Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения направления прихода фронта волны в радиолокационных станциях (РЛС) сопровождения, предназначенных для решения задач пеленгации и стыковки объектов.
Известен способ измерения угла прихода фронта радиоволны в РЛС моноимпульсного типа, основанный на сравнении сигналов, поступающих с приемных антенн, имеющих различные диаграммы направленности.
Этот способ обладает недостаточной точностью измерения из-за трудностей обеспечения идентичности амплитудно-фазовых характеристик усилительных каналов радиолокационной станции сопровождения.
Целью изобретения является увеличение точности измерения угла прихода фронта волны в РЛС моноимпульсного типа.
Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения угла прихода фронта радиоволны в РЛС моноимпульсного типа, основанном на сравнении сигналов, поступающих с приемных антенн, имеющих различные диаграммы направленности, высокочастотные сигналы с выхода антенн манипулируют по фазе двумя ортогональными сигналами, аддитивно смешивают на высокой частоте, разделяют снова путем умножения на напряжение, промодулированное по фазе в такт с манипуляцией высокочастотных сигналов, и фильтрации и выделяют сигналы рассогласования после фазового детектирования.
На чертеже изображена блок-схема устройства, поясняющая способ измерения угла прихода фронта волны в РЛС моноимпульсного типа.
Устройство для измерения угла прихода фронта волны в РЛС моноимпульсного типа содержит:
1 - антенное устройство, на выходах которого формируются разностный сигнал по курсу, разностный сигнал по тангажу и суммарный сигнал;
2, 3 - фазовые манипуляторы (0-π);
4, 5 - высокочастотные сумматоры;
6 - усилитель (с гетеродинированием сигнала на промежуточную частоту);
7, 8, 9 - умножители (смесители);
10, 11, 12- фильтры на вторую промежуточную частоту;
13, 14 - фазочувствительные детекторы;
15, 16 - фазовые манипуляторы (0-π);
17 - гетеродин;
18 - генератор опорного напряжения (ГОН);
19 - фазосдвигающая цепочка на 90°;
20 - система автоматической регулировки усиления.
Сущность способа измерения угла прихода фронта радиоволны в РЛС моноимпульсного, основанного на сравнении сигналов, поступающих с приемных антенн, имеющих различные диаграммы направленности, заключается в том, что высокочастотные сигналы с выхода антенн манипулируют по фазе двумя ортогональными сигналами, аддитивно смешивают на высокой частоте, разделяют снова путем умножения на напряжение, промодулированное по фазе в такт с манипуляцией высокочастотных сигналов, и фильтрации и выделяют сигналы рассогласования после фазового детектирования.
При этом при смещении цели в плоскости курса на угол θ в плоскости тангажа на угол Ψ, напряжения в соответствующих точках схемы могут быть представлены следующим образом.
Напряжение в точках а, б и в
a) Uk(t)=Uk(θ)sinωct,
б) Uт(t)=Uт(Ψ)sinωct,
в) UΣ(t)=UΣ(θ, Ψ)sinωct,
где Uk, Uт и UΣ - постоянные, зависящие от характеристики антенны.
Напряжение в точках а1 и б1,
а1) Uk(t)=Uk(θ)δ(t)sinωct,
б1) Uт(t)=Uт(Ψ)δ(t-Т/4)sinωct,
где 
Т - период частоты модуляции ГОН 18. Напряжение U1(t) на входе усилителя 6 равно:
и представляет амплитудно-модулированное колебание.
Напряжение на выходе усилителя:
U(t)=KU1(t),
где K - коэффициент усиления усилителя.
Напряжение гетеродина 17 Uг(t) можно представить
в точке а2 
в точке б2 
в точке в2 
На выходе умножителей 7, 8, 9
в точке а3
где: 
- функция от суммарной частоты, отфильтровывается на всех трех выходах и в дальнейших рассуждениях не участвует;
K1 - постоянный коэффициент.
