УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ Советский патент 2014 года по МПК H04B7/12 G01S7/36 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для управления перестройкой несущей частоты многочастотных импульсных радиотехнических систем.

Наиболее перспективно применение устройства управления в многочастотных когерентно-импульсных радиолокационных станциях с перестройкой несущей частоты от импульса к импульсу.

Известно устройство управления перестройкой частоты для многочастотных радиотехнических систем. Устройство управления перестройкой частоты осуществляет периодическое изменение рабочей частоты от одной группы импульсов к другой при заданном соотношении частоты зондирования и частоты переключения каналов, что позволяет ослабить влияние помех, но не исключает их полностью. Устройство поиска рабочих радиоканалов обеспечивает перестройку частоты с исключением радиоканалов, пораженных помехой, но имеет сложную аппаратурную реализацию.

В возбудителе импульсной когерентной РЛС с перестройкой частоты, содержащем N гетеродинов, выходы которых подключены ко входам устройства сложения мощностей, выход которого подсоединен ко входу разветвителя мощности, выход которого подключен к смесителю передатчика, ко второму входу которого подсоединен выход формирователя зондирующего сигнала, к двум входам которого подключены выходы генератора промежуточной частоты и генератора запуска зондирующего сигнала, дешифратор номера канала гетеродина, N выходов которого подключены к управляющим входам соответствующих гетеродинов, а вход соединен с выходами датчика случайных чисел и анализатора помех, к первым управляющим входам которого подключены соответствующие выходы управляющего устройства, вход которого соединен с выходом генератора запуска зондирующего сигнала, причем второй выход разветвителя мощности через видеодетектор соединен с соответствующими вторыми управляющими входами датчика случайных чисел и анализатора помех. В этом возбудителе имеется возможность перестраивать частоту по случайному закону и настраивать РЛС на частоту с наименьшим уровнем помех. Однако невозможно отстроиться от помехи при случайной перестройке.

Наиболее близко по своим техническим характеристикам устройство по авторскому свидетельству №1840895. Это устройство управления перестройкой частоты, состоящее из дешифратора номера канала гетеродина, соединенного по входу с выходом датчика случайных чисел, видеодетектора, подключенного по входу анализатора помех и управляющего блока, выходы которого подключены к анализатору помех и датчику случайных чисел, схемы разделения, соединенной по одному входу с датчиком случайных чисел и первой схемой запрета, а по другому - с анализатором помех, видеодетектором и второй схемой запрета, выход схемы разделения через анализатор помех подключен к схеме сравнения и первой схеме запрета, выход схемы сравнения связан со вторым входом второй схемы запрета, а выход последней - с датчиком случайных чисел, выход первой схемы запрета подключен к дешифратору номера канала гетеродина.

Такое устройство дает возможность отстраиваться от узкополосной помехи при случайной перестройке.

Недостатком данного устройства является то, что для поиска свободного канала при наличии плотной помехи (несколько постановщиков узкополосной или прицельной шумовой помехи), в общем случае, требуется количество выбросов случайного числа большее, чем количество каналов. Если имеется N каналов и K из них свободны, то вероятность выбора свободного канала после одного выброса случайного числа будет $$\frac{K}{N}$$ .

Вероятность выбора свободного канала после n-выбросов будет:

$$P=1-{\left(1-\frac{K}{N}\right)}^n$$ ;

откуда количество выбросов n будет равно

$$n=\frac{\ln \left(1-P\right)}{\ln \left(1-\frac{K}{N}\right)}$$ .

Например, для р=0,999, N=10, K=2 число выбросов будет равно n=31. Обычно по условиям работы время, отведенное для поиска свободного канала, t_п≤N·t_в,

где t_в - время выбора кода номера одного канала по случайному закону.

Таким образом, за время поиска может быть не обнаружен свободный канал, и РЛС будет зондировать на последней выбранной частоте, даже если она занята помехой.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности РЛС при сохранении скрытности ее работы в условиях постановки плотных активных шумовых помех.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее видеодетектор, узел управления, соединенные по выходам со входами анализатора помех и датчика случайных чисел, схему разделения, соединенную по входу с датчиком случайных чисел и схемой запрета, а по выходу с анализатором помех, схему сравнения, соединенную по входу с одним из выходов анализатора помех, другой выход анализатора помех соединен со входом схемы запрета, введены коммутатор, регистр, вторая схема сравнения, схема совпадения, запоминающее устройство и схема разделения, причем один вход коммутатора соединен со входом первой схемы сравнения, второй вход - с выходом видеодетектора и входом анализатора помех, третий - со входам датчика случайных чисел и входом схемы запрета, а выходы со входами регистра, выходы регистра со входами второй схемы сравнения, ее вторые входы соединены с выходами запоминающего устройства и входами схемы совпадения. Входы запоминающего устройства соединены с выходами датчика случайных чисел, выход второй схемы совпадения соединен со вторым входом схемы совпадения и управляющим входом запоминающего устройства. Выход схемы совпадения соединен с одним из входов второй схемы разделения, другие входы которой соединены с выходом схемы запрета и узла управления. Выход схемы разделения соединен со входом коммутатора.

