НЕЛИНЕЙНАЯ РЛС С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ АНТЕННЫ Российский патент 2010 года по МПК G01S13/90 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к области техники нелинейной радиолокации, и может использоваться для поиска и обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами (ОЭНС).

Известна РСА [1, с.182-185], содержащая последовательно соединенные антенное устройство, приемо-передатчик, фазовые детекторы, аналого-цифровые преобразователи, цифровую систему обработки, а также процессор системы индикации, систему индикации, систему регистрации и систему передачи по широкополосному каналу, принцип действия которой основан на формировании синтезированного раскрыва антенны больших размеров с использованием реальной антенны малых размеров. Однако РСА не позволяет вести поиск и обнаружение ОЭНС, так как обработка эхо-сигналов от радиолокационных целей производится только на частоте ω₀.

Наиболее близкой по технической сущности (прототипом к предполагаемому изобретению) является нелинейная РЛС (НРЛС), например [1], состоящая из передатчика, передающей антенны и двух идентичных каналов обработки сигналов на частотах второй 2ω₀ и третьей 3ω₀ гармоник ЗС, каждый из которых содержит последовательно соединенные приемную антенну и приемник, предназначенный для переноса сигнала на промежуточную частоту и его усиления, а также устройства индикации. Принцип работы НРЛС основан на приеме сигналов отклика от ОЭНС на частотах 2ω₀ и 3ω₀, их обработке и индикации уровней. Это обеспечивается тем, что обычно ОЭНС с полупроводниковыми компонентами имеют на второй гармонике уровень сигналов отклика на 20-30 дБ более высокий, чем на третьей гармонике [1-3]. Для ОЭНС контактного типа, как правило, выполняется обратное соотношение. Недостатком нелинейной РЛС является то, что она не формирует радиолокационное изображение (РЛИ) ОЭНС, а признак сравнения уровней сигналов отклика от нелинейных рассеивателей (HP) на второй и третьей гармониках ЗС в общем случае ненадежен, так как изменение рассеянной мощности на гармониках ЗС сильно зависит от положения ОЭНС относительно направления зондирования и номера гармоники ЗС [2, с.15].

Техническим результатом изобретения является улучшение угловой разрешающей способности НРЛС.

Технический результат достигается тем, что в известной НРЛС, содержащей передатчик, передающую антенну и два идентичных канала обработки сигналов на частотах второй 2ω₀ и третьей 3ω₀ гармоник ЗС, каждый из которых включает последовательно соединенные приемную антенну и приемник, предназначенный для переноса сигнала на промежуточную частоту и его усиления, а также устройство индикации, дополнительно введены опорный генератор и синтезатор частот, а в каждый из каналов - вспомогательная приемная антенна, двухканальный усилитель, первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, устройство сравнения, первый и второй ключи, инвертор фазы, усилитель, сумматор, устройство сдвига фазы, первый и второй фазовые детекторы, третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи, цифровая система обработки, предназначенная для формирования радиолокационного изображения по сигналам, принятым на частотах 2ω₀ в первом канале и 3ω₀ во втором канале, при этом в каждом канале выход приемной антенны соединен с первым входом двухканального усилителя и первыми входами первого и второго ключей, выход вспомогательной приемной антенны подключен ко второму входу двухканального усилителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами первого и второго амплитудных детекторов, выходы которых подключены ко входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым входами устройства сравнения, первый и второй выходы которого объединены и подключены ко второму входу первого ключа, третий выход устройства сравнения соединен со вторым входом второго ключа, выход второго ключа подключен к последовательно соединенным инвертору фазы и усилителю, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу усилителя, выход сумматора подключен к первому входу приемника, выход которого соединен с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход устройства сдвига фазы подключен ко второму входу второго фазового детектора, выходы первого и второго фазовых детекторов подключены соответственно ко входам третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей, выходы третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым входами цифровой системы обработки, кроме того, выход опорного генератора подключен ко входу синтезатора частот и ко вторым входам приемников первого и второго каналов, первый выход синтезатора частот соединен со входом передатчика, выход которого подключен ко входу передающей антенны, второй выход синтезатора частот соединен со вторыми входами первых фазовых детекторов и со входами устройств сдвига фазы первого и второго каналов, первый и второй входы устройства индикации подключены к выходам цифровых систем обработки соответствующих каналов.

