УСТРОЙСТВО РАСПОЗНАВАНИЯ ПРОТИВОРАДИОЛОКАЦИОННЫХ РАКЕТ Российский патент 1997 года по МПК G01S13/02 

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для распознавания противорадиолокационных ракет (ПРР) при двухполяризованном импульсном зондировании.

Известно устройство распознавания радиолокационных целей, содержащее последовательно соединенные генератор, 1-й умножитель частоты, усилитель мощности, антенный переключатель и антенну, причем выход генератора связан также с входом 2-го умножителя частоты и 1-м входом фазового детектора, выход которого соединен с входом индикатора, а 2-й вход с выходом усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу смесителя, 1-й и 2-й входы которого связаны соответственно с выходом второго умножителя частоты и антенного переключателя, а 2-й вход усилителя мощности соединен с выходом импульсного модулятора [1]
Это устройство обеспечивает обнаружение перемещающихся искусственных целей на фоне подстилающей поверхности, а также их распознавание на основе эффекта Доплера. Однако оно не может обеспечить обнаружение и распознавание неподвижных целей на фоне подстилающей поверхности и тем более не может отличить обычную воздушную цель от ПРР.

Известно также радиолокационное устройство распознавания целей [2] состоящее из индикатора и приемопередатчика, содержащего генератор, импульсный модулятор (ИМ), усилитель мощности (УМ), антенный переключатель (АП), антенну, 1-й и 2-й смесители, гетеродин, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) и фазовый детектор (ФД). При этом генератор связан своим выходом с 1-м входом 1-го смесителя и 1-м входом УМ, 2-й вход которого связан с выходом ИМ, а выход с антенной через АП, выход которого связан с 1-м входом 2-го смесителя, 2-й вход которого соединен с выходом 1-го смесителя, а выход связан с входом УПЧ, выход которого подключен к 2-му входу ФД, выход которого связан с индикатором, а 1-й вход с выходом гетеродина и с 2-м входом 1-го смесителя.

Данное устройство не обеспечивает высокой достоверности распознавания воздушных целей, так как оно не может распознавать неподвижные или малоподвижные цели на фоне местных предметов и метеообразований, а также цели, имеющие одинаковые радиальные составляющие вектора скорости. Это устройство не способно селектировать обычные цели и ПРР.

Целью изобретения является обеспечение возможности селектирования противорадиолокационных ракет на фоне обычных аэродинамических летательных аппаратов.

Цель достигается тем, что в состав известного устройства [2] дополнительно вводят синхронизатор, 2-ю антенну, 1-й и 2-й коммутаторы, блок идентификации (БИ), усилитель высокой частоты (УВЧ), делитель, 1-й и 2-й сумматоры, а также амплитудный детектор (АД). При этом выход синхронизатора подключают к входу ИМ, входу 1-го коммутатора и 2-му входу 2-го коммутатора, 1-й выход которого соединяют с входом 2-го сумматора, 1-й вход с выходом АД, а 2-й выход с входом 2-го сумматора, выход которого связывают с 2-м входом делителя, 1-й вход которого подключают к выходу 1-го сумматора, а выход к входу БИ. Вход-выход 2-й антенны соединяют с 2-м вход-выходом 1-го коммутатора, 3-й вход-выход которого связывают с вход-выходом 1-й антенны, а 1-й вход-выход -с вход-выходом АП, выход которого соединяют с входом УВЧ, выход которого связывают с 2-м входом 2-го смесителя, 1-й вход которого связывают с выходом гетеродина, а выход УПЧ подключают к входу АД.

Данное построение схемы позволяет предлагаемому устройству селектировать ПРР за счет анализа уровней сигналов, принятых на двух ортогональных поляризациях.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства распознавания ПРР.

Устройство состоит из синхронизатора 1, 1-й антенны 2, 1-го коммутатора 3, 2-й антенны 4, ИМ 5, УМ 6, АП 7, БИ 8, генератора 9, 1-го смесителя 10, УВЧ 11, делителя 12, 1-го накапливающего сумматора 12, гетеродина 14, 2-го смесителя 15, 2-го накапливающего сумматора 16, 2-го коммутатора 17, АД 18 и УПЧ 19. Выход синхронизатора 1 связан с входом ИМ 5, входом 1-го коммутатора 3 и 2-м входом 2-го коммутатора 17, который связан своим 1-м входом с выходом АД 18, 1-м выходом с входом 1-го сумматора 13, а 2-м выходом с входом 2-го сумматора 16, выход которого соединен с 2-м входом делителя 12, 1-й вход которого связан с выходом 1-го сумматора 13, а выход с входом БИ 8. Вход-выход 1-й антенны 2 связан с 3-м вход-выходом 1-го коммутатора 3, 2-й вход-выход которого соединен с вход-выходом 2-й антенны 4, а 1-й вход-выход
с вход-выходом АП 7, который своим входом связан с выходом УМ 6, 2-й вход которого связан с выходом ИМ 5. Выход генератора 9 связан с 1-м входом 1-го смесителя 10, выход которого соединен с 1-м входом УМ 6, а 2-й вход с выходом гетеродина 14 и 1-м входом 2-го смесителя 15, 2-й вход которого подключен к выходу УВЧ 11, а выход к входу УПЧ 19, связанного своим выходом с входом АД 18. Выход АП 7 при этом связан с входом УВЧ 11.

