РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ЗАПРОСЧИК СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ЗАПРОСА-ОТВЕТА Российский патент 2009 года по МПК G01S13/75 

Изобретение относится к активной радиолокации и может быть использовано в наземных радиолокационных системах опознавания объектов, например, радиолокационных станциях (РЛС), снабженных радиолокационными запросчиками.

Известны запросчики, содержащие антенну, передатчик, приемник, два циркуля-тора, амплитудный селектор и дешифратор, позволяющие провести полный процесс обнаружения и измерения координат цели по азимуту и дальности в нескольких режимах за один цикл обзора, ограничившись небольшим количеством запросов. (Авторское свидетельство СССР №1835931 A1. Запросчик (его варианты). - МПК⁶: G01S 13/75, G01S 13/79. Бюл. №25, 10.09.1995).

Известен запросчик радиолокационной системы активного запроса-ответа, содержащий передатчик, циркуляторы, антенну с суммарно-разностной диаграммой направленности, высокочастотный суммарно-разностный мост, приемник, детектирующий суммарно-разностный мост, пороговые устройства по мощности и по отношению, управляемый аттенюатор и блок управления. (Патент RU №2029972 С1. Запросчик радиолокационной системы активного запроса-ответа. - МПК⁶: G01S 13/75, G01S 13/79. 1995.02.27).

Известен радиолокационный запросчик, содержащий передатчик, приемо-передающую антенну, последовательно соединенные развязывающий блок, приемник, выход которого соединен с входом блока измерения, а выход с входом передатчика, выходом соединенного с входом блока измерения, направленный ответвитель, управляемый аттенюатор и формирователь ответного сигнала, на вход которого подается команда «Калибровка». (Патент RU №2234109 С1. Радиолокационной запросчик. - МПК⁶: G01S 13/75, G01S 13/79. 1995.02.27).

Известен радиолокационный запросчик вторичной радиолокационной системы, содержащий последовательно соединенные приемо-передающую антенну, циркулятор, развязывающий блок, приемник, дешифратор, блок памяти, блок отображения информации, последовательно соединенные шифратор и передатчик. (Авторское свидетельство СССР №1309574. Вторичная радиолокационная система. - МПК⁶: G01S 13/75, G01S 13/79. 22.08.1985).

Недостатком известных радиолокационных запросчиков является отсутствие имитостойкости сигналов при опознавании объектов в режиме «свой-чужой». При сопряжении их с РЛС для обеспечения отождествления по дальности результатов опознавания объекта с эхо-сигналом от него с РЛС на запросчик должен подаваться запускающий импульс, синхронный с зондирующим импульсом РЛС и упрежденный относительно его на время, равное задержкам при обработке запросных и ответных кодов в трактах ответчика и запросчика.

Наиболее близким аналогом радиолокационного запросчика системы активного запроса-ответа, принятым за прототип, является радиолокационный запросчик, содержащий приемник и дешифратор ответного сигнала, первый и второй антенные переключатели приема-передачи сигналов основного канала и канала подавления боковых лепестков диаграммы направленности, соединенные входами-выходами с антенной системой, например радиолокационной станции, а выходами - с соответствующими входами приемника, а также последовательно соединенные шифратор запросного сигнала и передатчик, включающий в себя возбудитель и выходные усилители мощности основного канала и канала подавления боковых лепестков, выходами которых передатчик подключен к первому и второму антенным переключателям,. (Кн. Давыдов П.С., Сосновский А.А., Хаймович И.А. Авиационная радиолокация: Справочник, с.110-112, рис.3.37. - М.: Транспорт, 1984. 223 с).

Недостатком известного запросчика является необходимость формирования в РЛС специального упрежденного импульса запуска запросчика, а отсутствие в запросчике порогового селектора и криптовычислителя с соответствующим ему дешифратором не обеспечивает защиту от переотраженных ответных сигналов в условиях их многолучевого распространения и имитостойкость сигналов.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей запросчика путем введения в него специального режима опознавания «свой-чужой» с использованием криптографических кодов, ложных результатов опознавания от переотраженных ответных сигналов и способность приводить положение по дальности результатов опознавания к положению по дальности эхо-сигнала при любом положении запускающего импульса от РЛС.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является расширение функциональных возможностей запросчика и обеспечение высокой имитостойкости передаваемых сигналов.