Сущность изобретения заключается в том, что в каждом из каналов обработки сигналов на частотах 2ω₀ и 3ω₀ осуществляют прием эхо-сигналов от ОЭНС по главному и первым боковым лепесткам ДН приемных антенн соответствующих каналов, инвертирование фазы сигналов, принятых боковыми лепестками с последующим их усилением [4], логический синтез требуемой диаграммы направленности [5, с.327-328] на прием и реализуют известный алгоритм синтезирования апертуры антенны [6, с.135-159], что способствует увеличению временного интервала синтезирования апертуры антенны T_s и, как следствие, улучшению угловой разрешающей способности нелинейной РЛС.

Структурная схема предложенной нелинейной РЛС с синтезированной апертурой антенны приведена на фиг.1.

Предложенная нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны состоит из передатчика 7, передающей антенны 1, опорного генератора 2, синтезатора частот 8, приемных антенн первого и второго каналов 3 и 5, вспомогательных приемных антенн первого и второго каналов 4 и 6, двухканальных усилителей первого и второго каналов 9 и 10, первых и вторых амплитудных детекторов первого и второго каналов 11, 12, 13 и 14, устройств сдвига фазы первого и второго каналов 15 и 16, первых и вторых аналого-цифровых преобразователей первого и второго каналов 17, 18, 19 и 20, устройств сравнения первого и второго каналов 21 и 22, первых и вторых фазовых детекторов первого и второго каналов 23, 24, 25 и 26, третьих и четвертых аналого-цифровых преобразователей первого и второго каналов 27, 28, 29 и 30, первых и вторых ключей первого и второго каналов 31, 32, 33 и 34, цифровых систем обработки первого и второго каналов 35 и 36, инверторов фазы первого и второго каналов 37 и 38, усилителей первого и второго каналов 39 и 40, устройства индикации 41, сумматоров первого и второго каналов 42 и 43, приемников первого и второго каналов 44 и 45, соединенных как показано на фиг.1.

Передатчик 7 формирует зондирующий сигнал на частоте ω₀ с заданными параметрами (мощность, вид модуляции, длительность импульсов, скважность и т.д.). Передающая антенна 1 имеет ширину диаграммы направленности (ДН) не менее 4θ_0,5, где 2θ_0,5 - ширина ДН приемных антенн первого и второго каналов 3 и 5 на частотах 2ω₀ и 3ω₀ по уровню половинной мощности и предназначена для излучения зондирующего сигнала на частоте ω₀. Приемные антенны первого и второго каналов 3 и 5, вспомогательные приемные антенны первого и второго каналов 4 и 6, двухканальные усилители первого и второго каналов 9 и 10, первые и вторые амплитудные детекторы первого и второго каналов 11, 12, 13 и 14, первые и вторые аналого-цифровые преобразователи первого и второго каналов 17, 18, 19 и 20, а также устройства сравнения первого и второго каналов 21 и 22 в совокупности необходимы для определения, по главному или по первым боковым лепесткам ДН приемных антенн первого и второго каналов принимаются эхо-сигналы от ОЭНС. Приемные антенны первого и второго каналов 3 и 5 имеют узкие ДН шириной 2θ_0,5 как на частоте 2ω₀, так и на частоте 3ω₀ и служат для приема эхо-сигналов от ОЭНС по главному и первым боковым лепесткам ДН на частотах 2ω₀ и 3ω₀ соответственно. Вспомогательные приемные антенны первого и второго каналов 4 и 6 имеют широкие ДН, почти ненаправленные, причем уровень их приема несколько превышает уровень приема приемных антенн первого и второго каналов 3 и 5 в секторах первых боковых лепестков [5, с.327-328], и служат для приема эхо-сигналов от ОЭНС на частотах 2ω₀ и 3ω₀. Опорный генератор 2 вырабатывает сигнал стабильной частоты ω_ог. Синтезатор частот 8 формирует на первом входе сигнал несущей частоты ω₀, а на втором входе - сигнал промежуточной частоты ω_пр. Двухканальные усилители первого и второго каналов 9 и 10 служат для увеличения уровня сигналов, принимаемых приемными антеннами первого и второго каналов 3 и 5, а также вспомогательными приемными антеннами первого и второго каналов 4 и 6, до необходимого для работы первых и вторых амплитудных детекторов соответствующих каналов 11, 12, 13 и 14. Первые и вторые амплитудные детекторы каждого канала 11, 12, 13 и 14 необходимы для определения уровней сигналов, поступающих на их входы. Первые, вторые, третьи и четвертые аналого-цифровые преобразователи первого и второго каналов 17, 18, 19, 20, 27, 28, 29 и 30 предназначены для преобразования аналоговых сигналов в цифровые. Устройство сравнения каждого канала 21 и 22 сравнивает сигналы, поступающие на его первый и второй входы и в зависимости от результата сравнения формирует сигнал логической единицы на одном из своих выходов, при этом сигнал логической единицы присутствует на первом, втором или третьем выходах, если цифровой код уровня сигнала на первом входе соответственно больше, равен или меньше цифрового кода уровня сигнала на втором входе. Первый и второй ключи каждого канала 31, 32, 33 и 34 служат для подключения первого входа на выход по сигналу логической единицы, поступающему на их второй вход, обеспечивая тем самым в каждом канале разделение сигналов, принятых по главному и первым боковым лепесткам ДН приемных антенн 3 и 5. Инверторы фазы первого и второго каналов 37 и 38 предназначены для изменения фазы поступающего сигнала на π. Усилители первого и второго каналов 39 и 40 усиливают сигналы, принятые по боковым лепесткам ДН приемных антенн соответствующих каналов 3 и 5, до уровня сигналов, принятых по главным лепесткам ДН приемных антенн соответствующих каналов 3 и 5. Сумматоры первого и второго каналов 42 и 43 формируют сумму сигналов, поступающих на их первые и вторые входы. Приемники первого и второго каналов 44 и 45 переносят сигналы, поступающие с выходов сумматоров соответствующих каналов 42 и 43 на частотах 2ω₀ и 3ω₀, на промежуточную частоту ω_пр и усиливают их. Устройства сдвига фазы первого и второго каналов 15 и 16 осуществляют сдвиг фазы опорного сигнала на частоте ω_пр в каждом из каналов на π/2. Первые фазовые детекторы первого и второго каналов 23 и 25 выделяют синусные составляющие сигналов в соответствующих каналах, а вторые фазовые детекторы первого и второго каналов 24 и 26 - косинусные. Цифровые системы обработки первого и второго каналов 35 и 36 служат для формирования РЛИ ОЭНС по сигналам, принятым на частотах 2ω₀ и 3ω₀ соответственно. Устройство индикации 41 необходимо для отображения РЛИ с требуемой яркостью, динамическим диапазоном и масштабом.

