Способ защиты метеорного радара от помех возвратно-наклонного зондирования Советский патент 1993 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к метеорной радиолокации и может быть использовано в метеорной астрономии, радиосвязи, синхронизации шкал времени и при измерении ветровых параметров атмосферы с помощью метеорных радаров.

Цель изобретения-повышениеэффектив- ности защиты метеорного радара от мешающих сигналов ВНЗ при сохранении частоты следования зондирующих радиоимпульсов.

Применение заявляемого способа позволяет получать непрерывные ряды регистрации метеорных ионизации при любом встречающемся в природе распределении сигналов ВНЗ по дальности. Защита от помех ВНЗ становится особенно актуальной в годы максимума солнечной активности, когда дневная регистрация метеорных следов невозможна месяцами без устройства по- давления помех.

Поставленная цель достигается тем, что для разделения метеорных сигналов от сигналов ВИЗ по разнице в задержке отраженных радиоим.пульсов относительно зондирующего, осуществляют периодическое изменение несущей частоты зондирующего сигнала (вобуляцию частоты несущей) на величину, превышающую ширину его спектра Д f и ширину полосы пропускания приемника, для чего излучают последовательность прямоугольных радиоимпульсов с периодом Тп и с дискретно изменяющейся от импульса к импульсу несущей частотой. Полный цикл излучения Тц состоит из N импульсов с различной несущей частотой, причем значение Тц выбирается из условия неналожения сигналов ВНЗ и метеорных радиоэхо:

(Л

С

00

о

и

ю

00

Tu NTn

2 Dm

ах

(1)

После излучения радиоимпульса с номе ром п и частотой несущей fn, прием отра женных метеорных радиоэхо производят в течение периода времени Тп на той же частоте fn, а перед излучением п + 1-го рэ- диоимпульса производят перестройку передатчика и приемника на частоту

fn+1-fn + lAf,(2) где 1 0, 1,2.., N 1,0,1... .

В результате чего в частотно-избирательных цепях приемника подавляются сигналы ВНЗ, порожденные n-м радиоимпульсом и имеющие значительно большую задержку во времени относительно зондирующего радиоимпульса, чем метеорное радиоэхо, и поэтому поступающие на антенну приемника уже после его перестройки на частоту fn + i. Циклы излучения Тц следуют друг за другом без пауз между ними.

Основное отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что вместо вобуляции периода повторения зондирующих импульсов применяется вобуляция частоты несущей, что позволяет не только отбраковывать отражения не удовлетворяющие условию однозначности, а эффективно подавлять их.

На фиг. 1,а, б, в показаны отраженные сигналы на экране электронно-лучевого индикатора радара с горизонтальной разверткой по дальности; на фиг.2 представлена функциональная схема устройства, предназначенного для технической реализации заявленного способа.

На фиг.1 ,а показаны интервалы дальности, занимаемые метеорными радиоэхо и сигналами ВНЗ, если Т 2Dmax/c. Здесь наложения этих сигналов не происходит, но частота посылок очень низкая. Экспериментальные данные показывают, что частота посылок в этом случае не должна превышать 40 Гц, что соответствует максимальной дальности сигналов ВНЗ: Dmax 3750 км. Если увеличить частоту зондирования (фиг. 1,6), то произойдет наложение метеорных радиоэхо от импульса с номером п + 1 и сигналов ВНЗ, вызванных импульсом с номером п. Чтобы избежать этого, в соответствии с предлагаемым способом применим двухчастотный режим функционирования радара (фиг.1,в). Благодаря чреспериодно- му изменению несущей частоты радара сиг- 4налы ВНЗ от предыдущего п-го импульса будут подавляться в приемнике, настроенном в это время для приема метеорных радиоэхо от п + 1-го импульса. В данном случае частота несущей всех радиоимпульсов с четными номерами равна fn, a с нечетными fn + 1. Двухчастотный режим позволяет повысить в 2 раза частоту зондирования без опасности наложения сигналов ВНЗ на метеорные. Поскольку метеорные радары, как правило, работают с частотой посылок зондирующих импульсов превышающей 200 Гц, то требуется применить N- частотный режим функционирования, где N 5.

Изобретение осуществляется с помощью устройства, показанного на фиг.2.

Оно состоит из двоичного суммирующая счетчика 1, цифрового сумматора 2, синтезаторов частоты 3 и 4, импульсного радиопередатчика 5, супергетеродинного

приемника 6, передающей и приемной антенн А1 и А2.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы fT, задающие частоту излучения зондирующих импульсов передатчика подаются на вход счетчика 1 с коэффициентом пересчета N, равным количеству различных частот несущей. Выходной код счетчика I управляет выходной частотой синтезатора

з, который служит задающим генератором передатчика 5, модулируемого импульсами fT и излучающего прямоугольные радиоимпульсы через антенну А1. Частота несущей излучаемых колебаний изменяется в соответствии с соотношением (2). Отраженные от ионизированных метеорных следов радиоэхо принимаются приемной антенной А2 и подаются на приемник б, который перестраивается путем изменения частоты гетеродина

+ k+l} fn + Af(k + l),

(3)

формируемую синтезатором частоты 4, уп- равляемым кодом со счетчика 1 после добавления к нему в сумматоре 2 константы k, связанной со значением промежуточной частоты приемника fnn соотношением:

35

пч

kAf.

Разность частот гетеродина и сигнала при одном и том же значении I всегда равна промежуточной частоте frm, на которой происходит основное усиление и частотная селекция сигнала. После детектирования, отраженные сигналы поступают на регистрирующее устройство. Степень подавления сигналов ВНЗ в данном устройстве зависит

от избирательности приемника и величины шага разноса частоты Af, который должен превышать ширину спектра зондирующего радиоимпульса. Таким образом, данное устройство принимает на интервале времени

Тг метеорные радиоэхо и с приходом каждого модулирующего сигнала ft перестраивает передатчик и приемник на соседнюю частоту, тем самым отстраиваясь от сигналов ВНЗ, приходящих позже метеорных радиоэхо.

Формулаизобретения

Способ защиты метеорного радара от помех возвратно-наклонного зондирова-. ния (ВНЗ), заключающийся в том, что производят зондирование метеорных

ионизированных следов последовательностью радиоимпульсов с изменяющейся частотой несущей от импульса к импульсу и прием Отраженных от объектов, находящихся на дальностях О-Dmax радиоимпульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления помех ВИЗ при сохранении периода следования зондирующих импульсов, изменение частоты несущей производят с периодом Тц, равным

т мт - L-Viax Тц NTn -----

где N - число импульсов с различной несущей за период Тц.

Тп - период следования излучаемых импульсов на одной частоте;

Dmax - дальность до наиболее удаленных объектов, вызывающих помехи ВИЗ;

с - скорость света.

Использование:.в метеорной радиолокации. Сущность предложения: производя изменение частоты несущей с периодом 2 D™ Тц NTn и ------, что позволяет новы сить эффективность подавления помеч РОЗ вратно-наклонного зондирования, 2 ил

7 Т/пах

метяары or/l-S0 Ј

1000

Фиг./

2000ЪООО

ВИЗ or

-ч

Л+/ л/ U..

IS $ч