Patent UA-127007-C2 (UA)
Title: Радіоакустичний спосіб виявлення малопомітних безпілотних літальних апаратів
Filed: 2020-07-24
Abstract: Винахід належить до способів безпеки, призначених для запобігання несанкціонованому доступу безпілотних літальних апаратів (БПЛА) у контрольований повітряний простір і слідкування за переміщенням БПЛА у контрольованому просторі з одночасним їх розпізнаванням. Радіоакустичний спосіб виявлення малопомітних безпілотних літальних апаратів (БПЛА) полягає у тому, що формують K пачок радіоімпульсів з однаковою, рівною N, кількістю радіоімпульсів у кожній пачці, з однаковою тривалістю τі кожного радіоімпульсу та однаковим, рівним Ti, періодом повторення радіоімпульсів. Причому кожна пачка радіоімпульсів має свою відмінну від інших несучу частоту у діапазоні від базової початкової несучої частоти до граничної кінцевої частоти. Підсилюють сформовані радіоімпульси за потужністю і послідовно випромінюють їх у простір за допомогою антенної системи радіолокаційної станції. Послідовно приймають за допомогою антенної системи радіолокаційної станції сформовані у резонансній області розсіювання відбиті сигнали. Переводять їх у цифрову форму за допомогою аналого-цифрового перетворювача та записують у оперативний запам'ятовуючий пристрій амплітуди прийнятих відбитих сигналів кожного періоду повторення. Причому період дискретизації аналого-цифрового перетворювача вибирають у 10-30 разів меншим тривалості сигналу, який зондує, τі. Розділяють усю сукупність записаних у оперативний запам'ятовуючий пристрій оцифрованих відбитих сигналів у межах кожного періоду повторення на послідовні строби дальності, що з'єднуються своїми межами, але непересічні та рівні за тривалістю, нумерують строби дальності у межах кожного періоду повторення від 1 до М, причому тривалість строба вибирають рівною тривалості радіоімпульсу τі, який зондує. Детектують усі записані відбиті сигнали за допомогою цифрового фазового детектора для отримання квадратурних складових відбитих сигналів. Переводять прийняті оцифровані відбиті сигнали до комплексної форми, у межах кожного m-го строба дальності проводять узгоджене оброблення оцифрованих прийнятих сигналів шляхом згортки з оцифрованим комплексно-пов'язаним радіоімпульсом, який зондує, цього ж періоду повторення. Визначають пік відклику відбиттів у кожному стробі дальності за критерієм максимуму його амплітуди та записують у комплексному вигляді значення піків відкликів кожного m-го періоду повторення кожної k-тої пачки радіоімпульсів у оперативний запам'ятовуючий пристрій. Формують для кожної k-тої з K пачок радіосигналів цифрові масиви піків відкликів відбиттів однакових за номером m стробів дальності і отримують для кожної k-тої пачки радіоімпульсів М масивів з N елементами у кожному масиві. Проводять з елементами кожного масиву піків відкликів операцію перетворення Фур'є та отримують у результаті для кожного масиву відповідний спектральний масив, у якому формується спектральний відклик БПЛА при реальному знаходженні БПЛА у відповідному стробі дальності. Порівнюють спектральні відклики відбитих сигналів у кожному спектральному масиві з заздалегідь встановленим пороговим значенням і у випадку перевищення порога фіксують у оперативному запам'ятовуючому пристрої частоту відповідного спектрального відклику m-го масиву k-тої пачки радіоімпульсів, яку приймають за допплерівську частоту відповідного БПЛА, та одночасно приймають рішення про виявлення БПЛА на відповідній дальності. Причому радіальну швидкість виявленого при аналізі відбиттів k-тої пачки радіоімпульсів БПЛА розраховують за значенням допплерівської частоти Fд відповідного спектрального відклику, що перевищив поріг. Вимірюють температуру повітря у приземному шарі атмосфери. Розраховують та записують швидкість розповсюдження звуку у атмосфері. Несучу частоту радіоімпульсів першої пачки встановлюють рівною 40 МГц, а несучу частоту кожної наступної пачки радіоімпульсів збільшують відносно частоти попередньої пачки на 58 кГц. Причому перебудову несучої частоти проводять до досягнення нею 106 МГц. Приймають електромагнітні хвилі, відбиті від акустичних хвиль, джерелом яких є БПЛА та частота яких є резонансною до частоти електромагнітних хвиль. Розраховують частоту акустичних хвиль, які генерує БПЛА, за значенням якої та значенням радіальної швидкості БПЛА, яку корегують на значення швидкості розповсюдження звуку у атмосфері, ідентифікують тип виявленого малопомітного БПЛА шляхом порівняння з еталонними значеннями частоти акустичних хвиль та радіальної швидкості БПЛА. Технічний результат: забезпечення високої ефективності виявлення малопомітних безпілотних літальних апаратів шляхом підвищення точності, зниження вартості виявлення, спрощення формування сигналів зондування та оброблення відбитих сигналів.