Устройство определения дальности и направления Российский патент 2017 года по МПК G01S11/00 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для поиска и многоцелевого сопровождения объектов.

Известно устройство определения дальности направления, изложенное в книге Ю.М. Казаринов «Радиотехнические системы», М.: Высшая школа 1990 г., стр. 195. В нем с помощью синхронизатора выдаются синхроимпульсы как команды на формирование импульсных электромагнитных сигналов импульсному генератору. С выхода его импульсы поступают через антенный переключатель в антенну, которая может быть широконаправленная. Отраженные от объектов сигналы снова поступают в антенну и далее через упомянутый антенный переключатель в приемник. Антенный переключатель исключает попадание передающего импульса в приемник и имеет второй совмещенный вход и выход, соединенный с совмещенным входом и выходом антенны. В приемнике осуществляется преобразование электромагнитных сигналов от объектов в электрические, и выделение сигналов, характерных для ожидаемых целей. С выхода приемника сигналы поступают в преобразователь дальности, куда также поступает синхроимпульс с синхронизатора. Преобразователь дальности определяет временное рассогласование между синхроимпульсом и сигналом с приемника. В устройстве могут определяться направления на объекты в процессе автосопровождения многих целей, которые вместе с дальностью отображаются на индикаторе. Однако при многоцелевом сопровождении для определения направления до многих объектов требуется увеличенное количество пеленгационных узлов, что усложняет устройство.

Известно устройство определения дальности и направления, представленное как радиолокатор №5236, изложенное в книге «Радиоэлектронная промышленность в России» Минаев В.Н. 2010 г., М.: ООО ИД «Военный парад», стр. 97, в него могут входить те же узлы, что и в вышеупомянутом устройстве. Однако для одновременного определения направления до многих объектов также требуется увеличенное количество пеленгационных узлов, что усложняет устройство. С помощью предлагаемого изобретения упрощается устройство без уменьшения точность определения направлений. Достигается это введением повернутой узконаправленной антенны, отражателя, второго приемника, амплитудного селектора, блока определения малого временного интервала, вычислителя и датчика расстояния между антенной с отражателем, при этом повернутая узконаправленная антенна жестко связана с широконаправленной антенной, имеет электромагнитный вход, связанный с электромагнитным выходом отражателя, и имеет выход, соединенный через второй приемник, амплитудный селектор с первым входом блока определения малого временного интервала, имеющего второй вход и группу выходов соответственно соединенные с выходом приемника и с первой группой входов вычислителя, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов преобразователя дальности, и имеющего третью группу входов, соединенную с группой выходов датчика расстояния между отражателем и повернутой узконаправленной антенной, и имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1. синхронизатор

2. импульсный передатчик

3. антенный переключатель

4. широконаправленная антенна

5. повернутая узконаправленная антенна

6. отражатель

7, 8. приемники

9. преобразователь дальности

10. амплитудный селектор

11. индикатор

12. блок определения малого временного интервала

13. вычислитель

14. датчик расстояния между отражателем и повернутой узконаправленной антенной, при этом повернутая узконаправленная антенна 5 жестко связана с широконаправленной антенной 4 и имеет электромагнитный вход, связанный с электромагнитным выходом отражателя 6., и имеет выход, соединенный через приемник 8, через амплитудный селектор 10 с первым входом блока определения малого временного интервала 12, имеющего второй вход и группу выходов, соответственно соединенную с выходом приемника 7 и первой группой входов вычислителя 13, имеющего вторую группу входов соединенную с группой выходов преобразователя дальности 9, и имеющего третью группу входов, соединенную с группой выходов датчика расстояния между отражателем и повернутой узконаправленной антенной 14, и имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора 11, а первый вход преобразователя дальности 9 соединен с выходом синхронизатора 1, соединенный также, через импульсный передатчик 2 с первым входом антенного переключателя 3, имеющего совмещенный второй вход и второй выход, соединенный с совмещенным входом и выходом широконаправленной антенны 4, и имеющий первый выход, соединенных через приемник 7 с вторым входом преобразователя дальности 9.

