Способ измерения угловых координат цели и радиолокационный координатор цели

Авторы патента:

G01S3/10 - способы и устройства для уменьшения или компенсации ошибок в определении пеленга, расположения и тому подобных ошибок

Владельцы патента RU 2334994:

Винокуров Владимир Иванович (RU)
Винокуров Дмитрий Владимирович (RU)

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и координаторах ракет. Достигаемым техническим результатом является повышение точности измерения угловых координат за счет выделения наиболее интенсивно отражающей области на теле цели, путем узкополосной доплеровской фильтрации сигнала с наибольшей интенсивностью и определении угловых координат цели относительно этой области. Радиолокационный координатор цели содержит канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала, четыре облучателя антенны, следящие приводы антенны, суммирующее устройство, два усилителя мощности, гетеродин, два вычитающих устройства, три смесителя, два усилителя мощности, три блока фильтрации, блок определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, три коммутатора, два фазовых детектора, схему автоматической регулировки усиления, три усилителя промежуточной частоты, соединенные определенным образом между собой для достижения указанного технического результата. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и координаторах ракет.

Известен способ измерения угловых координат цели, заключающийся в образовании равносигнального направления антенны, выделении сигнала рассогласования между направлением на цель и равносигнальным направлением, изменении положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования, формировании по положению антенны текущего значения угловых координат (Теоретические основы радиолокации под ред. В.Е.Дулевича, - М.: Сов. радио, 1964, с.455-461).

Известен радиолокационный координатор цели, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны. Канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны. Канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, схему автоматической регулировки усиления и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны, соответственно, с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами первого и второго смесителей, вторые входы которых и второй вход третьего смесителя соединены с выходом гетеродина, выходы первого, второго и третьего смесителей связаны, соответственно, с первыми входами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления, выходы первого и второго усилителей промежуточной частоты соединены соответственно с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход третьего усилителя промежуточной частоты соединен со входом схемы автоматической регулировки усиления и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выходы которых через первый и второй усилители мощности соединены со входами первого и второго следящих приводов антенны (Система управления и динамика полета ракет, под ред. B.C.Пугачева, ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1965, с.86, 142).

Недостатком данных способа и устройства является низкая точность измерения угловых координат цели, обусловленная тем, что происходит измерение угловых координат неопределенной области на теле цели или даже за ее пределами (Р.В.Островитянов, Ф.А.Басалов. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. М.: Радио и связь, 1982, с.5).

В этом случае равносигнальное направление не всегда совпадает с направлением на цель.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения угловых координат цели. Изобретение позволяет повысить точность измерения угловых координат за счет определения угловых координат области на теле цели путем узкополосной доплеровской фильтрации наиболее интенсивного сигнала, отраженного от цели. Это становится возможным при приближении к цели. Т.к. на малых расстояниях цель представляет собой протяженный объект, то отражения от различных блестящих точек цели будут иметь свою частоту доплера, обусловленную различием углов наблюдения этих блестящих точек. В этом случае сигнал от цели имеет определенную ширину спектра, которая увеличивается при приближении к цели. Каждая гармоника этого спектра представляет собой отражение от определенной области на теле цели. Осуществление фильтрации наиболее интенсивного сигнала приводит к выделению соответствующей области на теле цели.

Сущность предлагаемого способа измерения угловых координат цели состоит в том, что в способе измерения угловых координат цели, заключающемся в образовании равносигнального направления антенны, изменении положения равносигнального направления антенны путем перемещения антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования и формировании угловых координат цели по положению антенны, дополнительно производят выделение наиболее интенсивно отражающей области на теле цели за счет узкополосной доплеровской фильтрации сигнала с наибольшей интенсивностью и определяют угловые координаты цели относительно этой области.

В радиолокационный координатор цели, реализующий заявляемый способ, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала, где канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны, а канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели антенны, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны, канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, схему автоматической регулировки усиления и гетеродин, причем выходы первого и второго вычитающих устройств соединены соответственно с первыми входами первого и второго смесителей, выход суммирующего устройства соединен с первым входом третьего смесителя, вторые входы первого, второго и третьего смесителей соединены выходом гетеродина, а их выходы соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления, выходы первого и второго фазовых детекторов соединены соответственно через первый и второй усилители мощности со входами соответственно первого и второго следящих приводов антенны, дополнительно введены первый, второй и третий блоки фильтрации, блок определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, и первый, второй и третий коммутаторы, причем вторые входы первого и второго фазовых детекторов и вход схемы автоматической регулировки усиления соединены с выходом третьего коммутатора, первые входы первого, второго и третьего блоков фильтрации соединены с соответствующими выходами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, выходы первого и второго блоков фильтрации соединены с входами соответственно первого и второго коммутаторов, а выходы третьего блока фильтрации соединены с входами третьего коммутатора и блока определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, выход которого соединен соответственно с входами первого, второго и третьего коммутаторов. Выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами первого и второго фазовых детекторов.

