РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 1994 года по МПК G01S13/02 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано при проектировании радиотехнических навигационных систем преимущественно для морского судовождения.

Целью изобретения является повышение вероятности обнаружения малоразмерных объектов.

На чертеже представлена структурная схема РЛС.

Предложенная РЛС содержит антенну 1, циркулятор 2, передатчик 3, приемник 4, формирующие фильтры 5 и 6, пороговый блок 7, коммутаторы входных аналоговых сигналов 8 и 9, коммутаторы выходных аналоговых сигналов 10 и 11, фильтры сжатия 12 и 13, бинарный квантователь 14, сумматор 15, мультиплексоры 16 и 17, оперативные запоминающие блоки (ОЗБ) 18-20, блок сравнения 21, блок памяти порога 22, D-триггер 23, регистры статические 24 и 25, задающий генератор 26, делитель частоты 27, счетный триггер 28, статический триггер 29, двоичные счетчики 30 и 31, дешифраторы 32 и 33, сумматор единиц 34, вентили 35-38, элементы задержки 39-41, шину нулевого сигнала 42.

РЛС работает следующим образом.

Задающий генератор 26 вырабатывает тактовые импульсы, поступающие на делитель 27 частоты, на выходе которого при этом формируются запускающие импульсы с частотой зондирования, поступающие на синхровход счетного триггера 28 и через коммутатор 11 выходного сигнала - на вход одного из формирующих фильтров 5 или 6 в зависимости от состояния триггера 28, выходной сигнал которого управляет коммутаторами 8-11. При этом на выходе формирующего фильтра 5 или 6 поочередно в разных интервалах зондирования формируется фазоманипулированный сигнал, поступающий через коммутатор 8 на передатчик 3.

Коды фазовой манипуляции фильтров 5 и 6 выбраны так, чтобы максимально скомпенсировать боковые лепестки друг друга. Выходной сигнал передатчика 3 проходит через циркулятор 2 и излучается через антенну 1.

Эхосигнал через антенну 1 и циркулятор 2 поступает на приемник 4, с выхода которого усиленный сигнал через коммутатор 10 поступает на соответствующий фильтр сжатия 12 или 13. Импульсные характеристики фильтров сжатия 12 и 13 соответствуют кодам фазовой манипуляции фильтров 5 и 6. Сжатый эхосигнал с выхода фильтра 12 или 13 через коммутатор 9 поступает на вход бинарного квантователя 14.

Запускающий импульс с выхода делителя 2 сбрасывает счетчик 31, поступая на его обнуляющий вход, и устанавливает триггер 29 через его установочный вход в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 29 открывает вентиль 35, через который тактовые импульсы задающего генератора 26 поступают на элемент 41 задержки и на счетчик 31. При этом на выходе счетчика 31 формируется двоичный код, поступающий на адресные входы ОЗБ 18 и 19 и перебирающий поочередно ячейки этих ОЗБ, соответствующие последовательно перебираемым элементам дальности.

Одновременно код элементов дальности с выхода счетчика 31 поступает на регистр 25 и записывается в него импульсом с выхода элемента 41 задержки, который поступает также на вход элемента 39 задержки. Код элементов дальности с выхода регистра 25 поступает на адресный вход ОЗБ 20 и на дешифратор 33, на синхровход которого поступает сигнал с выхода элемента 39 задержки, который поступает также на вход элемента 40 задержки. Дешифратор 33 настроен на код конечного элемента дальности. При достижении на счетчике 31 этого кода он записывается в регистр 25 и при этом на выходе дешифратора 33 формируется импульс, сбрасывающий триггер 29 через его обнуляющий вход. При этом вентиль 35 запирается выходным сигналом триггера 29 и формирование тактовых импульсов на выходе вентиля 35, а также задержанных тактовых импульсов на элементах 41, 39 и 40 прекращается до очередного интервала зондирования, опpеделяемого запускающим импульсом делителя 27 частоты.

Тактовые импульсы задающего генератора 26 поступают на синхровход бинарного квантователя 14. При этом входной сигнал квантуется с частотой тактовых импульсов и поступает на вход сумматора 15. На второй вход сумматора 15 поступает сигнал с мультиплексора 17, состояние которого изменяется на противоположное в каждом очередном интервале зондирования в соответствии с поступающим на его управляющий вход сигналом с инверсного выхода триггера 28. Вследствие этого через мультиплексор 17 в течение интервала зондирования проходит сигнал с выхода ОЗБ 18, а в следующем интервале зондирования - с выхода ОЗБ 19. Входы записи ОЗБ 18 и 19 управляются выходными сигналами вентилей 38 и 36 соответственно, которые открываются поочередно на время интервала зондирования в соответствии с поступающими на их первые входы сигналами с прямого и инверсного выхода триггера 28. При нулевом состоянии триггера 28 на его инверсном выходе в течение очередного интервала зондирования формируется единичный сигнал, который обеспечивает пропускание через мультиплексор 17 сигналов ОЗБ 18, а через открытый вентиль 26 тактовые импульсы с выхода элемента 41 задержки поступают на управляющий вход ОЗБ 19, обеспечивая запись в него информации с выхода сумматора 15.

