СПОСОБ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ МАНЕВРА ВОЗДУШНОЙ ЦЕЛИ
METHOD FOR NOISE-IMMUNE DETECTION OF AIR TARGET MANOEUVRE

Изобретение относится к способам обнаружения маневра цели радиотехническими системами, в частности радиолокационными системами сопровождения воздушных целей, и может быть использовано в бортовых и наземных РЛС.
Известен способ обнаружения маневра, основанный на автоматическом устранении расхождения следящего фильтра (см., например, В.И.Меркулов, В.Н.Лепин. Авиационные системы радиоуправления. Ч.1. - М.: Радио и связь, 1996 - 396 с: ил. стр.302), реализованный в устройстве, содержащем дискретный фильтр Калмана, усилитель, умножитель, устройство выбора максимума и логическую схему сравнения.
Недостатком способа является низкая помехоустойчивость к воздействию уводящих помех, имитирующих маневр цели.
Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому способу является способ обнаружения маневра воздушной цели на основе анализа обновляющей последовательности (см. А.Фарина, Ф.Студер. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей. - М: Радио и связь. 1993, с 224). Обновляющую последовательность обрабатывают набором низкочастотных фильтров, настроенных на маневр определенного типа. Наибольший по уровню сигнал будет на выходе фильтра, согласованного с обновляющей последовательностью. Если при этом будет превышен порог, то принимают решение о наличии маневра цели с характеристиками, соответствующими настройке согласованного фильтра.
Недостатком способа, принятого за прототип, является невозможность различения уводящих помех и маневров цели из-за отсутствия обнаружителя уводящих помех.
Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости обнаружителя маневра воздушной цели.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе обнаружения маневра цели на основе анализа обновляющей последовательности отслеживаемой координаты цели, которая обрабатывается набором низкочастотных фильтров, настроенных на определенный тип маневра цели, дополнительно сигнал с выхода обнаружителя сравнивают по правилу логического умножения с сигналом, пропорциональным предельно возможной перегрузке цели для ее скорости и высоты, поступающих от измерителей скорости и высоты. При наличии информации о начале маневра от обнаружителя и превышении сигналом с выхода схемы нечеткого управления порога принимают решение о маневре и изменяют алгоритм оценивания калмановского фильтра, в случае, если одно или оба условия не выполняются, считают, что действует уводящая помеха или сигнал обнаружителя отсутствует, и используют фильтр сопровождения прямолинейно движущейся цели.
На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ помехозащищенного обнаружения маневра.
Устройство состоит из сумматора 1, на вход которого подается сигнал наблюдения и к выходу которого параллельно подключены усилитель 5 и усилители видов маневра 2, 3, 4, выход усилителя 5 соединен с первым входом сумматора 11, выход усилителя вида маневра 2 соединен с первым и вторым входами умножителя 8, выход которого соединен с первым входом устройства выбора максимума 14, выход усилителя вида маневра 3 соединен с первым и вторым входами умножителя 9, выход которого соединен со вторым входом устройства выбора максимума 14, выход усилителя вида маневра 4 соединен с первым и вторым входами умножителя 10, выход которого соединен с третьим входом устройства выбора максимума 14, выход устройства выбора максимума 14 соединен с входом порогового устройства 17, выход которого соединен со вторым входом логического умножителя 16, выход сумматора 11 соединен с входом линии задержки 15, выход линии задержки 15 соединен со входом интегратора 12, выход которого соединен со вторым входом сумматора 11 и входом усилителя 6, выход которого подключен ко второму входу сумматора 1, на первый вход логического умножителя 16 поступает сигнал с выхода порогового устройства 13, вход которого соединен с выходом схемы нечеткого вычисления 7, на первый вход схемы нечеткого вычисления 7 поступает сигнал скорости цели, на второй вход поступает сигнал высоты цели, признак маневра цели снимают с выхода логического умножителя 16.
Устройство помехозащищенного обнаружения маневра работает следующим образом.
п
п
п
На первый вход сумматора 1 подается входной дискретный сигнал, представляющий собой напряжение, пропорциональное дальности до цели, со временем дискретизации Т. Обновление входных сигналов осуществляется через время Т, на это же время сигнал задерживается в линии задержки. В импульсной РЛС это время равно периоду повторения импульсов. Сигнал рассогласования на выходе сумматора 1 формируется путем сложения входной величины координаты цели и предсказанной, полученной путем усиления в усилителе 5 с последующей задержкой на время Т в линии задержки 15, интегрированием и усилением в усилителе 6. Сигнал рассогласования поступает на входы усилителей типа маневров 2, 3, 4, каждый из которых согласован с определенным типом маневра. Устройство выбора максимума 14 определяет максимальный сигнал и подает его на вход порогового устройства 17. При превышении сигналом порога он поступает на второй вход логического умножителя 16. На вход схемы нечеткого вычисления 7 поступают сигналы, пропорциональные скорости и высоте цели, по значениям которых определяется предельно возможная перегрузка цели для ее скорости и высоты. Сигнал, величина которого соответствует предельной перегрузке цели для ее скорости и высоты, поступает с выхода схемы нечеткого вычисления на вход порогового устройства 13, величина порога которого выбирается по наименьшей интенсивности маневров, на которые настроены усилители типа маневра 2, 3, 4, на выходе порогового устройства 13 принимается решение о возможности маневра при данных значениях скорости и высоты цели. Схема нечеткого вычисления 7 основана на создании аппроксимирующей модели и представляет собой адаптивную нейронечеткую сеть ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System), реализованную на базе нейронечеткого микроконтроллера. С выхода схемы нечеткого вычисления 7, через пороговое устройство 13, сигнал подается на первый вход логического умножителя 16, на выходе которого при наличии сигналов на обоих его входах принимается решение о маневре и изменяют алгоритм оценивания калмановского фильтра в случае, если одно или оба условия не выполняются, считают, что действует уводящая помеха или сигнал обнаружителя отсутствует и используют фильтр сопровождения прямолинейно движущейся цели.
Схема нечеткого вычисления осуществляет аппроксимацию зависимости интенсивности маневра цели, в качестве которой принята предельная возможная перегрузка цели, от высоты и скорости полета (см., например, Зарубежное военное обозрение. Ежемесячный иллюстрированный военный журнал Министерства обороны России. №1, 1981 г., стр.48.), путем предварительного обучения (см. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. - М.: Горячая линия - Телеком, 2001. - 382 с: ил., стр.285) и реализуется на базе 16-разрядного микроконтроллера Motorola 68НС12, поддерживающего группу дополнительных команд для реализации "нечеткой логики".
Таким образом, предложенный способ помехозащищенного обнаружения маневра и устройство для его реализации позволяют эффективно различать действие уводящей помехи по одной координате цели и изменение координаты цели за счет маневрирования.