На чертеже приведена структурная схема радиолокационного координатора цели, где

1, 2, 10, 11 - облучатели антенны;

3 - антенна;

4, 12 - вычитающие устройства;

5, 13, 19 - смесители;

6, 14, 20 - усилители промежуточной частоты;

7, 15 - фазовые детекторы;

8, 16 - усилители мощности;

9, 17 - следящие приводы антенны;

18 - суммирующее устройство;

21 - схема автоматической регулировки усиления;

22 - гетеродин;

23, 24, 25 - блоки фильтрации;

26 - блок определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал;

27, 28, 29 - коммутаторы.

Радиолокационный координатор цели содержит канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала. Канал угла места антенны имеет первый 1 и второй 2 облучатели антенны 3, первое 4 вычитающее устройство, первый 5 смеситель, первый 6 усилитель промежуточной частоты, первый 7 фазовый детектор, первый 8 усилитель мощности и первый 9 следящий привод антенны 3. Канал азимута антенны имеет третий 10 и четвертый 11 облучатели антенны 3, второе 12 вычитающее устройство, второй 13 смеситель, второй 14 усилитель промежуточной частоты, второй 15 фазовый детектор, второй 16 усилитель мощности и второй 17 следящий привод антенны, а канал опорного сигнала имеет суммирующее 18 устройство, третий 19 смеситель, третий 20 усилитель промежуточной частоты, схему 21 автоматической регулировки усиления и гетеродин 22, причем выходы первого 4 и второго 12 вычитающих устройств соединены соответственно с первыми входами первого 5 и второго 13 смесителей, выход суммирующего 18 устройства соединен с первым входом третьего 19 смесителя, вторые входы первого 5, второго 13 и третьего 19 смесителей соединены с выходом гетеродина 22, а их выходы соединены соответственно с первыми входами первого 6, второго 14 и третьего 20 усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы 21 автоматической регулировки усиления, выходы первого 7 и второго 15 фазовых детекторов соединены соответственно через первый 8 и второй 16 усилители мощности со входами соответственно первого 9 и второго 17 следящих приводов антенны, первый 22, второй 23 и третий 24 блоки фильтрации, блок 25 определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, и первый 26, второй 27 и третий 28 коммутаторы, причем вторые входы первого 7 и второго 15 фазовых детекторов и вход схемы 21 автоматической регулировки усиления соединены с выходом третьего 28 коммутатора, первые входы первого 22, второго 23 и третьего 24 блоков фильтрации соединены с соответствующими выходами первого 6, второго 14 и третьего 20 усилителей промежуточной частоты. Выходы первого 22 и второго 23 блоков фильтрации соединены с входами соответственно первого 26 и второго 27 коммутаторов, а выходы третьего 24 блока фильтрации соединены с входами третьего 28 коммутатора и блока 25 определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, выход которого соединен соответственно с входами первого 26, второго 27 и третьего 28 коммутаторов. Выходы первого 26 и второго 27 коммутаторов соединены с входами первого 7 и второго 15 фазовых детекторов.

Устройство функционирует следующим образом. Измерение угловых координат устройство производит в двух плоскостях. Принцип измерения угловых координат в каждой плоскости идентичен. Рассмотрим измерение азимута.

Сигнал, отраженный от цели, принимается антенной 3, имеющей моноимпульсную систему, состоящую из первого 1, второго 2, третьего 10 и четвертого 11 облучателей, суммирующего устройства 18, первого 4 и второго 12 вычитающих устройств. Разностный сигнал по азимуту с выхода второго 12 вычитающего устройства поступает на вход второго 13 смесителя, преобразуется, усиливается вторым 14 усилителем промежуточной частоты и поступает на первый вход второго 23 блока фильтрации. Суммарный сигнал с выхода суммирующего 18 устройства поступает через третий 19 смеситель и третий 20 усилитель промежуточной частоты на вход третьего 24 блока фильтрации, с выходов которого поступает на входы блока 25 определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал. На выходе блока 25 определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, формируется сигнал, соответствующий номеру фильтра с максимальной амплитудой сигнала. Данный сигнал поступает на входы первого 26, второго 27 и третьего 28 коммутаторов, которые подключают выходы соответствующих фильтров на выходы первого 26, второго 27 и третьего 28 коммутаторов. Так происходит выделение из сигнала, отраженного от цели, сигнала с максимальной амплитудой, что соответствует наиболее интенсивно отражающей области на теле цели. Измерение угловых координат производится относительно выделенной области.