Таким образом, в течение текущего интервала зондирования информация считывается поочередно из адресных ячеек ОЗБ 18, складывается в сумматоре 15 с текущим квантованным сигналом соответствующего кванта дальности и записывается в соответствующую адресную ячейку ОЗБ 19. В следующем интервале зондирования ОЗБ 18 и 19 взаимно изменяют свои функции. Вследствие открытия вентиля 38 и закрытия вентиля 36 изменившимся сигналом триггера 28 тактовые импульсы с выхода элемента 41 задержки проходят через вентиль 38 на управляющий вход ОЗБ 18. Информация, считанная из ОЗБ 19 после обработки в сумматоре 15 записывается через мультиплексор 16 в ОЗБ 18. Таким образом, в течение нескольких интервалов зондирования происходит накопление в ячейках ОЗБ 18 и 19 квантованных сигналов по квантам дальности, соответствующим адресным ячейкам ОЗБ.

Сигнал с инверсного выхода триггера 28 поступает также на вход счетчика 30, который при этом формирует код номера очередной пары интервалов зондирования. Этот код поступает на вход дешифратора 32, который периодически срабатывает в течение интервала зондирования, в котором указанный код счетчика 30 совпадает с единичным сигналом триггера 28, выходной сигнал которого поступает на стробирующий вход дешифратора 32. В течение этого интервала зондирования на выходе дешифратора 32 формируется единичный сигнал 50, переключающий мультиплексор 16. При этом в ОЗБ 18 записывается нулевой сигнал, прошедший через мультиплексор 16 с шины 42.

Одновременно сигнал с выхода сумматора 15 поступает на блок 21 сравнения, на второй вход которого поступает пороговый сигнал с блока 22 памяти порога. В случае, если сигнал сумматора 15 превышает пороговый сигнал, на выходе блока 21 формируется единичный сигнал, а в противном случае - нулевой. Выходной сигнал блока сравнения записывается в триггер 23 тактовыми импульсами с выхода элемента 41 задержки, поступающими на синхровход триггера 23.

В интервале зондирования, в котором срабатывает дешифратор 32, его выходной сигнал открывает вентиль 37, через который тактовые импульсы с выхода элемента 40 задержки поступают на управляющий вход ОЗБ 20 и записывают в него сигнал с выхода триггера 23 в крайний "старший" разряд каждой ячейки, соответствующей текущему кванту дальности.

Предварительно информация из ОЗБ 20 считывается и записывается в регистр 24 тактовыми импульсами с выхода элемента 39 задержки. С выхода регистра 24 все разряды, за исключением крайнего "младшего", поступают на вход ОЗБ 20 и записываются в него одновременно с сигналом триггера 23. Таким образом, в течение рассматриваемого интервала зондирования происходит перезапись информации в ОЗБ 20 со сдвигом на один разряд и с пополнением недостающего разряда сигналом с триггера 23.

Сигнал с выхода регистра 24, включая крайний "младший" разряд, поступает на сумматор 34 единиц, на выходе которого формируется код 53(56) числа, равный сумме единичных разрядов регистра 24. Этот код поступает на пороговый блок 7, в котором в случае превышения поступающего кода над заданным порогом формируется выходной сигнал обнаружения цели.

Таким образом, в ОЗБ 18 и 19 и в сумматоре 15 реализуется накопление бинарных сигналов на фиксированном интервале со сбросом, в блоке 21 сравнения реализуется повторное нелинейное преобразование накопленного сигнала к бинарному виду, а в ОЗБ 20 и сумматоре 34 единиц реализуется накопление бинарных сигналов на скользящем интервале.

Использование: радиотехнические навигационные системы. Сущность изобретения: устройство содержит антенну 1, циркулятор 2, передатчик 3, приемник 4, два формирующих фильтра 5, 6, пороговый блок 7, два коммутатора входных аналоговых сигналов 8, 9, два коммутатора выходных аналоговых сигналов 10, 11, два фильтра сжатия 12, 13, бинарный квантователь 14, сумматор 15, два мультиплексора 16, 17, три оперативных запоминающих блока 18 - 20, блок сравнения 21, блок памяти порога 22, D-триггер 23, два статических регистра 24, 25, задающий генератор 26, делитель частоты 27, счетный триггер 28, статический триггер 29, два двоичных счетчика 30, 31, два дешифратора 32, 33, сумматор единиц 34, четыре вентиля 35 - 38, три элемента задержки 39 - 41, шину нулевого сигнала 42, что позволяет повысить вероятность обнаружения. 1-2-4-10-12-9-14-15-16-18-17-15, 10-13-9, 26-27-11-5-8-3-2, 11-6-8, 26-14-15, 26-35-41-39-24-34-7, 15-21-23-20-24, 23-25-33-29-35-31-18, 31-25-33-40-37-20, 39-33, 39-40-37-20, 27-29, 27-28-17, 28-8, 28-38-18, 28-30-33-37, 32-16, 15-19-17, 27-31-25-33, 27-29, 31-19, 28-32, 28-36-19-17, 41-36, 41-38, 42-16, 22-21. 1 ил.

РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ, содержащая последовательно включенные передатчик, циркулятор и приемник, подключенную к циркулятору антенну, два формирующих фильтра и пороговый блок, отличающаяся тем, что в нее введены два фильтра сжатия, два коммутатора входных аналоговых сигналов, два коммутатора выходных аналоговых сигналов, бинарный квантователь, сумматор, два мультиплексора, три оперативных запоминающих блока, блок сравнения, блок памяти порога, D-триггер, два регистра, задающий генератор, делитель частоты, счетный триггер, статический триггер, два двоичных счетчика, два дешифратора, сумматор единиц, четыре вентиля, три элемента задержки и шина нулевого сигнала, при этом задающий генератор подключен к первому входу первого вентиля, к синхровходу бинарного квантователя и к входу делителя частоты, выход которого подключен к установочному входу статического триггера, к обнуляющему входу первого счетчика, к синхровходу счетного триггера и к сигнальному входу первого коммутатора выходных аналоговых сигналов, два выхода которого подключены соответственно к входам формирующих фильтров, выходы которых подключены соответственно к двум входам первого коммутатора входных аналоговых сигналов, выход которого подключен к входу передатчика, а управляющий вход подключен к выходу счетного триггера, к стробирующему входу первого дешифратора, к первому входу второго вентиля, к управляющим входам первого коммутатора выходных аналоговых сигналов, второго коммутатора входных аналоговых сигналов и второго коммутатора выходных аналоговых сигналов, сигнальный вход которого подключен к выходу приемника, а два выхода - соответственно к входам двух фильтров сжатия, выходы которых подключены соответственно к входам второго коммутатора входных аналоговых сигналов, выход которого подключен к сигнальному входу бинарного квантователя, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход подключен к выходу первого дешифратора и к первому входу третьего вентиля, а выход подключен к информационному входу второго оперативного запоминающего блока, управляющий вход которого подключен к выходу второго вентиля, адресный вход подключен к адресному входу первого оперативного запоминающего блока, к входу первого регистра и к выходу первого счетчика, а выход подключен к первому входу первого мультиплексора, второй вход которого подключен к выходу первого оперативного запоминающего блока, а управляющий вход подключен к инверсному выходу счетного триггера, к первому входу четвертого вентиля и к синхровходу второго счетчика, выход которого подключен к входу первого дешифратора, второй вход блока сравнения подключен к блоку памяти порога, а выход подключен к информационному входу D-триггера, синхровход которого подключен к выходу первого и входу второго элемента задержки, к синхровходу первого регистра, к второму входу второго вентиля и соединен через второй вход четвертого вентиля и его выход с управляющим входом первого оперативного запоминающего блока, а выход подключен к входу старшего разряда третьего оперативного запоминающего блока, информационный вход младших разрядов которого подключен к выходу старших разрядов второго регистра и входу старших разрядов сумматора единиц, управляющий вход подключен к выходу третьего вентиля, адресный вход подключен к выходу первого регистра и к входу второго дешифратора, а выход подключен к входу второго регистра, выход младшего разряда которого подключен к соответствующему входу сумматора единиц, а синхровход подключен к выходу второго элемента задержки, через третий элемент задержки соединен со вторым входом третьего вентиля и подключен к стробирующему входу второго дешифратора, выход которого подключен к обнуляющему входу статического триггера, выход которого подключен к второму входу первого вентиля, выход которого подключен к синхровходу первого счетчика и к входу первого элемента задержки, выход сумматора единиц подключен к входу порогового блока, выход которого является выходом РЛС.