Окончательно перед фильтром 10 имеем
Разложение в ряд Фурье по частотам, кратным ωпр2 второго и третьего члена, можно найти, например, в книге Н.Т.Петрович «Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией», Издательство «Советское радио», 1966. Там же показано, что их разложение не содержит частоты ωпр2. Таким образом, учитывая, что фильтр 10, настроенный на ωпр2, не пропускает частот, кратных ωпр2, на выходе этого фильтра имеем: 
Проводя аналогичные рассуждения, получаем на выходе фильтров 11, 12
Uт(t)=KUт(t)cosωпр2t
UΣ(t)=К1UΣ(θ, Ψ)cosωпр2t
после фазочувствительных детекторов 13 и 14 имеем значение сигнала рассогласования по обоим плоскостям
Знак Uk(θ) и Uт(Ψ) задается соотношением фаз "суммарного" сигнала по отношению Uk(t) и Uт(t).
Следует отметить, что диаграммы направленности формируются (могут быть измерены) только на выходе фильтров 10 и 11, так как аддитивная смесь (1) не дает представления о диаграммах направленности антенного устройства 1 на прием в любой из плоскостей.
Необходимо отметить, что способ может быть реализован и другими устройствами, например, в амплитудных пеленгаторах, использующих антенны с четырьмя выходами и логарифмический усилитель, на выходе которого после разделения образуются разности, пропорциональные углу рассогласования между соответствующими парами каналов курса и тангажа.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПРИХОДА ФРОНТА ВОЛНЫ В РЛС МОНОИМПУЛЬСНОГО ТИПА | 1969 |
|
SU1840606A1 |
| СПОСОБ СОПРОВОЖДЕНИЯ МАЛОВЫСОТНЫХ ЦЕЛЕЙ ПО УГЛУ МЕСТА В ФАЗОВОЙ СУММАРНО-РАЗНОСТНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ | 1991 |
|
RU2020517C1 |
| ОДНОКАНАЛЬНАЯ МОНОИМПУЛЬСНАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ НА ЦЕЛЬ | 2000 |
|
RU2176399C1 |
| СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В БОРТОВОЙ ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ РЛС | 2014 |
|
RU2572357C1 |
| МОНОИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА СО СВЕРХРЕГЕНЕРАТИВНЫМ ОТВЕТЧИКОМ | 2007 |
|
RU2368916C2 |
| СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА МЕСТА МАЛОВЫСОТНЫХ ЦЕЛЕЙ | 1992 |
|
RU2038607C1 |
| СПОСОБ СОЗДАНИЯ ДВУХЧАСТОТНОЙ ПОМЕХИ | 2012 |
|
RU2486536C1 |
| РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛА МЕСТА ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ | 1992 |
|
RU2038608C1 |
| СПОСОБ ИМИТАЦИИ ДВУХЧАСТОТНЫХ РАДИОСИГНАЛОВ | 2012 |
|
RU2485541C1 |
| УГЛОМЕРНОЕ УСТРОЙСТВО МАЛОВЫСОТНОЙ РЛС | 1991 |
|
RU2013786C1 |
Изобретение относится к измерению направления прихода фронта волны в радиолокационных станциях сопровождения. Технический результат заключается в увеличении точности измерения. Сущность изобретения состоит в том, что в способе, основанном на сравнении сигналов, поступающих с приемных антенн, имеющих различные диаграммы направленности, высокочастотные сигналы с выхода антенн манипулируют по фазе двумя ортогональными сигналами, аддитивно смешивают на высокой частоте, разделяют снова путем умножения на напряжение, промодулированное по фазе в такт с манипуляцией высокочастотных сигналов, и фильтрации и выделяют сигналы рассогласования после фазового детектирования. 1 ил.
Способ измерения угла прихода фронта радиоволны в РЛС моноимпульсного типа, основанный на сравнении сигналов, поступающих с приемных антенн, имеющих различные диаграммы направленности, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, высокочастотные сигналы с выхода антенн манипулируют по фазе двумя ортогональными сигналами, аддитивно смешивают на высокой частоте, разделяют снова путем умножения на напряжение, промодулированное по фазе в такт с манипуляцией высокочастотных сигналов, и фильтрации и выделяют сигналы рассогласования после фазового детектирования.
