способ обнаружения малозаметных летательных аппаратов
Классы МПК: | G01S13/00 Системы, использующие отражение или вторичное излучение радиоволн, например радарные системы Аналогичные системы, использующие отражение или вторичное излучение волн, в которых длина волн или тип волн несущественны G01S7/36 с защитой от активных преднамеренных радиопомех |
Автор(ы): | Кучеров Вячеслав Иванович[TJ], Банков Владимир Николаевич[TJ], Пандурин Виктор Александрович[TJ], Гафуров Вадуд Гафурович[TJ] |
Патентообладатель(и): | Кучеров Вячеслав Иванович (TJ), Банков Владимир Николаевич (TJ), Пандурин Виктор Александрович (TJ), Гафуров Вадуд Гафурович (TJ) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-03-18 публикация патента:
27.08.1995 |
Использование: радиолокация, для обнаружения летательных аппаратов с низкой эффективной поверхностью рассеяния. Сущность изобретения: в способе обнаружения малозаметных летательных аппаратов (МЛА), окруженных искусственным плазменным облаком, основанном на излучении зондирующего радиолокационного сигнала и приеме отраженного сигнала, на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся сфокусированных пучков радиоволн формируют область искусственной ионизации, в направлении которой осуществляют излучения зондирующего сигнала, частоту которого выбирают не менее резонансной частоты области искусственной ионизации. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОЗАМЕТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ (МЛА), окруженных искусственным плазменным облаком, основанный на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА и последующем приеме отраженного сигнала, отличающийся тем, что на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся сфокусированных пучков радиоволн формируют по крайней мере одну область искусственной ионизации, при этом излучение зондирующего радиолокационного сигнала осуществляют в направлении области искусственной ионизации, а его частоту выбирают не менее резонансной частоты области искусственной ионизации.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обнаружения малозаметных летательных аппаратов (МЛА), например, изготовленных по технологии "Stealth". Известны способы обнаружения летательных аппаратов с помощью радиолокации. Согласно такому способу, с наземной радиолокационной станции (РЛС) подают радиоимпульс и затем принимают отраженный от аппарата сигнал. Основным недостатком способа является низкая эффективность обнаружения МЛА. Одна из важнейший задач при создании МЛА -снижение радиолокационной заметности летательных аппаратов, количественной характеристикой которой является эффективная площадь рассеяния (ЭПР). Уменьшение ЭПР летательных аппаратов ведет к уменьшению эффективности их дальнего обнаружения (снижению распознаваемости и дальности обнаружения). Поскольку дальность обнаружения пропорциональна корню четвертой степени из ЭПР, то снижение ЭПР, например, на 70% что и предусмотрено технологией "Stealth", уменьшает дальность обнаружения на 29% Одним из наиболее эффективных приемов уменьшения ЭПР летательных аппаратов является создание вокруг них искусственного плазменного облака, что и делает их малозаметными. Такое плазменное облако обладает свойством резонансного поглощения, т.е. эффективно поглощает радиоволны в полосе частот вблизи плазменной частоты, которая выбирается в соответствии с диапазоном рабочих частот радиолокационных систем. Из известных способов обнаружения МЛА, окруженных искусственным плазменным облаком, наиболее близким к заявленному является способ, основанный на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА с последующим приемом отраженного сигнала. В этом способе осуществляют прием на гармониках, возникновение которых обусловлено нелинейностью переходных характеристик МЛА. К недостаткам этого способа относятся невысокие эффективность и дальность обнаружения, что связано с малым уровнем мощности принимаемого сигнала на гармониках. Изобретение направлено на увеличение эффективности и дальности обнаружения за счет увеличения ЭПР. Цель изобретения достигается тем, что в способе обнаружения МЛА, окруженных искусственным плазменным облаком, основанном на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА и последующем приеме отраженного сигнала, на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся пучков радиоволн формируют, по крайней мере, одну область искусственной ионизации (ИИ), при этом излучение зондирующего радиолокационного сигнала осуществляют в направлении области ИИ, а его частоту выбирают не менее резонансной частоты области ИИ. На фиг.1 показана схема реализации области ИИ с помощью наземных РЛС; на фиг. 2 схема формирования области ИИ с помощью наземной РЛС и самолетной РЛС и взаимодействия их с зондирующей наземной РЛС. В соответствии с заявленным способом, с помощью РЛС 1, 2, излучающих сфокусированные пучки радиоволн, создают область ИИ 3 на пути ожидаемой траектории движения МЛА 4, окруженного искусственным плазменным облаком 5. Ожидаемая траектория определяется, исходя из разведданных, а также визуально-оптического наблюдения из пунктов, находящихся вблизи траектории МЛА. Целесообразно создание областей ИИ 3 на максимально выдвинутых передних рубежах обороны. При входе МЛА в область ИИ 3 его ЭПР резко возрастает. Это обусловлено, во-первых, сдвигом плазменной частоты искусственного плазменного облака 5, окружающего МЛА 4, и, следовательно, нарушением условия резонансного поглощения зондирующего радиолокационного сигнала. Это дает наибольший вклад в увеличение ЭПР МЛА. Во-вторых, это обусловлено генерированием элементами конструкции МЛА 4 колебаний на гармониках частоты излучения. При прохождении МЛА 4 сквозь области ИИ происходит взаимодействие искусственного облака 5 с областью ИИ 3, что приводит к изменению резонансной частоты искусственного плазменного облака 5. Эта частота 1 связана с концентрацией электронов n выражением:1~ Поскольку при появлении МЛА 4 в области ИИ 3 концентрация электронов в искус-ственном плазменном облаке 5 увеличивается, его частота 1" также увеличивается, что следует из соотношения:
(n+n) где е заряд электрона, m масса электрона, n концентрация электронов в искус-ственном плазменном облаке 5; n" концентрация электронов в области ИИ 3. Для того чтобы зондирующий сигнал не отражался от области ИИ 3 и не давал на экране зондирующей РЛС 6 соответствующей отметки, частота зондирующего радиолокационного сигнала рл должна выбираться из условия:
рл1 При входе МЛА 4 в область ИИ 3 частота искусственного плазменного облака 5 увеличивается настолько (вследствие сложения частот области ИИ 3 и искусственного плазменного облака 5), что возникает условие: рл < 1". При возрастании концентрации электронов за счет действия РЛС 1, 2 в два раза частота искусственного плазменного облака 5 также возрастает в два раза. Поэтому ЭПР увеличивается в четыре раза (поскольку она пропорциональна квадрату длины волны зондирующего радиолокационного сигнала). Для создания области ИИ 3 используются пересекающиеся пучки радиоволн. При этом после пробоя воздуха коротким радиоимпульсом ионизация поддерживается за счет непрерывного или импульсного излучения. Образующаяся область ИИ 3 представляет собой набор плоских слоев, параллельных биссектрисе угла между пересекающимися пучками. Для образования и поддержания ионизации мощность РЛС 1, 2 должна составлять 1,5 0,5 МВт в импульсе. Таким образом, путем создания на пути движения МЛА искусственной ионизированной области увеличиваются его ЭПР и, как следствие, дальность его обнаружения.
Класс G01S13/00 Системы, использующие отражение или вторичное излучение радиоволн, например радарные системы Аналогичные системы, использующие отражение или вторичное излучение волн, в которых длина волн или тип волн несущественны
Класс G01S7/36 с защитой от активных преднамеренных радиопомех