RU2454677C1

RU2454677C1 - Method of determining systematic errors in locating missile and target using monopulse system

Info

Publication number: RU2454677C1
Application number: RU2010142827/07A
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Тарасенко (RU); Сергей Иванович Тарасенко; Александр Владимирович Валов (RU); Александр Владимирович Валов; Анатолий Николаевич Семенов (RU); Анатолий Николаевич Семенов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-06-27
Also published as: RU2010142827A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: at a defined distance from the antenna of a monopulse system, two optical devices are rigidly connected to the plane of the antenna, their optical axes being perpendicular to the normal plane, and one of said devices is an electro-optical direction finder (EODF); the line of sight of the optical device and the optical axis of the EODF are respectively aimed at a geodetic mark and a optical source, lying together with an auxiliary on a board placed on a tower; the second optical device is an infrared direction finder, and the geodetic mark used is an optical source; wherein a moving target simulator is placed at given distance from the auxiliary antenna; using the auxiliary antenna and the moving target simulator direction-finding characteristics of angular discriminators of the target and missile channels are obtained, based on which, by determining displacement of equisignal directions from the normal, systematic error values for locating the missile and the target are obtained, taking into account the difference in angular coordinates of the auxiliary antenna and the moving target simulator.

EFFECT: determining systematic errors in locating a missile and a target using a monopulse system and elimination of said errors by making suitable adjustments.

2 dwg

Description

Настоящее предлагаемое изобретение относится к области пеленгации и может быть использовано при наведении ракеты на цельThe present invention relates to the field of direction finding and can be used when pointing a missile at a target

При определении угловых координат ракеты и цели с помощью антенны моноимпульсной системы используется излучение приемоответчика, находящегося на ракете, и отраженный от цели сигнал радиолокатора. При этом частоты излучения приемоответчика и радиолокатора одинаковые по величине.When determining the angular coordinates of the rocket and the target using the antenna of the monopulse system, the radiation of the transponder located on the rocket and the radar signal reflected from the target are used. In this case, the radiation frequencies of the transponder and the radar are the same in magnitude.

Радиосигналы от ракеты и цели приходят на антенну моноимпульсной системы и далее поступают на угловые дискриминаторы соответственно ракетного и целевого каналов, представляющие собой устройства измерения угловых координат ракеты и цели.Radio signals from the rocket and the target arrive at the antenna of the monopulse system and then go to the angular discriminators of the rocket and target channels, respectively, which are devices for measuring the angular coordinates of the rocket and the target.

Предположим, что фазовый центр антенны приемоответчика совпадает с эффективным центром отраженного от цели сигнала, а также частоты излучения приемоответчика и отраженного от цели сигнала равны. В этом случае угловые координаты ракеты и цели, определяемые моноимпульсной системой, должны быть одинаковыми по величине. Но из-за систематических и случайных погрешностей пеленгования ракеты и цели [1] они будут иметь несколько отличные значения. Систематические ошибки являются постоянными или изменяются по определенному закону и могут быть выявлены и устранены путем ввода соответствующих поправок [2].Assume that the phase center of the transponder antenna coincides with the effective center of the signal reflected from the target, and the radiation frequency of the transponder and the signal reflected from the target are equal. In this case, the angular coordinates of the rocket and the targets determined by the monopulse system should be the same in magnitude. But due to systematic and random errors in the direction finding of the rocket and the target [1], they will have somewhat different values. Systematic errors are permanent or change according to a certain law and can be detected and eliminated by introducing appropriate amendments [2].

Отличие в угловых координатах ракеты и цели, когда фазовый центр антенны приемоответчика совпадает с эффективным центром отраженного от цели сигнала, обусловлено некоторым уходом равносигнальных направлений целевого и ракетного каналов моноимпульсной системы от нормального направления [1], что приводит к ошибке наведения ракеты на цель. Следовательно, чтобы скомпенсировать систематические ошибки пеленгования ракеты и цели путем ввода соответствующих поправок в угловые координаты ракеты и цели требуется определить углы между равносигнальными и нормальным направлениями. Аналогичная задача решается при определении разъюстировки электрической оси антенны.The difference in the angular coordinates of the rocket and the target, when the phase center of the transponder antenna coincides with the effective center of the signal reflected from the target, is due to some departure of the equal-signal directions of the target and missile channels of the monopulse system from the normal direction [1], which leads to an error in pointing the missile at the target. Therefore, in order to compensate for the systematic errors of direction finding of the rocket and the target by introducing appropriate corrections into the angular coordinates of the rocket and the target, it is necessary to determine the angles between the equal-signal and normal directions. A similar problem is solved when determining the misalignment of the electrical axis of the antenna.

