, a transceiver antenna 6, a second power amplifier 7, a mixer 8, a Doppler frequency filter 9, a frequency converter 10, detector 11, speed recorder 12, range recorder 13, clock 14, first register 15, second register 16, third register 17, fourth register 18, pulse counter 19, logical element “AND NOT” 20, logical element “NOT »21, first subtract a splitter 22, wherein the output of the generator 1 is connected to the inputs of the modulator 2, the second power amplifier 7, the mixer 8, the output of the modulator 2 is connected to the input of the first power amplifier 3, the output of which is connected to the first input of the adder 4, the second input of which is connected to the output of the second power amplifier 7, the output of the adder is connected to the input of the circulator 5, from which the signal is fed to the transceiver antenna 6, the output of the circulator is connected to the first signal input of the mixer 8, the third input of which is connected to the output of the first power amplifier 3, the output of the mixer 8 is connected to the inputs of the Doppler frequency filter 9 and the frequency converter 10, the output of the Doppler frequency filter 9 is connected to the signal input of the speed recorder 12, the output of the frequency converter 10 is connected to the input of the detector 11, the output of which is connected to the first input of the range recorder 13, the output of which connected to the information inputs of the first 15 and second 16 registers, the output of the speed recorder 12 is connected to the information inputs of the third 17 and fourth 18 registers, the output of the clock 14 is connected to branching inputs of the speed recorder 12, range recorder 13 and the counting input of the pulse counter 19, the first bit output of the pulse meter 19 is connected to the first input of the AND-NOT logic element 20, with the first input of the write permission of the second register 16 and the first input of the write permission of the third register 17, the second bit output of the pulse counter 19 is connected to the second input of the AND-NOT logic element 20, with the first input of the write permission of the first register 15 and the first input of the write permission of the fourth register 18, the output is of the second AND-NOT element 20 is connected to the second inputs of reading permission of the first 15, second 16, third 17 and fourth 18 registers, and the information outputs of the first 15, second 16, third 17 and fourth registers 18 are respectively connected to the first, second, third and the fourth inputs of the first calculator 22, the output of which is proportional to the angle of the active radar with a concentrated air target, the following are introduced: the second calculator 23, the third calculator 24, the source of the normalized signal 25, the comparator 26, the logic device "I" 27, power switch of the onboard network 28 so that the first input of the second computer 23 is connected to the output of the first computer 22, and the second input of the second computer 23 is connected to the output of the first register 15, the first input of the comparator 26 is connected to the output of the second computer 23, and the second input of the comparator 26 connected to the output of the source of the normalized signal 25, the first and second inputs of the third computer 24 are connected respectively to the outputs of the third 17 and fourth registers 18, and the first output of the third computer 24 is connected to the second input log device "I" 27, and the second output of the third computer 24 is connected to the second input of the power switch of the on-board network 28, the first input of the logic device "I" 27 is connected to the first output of the comparator 26, the power supply voltage of the device is supplied to the third input of the power switch of the on-board network 28 from the on-board network, and from the output of this switch 28 to the generator 1, the supply voltage from the on-board network is supplied, from the output of the logic device “I” 27 a signal is received in the form of feedback to the third input of the third computer 24 and to the control element turning the direction of flight of the aircraft.
На фиг.3 представлена структурная схема предлагаемого устройства.Figure 3 presents the structural diagram of the proposed device.
Предлагаемое устройство содержит: генератор 1, модулятор 2, первый усилитель мощности 3, сумматор 4, циркулятор 5, приемопередающую антенну 6, второй усилитель мощности 7, смеситель 8, фильтр доплеровской частоты 9, преобразователь частоты 10, детектор 11, регистратор скорости 12, регистратор дальности 13, тактовый генератор 14, первый регистр 15, второй регистр 16, третий регистр 17, четвертый регистр 18, счетчик импульсов 19, логический элемент «И-НЕ» 20, логический элемент «НЕ» 21, первый вычислитель 22, второй вычислитель 23, компаратор 24, источник нормированного сигнала 25, компаратор 26, логическое устройство "И" 27, выключатель питания бортовой сети 28.The proposed device contains: a generator 1, a
Работа предлагаемого устройства заключается в следующем.The operation of the proposed device is as follows.
Генератор 1 формирует непрерывный сигнал, преобразовываемый в модуляторе 2 в импульсы, которые затем усиливаются в первом усилителе мощности 3 и поступают на первый вход сумматора 4, с выхода которого импульсный сигнал излучается в пространство слабонаправленной приемо-передающей антенной 6 через циркулятор 5. От генератора 1 непрерывный сигнал поступает также на второй усилитель мощности 7, с выхода которого сигнал поступает на второй вход сумматора 4, с выхода которого непрерывный сигнал так же излучается слабонаправленной приемопередающей антенной 6 через циркулятор 5.The generator 1 generates a continuous signal, which is converted in the
Отраженный от объекта сигнал поступает через приемопередающую антенну 6 и циркулятор 5 на смеситель 8, имеющий два гетеродинных входа: на вход 2 смесителя 8 сигнал поступает с выхода генератора 1, а на вход 3 смесителя 8 сигнал поступает с выхода усилителя мощности 3, на сигнальный вход 1 смесителя 8 сигнал поступает с выхода циркулятора 5.The signal reflected from the object is transmitted through the transceiver antenna 6 and circulator 5 to the mixer 8, which has two heterodyne inputs: input 2 of the mixer 8 receives the signal from the output of the generator 1, and
С выхода смесителя 8 сигнал поступает на фильтр доплеровских частот 9, откуда он поступает на информационный вход регистратора скорости 12, с выхода которого сигнал, пропорциональный частоте Доплера F∂, поступает на информационные входы третьего регистра 17 и четвертого регистра 18. При измерениях, в первый дискретный момент времени t1, определяемый тактовым генератором 14, информационный сигнал о первой текущей частоте Доплера F∂1 появляется только на выходе третьего регистра 17, а затем, во второй момент времени, определяемый тем же тактовым генератором 14, информационный сигнал о второй текущей частоте Доплера F∂2 появляется только на выходе четвертого регистра 18. С выхода смесителя 8 сигнал поступает также на преобразователь частоты 10, откуда преобразованный сигнал через детектор 11 поступает на информационный вход регистратора дальности 13, с выхода которого сигнал, пропорциональный дальности R, поступает на информационный вход первого регистра 15 и информационный вход второго регистра 16.From the output of the mixer 8, the signal goes to the Doppler frequency filter 9, from where it goes to the information input of the speed recorder 12, from the output of which a signal proportional to the Doppler frequency F ∂ goes to the information inputs of the third register 17 and the fourth register 18. During measurements, the first discrete time moment t 1 determined by the clock 14, an information signal about the first current Doppler frequency F ∂1 appears only at the output of the third register 17, and then, at the second time, determined by the same clock m by the generator 14, an information signal about the second current Doppler frequency F ∂2 appears only at the output of the fourth register 18. From the output of the mixer 8, the signal also goes to the frequency converter 10, from where the converted signal through the detector 11 goes to the information input of the range recorder 13, from the output whose signal is proportional to the range R, is fed to the information input of the first register 15 and the information input of the second register 16.
При измерениях, в первый дискретный момент времени t1, определяемый тактовым генератором 14, информационный сигнал о первой текущей дальности до наблюдаемого объекта R1 появляется только на выходе первого регистра 15, а затем, во второй момент времени t2, определяемый тем же тактовым генератором 14, информационный сигнал о второй текущей дальности до наблюдаемого объекта R2 появляется только на выходе четвертого регистра 18. Одновременное измерение в дискретные моменты времени частот Доплера и дальностей соответственно F∂1, R1 и F∂2, R2 осуществляется тем, что с тактового генератора 14 дискретный сигнал поступает на управляющие входы регистратора скорости 12, регистратора дальности 13 и первый счетный вход счетчика импульсов 19. Затем сигнал с первого разрядного выхода счетчика импульсов 19 поступает на первый вход разрешения записи второго регистра 16 и на первый вход разрешения записи третьего регистра 17. Сигнал со второго разрядного выхода счетчика импульсов 19 поступает на первый вход разрешения записи первого регистра 15 и на первый вход разрешения записи четвертого регистра 18. Сигнал с первого разрядного выхода счетчика импульсов 19 поступает на первый вход логического элемента «И-НЕ» 20, а сигнал со второго разрядного выхода счетчика импульсов 19 поступает на второй вход логического элемента «И-НЕ» 20. С выхода логического элемента «И-НЕ» 20 сигнал поступает на вход логического элемента «НЕ» 21 и вторые входы разрешения чтения первого регистра 15, второго регистра 16, третьего регистра 17 и четвертого регистра 18. Выход логического элемента «НЕ» 21 соединен с входом сброса счетчика импульсов 19. Информационные выходы первого регистра 15, второго регистра 16, третьего регистра 17, четвертого регистра 18 соответственно соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами вычислителя 22, на выходе которого сигнал пропорционален углу встречи активного радиолокатора с сосредоточенной воздушной целью.When measuring, at the first discrete time instant t 1 determined by the clock 14, an information signal about the first current range to the observed object R 1 appears only at the output of the first register 15, and