Устройство слежения за координатами цели

 

Изобретение относится к радиотехническим системам, в частности к радиолокационным системам измерения дальности, и может быть использовано в бортовых РЛС. Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости слежения за дальностью и скоростью цели. Устройство слежения за координатами цели содержит последовательно включенные дискриминатор, первый усилитель, первый сумматор, первое устройство задержки, цифровой интегратор, второй сумматор, третий сумматор, второе устройство задержки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход дискриминатора соединен через второй усилитель со вторым входом третьего сумматора, выход второго сумматора соединен с вторым входом дискриминатора, выход первого устройства задержки через третий усилитель - с вторым входом первого сумматора. Новым в устройстве является включение дополнительного контура слежения за дисперсией формирующего шума по скорости цели, содержащего последовательно соединенные четвертый усилитель, четвертый сумматор, третье устройство задержки, выход которого соединен со вторым входом четвертого сумматора и вторым входом первого умножителя, выход дискриминатора соединен с входом четвертого усилителя. Кроме того, вместо первого, второго и четвертого усилителей в устройство включены управляемые схемы усиления, входы которых соединены с выходом дискриминатора и содержащие два параллельных канала с последовательно включенными усилителем и умножителем, выходы которых соединены с входами сумматора, который является выходом усилительной схемы. Вторые входы сумматоров соединены с выходами второго и третьего устройства задержки соответственно. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехническим системам, в частности, к радиолокационным системам измерения дальности, и может быть использовано в бортовых РЛС.

Известно устройство слежения за дальностью и скоростью цели (см., например, М.В.Максимов и Г.Н.Горгонов. Радиоэлектронные системы самонаведения. М. : Радио и связь, 1982, с. 213), содержащая дискретный временной различитель (дискриминатор), усилители, два сумматора и два цифровых интегратора.

Недостатком устройства является низкая устойчивость отслеживания координат, возникающая за счет несоответствия изменения дальности и скорости цели модели, принятой в измерителе.

Известно также дискретное устройство измерения дальности и скорости цели (см. , например, М. С. Ярлыков и А.С.Богачев. Авиационные радиоэлектронные комплексы, их боевое применение и эффективность (под ред. М.С.Ярлыкова - изд. ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1983, с. 101), содержащее дискриминаторы по дальности и скорости, усилители, сумматоры, устройства задержки.

Недостатком известного устройства является недостаточная устойчивость отслеживания координат, возникающая за счет несоответствия закона изменения дальности и скорости цели прогнозируемым значениям в измерителе.

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому устройству является устройство слежения за координатами цели, принятое за прототип, (см. Оптимизация следящего измерителя. Радиотехника, N 9, 1986), которое содержит последовательно включенные дискриминатор, первый усилитель, первый сумматор, первое устройство задержки, цифровой интегратор, второй сумматор, третий сумматор, второе устройство задержки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход дискриминатора соединен через второй усилитель со вторым входом третьего сумматора, выход второго сумматора соединен со вторым входом дискриминатора, выход первого устройства задержки через третий усилитель с вторым входом первого сумматора.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является низкая устойчивость слежения при несоответствии закона изменения дальности до цели и скорости цели прогнозируемым значениям в измерителе. Например, при маневрировании цели.

Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости слежения за дальностью и скоростью цели.

Сущность изобретения заключаются в том, что в устройство слежения за координатами цели, содержащее дискриминатор, первый усилитель, первый сумматор, первое устройство задержки, интегратор, второй сумматор, третий сумматор, второе устройство задержки, второй усилитель, третий усилитель, причем выход дискриминатора соединен с входом первого усилителя, выход первого сумматора соединен с входом первого устройства задержки, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого подключен к входу второго устройства задержки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход первого устройства задержки соединен с входом третьего усилителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, дополнительно включен контур слежения за дисперсией формирующего шума по скорости цели, содержащий четвертый усилитель, выход которого подключен к первому входу четвертого умножителя, выход которого соединен с первым входом пятого сумматору, выход которого соединен со вторым входом третьего сумматора, пятый усилитель, выход которого подключен к первому входу пятого умножителя, выход которого подключен к второму входу пятого сумматора, шестой усилитель, выход которого подключен к первому входу шестого умножителя, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, седьмой усилитель, выход которого соединен с первым входом седьмого умножителя, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора, выход которого подключен к первому входу седьмого сумматора, выход которого соединен с входом третьего устройства задержки, выход которого соединен с первым входом третьего умножителя, выход которого подключен к второму входу дискриминатора, первый умножитель, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход подключен к первому входу четвертого сумматора, второй усилитель, вход которого соединен с выходом дискриминатора, а выход с первым входом второго умножителя, выход которого подключен к второму входу четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход второго сумматора соединен с первым входом третьего умножителя, выход второго устройства задержки подключен к вторым входам четвертого, первого и шестого умножителей, выход третьего устройства задержки подключен к вторым входам седьмого сумматора, седьмого, второго и пятого умножителей, выход дискриминатора соединен с входами четвертого, пятого, шестого и седьмого усилителей, выходы третьего сумматора и первого сумматора являются выходами устройства.

При анализе известных технических решений не обнаружены решения, имеющие признаки, сходные с отличительными признаками изобретения.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что предложенное техническое решение обладает существенными отличиями. Наличие совокупности существенных признаков обеспечивает возможность устойчивого сопровождения цели по дальности и скорости.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для отслеживания координат цели.

Устройство состоит из дискриминатора 1, имеющего два входа 1 и 2, выход которого соединен с первыми входами первого усилителя 2 и второго усилителя 3, выходы которых через первый умножитель 4 и второй умножитель 5 соединены с первым и вторым входами четвертого сумматора 6 соответственно, выход которого через последовательно включенные первый сумматор 7, первое устройство задержки 8, цифровой интегратор 9, второй сумматор 10, третий сумматор 11 соединен с вторым устройством задержки 12, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 10. Выход первого устройства задержки через усилитель 13 соединен со вторым входом первого сумматора. Выход второго сумматора 10 соединен через третий умножитель 19 с вторым входом дискриминатора 1. Выход дискриминатора 1 соединен с входами четвертого усилителя 14, пятого усилителя 15, шестого усилителя 20, седьмого усилителя 21. Выход четвертого усилителя 14 через четвертый умножитель 16 соединен с первым входом пятого сумматора 18. Выход пятого усилителя 15 через пятый умножитель 17 соединен со вторым входом пятого сумматора 18, выход которого подключен ко второму входу третьего сумматора 11. Выход шестого усилителя 20 через шестой умножитель 22 соединен с первым входом шестого сумматора 24. Выход седьмого усилителя 21 через седьмой умножитель 23 подключен ко второму входу шестого сумматора 24, выход которого соединен через первый вход седьмого сумматора 25 со входом третьего устройства задержки 26, выход которого подключен ко второму входу седьмого сумматора 25. Выход третьего устройства задержки 26 соединен с вторыми входами второго умножителя 5, пятого умножителя 17, седьмого умножителя 23 и третьего умножителя 19. Выход второго устройства задержки 12 подключен к вторым входам первого умножителя 4, четвертого умножителя 16 и шестого умножителя 22.

Работа устройства слежения за координатами цели осуществляется следующим образом.

Перед захватом измерителем сигналов цели выполняется целеуказание по дальности, скорости и выставка начального значения дисперсии формирующего шума путем ввода дискретных сигналов на выход первого устройства задержки 8 (целеуказание по скорости), выход второго устройства задержки 12 (целеуказание по дальности) и выход третьего устройства задержки 26 (выставка начального значения дисперсии формирующего шума). Выходные дискретные сигналы, пропорциональные текущей дальности и скорости цели, снимаются с выходов третьего сумматора 11 и первого сумматора 7. Так как устройство функционирует в дискретном режиме, то обновление входных и выходных сигналов во всех элементах схемы выполняется через время, равное времени интервала дискретизации Т_п. На это же время выполняется задержка сигналов в устройствах задержки 8, 12, 26. Например, в импульсной РЛС время Т_п может быть равно периоду повторения. Текущая измеренная дальность на выходе третьего сумматора 11 через один такт (интервал Т_п) будет складываться из сигнала дальности, введенного в момент целеуказания, сигнала с выхода цифрового интегратора 9, пропорционального расстоянию, на которое сблизилась (удалилась) цель за один такт.