Указанный технический результат достигается тем, что, в известном радиолокационном запросчике, содержащем приемник и дешифратор ответного сигнала, первый и второй антенные переключатели приема-передачи сигналов основного канала и канала подавления боковых лепестков диаграммы направленности, соединенные входами-выходами с антенной системой, например, радиолокационной станции, а выходами - с соответствующими входами приемника, а также последовательно соединенные шифратор запросного сигнала и передатчик, включающий в себя возбудитель и выходные усилители мощности основного канала и канала подавления боковых лепестков, выходами которых передатчик подключен к первому и второму антенным переключателям, согласно предложенному техническому решению в него введены последовательно соединенные криптовычислитель и второй дешифратор ответного сигнала в криптографическом режиме, адаптивный пороговый селектор и последовательно соединенные устройство формирования результатов опознавания и устройство привязки результатов опознавания к дальности радиолокационной станции, последнее выходом подключено к каналу приема результатов опознавания радиолокационной станцией, при этом адаптивный пороговый селектор подключен входом к приемнику, а выходом - параллельно к первому и второму дешифраторам, последние выходами подключены к соответствующим входам устройства формирования результатов опознавания, при этом криптовычислитель входом-выходом соединен с входом-выходом шифратора, причем шифратор, первый и второй дешифраторы входами с одной стороны параллельно подключены к пульту управления радиолокационной станции, а с другой стороны вместе с устройством привязки результатов опознавания - параллельно к каналу импульсного запуска запросчика от радиолокационной станции;

передатчик дополнительно содержит предусилители мощности основного канала и канала подавления боковых лепестков, питающие соответствующие им выходные усилители мощности основного канала и канала подавления боковых лепестков, входы которых подключены к соответствующим выходам возбудителя, последним передатчик подключен к шифратору запросного сигнала.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного радиолокационного запросчика системы активного запроса-ответа, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

На фиг.1 показана функциональная схема радиолокационного запросчика системы активного запроса-ответа; на фиг.2 - функциональная схема передатчика.

Радиолокационный запросчик системы активного запроса-ответа содержит первый антенный переключатель 1 основного канала и второй антенный переключатель 2 канала подавления боковых лепестков приема-передачи запросных и ответных сигналов, соединенные входами-выходами с антенной системой радиолокационной станции (РЛС), передатчик 3 и шифратор 4 запросных сигналов, криптовычислитель 5, приемник 6, первый дешифратор 7 ответного сигнала в режиме MkXA и АТС RBS и второй дешифратор 8 ответного сигнала в режиме криптографии, адаптивный пороговый селектор 9, устройство 10 формирования результатов опознавания и устройство 11 привязки результатов опознавания к дальности РЛС.(Фиг.1). Передатчик 3 включает в себя предусилители мощности 12 и 13, питающие соответствующие им выходной усилитель мощности 14 основного канала и выходной усилитель мощности 15 канала подавления боковых лепестков диаграммы направленности, входы которых подключены к соответствующим выходам возбудителя 16, последним передатчик 3 подключен к шифратору 4. (Фиг.2). Антенные переключатели 1 и 2 выходами подключены к соответствующим входам приемника 6, а входами - с выходными усилителями мощности 14 и 15, соответственно. Адаптивный пороговый селектор 9 подключен входом к приемнику 6, а выходом - параллельно к первому дешифратору 7 и второму дешифратору 8, последние выходами подключены к соответствующим входам устройства 10 формирования результатов опознавания, которое выходом подключено к устройству 11 привязки результатов опознавания к дальности РЛС, последнее подключено к каналу передачи результатов опознавания на РЛС. Криптовычислитель 5 входом-выходом соединен с входом-выходом шифратора 4 и выходом со вторым дешифратором 8. Шифратор 4, первый дешифратор 7 и второй дешифратор 8 входами параллельно подключены к пульту управления РЛС. Устройство 11 привязки результатов опознавания, шифратор 4, первый дешифратор 7 и второй дешифратор 8 входами параллельно подключены к каналу импульсного запуска запросчика от РЛС.

Предложенный радиолокационный запросчик системы активного запроса-ответа работает следующим образом.

Радиолокационный запросчик системы активного запроса-ответа электрически постоянно подключен источнику электропитания РЛС. Работа запросчика начинается с установки с пульта управления РЛС на шифраторе 4 и дешифраторах 7 и 8 предполагаемого режима систем MkXA и АТС RBS или режима криптографии. При обнаружении РЛС объекта в пределах досягаемости запросчика на последний с пульта управления РЛС по каналу запроса подается команда «Запрос», после чего на входы шифратора 4 запросного сигнала, дешифраторов 7 и 8 и устройства 11 привязки результатов опознавания к дальности РЛС поступает с выхода РЛС очередной импульс запуска, соответствующий временному положению зондирующего импульса РЛС. Криптовычислитель 5 организует специальный режим опознавания с криптографическим кодами, которые передаются в шифратор 4, последний формирует последовательный код запросного сигнала, упрежденный относительно зондирующего импульса РЛС на заданное время, включающий код установленного режима. Код запросного сигнала с выхода шифратора 4 подается на вход передатчика 3, который генерирует высокочастотные сигналы посредством последовательно соединенных возбудителя 16, предусилителей мощности 12 и 13, питающих соответствующие им выходной усилитель мощности 14 основного канала и выходной усилитель мощности 15 канала подавления боковых лепестков диаграммы направленности. Эти сигналы через переключатели 1 и 2 поступают соответственно в основной канал и канал подавления боковых лепестков диаграммы направленности антенной системы РЛС и излучаются. Ответный сигнал поступает на антенну РЛС и через переключатели 1 и 2 передается на приемник 6 ответного сигнала и с его выхода поступает в адаптивный пороговый селектор 9, в котором измеряется амплитуда каждого поступающего с приемника 6 импульса ответных сигналов и устанавливается на определенное время порог, не пропускающий на дешифраторы 7 и 8 последующие импульсы, если их амплитуда ниже замеренной амплитуды предыдущего, при этом порог адаптивно поднимается, если последующий импульс был по амплитуде больше предыдущего. Тем самым обеспечивается подавление поступающих на запросчик мешающих ответных сигналов, отраженных от местных предметов и имеющих амплитуды меньше, чем от сигналов, пришедших по пути прямого распространения, что позволяет существенно снизить потоки ложных результатов опознавания на РЛС. С выхода адаптивного порогового селектора 9 ответные сигналы поступают на входы дешифраторов 7 и 8, которые декодируют ответный сигнал в режиме опознавания, заданном криптовычислителем 5, и информация поступает на вход устройства 10 формирования результатов опознавания в виде, воспринимаемом РЛС, затем в устройство 11 привязки результатов опознавания к дальности РЛС, которое вводит поправку, равную известной задержке обработки запросных и ответных кодов, тем самым положение по дальности результатов опознавания объекта приводится к положению эхо-сигнала от него, что позволяет обеспечить их отождествление.

Предложенный радиолокационный запросчик позволяет значительно повысить эффективность работы РЛС в режиме активного запроса-ответа.

Изобретение относится к активной радиолокации и может быть использовано в наземных радиолокационных системах опознавания объектов. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение разрешающей способности. Указанный результат достигается за счет того, что радиолокационный запросчик содержит первый и второй антенные переключатели основного канала и канала подавления боковых лепестков приема-передачи запросных и ответных сигналов, соединенные входами-выходами с антенной системой РЛС, передатчик и шифратор запросных сигналов, криптовычислитель, приемник, первый и второй дешифраторы, адаптивный пороговый селектор, устройство формирования результатов опознавания и устройство привязки результатов опознавания к дальности РЛС, определенным образом соединенные между собой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Радиолокационный запросчик системы активного запроса-ответа, содержащий приемник и дешифратор ответного сигнала, первый и второй антенные переключатели приема-передачи сигналов основного канала и канала подавления боковых лепестков диаграммы направленности, соединенные входами-выходами с антенной системой, например, радиолокационной станции, а выходами - с соответствующими входами приемника, а также последовательно соединенные шифратор запросного сигнала и передатчик, выход которого подключен к первому и второму антенным переключателям, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные криптовычислитель, предназначенный для задания режима опознавания с криптографическими кодами, и второй дешифратор ответного сигнала в криптографическом режиме, адаптивный пороговый селектор и последовательно соединенные устройство формирования результатов опознавания и устройство привязки результатов опознавания к дальности радиолокационной станции, последнее выходом подключено к каналу приема результатов опознавания радиолокационной станцией, при этом адаптивный пороговый селектор подключен входом к приемнику, а выходом - параллельно к первому и второму дешифраторам, последние выходами подключены к соответствующим входам устройства формирования результатов опознавания, при этом указанный криптовычислитель входом-выходом соединен с выходом-входом шифратора, причем шифратор, первый и второй дешифраторы входами параллельно подключены к пульту управления радиолокационной станции, кроме того, шифратор, первый и второй дешифраторы устройством привязки результатов опознавания параллельно подключены к каналу импульсного запуска запросчика от радиолокационной станции.

2. Радиолокационный запросчик по п.1, отличающийся тем, что передатчик содержит возбудитель, выходные усилители мощности основного канала и канала подавления боковых лепестков, входами которых передатчик подключен к первому и второму переключателям приема-передачи сигналов основного канала и канала подавления боковых лепестков, предусилители мощности основного канала и канала подавления боковых лепестков, питающие соответствующие им выходные усилители мощности, входы которых подключены к соответствующим выходам возбудителя, последним передатчик подключен к шифратору запросного сигнала.