СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ И РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ КООРДИНАТОР ЦЕЛИ Российский патент 2021 года по МПК G01S3/10 G01S3/32 G01S13/44 H01Q25/02 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и координаторах ракет.

Известен способ измерения угловых координат цели, заключающийся в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, изменении положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования, формировании по положению антенны текущего значения угловых координат (Теоретические основы радиолокации под ред. В.Е. Дулевича, - М. Сов. радио, 1964, с. 455-461).

Известен радиолокационный координатор цели, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны. Канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны. Канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, схему автоматической регулировки усиления и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны, соответственно, с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами первого и второго смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего смесителя соединены с выходом гетеродина, выходы первого, второго и третьего смесителей связаны, соответственно, с первыми входами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления, выходы первого и второго усилителей промежуточной частоты соединены соответственно с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход третьего усилителя промежуточной частоты соединен со входом схемы автоматической регулировки усиления и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выходы которых через первый и второй усилитель мощности соединен со входами первого и второго следящих приводов антенны (Система управления и динамика полета ракет, под ред. B.C. Пугачева, ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1965, с. 86, 142).

Недостатком данных способа и устройства является низкая точность измерения угловых координат цели, обусловленная тем, что происходит измерение угловых координат неопределенной области на теле цели или даже за ее пределами. (Р.В. Островитянов, Ф.А. Басалов. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. М. Радио и связь, 1982, с. 5).

В этом случае равносигнальное направление не всегда совпадает с направлением на цель.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения угловых координат цели. Изобретение позволяет повысить точность измерения угловых координат за счет формирования зависимой от углового размера цели зоны нулевого приема по плоскостям, разностных диаграмм направленности антенны.

Это может быть достигнуто путем изменения величины порога усилителей-ограничителей принимаемого отраженного от цели сигнала в разностных каналах. При этом нулевое направление разностных каналов формируется равным угловым размерам цели в данной плоскости. Это становится возможным при приближении к цели. Так как на малых расстояниях цель представляет собой протяженный объект.

Сущность заявляемого способа измерения угловых координат цели состоит в том, что в способе измерения угловых координат цели, заключающемся в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, изменении положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования и формировании угловых координат цели по положению антенны, дополнительно нулевое направление разностных каналов формируют равным угловым размерам цели.

Заявляемый способ реализуется в устройстве, представляющем собой радиолокационный координатор цели содержащем канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала, где канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны, канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны, канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, усилитель промежуточной частоты и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателем антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны, соответственно, с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами первого и второго смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего смесителя соединены с выходом гетеродина, выход усилителя промежуточной частоты соединен со вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выходы которых через первый и второй усилитель мощности соединен со входами первого и второго следящих приводов антенны, в который дополнительно введены в канал угла места и канал азимута антенны, соответственно первый и второй усилители-ограничители, а в канал опорного сигнала схема управления порогом ограничения, причем выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первыми входами первого и второго усилителей-ограничителей, выход третьего смесителя соединен с входом схемы управления порогом ограничения, выход которой соединен со вторыми входами первого и второго усилителей-ограничителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго фазовых детекторов,

Сопоставительный анализ с прототипом, показывает, что заявляемые способ и устройство отличаются наличием новых действий и элементов устройства, связанных с повышением точности измерения угловых координат за счет формирования нулевого направления разностных каналов равного угловым размерам цели, что соответствует критерию патентоспособности изобретения "новизна".

На фигуре приведена структурная схема устройства для измерения угловых координат цели, содержащая; 1, 2, 10, 11 - облучатели антенны; 3 - антенна; 4, 12 - вычитающее устройство; 5, 13, 19 - смесители; 6, 14 – усилители-ограничители; 7, 15 - фазовые детекторы; 8, 16, 31 - усилители мощности; 9, 17 - следящие приводы антенны; 18 - суммирующее устройство; 20 - усилитель промежуточной частоты; 21 - схема управления порогом ограничения; 22 - гетеродин.