Радиолокационный координатор цели, содержащий канал угла места антенны, канал азимута антенны и канал опорного сигнала, при этом канал угла места антенны имеет первый и второй облучатели антенны, первое вычитающее устройство, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, первый усилитель мощности и первый следящий привод антенны, канал азимута антенны имеет третий и четвертый облучатели антенны, второе вычитающее устройство, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовый детектор, второй усилитель мощности и второй следящий привод антенны, а канал опорного сигнала имеет суммирующее устройство, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, схему автоматической регулировки усиления и гетеродин, причем входы суммирующего устройства связаны с первым, вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а его выход - с первым входом третьего смесителя, входы первого и второго вычитающих устройств связаны, соответственно, с первым и вторым, третьим и четвертым облучателями антенны, а их выходы - с первыми входами первого и второго смесителей, вторые входы первого, второго и третьего смесителей соединены с выходом гетеродина, а их выходы соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, вторые входы которых соединены с выходом схемы автоматической регулировки усиления, выходы первого и второго фазовых детекторов соединены, соответственно, через первый и второй усилители мощности со входами, соответственно, первого и второго следящих приводов антенны, отличающийся тем, что введены первый, второй и третий блоки фильтрации, блок определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, и первый, второй и третий коммутаторы, причем вторые входы первого и второго фазовых детекторов и вход схемы автоматической регулировки усиления соединены с выходом третьего коммутатора, первые входы первого, второго и третьего блоков фильтрации соединены с соответствующими выходами первого, второго и третьего усилителей промежуточной частоты, выходы первого и второго блоков фильтрации соединены с входами, соответственно, первого и второго коммутаторов, а выходы третьего блока фильтрации соединены с входами третьего коммутатора и блока определения номера фильтра, в котором обнаружен максимальный сигнал, выход которого соединен, соответственно, с входами первого, второго и третьего коммутаторов, выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами первого и второго фазовых детекторов.

Изобретение относится к области радиолокации. .

Устройство оценки угловых координат целей для моноимпульсного радиолокатора с фазированной антенной решеткой // 2300779

Изобретение относится к области радиолокации и может использоваться для оценки угловых координат целей. .

Способ выявления многолучевого распространения радиоволны при пеленговании // 2300778

Изобретение относится к радиопеленгаторной технике. .

Способ оценки параметров многолучевых ошибок измерений псевдорасстояний для определения местоположения мобильной станции // 2278394

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в сотовых системах связи для увеличения точности и надежности определения местоположения мобильной станции.

Пеленгационное устройство свч и его вариант // 2269791

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в амплитудных и фазовых пеленгаторах диапазона СВЧ. .

Способ оценки параметров многолучевых ошибок измерений псевдорасстояний для определения местоположения мобильной станции // 2267796

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в сотовых системах связи для увеличения точности определения местоположения мобильной станции.

Радиопеленгатор // 2262714

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в средствах радиоразведки, радиолокации и радионавигации для определения направления на источник излучения или отражения радиоволн.

Устройство оценки угловых координат целей для моноимпульсных радиолокаторов // 2255348

Изобретение относится к радиолокационным измерителям угловых координат (УК) при сопровождении целей на проходе. .

Устройство оценки угловых координат целей для радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой // 2246120

Изобретение относится к радиолокационным измерителям угловых координат целей. .

Способ настройки угловой следящей системы // 2208810

Изобретение относится к угловым следящим системам с фазированными антенными решетками (ФАР). .

