УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2008 года по МПК G01S13/00 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах предупреждения столкновений.

Известно устройство обработки локационных сигналов, описанное в книге Ю.М.Казаринов, 1990 г. «Радиотехнические системы», стр.262-265. В нем выделяется объект, движущийся встречным курсом. В состав устройства входит также преобразователь дальности и блок обработки. Однако обработка требует использования сложных узлов и увеличения времени обработки.

Известно устройство обработки локационных сигналов, изложенное в патенте № 2118835, опубликованном в бюл. №25 от 10.09.1998 г. В нем выделение движущихся объектов с помощью блока обработки осуществляется без введения сложных обрабатывающих узлов за короткое время. Импульсы с синхронизатора поступают в преобразователь дальности, определяющий в дискретном виде дальности по временному рассогласованию между синхроимпульсом с синхронизатора и моментом прихода отраженного сигнала. Параллельный код дальности с преобразователя дальности задерживается и поступает в первый вычитатель, где вычитается из текущего кода дальности с преобразователя дальности. Разность, характеризующая изменение дальности за время задержки параллельного кода, также снова задерживается и в виде параллельного кода поступает во второй вычитатель, где вычитается из текущего параллельного кода разности дальностей с первого вычитателя. Причем величины задержек кодов как перед поступлением в первый вычитатель, так и перед поступлением во второй вычитатель равны и кратны целому числу интервалов между синхроимпульсами с синхронизатора. Величина же интервала равна максимальному времени запаздывания отраженного от объекта сигнала. Если разность с выхода вычитателя при поступлении на него кодов равна нулю или близка к нему, что имеет место при встречном движении, то срабатывает дешифратор, фиксируя встречно движущийся объект. Дешифратор также может выделять и величины отклонения объекта от встречного курса. Однако использование определенного количества линий задержек для задержки параллельного кода на десятки и сотни миллисекунд увеличит громоздкость устройства и может внести погрешности в задержке импульсов кода, что исказит информацию и уменьшит достоверность выделения встречно движущегося объекта.

В предлагаемом устройстве уменьшается его громоздкость и увеличивается достоверность выделения встречно движущегося объекта.

Достигается это введением в блоке обработки двух оперативных запоминающих устройств, двух счетчиков и второго дешифратора, при этом выход синхронизатора через вход блока обработки соединен с входом первого счетчика, имеющего группу выходов, соединенную с группой входов второго дешифратора, выход которого соединен с входом второго счетчика, имеющего группу выходов, соединенную с первыми группами входов первого и второго оперативных запоминающих устройств, где вторая группа входов первого оперативно запоминающего устройства соединена через группу входов блока обработки с группой выходов преобразователя дальности, а группа выходов этого устройства соединена с первой группой входов первого вычитателя, имеющего группу выходов, соединенную с второй группой входов второго оперативного запоминающего устройства, группа выходов которого соединена с первой группой входов второго вычитателя.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - синхронизатор;

2 - преобразователь дальности;

3 - блок обработки;

4 - оперативное запоминающее устройство;

5 - вычитатель:

6 - оперативное запоминающее устройство;

7 - счетчик;

8 - дешифратор;

9 - счетчик;

10 - дешифратор;

11 - вычитатель,

при этом выход синхронизатора 1 соединен с входом преобразователя дальности 2 и через вход блока обработки 3 с входом счетчика 9, а группа выходов преобразователя дальности 2 соединена через группу входов блока обработки 3 с второй группой входов оперативного запоминающего устройства 4 и с второй группой входов вычитателя 5, имеющего первую группу входов и группу выходов, соответственно соединенных с группой выходов оперативного запоминающего устройства 4 и с второй группой входов оперативного запоминающего устройства 6, а также с первой группой входов вычитателя 11, имеющего группу выходов, соединенную с группой входов дешифратора 10, и вторую группу входов, соединенную с группой выходов оперативного запоминающего устройства 6, первая группа входов которого соединена с первой группой входов оперативного запоминающего устройства 4, с группой выходов счетчика 7, имеющего вход, соединенный с выходом дешифратора 8, имеющего группу входов, соединенную с группой выходов счетчика 9.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 формирует синхроимпульсы как команды для излучения зондирующих импульсов, а также находящиеся в стробах импульсы в моменты прихода отраженных сигналов, которые поступают в преобразователь дальности 2, который определяет в дискретном виде дальность в виде временного рассогласования между импульсом с синхронизатора и моментом прихода отраженного сигнала, например, так, как показано в книге «Справочник по радиоэлектронике «Энергия» М., 1970, том 9, под ред. А.А.Куликовского, стр.454, рис.25-119. Он способен измерить дальность с точностью до 30 см. Информация о дальности с преобразователя дальности в параллельном коде поступает в блок обработки 3. Последний, анализируя процесс изменения дальности, выделяет объекты, движущиеся встречным курсом, в том числе и внезапно появившиеся в ближней зоне.

