close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

16878

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2013.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01S 13/08
(2006.01)
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО МАЛОВЫСОТНОГО
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
(21) Номер заявки: a 20110290
(22) 2011.03.09
(43) 2012.10.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(72) Авторы: Воинов Валерий Васильевич; Иващенко Инга Анатольевна;
Сасим Евгений Николаевич (BY)
BY 16878 C1 2013.02.28
BY (11) 16878
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(56) Справочник офицера противовоздушной обороны / Под редакцией Г.В. ЗИМИНА и др. - Москва: Военное издательство, 1987. - С. 131.
BY 10915 C1, 2008.
BY 10923 C1, 2008.
RU 2008117954 A, 2009.
RU 2133045 C1, 1999.
FR 2698448 A1, 1994.
JP 2167486 A, 1990.
(57)
Способ определения дальности до маловысотного летательного аппарата, характеризующийся тем, что в точке на земной поверхности излучают электромагнитную волну под
углом ϕ к плоскости местного горизонта с периодически линейно изменяемой частотой от
3 до 5 МГц, принимают зеркально отраженную ионосферой переизлученную маловысотным летательным аппаратом электромагнитную волну в той же точке на земной поверхности и определяют дальность D до маловысотного летательного аппарата из выражения:
D = Rcosϕ,
где R - расстояние, пройденное электромагнитной волной до маловысотного летательного
аппарата по трассе ABC,
где A - точка излучения электромагнитной волны на земной поверхности;
B - точка отражения ионосферой излученной электромагнитной волны;
C - точка расположения маловысотного летательного аппарата.
Фиг. 1
BY 16878 C1 2013.02.28
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокации, и может быть
использовано для определения дальности до маловысотного летательного аппарата,
например крылатой ракеты за горизонтом Земли.
Известен способ обнаружения маловысотного летательного аппарата [1], при котором
в точке приема излучают электромагнитную волну, периодически линейно изменяют частоту излучаемой волны в пределах от 3 до 5 МГц, принимают волну, об обнаружении
маловысотного летательного аппарата судят по превышению мощностью принятой волны
порогового значения.
Недостатком известного способа являются ограниченные технические возможности,
так как с его помощью невозможно определить дальность до маловысотного летательного
аппарата.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ
определения дальности до летательного аппарата [2], при котором излучают электромагнитную волну в диапазоне частот 108...1010 Гц, периодически линейно изменяют частоту
излучаемой электромагнитной волны, судят о дальности до летательного аппарата по разности частот излученной и принятой электромагнитных волн.
Недостатком этого способа является ограниченность технических возможностей, так как
из-за прямолинейности распространения электромагнитных волн в диапазоне 108...1010 Гц с
его помощью нельзя определить дальность до маловысотного летательного аппарата,
движущегося за горизонтом Земли.
Задачей изобретения является расширение технических возможностей способа.
Техническим результатом осуществления способа является определение дальности до
маловысотного летательного аппарата за горизонтом Земли.
Для решения поставленной задачи при осуществлении способа в точке на земной поверхности излучают электромагнитную волну под углом ϕ к плоскости местного горизонта с периодически линейно изменяемой частотой от 3 до 5 МГц, принимают зеркально
отраженную ионосферой переизлученную маловысотным летательным аппаратом электромагнитную волну в той же точке на земной поверхности и определяют дальность D до
маловысотного летательного аппарата из выражения:
D = Rcos ϕ,
где R - расстояние, пройденное электромагнитной волной до маловысотного летательного
аппарата по трассе ABC,
где A - точка излучения электромагнитной волны на земной поверхности;
B - точка отражения ионосферой излученной электромагнитной волны;
C - точка расположения маловысотного летательного аппарата.
Сущность способа поясняют фиг. 1, 2. На фиг. 1 изображено взаимное расположение
маловысотного летательного аппарата и приемо-передающего устройства, а также трасса
распространения электромагнитной волны. Обозначения на фиг. 1 следующие:
ПЗ - поверхность Земли;
И - нижняя граница ионосферы;
МЛА - маловысотный летательный аппарат;
A - точка расположения на земной поверхности приемо-передающей антенны;
B - точка зеркального отражения ионосферой излученной электромагнитной волны;
C - точка расположения маловысотного летательного аппарата;
ϕ - угол наклона оси диаграммы направленности приемо-передающей антенны к плоскости местного горизонта;
H B , H A - высота ионосферы в точках отражения (B) и излучения (A) электромагнитной волны соответственно.
На фиг. 2 приведена схема, реализующая заявляемый способ. Обозначения на фиг. 2
следующие:
1 - приемо-передающая станция, например, типа станции зондирования атмосферы C4 [3];
2
BY 16878 C1 2013.02.28
2 , 3 - первый и второй соответственно частотомеры;
4 - вычислительное устройство;
5 - индикатор;
6 - пороговое устройство.
