ДВУХДИАПАЗОННЫЙ МОНОИМПУЛЬСНЫЙ РАДИОЛОКАТОР Российский патент 1995 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к моноимпульсной радиолокации, а именно к двухдиапазонным моноимпульсным радиолокаторам и предназначено, главным образом, для наземных и корабельных радиолокаторов наведения зенитных управляемых ракет, работающих по низколетящим целям на фоне зеркальных отражений от земной и водной поверхности.

Известны двухдиапазонные моноимпульсные радиолокаторы (РЛК) с каналами пеленгации для сантиметрового (СМ) и дециметрового (ДМ) диапазонов длин волн, описанные, например, в книге А.И.Леонова и К.И.Фомичева Моноимпульсная радиолокация, М. Сов. радио, 1970, гл.9 94, с. 377-378, а также в сборнике Радиоэлектроника за рубежом, НИИЭИР, вып.12, 1983, с. 3-5 и вып. 23 1978, с. 10-19.

Известны также двухдиапазонные моноимпульсные РЛК с каналами пеленгации для сантиметрового (СМ) и миллиметрового (ММ) диапазонов волн, описанные, например, в сборнике Радиоэлектроника за рубежом (обзоры), НИИЭИР, вып.3, 1985, с. 16, а также в статье Радиолокатор управления огнем, авт. Wang Yue, Pehg Jiating, опубл. в CIE Int. Cohf. Radar, Nanjing, Nov, 4.07.1986 Beijng 1986, с. 27-32, Англия.

Известные двухдиапазонные моноимпульсные радиолокаторы содержат либо по две антенны, каждая из которых для работы в своем диапазоне длин волн с частично или полностью перекрываемыми диаграммами направленности, либо содержат одну общую антенну с раздельными выходами парциальных каналов для каждого диапазона длин волн.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухдиапазонный моноимпульсный радиолокатор (Радиолокатор управления огнем, содержащий общую (двухдиапазонную) антенну с раздельными выходами парциальных каналов для первого и второго диапазонов длин волн и, подключенные своими входами и выходами соответствующих парциальных каналов, первый и второй угловые дискриминаторы (УД) с выходами для измеряемых сигналов пеленгационных ошибок первого и второго диапазонов длин волн.

Совмещение в известном радиолокаторе антенн СМ и ММ диапазонов длин волн достигается в ограниченно малых малогабаритных параметрах, что особенно существенно применительно к бортовой аппаратуре.

В известном устройстве использована двухзеркальная амплитудо-чувствительная антенна Кассегрена, состоящая из параболического основного зеркала и гиперболического дополнительного зеркала (контрефлектора), описанная также в книге А. И. Леонова и К.И.Фомичева Моноимпульсная радиолокация, М. Радио и связь, 1984, гл.2 разд. 2.1, с. 14-18, рис.2.5. В данной антенне дополнительное зеркало расположено между фокусом и вершиной основного зеркала так, что один фокус дополнительного зеркала совпадает с фокусом основного зеркала, в котором расположен облучатель для первого диапазона волн. Облучатель для второго диапазона волн расположен в другом фокусе дополнительного зеркала.

В известной антенне для уменьшения затенения основного зеркала дополнительным зеркалом, последнее выполнено в виде горизонтальной решетки, которая отражает горизонтально поляризованные волны и пропускает вертикально поляризованные волны.

У поверхности основного зеркала размещено устройство поворота плоскости поляризации на 90 градусов. В результате, излучаемые первым облучателем горизонтально поляризованные волны отражаются дополнительным зеркалом и попадая на основное зеркало изменяют свою поляризацию с горизонтальной на вертикальную, что обеспечивает их беспрепятственное прохождение через дополнительное зеркало с минимальным отражением и затенением.

Излучаемые вторым облучателем вертикально поляризованные волны беспрепятственно проходят через дополнительное зеркало и отражаются от основного зеркала в пространство в виде горизонтально поляризованной волны.

Угловые дискриминаторы (УД) для моноимпульсных радиолокаторов содержат устройства для преобразования частоты, усиления, нормировки и формирования сигнала пеленгационной ошибки и также известны (например, по той же книге, гл.1 разд. 1.3, c. 11-14).

