SE514830C2 - Förfarande och anordning för riktningsbestämning - Google Patents

Description

20 25 30 5:11. lsbskmmu 2 frekvensområden. krävs att. detekteringsanordningarna. har mycket stor bandbredd. Den begränsade vinkelupplösningen och begränsade känsligheten i kombination med den stora bandbredden gör att denna typ av detekteringsanordningar mera är att betrakta som varnare - de kan indikera att en signalkälla finns men inte var eller i vilken riktning.

Inom det frekvensområde som utnyttjas för radar har passiva, icke sändande radarstationer använts för signalde- tektering. Radarns smala antennlob, som kan utnyttjas för noggrann riktningsbestämning, innebär också att antennför- stärkningen är så stor att signalkällorna kan detekteras på stort avstånd och även om signalkällans antennlob (huvud- lob) inte är riktad mot detekteringsanordningen.

.Problemet med att utnyttja en radar med smal antennlob är att dess antenn, för att täcka ett stort vinkelområde, måste genomföra ett omfattande och därmed tidsödande sökförfarande, speciellt i de fall då man inte vet någon- ' ting om riktningen eller om det överhuvud taget finns någon signalkälla.

Det är även känt att kombinera detekteringsanordningar av varnartyp med radarstationer för noggrannare bestämning av signalkällan. Dessa lösningar på problemet har dock haft begränsad användbarhet genom brister :i den tidsmässiga samstämmigheten i inmätningen. Radarn har därvid inte kunnat avgöra om en upptäckt signalkälla är den som avsågs av varnaren. Sannolikheten för att signalkällans huvudlob skall vara riktad mot varnaren samtidigt som radarn är riktad mot signalkällan är nämligen mycket liten.

Syftet med föreliggande uppfinning är därför att ange ett förfarande och en anordning för att bestämma riktningen till en signalkälla genom samverkan mellan en detekterings- utrustning av varnartyp och en riktningsbestämmande 10 15 20 25 i 5-1ß4 830 3 detekteringsanordning såsom exempelvis en passiv radar, på ett sätt så att de nämnda bristerna i bland annat den tidsmässiga samstämmigheten i inmätningen av en signalkälla hos tidigare använda metoder elimineras.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ovannämnda syfte uppnås genom ett förfarande enligt föreliggande uppfinning, vars kännetecken framgår av efterföljande patentkrav 1.

Ovannämnda syfte uppnås även genom en anordning enligt föreliggande uppfinning, vars kännetecken framgår av efterföljande patentkrav 4 .

FIGURÉESKRIVNING Figur 1 visar ett flödesschema för förfarandet enligt uppf inningen .

FÖREDRAGEN UTFöRINGsFoRM Uppf inningen bygger på en unik samverkan mellan en detekte- ringsanordning av varnartyp och en riktningsbestämmande detekteringsanordning som exempelvis kan vara en radarsta- tion.

Genom varnaren erhålles olika former om information om signalkällan. Eftersom varnarens antenn inte har något utpräglat riktningsberoende kan det exempelvis antas att dess antenndiagram i sidled omfattar fyra 90°-iga antennlo? ber varigenom antennen täcker 360°. I höjdled kan antennens lobvinkel också vara mycket stor, från något 10-tal grader till upp mot 80-90 grader beroende på tillämpningen.

Således kan varnaren endast ange riktningen till signalkäl- lan med låg vinkelnoggrannhet, det vill säga endast ange 10 15 20 25 30 51¿:s3o H ett vinkelområde inom vilket signalkällan befinner sig.

Varnarutrustningen kan även analysera signalen från signalkällan för att fastställa signalkällans kategori genom att bestämma signalens frekvens, pulsdata såsom puls- frekvens, pulslängd och pulsrepetionsfrekvens, avsöknings- mönster och andra typiska egenskaper.

Den riktningsbestämmande detekteringsanordningen, i fortsättningen benämnd radarn, kan däremot på grund av sin smala antennlob med hög vinkelnoggrannhet bestämma rikt- ningen till en signalkälla. Den kan dessutom på liknande sätt som varnaren avgöra signalkällans kategori.

