РАДАРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1999 года по МПК G01S7/28 G01S7/36 

Изобретение относится к радарным установкам, имеющим схему гашения боковых лепестков, снабженную главным каналом с направленной антенной, имеющей главный лепесток и боковые лепестки, и главным приемником; вспомогательным каналом со вспомогательной антенной, коэффициент усиления которой существенно меньше, чем у направленной антенны, и вспомогательным приемником; компараторное и коммутирующее устройства, присоединенные к главному приемнику и вспомогательному приемнику для прохождения сигналов для дальнейшей обработки, если эти сигналы оказываются мощнее в главном канале, чем во вспомогательном.

Радарные установки такого типа известны из патента DE 3028225 C1.Известная радарная установка основана на том принципе, что коэффициент усиления вспомогательной антенны больше, чем коэффициент усиления бокового лепестка направленной антенны. Благодаря этому достигается удовлетворительное подавление бокового лепестка, за исключением источников помех, проходящих через боковые элементы главного лепестка направленной антенны. Если радарная установка снабжена дифференцирующим каналом для определения угловой погрешности между направлением главного лепестка и направлением на цель, то в этом случае источник помех, проходящий вышеуказанным путем, создает наибольшее ухудшение характеристик. Данное изобретение в значительной степени решает эту проблему путем активного вовлечения дифференцирующего канала в SLB-процесс.

Установка согласно данному изобретению характерна тем, что она снабжена дифференцирующим каналом с дифференцирующей антенной для определения угловой погрешности между направлением основного лепестка и направлением на цель, а также дифференцирующим приемником, кроме того, установка содержит компараторное и коммутирующее устройства, обеспечивающие прохождение сигналов для дальнейшей их обработки, если эти сигналы оказываются мощнее в главном канале, чем во вспомогательном и дифференцирующем каналах вместе.

Из патента US-A 3916408 известна радарная установка, снабженная когерентной схемой гашения боковых лепестков, которая имеет вспомогательную антенну с нулем в направлении главного лепестка направленной антенны. Этот ноль предотвращает проникновение помеховых эхосигналов во вспомогательный канал. Указанные эхосигналы имеют тенденцию вызвать деградацию когерентного гашения бокового лепестка.

Предпочтительный вариант установки согласно данному изобретению характерен тем, что она снабжена компараторным и коммутирующим устройствами, обеспечивающими прохождение сигналов для дальнейшей обработки, если эти сигналы оказались мощнее в главном канале, чем во вспомогательном и дифференцирующем каналах.

Еще один предпочтительный вариант изобретения характерен тем, что предусмотрен комбинированный канал, содержащий суммирующую схему для сложения выходных сигналов вспомогательной и дифференцирующей антенн, присоединенных к выходу суммирующей схемы, предусмотрены также компараторное и коммутирующее устройства, которые приспособлены для пропускания с целью дальнейшей обработки сигналов, которые оказываются сильнее в главном канале, чем в комбинированном канале. В этом варианте комбинированный канал обладает практически неизмененными характеристиками дифференцирующего канала. Таким образом, комбинированный канал может быть использован для определения угловой погрешности; единственное отличие в том, что боковые лепестки формируются в комбинации с выходными сигналами вспомогательной антенны.

Цель, таким образом, состоит в том, чтобы получить коэффициент усиления комбинированной антенны больше, чем усиление направленной антенны всюду, кроме центральной части главного лепестка.

Еще один предпочтительный вариант изобретения относится к радарным установкам, снабженным рядом антенных элементов, из которых направленная антенна формируется для главного канала посредством главной суммирующей схемы. Этот вариант характерен тем, что для комбинированного канала вспомогательная и дифференцирующая антенны формируются из рада антенных элементов с помощью коллективной суммирующей схемы. Особенность также в том, что предусмотрен комбинированный приемник, присоединенный к коллективной суммирующей схеме, а также компараторное и коммутирующее устройства приспособлены для обеспечения прохождения сигналов для дальнейшей обработки, если эти сигналы оказываются мощнее в главном канале, чем в комбинированном канале.

Ниже следует описание изобретения со ссылками на следующие фигуры:
фиг. 1 схематично представляет 8ЬВ известного типа;
фиг. 2 представляет антенную диаграмму направленной антенны, вспомогательной антенны и дифференцирующей антенны;
фиг. 3 схематично представляет вариант SLB согласно данному изобретению;
фиг. 4 схематично представляет вариант SLB с комбинированными вспомогательным каналом/дифференцирующим каналом;
фиг. 5 схематично представляет фазированную антенную решетку, снабженную SLB соответственно данному изобретению.

