УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ Российский патент 1995 года по МПК G01S13/52 

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиолокационных станциях с вобуляцией частоты повторения.

Известны устройства селекции движущихся целей (СДЦ) с вобуляцией и девобуляцией частоты повторения (Зарубежная радиоэлектроника, 1959, N 10, с. 9-16; Сколник М. Введение в технику радиолокационных систем, 1965, с.167-169; Справочник по радиолокации / Под ред. Сколника, 1979, т.3, с.319-320).

Недостатком указанных устройств является отсутствие эффекта в части восстановления зоны режекции фильтров, СДЦ, ухудшающейся вследствие вобуляции частоты повторения.

Известно также устройство СДЦ, осуществляющее амплитудную девобуляцию (Справочник по радиолокации / Под ред. Сколника, 1979, т.3, с.326-327).

Недостатком такого устройства является его неприменимость к фильтровым устройствам СДЦ, где характеристики фильтра определены заранее и не могут быть изменены, а также к устройствам СДЦ с однократной схемой череспеpиодной компенсации (ЧПК). В указанном устройстве девобуляция частоты повторения не производится.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство СДЦ, описанное в книге Финкельштейна М.И. Основы радиолокации, 1973, 6,7, раздел 6.7.1, с. 334-336, рис. 6.7.2. Это устройство представляет собой фильтровой селектор движущихся целей, в котором гребенчатый режекторный фильтр выполнен с помощью обычного ("дискретного") фильтра частотной селекции и схемы селектора дальности с расширителем (детектора огибающей). Прототип может работать с вобуляцией и девобуляцией частоты повторения.

Целью изобретения является устранение сужения зоны режекции гребенчатых фильтров селекторов движущихся целей любых типов (аналоговых, дискретно-аналоговых, фильтровых, цифровых) с девобуляцией частоты повторения и без нее, вызванного вобуляцией частоты повторения, что приводит к ухудшению коэффициента подавления и к ухудшению выделения целей.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - формы и временные соотношения сигналов.

Устройство селекции движущихся целей содержит блок 1 предварительной амплитудной девобуляции входного сигнала, двухвходовый сумматор 2, гребенчатый режекторный фильтр 3 доплеровских частот, корректор 4 фазы огибающей входного сигнала, блок 5 однократной череспериодной компенсации, селектор 6 сигналов переменных периодов повторения, суммирующий аттенюатор 7, гребенчатый фильтр 8 низкой частоты, блок 9 запрета, кольцевой счетчик 10 N переменных периодов повторения.

Принципиальные основы устройства даны на примере фильтрового селектора движущихся целей (прототипа), работающего в режиме вобуляции частот повторения.

С целью сравнительного определения эффекта амплитудной, временной и суммарной (полной) девобуляции использована также известная схема девобуляции частоты повторения (временной девобуляции).

Устройство работает следующим образом.

Основной входной импульсный вобулированный эхо-сигнал, модулированный частотой Допплера, (фиг.2б), поступает на вход блока 1 предварительной амплитудной девобуляции, являющегося первым входом устройства и первым входом сумматора 2. Одновременно этот же сигнал поступает на первый вход корректора 4 фазы и вход гребенчатого фильтра 8 низкой частоты. На другой вход корректора 4 фазы, являющегося вторым входом устройства и вторым входом блока предварительной импульсной девобуляции, поступает входной квадратурный импульсный вобулированный эхо-сигнал, модулированный частотой Допплера (фиг. 2в). В корректоре 4 фазы путем суммирования сигналов соответствующих амплитуд производится требуемый поворот фазы огибающей входного сигнала (векторное суммирование). С выхода корректора фазы сигнал поступает на схему череспериодной компенсации, которая производит операцию приближенного дифференцирования (фиг.2ж).

С выхода блока 5 череспериодной компенсации сигнал поступает на селектор 6 переменных периодов. На N - 1 управляющие коммутирующие входы селектора 6 подаются селектирующие импульсы (фиг.2д, е), которые поступают с блока 9 запрета. Сигнал на блок запрета подается с кольцевого счетчика 10 N переменных периодов повторения (фиг.2г, д, е). Запуск счетчика 10 осуществляется вобулированными импульсами запуска (фиг.2а). Эти же импульсы используются для обеспечения работы гребенчатого режекторного фильтра 3 и блока 5 череспериодной компенсации.

На другой (разрешающий) вход блока 9 запрета подается преобразованный сигнал с выхода гребенчатого фильтра 8 низкой частоты. Гребенчатый фильтр 8 низкой частоты имеет характеристику, обратную характеристике блока 5 череспериодной компенсации, при этом зона выделения сигнала низкой частоты Допплера (сигнала от местных предметов, пассивных помех и метеообразований) выбирается требуемой.

При наличии сигнала помехи, обычно превышающего уровень шумов, сигнал на выходе гребенчатого фильтра 8 низкой частоты выпрямляется, фильтруется, приводится к логическому уровню и, в качестве разрешающего, подается на блок 9 запрета.

При наличии помех блок запрета пропускает импульсы кольцевого счетчика 10, при этом вырабатывается девобулирующий сигнал. При отсутствии помехи разрешающего сигнала нет, и блок запрета запрещает прохождение импульсов счетчика 10. Сигнал девобуляции при этом не вырабатывается. Таким образом, на участке, где нет помех по частоте Допплера, скоростная характеристика для целей остается неизменной. В зоне помех устройство оказывает малое влияние на скоростную характеристику для целей, так как девобулирующий сигнал имеет малую амплитуду, но достаточную для восстановления зоны режекции гребенчатого фильтра устройства селекции движущихся целей.

Отселектированные импульсы (фиг.2з, и) поступают на входы суммирующего аттенюатора 7. В суммирующем аттенюаторе 7 амплитуда сигнала для каждого отселектированного периода устанавливается отдельно. На выходе аттенюатора 7 сигналы отдельных периодов суммируются (фиг.2к). Полученный выходной сигнал (фиг.2к) является девобулирующим по амплитуде корректирующим выходным сигналом. Указанный сигнал поступает на второй вход сумматора 2, где складывается с входным сигналом (фиг.2л). Полученный сигнал является девобулированным по амплитуде и поступает на вход гребенчатого режекторного фильтра 3. Выходной сигнал гребенчатого режекторного фильтра 3 (фиг.2м) с подавленной помехой является выходным сигналом устройства. Сигнал с фильтра 3 девобулирован по амплитуде (или по амплитуде и частоте повторения).

Предложенное устройство обеспечивает амплитудную девобуляцию входного сигнала, практически полностью восстанавливает зону режекции режекторного фильтра СДЦ, ухудшающуюся из-за вобуляции частоты повторения при сохранении скоростной характеристики для целей. В сочетании с девобуляцией частоты повторения (временной девобуляцией) обеспечивается полная девобуляция сигналов. Это обеспечивает улучшение выделения целей СДЦ, улучшение характеристик обнаружения и сопровождения целей РЛС с вобуляцией частоты повторения.

Эффективность предложенного устройства характеризуется следующими цифрами: для двукратной схемы череспериодной компенсации с коэффициентом подавления ≥ 70 дБ при отношении периодов Т₁/Т₂ = 1,5 в точке f_д 0,3% от f_п ухудшение подавления составляло 12-15 дБ. При включении устройства коэффициент подавления и sin²-ая характеристика восстанавливается полностью, при этом в пределах точности измерений не обнаружено различий между характеристиками при использовании только амплитудной девобуляции и характеристиками при совместной амплитудной и временной девобуляции (девобуляции частоты повторения).

Для фильтрового устройства СДЦ с коэффициентом подавления 50-60 дБ в тех же условиях с полосой подавления 3% от f_п подавление в зоне 0,3-3% f_п падало на 25-30 дБ в режиме вобуляции частоты повторения. При применении амплитудного девобулятора совместно с временным девобулятором зона подавления практически полностью восстанавливалась до точки 1,5% f_п и незначительно ухудшалась в точках 1,5-3% f_п. Прохождение сигналов целей на фоне помех и вне их в обоих случаях обеспечивалось без существенных потерь.

Использование: в радиолокационных станциях с вобуляцией частоты повторения. Сущность изобретения: устройство содержит блок 1 предварительной амплитудной девобуляции входного сигнала, двухвходовой сумматор 2, гребенчатый режекторный фильтр 3 доплеровских частот, корректор 4 фазы огибающей входного сигнала, блок 5 однократной череспериодной компенсации, селектор 6 сигналов переменных периодов повторения, суммирующий аттенюатор 7, гребенчатый фильтр 8 низкой частоты, блок 9 запрета, кольцевой счетчик 10 N переменных периодов повторения, что позволяет улучшить выделение целей, характеристики обнаружения и сопровождения. 1-3, 4-5-6-7-2-3, 10-9-6, 8-9, 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ с вобуляцией частоты повторения с квадратурной обработкой сигналов, содержащее гребенчатый режекторный фильтр доплеровских частот, отличающееся тем, что введен блок предварительной девобуляции входного сигнала, причем первый вход блока предварительной амплитудной девобуляции входного сигнала является входом устройства, выход блока предварительной амплитудной девобуляции входного сигнала подключен к входу гребенчатого режекторного фильтра доплеровских частот, выход которого является выходом устройства. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок предварительной амплитудной девобуляции входного сигнала содержит последовательно соединенные корректор фазы огибающей входного сигнала, блок однократной череспериодной компенсации, выход которого соединен с первым входом селектора сигналов переменных периодов повторения, N - 1 управляющих входов которого соединены с N - 1 выходами блока запрета, где N - число переменных периодов повторения, N - 1 выходов селектора сигналов переменных периодов повторения соединены с N - 1 входами суммирующего аттенюатора, выход которого соединен с вторым входом двухвходового сумматора, первый вход которого является входом блока предварительной амплитудной девобуляции входного сигнала, содержит также гребенчатый фильтр низкой частоты, выход которого соединен с первыми N - 1 входами блока запрета, N - 1 вторых входов которого соединены с N - 1 выходами кольцевого счетчика N переменных периодов повторения, вход которого является входом импульса запуска, при этом первый вход корректора фазы и вход гребенчатого фильтра низкой частоты соединены с первым входом двухвходового сумматора, второй вход корректора фазы соединен с вторым входом блока предварительной амплитудной девобуляции входного сигнала, являющегося входом квадратурного сигнала.