СТАНЦИЯ РЕТРАНСЛЯЦИОННОГО ТИПА ОДНОКРАТНЫХ ИМИТИРУЮЩИХ ПОМЕХ ДОПЛЕРОВСКИМ РАДИОЛОКАЦИОННЫМ СТАНЦИЯМ Российский патент 2001 года по МПК G01S7/38 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для построения станции имитирующих помех, формирующей ложные движущиеся цели различных типов на индикаторах доплеровских радиолокационных станций (РЛС), обладающих способностью распознавать тип обнаруженного движущегося объекта по характерному спектру доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от этого объекта, в пределах объема пространства, разрешаемого этими РЛС.

РЛС подобного типа [1] широко используются для обнаружения и распознавания движущихся объектов на фоне отражений от многочисленных неподвижных объектов, что в существенной мере характерно для условий работы РЛС на приземных трассах. Для выделения сигналов, отраженных от движущихся объектов, на фоне отражений от неподвижных предметов в РЛС этого типа используют эффект смещения несущей частоты сигналов РЛС, отраженных от движущихся объектов (эффект Доплера). В случае точечного движущегося объекта доплеровское смещение частоты Ω_∂ составляет величину

где ω₀- несущая частота РЛС,
ν_r- радиальная скорость движения объекта относительно РЛС,
С - скорость света.

В случае сложного многоточечного объекта образуется спектр доплеровских частот

где n - количество точечных отражателей.

Этот спектр имеет индивидуальный характер, по которому можно судить о типе сложной цели (идущий человек, движущаяся автомашина, работающая землеройная машина и т.п.), который легко распознается оператором РЛС на слух.

Для создания помех доплеровским РЛС могут использоваться станции имитирующих помех ретрансляционного типа, которые образуют ложные цели путем наделения принятых сигналов РЛС доплеровским смещением частоты и излучения их в обратном направлении.

Известен генератор с доплеровским сдвигом частоты [2]. Он содержит устройства запоминания частоты входного сигнала и перестраиваемые по частоте генераторы, с помощью которых обеспечиваются доплеровские сдвиги частоты сигнала. Генератор может включаться в тракт ретрансляции, содержащий приемную и передающую антенны.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может имитировать ложные цели, подобные истинным, поскольку излучаемые сигналы имеют случайный доплеровский сдвиг частоты и не содержат в спектре частот составляющих, характерных для реальных целей.

Известен имитатор сверхвысокочастотных сигналов движущейся цели для доплеровской радиолокационной станции [3]. Он содержит приемопередающую антенну, направленный ответвитель, детекторную секцию, двухканальный СВЧ-переключатель, формирователь управляющих напряжений, короткозамыкатель длиной L и короткозамыкатель длиной L+λ/4 (где λ- длина волны). Импульсный СВЧ-сигнал РЛС поступает на антенну и далее через ответвитель поступает на переключатель, имеющий два коммутируемых канала переключения. Они обеспечивают поочередную коммутацию короткозамыкателей. Отраженные от них импульсы СВЧ проходят в обратном направлении и излучаются в сторону РЛС. Переизлученные имитатором и принятые РЛС-сигналы имеют от периода к периоду фазу, отличающуюся на 180^o, что и является имитацией движущейся цели, так как спектр этих сигналов имеет частотные составляющие, характерные для частот доплеровского смещения.

Недостатками описанного имитатора являются: частотная зависимость фазы переизлученных СВЧ-сигналов от рабочей длины волны, что предопределяет относительную узкополосность этого устройства; имитатор может быть использован для имитации только простейших одноточечных объектов.

Известно также устройство формирования помехи, уводящей строб скорости доплеровской РЛС [4]. Устройство представляет собой ретранслятор, содержащий балансный модулятор. Модулирующее напряжение поступает на управляющий вход балансного модулятора от низкочастотного генератора, перестраиваемого в ожидаемом диапазоне доплеровских частот, в результате чего на выходе ретранслятора образуется сигнал с двумя боковыми частотными полосами. Значение модулирующей частоты постепенно увеличивается от нуля до некоторого максимума, при котором происходит срыв сопровождения РЛС защищаемого объекта. При использовании однополосного балансного модулятора на выходе образуется сигнал помехи с одной боковой полосой.

