УГЛОВОЙ СЕЛЕКТОР ДЛЯ ОБЗОРНОГО МОНОИМПУЛЬСНОГО РАДИОЛОКАТОРА Российский патент 2002 года по МПК G01S13/44 G01S3/22 

Изобретение относится к угловым селекторам (УС) радиолокационных целей и служит для уменьшения угловой неоднозначности (многозначности) обзорного моноимпульсного радиолокатора (ОМРЛК) в режиме сопровождения целей на проходе.

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 с. 171 и 172).

Известен УС для ОМРЛК, содержащий радиолокационные каналы с основной и вспомогательной антеннами, выходы которых через блок сравнения соединены с сигнальным входом порогового решающего блока (ПРБ) для формирования сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов или за его пределами (см., например, Защита от радиопомех под ред. Максимова М.В. - М.: Сов. радио, 1976, рис.5.15 на с. 214 и др.).

Однако оптимальные для угловой селекции соотношения уровней сигналов от основной и вспомогательной антенн во всем диапазоне угловых рассогласований как в круговом, так и в радиальных направлениях относительно равносигнального направления (РСН) труднодостижимы, в частности для антенн типа ФАР с электронным сканированием луча из-за изменения соотношения уровней ДН обеих антенн, что снижает селектирующую способность данного устройства. Кроме того, наличие дополнительного радиолокационного канала ведет к увеличению потребляемой мощности, массогабаритных параметров, загрузки бортового вычислителя, что нежелательно особенно в бортовых радиолокаторах из-за жестких ограничений по указанным параметрам.

Более близким по совокупности существенных признаков является УС для ОМРЛК, основанный на данных лишь моноимпульсных измерений и использующий априорно известные различия в пеленгационной чувствительности (крутизне ПХ μ) по главному и боковым РСН (патент 3943512 US, МКИ G 01 S 9/22 (НКИ 343-7.4), 1976, который описан также Андреевой Т.М. Помехозащищенность моноимпульсных угломерных координаторов. -М.: ВНИИПЭ, серия Специальная электроника, 1989, рис.24 на с. 52).

Данное устройство (фиг.1) содержит блок оценки углового смещения (блок 2) с задатчиком углового смещения Δα_з, блок оценки приращения сигнала угловой ошибка (СУО) U* - 3 (ОПС - 3) для заданного значения Δα_з, задатчик эталонного напряжения U_э, величина которого связана с Δα_з через значение крутизны ПХ по главному РСН: U_э = μ_эΔα_з. Устройство содержит также вычитатель - 4, определитель модуля - 5 и пороговый решающий блок - 6 (ПРБ - 6), включенные по функциональной схеме на фиг.1. Блоки оценки углового смещения (блок 2) и ОПС - 3 своими управляющими входами и выходами связаны сигналами χ_н фиксации момента совмещения РСН (главного или бокового) с направлением на цель и χ_к - момента, когда угол между ними равен заданному значению Δα_з. ПРБ - 6 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:

Недостатком известного УС для ОМРЛ является снижение его селектирующей способности (увеличение угловой неоднозначности) за счет влияния случайной составляющей измеряемого СУО. Так, в известном устройстве случайная составляющая U*, а следовательно, и разброс измеряемых значений для фиксированного углового смещения Δα_з в пределах эффективной ширины луча антенны значительно возрастает (в 2-3 раза) по сравнению с РСН (например, Бартон Д., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям. -М.: Сов. радио, 1976, рис. 2.12 на с. 57), что ухудшает селектирующую способность устройства в боковых равносигнальных зонах (РСЗ). Однако известный угловой селектор по составу элементов и их функциональным связям исключает возможность сглаживания указанной составляющей сигнала U* по разовым отсчетам.

В известном устройстве угловую информацию извлекают из сигнала U* лишь для Δα_з= const по одну из сторон от каждого из РСН, при этом информация для промежуточных значений углов смещения цели, а также для угловых смещений по другую сторону от РСН теряется, что также снижает селектирующую способность известного устройства.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является устранение указанного недостатка, а именно повышение селектирующей способности путем формирования и использования текущих сглаженных оценок значений пеленгационной чувствительности во всем диапазоне угловых рассогласований. Указанный технический результат достигается тем, что угловой селектор для ОМРЛК включает блок оценки пеленгационной чувствительности - 7 (ОПЧ - 7), два пороговых решающих блока (ПPБ₁ - 6₁ и ПРБ₂ - 6₂) и логический элемент И с инверсным и прямым входами (блок 8), причем блок ОПЧ - 7 своими входами подключен к выходам ОМРЛК - 1 для СУО и угла поворота антенны, а своим выходом через ПPБ₁ - 6₁ и ПРБ₂ - 6₂ соединен с инверсным и прямым входами логического элемента И (блок 8), имеющего выход для сигнала γ индикации цели в рабочем диапазоне углов и за его пределами. Функциональные схемы известного и предложенного угловых селекторов для ОМРЛК изображены на фиг.1 и 2 соответственно. Принцип работы известного и предложенного измерителей и достигаемый положительный эффект поясняются графически на фиг.3.1 и 3.2 соответственно. На фиг.3.2 жирной линией выделены участки ПХ по главному "0" и боковому "0_б" РСН в пределах установленных порогов по крутизне ПХ (μ₁ и μ₂).