Устройство измерения времени запаздывания сигналов, отраженных от целей, в радиолокационной станции (рлс) с вобулированным периодом следования зондирующих импульсов // 2342674

Изобретение относится к радиолокационному обнаружению и измерению дальности до целей на фоне пассивных помех и может найти применение в РЛС, использующих высокую частоту следования зондирующих импульсов

Способ измерения угловых координат протяженной цели и устройство для его осуществления // 2360262

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и в координаторах ракет

Способ измерения угловых координат цели и радиолокационный координатор цели // 2363962

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в каналах углового сопровождения цели радиолокационных станций и координаторах ракет

Устройство пеленгования радиоизлучений // 2420753

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при решении задач, связанных с местоопределением источников радиоизлучений

Способ измерения пространственно-частотного распределения систематической ошибки пеленгования // 2450282

Изобретение относится к области радиопеленгации и предназначено для измерения пространственно-частотного распределения систематической ошибки пеленгования (СОП) в ходе испытаний, экспериментальных исследований, эксплуатации радиопеленгаторных систем (РПС)

Пеленгационное устройство (варианты) // 2504796

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фазовых и амплитудных пеленгатора сверхвысокочастотного диапазона. Достигаемый технический результат - увеличение точности пеленгования и расширение рабочего диапазона в сторону высоких частот. Указанный результат достигается за счет того, что пеленгационное устройство содержит гетеродин и блок управления, N приемных радиоканалов, состоящих из N приемных антенн, N контрольных узлов, N малошумящих усилителей, N смесителей и N усилителей промежуточной частоты. Кроме того, пеленгационное устройство содержит контрольный радиоканал, который состоит из одного или двух контрольных генераторов, двух или трех переключателей, двух или четырех согласованных нагрузок и N ненаправленных элементов связи. Антенны приемного радиоканала собраны в линейную или плоскую фазированную антенную решетку пеленгационного устройства. Один или два радиоканала пеленгационного устройства служат опорными радиоканалами. 1 з.п. ф-лы, 22 ил.

Фазовый пеленгатор // 2519593

Изобретение может использоваться в радиоразведке, радиомониторинге, при поиске специальных электронных устройств перехвата информации для определения местоположения источника радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - определение направления на ИРИ и дальности на относительно небольших расстояниях. Указанный результат достигается за счет того, что фазовый пеленгатор содержит три антенны, три приемных тракта, три фазовых детектора, частотомер, блок пересечения, блок объединения, блок определения пеленга, блок определения дальности, соединенные определенным образом между собой. 11 ил.

Способ двухмерного пеленгования воздушного объекта // 2535174

Изобретение относится к области радиотехники. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения угла места объекта и сокращение времени пеленгования. Указанный технический результат достигается тем, что принимают сигналы передатчика объекта с помощью антенн, образующих кольцевую решетку, расположенную параллельно земной поверхности, измеряют по принятым сигналам азимут объекта, принимают сигналы, по меньшей мере, двумя дополнительными антеннами, расположенными на центральной оси кольцевой решетки ортогонально ее плоскости, преобразуют принятые сигналы в угловой спектр по углам места прямого и отраженного от земной поверхности сигнала в направлении измеренного азимута объекта, при этом угловой спектр преобразуют в угловой спектр второго порядка, а угол места объекта определяют путем однопараметрической максимизации углового спектра второго порядка. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ определения направления на источник оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей // 2578203

Изобретение относится к системам обнаружения объектов и определения их местоположения. Технический результат состоит в уменьшении или компенсации ошибок определения направления (пеленга) и местоположения объекта, с которого излучаются оптические сигналы, для этого при определении направления на источник оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей обнаруживают рассеянное в атмосфере излучение оптической системы сканирования земной поверхности элементами системы из четырех матричных фотоприемников, установленных таким образом, что они представляют собой боковые грани прямоугольного параллелепипеда, стороны основания которого равны между собой, определении линейки элементов, в которых обнаружены сигналы, и решении задачи восстановления угловых координат источника оптического излучения по линии пересечения двух плоскостей, каждая из которых проходит через линейки элементов в двух матричных фотоприемниках, расположенных на противоположных боковых гранях прямоугольного параллелепипеда. 4 ил.

Способ пеленгования источника радиоизлучения // 2603356

Изобретение относится к области радиотехнических систем определения угловых координат источника сигнала. Достигаемый результат - повышение точности пеленгования источника радиоизлучения широкополосного сигнала при сохранении единственности измерения сигналов на выходах пеленгационных каналов. Указанный результат достигается тем, что до приема пеленгуемого сигнала, используя источник тестового сигнала для различных частот калибровки и всех пеленгационных каналов, каждый из которых включает элемент антенной решетки, производят оценку калибровочных коэффициентов, каждый из которых определяет неидентичность амплитудно-фазовых характеристик соответствующего пеленгационного канала, в процессе пеленгования до вычисления пространственных спектров Фурье пеленгуемого сигнала выполняют оценку частоты калибровки, делят сигналы, принятые пеленгационными каналами, на соответствующие, по каналу и частоте, калибровочные коэффициенты. 2 табл., 3 ил.