Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для подрыва боеприпасов в точках упреждения.
Известна РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса [патент RU, 2374597, МПК F41H 11/02].
РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса (РЛС) содержит: приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика, а выход - к входу фильтра разностных частот, а также обнаружитель сигналов узкополосного спектра частот, выход которого подключен к выходной шине, а вход - к выходу фильтра разностных частот и который содержит последовательно соединенные генератор сигнала непрерывной частоты, второй смеситель, широкополосный фильтр, усилитель - ограничитель, узкополосный полосовой фильтр, амплитудный детектор, компаратор и формирователь импульса, при этом второй вход компаратора подключен к шине опорного напряжения, а второй вход второго смесителя к входной шине.
В известной РЛС определение момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса определяют один раз, при обнаружении разностного сигнала частотой Fдо=2Vofн/С, когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном Do+(Vi/Vo)Do,
где fн - средняя частота излучаемого непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал),
Vo, Vi, С - радиальные скорости защитного боеприпаса и цели и скорость света,
Do - расстояние от РЛС до предполагаемой точки встречи (точки упреждения) защитного боеприпаса с целью.
Причем величины Vo и До выбирают из условия До/Vo=fн/Fмfд,
где fн, fд, Fм - соответственно средняя частота, девиация частоты и частота модуляции НЛЧМ сигнала.
Известен радиовзрыватель [патент RU, 2352955, МПК G01S 7/38], выполненный по аналогии с известной РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса по патенту №2374597, к недостаткам которого можно отнести то, что с подрывом изделия, на котором устанавливается радиовзрыватель, уничтожается и РЛС, определяющий не в последнюю очередь массогабаритные и стоимостные характеристики изделия в целом.
Целью изобретения является уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик радиовзрывателей.
Поставленная цель достигается за счет использования всего одной РЛС, стационарно располагаемой на Земле и используемой для определения моментов выдачи команд на пуск и подрыв ряда защитных боеприпасов.
Определяют моменты выдачи команд на пуск и подрыв защитного боеприпаса, совмещенного с радиолокационной станцией (РЛС), после обнаружения и определения моментов возникновения на РЛС сигналов разностных частот (N+4)Fдо=(N+4)2Vofн/C и NFдо=N2Vofн/C, когда цель находится соответственно на (Дo/Vo)[Vi+(N+4)Vo] и (Дo/Vo)(Vi+NVo) удалениях от приемно-передающей антенны РЛС,
где fн - частота излучаемого непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал),
Vo - расчетная скорость защитного боеприпаса,
N - положительное число, Vi - радиальная скорость цели, С - скорость света,
До - расстояние, выбираемое из условия До/Vo=fн/Fмfд,
fд, и Fм - девиация частоты и частота модуляции НЛЧМ сигнала,
и измерения интервала времени t между моментами возникновения этих сигналов, после чего, в соответствии с длительностью измеренного интервала времени t, выбирают из совокупности заранее рассчитанных величин две:
Дi=(До/Vo)(Vi+NVo) - дальность и (Vi+Vp) - сумму скоростей,
где Vp - известная реальная скорость защитного боеприпаса,
и вычисляют отношение t1=Дi/(Vi+Vp), определяющее время между пуском защитного боеприпаса в момент, когда цель будет находится на (Дo/Vo)(Vi+NVo) расстоянии от приемно-передающей антенны РЛС и моментом подрыва защитного боеприпаса, когда он будет находиться в точке упреждения - месте встречи с целью.
Радиовзрыватель (фиг.1) содержит: приемно-передающую антенну 2, вход которой, работающий на передачу, подключен к высоко мощному выходу передатчика 1 непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), а выход, работающий на прием, подключен к входу смесителя 3, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика 1 НЛЧМ сигнала, а выход, через фильтр 4 разностных частот, к входу обнаружителя 5 сигнала узкополосного спектра частот, выход которого подключен к входу регистра 6 сдвига, второй выход которого, через элемент 7 задержки, подключен к входам сброса регистра 6 сдвига и счетчика 10 импульсов, а первый выход, через элемент И 8 подключен к входу счетчика 10 импульсов, выходы которого подключены к входам первого и второго постоянных запоминающих устройств 11 и 13, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам схемы 12 деления, выходы которой подключены к первым входам реле 14 времени, второй вход которой подключен к второму выходу регистра 6 сдвига и первой выходной шине 16, выход реле времени подключен к второй выходной шине 15, а выход генератора 9 счетных импульсов подключен к второму входу элемента И 8.
Рассмотрим, в том числе на примерах, работу радиовзрывателя (фиг.1).
Пусть через приемно-передающую антенну 2 в пространство излучают и принимают отраженные от неподвижных объектов и перемещающейся цели со скоростью, например, V2000=2000 м/с или V200=200 м/с НЛЧМ сигнал с, например, параметрами:
fн=100 ГГц, Fм=50 КГц и fд=50 МГц - соответственно средняя частота, частота модуляции и девиация частоты НЛЧМ сигнала, выбранными при Do=6 м и Vo=150 м/с, а также при опорном сигнале частотой [2+(N=19)]=21Fдо=21(2Vоfн)/С=2100 КГц, поступающим на НЧ смеситель обнаружителя 5 сигнала узкополосного спектра и реальной скорости защитного боеприпаса Vp=1000 м/с.
В результате смешивания в смесителе 3 отраженного и излученного сигналов на его выходе будут формироваться разностные сигналы частотой, в частности:
Fp194=[(2Д194)Fмfн/С]-(2V2000fн/С)=1900 КГц - разностный сигнал от цели, находящейся на удалении в Д194=До/Vo)(Vi+NVo)=194 м от антенны РЛС;
Fp218=[(2Д218)Fмfн/С]-(2V2000fн/С)=2300 КГц - разностный сигнал от цели, находящейся на удалении в Д218=(Дo/Vo)[Vi+(N+4)Vo)]=218 м от антенны РЛС, а на выходе обнаружителя 5 сигнала узкополосного спектра частот короткие импульсы, переключающие регистр 6 сдвига из одного состояния в другое.
Отметим, что цель расстояние (Д218-Д194)=4До=(218-194)м=24 м пролетит со средней скоростью Vcp=4До/t2=(Д218-Д194)/t=24 м/t,
где t интервал времени между моментами возникновения и обнаружения на РЛС сигналов с частотами Fp194 и Fp218 и между моментами смены потенциалов на первом и втором выходах регистра 6 сдвига,
или, при V2000=Vcp, это расстояние цель пролетит за интервал времени
t=(Д218-Д194)/(V2000=Vcp)=0,012 с, величина которого в виде цифрового числа будет зафиксирована на выходе счетчика 10 импульсов, так как на его вход, через открытый элемент И 8, в течение этого времени будут поступать счетные импульсы с выхода генератора 9 счетных импульсов.
Очевидно, что длительность интервала времени t прямо пропорциональна средней скорости цели и средней скорости цели плюс известной скорости защитного боеприпаса (Vcp+Vo). Поэтому, если, например, во второе програмируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ2) 13 записать ряд значений величин (Vcp+Vp), то при подаче на его входы цифрового числа с выхода счетчика 10 импульсов, на выходе ПЗУ2 можно получить нужное цифровое число, соответствующее реальной на данный момент величине (Vcp+Vp).
