Способ радиолокации со спектральной обработкой сигнала Советский патент 1980 года по МПК G01S13/02 

(54) СПОСОБ РАДИОЛОКАЦИИ СО СПЕКТРАЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ

СИГНАЛА

1

Изобретение относится к средствам ближней радиолокации и может использоваться как средство дли предотвращения столкновений автомобилей, судов в портах и т.д.

Известен способ радиолокации со спектральной обработкой сигнала, заключающийся в том, что генерируют стационарный сигнал с шириной спектра не менее отношения скорости света к дальности до цели, разделяют указанный сигнал на опорный и зондирующий, излучают зондирукндий сигнал в сторону цели, принимают сигнал, отраженный от цели, суммируют принятый и опорный сигналы, производят спектральную обработку суммы принятого и опорного сигнала, дальность до цели определяют по разности частот между соседними максимумами, спектра PJ

Однако чувствительность радиолокации по известному способу ограничивается собственными шумами приемной антенны и приемного тракта.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и чувствительности.

Для этога в способе радиолокации со спектрат1ьной обработкой сигнала, заключающемся в том, что генерируют

стационарный сигнал с шириной спектра не менее отношения скорости света к дальности до цели, разделяют указанный сигнал на опорный и зондирующий, излучают зондирующий сигнал в сторону цели, принимают сигнал,отраженный от цели/ суммируют принятый и опорный сигналы, производят спектральную обработку суммы принятого и опорного сигналов, дальность до цели определяют по разности частот между соседними максимумами спектра, часть принятого сигнала усиливают до уровня, не превышающего уровень зондирующего сигнала и переизлучают в сторону цели.

Способ заключается в следующем.

Генерируется стационарный сигнал с шириной спектра, большей или равной отношению скорости света к дальности до цели, разделяется указанный сигнал на опорный и зондирующий, последний излучается в сторону цели, а также при:ншдается сигнал, отраженный от , суммируется принятый сигнал с опорным сигналом и получается информация о цели по расстоянию между соседними максимумами спектра мощное 30 ти суммарного сигнала, ответвляется часть принятого сигнала и усиливается до уровня, не превышающего уровень зондирующего сигнала, переизлучается в сторону цели и отраженный при этом сигнал принимается совместно с отраженным от цели зондирующим сигналом. На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для реализации предложенного способа. Устройство содержит генератор 1 стационарного сигнала, направленные ответвители 2-5, передающую антенну 6, приемную антенну 7, усилитель 8, регулируемые аттенюаторы 9 и 10, усилитель 11 обратной связи, переизлучаю щую антенну 12, согласующие элементы 13и 14, сумматор 15, анализатор16 спектра, измерители 17 и 18 мощности. Устройство работает следующим образом. Сигнал от генератора 1 поступает на вход направленного ответвителя 2, разделяющего генерируемый сигнал на опорный, который через регулируемый аттенюатор 10 и согласующий элемент 14поступает на первый вход сумматора 15 , и на зондирующий сигнал, кото рый с помощью передающей антенны б излучают в сторону-цели 19. Принятый сигнал с выхода .приемной антенны 7 усиливают усилителем 8, разделяют на правленным ответвителем 4 на две час ти, одну из которых через согласующий элемент 13 подают на второй вход сумматора 15, а другую часть принято го сигнала после прохождение через регулируемый аттенюатор 9 усиливают с помощью усилителя 11, и пе.реизлуча ют в сторону цели 19 с помочью переизлучастдей антенны 12. Переизлученны сигнал достигает цели 19, отражается от нее и вновь поступает на вход при емной антенны 7, куда одновременно поступает отраженный от цели зондиру ющий сигнал, излучаемый передакяцей антенной 6. Таким образом осуществля ют многократную циркуляцию принятого сигнала по замкнутому кольцу: приемная антенна 7 - усилитель 8 - направ ленный ответвитель 4 - регулируемый аттенюатор 9 - усилитель 11 - направ ленный ответвитель 5 - переизлучаема антенна 12 - цель 19 - приемная антенна 7. Контроль уровней мощности зондирующего и переизлученного сигна лов осущесгвдяется измерителями 17 и 18 мощности, а регулирование мощности переизлучаемого сигнала производится регулируемым аттенюатором 9 так, чтобы мощность переизлученного сигнала не превышала мощности зондирующего сигнала. Сигнал с выхода cyNMHTOpa 15 поступает на анализатор 16 спектра. Отраженный от цели 19 зондирующий сигнал на входе приемной антенны 7 является внешним сигна лом для замкнутого кольца, содержащего элементы - усилители 8 и 11. ля того, чтобы не возбуждались колеания на одной из собственных частот амкнутого кольца, мощность циркулиующего по замкнутому кольцу приняого сигнала не должна превышать мощости зондирующего сигнала. Последее выполняется, если мощность циркуирующего сигнала, излучаемого переизлуча{(вдей антенной 12, не превышает ощности зондирующего сигнала, излуаемого передающей антенной 6. Замкнутое кольцо с задержанной обратной связью образует гребенчатый фильтр. Если время задержки принятого сигнала при одном обходе кольца обратной связи больше времени корреляции принятого сигнала, что имеет место,когда ширина спектра принятого сигнала больше или равна отношению скорости света к дальности до цели, то спектр принятого сигнала, циркулирующего по замкнутому кольцу, приобретает периодическую изрезанность, в соответствии с видом частотной характеристики гребенчатого фильтра. Частотный интервал между двумя соседними максимумами частотной характеристики гребенчатого фильтра равен дальность до цели; скорость света; известное время задержки сигнала в цепи: приемная антенна 7 - усилитель 8 - направленный ответвитель 4 регулируемый аттенюатор 9 усилитель 11 - направленный ответвитель 5 - переизлучающая антенна 12. Из выражения (1) дальность до цели определяется как - 1-i- Т 2Ui 7 Чтобы в. спектре суммарного сигнала наблюдалась изрезанность с одним периодом, равным.Af, время задержки сигнала Т в цепи: усилитель 8 - направленный ответвитель 4 - регулируелолй аттенюатор 9 - усилитель 11 направленный ответвитель 5 - переизлучающая антенна 12, устанавливается равным Т Т + Т,,-Т4, (3) где Тп - время задержки сигнала в цепи: направленный ответвитель 2 - направленный ответвитель 3 - передагацая антенна 6; : Тя -время задержки сигнала в цепи: усилитель 8 - направленный ответвитель.4 - согласующий элемент 13 - сумматор 15,