Способ реализуют следующим образом. В точке A на земной поверхности (фиг. 1)
располагается приемо-передающая антенна, которая излучает электромагнитную волну
под углом ϕ к плоскости местного горизонта. Пренебрегая кривизной Земли, считаем, что
плоскости местного горизонта в точках A и C совпадают со стороной AC треугольника
ABC. Электромагнитная волна, зеркально отражаясь от ионосферы в точке B, приходит в
точку C, над которой движется маловысотный летательный аппарат. Пренебрегая высотой
подъема антенны и высотой полета маловысотного летательного аппарата, полагаем, что
они располагаются на поверхности Земли (ПЗ).
Система "маловысотный летательный аппарат - поверхность Земли" переизлучает попадающую на нее электромагнитную волну [1]. Переизлученная волна, проходя путь в направлении, противоположном падающей волне, попадает на приемо-передающую антенну A.
Поскольку частота электромагнитных колебаний в системе "маловысотный летательный аппарат - поверхность Земли" заранее точно неизвестна, приемо-передающая станция
1 (фиг. 2) подает на антенну A сигнал с линейно изменяющейся частотой в пределах от 3
до 5 МГц.
С первого выхода приемо-передающей станции 1 сигнал излучаемой частоты поступает на первый частотомер 2, который измеряет частоту излучаемой электромагнитной
волны. Со второго выхода приемо-передающей станции 1 сигнал, создаваемый принимаемой электромагнитной волной, поступает на пороговое устройство 6. При превышении
мощностью сигнала порогового значения он с выхода порогового устройства 6 поступает
на частотомер 3, который измеряет частоту принимаемой электромагнитной волны. С выходов частотомеров 2 и 3 сигналы поступают на входы вычислительного устройства 4.
Распространение электромагнитных волн по трассе ABC (фиг. 1) происходит в свободном пространстве. Поэтому для определения длины трассы ABC, которую обозначим
R, можно воспользоваться соотношением [2]:
c(f − f )T
R= и п м,
(1)
4∆Fм
где c - скорость электромагнитных волн в вакууме;
fи, fп - частоты излучаемой и одновременно принимаемой электромагнитных волн соответственно;
T м - период повторения модулирующей частоты передатчика;
∆Fм - девиация частоты излучаемых электромагнитных волн.
Превышение принимаемым сигналом порога, установленного в пороговом устройстве
6, происходит только в момент обнаружения маловысотного летательного аппарата, то
есть при определенном значении угла ϕ.
В треугольнике ABC сторона AC является дальностью до маловысотного летательного аппарата, которую обозначим D.
Связь дальности до маловысотного летательного аппарата D и длины трассы R, как
это следует из фиг. 1, определяется выражением:
(2)
D = Rcos ϕ.
Сравним погрешность в определении дальности заявляемым методом и методом, основанным на использовании соотношения
(3)
D = 2H B c tgϕ.
В первом случае:
∆D1 = ∆R + sin ϕ ∆ϕ .
(4)
Во втором:
3
BY 16878 C1 2013.02.28
∆D 2 = 2∆H B +
1
∆ϕ ,
(5)
sin 2 ϕ
где ∆R и ∆H B - погрешности в определении длины трассы и высоты ионосферы в точке
отражения соответственно;
∆ϕ - погрешность в установке угла ϕ.
Величина ∆R составляет погрешность способа-прототипа.
Величина
(6)
∆HB = ∆HA + ∆HH,
где ∆H A - погрешность в измерении высоты ионосферы в точке излучения, то есть в точке
расположения излучающей антенны;
∆H H - погрешность, возникающая вследствие неоднородности ионосферы.
Таким образом,
∆ϕ
∆D 2 = 2(∆H A + ∆H H ) +
.
(7)
sin 2 ϕ
Сравнение 7 и 4 позволяет сделать вывод о том, что
∆D2 > ∆D1,
а способ определения дальности по формуле 2 точнее способа определения дальности по
формуле 3. При этом погрешность заявляемого способа может быть сведена к погрешности способа-прототипа за счет снижения приборной погрешности ∆ϕ.
Таким образом, применение формулы 2 расширяет технические возможности способапрототипа, обеспечивая определение дальности до маловысотного летательного аппарата
за горизонтом Земли с погрешностью, приближающейся к погрешности способапрототипа.
Источники информации:
1. Способ обнаружения маловысотного летательного аппарата: Пат. 13148 РБ. МПК
G 01S 13/00, G 08B 13/24 / И.М.Быков, В.В.Воинов, В.В.Мокринский и др.; УО "ВА РБ" //
Бюл. № 2. - 2009.
2. Справочник офицера противовоздушной обороны / Под ред. Г.В.Зимина,
С.К.Бурмистрова. - М.: Воениздат, 1987. - С. 131.
3. Сколник М. Введение в технику радиолокационных систем. - М.: Мир, 1965. С. 733.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
80 Кб
Теги
16878
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа