СПОСОБ РАДИОЛОКАЦИОННОГО АКТИВНОГО ЗАПРОСА-ОТВЕТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК G01S13/80 

Изобретение относится к активной радиолокации, в частности к радиолокационным системам активного запроса-ответа.

Оно может быть использовано в системах госопознавания, обнаружения и слежения за подвижными объектами, снабженными радиолокационными ответчиками (наземными, морскими, воздушными и космическими).

Целью изобретения является повышение достоверности опознования и точности измерения угловой координаты цели за счет повышения средней по множеству целей разрешающей способности по углу и снижения среднего уровня излучаемой запросчиком мощности.

Фиг. 1 поясняет способ радиолокационного активного запроса-ответа, при котором излучают запросные импульсы 1 через суммарную ДНА 2, а импульс подавления 3 - через разностную ДНА 4, в ответчике измеряют отношение амплитуды импульса подавления 5 к амплитудам запросных импульсов 6. Излучают ответный сигнал, если это отношение не превышает заданной величины, определяют допустимую степень снижения мощности излучения запросчика в соответствии с уменьшением дальности до конкретной цели и меняют соответственно мощность излучения через суммарную ДНА 2, сохраняя максимальной мощность излучения через разностную ДНА 4.

На фиг.2 - представлено устройство для осуществления этого способа. Оно содержит антенну с суммарно-разностной ДНА 1, антенный коммутатор 2, управляемый усилитель мощности 3, генератор 4, модулятор 5, а также коммутатор 6, включенный между выходом модулятора 5 и управляющим входом управляемого усилителя мощности 3, и блок формирования сигналов управления коммутатором 7, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 6, один вход к второму выходу модулятора 5, а на второй вход подается сигнал дальности до цели.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал с выхода генератора 4 поступает на вход управляемого усилителя мощности 3, выполненного, например, из нескольких усилительных модулей, объединенных делителем входной и сумматором выходной мощностей, выполненных, например, на гибридных соединенных, включенных последовательно-параллельно (типа "елочка").

Выходной сигнал модулятора 5 в виде последовательности импульсов одинаковой амплитуды, первые из которых соответствуют запросным импульсам, а последний - импульсу подавления, поступает на вход коммутатора, выполненного, например, в виде набора ключевых каскадов (в количестве соответствующем количеству усилительных модулей управляемого усилителя мощности 3) с общим входом и раздельными выходами.

Сигнал с второго выхода модулятора в виде импульса, соответствующего по длительности периоду времени, занимаемому запросными импульсами, поступает на вход блока формирования сигналов управления коммутатором 7, выполненного, например, в виде логического устройства, формирующего на одном или нескольких контактах выхода (в зависимости от уровня сигнала дальности, поступающего на его второй вход) сигнал включения соответствующих ключевых каскадов коммутатора 6 при наличии на втором входе импульса с выхода модулятора и формирующего одновременно на всех контактах выхода сигнала включения ключевых каскадов коммутатора 6 при отсутствии импульса с выхода модулятора.

Таким образом осуществляется излучение запросных импульсов через суммарную ДНА на пониженном уровне мощности, а импульса подавления через разностную ДНА при максимальной мощности передатчика. Очевидно, что при выполнении управляемого усилителя мощности из нескольких управляемых усилительных модулей переключение выходной мощности передатчика будет осуществляться ступенями.

На фиг. 3 представлен вариант устройства для осуществления этого способа. Оно содержит антенну с суммарно-разностной ДНА 8, антенный коммутатор 9, приемопередатчика 10, а также блок формирования сигнала управления затуханием 11 и управляемый аттенюатор 12, включенный между одним из выходов антенного коммутатора и суммарным входом антенны 8, управляющий выход которого подключен к выходу блока 11 формирования сигнала управления затуханием, один из входов которого подключен к выходу модулирующего сигнала приемопередатчика, а на второй подается сигнал дальности до цели.

Устройство работает следующим образом.

Приемопердатчик 10 генерирует серию импульсов одинаковой амплитуды, первые из которых являются запросными импульсами, а последний - импульсом подавления.

Запросные импульсы через антенный коммутатор 9, включенный на суммарный вход антенны, поступают на вход управляемого аттенюатора 12, выполненного, например, в виде набора p-i-n-коммутаторов с делителями мощности, где ослабляются в зависимости от сигнала, поступающего на него управляющий вход из блока 11 формирования сигнала управления затуханием, выполненного, например, в виде логического устройства, формирующего на одном из контактов выхода (в зависимости от уровня сигнала дальности, поступающего на его вход ) сигнал переключения соответствующего p-i-n-коммутатора управляемого аттенюатора при наличии на втором входе разрешающего импульса от приемопередатчика. Ослабленные таким образом запросные импульсы излучаются через суммарную ДНА. К моменту прихода последнего импульса с выхода приемопередатчика - импульса подавления, антенный коммутатор 9 переключает в/ч тракт на разностный вход антенны 8 и этот импульс излучается без ослабления через разностную ДНА. Одновременно снимаются сигналы управления с управляющих входов управляемого аттенюатора, благодаря чему он возвращается к моменту поступления сигнала от ответчика в состояние минимального затухания.

Использование способа основано на том, что имеется априорная информация о дальности до запрашиваемой цели (полученная от первичного радиолокатора или от того же запросчика в обычном режиме работы).

Используя эту информацию и известное соотношение вторичной радиолокации находим отношение мощностей
= , где Р_м - максимальная мощности излучения запросчика, при которой происходит нормальное срабатывание ответчика, расположенного на максимальной дальности D_м;
Р₁ - мощность излучения запросчика, необходимая для нормального срабатывания ответчика на дальности D₁.

Это отношение и является той величиной, на которую следует снизить мощность излучения запросчика через суммарную ДНА при запросе цели на дальности D₁.

Например, при D_м = 3,16
= 10 дБ.

Тогда из графика на фиг. 1, представляющего суммарно-разностную ДНА запросчика по мощности, находим, что при использовании данного способа эффективная разрешающая способность по углу системы повышается в 2,6 раза. Известно, что получить реальную разностную ДНА по мощности глубиной провала существенно ниже 20 дБ от максимума затруднительно, поэтому практически повысить эффективную разрешающую способность по углу этим способом можно примерно в 10 раз (см. фиг.1).

Увеличивая максимальную мощность излучения запросчика Р_м, можно добиться такого повышения разрешающей способности системы во всем рабочем диапазоне дальностей.

Таким образом, изобретение позволит в ряде практически важных случаев (использование запросчиков с ограниченными размерами антенн) почти на порядок сузить сектор срабатывания ответчиков, одновременно ограничив зону срабатывания их по дальности, и снизить тем самым в той же степени плотность потока ответных сигналов в рабочей зоне, что должно привести к значительному повышению точности измерения координат и достоверности опознавания целей.

Использование: в активной радиолокации, в частности в радиолокационных системах активного запроса ответа. Сущность изобретения: при способе радиолокационного активного запроса - ответа излучают запросные импульсы через суммарную диаграмму направленности антенны (ДНА), в ответчике измеряют отношение амплитуды импульса подавления к амплитудам запросных импульсов и излучают ответный сигнал, если это отношение не превышает заданной величины, снижают мощность запросных импульсов, излучаемых через суммарную ДНА, пропорционально квадрату отношения максимальной дальности действия запросчика к дальности конкретной запрашиваемой цели, созраняя максимальной мощность импульса подавления, излучаемого через разностную ДНА. Устройство для осуществления способа содержит антенну с суммарно - разностной ДНА, антенный коммутатор, управляемый усилитель мощности, генератор, модулятор, коммутатор, блок формирования сигналов управления коммутатором. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ радиолокационного активного запроса - ответа, в котором излучают запросные импульсы через суммарную диаграмму направленности антенны (ДНА), а импульс подавления через разностную ДНА, в ответчике измеряют отношение амплитуды импульса подавления к амплитудам запросных импульсов и излучают ответный сигнал, если это отношение не превышает заданной величины, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности опознавания и точности измерения угловой координаты путем повышения средней по множеству целей разрешающей способности по углу и снижения среднего уровня излучаемой запросчиком мощности, снижают мощность запросных импульсов, излучаемых через суммарную ДНА, пропорционально квадрату отношения максимальной дальности действия запросчика к дальности конкретной запрашивающей цели, сохраняя максимальной мощность импульса подавления, излучаемого через разностную ДНА. 2. Устройство для радиолокационного активного запроса-ответа, содержащее антенну с суммарно-разностной ДНА, антенный коммутатор, управляемый усилитель мощности, генератор, модулятор, отличающееся тем, что в него введен коммутатор, включенный между выходом модулятора и управляющим входом управляемого усилителя мощности, и блок формирования сигналов управления коммутатором, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, один вход - к второму выходу модулятора, а на второй вход подается сигнал дальности до цели.