Тд, - время задержки сигнала в

цепи: направленный отвётвитель 2 - регулируемый.аттенюатор 10 - согласующий элемент 14 - сумматор 15. Помеха и собственные шумы приемной антенны и приемного тракта,включающего усилитель 8, циркулируют как аддитивная смесь с зондирующим сигналом в замкнутом кольце. Поэтому как спектр помехи, так и спектр собственных шумов приемной антенны 7 и приемного тракта, циркулирующих по замкнутому кольцу, приобретают периодическую изрезанность в соответствии с видом частотной ларактеристики гребенчатого фильтра. Следовательно,как помеха, так и собственные шумы приемной антенны приемного тракта в процессе многократной циркуляции сами несут информацию о цели.

В уст ройстве, работающем по предложенному способу радиолокации со спектргшьной обработкой сигнала,достигается повышение помехоустойчивости и увеличение чувстр ельности, которая ограничивается уровнем собственных шумов анализатора спектра.

Формул изобретения

Способ радиолокации со спектральной обработкой сигнала, заключающийся в том, что генерируют стационарный сигнал с шириной спектра не менее отношения скорости света к дальности до цели, разделяют указанный сигнал на опорный и зондируквдий, излучают зондирующий сигнал в сторону цели, принимают сигнал, отраженный

0 от цели, суммируют принятый и опорный сигналы, производят спектральную обработку суммы принятого и опорного сигналов, дальность до цели определяют по разности частот между соседними максимумами спектра, отличающийся тем, что , с целью повышения помехоустойчивости и чувствительности, часть принятого сигнала усиливают до уровня, не превышающего уровень зондирующего сигнала и переизлучают в сторону цели.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1.-Патент СШЛ № 3603990,

кл. 343-5, опублик. 1968 (прототип).