Аналогично в первое ПЗУ1 можно записать ряд значений величин расстояний от приемно-передающей антенны до цели и соответствующих величинам, определяемым по формуле (До/Vo)(Vi+NVo), то есть расстояниям, когда цель будет находиться в точке пространства - точке окончания измерения интервала времени t. Тогда при подаче на входы ПЗУ1 цифрового числа с выхода счетчика импульсов 10, на его выходах можно будет получить нужное цифровое число, соответствующее реальной текущей дальности до цели, когда цель будет находиться в точке пространства - точке окончания измерения интервала времени t. Поэтому, если вычислить делителем 12 отношение одновременно формируемых двух величин t1=До/Vo)(Vi+NVo)/(Vcp+Vp), то это отношение будет соответствовать времени, через которое необходимо будет подорвать защитный боеприпас в точке упреждения - точке его встречи с целью, пущенный в сторону, например, точно приближающейся к нему цели в момент окончания измерения интервала времени t. То есть момент окончания измерения интервала времени t можно считать моментом пуска защитного боеприпаса, а момент времени через (До/Vo)(Vi+NVo)/(Vcp+Vp) после его пуска моментом подрыва защитного боеприпаса в точке упреждения.
Задержку времени между пуском и подрывом защитного боеприпаса осуществляет реле 14 времени, которое может быть выполнено в виде аналогового ключа, который открывается потенциалом, снимаемым с второго выхода регистра 6 сдвига и позволяющего конденсатору интегратора начать заряжаться, а напряжению с конденсатора поступать на вход аналогового компаратора для сравнения с напряжением, формируемым на выходе цифроаналогового преобразователя, являющегося нагрузкой схемы 12 деления.
Рассмотрим на примере, например, при средней скорости цели 2000 м/с и 200 м/с отмеченное выше.
Используем выражение (До/Vo)(Vi+NVo) для вычисления расстояний между приемно-передающей антенной 2 РЛС и целью, при которых будут определены моменты пуска боеприпаса и которые цифровым кодом будут отображены на выходе ПЗУ2 при подаче на его входы цифровых кодов, соответствующих интервалам времени t2000=24 м/(2000 м/с)=0,012 с или t200=24 м/(200 м/c)=12 c. То есть
при V2000, Д2000=(6/150)(2000+19×150)=194 м,
а при V200, Д200=(6/150)(200+19×150)=122 м.
При этом на выходах ПЗУ1 появятся цифровые числа, соответствующие величинам (Vcp+Vp), то есть величинам 2000 м/с+1000 м/с=3000 м/с и 200 м/с+1000 м/с=1200 м/с. Тогда используем выражение (Дo/Vo)(Vi+NVo)/(Vcp+Vp) и вычислим время, через которое после пуска защитного боеприпаса его необходимо подорвать, и подорвать в точке встречи с целью, то есть
при V2000, t2=Д2000/(Vср+Vр)=194 м/(2000+1000)м/с=0,064666 с,
а при V200, t3=Д200/(Vср+Vр)=194 м/(200+1000)м/с=0,101666 с.
За эти интервалы времени t2 и t3 защитный боеприпас и цель пролетят расстояния
при V2000, 1000 м/с×0,064666 с=64,66666 м и 2000 м/с×0,064666 с=129,33333 м,
а при V200, 1000 м/с×0,1016666 с=101,66666 м и 200 м/с×0,1016666 с=20,33333 м.
То есть защитный боеприпас будет подорван на удалениях от приемно-передающей антенны 2 РЛС, равных 64,66666 м и 101,66666 м, в соответствующих точках упреждения, так как суммы расстояний, которые пролетят цель и защитный боеприпас после его пуска
при V2000, 64,66666 м+129,33333 м=194 м,
а при V200, 101,66666 м+20,33333 м=122 м,
будут соответствовать соответственно величинам расстояний Д2000 и Д200.
Очевидно, что уничтожение защитного боеприпаса только с частью радиовзрывателя, а именно с реле 14 времени и сохранение основной части РЛС для работы с другими защитными боеприпасами, с экономической точки зрения выгодно отличает предлагаемое техническое решение от известного.
Группа изобретений относится к радиолокационной технике. Достигаемым техническим результатом является уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик радиовзрывателей за счет использования только одной радиолокационной станции (РЛС). Указанный результат достигается за счет того, что определяют моменты выдачи команд на пуск и подрыв защитного боеприпаса после того, как на РЛС определят моменты возникновения сигналов разностных частот (N+4)Fдо=(N+4)2Vofн/C и МFдо=N2Vofн/C, когда цель находится соответственно на (До/Vo)[Vi+(N+4)Vo] и (До/Vo)(Vi+NVo) удалениях от приемно-передающей антенны РЛС, где N - положительное число, fн - частота излучаемого непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), Vo, Vi и С - скорости: защитного боеприпаса, цели и света, До - расстояние, выбираемое из условия До/Vo=fн/Fмfд, fд и Fм - девиация частоты и частота модуляции НЛЧМ сигнала, и измеряют интервал времени t между моментами возникновения этих сигналов, после чего, в соответствии с длительностью измеренного интервала времени t, выбирают из совокупности заранее рассчитанных величин две: Дi=(Дo/Vo)(Vi+NVo) - дальность и (Vi+Vp) - сумму скоростей, и вычисляют отношение t1=Дi/(Vi+Vp), где Vp - реальная скорость защитного боеприпаса, определяющее время между пуском защитного боеприпаса в момент, когда цель будет находиться на (До/Vo)(Vi+NVo) расстоянии от приемно-передающей антенны РЛС и моментом подрыва защитного боеприпаса, когда он будет находиться в точке упреждения - месте встречи с целью. При этом радиовзрыватель содержит: приемно-передающую антенну, передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, смеситель, фильтр разностных частот, обнаружитель сигнала узкополосного спектра частот, регистр сдвига, элемент И, элемент задержки счетчика импульсов, генератор счетных импульсов, схему деления, два постоянных запоминающих устройства и реле времени. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
1. Способ определения моментов выдачи команд на пуск и подрыв защитного боеприпаса, совмещенного с радиолокационной станцией (РЛС), заключающийся в обнаружении и определении момента возникновения на РЛС сигнала разностной частоты Fдо=2Vofн/C,
где fн - частота излучаемого непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал),
Vo и С - расчетная скорость защитного боеприпаса и скорость света, отличающийся тем, что на РЛС определяют моменты возникновения сигналов разностных частот (N+4)Fдо=(N+4)2Vofн/C и NFдo=N2Vofн/C, когда цель находится соответственно на (До/Vo)[Vi+(N+4)Vo] и (Дo/Vo)(Vi+NVo) удалениях от приемно-передающей антенны РЛС,
где N - положительное число,
Vi - радиальная скорость цели,
До - расстояние, выбираемое из условия До/Vo=fн/Fмfд,
fд и Fм - девиация частоты и частота модуляции НЛЧМ сигнала, и измеряют интервал времени t между моментами возникновения этих сигналов, после чего, в соответствии с длительностью измеренного интервала времени t, выбирают из совокупности заранее рассчитанных величин две:
Дi=(Дo/Vo)(Vi+NVo) - дальность и (Vi+Vp) - сумму скоростей,
где Vp - известная реальная скорость защитного боеприпаса,
и вычисляют отношение t1=Дi/(Vi+Vp), определяющее время между пуском защитного боеприпаса в момент, когда цель будет находится на (Дo/Vo)(Vi+NVo) расстоянии от приемно-передающей антенны РЛС и моментом подрыва защитного боеприпаса, когда он будет находиться в точке упреждения - месте встречи с целью.
2. Радиовзрыватель, содержащий приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика НЛЧМ сигнала, а выход, через фильтр разностных частот, к входу обнаружителя сигнала узкополосного спектра частот, отличающийся тем, что выход обнаружителя сигнала узкополосного спектра частот подключен к входу регистра сдвига, второй выход которого, через элемент задержки, подключен к входам сброса регистра сдвига и счетчика импульсов, а первый выход, через элемент И, подключен к входу счетчика импульсов, выходы которого подключены к входам первого и второго постоянных запоминающих устройств (ПЗУ1 и ПЗУ2), выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам схемы деления, выходы которой подключены к первым входам реле времени, второй вход которой подключен к второму выходу регистра сдвига и первой выходной шине, выход реле времени подключен к второй выходной шине, выход генератора счетных импульсов подключен к второму входу элемента И.
