СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯНСТВА ФАЗЫ ИЗЛУЧАЕМЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ Российский патент 1997 года по МПК G01S7/282 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в когерентных радиолокационных станциях (РЛС) с передающим устройством, работающим в импульсном режиме с постоянной скважностью и быстрой сменой длительностей (периодов повторения) сигналов в широком диапазоне по произвольному закону.

Известен способ стабилизации фазы, заключающийся в обеспечении постоянства мгновенного напряжения источника питания к началу излучаемого сигнала путем уменьшения величины пульсаций источника питания или фиксации напряжения с помощью специальных схем либо во ведении специальных компенсирующих сигналов, вызывающих встречное изменение фазы, что приводит к усложнению устройств, реализующих известные способы [1]
Наиболее близким аналогом является способ стабилизации постоянства фазы излучаемых импульсных сигналов РЛС, заключающийся в импульсной модуляции одинаковыми сериями импульсов разной длительности τ₁, τ₂... τ_n, зависящей от длительности очередных периодов повторения импульсов T₁, T₂, T_n. Длительность импульсов в серии для очередных периодов повторения подбирают так, чтобы соотношение длительности импульсов и длительности очередных периодов повторения были равны постоянной величине (т.е. с постоянной скважностью), что обеспечивает постоянство мгновенного напряжения источника питания в момент излучения каждого импульса [2]
В РЛС, управляемых спецвычислителями, длительность импульсов в сериях и длительность серий меняются в широких пределах. Серии могут состоять из одинаковых по длительности импульсов. Смена серий излучаемых сигналов, различающихся по длительности импульсов, вызывает изменение среднего значения напряжения источника питания. В течение постоянной времени источника питания до наступления установившегося режима в каждой серии имеет место нестабильность фазы, а при определенных условиях может нарушиться устойчивость работы РЛС вследствие ударных изменений мощности, потребляемой от первичной сети. Известный способ не обеспечивает стабилизации постоянства фазы при вариации серий импульсов с разной длительностью вследствие автоматической подстройки среднего значения напряжения источника к первоначально установленному значению по сигналу обратной связи. При этом возможна такая последовательность серий, при которой воздействие сигнала обратной связи автоматически "раскачивает" систему: первичный источник стабилизированный выпрямитель нагрузка (СВЧ-прибор передающего устройства), вызывая дестабилизацию начальной фазы зонд-сигналов и даже неустойчивую работу системы.

Технический результат создать способ стабилизации постоянства фазы излучаемых сигналов РЛС, который позволил бы обеспечить стабильность фазы в сериях излучаемых импульсов с одинаковой длительностью путем установления к началу каждой серии мгновенного напряжения источника питания, соответствующего установившемуся режиму, что одновременно обеспечивает постоянство среднего напряжения источника питания и мощности, потребляемой от первичной сети.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе стабилизации фазы излучаемых импульсных сигналов РЛС, заключающемся в импульсной модуляции сериями синхроимпульсов постоянной скважностью, согласно изобретению перед каждой серией, длительность импульсов в которой больше, чем в предыдущей, производят задержку синхроимпульсов на величину , где T_i+1, T_i периоды следования импульсов соответственно в последующей и предыдущей сериях, а перед серией с длительностью импульсов меньшей, чем в предыдущей, подают на специальное разрядное устройство дополнительный синхроимпульс длительностью , где τ_i+1, τ_i длительности импульсов соответственно в последующей и предыдущей сериях, K постоянный коэффициент, определяемый в конкретных схемах как отношение величин импульсных токов модулятора и разрядного устройства. Таким образом уже для первого импульса каждой серии устанавливается мгновенное напряжение источника питания, соответствующее установившемуся режиму, что обеспечивает постоянство среднего напряжения и постоянство мощности, потребляемой от первичной сети.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 приведена временная диаграмма синхроимпульсов и напряжения источника питания; на фиг. 3 представлена блок-схема другого варианта устройства, реализующего способ; на фиг. 4 приведена временная диаграмма для этого варианта блок-схемы; на фиг. 5 алгоритм работы блока синхронизации.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит последовательно соединенные стабилизированный источник 1 питания, модулятор 2, СВЧ-прибор 3, разрядный блок 4, блок 5 синхронизации.

