СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ ЦЕЛИ И РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ КООРДИНАТОР ЦЕЛИ Российский патент 2009 года по МПК G01S3/10 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и координаторах ракет.

Известен способ измерения угловых координат цели, заключающийся в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, изменении положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования, формировании по положению антенны текущего значения угловых координат (Теоретические основы радиолокации под ред. В.Е.Дулевича, М. Сов. радио, 1964, с.455-461).

Известен радиолокационный координатор цели, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны. Канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели антенны, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны. Канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, схему автоматической регулировки усиления и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами соответственно первого и второго смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего смесителя соединены с выходом гетеродина, выходы первого, второго и третьего смесителей связаны соответственно с первыми входами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления, выходы первого и второго усилителей промежуточной частоты соединены соответственно с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход третьего усилителя промежуточной частоты соединен со входом схемы автоматической регулировки усиления и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выходы которых через первый и второй усилитель мощности соединены со входами первого и второго следящих приводов антенны (Системы управления и динамика полета ракет, под ред. B.C.Пугачева, ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1965, с.86, 142).

Недостатком данных способа и устройства является низкая точность измерения угловых координат цели на дальностях, когда она в зависимости от ракурса ее наблюдения может являться «точечной» или «протяженной». При пеленговании «протяженной» цели равносигнальное направление не всегда совпадает с направлением на цель, что снижает точность измерения угловых координат. Причем цель может быть «протяженной» по азимуту и «точечной» по углу места, в зависимости от ракурса ее наблюдения.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения угловых координат цели за счет исключения из результатов измерения измерений, содержащих ошибки, вызванные протяженностью цели.

Сущность предлагаемого изобретения, состоит в том, что в способе измерения угловых координат цели, заключающемся в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, формировании по положению антенны текущего значения угловых координат, дополнительно производят распознавание цели по критерию «точечная» или «протяженная» одновременно в двух плоскостях и изменяют положение равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования только при наличии сигнала о «точечной» цели в каждой плоскости отдельно.

Способ измерения угловых координат цели осуществляет радиолокационный координатор цели, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны. Канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели антенны, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны. Канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, схему автоматической регулировки усиления и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами соответственно первого и второго смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего смесителя соединены с выходом гетеродина, выходы первого, второго и третьего смесителей связаны соответственно с первыми входами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления, выходы первого и второго усилителей промежуточной частоты соединены соответственно с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход третьего усилителя промежуточной частоты соединен со входом схемы автоматической регулировки усиления и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выходы первого и второго усилителя мощности соединены со входами первого и второго следящих приводов антенны, дополнительно введен канал распознавания цели по критерию «точечная» или «протяженная» и первый и второй ключи, причем канал распознавания цели по критерию «точечная» или «протяженная» содержит четвертый, пятый, шестой и седьмой смесители, четвертый, пятый, шестой и седьмой усилители промежуточной частоты, третий и четвертый фазовые детекторы, причем первый вход третьего фазового детектора соединен через четвертый усилитель промежуточной частоты с выходом четвертого смесителя, второй вход третьего фазового детектора соединен через пятый усилитель промежуточной частоты с выходом пятого смесителя, первый вход четвертого фазового детектора соединен через шестой усилитель промежуточной частоты с выходом шестого смесителя, второй вход четвертого фазового детектора соединен через седьмой усилитель промежуточной частоты с выходом седьмого смесителя, выход третьего фазового детектора соединен с входом управления первого ключа, вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, а выход с входом первого усилителя мощности, выход четвертого фазового детектора соединен с входом управления второго ключа, вход которого соединен с выходом второго фазового детектора, а выход с входом второго усилителя мощности, вторые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого смесителя соединены с выходом гетеродина, первые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого смесителей соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, вторые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого усилителей промежуточной частоты соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления.

На чертеже приведена структурная схема радиолокационного координатора цели, где

1, 2, 10, 11 - облучатели антенны;

3 - антенна;

4, 12 - вычитающие устройства;

18 - суммирующее устройство;

5, 13, 19, 23, 24, 25, 26 - смесители;

22 - гетеродин;

6, 14, 20, 27, 28, 29, 30 - усилитель промежуточной частоты;

21 - схема автоматической регулировки усиления;

7, 15, 31, 32 - фазовые детекторы;

8, 16 - усилители мощности;

9, 17 - следящие приводы антенны;

33, 34 - ключи.

Радиолокационный координатор цели содержит канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места антенны имеет первый 1 и второй 2 облучатели антенны 3, первое 4 вычитающее устройство, первый 5 смеситель, первый 6 усилитель промежуточной частоты, первый 7 фазовый детектор, первый 8 усилитель мощности и первый 9 следящий привод антенны. Канал азимута антенны имеет третий 10 и четвертый 11 облучатели антенны 3, второе 12 вычитающее устройство, второй 13 смеситель, второй 14 усилитель промежуточной частоты, второй 15 фазовый детектор, второй 16 усилитель мощности и второй 17 следящий привод антенны. Канал опорного сигнала имеет суммирующее 18 устройство, третий 19 смеситель, третий 20 усилитель промежуточной частоты, схему 21 автоматической регулировки усиления и гетеродин 22, причем входы суммирующего 18 устройства связаны с первым 1, вторым 2, третьим 10 и четвертым 11 облучателем антенны 3, а его выход - с первым входом третьего 19 смесителя, входы первого 4 и второго 12 вычитающих устройств связаны соответственно с первым 1 и вторым 2, третьим 10 и четвертым 11 облучателями антенны 3, а их выходы - с первыми входами соответственно первого 5 и второго 13 смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего 19 смесителя соединены с выходом гетеродина 22, выходы первого 5, второго 13 и третьего 19 смесителей связаны соответственно с первыми входами первого 6, второго 14 и третьего 20 усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы 21 автоматической регулировки усиления, выходы первого 6 и второго 14 усилителей промежуточной частоты соединены соответственно с первыми входами первого 7 и второго 15 фазовых детекторов, выход третьего 19 усилителя промежуточной частоты соединен со входом схемы 21 автоматической регулировки усиления и вторыми входами первого 7 и второго 15 фазовых детекторов, выходы первого 8 и второго 16 усилителя мощности соединены со входами первого 9 и второго 17 следящих приводов антенны, канал распознавания цели по критерию «точечная» или «протяженная» содержит четвертый 23, пятый 24 шестой 25 и седьмой 26 смесители, четвертый 27, пятый 28, шестой 29 и седьмой 30 усилители промежуточной частоты, третий 31 и четвертый 32 фазовый детектор, причем первый вход третьего 31 фазового детектора соединен через четвертый 27 усилитель промежуточной частоты с выходом четвертого 23 смесителя, второй вход третьего 31 фазового детектора соединен через пятый 28 усилитель промежуточной частоты с выходом пятого 24 смесителя, первый вход четвертого 32 фазового детектора соединен через шестой 29 усилитель промежуточной частоты с выходом шестого 25 смесителя, второй вход четвертого 32 фазового детектора соединен через седьмой 30 усилитель промежуточной частоты с выходом седьмого 26 смесителя, выход третьего 31 фазового детектора соединен с входом управления первого 33 ключа, вход которого соединен с выходом первого 7 фазового детектора, а выход с входом первого 8 усилителя мощности, выход четвертого 32 фазового детектора соединен с входом управления второго 34 ключа, вход которого соединен с выходом второго 15 фазового детектора, а выход с входом второго 16 усилителя мощности, вторые входы четвертого 23, пятого 24, шестого 25 и седьмого 26 смесителей соединены с выходом гетеродина 22, первые входы четвертого 23, пятого 24, шестого 25 и седьмого 26 смесителей соединены соответственно с первым 1, вторым 2, третьим 10 и четвертым 11 облучателями антенны 3, вторые входы четвертого 27, пятого 28, шестого 29 и седьмого 30 усилителей промежуточной частоты соединены с выходом схемы 21 автоматической регулировки усиления.

Радиолокационный координатор цели функционирует следующим образом. Измерение угловых координат производится в двух плоскостях. Принцип измерения угловых координат в каждой плоскости идентичен. Рассмотрим измерение азимута цели.

Сигнал, отраженный от цели, принимается антенной 3, имеющей моноимпульсную систему, состоящую из первого 1, второго 2, третьего 10 и четвертого облучателей, суммирующего устройства 18, первого 4 и второго 12 вычитающих устройств. Разностный сигнал по азимуту с выхода второго 12 вычитающего устройства поступает на вход второго смесителя 13, преобразуется, усиливается вторым 14 усилителем промежуточной частоты и поступает на первый вход второго 15 фазового детектора, на второй вход которого поступает суммарный сигнал с выхода третьего 20 усилителя промежуточной частоты. На выходе второго 15 фазового детектора формируется сигнал рассогласования по азимуту, который через второй 34 ключ, второй 16 усилитель мощности и второй 17 следящий привод антенны 3 перемещает антенну 3 в направлении уменьшения сигнала рассогласования. Второй 34 ключ находится в открытом состоянии только при наличии по азимуту «точечной» цели. Цель будет являться «точечной» при равенстве фаз сигналов, принятых третьим 10 и четвертым 11 облучателями антенны 3. При этом на выходе четвертого 32 фазового детектора формируется положительный сигнал, открывающий второй 34 ключ. При наличии «протяженной» цели по азимуту второй 34 ключ закрыт и сигнал рассогласования, содержащий большую ошибку, не поступает на управление перемещением антенны 3, что повышает точность измерения угловых координат.

Изобретение может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и в координаторах ракет. Способ измерения угловых координат цели заключается в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, формировании по положению антенны текущего значения угловых координат, распознавании цели по критерию «точечная» или «протяженная» одновременно в двух плоскостях и изменении положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования только при наличии сигнала о «точечной» цели в каждой плоскости отдельно. Радиолокационный координатор цели содержит канал угла места антенны, канал азимута антенны, канал опорного сигнала и канал распознавания цели по критерию «точечная» или «протяженная», выполненные и соединенные между собой определенным образом. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение точности измерения угловых координат цели. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ измерения угловых координат цели, заключающийся в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, формировании по положению антенны текущего значения угловых координат, отличающийся тем, что производят распознавание цели по критерию «точечная» или «протяженная» одновременно в двух плоскостях, а изменение положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования производят только при наличии сигнала о «точечной» цели в каждой плоскости отдельно.

2. Радиолокационный координатор цели, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала, канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны, канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели антенны, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны, канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, схему автоматической регулировки усиления и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами соответственно первого и второго смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего смесителя соединены с выходом гетеродина, выходы первого, второго и третьего смесителей связаны соответственно с первыми входами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления, выходы первого и второго усилителей промежуточной частоты соединены соответственно с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход третьего усилителя промежуточной частоты соединен с входом схемы автоматической регулировки усиления и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выходы первого и второго усилителей мощности соединены с входами первого и второго следящих приводов антенны, отличающийся тем, что введен канал распознавания цели по критерию «точечная» или «протяженная» и первый и второй ключи, причем канал распознавания цели по критерию «точечная» или «протяженная» содержит четвертый, пятый шестой и седьмой смесители, четвертый, пятый, шестой и седьмой усилители промежуточной частоты, третий и четвертый фазовые детекторы, причем первый вход третьего фазового детектора соединен через четвертый усилитель промежуточной частоты с выходом четвертого смесителя, второй вход третьего фазового детектора соединен через пятый усилитель промежуточной частоты с выходом пятого смесителя, первый вход четвертого фазового детектора соединен через шестой усилитель промежуточной частоты с выходом шестого смесителя, второй вход четвертого фазового детектора соединен через седьмой усилитель промежуточной частоты с выходом седьмого смесителя, выход третьего фазового детектора соединен с входом управления первого ключа, вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, а выход с входом первого усилителя мощности, выход четвертого фазового детектора соединен с входом управления второго ключа, вход которого соединен с выходом второго фазового детектора, а выход - с входом второго усилителя мощности, вторые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого смесителей соединены с выходом гетеродина, первые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого смесителей соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, вторые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого усилителей промежуточной частоты соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления.