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 и 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 защиты РЛС от синхронных помех путем их распознавания [патент RU №2569490].

Суть способа состоит в том, что сигнал, принятый в зоне, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен считают помехой, его используют в качестве образца помехи и по нему определяют импульсы помехи, принятые на всей рабочей дистанции. При этом зоной, где прием отраженного от цели сигнала маловероятен или невозможен, считают зону, расположенную за пределами максимальной дальности РЛС или за пределами прямой видимости при просмотре пространства под малыми углами места.

Недостаток известного способа состоит в том, что при наложении более мощного импульса помехи на отраженный сигнал от цели, принятый главным лучом, отраженный сигнал будет принят за помеху. Чтобы выделить отраженный сигнал из смеси с помехой необходимо ее компенсировать.

Известен наиболее близкий к предлагаемому [Справочник. Радиотехнические системы. Основы построения и теория. Под редакцией Я.Д. Ширмана, гл. 25.4.2, с. 436] способ компенсации непрерывных помех, основанный на приеме сигналов двумя приемными каналами - основным и дополнительным, автоматической настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на источник помехи, таким образом, что при этом коэффициент корреляции сигнала на выходе вычитающего устройства автокомпенсатора с сигналом в дополнительном канале равняется нулю или имеет минимальное значение. Это достигается тем, что в процессе вычисления функции взаимной корреляции между сигналами на выходе схемы вычитания сигналов основного и дополнительного каналов, управление параметрами автокомпенсатора приводит к выравниванию амплитуды и фазы только коррелированной части сигналов основного и дополнительного каналов с последующим их вычитанием. Т. е. имеет место отрицательная обратная связь, но только по величине функции взаимной корреляции.

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 приемных канала - основной (ОК) 3, дополнительный (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 ДК 4 и ОК3 соединены с первым и вторым входами автокомпенсатора 5 соответственно, выход синхронизатора 6 соединен с третьим входом автокомпенсатора.

Способ и РЛС работают следующим образом. Непрерывная помеха, принятая основной 1 и дополнительной 2 антеннами, поступает через основной 3 и дополнительный 4 каналы на соответствующие входы автокомпенсатора 5. В автокомпенсаторе происходит вычитание коррелированной части сигнала дополнительного канала из сигнала, принятого основным каналом. Это достигается тем, что в процессе вычисления функции взаимной корреляции между сигналами на выходе схемы вычитания основного 3 и сигналами вспомогательного 4 каналами управление параметрами канала компенсации приводит к выравниванию амплитуды и фазы только коррелированной части сигналов основного 3 и вспомогательного 4 каналов с последующим их вычитанием. При этом на выходе автокомпенсатора 5 происходит компенсация помехи. Синхронизатор 6 задает последовательность периодов повторения зондирующего импульса.

Постоянная времени срабатывания автокомпенсатора выбирается много большей, чем длительность отраженного зондирующего импульса, для того, чтобы автокомпенсатор за время действия отраженного сигнала не успевал его скомпенсировать. Это исключает возможность подавления сигнала от цели, но это и не позволяет компенсировать импульсную помеху. Поэтому автокомпенсаторы не применяют для компенсации импульсных помех.

Недостаток наиболее близкого известного способа и наиболее близкой РЛС состоит в том, что они не обеспечивают компенсации импульсных помех.

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

Поставленная проблема (технический результат) решается тем, что в способе компенсации помех радиолокационной станции, основанном на приеме сигналов основным каналом и дополнительным каналом, на настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на источник помех, согласно изобретению настройку параметров выполняют по сигналам, принимаемым в интервале времени, в котором прием отраженных от цели сигналов невозможен или маловероятен.

Поставленная проблема (технический результат) решается тем, что в радиолокационной станции для осуществления способа компенсации помех, содержащем антенну основного канала и антенну дополнительного канала, основной и дополнительный каналы, автокомпенсатор, синхронизатор, выход антенны основного канала соединен с входом основного канала, а его выход с первым входом автокомпенсатора, выход антенны дополнительного канала соединен с входом дополнительного канала, а его выход соединен со вторым входом автокомпенсатора, согласно изобретению введено устройство стробирования, вход которого соединен с выходом синхронизатора, а выход соединен с третьим входом автокомпенсатора, выход автокомпенсатора является выходом РЛС.

Суть работы способа и устройства заключается в следующем (фиг. 2).

Синхронизатор в конце дистанции, там, где наличие сигнала, отраженного от цели маловероятно, включает устройство стробирования, которое формирует строб для включения автокомпенсатора и его работы в импульс-ном режиме при приеме импульсов с направления на постановщик помехи антеннами основного и дополнительного каналаов. Параметры автокомпенсатора в импульсном режиме настраиваются таким образом, что помеха, принимаемая с направления на постановщик помехи компенсируются. Это состояние параметров автокомпенсатора сохраняется и не изменяется весь следующий период. Поэтому в следующем периоде с этого направления помеха, принятая антенной основного канала, будет скомпенсирована. Влияние сигналов, принятых антенной дополнительного канала, на параметры автокомпенсатора исключено до конца второго периода, когда синхронизатор с помощью стробирующего устройства вновь переводит автокомпенсатор в активный режим, т.е. автокомпенсатор уточняет параметры настройки по сигналам, принимаемым после его включения синхронизатором.

Суть работы автокомпенсатора в импульсном режиме сводится к тому, что он включается стробирующим устройством по команде синхронизатора в конце дистанции, когда прием отраженных от целей сигналов маловероятен или невозможен. При появлении импульса помехи в дополнительном канале на время ее действия автокомпенсатор начинает компенсировать этот импульс. При окончании импульса помехи автокомпенсатор сохраняет измененные параметры автокомпенсатора до появления следующего импульса и при появлении следующего импульса продолжает увеличивать глубину подавления импульсов помехи, последовательно доводя подавление до максимально возможного значения. Включение синхронизатором второго периода излучения служит сигналом для сохранения состояния автокомпенсатора на весь следующий период. Таким способом автокомпенсатор позволяет компенсировать импульсную помеху, принимаемую с направления на постановщик помехи.

