УСТРОЙСТВО ОЦЕНКИ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ ЦЕЛЕЙ ДЛЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ С ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКОЙ Российский патент 2005 года по МПК G01S3/10 

Изобретение относится к радиолокационным измерителям угловых координат целей, а именно к устройствам оценки угловых координат целей для РЛС с фазированной антенной решеткой (ФАР), осуществляющей электронное сканирование пространства.

Известно устройство оценки угловых координат целей для РЛС, содержащее индикатор нуля (ИО) сигнала пеленгационной ошибки (СПО) для фиксации нулевого значения угловой координаты α =0 в момент совмещения равносигнального направления (РСН); например [Л.1, рис.4, с.11], [Л.2], [Л.3] и др. Однако известные устройства не обеспечивают оценки угловых координат целей при смещенном их положении относительно РСН, т.е. при α ≠ 0.

Известны также устройства оценки угловых координат целей как на РСН, так и вне его, например [Л.4, рис. 10.9 на с.297]; [Л.5, рис.2.7б на с.109]; [Л.6] и др.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [Л.4, рис. 10.9. на с.297].

Данное устройство, функциональная схема которого изображена на фиг.1 прилагаемых чертежей, содержит делитель 1 и источник калибровочного напряжения 2, соответствующего пеленгационной чувствительности РЛС (крутизне μ ₀ ее пеленгационной характеристики) на РСН, совмещенном с нормалью к плоскости раскрыва антенны, причем первый вход делителя 1 является входом устройства для сигнала пеленгационной ошибки U_п, поступающей с РЛС, второй вход делителя 1 подключен к указанному источнику 2, а выход делителя 1 является выходом данного устройства оценки угловых координат целей

Недостатком известного устройства является снижение точности оценки угловых координат целей для РЛС с ФАР при отклонении РСН от нормали к плоскости раскрыва ФАР. Так, измеряемый РЛС с ФАР сигнал пеленгационной ошибки U_п зависит не только от угловой координаты цели α (т.е. угла отклонения ее от РСН), но также и от угла α ₀ отклонения РСН от нормали к плоскости раскрыва ФАР, например [Л.7 гл. 13, с.360-369]. При этом для линейного участка пеленгационной характеристики вблизи РНС

Однако используемое в известном устройстве калибровочное напряжение не учитывает указанную зависимость от α ₀.

В результате угловая координата α оценивается известным устройством с точностью до значения cosα ₀

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности оценки угловых координат целей для РЛС с ФАР при несовпадении РСН с направлением нормали к плоскости раскрыва ФАР, т.е. при α ₀≠_0.

Поставленная задача решается тем, что в устройство оценки угловых координат целей для РЛС с ФАР, содержащее делитель и источник калибровочного напряжения, соответствующего пеленгационной чувствительности РЛС на РСН, совмещенном с нормалью к плоскости раскрыва ФАР, причем первый вход делителя является входом устройства для сигнала пеленгационной ошибки, а выход делителя является выходом устройства, дополнительно введены умножитель и преобразователь сигнала направляющего косинуса угла РСН относительно плоскости раскрыва ФАР в сигнал направляющего косинуса угла РСН относительно нормали к плоскости раскрыва ФАР, причем вход преобразователя является входом устройства для одноименного сигнала РЛС, а выходы преобразователя и источника указанного калибровочного напряжения через умножитель соединены со вторым входом делителя.

Введенные отличия (умножитель, преобразователь сигнала и их функциональные связи) повышают точность оценки угловых координат целей путем автоматической коррекции калибровочного напряжения μ ₀ по величине U_z=cosα ₀.

На фиг.1 изображена функциональная схема известного устройства, выбранного в качестве прототипа.

