способ определения промаха снаряда в защищаемый объект и устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ определения промаха снаряда в защищаемый объект, заключающийся в измерении частоты Доплера снаряда доплеровской радиолокационной станцией, отличающийся тем, что частоту Доплера снаряда сначала измеряют тогда, когда снаряд находится в дальней зоне его обнаружения, а затем, когда он находится в ближней зоне обнаружения, и сравнивают значение частоты Доплера, измеренной в дальней зоне обнаружения, с текущими значениями частот Доплера, измеряемыми в ближней зоне обнаружения, и если сравниваемые частоты Доплера оказываются одинаковыми, то считают, что снаряд точно приближается к объекту, а если частоты Доплера, измеренные в ближней зоне обнаружения, оказываются меньше частоты Доплера, измеренной в дальней зоне обнаружения, то считают, что снаряд приближается к объекту с промахом.

2. Устройство определения промаха снаряда в защищаемый объект, содержащее радиолокационную станцию измерения частоты Доплера (РЛС), отличающееся тем, что в РЛС дополнительно введены блок памяти и схема сравнения, при этом выходы РЛС подключены к первым входам схемы сравнения непосредственно, а ко вторым ее входам через блок памяти, а вход записи блока памяти подключен к последнему выходу РЛС - выходу ее схемы определения конца измерения частоты Доплера в дальней зоне обнаружения снаряда.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к радиолокационной технике и могут быть использованы при создании комплексов активной защиты объектов.

Известно устройство формирования команды на пуск защитного боеприпаса по патенту RU 2374597, МПК F41H 11/02, которое выполнено в виде двух разнесенных в пространстве радиолокационных станций (РЛС) определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, выходы которых подключены к входам блока совпадения, при этом каждая из РЛС содержит приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высоко мощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика, а выход - к входу фильтра разностных частот, а также обнаружитель сигналов узкополосного спектра частот, выход которого подключен к выходной шине, а вход - к выходу фильтра разностных частот.

При этом использование двух РЛС позволяет определить промах приближающегося к защищаемому объекту средства нападения (снаряда), а массогабаритные и стоимостные характеристики известного устройства определяются в основном стоимостью разработки и изготовления СВЧ приемно-передающего модуля.

Целью изобретений является уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик устройств определения промаха снарядов в защищаемые объекты.

Поставленная цель достигается за счет реализации устройства определения промаха снаряда в защищаемый объект с использованием более простого и низкочастотного непрерывного сигнала, излучаемого РЛС.

Определение промаха снаряда в защищаемый объект осуществляют посредством измерения частоты Доплера снаряда сначала тогда, когда снаряд находится в дальней зоне его обнаружения, а затем, когда он находится в ближней зоне обнаружения, а также сравнения значения частоты Доплера, измеренной в дальней зоне обнаружения с текущими значениями частот Доплера, измеряемыми в ближней зоне обнаружения, и если сравниваемые частоты Доплера оказываются одинаковыми, то считают, что снаряд точно приближается к объекту, а если частоты Доплера, измеренные в ближней зоне обнаружения, оказываются меньше частоты Доплера, измеренной в дальней зоне обнаружения, то считают, что снаряд приближается к объекту с промахом.

Устройство определения промаха снаряда в защищаемый объект содержит РЛС измерения частоты Доплера, блок памяти и схему сравнения, при этом выходы РЛС подключены к первым входам схемы сравнения непосредственно, а ко вторым ее входам через блок памяти, а вход записи блока памяти подключен к последнему выходу РЛС - выходу ее схемы определения конца измерения частоты Доплера в дальней зоне обнаружения снаряда.

Устройство определения промаха снаряда в защищаемый объект работает следующим образом.

Предположим, что РЛС измерения частоты Доплера излучают в пространство сравнительно низкочастотный непрерывный сигнал частотой fн=1 ГГц, а также пусть снаряд приближается к объекту со скоростью V₁=300 м/c или V₂ =2000 м/с.