Описанный ретранслятор с однополосным балансным модулятором является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и принят за прототип.

Недостатками прототипа являются:
- имитируемые сигналы характеризуются наличием только одной частоты доплеровского смещения, что позволяет имитацию только простейших одиночных движущихся объектов;
- величина имитируемого доплеровского сдвига частоты ретранслируемого сигнала не связана зависимостью с этой частотой, что снижает достоверность имитируемого сигнала при работе устройства в широком диапазоне частот;
- формируются сигналы помехи только одного знака, что дает возможность имитировать только одно направление движения ложного объекта.

Задачей изобретения является разработка станции однократных имитирующих помех доплеровским РЛС, способной имитировать как простые одноточечные, так и сложные многоточечные приближающиеся и удаляющиеся объекты при повышении достоверности имитации в широком диапазоне рабочих частот.

Эта задача решается тем, что в станцию помех ретрансляционного типа, содержащую последовательно включенные приемную и передающую антенны, а также однополосный балансный модулятор, включенный между ними, дополнительно введены устройство определения частоты, устройство воспроизведения спектра доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от реальных движущихся объектов, и переключатель знака доплеровского сдвига частоты, причем выход приемной антенны соединен с входом устройства определения частоты, выход устройства определения частоты соединен с входом устройства воспроизведения спектра доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от реальных движущихся объектов, выходы которого подключены к входам переключателя знака доплеровского сдвига частоты, а выходы переключателя знака доплеровского сдвига частоты подключены к управляющим входам однополосного балансного модулятора.

Наличие в составе станции устройства воспроизведения спектра доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от реальных движущихся объектов, позволяет при помощи однополосной балансной модуляции наделять ретранслируемый сигнал частотами доплеровского сдвига, имитирующими движущиеся как простые одноточечные, так и сложные многоточечные объекты, а устройство определения частоты позволяет регулировать величину этого сдвига в зависимости от принятой частоты, что повышает достоверность излучаемых помех в широком диапазоне частот.

Наличие в составе станции переключателя знака доплеровского сдвига дает возможность изменять знак этого сдвига (доплеровского приращения частоты), т.е. имитируются удаляющиеся или приближающиеся объекты.

На чертеже представлена структурная схема станции ретрансляционного типа однократных имитирующих помех доплеровским радиолокационным станциям.

Устройство содержит последовательно включенные приемную антенну 1, однополосный балансный модулятор 2, передающую антенну 3. С выходом приемной антенны 1 соединено также устройство определения частоты 4. Выход устройства определения частоты 4 подключен к входу устройства воспроизведения спектров доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от реальных движущихся объектов, 5, выходы которого соединены с входами переключателя знака доплеровского сдвига частоты 6. Переключаемые выходы переключателя 6 соединены с управляющими входами однополосного балансного модулятора 2.

Устройство воспроизведения 5 предназначено для воспроизведения записи спектра доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от реальных движущихся объектов. Запись спектра проводится предварительно в реальных условиях посредством облучения различных видов движущихся объектов, приема отраженных сигналов, выделения доплеровских частот и записи их в устройстве долговременной памяти. Затем эта запись помещается в устройство воспроизведения 5.

Т. к. доплеровский сдвиг частоты зависит от значений несущей частоты, то при работе станции в широком диапазоне частот для более достоверной имитации ложных объектов необходимо регулировать величину накладываемого на ретранслируемый сигнал доплеровского сдвига. Устройство определения частоты 4 предназначено для регулирования величины доплеровского смещения частоты излучаемых сигналов в широком диапазоне рабочих частот станции в соответствии со значением частот принимаемых сигналов путем регулирования скорости воспроизведения данных о характерных величинах доплеровских частот сигналов РЛС, предварительно записанных и хранящихся в устройстве воспроизведения 5.

Переключатель 6 предназначен для обозначения в излучаемых частотах ω_изл признака, который характеризует направление движения ложного объекта:
ω_изл = ω₀- Ω_∂ _→ удаление от РЛС,
приближение к РЛС.