Пеленгационные характеристики измеряемых сигналов пеленгационных ошибок, в обоих диапазонах длин волн имеют лепестковый характер, при этом помимо главного равносигнального направления (РСН) по основному лучу они имеют ряд боковых РСН по боковым лепесткам, что открывает возможность эффективного помехового воздействия и приводит к ложному пеленгу цели.

Недостатком известного устройства является снижение его помехозащищенности по направлениям боковых лепестков диаграммы направленности антенны.

В известном устройстве наличие общей двухдиапазонной антенны обеспечивает совмещение главных РСН пеленгационных характеристик обоих диапазонов, в то же время их ложные РСН оказываются смещенными по углу относительно друг друга.

Указанное различие может быть использовано для угловой селекции сигналов принимаемых по главному РСН от помеховых сигналов по боковым РСН.

Однако в известном двухдиапазонном радиолокаторе отсутствуют устройства для реализации этой возможности. Поэтому данный недостаток в нем принципиально устраним.

В известном устройстве в пределах установленных порогов помимо главной равносигнальной зоны пеленгационной характеристики оказываются и часть ее боковых равносигнальных зон, которые не могут быть отселектированны.

В результате, в известном устройстве не исключена возможность захвата цели и ее отслеживание одним из устойчивых ложных РСН, что приведет к значительным ошибкам пеленга цели.

Целью данного изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение его помехозащищенности от воздействия по боковым РСН.

Поставленная цель достигается тем, что в известный двухдиапазонный моноимпульсный радиолокатор, содержащий общую антенну с раздельными выходами парциальных каналов для первого и второго диапазонов длин волн и, подключенные своими входами к выходам соответствующих парциальных каналов, первый и второй угловые дискриминаторы с выходами для измеряемых сигналов пеленгационных ошибок первого и второго диапазонов длин волн, дополнительно введены два двухпороговых решающих устройства, выходы которых объединены схемой совпадения, причем первое и второе указанные решающие устройства своими сигнальными входами подключены к выходам соответствующего углового дискриминатора, а выход схемы совпадения подключен к выходу данного радиолокатора для сигнала индикации цели по главному равносигнальному направлению.

Взаимное информационное дополнение пеленгационных каналов первого и второго диапазонов длин волн, достигаемое посредством введенных отличий (два решающих устройства, схема совпадения и их функциональные связи), обеспечивает существенное повышение помехозащищенности от воздействия по направлениям боковых лепестков диаграммы направленности антенны.

Введение отличия (два решающих устройства для сигналов пеленгационных ошибок, измеряемых в различных диапазонах длин волн, а также схема совпадения, объединяющая своими входами выходы обоих решающих устройств) устраняют неселектируемые зоны по боковым РСН.

Так, в предложенном двухдиапазонном радиолокаторе ложные РСН пеленгационных характеристик в обоих диапазонах, а следовательно, и стробируемые вокруг них зоны в пределах установленных пороговых значений оказываются смещенными друг относительно друга, как, например, показано на фиг.2,а,б, прилагаемых чертежей. Благодаря указанным различиям становится возможным, посредством введенных в состав предлагаемого устройства двухпороговых Р (блоки 4 и 5) и схемы совпадения 6, объединяющей их выходы, устранить помеховое воздействие по боковых РСН, как показано на фиг.2 в прилагаемых чертежах.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого моноимпульсного радиолокатора; на фиг.2 пеленгационные характеристики для первого (фиг.2,а) и второго (фиг. 2,б) диапазонов длин волн, а также стробируемые в них зоны углов в пределах установленных пороговых значений.

На фиг. 2,в изображены результирующие зоны углов при совместном стробировании сигналов пеленгационных ошибок в двух диапазонах длин волн.

В состав предложенного устройства входят двухдиапазонная моноимпульсная антенна 1, угловые дискриминаторы (УД) для первого и второго диапазонов длин волн (блоки 2 и 3 соответственно), с выходами для сигналов пеленгационных ошибок U₁ и U₂.

Указанные блоки 1-3 идентичны одноименным блокам прототипа.