Тогда, когда снаряд будет находиться на значительном удалении от объекта, то есть когда угол _i между направлением на него и его направлением приближения к объекту будет небольшим или отсутствовать, частоты Доплера определятся как:

Fд_1-300=2×V ₁×fн×Cоs( ₁=0,3°)/C=2×300×1×10 ⁹×0,999986292/3×10⁸=2000 Гц;

Fд_1-2000=2×V₂×fн×Cоs( ₁=0,3°)/C=2×2000×1×10 ⁹×0,999986292/3×10⁸=13333 Гц;

Fд¹ _1-300=2×V₁×fн×COs( ₂=0°)/C=2×300×1×10⁹ ×1/3×10⁸=2000 Гц;

Fд ¹ _1-2000=2×V₂×fн×COs( ₂=0°)/C=2×2000×1×10 ⁹×1/3×10⁸=13333 Гц,

и эти значения частот, например, в виде цифровых чисел, записывают в блок памяти. Причем запись цифрового числа в блок памяти осуществляют посредством подачи на его вход записи соответствующего потенциала в момент окончания измерения на РЛС частоты Доплера Fд_1-300 или Fд_1-2000.

При точном приближении снаряда к РЛС, совмещенной с объектом, на выходе РЛС будут формироваться сигналы Доплера частотой Fд¹ _1-300 или Fд¹ _1-2000.

При приближении снаряда к объекту с промахом на выходе РЛС будут формироваться сигналы Доплера частотой:

Fд_2-300=2×V ₁×fн×Cоs( ₃=3°)/C=2×300×1×10⁹ ×0,998629534/3×10⁸=1997 Гц;

Fд_3-300=2×V₁×fн×Cоs( ₄=6°)/C=2×300×1×10⁹ ×0,994521895/3×10⁸=1989 Гц;

Fд_4-300=2×V₁×fн×Cоs( ₅=10°)/C=2×300×1×10 ⁹×0,984807753/3×10⁸=1970 Гц или

Fд_2-2000=2×V₁×fн×Cоs( ₃=3°)/C=2×2000×1×10 ⁹×0,998629534/3×10⁸=13315 Гц;

Fд_3-2000=2×V₁×fн×Cоs( ₄=6°)/C=2×2000×1×10 ⁹×0,994521895/3×10⁸=13261 Гц;

Fд_4-2000=2×V₁×fн×Cоs( ₅=10°)/C=2×300×1×10 ⁹×0,984807753/3×10⁸=13130 Гц.

Из проведенных вычислений видно, что при точном приближении снаряда к объекту Fд_1-300=Fд¹ _1-300 и Fд_1-2000=Fд¹ _1-2000, а при неточном

Fд _1-300>Fд_2-300>Fд_3-300>Fд _4-300 и Fд_1-2000>Fд_2-2000>Fд _3-2000>Fд_4-2000.

Поэтому при сравнении в схеме сравнения величин соответствующим цифровым числам Fд_1-300 и Fд_i-300 или Fд_i-2000 и Fд_i-2000 на ее выходах будет формироваться при равенстве цифровых чисел потенциал одного знака и потенциал другого знака при неравенстве цифровых чисел друг другу, что можно отожествить с наличием или отсутствием попадания снаряда в объект.

Пусть раскрыв антенны РЛС измерения частоты Доплера направлен вертикально вверх и она установлена на башне танка, в 1 метре от его края, верхнюю полусферу которого необходимо защитить, например, от падающих на него авиабомб. При этом момент выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, пускаемого с танка в сторону авиабомбы, пусть определяют на РЛС, реализованной по патенту RU 2374597, МПК F41H 11/02, в момент, когда между танком и приближающейся к нему со скоростью, например, 300 м/с авиабомбой будет расстояние 18 м. При нахождении авиабомбы в 18 м от танка и ее падении на его край угол будет равен 3°, а частота Fд_2-300=1997 Гц меньше, чем Fд_l-300=2000 Гц. Данную ситуацию, при необходимости, можно принять за непопадание авиабомбы в танк и запретить пуск защитного боеприпаса. Из последнего, очевидно, можно заключить, что предложенный способ определения промаха снаряда в защищаемый объект является вполне перспективным, а устройства для его реализации, выполняемые с использованием более простого и низкочастотного непрерывного сигнала, излучаемого РЛС, выгодно отличает их от известного устройства как со стоимостной, так и экономической стороны.