專利名稱：一種探測隱形目標(biāo)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于探測技術(shù)領(lǐng)域，具體說涉及的是一種探測隱形目標(biāo)(主要指各類隱形飛機(jī)、隱形艦艇、隱形坦克、隱形裝甲車等軍事目標(biāo))的探測方法。
目前對于隱形軍事目標(biāo)的探測方式主要是通過有源探測雷達(dá)、無源探測雷達(dá)，或利用電臺、電視臺發(fā)射的電磁波探測目標(biāo)等形式。有源雷達(dá)是主動發(fā)射電磁波至被測目標(biāo)，通過接收目標(biāo)回波來探測隱形物體；無源雷達(dá)是接收被探測目標(biāo)輻射的電磁波(如機(jī)載雷達(dá)、通訊設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、無線電高度表、數(shù)據(jù)鏈等)來確定對方目標(biāo)方向、距離、高度等信息的一種被動雷達(dá)；利用電臺、電視臺發(fā)射的電磁波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的技術(shù)是利用一個(gè)或n個(gè)調(diào)頻廣播或電視臺發(fā)射的連續(xù)波載頻率(50-800兆赫)以及載波上的信號包絡(luò)實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的探測。
上述探測技術(shù)都需要有一個(gè)信號發(fā)射端，在發(fā)射信號后才能進(jìn)行探測。對于有源探測雷達(dá)，它主動輻射電磁波，則容易被對方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，而易受到攻擊；對于無源探測雷達(dá)，若對方目標(biāo)保持無線電靜默，則不容易探測到對方目標(biāo)；而利用電臺、電視臺發(fā)射的電磁波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，它的基本原理是在監(jiān)視的區(qū)域用相對簡單的無線搜集一個(gè)或多個(gè)民用調(diào)頻廣播電臺和特高頻、甚高頻電視臺的信號，把它們當(dāng)作發(fā)射機(jī)信號，然后在處理器上用復(fù)雜的算法進(jìn)行分析，以確定飛機(jī)的位置，并在一個(gè)三維視頻顯示上顯示，這種方式對于計(jì)算機(jī)處理能力、軟件及專門算法提出了更高的要求。
本發(fā)明的目的是提供一種不通過人為發(fā)射的電磁波探測隱形軍事目標(biāo)的方法。
為達(dá)到目的，本發(fā)明提供這樣的技術(shù)解決方案一種探測隱形軍事目標(biāo)的方法，其特征是利用微波輻射背景中的電磁輻射波輻射至物體上，回波后由探測器接收信號來定位各種物體。
本發(fā)明的技術(shù)特征還在于本發(fā)明主要是利用微波輻射背景中的3K輻射背景輻射的電磁波來探測目標(biāo)。
本發(fā)明的技術(shù)特征還在于3K輻射背景輻射的電磁波由各種天體輻射的各種波長的無線電或大氣層輻射的電磁波提供，由天體輻射的各種波長的能量來發(fā)現(xiàn)物體實(shí)際是一種連續(xù)波多基雷達(dá)，向大氣層輻射電磁波來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)原理與作輻射背景原理一致。
本發(fā)明的技術(shù)特征還在于本發(fā)明選擇的是2mm電磁輻射波。
本發(fā)明的技術(shù)特征是所述的利用大氣層輻射的電磁波指大氣層中的電離層輻射的電磁波。
本技術(shù)的實(shí)質(zhì)是處于背景輻射中的物體不論其外形如何，因背景輻射從各個(gè)方向射來，所以物體向各個(gè)方向反射背景輻射，本發(fā)明方法只是探測到向各個(gè)方向反射的電磁波的一部分，只要物體相對運(yùn)動，或者吸收了背景輻射波，即可探測到該物體，也就是說不論物體外表如何改變，總有某一方向的輻射背景所發(fā)射的電磁波被反射到探測器方向上被探測器所接收到，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中通常要依靠人為發(fā)射的電磁波才能探測到目標(biāo)的不便之處，只需有信號接收器即可探測到各類隱形目標(biāo)的方位、速度、距離、高度。
本發(fā)明同輻射電磁波的主動探測雷達(dá)相比，不輻射電磁波，不會被對方雷達(dá)探測器發(fā)現(xiàn)，亦不會被對方反輻射導(dǎo)彈跟蹤與擊毀。
本發(fā)明同無源雷達(dá)相比，不用接收對方主動施放的電磁波，即使對方保持無線電靜默，也可探測到對方。
本發(fā)明同利用電臺、電視臺發(fā)射的電磁波發(fā)現(xiàn)隱形目標(biāo)相比，不需要大型計(jì)算機(jī)計(jì)算即可得出各類運(yùn)動物體的方位、距離、高度、速度信息。本發(fā)明中利用各類天體輻射的電磁波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，也要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，但因天體的軌道是確定的，其計(jì)算量少的多。
