РАДИОЛОКАТОР Российский патент 1997 года по МПК G01S3/14 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в судовых системах радиолокации и в системах предупреждения столкновения.

Известен радиолокатор, описанный в книге "Радиотехнические системы, М. Высшая школа, 1990 г. Ю.М.Казаринов, стр. 194-198.

Он работает в импульсном режиме и определяет азимут методом максимума и дальность. Радиолокатор вращается с постоянной скоростью. Однако увеличение скорости вращения радиолокатора приводит к уменьшению точности определения азимута.

Известен радиолокатор, работающий в моноимпульсном режиме, описанный в книге "Радиотехнические системы", М.Высшая школа, рис. 18.14, 1990 г. Ю.М. Козаринов, стр. 412. Он может быть использован для поиска целей и работать в режиме кругового обзора, используя индикатор кругового обзора, сельсин-датчик и сельсин-приемник. Обзор осуществляется с помощью двух пересекающихся горизонтальных диаграмм, направленных со скоростью вращения антенны до 600 об/мин, имеются высокочастотные узлы, выполненные так же, как и в вышеупомянутом аналоге.

Работа его заключается в следующем.

Синхронизатор выдает разрешение импульсному передатчику на излучение импульса, который пройдя через 2 Т, мост, двойной антенный переключатель, поступает в антенну и излучается в пространство. Отразившись от объекта, электромагнитная энергия вновь поступает в антенну, и далее через двойной антенный переключатель, который направляет электромагнитную энергию в процессе ее приема на вход двухканального приемника. В двухканальном приемнике электромагнитная энергия преобразуется в электрические сигналы.

Однако из-за погрешности работы высокочастотных узлов, осуществляющих фазовое детектирование, происходит неточность сравнения амплитуды сигналов в режиме кругового обзора, что приводит к недостаточной точности определения азимута на индикаторе кругового обзора.

С помощью предлагаемого радиолокатора увеличивается точность определения азимута. Такая цель достигается введением двухлучевого индикатора, блока из двух волоконно-оптических линеек, блока из двух фотоэлектронных умножителей, вычитателя сумматора, элемента совпадения и блока из двух селекторов, при этом первый и второй выходы двухканального приемника соединены с первым и вторым входом двухлучевого индикатора, имеющего два оптических сопряжения с блоком из двух волоконно-оптических линеек по входу, которые оптически сопряжены по выходу с блоком из двух фотоэлектронных умножителей, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока из двух селекторов, выход которого соединен с первым и вторым входами элемента совпадения, имеющего выход соединенный с третьим входом индикатора кругового обзора, кроме того, первый и второй входы вычитателя соединены с первым и вторым выходами блока из двух фотоэлементных умножителей, а выход вычитателя соединен с первым входом сумматора, имеющего выход, соединенный с входом сельсин-приемника и вход, соединенный с сельсин-датчиком.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:
1 синхронизатор, 2 передатчик, 3 двойной Т-мост, 4 двойной антенный переключатель, 5 антенна, 6 блок из двух фотоэлектронный умножителей, 7 блок из двух волоконно-оптических линеек, 8 двухлучевой индикатор,9 двухканальный приемник, 10 привод, 11 вычитатель,12 - сумматор, 13 сельсин-приемник,14 индикатор кругового обзора,15 - сельсин-датчик,16 блок из двух селекторов, 17 элемент совпадения. При этом выход синхронизатора 1 через передатчик 2 соединен с первым и вторым входом двойного Т-моста и с первым входом индикатора кругового обзора 14, причем первый и второй выходы двойного Т-моста 3 соединены с первым выходами двойного антенного переключателя 4, третий и четвертый входы которого соединены с первыми вторым входами антенны 5, а первый, второй, третий и четвертый выхода соответственно соединены с первым и вторым входами антенны 5, и с первым и вторым входами двухканального приемника 9, первый и второй выход которого, соединен с первым и вторым входом двухлучевого индикатора 8, имеющего два оптических сопряжения с блоком из двух волоконно-оптических линеек по входу, которые оптически сопряжены по выходу с блоком из двух фотоэлектронных умножителей 6, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока из двух селекторов, выход которого соединен с первым и вторым входами элемента совпадения 17, имеющего выход, соединенный с третьим входом индикатора кругового обзора 14, кроме того, первый и второй входы вычитателя 11 также соединены с первым и вторым выходами блока из двух фотоэлектронных умножителей 6, а выход вычитателя 11 соединен с первым входом сумматора 12, имеющего выход соединенный через сельсин-приемник 13 со вторым входом индикатора кругового обзора 14 и вход, соединенный с сельсином-датчиком 15, имеющим жесткую связь с приводом 10, жестко связанным с антенной 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Синхронизатор 1 выдает разрешение импульсному передатчику 2 на излучение импульса, который пройдя через двойной Т-мост 3, двойной антенный переключатель 4 поступает в антенну 5 и излучается в пространство. Антенна 5 формирует две пересекающиеся диаграммы направленности. Отразившаяся от объекта электромагнитная энергия вновь поступает в антенну 5 и далее через двойной антенный переключатель 4, который направляет электромагнитную энергию в процессе ее приема на вход двухканального приемника 9. В двухканальном приемнике в каждом канале электромагнитная энергия преобразуется в электрические сигналы и осуществляется выделение этих сигналов относительно других сигналов. С первого и второго выходов двухканального приемника 9 выделенные сигналы поступают на первый и вторые входы двухлучевого индикатора 8. На двухлучевом индикаторе в момент появления двух сигналов на выходе двухканального приемника 9 эти сигналы отображаются как показано на фиг.1. Если цель располагается в равносигнальной зоне двух пересекающихся горизонтальных вращающихся диаграмм направленности, то сигнал 18 будет равен сигналу 19 (Фиг.2). В случае неравенства амплитуд их разность будет характеризовать азимутальное расположение цели относительно равносигнальной зоны.