Наличие указанных новых элементов обеспечивает нахождение свободного от помехи частотного канала с вероятностью, близкой единице, не более чем за N тактов обращения к запоминающему устройству, при сохранении случайности выбора номера частотного канала РЛС от зондирования к зондированию.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, которая состоит из коммутатора 1, узла 2 управления, датчика 3 случайных чисел, анализатора 4 помех, регистра 5, видеодетектора 6, схемы 7 разделения, схемы 8 запрета, схемы 9 сравнения, схемы 10 сравнения, запоминающего устройства 11, схемы 12 совпадения, схемы 13 разделения. Схема 7 разделения соединена по входу с коммутатором 1, датчиком 3 случайных чисел и схемой 8 запрета, а по выходу - с анализатором 4 помех. Видеодетектор 5 соединен со входом анализатора 4 и коммутатора 1. Узел 2 управления соединен с анализатором 4, датчиком 3 и схемой 13 разделения. Анализатор 4 по входам соединен со входом схемы 8 запрета и схемы 9 сравнения. Выход схемы 9 сравнения соединен со входом коммутатора 1, с другими входами которого соединены выходы схемы 13 разделения, эти же выходы подаются на гетеродины. Выходы коммутатора 1 соединены с регистром 5, а его выход - со схемой 10 сравнения, датчик 3 - с запоминающим устройством 11, а его выходы - со схемой 10 сравнения и схемой 12 совпадения, выход схемы 10 сравнения - со входом схемы 12 совпадения и входом запоминающего устройства 11. Входы схемы 13 разделения соединены с выходом схемы 8 запрета и схемы 12 совпадения.

Устройство работает следующим образом. При поступлении команды на включение перестройки по случайному закону в интервале рабочей дальности РЛС случайные числа из датчика случайных чисел ДСЧ 3 записываются в ЗУ 11, причем повторная запись одного и того же числа исключается одним из известных методов. Запись в ЗУ 11 происходит до тех пор, пока все N разных чисел не будут записаны в ЗУ 11. В начале интервала нерабочей дальности во время обратного хода луча индикатора работает анализатор помех 4, на вход которого поступает сигнал помехи. Осуществляется поиск канала с минимальным уровнем помехи как и в режиме автоматической настройки на канал с наименьшим уровнем помехи. В то же время как и в устройстве по авторскому свидетельству №1840895, сигнал со второго выхода анализатора 4 помех сравнивается в первой схеме 9 сравнения с порогом, при работе в режиме случайной перестройки. Если порог превышен и при наличии разрешающего потенциала с видеодетектора 6, коммутатор 1 разрешает запись единицы в тот разряд регистра Pг 5, который соответствует номеру включенного гетеродина. За время анализа гетеродины включаются последовательно от первого до N-го командой из управляющего устройства 2 через схему 13 разделения. Таким образом, после окончания анализа в разрядах Pг 5, соответствующих номерам каналов, уровень помехи которых превысил порог, будет записана единица, а в анализаторе 4 хранится код номера канала с минимальным уровнем помех. Однако код номера канала с наименьшим уровнем помехи не поступит на гетеродины, так как схема 8 запрета закрыта потенциалом включения режима случайной перестройки. Далее происходит съем случайного числа из ЗУ 11 и сравнение его во второй схеме 10 сравнения с кодом в регистре 5. Если число, принятое из ЗУ 11 совпадает с кодом, записанным в регистр 5, то с выхода схемы 10 сравнения на схему 12 совпадения поступит запрет, а в запоминающее устройство 11 - сигнал на съем следующего числа и т.д. При наличии хотя бы одного свободного канала он будет найден максимум за N обращений к ЗУ 11. Полученное число в качестве номера частотного канала поступает на гетеродин. Когда какой-либо из рабочих каналов (гетеродин) не исправен, разрешающий потенциал с видеодетектора 6 не поступит на коммутатор 1 и в разряд Pг 5, соответствующий номеру неисправного канала, запишется единица, так же, как и при наличии помехи на данной частоте. Таким образом, этот канал не будет выбираться для перестройки.

Предложенное устройство позволяет с вероятностью, близкой единице, находить свободные от помехи рабочие каналы РЛС, если таковые имеются, за время, не превышающее времени выбора чисел из схемы запоминания, и при этом обеспечить скрытность работы за счет случайной перестройки несущей частоты РЛС по свободным от помехи частотным каналам.

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат - повышение эффективности перестройкой частоты. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит блок разделения, выход которого подключен к одному из входов элемента запрета через анализатор помех, к другим входам которого подключены соответственно выход видеодетектора и один из выходов блока управления, другой выход которого подключен к первому входу датчика случайных чисел (ДСЧ), к второму входу которого подключен вход блока разделения и другой вход элемента запрета, а другой выход анализатора помех подключен к входу блока сравнения, содержит также коммутатор, регистр, дополнительный блок сравнения, элемент И и выходной блок разделения, а также блок памяти, при этом выход ДСЧ через блок памяти подключен к другим входам элемента И и дополнительного блока сравнения, выход которого подключен к другому входу блока памяти, к входам коммутатора подключены соответственно выход блока сравнения, выход видеодетектора, вход блока разделения и выход выходного блока разделения, к другим входам которого подключены соответственно дополнительный выход блока управления и выход элемента запрета. 1 ил.

Устройство управления перестройкой частоты, содержащее блок разделения, выход которого подключен к одному из входов элемента запрета через анализатор помех, к другим входам которого подключены соответственно выход видеодетектора и один из выходов блока управления, другой выход которого подключен к первому входу датчика случайных чисел, ко второму входу которого подключен вход блока разделения и другой вход элемента запрета, а другой выход анализатора помех подключен ко входу блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности управления перестройкой частоты, введены последовательно соединенные коммутатор, регистр, дополнительный блок сравнения, элемент И и выходной блок разделения, а также блок памяти, при этом выход датчика случайных чисел через блок памяти подключен к другим входам элемента И и дополнительного блока сравнения, выход которого подключен к другому входу блока памяти, ко входам коммутатора подключены соответственно выход блока сравнения, выход видеодетектора, вход блока разделения и выход выходного блока разделения, к другим входам которого подключены соответственно дополнительный выход блока управления и выход элемента запрета.