Способ компенсации помех и радиолокационная станция для его осуществления Российский патент 2019 года по МПК G01S7/36 

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных, в том числе, ответных помех.

Большие проблемы работе РЛС создают преднамеренные активные, в том числе, импульсные помехи [Справочник. Радиотехнические системы. Основы построения и теория. Под редакцией Я.Д. Ширмана гл. 6.4.1, с. 79], воздействующие на РЛС по главному лучу и боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА) [Защита от радиопомех, под ред. М.В. Максимова, М. Сов. Радио, 1976 г, с. 60]. Импульсные помехи энергетически более выгодны для постановщика, так как при небольшой средней мощности импульсная мощность помехи может значительно превышать уровень непрерывной помехи. В результате действия импульсных помех происходят ложные обнаружения целей. При достаточно большой мощности помехи она обнаруживается не только в главном луче, но и при приеме с бокового направления боковыми лепестками ДНА, в результате чего при частоте следования импульсов, значительно превышающей частоту зондирования, создается большое число ложных сигналов (отметок) хаотических или неподвижных, в простейшем случае, либо движущихся с установленной постановщиком помехи скоростью, в случае синхронной ответной помехи. Во всех случаях импульсы помехи воспринимаются как отраженные от целей, поэтому по ним выполняют захват и завязку трассы [С.З. Кузьмин - Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации стр. 109] с последующим ее сбросом, в случае несинхронной помехи, или ведением ложной трассы, в случае синхронной помехи с изменяющейся задержкой. В результате ответная помеха приводит к перегрузке устройств РЛС.

Известен способ распознавания сигналов синхронных ответных помех [патент RU №2562449], в котором решаемой проблемой является распознавание ответной помехи. Проблема решается тем, что излучается зондирующий сигнал пониженной мощности (ложный зонд), при котором отраженный сигнал от реальной цели будет много ниже порога обнаружения. В то же время постановщик ответной помехи излучает усиленную копию ложного зонда и поэтому обнаруженные в это время сигналы считают сигналами синхронной ответной помехи.

Суть способа состоит в том, что при излучении ложного зонда постановщик синхронной ответной помехи, находящийся на предельной дальности (не досягаемой для средств поражения) для подавления РЛС, в том числе в области боковых лепестков диаграммы направленности антенны (ДНА), излучает усиленную копию этого сигнала, в то время как уровень отраженного ложного зонда от реальной цели будет ниже порога обнаружения. Следовательно, после излучения ложного зонда превысить порог обнаружения может только синхронная ответная помеха. Это и является признаком, по которому эта помеха может быть распознана.

Недостаток известного способа состоит в том, что необходимо изменять уровень мощности зонда и, кроме того, при наложении более мощного импульса помехи, принимаемого с бокового направления на отраженный сигнал от цели, принимаемый главным лучом, отраженный сигнал будет принят за помеху. Чтобы выделить отраженный сигнал из смеси с помехой необходимо ее компенсировать.

Известен наиболее близкий к предлагаемому способ компенсации непрерывных помех [Справочник. Радиотехнические системы. Основы построения и теория. Под редакцией Я.Д. Ширмана, гл. 25.4.2, с. 436], основанный на приеме сигналов двумя приемными каналами - основным и дополнительным, автоматической настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на постановщик помехи. Это достигается тем, что в процессе управления в автокомпенсаторе происходит выравнивание амплитуды и фазы только коррелированной части сигналов основного и дополнительного каналов с последующим их вычитанием. Исключение возможности подавления отраженного от цели сигнала при этом достигается за счет отличительного признака сигнала и помехи, заключающегося в различной протяженности во времени непрерывной помехи и сравнительно коротких отраженных от цели сигналов. Благодаря этой разнице подстройка параметров автокомпенсатора на помеху происходит за время, большее чем длительность отраженного от цели сигнала. Поэтому автокомпенсатор не может компенсировать отраженный от цели сигнал, но при этом автокомпенсатор не может компенсировать и импульсные помехи.

Известна наиболее близкая к предлагаемой РЛС [там же гл. 25.4.3 с. 436] (фиг. 1), содержащая две антенны, основную 1 и дополнительную 2, два канала - основной приемо-передающий канал (ОК) 3 и дополнительный приемный канал (ДК) 4, автокомпенсатор 5 и синхронизатор 6, выход основной антенны 1 соединен с входом ОК 3, выход дополнительной антенны 2 соединен с входом ДК 4, выходы ОК 3 и ДК 4 соединены с первым и вторым входами автокомпенсатора 5 соответственно, выход синхронизатора 6 соединен с третьим входом автокомпенсатора.

РЛС, осуществляющая известный способ, работает следующим образом. Непрерывная помеха, принятая основной антенной 1 и антенной 2, поступает через основной канал 3 и дополнительный канал 4 на первый и второй входы автокомпенсатора 5 соответственно. В автокомпенсаторе происходит автоматическое выравнивание амплитуды и фазы помехи, принятой основным и дополнительным каналами, и их вычитание. При этом на выходе автокомпенсатора 5 происходит компенсация помехи. Синхронизатор 6 задает последовательность периодов повторения зондирующего импульса.

Постоянную времени срабатывания автокомпенсатора выбирают много большей, чем длительность отраженного зондирующего импульса, для того, чтобы автокомпенсатор за время действия отраженного сигнала не успевал его скомпенсировать. Это исключает возможность подавления отраженного сигнала от цели, но это и не позволяет компенсировать импульсную помеху, поскольку ее протяженность во времени совпадает с протяженностью сигнала.

Поэтому автокомпенсаторы не применяют для компенсации импульсных помех.

Недостаток наиболее близкого известного способа состоит в том, что способ не обеспечивает компенсации импульсных помех.

Таким образом, решаемой технической проблемой (техническим результатом) является компенсация импульсной помехи, при исключении компенсации сигналов, отраженных от цели.

Техническая проблема компенсации импульсной помехи решается на основе распознавания импульсов помехи по признакам, отличающим импульсы помехи от сигналов, и настройке автокомпенсатора только на распознанные импульсы помехи.

Поставленная проблема (технический результат) решается тем, что в способе компенсации помех радиолокационной станции, основанном на приеме сигналов основным и дополнительным каналами, на настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на источник помех, согласно изобретению в процессе работы РЛС при обзоре направления выключают на очередной период излучение зонда, принимаемые в этом периоде сигналы считают ответной помехой, настройку параметров автокомпенсатора выполняют по этим сигналам, после чего осуществляют обзор направления.

Поставленная проблема (технический результат) решается тем, что в радиолокационную станцию для осуществления способа компенсации помех содержащую: основную антенну, дополнительную антенну, основной приемо-передающий и дополнительный приемный каналы, автокомпенсатор, синхронизатор, вход-выход основной антенны и выход дополнительной соединены с входами соответствующих каналов, выход основного канала и первый выход дополнительного канала соединены с первым и вторым входами автокомпенсатора соответственно, первый выход синхронизатора соединен с третьим входом автокомпенсатора согласно изобретению введены устройство формирования зондирующего сигнала (УФ) и устройство стробирования, первый вход, которого соединен со вторым выходом дополнительного канала, второй выход синхронизатора соединен со вторым входом устройства стробирования и с входом УФ, выход которого соединен со вторым входом основного канала, а выход устройства стробирования соединен с четвертым входом автокомпенсатора.

Суть работы способа состоит в том, что в начале обзора нового направления (при перебросе луча в новое направление) по сигналу синхронизатора, работающего по заданной программе, с помощью УФ на очередной период выключают излучение зонда. Постановщик помех продолжает излучать ответную помеху на основании принятого сигнала зонда предыдущего периода. Отраженных сигналов в периоде пропуска зонда нет, поэтому все принятые сигналы считают ответной помехой. Одновременно с выключением излучения зонда по команде синхронизатора включают устройство стробирования, автокомпенсатор под стробами настраивает параметры на принимаемую помеху до ее подавления. В следующем периоде синхронизатор с помощью УФ включает излучение зонда и выключает устройство стробирования. В этом периоде параметры автокомпенсатора не меняются и остаются настроенными только на помеху. При этом компенсации отраженных от цели сигналов не происходит из-за того, что амплитудно-фазовые соотношения у них иные, чем у помехи, так как угловые положения цели и помехи различны

Изобретения иллюстрируется чертежами:

фиг. 1 - схема РЛС для осуществления способа - прототипа;

фиг. 2 - схема РЛС для осуществления заявленного способа;

Заявленная РЛС для осуществления способа компенсации помех (фиг. 2) содержит основную антенну 1 и дополнительную антенну 2, основной приемо-передающий канал 3 и дополнительный приемный канал 4, автокомпенсатор 5, синхронизатор 6, устройство стробирования 7, устройство формирования зондирующего сигнала 8, вход-выход антенн 1 и выход антенны 2 соединены соответственно с входами каналов ОК 3 и ДК 4, выход ОК 3 соединен с первым входом автокомпенсатора 5, первый выход ДК 4 соединен со вторым входом автокомпенсатора 5, второй выход ДК 4 соединен с первым входом устройства стробирования 7, выход которого соединен с четвертым входом автокомпенсатора 5, первый выход синхронизатора 6 соединен третьим входом автокомпенсатора 5, а второй выход соединен со вторым входом устройства стробирования 7 и входом УФ 8, выход которого соединен со вторым входом ОК 3.

Рассмотрим более подробно осуществимость способа (фиг. 2) на конкретном примере.