Устройство работает следующим образом.

Гетеродин 14 генерирует высокочастотные колебания на несущей частоте f_о, которые поступают на 1-й вход 2-го смесителя 16 и 2-й вход 1-го смесителя 10. На 1-й вход 1-го смесителя 10 поступает сигнал генератора 9 с промежуточной частотой F_пр, который смешивается с сигналом гетеродина 14, обеспечивая на выходе 1-го смесителя 10 непрерывный сигнал с частотой f_о + F_пр. Этот сигнал поступает на 1-й вход УМ 6, на 2-й вход которого поступает модулирующий сигнал с выхода ИМ 5. В результате на выходе УМ 6 получается импульсный сигнал, заполненный колебаниями на частоте f_о + F_пр, который с выхода УМ 6 подается на вход АП 7, вход-выход которого соединен с 1-м вход-выходом 1-го коммутатора 3, на вход которого подаются синхронизирующие импульсы с выхода синхронизатора 1. Коммутатор 3, управляемый указанными синхроимпульсами, поочередно соединяет свой 1-й вход-выход с 2-м или 3-м вход-выходом, так что каждый четный импульс с вход-выхода АП 7 проходит через 3-й вход-выход коммутатора 3 на вход-выход 1-й антенны 2, а каждый нечетный импульс через 2-й вход-выход коммутатора 3 - на вход-выход 2-й антенны 4. Отмеченные антенны имеют взаимно ортогональные поляризации: 1-я антенна 2 горизонтальную, а 2-я антенна 4 вертикальную. В результате каждый четный зондирующий импульс, излучаемый в направлении распознаваемой цели, имеет горизонтальную, а каждый нечетный вертикальную поляризации.

Уровень отраженного от аэродинамической цели (АДЦ) сигнала в квазиоптической области отражения радиоволн инвариантен к виду поляризации зондирующего сигнала. Различие отражений от АДЦ на горизонтальной и вертикальной поляризациях может быть вызвано только отражением от антенны бортовой РЛС АДЦ, если она имеет одну из указанных поляризаций, да и то лишь в том случае, если антенна бортовой РЛС постоянно следит за источником излучения, что само по себе маловероятно, так как бортовые РЛС не работают в режиме пассивной пеленгации наземных РЛС.

Что же касается ПРР, то ее головка самонаведения (ГСН) постоянно следит за источником излучения, то есть ее антенна всегда направлена в сторону излучающей РЛС. Если поляризация зондирующего сигнала РЛС совпадает с поляризацией антенны ГСН, то весь принятый зеркалом антенны ГСН сигнал будет фокусироваться на коллинеарном по поляризации облучателе ГСН и практически без отражения будет поглощаться согласованным входом приемника ПРР. Если же поляризация зондирующего сигнала будет ортогональна поляризации антенны ГСН ПРР, то вся принятая зеркалом антенны ГСН энергия будет фокусироваться на ортогональном по поляризации облучателе и, отразившись от него, будет полностью переотражена зеркалом антенны ГСН в сторону излучающей РЛС. Этот факт и положен в основу работы предлагаемого устройства.