I anslutning till flödesschemat i figur 1 skall nu för- farandet enligt uppfinningen närmare beskrivas.

I ett första steg 1 indikeras i varnaren en signal från en signalkälla. På grund av varnarens relativt låga känslighet 'indikeras signalkällan endast kortvarigt då signalkällan är riktad mot varnaren. Genom att avgöra i vilken antennlob som indikeringen erhållits bestämmer varnaren den ungefär- liga riktningen till signalkällan. Såsom tidigare be- skrivits bestämmer varnaren signalkällans kategori genom att mäta olika egenskaper. Den på så sätt erhållna in- formationen överföres därefter till radarn.

Med utgångspunkt från de från varnaren erhållna uppgifterna startar radarns antenn i steg 2 ett sökprogram i vinkelled i det angivna vinkelområdet. Genom främst sin avsevärt 'högre antennförstärkning har radarn högre »känslighet än varnaren. Detta innebär att radarn har förmåga att detekte- ra även signalkällor som för tillfället inte sänder i riktning mot radarn/varnaren. Sannolikheten att radarn därför kommer att "finna" en signalkälla av samma kategori som varnaren angivet är därför stor. Då detta inträffar 10 15' -20 25 30 s14 ssnu å. stannar i steg 3 radarn sitt sökprogram och håller därefter sin antennlob inriktad mot signalkällan.

Därefter vidtager i steg 4 en jämförelse mellan signalkäl- lan som detekteras av radarn och signalkällan som detekte- ras av varnaren. Förutom den ovan beskrivna kontrollen av kategori korreleras de mottagna signalerna från signalkäl- lorna tidsmässigt. Därvid kontrolleras exempelvis om identiska pulsföljder uppträder samtidigt, frekvensföränd- ringar följer samma mönster etc. Om signalkällans signal- styrka varierar med tiden, vilket. kan. vara fallet om signalkällan är men aktivt spanande radar, kan också signalstyrkevariationerna korreleras för att konstatera om de följer samma tidsmässiga mönster. Genom korrelationen kan man konstatera om radarn är riktad mot den signalkälla som varnaren indikerar* eller inte. Är resultatet av korrelationen positivt, det vill säga att radarn och varnaren detekterar samma signalkälla, bestäms i steg 6 riktningen till signalkällan med hjälp av radarantennens inriktning. Därefter kan radarn fortsätta sitt sökprogram efter ytterligare signalkällor. Detta anges i figur 1 genom den streckade linjen till blocket 7.

Visar det sig att signalerna som detekterats av varnaren och radarn inte stämmer överens, fortsätter i steg 7 radarantennen sitt sökprogram till dess att en ny signal- källa av den av varnaren angivna kategorien detekteras, varvid radarn ånyo stannar sitt sökprogram och stegen 3 - 5 upprepas till dess att korrelation mellan den av radarn och den av varnaren detekterade signalkällan uppnås.

En anordning i vilket det nu beskrivna förfarandet til- lämpas omfattar en varnare och en radarstation samt en styrenhet. I varnaren ingår' därvid ide. anordningar som erfordras för att göra de ovan beskrivna bestämningarna av signalkällekategori. Sålunda ingår anordningar för frek- 10 15 5i= 1i¿ i«s3bn h 6 vensbestämning, mätning av pulslängder, tider, signalstyrka m m. Då dessa anordningar utan svårighet och.med utnyttjan- de av känd teknik kan anordnas av en fackman inom teknik- området, beskrivs de här inte närmare.

I radarstationen ingår på motsvarande sätt erforderliga anordningar för inriktning av radarantennen och för klassificering av signalen från signalkällan enligt vad som beskrivits ovan. Inte heller dessa anordningar bereder fackmannen några problem.

Styrenheten styr samarbetet mellan varnaren och radarn. I den ingår sålunda anordningar för att tidskorrelera de av radarn respektive varnaren detekterade signalerna från signalkällan och med ledning av resultatet från korrelatio- nen avgöra om samma signalkälla detekteras eller inte. I den händelse att samma signalkälla inte detekteras styr styrenheten radarn så att denna fortsätter sitt sökprogram.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan nämnda utförings- formerna utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven .

Claims (7)

10 15 20 25 30 i 514 13.30 ?- PATENTKRAV

1. källa genom samverkan mellan en Förfarande för bestämning av riktningen till en signal- första anordning som bestämmer riktningen till signalkällan med låg vinkelnog- grannhet och en andra anordning som bestämmer riktningen till signalkällan med hög vinkelnoggrannhet, kännetecknat därav, att i ett första steg ( 1) , och med utnyttjande av den första anordningen, bestäms riktningen till signalkäl- W lan till ett visst vinkelområde och att signalkällans kategori bestäms genom analys av den från signalkällan utsända och av den första anordningen detekterade signalen; i ett därpå följande andra steg (2) sökning efter en signalkälla av den nämnda kategorien genomförs i vinkelled.inom.det nämnda vinkelområdet med.utnyttjande av den andra anordningen och att sökningen avbryts då en signal från en signalkälla av den nämnda kategorien detekteras; i ett därpå följande tredje steg (4) den av den första anordningen detekterade signalen tidsmässigt korreleras med den av den andra anordningen detekterade signalen och att då korrelation föreligger bestäms riktningen till signalkällan genom bestämning av den riktning i vilken den andra anordningen detekterar signalkällan och att då korrelation inte föreligger, sökningen fortsättes till dess att. en ny signalkälla. av den nämnda kategorien detekteras varvid sökningen ånyo avbryts, varefter nämnda tredje steg upprepas. 10 15 20 25 30 514daso.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att signalkällans kategori bestäms genom. analys av' den. av signalkällan utsända signalen med avseende på frekvens och/eller pulsdata.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att den tidsmässiga korrelationen mellan den av den första anordningen detekterade signalen med den av den andra anordningen detekterade signalen sker genom att kontrollera om identiska pulsmönster uppträder samtidigt och/eller genom korrelering av de detekterade signalernas signalstyrkevariationer.

4. Anordning för bestämning av riktningen till en signal- källa genom samverkan mellan en första anordning som bestämmer riktningen till signalkällan med låg vinkelnog- grannhet och en andra anordning som bestämmer riktningen till signalkällan med hög vinkelnoggrannhet, kännetecknad därav, att " - den första anordningen är inrättad att bestämma rikt- ningen till signalkällan inom ett visst vinkelområde och att bestämma signalkällans kategori genom analys av den från signalkällan utsända och av den första anord- ningen detekterade signalen; - den andra anordningen är inrättad att inom nämnda vinkelområde söka efter en signalkälla av den nämnda kategorien och att avbryta sökningen då en signalkälla av den nämnda kategorien detekteras; - anordningen dessutom omfattar ytterligare anordningar inrättade att tidsmässigt korrelera den av den första anordningen detekterade signalen med den av den andra anordningen detekterade signalen och att då korrelation föreligger, bestämma riktningen till signalkällan genom att bestämma den riktning i vilken den andra anord- ningen detekterar signalkällan och att då korrelation 10 15 514 esó,v 9 inte föreligger, styra den andra anordningen så att denna fortsätter sökningen till dess att en ny signal- _källa av den nämnda kategorien detekteras varvid sökningen ånyo avbryts, varefter den tidsmässiga korrelationen,upprepas,

5. Anordning enligt patentkrav 4, kännetecknad därav, att den första anordningen är inrättad för att vid bestämning av signalkällans kategori analysera den av signalkällan utsända signalen med avseende på frekvens och/eller pulsdata.

6. Anordning enligt patentkrav 4 eller 5, kännetecknad därav, att den andra anordningen utgörs av en radar med en smal antennlob med hög vinkelnoggrannhet.

7. Anordning enligt något av patentkrav 4-6, kännetecknad därav, att de ytterligare anordningarna är inrättade att vid den tidsmässiga korrelationen kontrollera om identiska pulsmönster uppträder samtidigt och/eller om korrelation finns mellan de detekterade signalernas signalstyrkevaria- tioner.