ОМРЛК - 1 с выходом для СУО U и угла поворота антенны α известен, например, из (П.И. Дудник, Ю.И. Чересов. Авиационные радиолокационные устройства. Изд. ВВИА им. Жуковского, 1986 г., рис. 10.9 на стр. 297 и др.).

Блок ОПЧ - 7 в виде дискретного инерционно-дифференцирующего звена выполняет следующие функции

где N - количество отсчетов U_i и α_i для получения каждого из значений , выбирается, исходя из требуемой точности (см., например, Кузьмин И.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. - М.: Сов. радио, 1974, выражение 6.3.20 на с. 216).

ПРБ_1,2 (блоки 6_1,2) выполняют операцию принятия решения о превышении сигналом оценки крутизны соответствующих пороговых значений μ₁ и μ₂, т.е.

ПPБ_1,2 (блоки 6_1,2) могут быть заимствованы из научно-технической литературы (например, Проектирование радиолокационных приемных устройств. Под ред. Соколова М.А. -М.: Высшая школа, 1984, рис. 1.36 на с. 42). Логический элемент И с прямым и инверсным входами (блок 8) является типовым элементом цифровых устройств (например, Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. - М.: Радио и связь, 1982, с. 43, рис.2.1).

Предложенный угловой селектор для ОМРЛК - 1 работает следующим образом. При сопровождении целей на проходе с ОМРЛК - 1 на входы блока ОПЧ - 7 поступают сигналы угловой ошибки U и значение угла поворота антенны α. Блок ОПЧ - 7 формирует сглаженные оценки крутизны в соответствии с выражением 1, которые в ПРБ₁ - 6₁ и ПРБ₂ - 6₂ сравниваются с пороговыми значениями, соответствующими максимальному μ_1/ и минимальному μ₂ значениям в рабочем диапазоне углов главной РСЗ ПХ, как показано на фиг.3.2. При этом дисперсия сглаженных по формуле 1 значений уменьшается в [12/Т₀ ²n(n²-1)] +[6/n(n+1)T₀] раз по сравнению с одиночным замером (например, Кузьмин И.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. - М.: Сов. радио, 1974, выражение 6.3.30 на с. 220). Соответственно уменьшается и разброс значений крутизны ПХ в рабочем диапазоне углов по сравнению с разбросом в известном устройстве, как показано на фиг.3.1 и 3.2.

Выходные сигналы γ₁ и γ₂ блоков 6₁ и 6₂ образуются при сравнении сглаженных значений μ с пороговыми μ₁ и μ₂, далее значения γ₁ и γ₂ подаются на инверсный и прямой входы логического элемента И (блок 8) соответственно.

Признаком наличия цели в рабочем диапазоне главной РСЗ (когда ) или за его пределами (когда или ) служит значение выходного сигнала γ=1 или γ=0 соответственно, формируемое на выходе логического элемента И.

Уменьшение разброса значений в рабочем диапазоне углов обеспечивает существенное сокращение размеров боковых РСЗ, а следовательно, повышение селектирующей способности предложенного устройства. Выигрыш в селектирующей способности предложенного устройства в сравнении с прототипом характеризуется соотношением исходных размеров боковых РСЗ "0_б" (фиг.3.1) и размеров неселектируемых зон (фиг.3.2) и составляет не менее 3-5 раз.

Указанный эффект достигается по данным лишь моноимпульсных измерений и в сравнении с техническим аналогом, используемым в серийной аппаратуре (на основе дополнительного радиолокационного канала), обеспечивается существенный выигрыш по массогабаритным параметрам и потребляемой мощности, что особенно важно для бортовой аппаратуры ввиду жестких ограничений по указанным параметрам.

Изобретение относится к угловым селекторам радиолокационных целей и служит для уменьшения угловой неоднозначности обзорного моноимпульсного радиолокатора (ОМРЛК) в режиме сопровождения целей на проходе. Угловой селектор для обзорного моноимпульсного радиолокатора включает в себя блок оценки пеленгационной чувствительности (ОПЧ), два пороговых решающих блока (ПPБ₁ и ПРБ₂) и логический элемент И с инверсным и прямым входами, причем блок ОПЧ своими входами подключен к выходам ОМРЛК для сигнала угловой ошибки и угла поворота антенны, а своим выходом через ПPБ₁ и ПРБ₂ соединен с инверсным и прямым входами логического элемента И, имеющего выход для сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов и за его пределами. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение селектирующей способности путем формирования и использования текущих сглаженных оценок значений пеленгационной чувствительности во всем диапазоне угловых рассогласований. 4 ил.

Угловой селектор для обзорного моноимпульсного радиолокатора (ОМРЛК), включающий блок оценки пеленгационной чувствительности (ОПЧ), два пороговых решающих блока (ПРБ₁ и ПРБ₂) и логический элемент И с инверсным и прямым входами, причем блок ОПЧ своими входами подключен к выходам ОМРЛК для сигнала угловой ошибки и угла поворота антенны, а своим выходом через ПРБ₁ и ПРБ₂ соединен с инверсным и прямым входами логического элемента И, имеющего выход для сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов и за его пределами, при этом признаком наличия цели в рабочем диапазоне, когда или за его пределами, когда или служит значение выходного сигнала γ= 1 или γ= 0 соответственно, формируемое на выходе логического элемента И, где μ₁,μ₂ - максимальное и минимальное пороговые значения крутизны пеленгационной характеристики (ПX) в рабочем диапазоне углов, μ - сглаженное значение оценки крутизны ПX.