В режиме внутренней синхронизации индикатора 8 сигналы располагаются на постоянном расстоянии а (фиг.2) от начала разверток. Таким образом, все сигналы располагаются на одной вертикальной линии (20). С этой линией совмещаются две волоконно-оптические линейки: одна, имеющая длину "b", а другая "C". Эти линейки встроены в индикатор 8. Световая энергия от сигналов на осциллографе в течение времени их наличия через соответствующую волоконно-оптическую линейку блока волоконно-оптических линеек 7 в виде двух волоконно-оптических жгутов подходит к соответствующей чувствительной площадке малоинерционных фотоэлектронных умножителей блока фотоэлектронных умножителей 6, и величина напряжения на выходе каждого из фотоэлектронных умножителей будет зависить от количества волокон, несущих световую энергию и подходящих на чувствительную площадку. Эти напряжения будут прямо пропорциональны величинам амплитуд сигналов 18 и 19 в виду линейной характеристике в фотоэлектронных умножителях, имеющих минимальный коэффициент нелинейности. Поэтому разность напряжений на выходах блока из двух фотоэлектронных умножителей 6, определяемые в вычитателе 11 будет характеризовать разность амплитуд сигналов 18 и 19 (фиг.2), а следовательно, и азимутальное расположение цели относительно равносигнальной зоны.

Максимальная величина этой разности

где D- максимальное напряжение, выдаваемое сельсиновым датчиком;
g ширина общей зоны двух пересекающихся диаграмм по направленности.