Известен способ определения ошибки пеленгования ракеты моноимпульсной системой (патент РФ №2315328, MПK G01R 29/10), суть которого заключается в следующем: рядом с юстируемой антенной 1 на некотором расстоянии от центра раскрыва антенны устанавливают и жестко связывают с плоскостью раскрыва приемник оптического излучения 2 с координатами -А и В по осям Х и У и оптический прибор 3 с координатами А и В (см. фиг.1) Оптические оси их параллельны между собой. Оси Х и У направлены соответственно по горизонтали и вертикали, а начало координат совпадает с центром раскрыва антенны. На вышке 4, расположенной на определенном расстоянии от антенны 1, устанавливают щит 5, на котором размещают источник оптического излучения 6, геодезическую марку 7 и вспомогательную антенну 8 в качестве излучателя. Источник оптического излучения 6 и геодезическая марка 7 удалены от фазового центра вспомогательной антенны 8 соответственно па расстояния -А, В и А, В по осям X' и У, равные смещениям приемника оптического излучения 2 и оптического прибора 3 от оси антенны 1. Приемником оптического излучения, сигналы с выхода которого пропорциональны угловым координатам источника оптического излучения, может являться оптико-электронный пеленгатор.A known method for determining the error of direction finding of a rocket by a monopulse system (RF patent No. 2315328, MPK G01R 29/10), the essence of which is as follows: next to the aligned antenna 1, an optical radiation receiver 2 is mounted and rigidly connected to the aperture plane of the aperture plane 2 with coordinates -A and B along the axes X and Y and an optical device 3 with coordinates A and B (see figure 1) Their optical axes are parallel to each other. The X and Y axes are directed horizontally and vertically, respectively, and the origin coincides with the center of the antenna aperture. A shield 5 is mounted on a tower 4 located at a certain distance from the antenna 1, on which an optical radiation source 6, a geodetic mark 7, and an auxiliary antenna 8 are placed as a radiator. The optical radiation source 6 and the geodetic mark 7 are removed from the phase center of the auxiliary antenna 8, respectively, at distances -A, B and A, B along the X 'and Y axes, equal to the displacements of the optical radiation receiver 2 and optical device 3 from the axis of the antenna 1. The optical receiver radiation, the output signals of which are proportional to the angular coordinates of the optical radiation source, can be an optical-electronic direction finder.

С помощью поворотного устройства юстируемой антенны 1 оптическую ось оптико-электронного пеленгатора 2 и линию визирования оптического прибора 3 совмещают соответственно с источником оптического излучения 6 и геодезической маркой 7. Затем с помощью антенны 1 определяют угловые координаты вспомогательной антенны 8. Вычитая из угловых координат вспомогательной антенны соответствующие координаты источника оптического излучения, получают значения разъюстировки электрической оси антенны моноимпульсной системы относительно оптической оси оптико-электронного пеленгатора.Using the rotary device of the antenna being adjusted 1, the optical axis of the optoelectronic direction finder 2 and the line of sight of the optical device 3 are combined respectively with the optical radiation source 6 and the geodetic mark 7. Then, using the antenna 1, determine the angular coordinates of the auxiliary antenna 8. Subtract from the angular coordinates of the auxiliary antenna the corresponding coordinates of the optical radiation source, get the misalignment values of the electrical axis of the antenna of the single-pulse system relative to the optical axis and optoelectronic direction finder.

Данный способ юстировки имеет существенный недостаток. Он не позволяет выявить систематические ошибки в определении координат ракеты и цели.This method of adjustment has a significant drawback. It does not allow to identify systematic errors in determining the coordinates of the rocket and the target.

Задачей предлагаемого изобретения является определение систематических ошибок пеленгования ракеты и цели.The task of the invention is to determine the systematic errors of direction finding of the rocket and the target.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе определения систематических ошибок пеленгования ракеты и цели моноимпульсной системой, включающем размещение на определенном расстоянии от антенны моноимпульсной системы двух оптических приборов, жестко связанных с плоскостью раскрыва антенны, оптические оси которых перпендикулярны плоскости раскрыва, и один из которых является оптико-электронным пеленгатором, наведение линии визирования оптического прибора и оптической оси оптико-электронного пеленгатора соответственно на геодезическую марку и источник оптического излучения, расположенные вместе со вспомогательной антенной на щите, установленном на вышке, новым является то, что второй оптический прибор является тепловизионным пеленгатором, а в качестве геодезической марки используют источник оптического излучения, и оба источника удалены от фазового центра вспомогательной антенны соответственно на расстояния, равные смещениям оптико-электронного и тепловизионного пеленгаторов от центра раскрыва антенны моноимпульсной системы, при этом на заданном расстоянии от вспомогательной антенны устанавливают имитатор движущейся цели, с помощью вспомогательной антенны и имитатора движущейся цели получают пеленгационные характеристики угловых дискриминаторов соответственно ракетного и целевого каналов, по ним, определяя смещения равносигнальных направлений от нормального, получают величины систематических ошибок пеленгования ракеты и цели с учетом различия угловых координат вспомогательной антенны и имитатора движущейся цели.The solution to this problem is achieved by the fact that in a method for determining systematic errors of direction finding of a rocket and a target by a monopulse system, which includes placing at a certain distance from the antenna a monopulse system of two optical devices rigidly connected to the aperture plane of the antenna, the optical axes of which are perpendicular to the aperture plane, and one of which is an optical-electronic direction finder, guidance of the line of sight of the optical device and the optical axis of the optical-electronic direction finder, respectively to the geodetic mark and the optical radiation source, located together with the auxiliary antenna on the shield mounted on the tower, it is new that the second optical device is a thermal imaging direction finder, and the optical radiation source is used as a geodetic mark, and both sources are removed from the phase center of the auxiliary antennas, respectively, at distances equal to the displacements of the optoelectronic and thermal imaging direction finders from the center of the aperture of the monopulse system antenna, while for a given m distance from the auxiliary antenna, a simulator of a moving target is installed, using the auxiliary antenna and a simulator of a moving target, direction-finding characteristics of the angular discriminators of the missile and target channels are obtained, using them, determining the displacements of the equal-signal directions from the normal one, the values of the systematic errors of direction finding of the rocket and the target are taken into account angular coordinates of the auxiliary antenna and the simulator of a moving target.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг.2, где: 1 - антенна моноимпульсной системы, 2, 9 - оптико-электронный и тепловизионный пеленгаторы, 4 - вышка, 5 - щит, 10, 11 - источники оптического излучения, 8 - вспомогательная антенна, 12 - имитатор движущейся цели.The proposed method is illustrated by the drawings, presented in figure 2, where: 1 - antenna monopulse system, 2, 9 - optical-electronic and thermal imaging direction finders, 4 - tower, 5 - shield, 10, 11 - optical radiation sources, 8 - auxiliary antenna , 12 - a simulator of a moving target.

Способ определения систематической ошибки пеленгования ракеты и цели с помощью антенны моноимпульсной системы осуществляется следующим образом: рядом с раскрывом антенны моноимпульсной системы 1 на определенном расстоянии от центра раскрыва устанавливают и жестко связывают с плоскостью раскрыва оптико-электронный и тепловизионный пеленгаторы 2, 9 с координатами соответственно -А и А по оси Х и В по оси У. Ось Х направлена по горизонтали, а ось У по вертикали.A method for determining the systematic error of direction finding of a rocket and target using an antenna of a monopulse system is as follows: next to the aperture of the antenna of a monopulse system 1, the aperture is installed and rigidly connected to the aperture plane of the optical-electronic and thermal imaging direction finders 2, 9 with coordinates, respectively - A and A along the X axis and B along the Y axis. The X axis is directed horizontally, and the Y axis is vertical.

