СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ПРОТЯЖЕННОЙ ПО ДАЛЬНОСТИ ЦЕЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК G01S13/50 

Изобретение относится к системам для обнаружения объектов путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания протяженной по дальности цели.

Известен способ распознавания, заключающийся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, распознавании цели по принятому изображению геометрических размеров и конфигурации (патент США №3978480, кл. G01S 9/00, 1974 г.).

Известно устройство для радиолокационного распознавания целей, содержащее антенну, передатчик, приемник, антенный переключатель и канал распознавания, причем передатчик содержит модулятор, генератор СВЧ и первый ключ, где выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход со входом приемника; канал распознавания содержит последовательно соединенные линию задержки, второй ключ, смеситель, фильтр низких частот и устройство воспроизведения образа цели, причем вход линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен со вторым выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора РЛС (Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984 г., с.36).

Недостатками данных способа и устройства является низкая информативность, обусловленная отсутствием возможности распознавания протяженной по дальности цели. На практике подавляющее большинство реальных объектов относится к классу сложных радиолокационных целей. Погрешности измерения координатных параметров, вызванных шумом цели, начинают возникать, когда физические размеры цели превышают 0,01 величины элемента разрешения по какой-либо координате. (Радиолокационные характеристики летательных аппаратов /М.Е.Варганов, Ю.С.Зиновьев, Л.Ю.Астанин и др.; Под ред. Л.Т.Тучкова. - М.: Радио и связь, 1985. - 236 с. ил. с.17-18).

Практика показывает, что с уменьшением дальности до цели ее следует считать протяженной. Таким образом, находя отношение физических размеров цели к величине элемента разрешения по данной координате, можно судить о протяженности цели по данной координате. Величина элемента разрешения по дальности определяется длительностью зондирующего сигнала τ_з. При отражении от цели длительность отраженного сигнала τ_о увеличивается на величину Δτ, пропорциональную размерам цели по дальности. По величине отношения β=Δτ/τ_з можно судить о протяженности по дальности цели. Так при β≤0,01 принимают решение о точечной по дальности цели, а при β≥0,01 принимают решение о протяженной по дальности цели.

Технической задачей изобретения является расширение информативности за счет обеспечения возможности распознавания протяженной или точечной по дальности цели.

Сущность предполагаемого способа распознавания протяженной по дальности цели состоит в том, что в способе распознавания, заключающемся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, дополнительно производят измерение длительности сигнала, отраженного от цели τ_о, определяют увеличение длительности отраженного сигнала Δτ=τ_о-τ_з, определяют отношение β=Δτ/τ_з, при β≥0,01 принимают решение о протяженной по дальности цели, при β≤0,01 принимают решение о точечной по дальности цели.

Заявленный способ реализуется в устройстве, содержащем передатчик, антенный переключатель, антенну, приемник и канал распознавания, при этом передатчик содержит модулятор, генератор СВЧ и первый ключ, причем выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход со входом приемника, канал распознавания содержит последовательно соединенные первую линию задержки, второй ключ и смеситель, причем вход первой линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен с выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора РЛС, дополнительно канал распознавания содержит последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, измеритель длительности сигнала для формирования сигнала, пропорционального длительности сигнала, отраженного от цели τ_о, вычитающее устройство для формирования сигнала, пропорционального величине Δτ=τ_о-τ_з, делитель для определения сигнала, пропорционального отношению β=Δτ/τ_з, и пороговое устройство, причем вход усилителя промежуточной частоты соединен с выходом смесителя, а первый и второй выходы порогового устройства являются выходами канала распознавания, соответственно для протяженной по дальности цели при β ≤ 0,01 и для точечной по дальности цели при β≤0,01.

На чертеже приведена функциональная схема устройства распознавания протяженной по скорости цели, где 1 - передатчик; 2 - антенный переключатель; 3 - антенна; 4 - приемник; 5 - канал распознавания; 6 - модулятор; 7 - генератор СВЧ; 8, 10 - ключ; 9 - линия задержки; 11 - смеситель; 12 - усилитель промежуточной частоты; 13 - измеритель длительности; 14 - вычитающее устройство; 15 - делитель; 16 - пороговое устройство.

Устройство распознавания протяженной по дальности цели содержит передатчик 1, антенный переключатель 2, антенну 3, приемник 4 и канал распознавания 5, причем передатчик 1 содержит модулятор 6, генератор 7 СВЧ и первый 8 ключ, выход генератора 7 СВЧ соединен со вторым входом первого 8 ключа и первым выходом передатчика 1, выход генератора 7 СВЧ соединен со вторым входом первого 8 ключа и вторым выходом передатчика 1, выход первого 8 ключа является третьим выходом передатчика 1 и соединен с первым входом антенного переключателя 2, второй вход которого соединен с антенной 3, а выход со входом приемника 4, канал распознавания 5 содержит последовательно соединенные первую 9 линию задержки, второй 10 ключ, смеситель 11, усилитель промежуточной частоты 12, измеритель 13 длительности, вычитающее устройство 14, делитель 15 и пороговое устройство 16, причем вход первой 9 линии задержки является первым входом канала распознавания 5 и соединен с первым выходом передатчика 1, второй вход смесителя 11 является вторым входом канала распознавания 5 и соединен со вторым выходом передатчика 1, второй вход второго 10 ключа является третьим входом канала распознавания 5 и соединен с выходом приемника 4, первый выход передатчика 1 и выход приемника 4 соединены со входами индикатора кругового обзора радиолокационной станции.

Устройство функционирует следующим образом. Отраженный от движущейся цели сигнал поступает на вход антенны 3 и через антенный переключатель 2, приемник 4 и второй 10 ключ поступает на первый вход смесителя 11. На второй вход смесителя 11 поступает сигнал с выхода генератора 7 СВЧ, таким образом, на выходе смесителя 11 получается сигнал на промежуточной частоте. Этот сигнал поступает через усилитель промежуточной частоты 12 на вход измерителя 13 длительности, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный длительности сигнала, отраженного от цели τ_о. Данный сигнал поступает на вход вычитающего устройства 14, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный выражению Δτ=τ_о-τ_з, который поступает на вход делителя 15. На выходе делителя 15 формируется сигнал, пропорциональный β=Δτ/τ_з. Значение длительности зондирующего сигнала τ_з введено в делитель 15 в качестве константы. Сигнал с выхода делителя 15, пропорциональный величине β=Δτ/τ_з, поступает на вход порогового устройства 16, где сравнивается с порогом, равным 0,01. При превышении порога выдается сигнал «протяженная», в противоположном случае выдается сигнал «точечная». Данные сигналы являются выходными сигналами канала распознавания 5.

Изобретение относится к системам для обнаружения объекта путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания протяженной по дальности цели. Достигаемым техническим результатом является расширение информативности. Указанный результат достигается за счет обеспечения возможности распознавания протяженной по дальности цели, путем измерения длительности сигнала, отраженного от цели τ_о, определения увеличения длительности отраженного сигнала Δτ=τ_о-τ_з, где τ_з - длительность зондирующего сигнала, определения отношения β=Δτ/τ_з, при β≥0,01 принимают решение о протяженной по дальности цели, при β<0,01 принимают решение о точечной по дальности цели. Устройство, реализующее способ, содержит передатчик, антенный переключатель, антенну, приемник и канал распознавания, определенным образом соединенные между собой, при этом передатчик содержит модулятор, генератор сверхвысокочастотный и первый ключ; канал распознавания содержит первую линию задержки, второй ключ, смеситель, усилитель промежуточной частоты, измеритель длительности сигнала, вычитающее устройство, делитель и пороговое устройство. Элементы, входящие в состав передатчика и канала распознавания, соединены определенным образом между собой и остальными элементами устройства распознавания. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ распознавания протяженной по дальности цели, заключающийся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, отличающийся тем, что дополнительно производят измерение длительности сигнала отраженного от цели τ_о, определяют увеличение длительности отраженного сигнала Δτ=τ₀-τ₃, τ₃ - значение длительности зондирующего сигнала, определяют отношение β=Δτ/τ₃, при β≥0,01 принимают решение о протяженной по дальности цели, при β<0,01 принимают решение о точечной по дальности цели.

2. Устройство распознавания протяженной по дальности цели, содержащее передатчик, антенный переключатель, антенну, приемник и канал распознавания, при этом передатчик содержит модулятор, генератор сверхвысокочастотный (СВЧ) и первый ключ, причем выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход - с входом приемника, канал распознавания содержит последовательно соединенные первую линию задержки, второй ключ и смеситель, причем вход первой линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен с выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора радиолокационной станции, отличающееся тем, что дополнительно канал распознавания содержит последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, измеритель длительности сигнала для формирования сигнала, пропорционального длительности сигнала, отраженного от цели τ₀, вычитающее устройство, для формирования сигнала пропорционального величине Δτ=τ₀-τ₃, τ₃ - значение длительности зондирующего сигнала, делитель для определения сигнала, пропорционального отношению β=Δτ/τ₃, и пороговое устройство, причем вход усилителя промежуточной частоты соединен с выходом смесителя, а первый и второй выходы порогового устройства являются выходами канала распознавания соответственно для протяженной по дальности цели при β≥0,01 и для точечной по дальности цели при β<0,01.