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, дополнительную антенну 2, основной канал 3 и дополнительный канал 4, автокомпенсатор 5, синхронизатор 6, устройство стробирования 7, выходы антенн 1 и 2 подключены соответственно к входам каналов ОК 3 и ДК 4, выход ОК 3 соединен с первым входом автокомпенсатора 5, выход ДК 4 соединен со вторым входом автокомпенсатора 5, выход устройства стробирования 7 соединен с третьим входом автокомпенсатора 5, выход синхронизатора 6 соединен входом устройства стробирования 7.

Рассмотрим более подробно осуществимость способа (фиг. 2) на конкретном примере. Сигналы, принятые основной 1 и дополнительной 2 антеннами в интервале времени за пределами дальности действия, определяемой синхронизатором 6, поступают соответственно на входы ОК 3 и ДК 4, синхронизатор 6 включает устройство стробирования 7 и определяет периоды повторения в работе автокомпенсатора 5. Сигналы с выхода ОК 3 поступают на вход 1 автокомпенсатора 5, сигналы с выхода ДК4 поступают на на второй вход автокомпенсатора 5. В импульсном режиме происходит под-стройка параметров автокомпенсатора таким образом, чтобы в направлении на постановщик помех происходило компенсация сигналов, принятых основной антенной. Сигналы, отраженные от цели и принятые главным лучом, не компенсируются, поскольку из- за углового разноса цели и постановщика помехи амплитудно-фазовые соотношения в каналах отраженных сигналов не совпадают с таковыми импульсов помехи, на которые настроен автокомпенсатор.

Суть работы автокомпенсатора 5 в этом случае сводится к тому, что он включается устройством стробирования 7 по команде синхронизатора 6 в конце дистанции, когда прием отраженных от целей сигналов маловероятен или невозможен. При этом автокомпенсатор 5 включается только при появлении импульса помехи на время ее действия и автокомпенсатор 5 начинает компенсировать этот импульс. При окончании импульса помехи состояние автокомпенсатора 5 сохраняется до появления следующего импульса. При появлении следующего импульса помехи автокомпенсатор вновь продолжает работать, увеличивая глубину подавления импульсов помехи, подстраивая параметры автокомпенсатора 5 последовательно от импульса к импульсу, доводя подавление помехи до максимально возможного значения. Включение синхронизатором 6 второго периода служит сигналом для сохранения состояния параметров автокомпенсатора 5 на весь следующий период. Сохранение его состояния между импульсами помехи может осуществляться любым известным способом, например, увеличением постоянной времени автокомпенсатора на это время.

Причинно- следственная связь между поставленной проблемой, состоящей в компенсация импульсной помехи и приеме сигналов в главном луче без компенсации сигналов, отраженных от цели, и признаками изобретения состоит в том, что в формулу изобретения включен признак «настройку параметров канала автокомпенсации выполняют по сигналам, принимаемым в интервале времени, в котором прием отраженных от цели сигналов невозможен или маловероятен», что обеспечивает компенсацию помехи и не позволяет компенсировать отраженный сигнал.

Таким образом решается проблема компенсации автокомпенсатором импульсных помех, принятых боковыми лепестками ДНА с направления на постановщик помех.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных и ответных помех. Достигаемым техническим результатом является компенсация импульсной помехи, принятой с боковых направлений боковыми лепестками диаграммы направленности антенны, и прием сигналов в главном луче без компенсации сигналов, отраженных от цели. Указанный технический результат достигается тем, что в способе компенсации помех радиолокационной станции, основанном на приеме сигналов основным каналом и дополнительным каналом, на настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на источник помех, настройку параметров выполняют по сигналам, принимаемым в интервале времени, в котором прием отраженных от цели сигналов невозможен или маловероятен. Указанный технический результат достигается также тем, что в устройство РЛС для осуществления способа компенсации помех, содержащее антенну основного канала и антенну дополнительного канала, основной канал и дополнительный канал, автокомпенсатор, устройство синхронизации, выход основного канала соединен с первым входом автокомпенсации, а первый выход дополнительного канала соединен со вторым входом автокомпенсатора, выход синхронизатора соединен с третьим входом автокомпенсатора, введено устройство стробирования, вход которого соединен с выходом дополнительного канала, а выход соединен с третьим входом автокомпенсатора, выход автокомпенсатора является выходом РЛС. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ компенсации помех радиолокационной станции, основанный на приеме сигналов основным каналом и дополнительным каналом, на настройке параметров автокомпенсатора, обеспечивающих вычитание сигналов, принимаемых с направления на источник помех, отличающийся тем, что настройку параметров выполняют по сигналам, принимаемым в интервале времени, в котором прием отраженных от цели сигналов невозможен или маловероятен.

2. Радиолокационная станция (РЛС) для осуществления способа компенсации помех, содержащая антенну основного канала и антенну дополнительного канала, основной и дополнительный каналы, автокомпенсатор, синхронизатор, выход антенны основного канала соединен с входом основного канала, а его выход - с первым входом автокомпенсатора, выход антенны дополнительного канала соединен с входом дополнительного канала, а его выход соединен со вторым входом автокомпенсатора, отличающаяся тем, что введено устройство стробирования, вход которого соединен с выходом синхронизатора, а выход соединен с третьим входом автокомпенсатора, выход автокомпенсатора является выходом РЛС.