Устройство для осуществления способа измерения угловых координат цели, содержит канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места антенны имеет первый 1 и второй 2 облучатели антенны 3, первое 4 вычитающее устройство, первый 5 смеситель, первый 6 усилитель-ограничитель, первый 7 фазовый детектор, первый 8 усилитель мощности и первый 9 следящий привод антенны. Канал азимута антенны имеет третий 10 и четвертый 11 облучатели антенны 3, второе 12 вычитающее устройство, второй 13 смеситель, второй 14 усилитель-ограничитель, второй 15 фазовый детектор, второй 16 усилитель мощности и второй 17 следящий привод антенны, а канал опорного сигнала имеет суммирующее 18 устройство, третий 19 смеситель, усилитель 20 промежуточной частоты, схему 21 управления порогом ограничения и гетеродин 22, причем выходы первого 4 и второго 12 вычитающих устройств соединены соответственно с первыми входами первого 5 и второго 13 смесителей, выход суммирующего 18 устройства соединен с первым входом третьего 19 смесителя, вторые входы первого 5, второго 13 и третьего 19 смесителей соединены выходом гетеродина 22, а их выходы соединены соответственно с первыми входами первого 6, второго 14 усилителя-ограничителя и входом усилителя 20 промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы 21 управления порогом ограничения, выходы первого 7 и второго 15 фазовых детекторов соединены соответственно через первый 8 и второй 16 усилители мощности со входами соответственно первого 9 и второго 17 следящих приводов антенны 3.

Устройство функционирует следующим образом. Измерение угловых координат устройство производит в двух плоскостях. Принцип измерения угловых координат в каждой плоскости идентичен. Рассмотрим измерение азимута. Сигнал, отраженный от цели принимается антенной 3 имеющей моноимпульсную систему, состоящую из первого 1, второго 2, третьего 10 и четвертого 11 облучателей, суммирующего устройства 18, первого 4 и второго 12 вычитающих устройств. Разностный сигнал по азимуту с выхода второго вычитающего устройства 12 поступает на вход второго смесителя 13, преобразуется и через второй 14 усилитель-ограничитель поступает на первый вход второго 15 фазового детектора, на второй вход которого поступает сигнал с выхода усилителя 20 промежуточной частоты. На выходе второго 15 фазового детектора формируется сигнал пропорциональный величине отклонения цели от равносигнального направления по азимуту. Этот сигнал через второй 16 усилитель мощности и второй 17 привод антенны перемещает антенну 3 в сторону цели.

Порог ограничения второго 14 усилителя-ограничителя определяется сигналом с выхода схемы 21 управления порогом ограничения. Величина порога ограничения зависит от величины отраженного от цели сигнала поступающего с выхода усилителя 20 промежуточной частоты. Чем больше сигнал, отраженный от цели, тем выше порог ограничения и тем шире величина нулевого направления разностных диаграмм направленности антенны 3.

Это приводит к повышению точности измерения угловых координат цели при уменьшении дальности до нее.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и координаторах ракет. Техническим результатом является повышение точности измерения угловых координат цели. В способе измерения угловых координат цели проводят образование равносигнального направления антенны, выделение сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, изменение положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования и формирование угловых координат цели по положению антенны. При этом нулевое направление разностных каналов формируют равным угловым размерам цели. Для реализации способа радиолокационный координатор цели содержит канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места и канал азимута антенны имеют соответственно два облучателя антенны, вычитающее устройство, смеситель, усилитель-ограничитель, фазовый детектор, усилитель мощности и следящий привод антенны. Канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, смеситель, усилитель промежуточной частоты, схему управления порогом ограничения и гетеродин. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ измерения угловых координат цели, заключающийся в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, изменении положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования и формировании угловых координат цели по положению антенны, отличающийся тем, что нулевое направление разностных каналов формируют равным угловым размерам цели.

2. Радиолокационный координатор цели, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала, где канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны, канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели антенны, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны, канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, усилитель промежуточной частоты и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами первого и второго смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего смесителя соединены с выходом гетеродина, выход усилителя промежуточной частоты соединен со вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выходы которых через первый и второй усилители мощности соединены со входами первого и второго следящих приводов антенны, отличающийся тем, что в него введены в канал угла места и канал азимута антенны соответственно первый и второй усилители-ограничители, а в канал опорного сигнала - схема управления порогом ограничения, причем выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первыми входами первого и второго усилителей-ограничителей, выход третьего смесителя соединен с входом схемы управления порогом ограничения, выход которой соединен со вторыми входами первого и второго усилителей-ограничителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго фазовых детекторов.