Устройство работает следующим образом: при следовании импульсов с постоянными длительностью τ₁ и периодом повторения T₁ устанавливается постоянное среднее напряжение U_ср источника питания. При смене серии импульсов с длительностью τ₁ на серию с длительностью τ₂> τ₁ устройство синхронизации по окончании последнего периода T₁ осуществляет задержку формирования серии синхроимпульсов с длительностью τ₂ на величину (фиг.2). При смене серии импульсов с длительностью τ₂ на серию с длительностью τ₃< τ₂ блок 5 синхронизации по окончании последнего периода T₂ формирует на другом выходе дополнительный синхроимпульс длительностью , подаваемый на блок 4, состоящий из последовательно соединенных импульсной модуляторной машины и рецептора. По окончании дополнительного синхроимпульса на первом выходе блока 5 синхронизации формируются основные синхроимпульсы. Постоянный коэффициент K определяется соотношением величин импульсных токов модулятора 2 и разрядного блока 4, импульсный ток которого определяется величиной сопротивления резистора и внутренним сопротивлением импульсной модуляторной лампы.

Таким образом обеспечивается равенство мгновенных напряжений источника питания для всех, начиная с первого, импульсов каждой серии, постоянство среднего напряжения источника питания и, следовательно, мощности, потребляемой от первичной сети, отсутствие в этой цепи переходных процессов.

При использовании СВЧ-приборов, питаемых непосредственно от источника постоянного тока, с управлением входным СВЧ-сигналом, модулируемых по управляющему электроду (сетке), функцию разрядного блока 4 может выполнять СВЧ-прибор 3. В этом случае устройство для реализации предлагаемого способа стабилизации фазы содержит стабилизированный источник питания 1, СВЧ-прибор 3, модулятор 2, блок 5 синхронизации. Блок 5 синхронизации вырабатывает по одному выходу основные и дополнительные синхроимпульсы (фиг.3).

В данном случае при смене серии импульсов с длительностью τ₁ на серию с длительностью τ₂>τ₁ блок 5 синхронизации по окончании последнего периода T₁ осуществляет задержку формирования серии синхроимпульсов с длительностью τ₂ на величину (фиг.4). При смене серии импульсов с длительностью τ₂ на серию с длительностью τ₃< τ₂ блок 5 синхронизации по окончании последнего периода T₂ формирует дополнительный синхроимпульс длительностью (или в зависимости от времени восстановления модулятора), по окончании которого осуществляет задержку формирования серии синхроимпульсов с длительностью τ₃ на величину (или T₃).

Способ относится к радиолокации и может быть использован в когерентных РЛС с передающим устройством, работающим в импульсном режиме с постоянной скважностью и быстрой сменой длительностей сигналов в широком диапазоне по произвольному закону. Технический результат - создание способа, который позволил бы обеспечивать постоянство среднего напряжения источника питания и мощности, потребляемой от первичной сети. Для этого в способе стабилизации фазы, заключающемся в импульсной модуляции сериями синхроимпульсов постоянной скважностью, согласно изобретению перед каждой серией, длительность импульсов в которой больше, чем в предыдущей, производят задержку синхроимпульсов на величину , где T_i+1, T_i - периоды следования импульсов соответственно в последующей и предыдущей сериях, а перед серией с длительностью импульсов меньшей, чем в предыдущей, подают на специальное разрядное устройство дополнительный синхроимпульс длительностью , где τ_i+1, τ₁ - длительности импульсов соответственно в последующей и предыдущей сериях, K - постоянный коэффициент, определяемый в конкретных схемах как отношение величин импульсных токов модулятора и разрядного блока. Таким образом, уже для первого импульса каждой серии устанавливается мгновенное напряжение источника питания, соответствующее установившемуся режиму, что обеспечивает постоянство среднего напряжения и постоянство мощности, потребляемой от первичной сети. 5 ил.

Способ стабилизации фазы излучаемых импульсных сигналов РЛС, содержащей передающее устройство с накопителем энергии, заключающийся в импульсной модуляции сериями синхроимпульсов с постоянной скважностью, отличающийся тем, что при модуляции сериями синхроимпульсов с одинаковой длительностью импульсов в серии, сравнивают величины длительностей или периодов повторения импульсов предыдущей и последующей серий, в результате при длительности импульсов последующей серии больше длительности импульсов предыдущей серии осуществляют задержку последующей серии синхроимпульсов на величину

где T_i, T_i+1 периоды повторения импульсов соответственно в предыдущей и последующей сериях;
при длительности импульсов последующей серии меньше длительности импульсов предыдущей серии перед началом последующей серии формируют дополнительный синхроимпульс длительностью

где τ_i, τ_i+1 - длительности импульсов соответственно в предыдущей и последующей сериях,
К I_{р а з р .с е р} / I_{р а з р .д о п} - постоянный коэффициент, где I_{р а з р .с е р} величина тока разряда накопителя энергии в течение импульса любой серии, I_{р а з р .д о п} величина тока разряда того же накопителя в течение дополнительного синхроимпульса.