Заявляемая нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны работает следующим образом. В целях обеспечения когерентности сигнал опорного генератора 2 на частоте ω_ог подается на вход синтезатора частот 8 и на вторые входы приемников первого и второго каналов 44 и 45, являющиеся входами для подключения внешнего опорного генератора, сигнал которого преобразуется в приемниках первого и второго каналов 44 и 45 таким образом, чтобы эхо-сигнал был перенесен на промежуточную частоту ω_пр. Синтезатор частот 8 на своем первом выходе формирует сигнал несущей частоты ω₀, который используется передатчиком 7 для формирования ЗС с требуемыми параметрами на частоте ω₀. Сформированный таким образом сигнал подается на вход передающей антенны 1 и излучается в заданную область пространства. На втором выходе синтезатора частот 8 формируется сигнал промежуточной частоты ω_пр, поступающий на входы устройств сдвига фазы первого и второго каналов 15, 16 и на вторые входы первых фазовых детекторов первого и второго каналов 23, 25. Выходной сигнал устройства сдвига фазы каждого канала 15, 16 подается на второй вход второго фазового детектора соответствующего канала. Прием эхо-сигналов от ОЭНС осуществляется в течение временного интервала (фиг.2), где R - расстояние между ОЭНС и нелинейной РЛС с синтезированной апертурой антенны, V - скорость движения носителя, 2θ_Σ - суммарная ширина главного и первых боковых лепестков ДН приемной антенны по нулевому уровню (угловой интервал, включающий основной и первые боковые лепестки ДН реальной приемной антенны). Эхо-сигналы от ОЭНС на частоте 2ω₀ принимаются приемной антенной первого канала 3 и вспомогательной приемной антенной первого канала 4, на частоте 3ω₀ - приемной антенной второго канала 5 и вспомогательной приемной антенной второго канала 6. Сигнал с выхода приемной антенны каждого канала 3 и 5 поступает на первый вход двухканального усилителя соответствующего канала 9 и 10, на второй вход которого подается сигнал с выхода вспомогательной приемной антенны соответствующего канала 4 и 6. С первых и вторых выходов двухканальных усилителей первого и второго каналов 9 и 10 усиленные сигналы в каждом канале сначала поступают соответственно на входы первого и второго амплитудных детекторов соответствующего канала 11 и 12, 13 и 14, где определяются уровни этих сигналов, а затем соответственно на входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответствующего канала 17 и 18, 19 и 20, где формируются цифровые коды уровней полученных сигналов. В каждом канале сформированные цифровые коды уровней сигналов поступают с выходов первого и второго аналого-цифровых преобразователей 17 и 18, 19 и 20 соответственно на первый и второй вход устройства сравнения соответствующего канала 21 и 22, где сравниваются между собой. Результатом сравнения является формирование на одном из выходов устройства сравнения каждого канала 21 и 22 сигнала логической единицы, необходимого для срабатывания первого или второго ключа каждого канала 31 или 32, 33 или 34, которые разделяют сигналы, принятые по главному и по первым боковым лепесткам ДН приемной антенны каждого канала 3 и 5. При этом сигнал, принятый по главному лепестку ДН приемной антенны каждого канала 3 и 5, поступает с выхода первого ключа соответствующего канала на первый вход сумматора соответствующего канала, а сигнал, принятый по первым боковым лепесткам ДН приемной антенны каждого канала 3 и 5, перед поступлением на второй вход сумматора соответствующего канала подвергается изменению фазы на π в инверторе фазы соответствующего канала 37, 38 и усилению в усилителе соответствующего канала 39, 40. Сумматоры первого и второго каналов 42 и 43 формируют сумму сигналов, поступающих на их первые и вторые входы, при этом возможно два случая: включен первый ключ 31 и 33 при выключенном втором ключе соответствующего канала 32 и 34 или включен второй ключ 32 и 34 при выключенном первом ключе соответствующего канала 31 и 33. В первом случае на первые входы сумматоров соответствующих каналов 42 и 43 подаются сигналы с выходов приемных антенн соответствующих каналов 3 и 5, на вторых входах сумматоров соответствующих каналов 42 и 43 сигналы отсутствуют, и в результате на выходы сумматоров соответствующих каналов 42 и 43 поступают сигналы, принимаемые по главным лепесткам ДН приемных антенн соответствующих каналов 3 и 5. Во втором случае на первых входах сумматоров соответствующих каналов 42 и 43 сигналы отсутствуют, на вторые входы сумматоров соответствующих каналов 42 и 43 подаются сигналы с выходов приемных антенн соответствующих каналов 3 и 5, с измененной на π фазой и усиленные, в результате чего на выходы сумматоров соответствующих каналов 42 и 43 поступают сигналы, принимаемые по первым боковым лепесткам ДН приемных антенн соответствующих каналов 3 и 5. Тем самым производится логический синтез требуемой диаграммы направленности [5, с.327-328] на прием. С выхода сумматора каждого канала 42 и 43 сигнал, который фактически представляет собой последовательность эхо-сигналов, принятых последовательно во времени по первому боковому лепестку, главному лепестку и первому боковому лепестку ДН приемной антенны соответствующего канала 3 и 5, причем эхо-сигналы, принятые по боковым лепесткам, подвергаются изменению их фазы на те и усилению, подается на первый вход приемника соответствующего канала 44 и 45. В дальнейшем приемники первого и второго каналов 44 и 45, устройства сдвига фазы первого и второго каналов 15 и 16, первые и вторые фазовые детекторы первого и второго каналов 23, 24, 25 и 26, третьи и четвертые аналого-цифровые преобразователи первого и второго каналов 27, 28, 29 и 30, а также цифровые системы обработки первого и второго каналов 35 и 36 формируют РЛИ ОЭНС в каждом канале путем реализации известного алгоритма синтезирования апертуры антенны [6, с.135-159]. Визуальное отображение сформированных в каждом канале РЛИ осуществляется устройством индикации 41.