На фиг. 1 представлена схема радарной установки, известной в данной отрасли, снабженной SLB-схемой гашения боковых лепестков, в которой выходные сигналы главного канала, содержащего направленную антенну 1 и главный приемник 2, и выходные сигналы вспомогательного канала, включающего вспомогательную антенну 3 пониженной направленности и вспомогательный приемник 4, сравниваются в SLB контуре 5, имеющем компаратор 6, который управляет коммутирующим устройством 7, пропускающим только сигналы основного канала, которые мощнее выходных сигналов вспомогательного канала, и направляются на выход 8 для дальнейшей обработки. Принцип работы здесь такой, что помеха, проникающая в основной приемник 2 через боковой лепесток направленной антенны 1, усиливается и проникает во вспомогательный приемник 4 через вспомогательную антенну 3, после которой коммутирующее устройство 7 предотвращает появление помехового сигнала на выходе 8. При этом необходимо однако, чтобы по крайней мере в направлении помехи коэффициент усиления вспомогательной антенны 3 был больше, чем коэффициент усиления антенного бокового лепестка направленной антенны 1.

Сравнение обычно производится радарной дальности, дальности-азимуту или дальности - азимуту-доплеровским параметрам в зависимости от требований, предъявляемых к системе. Под вспомогательной антенной 3 понимается обычно в данной области омнидирекционная /всенаправленная/ антенна, что может быть правильным термином, если речь идет о поисковом радарном аппарате.

На фиг. 2 показана возможная антенная диаграмма 9 направленной антенны 1 для радарной установки в соответствии с данным изобретением, а также антенная диаграмма 10 вспомогательной антенны 3 и антенная диаграмма 11 дифференцирующей антенны, причем усиление антенн представлено как функция угла. Усиление вспомогательной антенны 3 предпочтительно должно быть во всех направлениях больше, чем усиление боковых лепестков 12 направленной антенны.

Фиг. 2 показывает, что источники помех, проникающие в сторону главного лепестка в антенной диаграмме 9, сильнее в главном канале, чем во вспомогательном и вследствие этого они будут появляться на выходе 8 SLB-схемы 5. Это явление может быть применено с пользой в установках для создания активных преднамеренных помех с целью уменьшения эффективности радара слежения, направленного на цель. Радарные антенны вообще и антенны радаров слежения в особенности часто снабжаются дифференцирующими антеннами. Соответственно изобретению такая дифференцирующая антенна может быть использована для предотвращения проникновения сигналов активных помех через боковые участки. С этой точки зрения следует отметить, что на фиг. 2 вершина основного лепестка антенной диаграммы 9 выше боковых элементов антенной диаграммы 11. При условии, что мощность сигнала в главном канале больше, чем в дифференцирующем канале, сигналы активных помех не смогут пройти через боковые элементы главного лепестка.

Направленная и дифференцирующая антенны могут быть реализованы в устройстве, хорошо известном в данной отрасли, когда два рупорных облучателя расположены бок о бок. Сложение выходных сигналов рупорных облучателей выдает направленная антенна, вычитание - дифференцирующая антенна.

Один из возможных вариантов радарной установки согласно данному изобретению схематично показан на фиг. З. В добавление к главному каналу, включающему направленную антенну 1 и главный приемник 2, и вспомогательному каналу со вспомогательной антенной 3 и вспомогательным приемником 4 данный вариант также включает дифференцирующий канал, содержащий дифференцирующую антенну 13 и дифференцирующий приемник 14. SLB-схема снабжена вторым компаратором 15, который сопоставляет выходные сигналы главного канала и дифференцирующего канала. Кроме того, И-схема 16 предусмотрена для комбинирования выходных сигналов компараторов 6 и 15 таким образом, чтобы коммутирующее устройство 7 пропускало только выходные сигналы главного канала, которые мощнее, чем сигналы как вспомогательного дифференцирующего каналов. В ситуациях, когда усиление вспомогательной антенны 3 во всех направлениях меньше, чем усиление боковых лепестков направленной антенны 1, становится возможным для предотвращения излишних изменений позиций коммутирующего устройства 7, вызванных помехами или очень слабыми сигналами добавить компаратор 17 для сравнения выходных сигналов главного канала с уровнем, предварительно заданным с помощью задатчика 18, при этом компараторы 6 и 15 имеют возможность посредством компаратора 17 выдавать выходные сигналы достаточной мощности.

Если выходной сигнал дифференцирующего приемника 14 использован для определения угловой погрешности, SLB-схема может быть снабжена дополнительным коммутирующим устройством для этого выходного сигнала, причем это коммутирующее устройство работает совместно с коммутирующим устройством 7.