Станция работает следующим образом. Принятый антенной 1 сигнал РЛС поступает на вход однополосного балансного модулятора 2 и вход устройства определения частоты 4.

В устройстве определения частоты 4 происходит определение несущей частоты этого сигнала. Выходным напряжением устройства определения частоты, которое поступает на вход устройства воспроизведения 5, регулируется скорость воспроизведения записей значений частот спектра доплеровских сдвигов. В результате этого на выходах устройства воспроизведения 5 формируется величина доплеровского сдвига частот, соответствующая значению несущей частоты принятого сигнала в широком диапазоне рабочих частот.

С выходов устройства воспроизведения 5, сдвинутых по фазе относительно друг друга на π/2, низкочастотные сигналы доплеровского сдвига поступают на входы переключателя 6. При помощи переключателя 6 производится перекрестное переключение выходов устройства воспроизведения 5 к управляющим входам однополосного балансного модулятора 2. Тем самым изменяется знак доплеровского приращения частоты на выходе станции помех, характеризующий направление движения ложного объекта.

В модуляторе 2 принятый сигнал подвергается однополосной модуляции низкочастотными сигналами спектра доплеровских частот, поступившими из устройства воспроизведения 5, работающего в непрерывном режиме.

Далее через передающую антенну 3 промодулированные сигналы ретранслируются в обратном направлении в сторону подавляемой РЛС.

Таким образом, применив модулирование принятого сигнала низкочастотными сигналами записи спектра доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от реальных движущихся объектов, а также использовав устройство определения частоты и переключатель знака доплеровского сдвига частоты, получили станцию помех, способную имитировать как простые одноточечные, так и сложные многоточечные приближающиеся и удаляющиеся объекты с высокой достоверностью имитации в широкой полосе рабочих частот доплеровских радиолокационных станций.

ЛИТЕРАТУРА
1. П.А. Бакулев. Радиолокация движущихся целей. М.: Сов. Радио, 1964.

2. Патент США 4876546, G 01 S 7/38, публ. 1989.

3. Авторское свидетельство СССР 1658736, G 01 S 7/40, приоритет 02.07.87.

4. "MONOPULSE, DOPPLER AND FUSE JAMMING PRIMERS." The International Countermeasures Handbook, Fifth Edition, 1979-1980, p. 349-350, 352-354.

Станция предназначена для создания помех в виде ложных движущихся объектов доплеровским радиолокационным станциям (РЛС), обладающим возможностью распознавать тип обнаруженного движущегося объекта по характерному спектру доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от этого объекта. В состав станции входят приемная антенна, однополосный балансный модулятор и передающая антенна, устройство воспроизведения спектра доплеровских частот сигналов РЛС, отраженных от реальных движущихся объектов, устройство определения частоты принимаемых сигналов и переключатель знака доплеровского смещения частоты. Построение станции предусматривает прием сигналов РЛС, их однополосную модуляцию сигналами спектра доплеровских частот, хранящихся в устройстве воспроизведения, и излучение сформированных сигналов в направлении, обратном направлению приема сигналов РЛС. Достигаемым техническим результатом является возможность имитировать как простые одноточечные, так и сложные многоточечные приближающиеся и удаляющиеся объекты с высокой достоверностью имитации в широкой полосе рабочих частот доплеровских радиолокационных станций. 1 ил.

Станция ретрансляционного типа однократных имитирующих помех доплеровским радиолокационным станциям, содержащая последовательно включенные приемную антенну, однополосный балансный модулятор и передающую антенну, отличающаяся тем, что в ее состав дополнительно введены устройство определения частоты, устройство воспроизведения спектра доплеровских частот сигналов радиолокационной станции, отраженных от реальных движущихся объектов, и переключатель знака доплеровского сдвига частоты, при этом выход приемной антенны соединен с входом устройства определения частоты, выход устройства определения частоты - с входом устройства воспроизведения спектра доплеровских частот сигналов радиолокационной станции, отраженных от реальных движущихся объектов, выходы которого подключены к входам переключателя знака доплеровского сдвига частоты, а выходы переключателя знака доплеровского сдвига частоты - к управляющим входам однополосного балансного модулятора.