Устройство работает следующим образом. С помощью синхронизатора 1 выдаются синхроимпульсы как команды на формирование импульсных электромагнитных сигналов импульсному генератору 2. С выхода его импульсы поступают через антенный переключатель 3 в широконаправленную антенну 4 и излучаются в пространство. Отраженные от объектов сигналы снова поступают в антенну 4 и далее через упомянутый антенный переключатель 3 в приемник 7. Антенный переключатель исключает попадание передающего импульса в приемник 7 и имеет второй совмещенный вход и выход, связанный с совмещенным входом и выходом широконаправленной антенны 4. В приемнике 7 осуществляется преобразование электромагнитных сигналов от объектов в электрические и выделение сигналов, характерных для ожидаемых целей. С выхода приемника 7 сигналы поступают в преобразователь дальности 9, куда также на другой вход поступают синхроимпульсы с синхронизатора 1. Преобразователь дальности 9 определяет временное рассогласование между синхроимпульсом 1 и сигналом с приемника 7. Электромагнитная энергия, отраженная от объекта, и далее отражается от отражателя 6 и поступает в повернутую узконаправленную антенну 5, жестко связанную с антенной 4 и отстоящего от нее, например, на 200 м. Антенна 5 повернута в направлении отражателя 6. В качестве отражателя может быть использован уголковый отражатель. Пример его исполнения представлен в вышеупомянутом источнике на стр. 204, 205, где отмечено, что он имеет достаточную отражательную способность с любого направления. С выхода узконаправленной антенны 5 сигнал поступает в приемник 8, где преобразуется из электромагнитного в электрический, который далее поступает в амплитудный селектор 10, где выделяется по амплитуде относительно других мешающих сигналов. Выход амплитудного селектора 10 соединен с первым входом блока определения малого временного интервала 12, а на второй его вход поступает сигнал с приемника 7. В блоке 12 определяется временной интервал между сигналом с приемника 7 и амплитудного селектора 10 с точностью, например, до 1 нс, который характеризует направление на цель. Пример исполнения преобразователя дальности 4 и блока определения малого временного интервала представлен в патенте автора №2195686, бюл. 36, 2002 г., а так же в книге «Справочник - задачник по радиолокации», М., 1977, Васин В.В., Стаганов Б.М., стр. 214, рис. 9.7. Из-за наличия отражения от отражателя 6 знак интервала не меняется. Возможен вариант исполнения, когда антенна 4 поворачивается в процессе многоцелевого автосопровождения и поиска многих целей. Однако, при этом повернутая узконаправленная антенна 5 и отражатель 6 остаются неподвижны, так как отражатель продолжает отражать электромагнитную энергию и при изменении направления ее прихода. Информация с группы выходов блока определения малого временного интервала поступает на первую группу входов вычислителя 13, а на вторую группу входов вычислителя поступает информация о дальности с преобразователя 9 и на третью группу входов - информация о базе с датчика расстояния между отражателем и повернутой узконаправленной антенной 14. Вычислитель 13 на основании соотношения известных сторон треугольника определяет направление на цели и осуществляется построение траекторий их движений. Пример исполнения вычислителя, выполняющего функции блока вторичной обработки, представлен, например, в книге «Радиотехнические системы», Пестряков В.П. и др. 1985 г., стр. 219. Информация о дальности и направлений до целей поступает с группы выходов вычислителя 13 в индикатор 11 для отображения Таким образом, обеспечивается обнаружение и сопровождение многих целей в широких углах поля зрения.

В устройстве определения дальности и направления осуществляется его упрощение без уменьшения точности определения направлении благодаря введению повернутой узконаправленной антенны, отражателя, второго приемника, амплитудного селектора, блока определения малого временного интервала, вычислителя и датчика расстояния между антенной с отражателем, при этом повернутая узконаправленная антенна жестко связана с широконаправленной антенной, имеет электромагнитный вход, связанный с электромагнитным выходом отражателя, и имеет выход, соединенный через второй приемник, амплитудный селектор с первым входом блока определения малого временного интервала, имеющего второй вход и группу выходов, соответственно соединенные с выходом приемника и с первой группой входов вычислителя, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов преобразователя дальности, и имеющего третью группу входов, соединенную с группой выходов датчика расстояния между отражателем и повернутой узконаправленной антенной, и имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора. 1 ил.

Устройство определения дальности и направления, состоящее из синхронизатора, импульсного передатчика, антенного переключателя, широконаправленной антенны, приемника, преобразователя дальности и индикатора, где выход синхронизатора соединен с первым входом преобразователя дальности и соединен через импульсный передатчик с первым входом антенного переключателя, имеющего совмещенный второй вход и второй выход, соединенный с совмещенным входом и выходом широконаправленной антенны, и имеющий первый выход, соединенный через приемник со вторым входом преобразователя дальности, отличающийся тем, что вводится: повернутая узконаправленная антенна, отражатель, второй приемник, амплитудный селектор, блок определения малого временного интервала, вычислитель и датчик расстояния между отражателем и узконаправленной антенной, при этом повернутая узконаправленная антенна жестко связана с широконаправленной антенной, имеет электромагнитный вход, связанный с электромагнитным выходом отражателя, и имеет выход, соединенный через второй приемник, амплитудный селектор с первым входом блока определения малого временного интервала, имеющего второй вход и группу выходов соответственно соединенные с выходом приемника и с первой группой входов вычислителя, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов преобразователя дальности, и имеющего третью группу входов, соединенную с группой выходов датчика расстояния между отражателем и повернутой узконаправленной антенной, и имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора.