Устройство для имитации отраженных радиолокационных сигналов Советский патент 1992 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для имитации отраженных радиолокационных сигналов в РЛС с линейным секторным сканированием диаграммы направленности антенны и индикатором с прямоугольной растровой разверткой в координатах дальность - угол.

Известен имитатор отраженных радиолокационных сигналов, позволяющий .имитировать поляризационные свойства пассивных радиолокационных помех. Имитатор содержит генератор горизонтально поляризованного шума, два полосовых фильтра с переменной полосой пропускания, сумматор, круглый волновод и рупорный излучатель.

Недостатком этого имитатора является низкая точность формирования сигналов местных предметов из-за невозможности формирования пространственной структуры сигналов местных предметов, близкой к реальной, так как используются генераторы непрерывного шумового напряжения. Такой имитатор создаст на индикаторе РЛС типа дальность - угол засветку по всей дальности, аналогичную засветке от активной шумовой помехи.

XI 1ЧЭ СО

ел

N

со

Известен также имитатор отраженных радиолокационных сигналов, содержащий блок радиальной развертки, блок круговой развертки, входы которых соединены с выходами индикатора кругового обзора, электронно-лучевую трубку, перемещающийся диапозитив, оптическую систему, фотоэлектронный преобразователь, выход которого соединен с первым входом модулятора и с входом пороговых элементов, выходы которых соединены с первыми входами функционального преобразователя, второй вход которого соединен с выходом блока радиальной развертки, выход блока функционального преобразователя соединен с вторым входом модулятора.

Недостатком данного устройства является низкая точность формирования сигналов местных предметов в связи с тем, что на диапозитиве изображаются местные предметы, контуры которых неизменны, т.е. отсутствует расширение спектра отраженных от местных предметов сигналов за счет флуктуации отражающей поверхности местных предметов.

Наиболее близким к изобретению является имитатор, выбранный за прототип и содержащий формирователь движущихся целей, телевизионный блок, синхрогенера- тор, высокочастотный генератор, линейный модулятор, линейный смеситель, модулятор перерыва, полосовой фильтр, первый и второй управляемые аттенюаторы, переключатель рода помех, формирователь импульсов случайной длительности.

В данном имитаторе отраженных сигналов по сигналам синхрогенератора одновременно срабатывают формирователь движущихся целей и телевизионный блок. Сигналы имитатора движущихся целей поступают непосредственно на один из входов линейного смесителя. Сигналы телевизионного блока одновременно подаются на входы формирователя импульсов случайной длительности и линейного модулятора. С одного из выходов формирователя импульсов случайной длительности импульсы поступают на формирователь движущихся целей, а с другого выхода - на вход модулятора перерыва. На сигнальные входы модулятора перерыва и линейного модулятора от высокочастотного генератора подаются радиосигналы типа синусоидальных колебаний. На выходе модулятора перерыва образуется последовательность радиоимпульсов со случайной длительностью и постоянной апмлитудой, а на выходе линейного модулятора - высокочастотный сигнал с переменной глубиной модуляции, зависящей от амплитуды телевизионного

сигнала. Совокупность сигналов, снимаемая с выходов первого и второго управляемых аттенюаторов и подаваемая на входы линейного смесителя, образует помеховый

фон от местных предметов в диапазоне высоких частот,

Недостатком этого имитатора отраженных сигналов является низкая достоверность формирования сигналов, отраженных

0 от местных предметов из-за невозможности изменения структуры сигналов, отраженных от местных предметов, при изменении угловых координат имитируемой цели, из-за отсутствия смещения по частоте спектра

5 сигнала, отраженного от цели, движущейся с определенной радиальной скоростью, относительно спектра сигналов, отраженных от местных предметов, а также из-за отсутствия расширения спектра сигналов, отра0 женных от местных предметов за счет флуктуации отражающей поверхности местных предметов.

Целью изобретения является повышение достоверности имитации сигналов.

5 Это достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно введены по- следовательно соединенные блок формирования закона движения цели по угловой координате и синхронно-следящий

0 привод, на выходном валу которого установлен телевизионный блок, генератор частот, вход которого соединен с вторым выходом блока формирования движущихся целей, а первый и второй выходы - соответственно с

5 вторым и третьим входами линейного смесителя, а также сумматор, входы которого соединены с выходами первого и второго аттенюаторов, а выход является выходом устройства.

0 Нафиг.1 представлена структурная схема имитатора; на фиг.2 - структурная схема блока формирования движущихся целей; на фиг.З и 4 - структурная схема блока форми-- рования закона движения цели на угловой

5 координате и временные диаграммы, поясняющие его работу, соответственно; на фиг.5 - структурная схема генератора частот; на фиг.6 - структурная схема линейного смесителя.