На фиг. 4 схематично показан предпочтительный вариант радарной установки, снабженной SLB-схемой. В этой установке выходные сигналы вспомогательной антенны 3 и дифференцирующей антенны 13 суммируются в обычной суммирующей схеме 19. Комбинированный выходной сигнал затем поступает в комбинированный вспомогательный приемник/дифференцирующий приемник 20, выходной сигнал которого затем сопоставляют с выходным сигналом главного приемника 2, используя компаратор 15. Выходной сигнал компаратора 15 затем используется для изменения положения коммутирующего устройства 7 таким образом, чтобы проходили только выходные сигналы главного канала, которые мощнее, чем выходные сигналы комбинированного канала. Компаратор 17 снова может быть применен для предотвращения прохода помех. Коммутирующее устройство может быть также добавлено к SLB-схеме 5, чтобы пропускать выходной сигнал комбинации вспомогательный приемник/дифференцирующий приемник для определения угловой погрешности. Помимо улучшения SLB-характеристик другим существенным преимуществом данного варианта является устранение приемника.

На фиг. 5 схематично показано данное изобретение, используемое в фазированной антенной решетке 21, в которой направленная антенна реализована с помощью главной суммирующей схемы 22 путем комбинации выходных сигналов антенных элементов, представляющих фазированную антенную решетку 21 и комбинированная вспомогательная антенна/дифференцирующая антенна реализована с помощью коллективной суммирующей схемы 23, снова путем комбинации выходных сигналов антенных элементов, представляющих фазированную антенную решетку 2. Коллективная суммирующая схема 23 может, например, быть осуществлена с образованием дифференцирующего канала, хорошо известного в данной отрасли, к которому дополнительно присоединены выходы ограниченного количества некоторых антенных элементов, которые в совокупности представляют собой вспомогательную антенну. С помощью компаратора 15 выходные сигналы главного приемника 2 вновь сравниваются с выходными сигналами комбинации вспомогательный приемник/дифференцирующий приемник 20, причем коммутатор 17 вновь имеет возможность предотвратить прохождение помех, особенно если усиление вспомогательной антенны имеет тенденцию к локальной нестандартности.

Антенные элементы, содержащиеся в фазированной антенной решетке, могут включать два выхода приемников для присоединения к главной суммирующей схеме 22 и коллективной суммирующей схеме 23, причем каждый имеет собственную схему фазовую и/или амплитудную для образования направленной антенны или дифференцирующей антенны. Для получения комбинированной вспомогательной антенны/ дифференцирующей антенны будет /с точки зрения фазовой и/или амплитудной схемы управления / достаточно использовать малые, например, случайные отклонения для получения такого уровня бокового лепестка, чтобы по крайней мере в основном во всех точках он был бы выше, чем уровень бокового лепестка направленной антенны. Другая возможность - это рассчитать подходящую схему фазового и/или амплитудного управления по желаемой антенной диаграмме с помощью преобразований Фурье. Предпочтительно при этом, чтобы все источники помех были расположены на определенном расстоянии, которое позволяет оптимизировать усиление вспомогательной антенны.

Вариант изобретения, показанный на фиг. 5, имеет то преимущество, что его SLB-характеристики улучшены и, кроме того, могут быть устранены приемник и суммирующая схема.

Изобретение относится к радарным установкам, снабженным схемой для подавления боковых лепестков, имеющих направленную антенну и главный приемник, вспомогательную антенну и вспомогательный приемник, а также дифференцирующую антенну и дифференцирующий приемник. Компараторы сравнивают выходной сигнал главного приемника с выходным сигналом вспомогательного приемника и дифференцирующего приемника. Гашение не происходит, если выходной сигнал главного приемника больше обоих указанных выходных сигналов, что и является достигаемым техническим результатом. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Радарная установка, имеющая главный канал, включающий направленную антенну с главным приемником, вспомогательный канал, включающий вспомогательную антенну пониженной направленности с вспомогательным приемником, схему гашения боковых лепестков, имеющую присоединенный к главному и вспомогательному приемникам компаратор, который управляет коммутирующим устройством, присоединенным также к главному приемнику и пропускающим только сигналы главного канала в зависимости от мощности сигналов в главном и вспомогательном каналах, отличающаяся тем, что радарная установка дополнительно снабжена разностным каналом, включающим разностную антенну с разностным приемником, а схема гашения боковых лепестков дополнительно снабжена вторым компаратором для сопоставления выходных сигналов главного и разностного каналов и для изменения положения коммутирующего устройства, приспособленного для пропускания сигналов в зависимости от мощности сигнала в главном, вспомогательном и разностном каналах. 2. Радарная установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена задатчиком порога и дополнительным компаратором для сравнения выходных сигналов главного канала с заданным порогом задатчика порога для активизации компаратора и коммутирующего устройства только при превышении заданного порога.