then, at the second time instant t 2 determined by the same clock 14, information about the second signal current to the observed object distance R 2 only appears at the output of the fourth register 18. Simultaneous measurement at discrete times and Doppler frequency ranges, respectively, F ∂1, R 1 and F ∂2, R 2 impl This means that from the clock generator 14 a discrete signal is supplied to the control inputs of the speed recorder 12, range recorder 13 and the first counting input of the pulse counter 19. Then the signal from the first bit output of the pulse counter 19 is fed to the first input of recording permission of the second register 16 and to the first input enable recording third register 17. The signal from the second bit output of the pulse counter 19 is fed to the first input enable recording first register 15 and the first input enable recording fourth register 18. The signal from the first bit output of the pulse counter 19 is supplied to the first input of the AND-NOT logical element 20, and the signal from the second bit output of the pulse counter 19 is fed to the second input of the AND-NOT logical element 20. From the output of the logical element " AND-NOT ”20, the signal is fed to the input of the logical element“ NOT ”21 and the second inputs of reading permission of the first register 15, second register 16, third register 17 and fourth register 18. The output of the logical element“ NOT ”21 is connected to the reset input of the pulse counter 19 . Information outputs the first- register 15, second register 16, third register 17 fourth register 18 are connected respectively to the first, second, third and fourth inputs of the calculator 22, whose output signal is proportional to the angle of the meeting with the concentrated active radar aerial target.
На первый сигнальный вход второго вычислителя 23 поступает сигнал соответствующий текущему углу встречи активного радиолокатора с объектом αi, а на его второй вход поступает сигнал с выхода первого регистра 15, соответствующий дальности R1, а на выходе вычислителя 23 будет сигнал, пропорциональный промаху встречи ЛА с объектом hi, численно определяемый выражением hi=R1·sin αi и поступающий на первый вход компаратора 26, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине допустимого траекторного промаха hдоп, в виде установленного напряжения источника опорного напряжения 25. На первом выходе компаратора 26 сигнал будет только при условии превышения текущего значения промаха hi над допустимой величиной hдоп, так что , который поступает на первый вход логического устройства "И" 27, на второй вход которого поступает сигнал с первого выхода третьего вычислителя 24 при выполнении условия отношения частот Доплера F∂1 и F∂2, поступающих, соответственно, на его первый и второй входы .At the first signal input of the second calculator 23, a signal corresponding to the current meeting angle of the active radar with the object α i is received, and its second input receives a signal from the output of the first register 15 corresponding to the range R 1 , and at the output of the calculator 23 there will be a signal proportional to the missed meeting of the aircraft with the object h i, numerically defined by the expression h i = R 1 · sin α i and supplied to the first input of the comparator 26, the second input of which receives a signal proportional to the allowable slip trajectory h add, as SET ennogo reference voltage source 25. The voltage on the first output signal of the comparator 26 is exceeded only when the current value over h i slip allowable value h dop so that , which is fed to the first input of the logic device “I” 27, to the second input of which a signal is received from the first output of the third computer 24 when the condition for the ratio of the Doppler frequencies F ∂1 and F ∂2 , respectively , arriving at its first and second inputs .
С выхода логического устройства "И" 27 при условии и сигнал в виде обратной связи поступает на третий вход третьего вычислителя 24 и, одновременно - на элемент управления поворотом направления полета ЛА.From the output of the logical device "AND" 27 provided and the feedback signal is fed to the third input of the third computer 24 and, at the same time, to the control element for turning the flight direction of the aircraft.
На втором выходе компаратора 26 сигнал будет только тогда, когда значения текущего промаха не превышают допустимых отклонений, т.е. , который поступает на первый вход выключателя источника питания устройства 28.At the second output of comparator 26, the signal will be only when the values of the current miss do not exceed the permissible deviations, i.e. , which is fed to the first input of the power supply switch of the device 28.
На третий вход выключателя источника питания устройства 28 поступает напряжение питания устройства от бортсети, а на его второй вход поступает сигнал от второго выхода третьего вычислителя 24 при превышении частот Доплера, измеренных на первой дальности R1, над частотами Доплера, измеренных на второй дальности R2, так что выполняется условие .The third input of the power supply switch of the device 28 receives the supply voltage of the device from the onboard network, and its second input receives a signal from the second output of the third computer 24 when the Doppler frequencies measured at the first range R 1 are exceeded over the Doppler frequencies measured at the second range R 2 so that the condition .