По сигналу синхронизатора 6, работающего по заданной программе, при обзоре нового направления (при перестройке луча) с помощью УФ 8 выключают излучение зонда, одновременно синхронизатор 6 выдает команду на устройства стробирования 7 и включает его. Постановщик помех продолжает излучать копию зонда предыдущего периода, которую принимает боковыми лепестками основная антенна 1 и дополнительная антенна 2. Сигналы, принятые основной 1 и дополнительной 2 антеннами, поступают на входы каналов ОК 3 и ДК 4 соответственно. С выхода канала ОК 3 и первого выхода канала ДК 4 сигналы поступают на первый и второй входы автокомпенсатора 5 соответственно, сигналы со второго выхода ДК 4 поступают на второй вход устройства стробирования 7, который формирует строб во время приема импульса помехи, включающий автокомпенсатор 5 на это время. Под стробом в импульсном режиме в этом периоде происходит подстройка параметров автокомпенсатора 5 от строба к стробу таким образом, чтобы в направлении на постановщика помех происходила максимально возможная компенсация сигналов, принятых боковыми лепестками ДНА основной антенны. В следующем периоде по команде от синхронизатора 6 включают с помощью УФ излучение зонда для осмотра направления и выключают устройство стробирования 7. Параметры автокомпенсатора в этом периоде не изменяются. Благодаря этому принимаемые сигналы ответной помехи в этом периоде компенсируются, а отраженные сигналы, принятые главным лучом основной антенны, не компенсируются, так как из-за углового разноса цели и постановщика помехи амплитудно-фазовые соотношения отраженных сигналов не совпадают с таковыми импульсов помехи, на которые настроен автокомпенсатор.

Таким образом решается проблема компенсации автокомпенсатором импульсных помех, принятых с направления на постановщик помех. Причинно-следственная связь между поставленной проблемой, состоящей в компенсация импульсной помехи и сохранении условий приема сигналов, отраженных от цели, и признаками изобретения состоит в том, что в формулу изобретения включен признак «в процессе работы РЛС при обзоре направления выключают на очередной период излучение зонда, принимаемые в этом периоде сигналы считают ответной помехой, настройку параметров автокомпенсатора выполняют по этим сигналам, после чего осуществляют обзор направления», что обеспечивает компенсацию импульсной помехи и сохранение условий приема сигналов отраженных от цели.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных, в том числе ответных, помех. Достигаемый технический результат - компенсация импульсной помехи, при сохранении условий приема сигналов, отраженных от цели. Указанный технический результат достигается тем, что в способе компенсации помех радиолокационной станции, основанном на приеме сигналов основным и дополнительным каналами, на настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на источник помех, в процессе работы РЛС при обзоре направления выключают на очередной период излучение зонда, принимаемые в этом периоде сигналы считают ответной помехой, настройку параметров автокомпенсатора выполняют по этим сигналам, после чего осуществляют обзор направления. Технический результат достигается также тем, что в радиолокационную станцию для осуществления способа компенсации помех, содержащую основную антенну, дополнительную антенну, основной приемо-передающий и дополнительный приемный каналы, автокомпенсатор, синхронизатор, вход-выход основной антенны и выход дополнительной соединены с входами соответствующих каналов, выход основного канала и первый выход дополнительного канала соединены с первым и вторым входами автокомпенсатора соответственно, первый выход синхронизатора соединен с третьим входом автокомпенсатора, введены устройство формирования зондирующего сигнала (УФ) и устройство стробирования, первый вход которого соединен со вторым выходом дополнительного канала, второй выход синхронизатора соединен со вторым входом устройства стробирования и с входом УФ, выход которого соединен со вторым входом основного канала, а выход устройства стробирования соединен с четвертым входом автокомпенсатора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ компенсации помех радиолокационной станции (РЛС), основанный на приеме сигналов основным и дополнительным приемными каналами, на настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на источник помех, отличающийся тем, что в процессе работы РЛС при обзоре направления выключают на очередной период излучение зонда, принимаемые в этом периоде сигналы считают ответной помехой, настройку параметров автокомпенсатора выполняют по этим сигналам, после чего осуществляют обзор направления.

2. Радиолокационная станция для осуществления способа компенсации помех, содержащая основную приемную антенну, дополнительную приемную антенну, основной приемо-передающий и дополнительный приемный каналы, автокомпенсатор, синхронизатор, первый выход синхронизатора соединен с третьим входом автокомпенсатора, вход-выход основной приемной антенны и выход дополнительной приемной антенны соединены с входами соответствующих приемных каналов, выход основного приемного канала и первый выход дополнительного приемного канала соединены с первым и вторым входами автокомпенсатора соответственно, отличающаяся тем, что введены устройство формирования зондирующего сигнала (УФ) и устройство стробирования, первый вход которого соединен со вторым выходом дополнительного приемного канала, второй выход синхронизатора соединен со вторым входом устройства стробирования и с входом УФ, выход которого соединен со вторым входом основного приемного канала, а выход устройства стробирования соединен с четвертым входом автокомпенсатора.