При использовании данного устройства в бортовых условиях к таким объектам могут относиться и неподвижные или малоподвижные, например облака, птицы, участки земли и строений и т.д. Блок обработки состоит из двух вычитателей, двух оперативных запоминающих устройств, двух счетчиков и двух дешифраторов. Блок обработки 3 работает следующим образом. Параллельный код, несущий в себе информацию о текущей дальности до объектов с преобразователя дальности 2, поступает в оперативное запоминающее устройство 4 для записи, где запоминается по адресу, поступающему со счетчика 7. Оперативное запоминающее устройство работает в режиме «считывание-запись» и адрес со счетчика является также и признаком для последовательного осуществления действий в этом режиме. В вычитателе 5 осуществляется вычитание из считанного кода с оперативного запоминающего устройства 4 текущего кода с преобразователя дальности 2. Время запоминания кода равно целому числу интервалов между импульсами с синхронизатора 1 и может составлять, например, 300 мс. При этом импульсы с синхронизатора 1 поступают также на вход счетчика 9, считающего определенное количество импульсов и самостоятельно устанавливающегося в исходное состояние. Дешифратор 8 выделяет параллельный код со счетчика, соответствующий последнему импульсу перед его установкой в исходное состояние, и выдает импульс о наличии этого кода на вход счетчика 7, который также считает определенное количество импульсов с дешифратора 8, и самостоятельно устанавливается в исходное состояние. Поэтому в вычитателе 5 происходит вычитание кодов дальности, относящихся к одним и тем же объектам. Разность с выхода вычитателя 5 в виде параллельного кода поступает в оперативное запоминающее устройство 6, на адресный вход которого поступают вышеупомянутые коды со счетчика 7, работающего аналогично оперативному запоминающему устройству 4. Из запомненного кода разности дальностей вычитается в вычитателе 11 текущий код разности дальностей с вычитателя 5, если разность равна нулю или близка к нему, то это означает отсутствие изменения скорости объекта, что свидетельствует об отсутствии его отклонения от встречного курса. Отсутствие разности с вычитателя 11 или ее малое значение выделяется в дешифраторе 10, который может определить также и величину отклонения объекта от встречного курса.

Приведем пример конкретного исполнения.

Пусть встречно движущийся объект со скоростью 300 м/сек обнаружен на расстоянии 1 км. Если принять время выделения встречно движущегося объекта 300 мс, а время принятия мер к уклонению от угрожающего объекта 2 сек, то в момент фактического уклонения от объекта или его уничтожения охраняемый объект будет находиться от угрожающего объекта на расстоянии 300 м, что достаточно для обеспечения безопасности. В случае маневрирования объекта дешифратор 10 способен определить его периодические отклонения от встречного курса, что позволяет его оценить как угрожающий и вовремя отклониться.

Предлагаемое устройство может быть использовано в радиолокаторах слежения и кругового обзора. При этом отпадает необходимость использования большого количества линий задержек и узлов доплеровской обработки, что многократно упрощает устройство. Кроме того, исключаются сбои определения дальности, что может иметь место при использовании линий задержек на 300 мс. При использовании устройства при обзоре пространства характер движения объектов с необходимой точностью определяется за одно облучение диаграммой направленности.

Кроме того, осуществляется выделение встречного объекта, движущегося с ожидаемой скоростью. Таким образом, обеспечивается и экономический эффект.

Устройство можно использовать и в оптических локаторах.

Изобретение может быть использовано в системах предупреждения столкновений движущихся объектов. Заявленное устройство содержит определенным образом выполненные и соединенные между собой синхронизатор, преобразователь дальности, предназначенный для определения дальности в дискретном виде по временному рассогласованию между импульсом, поступающим из синхронизатора, и моментом прихода отраженного сигнала, блок обработки, состоящий из двух вычитателей, двух дешифраторов, двух оперативных запоминающих устройств, двух счетчиков. Достигаемым техническим результатом является уменьшение габаритов и увеличение достоверности выделения встречно движущегося объекта. 1 ил.

Устройство обработки локационных сигналов, состоящее из синхронизатора, преобразователя дальности, предназначенного для определения дальности в дискретном виде по временному рассогласованию между импульсом, поступающим из синхронизатора, и моментом прихода отраженного сигнала, блока обработки, состоящего из двух вычитателей и первого дешифратора, при этом группа выходов преобразователя дальности соединена через группу входов блока обработки с второй группой входов первого вычитателя, группа выходов которого соединена с второй группой входов второго вычитателя, группа выходов которого соединена с группой входов первого дешифратора, отличающееся тем, что в блок обработки введены два оперативных запоминающих устройства, два счетчика и второй дешифратор, при этом выход синхронизатора через вход блока обработки соединен с входом первого счетчика, группа выходов которого соединена с группой входов второго дешифратора, выход которого соединен с входом второго счетчика, группа выходов которого соединена с первыми группами входов первого и второго оперативных запоминающих устройств, при этом указанная группа выходов преобразователя дальности через указанную группу входов блока обработки соединена с второй группой входов первого оперативного запоминающего устройства, группа выходов которого соединена с первой группой входов первого вычитателя, указанная группа выходов которого соединена с второй группой входов второго запоминающего устройства, группа выходов которого соединена с первой группой входов второго вычитателя.