Появление на первом входе выключателя источника питания устройства 28 сигнала, пропорционального условию А≤1, и на его втором входе сигнала, пропорционального условию В≥1, соответствует условию, при котором промах траектории ЛА относительно объекта не превышает допустимого значения и при этом процесс самокоррекции прекращается отключением устройства от бортовой сети ЛА.The appearance at the first input of the power supply switch of the device 28 of the signal proportional to condition A≤1, and at its second input signal proportional to condition B≥1, corresponds to the condition under which the miss of the aircraft trajectory relative to the object does not exceed the permissible value and the self-correction process stops disconnecting the device from the onboard network of the aircraft.
Как показала практика, реализация предлагаемого устройства не имеет принципиальных затруднений, в том числе и в микроэлектронном исполнении, т.к. в нем используются элементы, широко используемые в современной радиоэлектронной технике.As practice has shown, the implementation of the proposed device has no fundamental difficulties, including in the microelectronic design, because it uses elements that are widely used in modern electronic equipment.
Claims (2)
где: F∂1 - частота Доплера на первой фиксированной дальности,
F∂2 - частота Доплера на второй фиксированной дальности,
- коэффициент пропорциональности дальностей;
отличающийся тем, что определяют величину текущего промаха hi по формуле
устанавливают допустимый промах hдоп;
определяют отношение значения текущего промаха hi к выбранному допустимому hдоп по формуле:
ставится условие самокоррекции летательного аппарата:
а) при А>1 процесс самокоррекции осуществляют перемещением направления вектора скорости движения летательного аппарата
б) при A≤1 процесс самокоррекции прекращается;
определяют направление вектора скорости движения летательного аппарата
а) определяют частотный коэффициент В как отношение частоты Доплера F∂1 на первой фиксированной дальности к текущему значению частоты Доплера F∂2 на второй фиксированной дальности по формуле:
б) при В<1 изменяется направление вектора скорости движения летательного аппарата в сторону, в которой величина В увеличивается,
в) при В≥1 процесс самокоррекции прекращается.1. The method of autonomous radar self-correction of a miss when a small-sized aircraft encounters an object in the final section of the flight path is achieved by installing a weakly directed antenna of an autonomous on-board radar towards the front hemisphere of the aircraft; emit a complex broadband radio signal; receive a radio signal reflected from the object; register the occurrence of the reflected signal at the first fixed range R 1 ; measuring the Doppler frequency F ∂1 at the time of occurrence of the reflected signal from the object at the first fixed range R 1 ; register the occurrence of the reflected signal from the object at a second fixed range R 2 ; measuring the Doppler frequency F ∂2 at the time of occurrence of the reflected signal from the object at a second fixed range R 2 ; determine the proportionality coefficient of the ranges Z as the ratio of the selected constant values of the first R 1 and second R 2 ranges; determine the angle of the active radar of the aircraft with an air target α i formed by the current direction of the aircraft's velocity vector
where: F ∂1 is the Doppler frequency at the first fixed range,
F ∂2 - Doppler frequency at a second fixed range,
- coefficient of proportionality of ranges;
characterized in that the value of the current miss h i is determined by the formula
establish a permissible miss h extra ;
determine the ratio of the value of the current miss h i to the selected allowable h extra according to the formula:
the condition for self-correction of the aircraft is set:
a) at A> 1, the self-correction process is carried out by moving the direction of the aircraft velocity vector
b) when A≤1, the self-correction process is terminated;
determine the direction of the velocity vector of the aircraft
a) determine the frequency coefficient B as the ratio of the Doppler frequency F ∂1 at the first fixed range to the current value of the Doppler frequency F ∂2 at the second fixed range according to the formula:
b) when B <1, the direction of the velocity vector of the aircraft moves in the direction in which the value of B increases,
c) at B≥1, the self-correction process stops.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141409/07A RU2533660C2 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Method and apparatus for independent radar self-correction of misalignment when small-size aircraft meets object at final flight path segment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141409/07A RU2533660C2 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Method and apparatus for independent radar self-correction of misalignment when small-size aircraft meets object at final flight path segment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012141409A RU2012141409A (en) | 2014-04-10 |