Сигнал рассогласования на выходе дискриминатора 1 формируется путем сравнения дискретных сигналов, пропорциональных текущей (на входе 1) и измеренной (на входе 2) дальности. При этом сигнал на входе 2 будет корректироваться на каждом такте сигнала оценки величины дисперсии формирующего шума, характеризующей характер движения цели, в умножителе 19. Кроме того, сигнал рассогласования на выходе дискриминатора 1 поступает на усилительные схемы, содержащие два усилителя, два умножителя и сумматор. Например, сигнал рассогласования поступает на вход усилительной схемы контура слежения по дальности, состоящий из усилителей 14, 15, двух умножителей 16, 17 и сумматора 18. Сигнал через параллельные усилители 14, 15 поступает на первые входы умножителей 16 и 17. На второй вход умножителя 16 поступает корректирующий сигнал с выхода второго устройства задержки 12. На второй вход умножителя 17 подается сигнал с выхода третьего устройства задержки 26. Сигналы с выходов умножителей складываются в сумматоре 18. На выходе сумматора получается скорректированный с учетом величины оцененной дисперсии формирующего шума сигнал рассогласования, который поступает на второй вход третьего сумматора 11. Аналогичные операции выполняются в усилительных схемах контура слежения за скоростью цели и контура оценки дисперсии формирующего шума. По истечении очередного такта все описанные операции повторяются, при этом в качестве сигналов, пропорциональных дальности и скорости, используются дискретные сигналы, полученные на предыдущем такте. Через определенное количество тактов работы устройства величина рассогласования на выходе дискриминатора 1 будет минимальна, что соответствует переходу устройства слежения из режима целеуказания в установившийся режим. Процесс бессрывного слежения при большей точности измерения координат цели будет сохраняться при маневрировании цели.

Таким образом, предложенное устройство осуществляет слежение за дальностью и скоростью цели. Повышение устойчивости перехода устройства слежения из режима целеуказания в установившийся режим, бессрывное отслеживание дальности и скорости цели в случае ее маневра, более высокая точность оценивания координат цели обеспечивается включением в ее состав контура оценивания дисперсии формирующего шума, формирующего сигнал, корректирующий сигнал рассогласования на выходе дискриминатора 1 и выходах усилительных схем контуров слежения по дальности и скорости цели.

Формула изобретения

Устройство слежения за координатами цели, содержащее дискриминатор, первый усилитель и последовательно включенные первый сумматор, первое устройство задержки, интегратор, второй сумматор и третий сумматор, соединенный с вторым устройством задержки, второй усилитель, третий усилитель, причем выход дискриминатора соединен с входом первого усилителя, выход второго устройства задержки подключен к второму входу второго сумматора, выход первого устройства задержки через третий усилитель соединен со вторым входом первого сумматора, отличающееся тем, что в устройство дополнительно включен контур слежения за дисперсией формирующего шума по скорости цели, содержащий четвертый усилитель, выход которого через четвертый умножитель соединен с первым входом пятого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, пятый усилитель, выход которого через пятый умножитель соединен с вторым входом пятого сумматора, шестой усилитель, выход которого через шестой умножитель соединен с первым входом шестого сумматора, седьмой усилитель, выход которого через седьмой умножитель подключен к второму входу шестого сумматора, выход которого через первый вход седьмого сумматора соединен с входом третьего устройства задержки, выход которого подключен ко второму входу седьмого сумматора, выход третьего устройства задержки соединен с вторыми входами второго умножителя, пятого умножителя, седьмого умножителя и третьего умножителя, выход второго устройства задержки подключен к вторым входам первого умножителя, четвертого умножителя и шестого умножителя, выход второго сумматора через третий умножитель соединен с вторым входом дискриминатора, выход которого соединен с входами второго усилителя, четвертого усилителя, пятого усилителя, шестого усилителя и седьмого усилителя, выходы первого и второго усилителей через первый и второй умножители соединены с первым и вторым входами четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, а выходные дискретные сигналы, пропорциональные текущей дальности и скорости цели, снимаются с выходов третьего и первого сумматоров соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1