УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ПОМЕХ Российский патент 2009 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне активных помех.

Известно устройство компенсации помех с системами автоматической регулировки усиления (АРУ) и фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) [1, с.232], содержащее основной и компенсационный приемники. В состав основного приемника входят антенна, смеситель, гетеродин и усилитель промежуточный частоты (УПЧ) с системой АРУ, а основными элементами компенсационного приемника являются антенна, УПЧ, система АРУ, смеситель, гетеродин, управитель и фазовый детектор. В сумматоре осуществляется сложение напряжений, формируемых в основном и компенсационном приемниках. Недостатком устройства является уменьшение, в два раза, чувствительности радиолокационной станции (РЛС) за счет внутренних шумов компенсационного приемника [1, с.219, 234].

Известен также гетеродинный автокомпенсатор [2, с.43], содержащий основной канал с преобразователем и сумматором, а также компенсационный канал с корреляционной обратной связью, осуществляемой с помощью коррелятора, включающего умножитель и узкополосный интегрирующий фильтр. Недостатком устройства является низкая чувствительность приемного тракта.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предлагаемому изобретению) является устройство компенсации активных помех [3, с.89], содержащее последовательно соединенные компенсационную антенну, перемножитель и сумматор, второй вход которого подключен к основной антенне, а выход - к первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с выходом компенсационной антенны, а выход подключен ко второму входу перемножителя, выход сумматора является выходом устройства.

Активная шумовая помеха, принятая основной антенной, через сумматор поступает на первой вход коррелятора, на второй вход которого приходит помеха, принятая компенсационной антенной. Коррелятор вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции помех, принятых основной и компенсационной антенной. Помеха с выхода компенсационной антенны умножается в перемножителе на весовой коэффициент и поступает на сумматор, где вычитается из помехи, принятой основной антенной.

Наличие корреляционной обратной связи позволяет устройству настраиваться на характеристики помехи и обеспечивать ее подавление. Однако, при отсутствии помехи, в устройстве происходит накопление внутренних шумов основного и компенсационного каналов.

Таким образом, недостатком устройства является уменьшение чувствительности радиолокатора за счет внутренних шумов компенсационного приемного канала.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в повышении чувствительности компенсатора активных помех во время отсутствия на его входах взаимокоррелированных помех.

Технический результат заключается в исключении накопления внутреннего шума компенсационного канала компенсатора активных помех во время отсутствия на его входах взаимокоррелированных помех.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство компенсации активных помех, содержащее последовательно соединенные основную антенну и сумматор, выход которого подключен к первому входу первого коррелятора, второй вход которого соединен с выходом компенсационной антенны и с первым входом перемножителя, второй вход которого подключен к выходу первого коррелятора, выход сумматора является выходом устройства, дополнительно введены последовательно соединенные линия задержки, второй коррелятор, первый детектор огибающей, пороговое устройство и ключ, второй вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход - со вторым входом сумматора, вход линии задержки подключен к выходу основной антенны, а второй вход второго коррелятора - к выходу компенсационной антенны, а также последовательно соединенные третий коррелятор и второй детектор огибающей, выход которого подключен ко второму входу порогового устройства, первый вход третьего коррелятора соединен с выходом основной антенны, а второй вход - с выходом компенсационной антенны.

Сущность изобретения основана на оценке взаимной корреляции помех основного и компенсационного каналов и подключении канала компенсации только при наличии корреляции помех.

Структурная схема предложенного устройства приведена на чертеже.

Предложенное устройство компенсации активных помех состоит из основной антенны 1, линии задержки 2, второго коррелятора 3, первого детектора огибающей 4, третьего коррелятора 5, второго детектора огибающей 6, порогового устройства 7, сумматора 8, компенсационной антенны 9, перемножителя 10, ключа 11, первого коррелятора 12, соединенных как показано на чертеже.

Линия задержки 2 задерживает помеху на время τ₃>1/П, где П - полоса пропускания приемного тракта, что обеспечивает ее декорреляцию [4, с.498].

Ключ 11 предназначен для подключения компенсационного канала во время действия коррелированных помех, принятых основной антенной 1 и компенсационной антенной 9, в исходном состоянии ключ 11 закрыт, управление ключом 11 осуществляется выходным напряжением порогового устройства 7.

Устройство работает следующим образом.

Помеха с выхода основной антенны 1 и компенсационной антенны 9 поступает на третий коррелятор 5. Напряжение с выхода третьего коррелятора 5 детектируется вторым детектором огибающей 6 и поступает на второй вход порогового устройства 7. Кроме того, помеха с выхода основной антенны 1 через линию задержки 2 поступает на первый вход второго коррелятора 3, на второй вход которого поступает помеха с компенсационной антенны 9. Время задержки в линии задержки 2 выбрано исходя из того, чтобы обеспечить декорреляцию помех, принятых основной антенной 1 и компенсационной антенной 9, т.е. τ₃>1/П, где П - полоса пропускания приемного тракта [4, с.498]. Напряжение с выхода второго коррелятора 3 детектируется первым детектором огибающей 4 и поступает на первый вход порогового устройства 7, где используется в качестве порогового напряжения. Если на выходах основной антенны 1 и компенсационной антенны 9 присутствуют некоррелированные помехи, то пороговое устройство 7 не срабатывает, ключ 11 будет закрыт, отключая выход перемножителя 10 от второго входа сумматора 8. Шум компенсационного канала в приемный тракт поступать не будет. Если же на выходах основной антенны 1 и компенсационной антенны 9 присутствуют коррелированные помехи, амплитуда напряжения на выходе второго детектора огибающей 6 будет значительно превышать напряжение на выходе первого детектора огибающей 4 [4, с.509], пороговое устройство 7 срабатывает и подключается выход перемножителя 10 ко второму входу сумматора 8. Помеха, принятая основной антенной 1, через сумматор 8 поступает на первой вход первого коррелятора 12, на второй вход которого приходит помеха, принятая компенсационной антенной 9. Первый коррелятор 12 вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции помех, принятых основной 1 и компенсационной антенной 9. Помеха с выхода компенсационной антенны 9 умножается в первом перемножителе 10 на весовой коэффициент и поступает на сумматор 8, где вычитается из помехи, принятой основной антенной 1. Наличие корреляционной обратной связи позволяет устройству настраиваться на характеристики помехи и обеспечивать ее подавление. После окончания действия коррелированных помех напряжение на выходе второго детектора огибающей 6 не превышает уровня срабатывания порогового устройства 7 и ключ 11 закрывается, отключая канал компенсации от сумматора 8. При этом внутренний шум компенсационного канала на выход сумматора 8 не проходит.

Таким образом, предложенное устройство исключает уменьшение чувствительности РЛС при отсутствии на входах компенсатора активных помех взаимокоррелированных помех.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны устройства, позволяющие обеспечить обнаружение целей на максимальной дальности в условиях быстро меняющейся помеховой обстановки.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы широко распространенной технологии. Устройство может быть технически реализовано как при цифровой обработке, так и при аналоговой обработке сигналов.

Источники информации

1. Защита от помех. Под ред. Максимова М.В. М.: Сов. Радио, 1976. - 496 с.

2. Адаптивная компенсация помех в каналах связи. Ю.И.Лосев, А.Г.Бердников, Э.Ш.Гойхман, Б.Д.Сизов./ Под. Ред. Ю.И.Лосева. - М.: Радио и связь, 1988. - 208 с.

3. Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные системы: Лабораторный практикум. Учеб. Пособие для студентов спец. «Радиоэлектронные системы». - М.: Радиотехника, 2007. - 160 с.

4. Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для вузов. - М.: Сов. Радио, 1970. - 560 с.

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне активных помех. Достигаемым техническим результатом изобретения является исключение накопления внутреннего шума компенсационного канала компенсатора активных помех во время отсутствия на его входах взаимокоррелированных помех. Указанный результат достигается за счет того, что в известное устройство компенсации активных помех дополнительно введены последовательно соединенные линия задержки, второй коррелятор, первый детектор огибающей, пороговое устройство и ключ, второй вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход - со вторым входом сумматора, вход линии задержки подключен к выходу основной антенны, а второй вход второго коррелятора - к выходу компенсационной антенны, а также последовательно соединенные третий коррелятор и второй детектор огибающей, выход которого подключен ко второму входу порогового устройства, первый вход третьего коррелятора соединен с выходом основной антенны, а второй вход - с выходом компенсационной антенны, при этом время задержки в линии задержки выбирают исходя из того, чтобы обеспечить декорреляцию помех, принятых основной и компенсационной антеннами как τ₃>1/П, где П - полоса пропускания приемного тракта. 1 ил.

Устройство компенсации помех, содержащее последовательно соединенные основную антенну и сумматор, выход которого подключен к первому входу первого коррелятора, второй вход которого соединен с выходом компенсационной антенны и с первым входом перемножителя, второй вход которого подключен к выходу первого коррелятора, выход сумматора является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные линия задержки, второй коррелятор, первый детектор огибающей, пороговое устройство и ключ, второй вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход - со вторым входом сумматора, вход линии задержки подключен к выходу основной антенны, а второй вход второго коррелятора - к выходу компенсационной антенны, а также последовательно соединенные третий коррелятор и второй детектор огибающей, выход которого подключен ко второму входу порогового устройства, первый вход третьего коррелятора соединен с выходом основной антенны, а второй вход - с выходом компенсационной антенны, при этом время задержки в линии задержки выбирают, исходя из того, чтобы обеспечить декорреляцию помех, принятых основной и компенсационной антеннами как τ₃>1/П, где П - полоса пропускания приемного тракта.