0 Устройство для имитации отраженных радиолокационных сигналов содержит блок 1 формирования движущихся целей, высокочастотный генератор 2, последовательно соединенные телевизионный блок 3,

5 второй модулятор 4, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора 2, и второй аттенюатор 5, последовательно соединенные линейный смеситель 6, первый вход которого соединен с выходом высокочастотного генератоpa 2, первый модулятор 7, второй вход которого соединен с первым входом блока формирования движущихся целей, и первый аттенюатор 8, а также синхрогенёратор 9, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока фор- мирования движущихся целей и телевизионного блока, последовательно соединенные блок 10 формирования закона движения цели по угловой координате и синхронно-следящий привод 11, на выходном валу которого установлен телевизионный блок 4, генератор частот 12, вход которого соединен с вторым выходом блока формирования движущихся целей, а первый и второй выходы - соответственно со вторым и третьим входами линейного смесителя, а также сумматор 13, входы которого соединены с выходами первого 8 и второго 5 аттенюаторов, а выход является выходом устройства.

Блок формирования движущихся целей 1 может быть выполнен в виде, показанном на фиг.2. Он содержит источник 14 постоянного напряжения, выход которого подключен к входу интегратора 15 и входу .генератора частоты. Выход интегратора 15 подключен к управляющему входа фантаст- рона 16, вход запуска которого подключен к второму выходу синхрогенератора 3, а выход через блокинг-генератор 17 - к входу модулятора 20, второй вход которого подключен к выходу схемы формирования огибающей пачки 19, вход которой через схему задержки 18 подключен к второму выходу синхрогенератора.

Блок формирования закона движения по угловой координате может быть выполнен в виде, показанном на фиг.З. Он включает последовательно соединенные временной задатчик 21 и диодный аппрок- симатор 22. Временной задатчик 21 формирует линейно-изменяющееся напряжение и может быть реализован в виде интегратора, к входу которого подключается источник постоянного напряжения, а диодный аппрок- симатор 22 аппроксимирует требуемый закон изменения угловой координаты цели отрезками прямых.

Временные диаграммы, поясняющие принцип работы формирователя закона движения цели по угловой координате, приведены на фиг.4, на которой пунктиром показан аппроксимируемый закон движения цели по угловой координате.

Генератор частот 12 выполнен по схеме, показанной на фиг.5. Он содержит первый генератор 23, второй генератор 24, первый смеситель 25, управляемый генератор 26, второй смеситель 27, причем второй вход

второго смесителя подключен к выходу первого смесителя 25, второй вход которого подключен к выходу второго генератора 24. Первый вход первого смесителя 25 подсоединен к выходу первого генератора 23, первый вход второго смесителя 27 - к выходу управляемого генератора 26, вход которого подключен к второму входу блока формирования движущихся целей. Выход второго

0 смесителя 27 подключен к второму входу линейного смесителя 6, а выход первого генератора 23 - к третьему входу линейного смесителя 6.

Линейный смеситель 6 выполнен по

5 схеме, показанной на фиг.б. Он содержит первый смеситель 28, второй смеситель 29, причем первый вход второго смесителя 29 подключен к выходу первого смесителя 28, второй вход которого подключен к выходу

0 второго смесителя 27 генератора частот 12. Первый вход первого смесителя 28 подключен к выходу высокочастотного генератора 2, второй вход второго смесителя 29 - к выходу первого генератора частот 12, выход

5 второго смесителя 29 - к первому входу первого модулятора 7.

Имитатор работает следующим образом.

По сигналам синхронизатора 9 форми0 руется пачка импульсов, имитирующих отраженный от движущейся цели сигнал в блоке формирования движущихся целей, и запускаются строчная и кадровая развертка телевизионного блока 3, Сигнал движущей5 ся цепи поступает на второй вход первого модулятора 7, на первый вход которого поступает непрерывное колебание на частоте fB4 ± РдС выхода линейного смесителя 6. На первый вход линейного смесителя 6 посту0 пает колебание с выхода высокочастотного генератора 2 на частоте fen, а на второй вход - колебание на частоте fi + Рдмакс - 2РД с выхода генератора частот 12, на третий вход линейного смесителя 6 поступает колеба5 ние на частоте f i со второго выхода генератора частот 12.

Частота сформированного на выходе первого модулятора 7 сигнала движущейся цели отличается от частоты высокочастотно0 го генератора 2 на величину доплеровской добавки Рд. Величина доплеровской добавки частоты Рд формируется в генераторе 12 частот, который управляется напряжением, пропорциональным радиальной скорости

5 имитированной цели, поступающим на вход генератора частот с второго выхода блока формирования сигналов движущейся цели. Блок формирования закона движения цели по угловой координате 10 формирует напряжение, пропорциональное положению цели относительно начала отсчета по этой координате. Это напряжение поступает на вход синхронно-следящего привода 11, выходной вал которого будет поворачиваться в соответствии с законом изменения угловой координаты цели. На выходном валу синхронно-следящего привода укреплен телевизионный блок 3 (передающая телекамера), объектив которого направлен на реальные местные предметы, либо на их макеты, расположенные соответствующим образом вокруг телевизионного блока 3. Сигнал с выхода телевизионного блока поступает на второй модулятор 4, на второй вход которого поступают колебания с выхода высокочастотного генератора 2 на частоте вч. На выходе второго модулятора 4 получаем телевизионный сигнал, перенесенный на частоту fB4. Этот сигнал через второй аттенюатор 5, предназначенный для регулировки интенсивности сигналов местных предметов, поступает на второй вход сумматора 13, на первый вход которого через первый аттенюатор 8 поступает сигнал движущейся цели на частоте fen ± Рд. На выходе сумматора 13 получаем смешанные сигналы движущейся цели на частоте fB4 ± Рд и местных предметов на частоте fB4.

В случае, если объектив телевизионного блока направлен на реальные местные предметы, то за счет флуктуации телевизионного изображения при небольших перемещениях местных предметов, например под действием ветра, происходит расширение спектра телевизионного сигнала, имитирующее расширение спектра сигналов, отраженных от местных предметов.

Работает формирователь движущихся целей следующим образом. Напряжение, пропорциональное радиальной скорости цели, формируется источником 14 постоянного напряжения и поступает на интегратор 15 и на управляющий вход генератора 12 частот. На выходе интегратора 15 получаем линейно изменяющееся напряжение, пропорциональное текущей дальности до цели. Это напряжение поступает в качестве управляющего на фантастрон 16, запуск которого осуществляется импульсом с выхода синхрогенератора 9, определяющим нулевую дальность.

С выхода фантастрона снимается импульс, длительность которого пропорциональна дальности до цели. Спадом этого импульса запускается блокинг-генератор 17, который формирует импульс цели по амплитуде и длительности. Импульс с выхода блокинг-генератора 17 в каждом периоде повторения поступает на модулятор 20,

Импульс, определяющий момент прохождения диаграммой направленности антенны РЛС начала сектора сканирования, с второго выхода синхрогенератора 9 поступает на вход схемы 18 задержки, где он задерживается на время, равное времени прохождения диаграммой направленности угла от начала сектора сканирования до направления на цель. Импульсом с выхода схе0 мы 18 задержки запускается схема 19 формирования огибающей пачки, которая формирует импульс, форма которого определяется формой диаграммы направленности антенны РЛС. Этот импульс поступает

5 на второй вход модулятора 20, на выходе которого формируется пачка импульсов, причем.задержка каждого импульса относительно импульса нулевой дальности определяет дальность имитированного сигнала, а

0 задержка всей пачки относительно начала отсчета по угловой координате - значение угловой координаты имитированной цели.

Телевизионный блок 3 представляет собой передающую телекамеру и блок развер5 тки. На запуск строчной развертки поступает импульс, определяющий начало отсчета по дальности с первого выхода синхрогенератора 9, а на запуск кадровой развертки - импульс начала отсчета по угловой

0 координате со второго выхода синхрогенератора.

Генератор частот 12 работает следующим образом. Первый генератор 23 формирует колебание частотой fi, второй

5 генератор 24 - колебание частотой Рдмакс, на выходе первого смесителя 25 образуется колебание с частотой fi + Рдмакс. Управляемый генератор 26 формирует колебание, частота которого f2 может изменяться от 0 до

0 2 Рдмакс в зависимости от величины напряжения, пропорционального радиальной скорости имитированной цели, поступающего на входе генератора 26 с источника 14 постоянного напряжения блока формирова5 ния движущихся целей 1, на выходе второго смесителя 27 образуется колебание с частотой f 1 + Рдмакс - f2.

