УГЛОВОЙ СЕЛЕКТОР ДЛЯ ОБЗОРНОГО МОНОИМПУЛЬСНОГО РАДИОЛОКАТОРА Российский патент 2002 года по МПК G01S3/22 

Изобретение относится к угловым селекторам радиолокационных целей и служит для уменьшения угловой неоднозначности (многозначности) обзорного моноимпульсного радиолокатора (ОМРЛК). Указанная неоднозначность ОМРЛК обусловлена многолепестковостью диаграмм направленности (ДН) антенны и пеленгационной характеристики (ПХ). [См., например, Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов. радио, 1968, рис. 4.3 и 4.4 на стр. 171, 172]
Известен угловой селектор (УС) для ОМРЛК [См., например, Защита от радиопомех/ Под ред. Максимова. М.: Сов. радио, 1976, рис. 7.22 на стр. 359], функциональная схема которого изображена на фиг.1. Устройство содержит подключенные своими сигнальными входами к выходу ОМРЛК для сигнала угловой ошибки (СУО) первый и второй пороговые решающие блоки ПPБ₁ и ПРБ₂, выходы которых объединены логическим элементом И, через инверсный и прямой входы соответственно. Выходной сигнал логического элемента И служит для индикации цели в рабочем диапазоне углов (γ = 0) или за его пределами (γ = 1). Рабочий диапазон углов ОМРЛК вокруг главного равносигнального направления (РСН) ограничен пороговыми напряжениями для положительной и отрицательной полярности и представляет собой лишь часть главной равносигнальной зоны (РСЗ) ПХ, например, в пределах эффективной ширины ДН антенны. Соответственно в пределах указанных порогов остается также лишь часть каждой из боковых РСЗ ПХ, что уменьшает диапазон угловой неоднозначности ОМРЛК. Однако боковые РСЗ не могут быть устранены полностью при любых размерах рабочего участка главной РСЗ, отличных от нуля.

Известен также угловой селектор для ОМРЛК, использующий различие в пеленгационной чувствительности (крутизне ПХ) по главному и боковым РСН [Патент CCCР 3943512, МКИ G 01 S 9/22 (НКИ 343-7.4), 1976], который описан также в обзоре [Андреева Т.М. Помехозащищенность моноимпульсных угломерных координаторов. М. : ВНИИПЭ, серия Специальная электроника, 1989, рис. 24 на стр. 52] . Он содержит блок формирования углового строба (ФУС) с задатчиком размеров углового строба Δα_з, блок оценки приращения СУО (ОПСУО) U* в пределах, заданных размером углового строба Δα_з, задатчик эталонного напряжения U_э, величина которого связана с Δα_з через значение крутизны ПХ μ_э по главному РСН, т.е. U_э= μ_эΔα_з; вычитатель, определитель модуля и пороговый решающий блок (ПРБ), включенные согласно функциональной схеме на фиг.2. Блоки ФУС и ОПСУО своими управляющими входами и выходами связаны сигналами χ_и и χ_к фиксации момента совмещения РСП (главного или соответствующего бокового) с направлением на цель и момента, когда угол между ними равен заданному значению Δα_з.
ПРБ формирует сигнал индикации цели в рабочем диапазоне углов (γ = 0) или за его пределами (γ = 1), в зависимости от соотношения измеряемого значения U*(или μ^*) с эталонным U_э (или μ_э), а именно:

или с учетом U^* = μ^*Δα_з и U_э= μ_эΔα_з:

Как будет показано ниже, признаком наличия цели в рабочем диапазоне углов или за его пределами служит также факт наличия или отсутствия нечетной симметрии ПХ относительно главного и боковых РСН соответственно. Как известно, в моноимпульсной радиолокации [Например, Родс Д. Введение в моноимпульсную радиолокацию. М., Сов. радио, 1960, стр. 37] свойством нечетной симметрии ПХ обладает в области главного РСН, а в областях каждого из боковых РСН указанная нечетная симметрия ПХ нарушается, например, из-за существенной случайной деформации пространственной формы боковых лепестков ДН антенны.

Однако известный угловой селектор для ОМРЛК (фиг.2) не содержит каких-либо средств для реализации указанной возможности.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является уменьшение угловой неоднозначности ОМРЛК на основе формирования и использования признаков наличия или отсутствия нечетной симметрии ПХ.

Предложенный угловой селектор для ОМРЛК включает соединенную с выходом ОМРЛК для СУО линию задержки (ЛЗ), которая своим входом и выходом через соединенные последовательно сумматор и индикатор нуля (ИО) соединена с управляющим входом нормально разомкнутого ключа, кроме того, ЛЗ своим отводом от середины через соединенные последовательно указанный ключ и определитель модуля соединена с сигнальным входом порогового решающего блока (ПРБ) с выходом для сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов или за его пределами.

Угловой селектор с данной совокупностью признаков обеспечивает оценку наличия или отсутствия нечетной симметрии для устранения угловой неоднозначности ОМРЛК.

Функциональная схема предложенного устройства изображена на фиг.3а. Принцип работы устройства и достигаемый технический результат поясняются графически на фиг.3б.

Функциональная схема устройства содержит ОМРЛК, линию задержки (ЛЗ), сумматор, индикатор нуля (И0), ключ, определитель модуля и пороговый решающий блок (ПРБ).

ОМРЛК с выходом для СУО известен, например, из научно-технической литературы [Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М.: Радио и связь, 1984, рис. 4.13 на стр. 80 и др.].

ЛЗ, сумматор, ключ, определитель модуля, пороговый решающий блок (ПРБ), индикатор нуля (И0) являются типовыми элементами радиоприемных устройств, выполняющими элементарные операции над сигналами и могут быть заимствованы, например, из учебного пособия Проектирование радиолокационных приемных устройств/Под ред. М.А. Соколова. М.: Высшая школа, 1984, рис. 1.5, 1.6б, 1.7, 1.12, 1.16, 1.36 соответственно на стр. 28-42.

Предложенный угловой селектор для ОМРЛК работает следующим образом. СУО U(t) с выхода ОМРЛК поступает на ЛЗ на τ_з = K(Δα/ω), где Δα[град]- угловые размеры главной РСЗ ПХ; ω[град/с]- угловая скорость сканирования антенны; К<1 - масштабный множитель, соответствующий границам рабочего диапазона углов в главной РСЗ.

Текущий U(t) и задержанный U(t-τ_з) СУО через соединенные последовательно сумматор и индикатор нуля поступают на управляющий вход ключа. Индикатор нуля, выполненный, например, в виде ПРБ с нулевым порогом, в момент обнуления входного сигнала U(t)+U(t-τ_з), составляющие которого в силу нечетности ПХ относительно РСН "0" или "0б", как показано на фиг.3б, имеют разную полярность, формирует сигнал χ = 1, обеспечивающий замыкание ключа. В указанный момент сигнал с отвода от середины ЛЗ U(t-τ_з/2), поступающий через ключ и определитель модуля на сигнальный вход ПРБ, в главной РСЗ в силу нечетной симметрии ПХ относительно PСН "0"также обнуляется, т.е. U(t-τ_з/2) = 0, а в боковых РСЗ при отсутствии нечетной симметрии ПX относительно РСН "0б" не равен нулю, т.е. U(t-τ_з/2) ≠ 0,
Факт наличия цели в рабочем диапазоне углов (γ = 0) или за его пределами (γ = 1) устанавливается по результатам сравнения значения модуля сигнала от середины ЛЗ U(t-τ_з/2) с пороговым напряжением U_п, соответствующим аппаратурной ошибке ОМРЛК.

ПРБ выполняет следующую функцию:

При этом значения γ = 0 и γ =1 служат признаками наличия цели соответственно в рабочем диапазоне углов ОМРЛК и за его пределами.

Таким образом, УС с предложенной совокупностью признаков уменьшает угловую неоднозначность (многозначность) ОМРЛК. Указанный эффект достигается по данным лишь моноимпульсных измерений (по признаку наличия или отсутствия нечетной симметрии ПХ) без применения дополнительных радиолокационных каналов, что особенно важно для бортовой радиоаппаратуры (самолетной, корабельной и др. ) из-за наличия ограничений по массогабаритным параметрам и потребляемой мощности.

Угловой селектор для обзорного моноимпульсного радиолокатора. Техническим результатом является устранение угловой неоднозначности (многозначности) при сопровождении целей. В устройство включены линия задержки (ЛЗ), соединенная последовательно с выходом углового селектора для сигнала угловой ошибки, которая своим входом и выходом через соединенные последовательно сумматор и индикатор нуля соединена с управляющим входом нормально разомкнутого ключа. ЛЗ своим отводом от середины через соединенные последовательно указанный ключ и определитель модуля соединена с сигнальным входом порогового решающего блока с выходом для сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов или за его пределами. 3 ил.

Угловой селектор для обзорного моноимпульсного радиолокатора, содержащий определитель модуля и пороговый решающий блок с выходом для сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов или за его пределами, причем выход обзорного моноимпульсного радиолокатора для сигнала угловой ошибки является входом углового селектора, а выход определителя модуля соединен с сигнальным входом порогового решающего блока, отличающийся тем, что в него дополнительно введены соединенная последовательно со входом углового селектора линия задержки, соединенные последовательно сумматор и индикатор нуля, а также нормально разомкнутый ключ, причем линия задержки своими входом и выходом соединена со входами сумматора, а своим отводом от середины соединена со входом определителя модуля через нормально разомкнутый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом индикатора нуля.