Коэффициент увеличения временного интервала синтезирования апертуры антенны можно оценить следующим образом:

где T_s' - временной интервал синтезирования апертуры антенны при использовании известного алгоритма СА антенны [6, с.135-159].

Достигаемое при этом улучшение угловой разрешающей способности нелинейной РЛС с синтезированной апертурой антенны было теоретически исследовано для диаграммы направленности приемной антенны вида , где θ - угловое положение ОЭНС относительно центра зоны обзора; λ - длина волны ЗС; d - апертура реальной приемной антенны в соответствии с выражением, определяющим отклик нелинейной РЛС с синтезированной апертурой антенны (формируемое РЛИ ОЭНС) [4]:

где - коэффициент, определяющий максимальное значение i-го бокового лепестка; ; - интегральный синус; θ₀ - половина ширины главного лепестка ДН антенны по нулевому уровню; n - номер гармоники ЗС; - волновое число; z=Rtgθ - азимутальная координата ОЭНС.

На основании расчетов в соответствии с выражениями (1) и (2) при исходных данных θ_0,5=10°; θ₀=16,5°; θ_Σ=33°; λ=0,3 м; n=2; ; R=3 м для случаев учета изменения фазы и усиления сигналов, принятых по боковым лепесткам ДН приемной антенны, а также без такового было получено значение коэффициента увеличения временного интервала СА антенны, а также графическое представление отклика нелинейной РЛС с СА антенны с учетом замены вида θ=arctg(z/R) (фиг.3).

Полученные результаты показывают, что применение заявляемой нелинейной РЛС с синтезированной апертурой антенны позволит увеличить временной интервал синтезирования апертуры антенны в 3,68 раза. При этом увеличение T_s за счет учета в нелинейной РЛС с СА антенны изменения фазы принимаемых по боковым лепесткам ДН приемной антенны эхо-сигналов на π и их усиления позволит получить угловую разрешающую способность Δθ=6,7°, в то время как без учета перечисленных факторов она будет составлять 20°.