Значение n устанавливается в процессе настройки. Такое положение имеет место, когда цель находится на краю равноканальной зоны и величина сигнала достаточна для срабатывания соответствующего селектора блока из двух селекторов 16. При меньшей амплитуде этот блок не сработает и не выдаст размещения элементу совпадения 17 на выдачу сигнала наличия цели на третий вход индикатора кругового обзора 14. В процессе вращения антенны 5 с помощью привода 10 сельсим-датчик 15 выдает изменяющееся напряжение на первый вход сумматор 12. На второй вход сумматора 12 поступает положительное или отрицательное напряжение, соответствующее азимутальному отклонению от равносигнальной зоны. Это напряжение в сумматоре складывается с напряжением, поступающим с сельсина-датчика 15, и поступает в сельсин-приемник, который отклоняет вращающуюся развертку индикатора кругового обзора 14 вперед или назад на величину, пропорциональную азимутальному отклонению цели от равносигнальной зоны.

При наличии сигнала с выхода элемента совпадения 17 он будет отображен на соответствующей дальности. Начало отсчета времени запаздывания отраженного от объекта сигнала задает синхронизатор 1, который выдает синхроимпульсы на первый вход индикатора кругового обзора 14. Таким образом, на индикаторе осуществляется высокая точность отображения цели даже при одноразовом ее облучении за время одного обзора, что позволяет увеличить скорость обзора. Это улучшает условия сопровождения и наблюдения за целями, а следовательно, безопасность движения и уменьшения вероятности столкновений с быстро смещающимися объектами (например, судами на воздушной подушке, катерами и т.д.). Устройство может быть использовано и на летательных объектах, и в системах поиска и обнаружения воздушных объектов.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в системах определения азимута цели. Сущность изобретения: радиолокатор позволяет увеличить точность определения азимута благодаря введению в него двухлучевого индикатора, блока из двух волоконно-оптических линеек, блока из двух фотоэлектронных умножителей, вычитателя, сумматора, блока из двух селекторов и элемента совпадения. Сигналы с выхода двухлучевого индикатора поступают на вход двух волоконно-оптических линеек, которые оптически сопряжены с блоком из двух фотоэлектронных умножителей, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока из двух селекторов, выходы которого заведены на вход элемента совпадения, имеющего выход, соединенный с первым входом индикатора кругового обзора. Кроме того, сигналы с выходов блока из двух фотоэлектронных умножителей, пройдя вычитатель, суммируются с сигналами сельсин-датчика и поступают в сельсин-приемник, отклоняющий развертку индикатора кругового обзора на величину, пропорциональную азимутальному отклонению цели от равносигнальной зоны. 2 ил.

Радиолокатор, состоящий из синхронизатора, передатчика, двойного Т-моста, двойного антенного переключателя, антенны, двухканального приемника, привода, сельсин-датчика, сельсин-приемника и индикатора кругового обзора, где выход синхронизатора соединен с первым входом индикатора кругового обзора, второй вход которого соединен с выходом сельсин-приемника, этот же выход синхронизатора соединен через передатчик с входом двойного Т-моста, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами двойного антенного переключателя, имеющего третий и четвертый входы, соединенные соответственно с первым и вторым выходами антенны, имеющей жесткую связь с приводом, жестко связанным с сельсин-датчиком и имеющей первый и второй входы, соответственно соединенные с первым и вторым выходами антенного переключателя, имеющего третий и четвертый выходы, соединенные соответственно с первым и вторым входами двухканального приемника, отличающийся тем, что в него введены двухлучевой индикатор, блок из двух волоконнооптических линеек, блок из двух фотоэлектронных умножителей, вычитатель, сумматор, блок из двух селекторов и элемент совпадения, при этом первый и второй выходы двухканального приемника соединены с первым и вторым выходами двухлучевого индикатора, имеющего два оптических сопряжения с блоком из двух волоконнооптических линеек по входу, которые оптически сопряжены по выходу с блоком из двух фотоэлектронных умножителей, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока из двух селекторов, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первым и вторым входами элемента совпадения, имеющего выход, соединенный с третьим входом индикатора кругового обзора, кроме того, первый и второй входы вычитателя также соединены с первым и вторым выходами блока из двух фотоэлектронных умножителей, а выход вычитателя соединен с первым входом сумматора, имеющего выход, соединенный с входом сельсин-приемника, и вход, соединенный с сельсин-датчиком.