УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ И ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖУЩИХСЯ НАЗЕМНЫХ ЦЕЛЕЙ Российский патент 2008 года по МПК G01S13/52 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в бортовых радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны (РСА) при селекции движущихся наземных целей (СДНЦ).

Известно устройство для селекции движущихся наземных целей и измерения их радиальных скоростей, описанное в патенте США №4825213 от 25 апреля 1989 года, селекция движущихся целей, в котором осуществляется за счет приема сигнала, отраженного от движущейся наземной цели, последовательно тремя антеннами, разнесенными в пространстве.

Недостатком указанного устройства является то, что из-за необходимости компенсации сдвига фаз в каналах, обусловленного различным физическим положением антенн в пространстве, ухудшается эффективность СДНЦ и точность измерения радиальных скоростей движущихся целей.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения радиальных скоростей движущихся наземных целей.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что устройство содержит антенную систему, три приемных устройства, три процессора, реализующих синтезирование апертур антенной системы, пять вычислителей модуля сигнала, три вычитающих устройства, два вычислителя арктангенса, два сумматора, вычислитель радиальной скорости движущейся наземной цели и систему индикации, причем первый выход антенной системы соединен с входом первого приемного устройства, выход которого соединен с входом первого процессора, выход которого соединен с первым входом первого вычитающего устройства и с входом первого вычислителя модуля сигналов, второй выход антенной системы соединен с входом второго приемного устройства, выход которого соединен с входом второго процессора, выход которого соединен со вторым входом первого вычитающего устройства, с первым входом второго вычитающего устройства и с входом второго вычислителя модуля сигналов, третий выход антенной системы соединен с входом третьего приемного устройства, выход которого соединен с входом третьего процессора, выход которого соединен со вторым входом второго вычитающего устройства и с входом третьего вычислителя модуля сигналов, выход первого вычитающего устройства соединен с входом первого вычислителя арктангенсов и с входом четвертого вычислителя модуля сигналов, выход второго вычитающего устройства соединен с входом второго вычислителя арктангенсов и с входом пятого вычислителя модуля сигналов, выход четвертого вычислителя модуля сигналов соединен с первым входом первого сумматора, выход пятого вычислителя модуля сигналов соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом системы индикации, выход первого вычислителя модуля сигналов соединен с первым входом второго сумматора, выход второго вычислителя модуля сигналов соединен со вторым входом второго сумматора, выход третьего вычислителя модуля сигналов соединен с третьим входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом системы индикации, выход первого вычислителя арктангенсов соединен с первым входом третьего вычитающего устройства, выход второго вычислителя арктангенсов соединен со вторым входом третьего вычитающего устройства, выход которого соединен с входом вычислителя радиальной скорости движущейся наземной цели, выход которого соединен с третьим входом системы индикации.

На чертеже показана структурная схема предлагаемой РСА. Она содержит антенную систему 1, три приемных устройства 2, 3, 4, три процессора 5, 6, 7, пять вычислителей модуля сигнала 10, 12, 13, 15, 16, три вычитающих устройства 8, 9, 17, два вычислителя арктангенса 11, 14, двух сумматоров 18, 19, вычислителя радиальной скорости движущейся наземной цели 20 и системы индикации 21.

Устройство работает следующим образом.

Антенная система 1 формирует в пространстве три луча на различных частотах излучения зондирующих импульсов [патент РФ №2084920 от 20.07.97 / Н.Л.Сазонов, В.Н.Щербинин]. Трехканальное приемное устройство 2, 3, 4 обеспечивает прием и усиление отраженных сигналов (на различных частотах) до уровня необходимого для функционирования процессоров 5, 6, 7. Составляющие выходных сигналов процессоров 5, 6, 7, реализующих синтезирование апертур, используются для селекции движущейся наземной цели и вычисления ее радиальной скорости в соответствии с алгоритмом (6, 7, 10-18) [патент РФ №2084920 от 20.07.97 / Н.А.Сазонов, В.Н.Щербинин], а также после сложения в сумматоре 19 модулей этих сигналов, рассчитанных в вычислителях модуля сигналов 10, 13, 16, сигнал радиолокационного изображения подастся в систему индикации 21. Разностные сигналы формируются в вычитающих устройствах 8, 9. На систему индикации 21 поступает значение вычисленной скорости движущейся наземной цели и сигнал из канала селекции движущихся целей 8, 9, 12, 15, 18. По этой информации определяется местоположение движущейся наземной цели согласно алгоритму (19) [патент РФ №2084920 от 20.07.97 / Н.Л.Сазонов, В.И.Щербинин].

Вычислительные устройства, входящие в такую РЛС, могут быть выполнены в виде интегральных частей процессоров, или они могут быть самостоятельными.

Процессоры, реализующие синтезирование апертур, описаны в [Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / Под ред. В.Т.Горяинова. - М.: Радио и связь, 1988 на стр.210-219].

Реализация синтезирования апертур осуществляется с помощью процессоров, которые осуществляют накопление сигналов и обработку их методом гармонического анализа, этот алгоритм опубликован в [Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / Под ред. В.Т.Горяинова. - М.: Радио и связь, 1988 на стр.64-75]. Весь алгоритм процесса обработки включает перемножение накопленного сигнала на интервале синтезирования с опорной функцией и вычисление преобразования Фурье от результата перемножения.

Таким образом, данная РЛС позволяет измерять радиальную скорость движущихся наземных целей.

Изобретение может быть использовано в бортовых радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны (РСА) при селекции движущихся наземных целей (СДНЦ). Достигаемый технический результат - повышение точности измерения радиальных скоростей движущихся наземных целей. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что устройство содержит антенную систему, три приемных устройства, три процессора, реализующих синтезирование апертур антенной системы, пять вычислителей модуля сигнала, три вычитающих устройства, два вычислителя арктангенса, два сумматора, вычислитель радиальной скорости движущейся наземной цели и систему индикации, соединенные определенным образом между собой для достижения указанного технического результата. 1 ил.

Устройство селекции и измерения радиальных скоростей движущихся наземных целей, содержащее антенную систему, три приемных устройства, три процессора, реализующих синтезирование апертур антенной системы, причем первый выход антенной системы соединен с входом первого приемного устройства, выход которого соединен с входом первого процессора, второй выход антенной системы соединен с входом второго приемного устройства, выход которого соединен с входом второго процессора, третий выход антенной системы соединен с входом третьего приемного устройства, выход которого соединен с входом третьего процессора, отличающееся тем, что в него дополнительно введено пять вычислителей модуля сигнала, три вычитающих устройства, два вычислителя арктангенса, два сумматора, вычислитель радиальной скорости движущейся наземной цели и систему индикации, причем выход первого процессора соединен с первым входом первого вычитающего устройства и с входом первого вычислителя модуля сигналов, выход второго процессора соединен со вторым входом первого вычитающего устройства, с первым входом второго вычитающего устройства и с входом второго вычислителя модуля сигналов, выход третьего процессора соединен со вторым входом второго вычитающего устройства и с входом третьего вычислителя модуля сигналов, выход первого вычитающего устройства соединен с входом первого вычислителя арктангенсов и с входом четвертого вычислителя модуля сигналов, выход второго вычитающего устройства соединен с входом второго вычислителя арктангенсов и с входом пятого вычислителя модуля сигналов, выход четвертого вычислителя модуля сигналов соединен с первым входом первого сумматора, выход пятого вычислителя модуля сигналов соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом системы индикации, выход первого вычислителя модуля сигналов соединен с первым входом второго сумматора, выход второго вычислителя модуля сигналов соединен с вторым входом второго сумматора, выход третьего вычислителя модуля сигналов соединен с третьим входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом системы индикации, выход первого вычислителя арктангенсов соединен с первым входом третьего вычитающего устройства, выход второго вычислителя арктангенсов соединен со вторым входом третьего вычитающего устройства, выход которого соединен с входом вычислителя радиальной скорости движущейся наземной цели, выход которого соединен с третьим входом системы индикации.