根據(jù)大爆炸模型的推算，當(dāng)前宇宙輻射場的波長約為毫米量級，它比可見類波的波長要大得多，相當(dāng)于無線電波的微波，科學(xué)家將它稱為微波背景輻射。該背景輻射彌漫于整個(gè)宇宙中，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，最強(qiáng)的輻射是在3K背景輻射中的2mm波長。各種物體要進(jìn)行工作，就會相對運(yùn)動，這時(shí)就會使輻射到物體上的毫米波波長發(fā)生變化，即多普勒效應(yīng)，探測器接收到波長發(fā)生變化的電磁波即可發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物體，如果隱形物體使用吸收電磁波的隱形材料或涂料，則毫米波輻射度會降低甚至消失，這樣亦可被探測到。


圖1為本發(fā)明對隱形目標(biāo)的探測示意圖。
圖2為本發(fā)明的投影圖。
對于本發(fā)明，使用毫米波探測器，按一定形式配置成如三角形、或多邊形，各探測器相距一定距離，一部探測器或二部探測器只能確定運(yùn)動物體的方向，三部或多部探測器即可確定其方位、距離、高度、速度。以三角形配置探測器為例說明被探測物體原方位、距離、高度、速度。如圖示，X1、X2、X3為三部探測器位置，H投為被探測物體相對X1、X2、X3所組成平面的投影點(diǎn)位置。三角形配置探測器的三邊長分別為a、b、c，當(dāng)探測器X1、X2探測到H后，則相對于邊長X1、X2的角度為∠X1、∠X2，則方位角分別為∠X1、∠X2，則可知H與X1、X2之間的夾角∠H投＝180°-(∠X1+∠X2)。(假如被探測物體在三角形邊長的延長線上，亦屬于兩點(diǎn)探測)。
所被探測物體H相對于X1、X2、X3平面投影后，H投和X1之間的距離H投X1為H投∠X1＝a.Sin∠X2/Sin∠H(已知a、∠X1、∠X2)又可知H投X2＝a.Sin∠X1/Sin∠H在已知探測器與X1、X2、X3平面之間的仰角為D，則被探測物體H與X1和H在X1、X2、X3平面上投影點(diǎn)H投之間夾角為90°-D，由上可知被探測物體H與X1之間的斜距HX1＝H投X1/Sin(90°-D)。已知在有地球曲率影響下斜距與高度關(guān)系式 (長為斜距，h為高度)，可知在已知HX1后，被探測物H與海平面之間的高度為F≌(HX)2/2假如X1的海撥為G，則H與海平面之間的高度為F+H，知道被測物體的方位、高度、距離，則兩次探測之間的時(shí)間為t，在時(shí)間t內(nèi)的位移為S，則速度G＝S/t(不論水平位移和垂直位移)。
我們知道3K輻射背景的輻射能量強(qiáng)度為4×10-14J/m3，而探測器探測頭因靈敏度在10-11J-10-14J左右，只要天線口徑足夠大，是可以探測到隱形物體的，如果單個(gè)天線不足以達(dá)到探測隱形物體的目的，可以將口徑較小的天線以一定的形式排起來(如十字形)組成大口徑天線以達(dá)到目的，而實(shí)際上用于作戰(zhàn)的隱形物體到目前為止其反射面積遠(yuǎn)大于1m2。
本發(fā)明操作簡便，各無線電探測器無線旋轉(zhuǎn)掃描接收各方向的電磁信號(假如使用輻射計(jì)天線陣列，天線亦可不旋，其隱蔽姓更強(qiáng))，如果接測到某一方向上電磁波波長改變或電磁波信號減弱甚至消滅，則另二部探測器立即對可定方位進(jìn)行探測，即可測出對方的各種數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種探測隱形目標(biāo)的方法，其特征是該方法是利用微波輻射背景中的電磁波輻射到各種物體上，回波后由探測接收信號來定位各種物體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述探測隱形目標(biāo)的方法，其特征是微波輻射背景中的電磁波指提在3K輻射背景中的電磁輻射波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述探測隱形目標(biāo)的方法，其特征是所述電磁波由各種天體輻射的各種波長的無線電或大氣層輻射的電磁波提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述探測隱形目標(biāo)的方法，其特征是在3K輻射背景中選擇2mm波長進(jìn)行探測。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述探測隱形目標(biāo)的方法，其特征是所述利用大氣層輻射的電磁波指在大氣層中的電離層輻射的電磁波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述探測隱形目標(biāo)的方法，其特征是探測器使用毫米波探測器。
全文摘要
一種探測隱形目標(biāo)的方法,該方法是利用3k輻射背景中的2mm輻射波輻射至目標(biāo)物體上,回波反射由毫米波探測器接收信號來定位各種物體,利用方法可探測到各種運(yùn)動或靜止的目標(biāo)物體。
文檔編號G01S5/02GK1339704SQ0011596
公開日2002年3月13日 申請日期2000年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者鐘宇達(dá) 申請人:鐘宇達(dá)