На вышке 4, расположенной на определенном расстоянии L от антенны 1, устанавливают щит 5, на котором размещают вспомогательную антенну 8 в качестве излучателя и источники оптического излучения 10, 11, по которым выставляются оптические оси оптико-электронного и тепловизионного пеленгаторов. Источники оптического излучения 10, 11 удалены от фазового центра вспомогательной антенны 8 соответственно на расстояния -А, и A по оси Х и В по оси У, равные смещениям оптико-электронного и тепловизионного пеленгаторов от центра раскрыва антенны 1.On the tower 4, located at a certain distance L from the antenna 1, a shield 5 is mounted on which an auxiliary antenna 8 is placed as an emitter and optical radiation sources 10, 11 along which the optical axes of the optoelectronic and thermal imaging direction finders are set. The sources of optical radiation 10, 11 are removed from the phase center of the auxiliary antenna 8 by a distance of -A, and A along the X axis and B along the Y axis, equal to the displacements of the optoelectronic and thermal imaging direction finders from the center of the aperture of the antenna 1.

Рядом со вспомогательной антенной устанавливают имитатор движущейся цели 12 (ИДЦ) с координатами Х=О, У=В. ИДЦ представляет собой устройство переизлучения сигналов, имитирующее доплеровский сдвиг частоты принимаемого сигнала от движущейся цели. Доплеровский сдвиг частоты сигнала, приходящего на имитатор цели, осуществляется за счет фазовращателей, управляемых модулятором. Подробное описание работы ИДЦ изложено в патенте РФ на полезную модель №65203/2007.Next to the auxiliary antenna, a simulator of a moving target 12 (IDC) is installed with the coordinates X = O, Y = B. IDC is a signal reemission device that simulates the Doppler frequency shift of the received signal from a moving target. The Doppler frequency shift of the signal arriving at the target simulator is carried out due to phase shifters controlled by the modulator. A detailed description of the work of the IDC is set forth in the patent of the Russian Federation for utility model No. 65203/2007.

С помощью поворотного устройства антенны моноимпульсной системы оптические оси оптико-электронного и тепловизионного пеленгаторов 2, 9 совмещают с оптическими излучателями 10, 11. Затем с помощью вспомогательной антенны и ИДЦ получают пеленгационные характеристики угловых дискриминаторов ракетного и целевого каналов. По их пересечению с координатной осью угловых значений определяют смещение равносигнальных направлений от нормального [1] и, вычитая величину arctg B/L из координаты по углу места целевого канала, получают систематические ошибки пеленгования ракеты и цели моноимпульсной системой.Using the rotary device of the monopulse antenna system, the optical axes of the optoelectronic and thermal imaging direction finders 2, 9 are combined with the optical emitters 10, 11. Then, using the auxiliary antenna and the IDC, direction-finding characteristics of the angular discriminators of the missile and target channels are obtained. By their intersection with the coordinate axis of the angular values, the offset of the equal-signal directions from the normal one is determined [1] and, subtracting the arctg B / L value from the coordinate by the elevation angle of the target channel, systematic errors of direction finding of the rocket and the target by a single-pulse system are obtained.

ЛитератураLiterature

1. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - М., Радиосвязь, 1984 - с.114-163.1. Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. - M., Radio Communication, 1984 - p.114-163.

2. Неупокоев Ф.К. Стрельба зенитными ракетами. - М., Военное издательство МО СССР, 1980. - с.124-125.2. Neupokoev F.K. Shooting anti-aircraft missiles. - M., Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1980. - p.124-125.

Claims

A method for determining systematic errors of direction finding of a rocket and a target by a monopulse system, including placing at a certain distance from the antenna of the monopulse system two optical devices rigidly connected to the aperture plane of the antenna, the optical axes of which are perpendicular to the aperture plane, and one of which is an optoelectronic direction finder, pointing the line sighting of the optical device and the optical axis of the optical-electronic direction finder, respectively, on the geodetic mark and the source of optical radiation the phenomena located together with the auxiliary antenna on the shield mounted on the tower, characterized in that the second optical device is a thermal imaging direction finder, and the source of optical radiation is used as a geodetic mark, while both sources are distant from the phase center of the auxiliary antenna, respectively, equal to the displacements of the optical-electronic and thermal imaging direction finders from the center of the aperture of the monopulse system antenna, and at a given distance from the auxiliary antenna They simulate a moving target, using an auxiliary antenna and a moving target simulator, they obtain direction-finding characteristics of the angular discriminators of the target and missile channels, using them, determining the displacements of the equal-signal directions from the normal one, they obtain the values of the systematic errors of direction finding of the rocket and the target, taking into account the difference in the angular coordinates of the auxiliary antenna and simulator of a moving target.