RU2533660C2 true RU2533660C2 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=50435683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012141409/07A RU2533660C2 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Method and apparatus for independent radar self-correction of misalignment when small-size aircraft meets object at final flight path segment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533660C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759199C1 (en) * | 2020-06-30 | 2021-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" | Method for measuring object motion parametrs by an active locator |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2517818B1 (en) * | 1981-12-09 | 1985-02-22 | Thomson Brandt | |
US5347910A (en) * | 1985-10-15 | 1994-09-20 | The Boeing Company | Target acquisition system |
RU2106597C1 (en) * | 1996-10-01 | 1998-03-10 | Конструкторское бюро приборостроения | Method of guidance of telecontrolled missile and guidance system for its realization |
RU2292562C2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НИИ "Экран" | Arrangement for measuring an angle of encounter of an active radar with a concentrated air target |
RU2336486C2 (en) * | 2006-11-14 | 2008-10-20 | Василий Николаевич Тикменов | Complex of aircraft self-defense against ground-to-air missiles |
RU103215U1 (en) * | 2010-09-22 | 2011-03-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | MODELING COMPLEX FOR CHECKING THE UNMANNED AIRCRAFT CONTROL SYSTEM |
RU2419057C2 (en) * | 2009-07-20 | 2011-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method for shaping control signal of missile during orientation at manoeuvring target |
-
2012
- 2012-09-27 RU RU2012141409/07A patent/RU2533660C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2517818B1 (en) * | 1981-12-09 | 1985-02-22 | Thomson Brandt | |
US5347910A (en) * | 1985-10-15 | 1994-09-20 | The Boeing Company | Target acquisition system |
RU2106597C1 (en) * | 1996-10-01 | 1998-03-10 | Конструкторское бюро приборостроения | Method of guidance of telecontrolled missile and guidance system for its realization |
RU2292562C2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НИИ "Экран" | Arrangement for measuring an angle of encounter of an active radar with a concentrated air target |
RU2336486C2 (en) * | 2006-11-14 | 2008-10-20 | Василий Николаевич Тикменов | Complex of aircraft self-defense against ground-to-air missiles |
RU2419057C2 (en) * | 2009-07-20 | 2011-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method for shaping control signal of missile during orientation at manoeuvring target |
RU103215U1 (en) * | 2010-09-22 | 2011-03-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | MODELING COMPLEX FOR CHECKING THE UNMANNED AIRCRAFT CONTROL SYSTEM |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759199C1 (en) * | 2020-06-30 | 2021-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" | Method for measuring object motion parametrs by an active locator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012141409A (en) | 2014-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4509052A (en) | RF Interferometer/Doppler target location system | |
US8598501B2 (en) | GPS independent guidance sensor system for gun-launched projectiles | |
RU2439608C1 (en) | Monopulse detection and homing radar system | |
Amzajerdian et al. | Doppler lidar sensor for precision landing on the moon and mars | |
RU2660160C1 (en) | Method of determining the motion parameters of an air object by the dynamic radio monitoring system | |
RU2533660C2 (en) | Method and apparatus for independent radar self-correction of misalignment when small-size aircraft meets object at final flight path segment | |
RU2396575C1 (en) | Method of determining position and motion parametres of object flying over sea surface at supersonic speed and at low altitude from width of trace on sea surface | |
RU2660159C1 (en) | Method of side-looking airborne radar determination of aircraft demolition angle | |
RU2602274C1 (en) | Radar method and device for remote measurement of full velocity vector of meteorological object | |
RU2693936C1 (en) | Method for determining coordinates of radio-frequency radiation source | |
RU2586399C2 (en) | Method for combination of guiding aircraft | |
RU2292562C2 (en) | Arrangement for measuring an angle of encounter of an active radar with a concentrated air target | |
RU2392575C2 (en) | Self-homing device | |
RU2303806C1 (en) | Method for forming of control signals in single-pulse homing heads | |
US2995739A (en) | Radio navigation station keeping system | |
KR101808591B1 (en) | Apparatus and Method for guidance control | |
Eliseev | Single-Position Method to Measure Range to Mobile Source of Radio Emission | |
US3070331A (en) | Navigation system | |
US20240377522A1 (en) | Polarized radio frequency (rf) distance and position measurement sensory system and timing for guidance system | |
US5232182A (en) | Autonomous system for initializing synthetic aperture radar seeker acquisition | |
Yu et al. | Guidance information estimation of the semi-strapdown infrared imaging seeker | |
RU2539824C1 (en) | Small-size aircraft target homing system | |
RU2533659C1 (en) | Self-contained radar installation for aerial target selection | |
RU2759199C1 (en) | Method for measuring object motion parametrs by an active locator | |
RU2290661C2 (en) | Method for measuring meeting angle of active radio-locator and a concentrated airborne target |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141117 |