Радиовзрыватель с линейной частотной модуляцией сигнала Российский патент 2019 года по МПК F42C13/04 

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть применено в устройствах с непрерывными частотно-модулированными зондирующими сигналами для фиксации заранее установленной дальности до объекта при сближении с ним. Устройство может использоваться в неконтактных взрывателях, в датчиках дальности, датчиках высоты над поверхностью Земли и т.п.

Известные радиолокационные устройства, использующие линейную частотную модуляцию излучения, обладают селекцией сигналов по дальности до объекта локации и скорости сближения с ним.

Ближайшим аналогом, взятым за прототип заявляемого изобретения, является устройство ближней радиолокации с непрерывным частотно-модулированным зондирующим сигналом [И.М. Коган. Ближняя радиолокация (теоретические основы). М, «Сов. радио», 1973.], использующее спектральный метод обработки сигналов. Устройство содержит приемопередатчик с каналом выделения гармоники частоты модуляции и канал выделения сигнала частоты Доплера, выход которого подключен к анализатору сигналов. Устройство содержит также исполнительное устройство.

В подобных устройствах дальность срабатывания устанавливается выбором значения полосы частотной модуляции и номера гармоники, на которой производится обработка сигнала, отраженного от объекта локации.

Недостатком данного устройства является периодичность функции пространственной селекции, обусловленная периодичностью временной функции линейной частотной модуляции, и, как следствие, уязвимость для ретрансляционных помех [А.И. Палий. Радиоэлектронная борьба. М., Воениздат, 1989]. Это означает, что при задержке помехи на время, равное (или кратное) периоду модуляции, ретрансляционная помеха будет иметь все признаки полезного сигнала от цели и вызовет ложное срабатывание изделия.

В качестве меры защиты от этого может быть рассмотрено применение случайных (или псевдослучайных) функций для модуляции параметров зондирующего сигнала [Современная радиолокация (анализ, расчет и проектирование систем). Пер. с англ. под ред. Кобзарева Ю.Б. Изд-во «Советское радио», 1969]. Существуют примеры использования псевдослучайных последовательностей в виде фазовой кодовой манипуляции (ФКМ) излучения. В простых миниатюрных устройствах ближней радиолокации массового применения, в которых применяются приемопередающие модули автодинного типа, реализация фазовой кодовой манипуляции невозможна, так как для этого потребуются раздельные излучающая и приемная антенны с достаточным коэффициентом взаимной развязки не хуже 70…80 дБ, когерентный СВЧ-генератор с фазовым манипулятором, устройство задержки опорного сигнала, СВЧ-смеситель сигналов опорного и отраженного от объекта локации. При жестких габаритных и энергетических ограничениях радиовзрывателя вариант с фазовой кодовой манипуляцией невозможен.

Поэтому предлагается вариант использования псевдослучайной функции, при котором элементами кодовой последовательности являются импульсы с линейной частотной модуляцией излучения, отличающиеся набором параметров:

- крутизна и знак (возрастающая или спадающая) линейной частотной модуляции;

- постоянное (в пределах данного импульса с линейной частотной модуляцией) смещение несущей частоты.

Задача изобретения - значительное увеличение периода функции пространственной селекции радиолокационного устройства, использующего линейную частотную модуляцию излучения.

Технический результат - повышение помехозащищенности устройства от действия станций ретрансляционных помех.

Предлагаемое устройство содержит приемопередающий модуль, два генератора пилообразного напряжения, два коммутатора, синхронизатор, генератор псевдослучайной последовательности и анализатор сигналов.

Устройство и принцип работы предлагаемого устройства поясняются иллюстрациями:

Фиг. 1. Блок-схема радиовзрывателя. На блок-схеме обозначены:

1 - синхронизатор,

2 - первый генератор пилообразного напряжения,

3 - второй генератор пилообразного напряжения,

4 - генератор псевдослучайной последовательности,

5 - первый коммутатор,

6 - приемопередающий модуль,

7 - фазовый детектор,

8 - второй коммутатор,

9 - анализатор сигналов,

10 - исполнительное устройство.

Фиг. 2. Сигнал, отраженный от цели, на выходе приемопередающего модуля.

Фиг. 3. Результат действия ретрансляционной помехи на выходе приемопередающего модуля.

Работа устройства происходит следующим образом. Первый коммутатор 5, управляемый генератором псевдослучайной последовательности 4, подключает к входу частотной модуляции приемопередающего модуля 6 выход одного из двух генераторов пилообразного напряжения (2 или 3).

В результате приемопередающий модуль 6 излучает псевдослучайную последовательность сигналов с различными параметрами. Отраженные от объекта локации сигналы с выхода приемопередающего модуля детектируются фазовым детектором 7 и направляются вторым коммутатором 8 на первый или второй вход анализатора сигналов 9. Так происходит разделение псевдослучайного потока принятых сигналов с различными параметрами на два потока сигналов с идентичными параметрами в каждом потоке. Сигналы в каждом потоке аналогичны сигналам в традиционных системах ближней радиолокации с регулярной линейной частотной модуляцией. На фиг. 2 показан вид сигнала, отраженного от цели на дальности срабатывания. При действии ретрансляционной помехи внешний сигнал не соответствующий излучаемому в данный момент сигналу, поступает с выхода приемопередающего модуля на третий вход анализатора сигналов. На фиг. 3 можно видеть, как разностная частота (частота биений излучаемого импульса и импульса организованной ретрансляционной помехи), в начале импульса близкая значению девиации частоты, к середине импульса снижается, проходит через нулевое значение и затем снова возрастает. В этом случае анализатор сигналов идентифицирует помеху и блокирует срабатывание исполнительного устройства.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть применено в устройствах с непрерывными частотно-модулированными зондирующими сигналами для фиксации заранее установленной дальности до объекта при сближении с ним. Радиовзрыватель с линейной частотной модуляцией сигнала содержит последовательно соединенные первый генератор пилообразного напряжения, приемопередающий модуль на основе автодина, фазовый детектор, анализатор сигналов и исполнительное устройство. Дополнительно установлены синхронизатор, второй генератор пилообразного напряжения, генератор псевдослучайной последовательности, первый и второй коммутаторы, причем выход синхронизатора подключен к входам первого и второго генераторов пилообразного напряжения, первому входу фазового детектора и входу генератора псевдослучайной последовательности. Выходы первого и второго генераторов пилообразного напряжения и генератора псевдослучайной последовательности подключены соответственно к первому, второму и третьему входам первого коммутатора, выход которого подключен к входу приемопередающего модуля, выход которого подключен к первому входу анализатора сигналов и входу фазового детектора, выход которого подключен к первому входу второго коммутатора, а ко второму входу второго коммутатора подключен также выход генератора псевдослучайной последовательности. Первый и второй выходы второго коммутатора подключены соответственно ко второму и третьему входам анализатора сигнала. Устройство может использоваться в неконтактных взрывателях, в датчиках дальности, датчиках высоты над поверхностью земли и т.п. Изобретение позволяет повысить помехозащищенность устройства от действия станций ретрансляционных помех. 3 ил.

Радиовзрыватель с линейной частотной модуляцией сигнала, содержащий последовательно соединенные первый генератор пилообразного напряжения, приемопередающий модуль на основе автодина, фазовый детектор, анализатор сигналов и исполнительное устройство, отличающийся тем, что в радиовзрыватель дополнительно установлены синхронизатор, второй генератор пилообразного напряжения, генератор псевдослучайной последовательности, первый и второй коммутаторы, причем выход синхронизатора подключен к входам первого и второго генераторов пилообразного напряжения, первому входу фазового детектора и входу генератора псевдослучайной последовательности, а выходы первого и второго генераторов пилообразного напряжения и генератора псевдослучайной последовательности подключены соответственно к первому, второму и третьему входам первого коммутатора, выход которого подключен к входу приемопередающего модуля, выход которого подключен к первому входу анализатора сигналов и входу фазового детектора, выход которого подключен к первому входу второго коммутатора, а ко второму входу второго коммутатора подключен также выход генератора псевдослучайной последовательности, причем первый и второй выходы второго коммутатора подключены соответственно ко второму и третьему входам анализатора сигнала.