Таким образом, предложенная нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны обеспечивает улучшение угловой разрешающей способности в 2,98 раза.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестна нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны, отличающаяся от известной НРЛС, содержащей передатчик, передающую антенну и два идентичных канала обработки сигналов на частотах второй 2ω₀ и третьей 3ω₀ гармоник ЗС, каждый из которых включает последовательно соединенные приемную антенну и приемник, предназначенный для переноса сигнала на промежуточную частоту и его усиления, а также устройство индикации, тем, что дополнительно введены опорный генератор и синтезатор частот, а в каждый из каналов - вспомогательная приемная антенна, двухканальный усилитель, первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, устройство сравнения, первый и второй ключи, инвертор фазы, усилитель, сумматор, устройство сдвига фазы, первый и второй фазовые детекторы, третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи, цифровая система обработки, предназначенная для формирования радиолокационного изображения по сигналам, принятым на частотах 2ω₀ в первом канале и 3ω₀ во втором канале, при этом в каждом канале выход приемной антенны соединен с первым входом двухканального усилителя и первыми входами первого и второго ключей, выход вспомогательной приемной антенны подключен ко второму входу двухканального усилителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами первого и второго амплитудных детекторов, выходы которых подключены ко входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым входами устройства сравнения, первый и второй выходы которого объединены и подключены ко второму входу первого ключа, третий выход устройства сравнения соединен со вторым входом второго ключа, выход второго ключа подключен к последовательно соединенным инвертору фазы и усилителю, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу усилителя, выход сумматора подключен к первому входу приемника, выход которого соединен с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход устройства сдвига фазы подключен ко второму входу второго фазового детектора, выходы первого и второго фазовых детекторов подключены соответственно ко входам третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей, выходы третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым входами цифровой системы обработки, кроме того, выход опорного генератора подключен ко входу синтезатора частот и ко вторым входам приемников первого и второго каналов, первый выход синтезатора частот соединен со входом передатчика, выход которого подключен ко входу передающей антенны, второй выход синтезатора частот соединен со вторыми входами первых фазовых детекторов и со входами устройств сдвига фазы первого и второго каналов, первый и второй входы устройства индикации подключены к выходам цифровых систем обработки соответствующих каналов.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны способна обеспечить улучшение угловой разрешающей способности.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиотехнические узлы и устройства, применяемые в РСА [6-10], известные импульсные и цифровые устройства [9-12], а также оборудование и материалы СВЧ диапазона широко распространенной технологии [5, 13-14].

Так, опорный генератор, синтезатор частот, передатчик, приемники, устройства сдвига фазы, инверторы фазы, фазовые детекторы, аналого-цифровые преобразователи, цифровые системы обработки, устройство индикации выполняются с использованием типовых радиотехнических узлов и устройств, применяемых в РСА [6-10]. Амплитудные детекторы могут выполняться на базе диодных детекторов [15, с.297] или коллекторных детекторов [15, с.295-297]. В качестве приемных антенн и вспомогательных приемных антенн могут использоваться антенны СВЧ диапазона с различной шириной ДН [5, 13-14]. Устройства сравнения могут быть реализованы на базе цифровых компараторов [11, с.271-274] или [12, с.100-103]. Для реализации ключей могут быть избраны транзисторные ключи [11, с.68-81]. Построение сумматоров осуществляется с использованием кольцевых волноводных мостов [16, с.425]. Усилители выполняются по известным, например из [15, с.226-228], схемам.

Источники информации

1. Нелинейный локатор «Люкс». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Новоком, 2005.

2. Горбачев А.А., Колданов А.П., Ларцов С. В., Тараканков С.П., Чигин Е.П. Признаки распознавания нелинейных рассеивателей электромагнитных волн // Нелинейная радиолокация. Сборник статей. Часть 1 / Под. Ред. Горбачева А.А., Колданова А.П., Потапова А.А., Чигина Е.П. - М.: Радиотехника, 2005. - с.15-23.

3. Семенов Д.В., Ткачев Д.В. Нелинейная радиолокация: концепция NR // Специальная техника / НИИ специальной техники МВД России, 1999, № 1-2. - с.17-22.

4. Купряшкин И.О., Лихачев В.П. Формирование радиолокационного изображения групповых целей методом обращенного синтезирования апертуры в условиях обзора пространства // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника / Киев, 2003, № 9, с.46-53.

5. Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. - М.: Связь, 1972.

6. Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. - М.: Радиотехника, 2005.

7. Антипов В.Н., Горяинов В.Т., Кулин А.Н. и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / Под ред. В.Т.Горяинова. - М.: Радио и связь, 1988.

8. Кондратенков Г.С., Потехин В.А., Реутов А.П., Феоктистов Ю.А. Радиолокационные станции обзора Земли / Под ред. Г.С.Кондратенкова. - М.: Радио и связь, 1983.

9. Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства: Учебник для институтов связи. - М.: Связь, 1973.

10. Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Импульсные и цифровые устройства: Цифровые узлы и их проектирование на микросхемах. - Л.: ВАС, 1980.

11. Браммер Ю.А. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов электрорадиоприборостроительных сред. спец. учеб. заведений. / Ю.А.Браммер, И.Н.Пащук. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2002.

12. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов. / Е.П.Угрюмов. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 800 с.

13. Справочник по радиолокации / Под ред. М.Сколника, Нью-Йорк, 1970: Пер. с англ. (в четырех томах) / Под общей ред. К.Н.Трофимова; Том 2. Радиолокационные антенные устройства. - М.: Сов. радио, 1979.

14. Дулин В.Н. Электронные и квантовые приборы СВЧ: Учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений. Издание 2-е, переработанное. - М.: Энергия, 1972.

15. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов по специальности «Радиотехника», 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2003.

16. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации: Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1983.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к области техники нелинейной радиолокации, и может использоваться для поиска и обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами. Достигаемым техническим результатом изобретения является улучшение угловой разрешающей способности нелинейной РЛС. Сущность изобретения заключается в том, что в каждом из каналов обработки сигналов на частотах второй и третьей гармоник зондирующего сигнала нелинейной РЛС осуществляют прием эхо-сигналов от объектов с нелинейными электрическими свойствами по главному и первым боковым лепесткам диаграмм направленности приемных антенн соответствующих каналов, инвертирование фазы сигналов, принятых боковыми лепестками с последующим их усилением, логический синтез требуемой диаграммы направленности на прием и реализуют известный алгоритм синтезирования апертуры антенны, что способствует увеличению временного интервала синтезирования апертуры антенны и, как следствие, улучшению угловой разрешающей способности нелинейной РЛС. 3 ил.

Нелинейная радиолокационная станция (РЛС) с синтезированной апертурой антенны, содержащая передатчик, передающую антенну и два идентичных канала обработки сигналов на частотах второй 2ω₀ и третьей 3ω₀ гармоник зондирующего сигнала, каждый из которых включает последовательно соединенные приемную антенну и приемник, предназначенный для переноса сигнала на промежуточную частоту и его усиления, а также устройство индикации, отличающаяся тем, что дополнительно введены опорный генератор и синтезатор частот, а в каждый из каналов - вспомогательная приемная антенна, двухканальный усилитель, первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, устройство сравнения, первый и второй ключи, инвертор фазы, усилитель, сумматор, устройство сдвига фазы, первый и второй фазовые детекторы, третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи и цифровая система обработки, предназначенная для формирования радиолокационного изображения по сигналам, принятым на частотах 2ω₀ в первом канале и 3ω₀ во втором канале, при этом в каждом канале выход приемной антенны соединен с первым входом двухканального усилителя и первыми входами первого и второго ключей, выход вспомогательной приемной антенны подключен ко второму входу двухканального усилителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами первого и второго амплитудных детекторов, выходы которых подключены ко входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым входами устройства сравнения, первый и второй выходы которого объединены и подключены ко второму входу первого ключа, третий выход устройства сравнения соединен со вторым входом второго ключа, выход второго ключа подключен к последовательно соединенным инвертору фазы и усилителю, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу усилителя, выход сумматора подключен к первому входу приемника, выход которого соединен с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход устройства сдвига фазы подключен ко второму входу второго фазового детектора, выходы первого и второго фазовых детекторов подключены соответственно ко входам третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей, выходы третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым входами цифровой системы обработки, кроме того, выход опорного генератора подключен ко входу синтезатора частот и ко вторым входам приемников первого и второго каналов, первый выход синтезатора частот соединен со входом передатчика, выход которого подключен ко входу передающей антенны, второй выход синтезатора частот соединен со вторыми входами первых фазовых детекторов и со входами устройств сдвига фазы первого и второго каналов, первый и второй входы устройства индикации подключены к выходам цифровых систем обработки соответствующих каналов.