Линейный смеситель работает следующим образом. На первый вход первого сме0 сителя 28 поступает колебание с частотой fun от высокочастотного генератора 2, а на второй вход - колебания с частотой fi + +РДмакс - h с выхода второго смесителя 27 генератора частот 12. На выходе первого

5 смесителя 28 образуется колебание с частотой fB4 + fi + Рдмакс- f2, которое поступает на первый вход второго смесителя 29, на второй вход которого поступает колебание с частотой fi от первого генератора 23 генератора частот 12, на выходе смесителя 29

выделяется разность этих частот. В результате частота колебаний на выходе линейного смесителя 6 может изменяться от fB4 - Рдмакс до fen + Рдмакс. Это колебание поступает на первый вход первого модулятора 7.

Для совмещения синхроимпульсов на выходах синхрогенератора 9 во времени с началами разверток по углу и дальности индикатора РЛС для сопряжения заявленного объекта с РЛС этот генератор должен быть общим для имитатора и РЛС. В частности, в качестве синхрогенератора в имитаторе может быть использован синхрогенератор РЛС.

Временной задатчик 21 формирует линейно изменяющееся напряжение и может быть реализован в виде интегратора, к входу которого подключается источник постоянного напряжения. Момент подключения этого постоянного напряжения и будет моментом запуска временного задатчика 21.

Восстанавливать исходное состояние задатчика 21 можно при достижении напряжение на его выходе определенного уровня или по прошествии определенного времени от момента его пуска.

Схема временного задатчика 21 (интегратора) для случая восстановления исходного состояния при-достижении напряжением на выходе определенного уровня приведена на фиг.7.

При подключении всех питающих напряжений (UBx + Un, Ui) к этой схеме в момент включения имитатора на ее выходе будет периодически формироваться линейно-управляющее напряжение. При достижении этим напряжением определенного уровня будет происходить восстановление исходного состояния схемы.

Аналогично может быть реализована и схема интегратора 15.

Сумматор 13 может быть реализован в виде суммирующего усилителя, представляющего собой два каскада с общей нагрузкой. На вход первого каскада поступает телевизионный сигнал на частоте fB4, а на вход второго - сигнал на частоте твч ± Рд.

На общей нагрузке выделится сумма двух сигналов.

При направлении объектива телевизионного блока 3 на реальные местные предметы происходит изменение структуры сигналов местных предметов в соответствии с законом изменения угловой координаты цели. В результате такого изменения положения телевизионного блока на экране

РЛС формируется изображение флюктуирующего имитированного отраженного от местных предметов сигнала, изменяющего свою структуру при движении цели на фоне от местных предметов.

Формула изобретения

Устройство для имитации отраженных радиолокационных сигналов, содержащее блок формирования движущихся целей, высокочастотный генератор, последовательно

соединенные телевизионный блок, второй модулятор, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора, и второй аттенюатор, последовательно соединенные линейный смеситель, первый вход

которого соединен с выходом высокочастотного генератора, первый модулятор, второй вход которого соединен с первым выходом блока формирования движущихся целей, и первый аттенюатор, а также синхрогенератор, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока формирования движущихся целей и телевизионного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности-имитации сигналов, в него введены последовательно соединенные блок формирования закона движения цели по угловой координате и синхронно-следящий привод, на выходном валу которого установлен

телевизионный блок, генератор частот, вход которого соединен с вторым выходом блока формирования движущихся целей, а первый и второй выходы - соответственно с вторым и третьим входами линейного смесителя, а

также сумматор, входы которого соединены с выходами первого и второго аттенюаторов, а выход является выходом устройства.

Фиг. 3

Фиг. 5

Изобретение относится к радиолокации. Целью изобретения является повышение достоверности имитации сигналов. Это достигается тем, что в устройство для имитации, содержащее блок 1 формирования движущихся целей, высокочастотный генератор 2, синхрогенератор 3, последовательно соединенные телевизионный блок 4, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами синхрогене- ратора 3 и соответствующими входами блока 1 формирования движущихся целей, , второй модулятор 5, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора 2, и второй аттенюатор 6. а также последовательно соединенные линейный смеситель 11, первый вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора 2, первый модулятор 12, второй вход которого соединен с первым выходом блока формирования движущихся целей, и первый аттенюатор 13, введены сумматор 7, входы которого соединены с выходами первого 13 и второго 6 аттенюаторов, а выход является выходом устройства, последовательно соединенные блок 8 формирования закона движения цели по угловой координате и синхронно-следящий привод 9. на выходном валу которого установлен телевизионный блок 4, а также генератор 10 частот, вход которого соединен с вторым выходом блока формирования движущихся цепей, а первый и второй выходы - соответственно с вторым и третьим входами линейного смесителя 11.7 ил. сл с

от 2

от 23