На фиг.2 изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство (фиг.2) содержит:

- делитель 1 и источник 2 калибровочного напряжения μ ₀, которые идентичны одноименным блокам прототипа на фиг.1;

- преобразователь 3 сигнала направляющего косинуса угла РСН относительно плоскости раскрыва ФАР U_x=cos(90° -α ₀) в сигнал направляющего косинуса угла РСН относительно нормали к плоскости раскрыва ФАР

- умножитель 4, формирующий скорректированное значение калибровочного напряжения μ ₀·_{cosα 0.}

Преобразователь 3, выполняющий указанную функцию, описан в научно-технической литературе, например в [Л.8, раздел 3.3, с.70].

Умножитель 4 является типовым элементом приемных устройств, например [Л.9, рис. 1.10, с.30].

РЛС с ФАР, имеющая выходы для сигналов пеленгационной ошибки U_п и направляющего косинуса U_x=cos(90° -α ₀), известна, например, из [Л.8, рис.8.4 на с.267 и рис.8.18 на с.298 и др.].

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Измеряемые РЛС с ФАР сигналы пеленгационной ошибки U_п поступают на первый вход делителя 1, а сигналы направляющего косинуса U_x=cos(90° -α ₀) на вход преобразователя 3, формирующего на своем выходе сигнал направляющего косинуса U_z=cosα ₀.

Сигнал U_z и калибровочное напряжение μ ₀ источника 2 через умножитель 4 поступают на второй вход делителя 1 в виде

Выходной сигнал делителя 1, с учетом соотношений 1 и 3, определяется следующим образом:

Таким образом, введенные отличия устраняют зависимость полученной оценки угловой координаты от угла α ₀. С учетом соотношений 2 и 4, достигаемый выигрыш в точности оценки угловой координаты составляет

и для α ₀=60° он равен двум.

Литература

1. П.И.Дудник. Моноимпульсные устройства. Серия РТ (Итоги науки и техники), М., ВИНИТИ, 1972 г.

2. Патент Японии №498896, заявл. 18.01.74 г., G 01 S 9/44.

3. Патент RU 2144199, заявл. 28.07.89 г., G 01 S 3/10.

4. П.И.Дудник, Ю.И.Чересов. Авиационные радиолокационные устройства. Изд. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1986 г.

5. А.М.Зуфрин. Методы построения судовых автоматических угломерных систем. Изд. Судостроение, Ленинград, 1970 г.

6. Авторское свидетельство 207759, заявл. 11.07.83 г., G 01 S 3/22.

7. Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича, Сов. Радио, М., 1978 г.

8. А.А.Коростелев. Пространственно-временная теория радиосистем. Радио и связь, М., 1987 г.

9. Проектирование радиолокационных приемных устройств. Под ред. М.А.Соколова, Высшая школа, М., 1984 г.

Изобретение относится к радиолокационным измерителям угловых координат целей. Достигаемый технический результат - повышение точности оценки угловых координат целей при угловом смещении равносигнального направления (РСН) от нормали к раскрыву фазированной антенной решетки (ФАР), для чего в известное устройство, содержащее делитель и источник калибровочного напряжения, введены умножитель и преобразователь сигнала направляющего косинуса угла РСН относительно плоскости раскрыва ФАР U_x=cos(90°-α₀) в сигнал направляющего косинуса угла РСН относительно нормали к плоскости раскрыва ФАР U_z=cosα₀, служащий для автоматической коррекции калибровочного напряжения по закону U_z=cosα₀. 2 ил.

Устройство оценки угловых координат целей для РЛС с фазированной антенной решеткой (ФАР), содержащее делитель и источник калибровочного напряжения, соответствующего пеленгационной чувствительности в направлении нормали к плоскости раскрыва ФАР, причем первый вход делителя является входом данного устройства для сигнала пеленгационной ошибки (СПО) РЛС, а выход делителя является выходом данного устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены умножитель и преобразователь сигнала направляющего косинуса угла равносигнального направления (РСН) относительно плоскости раскрыва ФАР в сигнал направляющего косинуса угла РСН относительно нормали к плоскости раскрыва ФАР, вход указанного преобразователя является входом данного устройства для одноименного сигнала РЛС, выходы преобразователя и источника калибровочного напряжения через умножитель соединены со вторым входом делителя.