Отраженные распознаваемой целью сигналы принимаются 1-й антенной 2 и 2-й антенной 4, а затем через 1-й коммутатор 3 (с его 1-го вход-выхода) подаются на вход-выход АП 7, пройдя который, поступают на вход УВЧ 11, где происходит их усиление на высокой частоте. С выхода УВЧ 11 принятые сигналы поступают на 2-й вход 2-го смесителя 15, на 1-й вход которого подается непрерывный сигнал на частоте f_о. Преобразование частоты приводит к тому, что на выходе 2-го смесителя 15 формируется сигнал на частоте F_пр, который поступает на вход УПЧ 19, где производится его основное усиление. Далее сигнал с выхода УПЧ 19 поступает на вход АД 18, где выделяется его огибающая, которая подается на 1-й вход 2-го коммутатора 17, 2-й (синхронизирующий) вход которого связан с выходом синхронизатора 1. Синхронизирующие импульсы так управляют работой 2-го коммутатора 17, что он подает все четные видеоимпульсы на вход 1-го сумматора 13, а все нечетные видеоимпульсы на вход 2-го сумматора 16. Вследствие этого на выходе 1-го сумматора 13 получается сигнал, равный сумме амплитуд сигналов, поступивших за назначенный интервал времени с 1-й антенны 2, имеющей горизонтальную поляризацию. Соответственно, на выходе 2-го сумматора 16 формируется сигнал, равный сумме амплитуд сигналов, поступающих с 2-й антенны 4, которая имеет вертикальную поляризацию. С выходов блоков 13 и 16 сигналы подаются соответственно на 1-й и 2-й входы делителя 12. Выходной сигнал данного делителя пропорционален частному от деления амплитуд сигналов, поступивших на его 1-й и 2-й входы. Если входные сигналы принадлежат АДЦ, то есть их уровень инвариантен к виду поляризации зондирования, то результат деления будет тем ближе к единице, чем большее количество отраженных импульсов используется при суммировании. Число N интегрируемых импульсов ограничивается допустимым временем одного цикла распознавания T_p и равно N T_p/(2T_и), где T_и период повторения импульсов, задаваемый ИМ 5. Если же отраженный сигнал принадлежит ПРР, то в зависимости от используемого в антенне ПРР вида поляризации результат деления (выходной сигнал блока 12) будет либо близок к нулю, либо иметь большую величину.

Выходной сигнал делителя 12 поступает на вход БИ 8, где сравнивается с установленным интервалом (например, от 0,9 до 1,1) допустимых значений. При попадании амплитуды сигнала в пределы этого интервала принимается решение о том, что распознаваемая цель является обычным летательным аппаратом. В противном случае принимается решение о том, что исследуемая цель является ПРР. Результаты такого двухальтернативного распознавания выводятся для их зрительного восприятия на панель световой индикации (лампа или светодиод с соответствующей надписью) БИ 8.

Как видно из описания устройства, оно обеспечивает распознавание обычных АДЦ и целей, самонаводящихся на излучение РЛС.

Источники информации
1. Авиационные радиолокационные устройства. /Под ред. П.И. Дудника. М. ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1986, с.200, рис.7, 12.

2. Там же, с.201, рис.7, 13.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для распознавания противорадиолокационных ракет (ПРР) при двухполяризационном импульсном зондировании. Целью изобретения является обеспечение возможности селектирования ПРР и обычных аэродинамических летательных аппаратов. Цель достигается тем, что в состав известного устройства распознавания целей дополнительно вводят синхронизатор, 2-ю антенну, 1-й и 2-й коммутаторы, блок идентификации, усилитель высокой частоты, делитель, 1-й и 2-й сумматоры, а также амплитудный детектор. При этом соответствующим образом изменяют и дополняют межблочные связи. Предложенное новое построение схемы позволяет предлагаемому устройству селектировать ПРР за счет анализа уровней сигналов, принятых двумя антеннами на двух ортогональных поляризаторах. 1 ил.

Устройство распознавания противорадиолокационных ракет, содержащее первую антенну, импульсный модулятор, связанный с его выходом своим вторым входом усилитель мощности, связанный с его выходом своим входом антенный переключатель, генератор, связанный с его выходом своим первым входом первый смеситель, связанный с его вторым входом своим выходом гетеродин, а также последовательно включенные второй смеситель и усилитель промежуточной частоты, отличающееся тем, что дополнительно в состав устройства введены синхронизатор, первый и второй коммутаторы, вторая антенна, блок идентификации, усилитель высокой частоты, делитель, первый и второй накапливающие сумматоры и амплитудный детектор, причем выход синхронизатора связан с входом импульсного модулятора, вторым входом второго коммутатора и входом первого коммутатора, третий вход-выход которого соединен с входом-выходом первой антенны, второй вход-выход с входом-выходом второй антенны, а первый вход-выход с входом-выходом антенного переключателя, выход которого подключен к входу усилителя высокой частоты, выход которого связан с вторым входом второго смесителя, первый вход которого соединен с выходом гетеродина, выход усилителя промежуточной частоты связан с входом амплитудного детектора, выход которого подключен к первому входу второго коммутатора, первый выход которого связан с входом первого накапливающего сумматора, а второй с входом второго накапливающего сумматора, выход которого подключен к второму входу делителя, первый вход которого связан с выходом первого накапливающего сумматора, а выход с входом блока идентификации.