СПОСОБ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА Российский патент 1994 года по МПК G01S13/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многофункциональных РЛС с ФАР, например РЛС обнаружения и сопровождения.

Цель изобретения - увеличение количества обслуживаемых целей.

На фиг. 1 представлен процесс сканирования ДН при N=2; на фиг. 2 - пример реализации предложенного способа обзора; на фиг. 3 - алгоритм функционирования блока вычисления направляющих косинусов.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
F(θ) - зависимость напряженности электромагнитного поля от угла отклонения (диаграмма направленности антенны);
θ - угол отклонения;
θ_o - ширина главного лепестка диаграммы направленности на уровне максимального бокового лепестка;
δθ - смещение начального положения ДН второго этапа относительно начального положения первого этапа;
Δθ - дискрет перемещения луча;
θ₃ - ширина главного лепестка диаграммы направленности на уровне 3 дБ;
I-V - номера угловых направлений, в которые устанавливается главный луч ДН;
на фиг. 2 - фазированная антенная решетка (ФАР) 1, излучатели 2-1, 2-2, . . ., 2-М, фазовращатели 3-1, 3-2, ..., 3-М, вычислитель фаз 4, блок 5 вычисления направляющих косинусов.

На вход блока 5 поступают значения углов θ_min и θ_max, которые определяют границы сектора сканирования (обзора). Блок 5 вычисляет значения углов θ_i, в которые должно быть проведено зондирование:
θ_i= θ_min+ (i-1) , где θ_o - ширина диаграммы направленности на уровне максимального бокового лепестка;
- дискрет перемещения луча;
i = 1,2,..., α = - · - целое число, характеризующее количество угловых направлений в секторе сканирования от θ_min до θ_max при шаге сканирования θ_o/N.

По найденным значениям θ_i блок 5 определяет направляющие косинусы, однозначно характеризующие положения диаграммы направленности в пространстве:
cos α_xi =sin θ_i, i=1,2,... α, а затем вычисляет фазовый сдвиг между соседними излучателями для отклонения луча на угол θ_i.

Ψ_i= d_xcosα_xi= d_x· sinθ_i, i = 1,2, ... α, где λ - длина волны,
d_х - расстояние между соседними излучателями ФАР.

Найденные значения Ψ_i запоминаются блоком 5.

После вычисления всех значений Ψ_i начинается обзор пространства.

С выхода блока 5 на вход вычислителя 4 поступает значение фазового сдвига Ψ_i. По заданному значению фазового cдвига вычислитель 4 рассчитывает значения фаз каждого фазовращателя 3-1, 3-2...3-М.

С выходов вычислителя 4 рассчитанные значения поступают на управляющие входы фазовращателей 3-1, 3-2,...3-М, которые создают требуемое фазовое распределение по апертуре ФАР.

С выхода передающего устройства через антенный переключатель на фазовращатели 3-1, 3-2, 3...3-М поступает СВЧ-энергия. В фазовращателях в соответствии с управляющими сигналами, поступившими из вычислителя 4, происходит изменение фазы СВЧ-сигнала. С фазовращателей 3-1, 3-2,..., 3-М СВЧ сигналы поступают соответственно на излучатели 2-1, 2-2,...,2-М и излучаются в пространство. При этом в соответствии с заданным фазовым распределением луч формируется в направлении θ₁. Отраженные сигналы через излучатели 2-1, 2-2, . . ., 2-М и фазовращатели 3-1, 3-2,..., 3-М поступают на антенный переключатель и далее на приемное устройство.

В результате описанного процесса производится зондирование углового направления θ₁. Аналогично производится зондирование остальных угловых направлений. При этом после зондирования углового направления θ₁производится зондирование угловых направлений: θ_1+N, θ_1+2N, ... , , где 1+Ι₁N≅α, (α-Ι₁N<N), Q₂, θ_2+N, θ_2+2N, ... , θ_2+IN, где 2+Ι₂N≅α(α-Ι₂N<N), Q₃,θ_3+N, θ_3+2N, ... , θ_3+IN, где 3+Ι₃N≅α(α-Ι₃N<N), . . . . . . Q_N,θ_N+N, θ_N+2N, ... , θ_N+IN, где N+Ι_NN≅α(α-Ι_NN<N)
Указанный порядок зондирования угловых направлений обзора определяется блоком 5, с выхода которого на вход вычислителя 4 поступают фазовые сдвиги: Ψ_i, Ψ_1+N, Ψ_1+2N , ... , , Ψ₂, Ψ_2+N, Ψ_2+2N, ... , Ψ_2+IN , . . . . . . Ψ_N, Ψ_N+N, Ψ_N+2N, ... , Ψ_N+I²_N
Такой порядок выдачи фазовых сдвигов приводит к тому, что обзор строки производится в N этапов. Каждый этап состоит из последовательного переброса луча таким образом, что предыдущее положение отличается от текущего на величину ширины диаграммы направленности на уровне максимального бокового лепестка θ_o.

Начальное угловое положение луча текущего этапа отличается от начального углового положения предыдущего этапа на θ_o/N (N-ю часть ширины диаграммы направленности), т.е.

θ₂-θ₁= θ₃-θ₂. ..θ_N-θ_N-1=θ/N После завершения обзора всей строки процесс повторяется.

Сущность изобретения: способ обзора пространства заключается в том, что при растровом сканировании диаграммы направленности антенны обзор каждой строки осуществляют в N этапов, в каждом из которых дискрет перемещения диаграммы направленности равен ширине главного лепестка диаграммы на уровне максимального бокового лепестка, а начальное положение диаграммы направленности смещено относительно начального положения предыдущего этапа на М - часть дискрета перемещения, что увеличивает количество обнаруживаемых целей. 3 ил.

СПОСОБ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА при обнаружении и сопровождении объекта, заключающийся в последовательном дискретном построчном сканировании диаграммы направленности антенны в заданном секторе, отличающийся тем, что, с целью увеличения количества обслуживаемых целей, обзор каждой строки осуществляется N раз с дискретом перемещений, равным ширине главного лепестка диаграммы направленности на уровне максимального бокового лепестка, при этом начальное положение диаграммы направленности при каждом последующем обзоре строки смещено относительно начального положения диаграммы направленности предыдущего обзора на величину
δ_o = Θ_o / N ,
где Θ_o - ширина главного лепестка диаграммы направленности на уровне максимального бокового лепестка;
N - количество последовательных обзоров строки.