Предложенное устройство содержит также два двухпороговых решающих блока (блоки 4 и 5) и блок совпадения 6. Двухпороговые решающие блоки (блоки 4 и 5) и блок совпадения 6 являются типовыми элементами радиолокационных устройств и в предлагаемом устройстве используются по своему прямому назначению. Они могут быть взаимствованы, например, из книги Проектирование радиолокационных устройств под ред. М.А.Соколова, М. Высшая школа, 1984, гл.1, п.1.5, с. 28-42. Так блоки 4 и 5 служат для формирования сигналов Х_1,2 индикации цели в пределах установленных пороговых значений или за их пределами (Х₁ 0, X ₂= 0).

Блок совпадения 6 выполняет операцию логического перемножения указанных сигналов, то есть
X_o= (см. например, Алексенко А.Г. Шагурин И.И. Микросхемотехника. М. Радио и связь, 1982, с.21-22).

Устройство работает следующим образом.

Принимаемые двухдиапазонной антенной 1 сигналы пеленгуемой цели поступают на входы соответствующих угловых дискриминаторов 2 и 3, формирующих сигналы пеленгационных ошибок U₁ и U₂, связанными с угловым рассогласованием θ по пеленгационным характеристикам.

U_i F_i ( θ), (где i номер диапазона длин волн), которые изображены на фиг.2,а и б.

Указанные сигналы U₁ и U₂ поступают на сигнальные входы соответствующих решающих блоков (блоки 4 и 5) для сравнения их с установленными пороговыми значениями для положительной и отрицательной полярностей ( ± U).

При этом, в случае, если сигнал U_i по величине находится в пределах установленных пороговых значений ± U) на выходе соответствующего блока 4, 5 формируется сигнал x_i 1, служащий для индикации наличия цели внутри углового строба. Стробируемые зоны углов по главному и боковым РСН выделены штриховкой на фиг.2,а и б. Как видно, ввиду неидентичности пеленгационных характеристик угловых дискриминаторов 4 и 5, работающих в различных диапазонах длин волн, стробируемые в них зоны углов по боковых РСН также сказываются смещенные друг относительно друга по оси углов.

Выходные сигналы Х₁ и Х₂ блоков 4 и 5 поступают на входы блока совпадения 6, осуществляющего операцию логического перемножения. В результате на выходе блока 6 сигнал Х_о 1 формируется только при наличии аналогичного сигнала на обоих его входах, то есть при Х₁ Х₂ 1. При этом угловые размеры неселектируемых зон по боковым РСН пеленгационных характеристик для обоих диапазонов длин волн сокращаются на величину их взаимной угловой неидентичности, как показано на фиг.2,в.

Выигрыш в помехозащищенности предлагаемого устройства оценивается соотношением угловых размеров неселектируемых зон двухдиапазонного радиолокатора на фиг. 2,в, по отношению к размерам неселектируемых зон СМ ММ-диапазонов (фиг.2,а и 2,б). Как видно, благодаря введенным отличиям, угловые размеры неселектируемых зон по боковым РСН, ближайшим к главному РСН, могут быть полностью устранены.

Технический эффект от внедрения предлагаемого двухдиапазонного моноимпульсного радиолокатора в сравнении с выбранным прототипом заключается в существенном повышении его помехозащищенности от воздействия по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны в условиях работы по групповым целям, в том числе поставщикам активных помех, а также при работе по низколетящим целям на фоне зеркальных отражений от земной и водной поверхности.

Использование: для наземных и корабельных радиопеленгаторов. Сущность изобретения: устройство содержит одну двухдиапазонную моноимпульсную антенну 1, два угловых дискриминатора 2,3 два двухпороговых решающих блока 4,5 блок совпадения 6, что позволяет повысить помехозащищенность от воздействия по боковым равносигнальным направлениям (РСН). 2 ил.

ДВУХДИАПАЗОННЫЙ МОНОИМПУЛЬСНЫЙ РАДИОЛОКАТОР, содержащий двухдиапазонную моноимпульсную антенну, первый и второй выходы которой соединены соответственно с первым и вторым входами первого углового дискриминатора, отличающийся тем, что введены два двухпороговых решающих блока и блок совпадения, при этом выход первого углового дискриминатора соединен с входом первого двухпорогового решающего блока, выход которого соединен с первым входом блока совпадения, выход второго углового дискриминатора соединен с входом второго двухпорогового решающего блока, выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, выход которого является выходом устройства.