СПОСОБ СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ В ОДНОЧАСТОТНОМ РАДИОЛОКАТОРЕ С ВОБУЛЯЦИЕЙ ЧАСТОТЫ ПОВТОРЕНИЯ И ЧЕРЕСПЕРИОДНЫМ ВЫЧИТАНИЕМ СИГНАЛОВ НА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЕ Советский патент 2007 года по МПК G01S7/36 

Известным недостатком селектора движущихся целей в одночастотных радиолокаторах является весьма узкая полоса подавляемых скоростей пассивных помех, что приводит к необходимости компенсировать среднюю скорость помехи, а также наличие большого числа "слепых" зон в диапазоне возможных скоростей целей (фиг.1).

В двухчастотных РЛС, в которых имеется два одновременно работающих приемо-передающих устройства, достаточно разнесенные по частоте, указанный выше недостаток преодолевается тем, что система СДЦ работает на разностной частоте, на которой масштаб амплитудно-скоростной (частотной) характеристики селектора значительно расширяется (фиг.2).

Однако в ряде случаев построение второго приемо-передающего устройства по тем или иным причинам оказывается невозможным.

Предлагается способ построения СДЦ в одночастотном радиолокаторе, позволяющий получить амплитудно-скоростную характеристику, подобную характеристике селектора на разностной частоте в двухчастотных РЛС.

Особенность предлагаемого способа состоит в том, что эхо-сигналы перед череспериодным вычитанием детектируются с помощью двух квадратурных фазовых детекторов (перемножителей), опорными напряжениями для которых служат эхо-сигналы от предыдущего зондирования. При этом череспериодные пульсации сигналов на фазовых детекторах вызываются изменением от такта к такту длительности периода повторения РЛС, благодаря чему разность фаз сигналов на детекторах меняется от такта к такту на величину ΩΔТ,

где Ω - частота Допплера,

ΔT - разность двух смежных периодов повторения.

Таким образом, в предлагаемом методе принципиальным является то, что скоростная селекция осуществляется по разности фазовых сдвигов, получаемых сигналом за счет движения объекта в двух неравных периодах повторения, что значительно расширяет частотный (скоростной) масштаб характеристики селектора. Предлагаемый метод может быть назван "методом неравных периодов повторения с перемножением сигналов смежных периодов", что подчеркивает принципиальную необходимость работы РЛС с переменным периодом повторения и выделения при этом разностного фазового сдвига путем перемножения эхо-сигналов промежуточной частоты.

Как известно [1], изменение периода повторения при обычной схеме селектора (без перемножения сигналов смежных периодов) не расширяет диапазона подавляемых скоростей помехи.

На фиг.3 изображена схема, поясняющая сущность предлагаемого способа.

Коммутатор 2 поочередно, соответственно изменению периода повторения РЛС, подключает к фазовым детекторам 3 опорные эхо-сигналы промежуточной частоты, задержанные на время Т₁ или Т₂=Т₁+ΔТ. На фазовых детекторах возникают видеоимпульсы, пропорциональные соответственно:

В каждом из каналов череспериодного вычитания имеем

После возведения в квадрат и суммирования каналов получим "частотную" характеристику селектора

Зависимости ; ; изображены на фиг.4.

Из выражения (1) видно, что частотный масштаб характеристики определяется величиной разности периодов повторения РЛС. ΔТ "Слепые" зоны селектора следуют с интервалами

, ΔТ≠0

Для подавления пассивных помех без компенсации средней скорости величина ΔТ выбирается из условия

ΔТ Ω_{п max}≪1

где ω₀ - частота сигнала, отраженного от неподвижного предмета,

Ω_{п max} - максимальная допплеровская частота помехи.

Для устранения "слепых скоростей" необходимо выполнить условие

где Ω_{ц max} - максимальная допплеровская частота цели.

Условия (2) и (3) легко совместимы, т.к.

Ω_{п max}≪ Ω_{ц max}

Характеристика (1) подобна характеристике селектора при двухчастотной работе РЛС, которая имеет вид:

Различие состоит лишь в том, что изменение масштаба скоростей при двухчастотной работе достигается за счет разности частот передатчиков Δω, а в предлагаемом способе - за счет разности периодов повторения ΔТ.

Преимуществом предлагаемого метода является простота его осуществления и возможность работы с переменной величиной ΔТ, что позволяет практически полностью устранить эффект слепых скоростей. Для этого достаточно иметь ультразвуковую линию с несколькими отводами или использовать для получения задержанных опорных эхо-сигналов схему покомпонентного вычитания на потенциалоскопах с последующим восстановлением несущей [2].

Схема с использованием потенциалоскопов изображена на фиг.5. В отличие от схемы (фиг.1) в качестве опорного напряжения на фазовых детекторах здесь используется череспериодная разность эхо-сигналов промежуточной частоты, поступающая с сумматора (5). Это не изменяет работу схемы, т.к. наличие в опорном напряжении, вместе с задержанными сигналами, сигналов данного зондирования не изменяет пульсирующей (переменной) части видеосигналов на выходе фазовых детекторов.

Источники информации

1 ШЕСТАКОВ А.И. Некоторые общие вопросы когерентно-импульсного метода. М. - 1960 г.

2 Авторское свидетельство СССР N 1840386, 2006 г.

Перечень чертежей и наименований.

Фиг.1 - частотная характеристика обычного селектора в одночастотном радиолокаторе.

фиг.2 - частотная характеристика селектора на разностной частоте;

фиг.3 - схема реализации предлагаемого способа с линиями задержки:

1 - ультразвуковая линия для задержки эхо-сигналов на два различных периода повторения;

2 - коммутатор;

3 - фазовые детекторы (перемножители);

4 - фазосдвигающая цепь Δϕ=90°;

5 - устройства череспериодного вычитания видеосигналов;

6 - квадраторы;

7 - сумматоры.

Фиг.4 - частотные характеристики селектора с перемножением сигналов смежных периодов;

фиг.5 - схема реализации предлагаемого способа с потенциалоскопами:

1 - фазовые детекторы (перемножители);

2 - потенциалоскопы;

3 - когерентный гетеродин;

4 - балансные модуляторы;

5 - сумматоры;

6 - квадраторы;

7 - фазосдвигающая цепь Δϕ=90°.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в устранении необходимости компенсации средней скорости пассивных помех. Для этого в способе эхо-сигналы, принятые в смежные периоды перед череспериодным вычитанием, перемножают в двух квадратурных фазовых детекторах, а после череспериодного вычитания - квадрируют и суммимуют. 5 ил.

Способ селекции движущихся целей в одночастотных радиолокационных станциях с вобуляцией частоты повторения и череспериодным вычитанием сигналов на промежуточной частоте, отличающийся тем, что, с целью устранения необходимости компенсации средней скорости пассивных помех, эхо-сигналы, принятые в смежные периоды перед череспериодным вычитанием, перемножают в двух квадратурных фазовых детекторах, а после череспериодного вычитания - квадрируют и суммируют.