СПОСОБ РАДИОЛОКАЦИОННОГО АКТИВНОГО ЗАПРОСА-ОТВЕТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G01S13/75 G01S13/79 

Изобретение относится к активной радиолокации и может быть использовано в системах обнаружения, опознавания и слежения за подвижными и неподвижными объектами, снабженными радиолокационными ответчиками (РЛО).

Цель изобретения повышение вероятности обнаружения ответчика.

Поставленная цель достигается тем, что в способе радиолокационного активного запроса-ответа (РЛ АЗО), в котором принимают ответный сигнал одновременно по диаграмме направленности (ДН) основного канала антенны и ДН канала подавления, снижают мощность сигнала в основном канале по определенному закону во времени, сохраняя неизменной мощность сигнала в канале подавления, измеряют отношение амплитуды сигнала в канале подавления к амплитуде в основном канале и выдают сигнал на выход, если это отношение ниже заданной величины порога по отношению, снижают мощность сигнала в основном канале в y раз на время, соответствующее дальности, равной где D_xо- максимальная дальность обнаружения среднего по мощности, (дБ) ответчика в направлении главного лепестка (ГЛ) ДН основного канала антенны, ζ динамический диапазон ответных сигналов, причем значение К устанавливается большим или равным величине отношения уровня ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН канала подавления в i-том направлении относительно оси ДН Z_i до момента времени, определяемого дальностью, до которой выполняется условие ζ ≅ , где Х_i отношение уровня максимума ГЛ ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН основного канала антенны в i-м направлении относительно оси ДН, и меньшей Z_i в остальное время приема, одновременно изменяя порог по отношению в 1/γ раз так, чтобы величина К/γ имела постоянное значение в течение всего времени приема сигналов за период запроса.

На чертеже представлено устройство для осуществления способа. Оно содержит передатчик 1, первый циркулятор 2, двухканальную антенну 3, первый суммарно-разностный мост 4, приемник 5, первый и второй амплитудный детекторы 6, 7, первый пороговый блок 8, второй пороговый блок 9, первый дешифратор 10, второй циркулятор 11, второй суммарно-разностный мост (СРM) 12, фазовый детектор (ФД) 13, управляемый делитель 14, блок управления 15, первый и второй логарифмические преобразователи аналог-код (ЛПАК) 16, 17, сумматор 18, второй дешифратор 19, элемент ИЛИ 20, блок цифровой задержки (БЦЗ) 21, ключ 22.

Устройство работает следующим образом. Высокочастотные информационные импульсы запросного сигнала с первого выхода передатчика 1 поступают на Σ -вход моста 12, с выходов которого b/2 импульсы одинаковой амплитудой и фазой поступают через первый 2 и второй 11 циркуляторы на входы первого и второго полотен антенны 3 и излучаются в пространство, определяемое суммарной ДН (основной канал).

Высокочастотный импульс подавления запроса по боковым лепесткам запросчика с второго выхода передатчика 1 поступает на Δ -вход моста 12, с выходов которого b/2 импульсы с одинаковой амплитудой, но в противофазе, поступают через первый 2 и второй 11 циркуляторы на входы первого и второго полотен антенны 3, выполненных в виде ФАР и излучаются в пространство, определяемое разностной ДН (канал подавления). Эти импульсы разнесены во времени.

С выхода синхроимпульса передатчика 1 на вход блока управления 15 выдается синхроимпульс нулевой дальности, задержанный на фиксированное время относительно переднего фронта первого информационного импульса запросного сигнала.

При поступлении этого импульса блок управления 15 вырабатывает сигналы управления, переключающие управляемый делитель 14 и второй пороговый блок 9 в каждом периоде повторения запроса по законам, определением по нижеприведенной методике. Ответный сигнал, поступающий от антенны 3 через первый 2 и второй 11 циркуляторы на первый и второй входы приемника 5, имеет большой динамический диапазон и одинаковые амплитуды в обоих каналах. На выходах фазостабильных усилителей с жестким амплитудным ограничением приемника 5 эти сигналы приобретают практически постоянную одинаковую амплитуду, но сохраняют первоначальный фазовый сдвиг. В результате преобразования выходных сигналов приемника в мосте 4 на его Σ и Δ -выходах формируются сигналы промежуточной частоты, отношение амплитуды которых полностью соответствуют отношению уровней Σ и Δ ДН, формируемых двухканальной антенной 3 совместно с мостом 12.

Сигнал с суммарного выхода моста 4 уменьшается по амплитуде в управляемом делителе 14 в отношении, задаваемом на текущий момент времени блоком управления 15, сравнивается с порогом в пороговом блоке 8 и в случае превышения последнего, детектируется в первом детекторе 6 и поступает на вход первого ЛПАК 16.

Сигнал с разностного выхода моста 4 детектируется во втором детекторе 7 и поступает на вход второго ЛПАК 17.

Численные значения логарифмов величин амплитуд импульсов на разностном выходе Σ Δ моста 4 и выходе управляемого делителя 14 поступают далее на информационные входы сумматора 18, в котором осуществляется вычитание из логарифма числа, соответствующего мощности сигнала на разностном выходе Σ Δ моста 4, логарифма числа, соответствующего мощности сигнала на выходе управляемого делителя 14, что дает логарифм отношения мощностей этих сигналов, выраженный в цифре β.

Величина β. отличается в _Кj раз от величины отношения мощностей cигналов на выходе Σ Δ моста 4, где коэффициент деления в управляемом делителе на j-м интервале времени (дальности).

Цифровой сигнал с выхода сумматора поступает на вход второго порогового блока 9, выполняющего операцию сравнения поступившего числа с числом, установленным в нем на текущий отрезок времени, в соответствии с законом во времени, определяемым по нижеприведенной методике, по сигналу, поступающему со второго выхода блока управления 15.

Далее сигнал в виде параллельного m-разрядного кода поступает на информационные входы дешифратора и10 и БЦЗ 21. Одновременно на знаковый разряд этих входов поступает сигнал с выхода фазового детектора 13, включенного параллельно суммарному и разностному выходам Σ Δ моста 4 и формирующего на своем выходе, например, логический 0 при опережении фазы сигнала с разностного выхода последнего фазы сигнала суммарного выхода и логическую 1 при отставании.

В каждом из N выходных каналов дешифратора 19 формируется последовательность импульсов, совпадающих во времени с последовательностью тех чисел на входе дешифратора, которые отличаются от кода (адреса) данного выходного канала на величину менее ± ε где ε допуск на погрешность измерения на выходе сумматора отношения мощности сигнала в разностном канале к мощности в суммарном канале, определяемого ДН антенны (ДНА).

В результате входные сигналы распределяются по нескольким каналам дешифратора 10 ответов в зависимости от направления их прихода относительно оси ДНА запросчика. Следовательно в каждом отдельном канале дешифратора 19 ответов поток полезных сигналов и помех оказывается значительно ниже, чем на выходе приемника, что обеспечивает соответствующее повышение вероятности правильной дешифрации ответных сигналов при той же вероятности ложной дешифрации.

Сущность изобретения заключаетс в том, что в способе радиолокационного запроса-ответа, включающем прием ответного сигнала одновременно по двум каналам, снижают мощность в основном канале в K раз на время, соответствующее дальности, равной где - максимальная дальность обнаружения: ζ динамический диапазон ответных сигналов, одновременно изменяют порог по отношению в 1/γ раз, при постоянстве значения величины k/γ в течении всего времени приема сигналов за период запроса, что позволяет повысить вероятность обнаружения ответчика. Устройство для осуществления способа содержит один передатчик 1, два циркулятора 2, 11, одну двухканальную антенну 3, два суммарно-разностных моста 4, 12, один приемник 5, два амплитудных детектора 6, 7, два пороговых блока 8, 9, два дешифратора 10, 19, один детектор 13, один управляемый делитель 14, один блок управления 15, два логарифметических преобразователя аналог код 16, 17, один сумматор 18, один элемент ИЛИ 20, один блок цифровой задержки 21, один ключ 22. 3-2-5-4-13-10-19, 3-11-5-4, 1-12-(2,11), 1-12, 1-15-14-8-6-16-18-9-10, 4-7-17-18, 8-(17,16,18,9,10), 15-9, 9-21-22, 19-20-22. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ радиолокационного активного запроса-ответа, включающий прием ответного сигнала одновременно по ДН основного канала антенны и ДН канала подавления, снижение модности сигнала в основном канале при неизменной мощности в канале подавления, измерение отношения амплитуды сигнала в канале подавления к амплитуде в основном канале с последующей выдачей сигнала "Выход", если это отношение ниже заданной пороговой величины, отличающийся тем, что, с целью повышения вероятности обнаружения ответчика, мощность сигнала в основном канале снижают в K раз на время, соответствующее дальности, равной

где D_хо максимальная дальность обнаружения "среднего" по мощности ответчика в направлении главного лепестка ДН основного канала антенны;
ζ динамический диапазон ответных сигналов,
причем значения K устанавливается большим или равным величине отношения уровня ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН канала подавления в i-м направлении относительно оси ДН Z_i до момента времени, определяемого дальностью, для которой выполняется условие

где X_i отношение уровня максимума главного лепестка ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН основного канала антенны в i-м направлении относительно оси ДН и меньшим Z_i в остальное время приема,
при этом одновременно изменяют порог по отношению в 1/γ раз при постоянстве значения величины K/γ в течение всего времени приема сигналов за период запроса. 2. Устройство для радиолокационного активного запроса-ответа содержащее последовательно соединенные передатчик, блок управления и управляемый делитель, а также приемник, первый и второй циркуляторы, двухканальную антенну, первый и второй входы которой соединены с первыми выходами соответственно первого и второго циркуляторов, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные первый пороговый блок, первый амплитудный детектор, первый логарифмический преобразователь аналог код (ЛПАК), сумматор, второй пороговый блок, блок цифровой задержки и ключ, последовательно соединенные первый суммарно-разностный мост (СРМ), фазовый детектор и первый дешифратор, последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй ЛПАК, а также второй дешифратор, элемент ИЛИ, второй СРМ, первый и второй входы, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами передатчика и входами первого и второго циркуляторов, вторые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам приемника, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам первого СРМ, второй выход которого подключен к входу второго амплитудного детектора и второму входу фазового детектора, выход которого подключен к второму входу блока цифровой задержки, второй вход и выход управляемого делителя соединены соответственно с первым выходом первого СРМ и входом первого порогового блока, второй выход которого подключен к второму входу первого дешифратора, второму входу второго порогового блока, второму входу сумматора, второму входу первого ЛПАК и второму входу второго ЛПАК, выход которого подключен к третьему входу сумматора, второй выход блока управления подключен к третьему входу второго порогового блока, выход которого подключен к третьему входу первого дешифратора, каждый из K выходов которого подключен к соответствующему входу второго дешифратора, каждый из K выходов которого подключен к соответствующему входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа, многоразрядный выход которого, первый выход передатчика, второй выход блока управления являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства.