Устройство обработки радиолокационных сигналов

Авторы патента:

G01S13/04 - системы для обнаружения цели (основанные на относительном движении цели G01S 13/56)

Владельцы патента RU 2479850:

Часовской Александр Абрамович (RU)

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для ускоренного поиска и слежения за объектами. Достигаемый технический результат - упрощение изделия без уменьшения точности и величины определения дальности. Указанный результат достигается за счет того, что заявленное устройство содержит блок фиксации перемещения луча, датчик азимутальных меток с минутным и секундным разрешением счетчика, блок определения направления, блок вычитания, датчик направления излучения импульсов, блок вычитателей, блок дешифраторов и блок элементов совпадения, определенным образом соединенные между собой. 2 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокаторах и оптических локаторах для ускоренного поиска и слежения за объектами. Известно устройство обработки радиолокационных сигналов, входящее в состав радиолокатора, изложенное в патенте №2337377 автора. В нем осуществляется определение дальности при увеличенной частоте зондирующих импульсов, используя определяемое значение направления. Запоминаются также направления излучения зондирующих импульсов. Дальность определяется с помощью узлов, представляющих из себя блок вычитания между текущим временем и временем излучения зондирующего импульса. Однако точность определения дальности не всегда достаточна. Известно устройство обработки радиолокационных сигналов, изложенное в патенте №2390037, автор Часовской А.А. В нем увеличивается точность определения дальности при увеличенной частоте излучения зондирующих импульсов. При этом с помощью пеленгационного приемного устройства и других узлов, представляющих из себя блок определения направления, определяется азимутальное положение объекта в процессе обзора пространства. В состав устройства также входит блок фиксации перемещения луча, который после поворота луча на определенную величину выдает импульсы как команды на излучение зондирующего импульса. Поэтому в этот блок может входить датчик азимутальных меток с минутным и секундным разрешением, который можно представлять как самостоятельный узел, выдающий минутные метки в блок фиксации, а секундные - в счетчик, представленный как блок счета времени. Информация с группы выхода счетчика поступает в вычитатель, представляющий из себя блок вычитания, где определяется дальность при положительной и отрицательной разности. При этом определяется разность между текущей информацией со счетчика и моментом изучения зондирующего импульса, и если разность отрицательная, то она определяется путем вычитания момента излучения зондирующего импульса из суммы максимальной и текущей информации со счетчика.

Однако для определения дальности необходимо использовать увеличенное количество информации о направлении, постоянное запоминающее устройство, что усложняет изделие, и с помощью предлагаемого устройства осуществляется упрощение изделия без уменьшения точности и величины определения дальности. Достигается это введением датчика направления излучения импульсов, блока вычитателей, блока дешифраторов, блока элементов совпадения, при этом первая и вторая группы входов и группа выходов блока вычитателей соответственно соединены с группой выходов датчика, направлений излучений импульсов, с группой выходов блока определения направления и через блок дешифраторов со второй группой входов блока элементов совпадения, имеющего первую группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов датчика направлений излучений импульсов и со второй группой входов блока вычитания.

На фиг.1 и в тексте принять следующие обозначения:

1 - блок фиксации перемещения луча

2 - счетчик

3 - блок определения направления

4 - датчик азимутальных меток с минутным и секундным разрешением

5 - блок вычитателей

6 - блок дешифраторов

7 - блок элементов совпадения

8 - блок вычитания

9 - датчик направления излучения импульсов, при этом первая и вторая группы входов и группа выходов блока вычитателей 5 соответственно соединены с группой выходов датчика направлений излучения импульсов 9, с группой выходов блока определения направления 3 и через блок дешифраторов со второй группой входов блока элементов совпадения 7, имеющего первую группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов датчика направлений излучений импульсов 9 и со второй группой входов блока вычитания 8, имеющего первую группу входов, соединенную с группой выходов счетчика 2, вход которого соединен со вторым выходом датчика азимутальных меток с минутным и секундным разрешением 4, имеющий первый выход, соединенный с входом блока фиксации перемещения луча 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью блока определения направления 3 определяется азимутальное направление объекта в процессе обзора пространства с увеличенной частотой следования зондирующих импульсов. Пример исполнения блока определения направления изложен в книге А.Н.Волжин и Ю.Г.Сизов «Борьба с самонаводящими ракетами» 1983. М., Военное изд., стр.35-39, а также в патенте автора №2390037. При этом направление на объект определяется моноимпульсным методом с помощью пересекающихся приемных диаграмм.

В блок фиксации перемещения луча 1 выдаются минутные метки с первого выхода датчика азимутальных меток с минутным и секундным разрешением 4. Блок фиксации 1 выдает импульсы как команды на излучение зондирующего импульса. Со второго выхода датчика 4 поступают в счетчик 2 секундные метки. Счетчик после определенного количества меток и зондирующих импульсов в период времени максимального запаздывания отраженного от объекта сигнала сам устанавливается в исходное состояние.

Таким образом, в период счета меток фиксируется определенное количество направлений излучений в количестве, например, от пяти до десяти, в зависимости от максимальной дальности обнаружения. После прихода отраженного от объекта сигнала информация о направлении на объект, определяемая моноимпульсным методом к блоке определения направления 3, с группы выходов этого блока поступает на вторую группу входов блока вычитателей 5, а на первую группу его входов одновременно поступают коды направлений излучений импульсов с датчика направлений излучения импульсов 9. В связи с этим разность на одном из вычитателей, количество которых равно количеству направлений излучений, будет иметь наименьшее значение. Разности с группы выходов блока вычитателей 5 поступают в группу входов блока дешифраторов 6, где соответствующий дешифратор зафиксирует минимальную разность и сработает. В результате десятичный код с группы выходов блока дешифраторов поступает на группу входов блока элементов совпадения 7, где соответствующему элементу совпадения будет выдано разрешение на прохождение через него кода направления с датчика 9.

Это код с группы выходов блока элементов совпадения 7 поступает на вторую группу входов блока вычитания 8, а на первую его группу входов поступает текущая угловая информация с секундным разрешением с группы выходов счетчика 2. Разность между этой текущей информацией и вышеупомянутым кодом направления с блока 7 при постоянной скорости вращения луча характеризует дальность до объекта. Однако, если разность в блоке вычитания 8 имеет отрицательное значение, то она в нем определяется путем вычитания кода направления из максимального направления положения луча со счетчика 2 с последующим суммированием разности с текущим направлением. Причем максимальное положение луча соответствует максимальному коду со счетчика перед его установкой в исходное состояние, а вышеупомянутая сумма предварительно определяется в блоке вычитателей 8, например, так как отмечено в патенте автора №2337377, бюл.30 от 27.10.08 г.

На фиг.2 указан пример исполнения блока вычитания 8, где приняты следующие обозначения:

10 - вычитатель

11 - инвертор

12 - сумматор

13 - блок элементов или

14 - блок элементов совпадения

15 - вычитатель

16 - блок элементов совпадения

17 - датчик кода.

Вычитатель 10 определяет разность между текущей информацией со счетчика 2 и кодом направления излучения зондирующего импульса с блока элементов совпадения 7. В случае положительной разности вычитатель 10 выдает признак положительной разности в блок элементов совпадения 14, разрешая прохождение кода с вычитателя 10 в блок элементов, или 13. В случае отрицательной разности вычитатель 10 выдает отрицательный признак разности в инвертор 11. Последний сработает и даст разрешение блоку элементов совпадения 16 на прохождение через него информации о максимальном направлении на счетчике 2 с датчика кода 17 в вычитатель 15, где из этого максимального направления вычитается код с блока элементов совпадения 7, и разность поступает в сумматор 12, где складывается с кодом текущего направления со счетчика 2, и сумма поступает на другую группу входов блока элементов, или 13.

Информация о дальности с блока вычитания 8 может быть использована для дальнейшей обработки.

При использовании фазированной антенной решетки в качестве блока фиксации перемещения луча можно использовать блок фазирования, а в качестве датчика азимутальных меток - тактовый генератор.

Приведем пример конкретного исполнения. Пусть луч совершает круговой обзор пространства, используя фазированную антенную решетку. Синхронно с передающим лучом сканирует зона пересекающихся приемных диаграмм направленности. Ширина луча по азимуту 0,5 градуса, а по углу места - 5 градусов, ширина зоны приемных пересекающихся диаграмм 4 градуса при максимальной дальности обнаружения 300 км. Это обеспечивает время кругового обзора 180 мс. После каждого поворота луча излучается один импульс. Частота излучения зондирующих импульсов и сканирования 4 кГц.

Количество запоминаемых направлений излучения - восемь. Направление определяется моноимпульсным методом. Разрешающая способность его по его азимуту 5 минут. Точность определения дальности при равномерном сканировании и частоте секундных меток 20 мГц составляет 20 метров.

Несмотря на восьмикратное увеличение частоты, может сохраниться мощность излучения благодаря осуществлению подбора параметров зарядной цепи в передающем устройстве. При этом существенно не увеличивается громоздкость, а только величина потребляемой энергии. Это отмечено в книге «Радиотехнические устройства и элементы радиосистем» В.А.Коплун и др. М., Высшая школа, 2005 г., стр.150-151. Можно осуществлять поэтапное сканирование на разных углах места. Возможны другие варианты применения, например, с использованием одной приемной диаграммы, где направление определяется методом вычитания амплитуд отраженных сигналов, равноотстоящих от максимальной амплитуды, как отмечено в патенте автора №2421749. Для определения направления также можно использовать оптические координаторы и телевизионные датчики, а для излучения - лазерные передатчики. Таким образом, без использования дополнительных передающих диаграмм и передатчиков, излучающих импульсы, уменьшается время обзора. Использование же нескольких каналов приемников практически не скажется на увеличении громоздкости. В предлагаемом устройстве обеспечивается обнаружение и многоцелевое слежение за объектами. Устройство можно применить в корабельных и бортовых условиях.

Устройство обработки радиолокационных сигналов, состоящее из блока фиксации перемещения луча, датчика азимутальных меток с минутным и секундным разрешением счетчика, блока определения направления и блока вычитания, где первый выход датчика азимутальных меток с минутным и секундным разрешением соединен с входом блока фиксации перемещения луча, а второй выход датчика соединен со входом счетчика, имеющего группу выходов, соединенную с группой входов блока вычитания, отличающееся тем, что вводится датчик направления излучения импульсов, блок вычитателей, блок дешифраторов и блок элементов совпадения, при этом первая и вторая группы входов и группа выходов блока вычитателей соответственно соединены с группой выходов датчика направлений излучений импульсов, с группой выходов блока определения направления и через блок дешифраторов со второй группой входов блока элементов совпадения, имеющего первую группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов датчика направлений излучений импульсов и со второй группой входов блока вычитания.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в пассивном поляризационном (поляриметрическом) радиолокаторе для обнаружения и селекции радиолокационных сигналов.

Нелинейный радиолокатор с целеуказателем // 2474840

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для поиска радиоуправляемых взрывных устройств. .

Способ активной защиты самолета от ракеты с радиовзрывателем, пущенной ему вдогон, и устройство для его реализации // 2472102

Способ формирования команды на защиту объекта от приближающейся к нему цели и устройство для его реализации // 2472101

Способ радиолокационного обзора пространства и радиолокационный комплекс для реализации способа (варианты) // 2471201

Способ обнаружения и сопровождения цели // 2470319

Изобретение относится к области радиолокации. .

Способ обнаружения локального объекта на фоне распределенной помехи // 2460088

Изобретение относится к области гидроакустики и производит обнаружение локального объекта в условиях наличия распределенных помех различного происхождения. .

Способ обнаружения и сопровождения объектов радиолокационным комплексом и радиолокационный комплекс для его осуществления // 2448347

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных комплексах для обзора контролируемого пространства. .

Устройство обработки радиолокационных сигналов // 2447456

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для обработки радиолокационных сигналов. .

Способ обнаружения и локализации воздушных объектов // 2444756

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных воздушными объектами сигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Способ перехвата воздушных целей летательными аппаратами // 2498342

Изобретение относится к наведению летательных аппаратов на воздушные цели (ВЦ). Достигаемый технический результат - повышение ситуационной осведомленности летчика о конечных результатах наведения и упрощение соответствующих вычислений. Указанный результат достигается за счет того, что в горизонтальной плоскости измеряют полярные координаты цели и самолета, на пункте управления (ПУ) оценивают их полярные и прямоугольные координаты, курс цели и скорости самолета и цели, вводят вспомогательную точку A, расположенную по вектору скорости самолета на расстоянии Дз, определяют требуемый курс ψT движения самолета, значение которого передают с ПУ на самолет, где измеряют его текущий курс ψс и определяют параметр управления Δψ=ψT-ψc, осуществляют управление траекторией движения самолета, при этом на ПУ оценивают курс ψc самолета и выбирают точку A путем задания ее прямоугольных координат, рассчитывают угол визирования цели относительно точки A, определяют углы пеленга, представляющие собой углы между векторами скоростей точки A и цели соответственно и линией визирования «точка A-цель», определяют значение требуемого курса ψT движения самолета из условия равенства проекций скоростей точки A и цели на перпендикуляр к линии визирования «точка A-цель», летчик оценивает возможность перехвата самолетом ВЦ с использованием визуального отображения на экране индикатора прогнозируемого положения цели (точки перехвата), для чего в вычислительной системе ПУ находят прямоугольные координаты точки перехвата по соответствующим формулам. 8 ил.

Импульсный нелинейный радиолокатор // 2499277

Изобретение может быть использовано для поиска радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ). Заявленное изобретение состоит из передатчика зондирующего сигнала, приемников, настроенных на удвоенную и утроенную частоту зондирующего сигнала, блока управления, блока обработки, пульта управления и индикации, блока антенн, широкополосного приемника, анализатора спектра и индикатора анализатора спектра, определенным образом соединенных между собой. Достигаемый технический результат изобретения - повышение информативности при выполнении задач по разведке местности (объектов) на наличие РВУ путем фиксации наличия в объекте обследования колебательного контура и определения его резонансной частоты. 2 ил.

Радиолокационный способ обнаружения малозаметных беспилотных летательных аппаратов // 2534217

Изобретение относится к методам радиолокационного обнаружения воздушных объектов (ВО), в том числе беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Достигаемый технический результат - просмотр всего диапазона частот (перебор всех значений длин волн, соизмеримых с размерами ВО и элементами их конструкции) и повышение точности обнаружения. Указанный результат достигается тем, что базовую начальную частоту зондирования предлагается выбрать равной 150 МГц, а перестройку вести до 6 ГГц. После анализа отражений на различных частотах и выявления факта возникновения превышающего порог спектрального отклика на одной из частот излучение переводится из режима с перестройкой частоты в одночастотный режим, соответствующий по частоте наличию спектрального отклика от малозаметного БЛА. После перехода на выявленную предполагаемую резонансную частоту fр результаты обнаружения малозаметного БЛА в соответствующем стробе дальности повторно проверяются. Проверяется соответствие доплеровской частоты Fд спектрального отклика в последовательно сформированных спектрах одного и того же строба дальности, а также факт превышения спектральным откликом установленного порога обнаружения. Если в трех подряд взятых спектрах спектральный отклик от БЛА превышает порог и его доплеровская частота Fд остается неизменной, то принимается решение об обнаружении в соответствующем стробе дальности малозаметного БЛА. 3 ил.

Способ обнаружения хаотической последовательности импульсов // 2536638

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при решении задач пассивной радиолокации. Техническим результатом является улучшение обнаружения хаотической последовательности импульсов. Способ предполагает разбиение всего интервала наблюдения входного сигнала на ряд тактов, период которых приблизительно совпадает со средним значением интервалов между соседними импульсами обнаруживаемой последовательности, внутрипериодную обработку входного сигнала, заключающуюся в выборе его максимальных значений в пределах каждого тактового периода, и последующее межпериодное накопление результатов внутрипериодной обработки. 1 ил.

Способ адаптивной настройки каналов ускорения в многоканальном обнаружителе маневрирующей цели // 2542347

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационной технике, в системах обработки первичной радиолокационной информации, для обнаружения высокоманевренной цели в импульсно-доплеровских радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности по ускорению и улучшение характеристик обнаружения без увеличения требований к вычислительным ресурсам. Указанный результат достигается за счет адаптивной настройки каналов без увеличения их количества. Для этого осуществляются операции поиска максимумов модулей преобразования Фурье в каждом из каналов ускорения и изменение настройки каналов ускорения в процессе обнаружения цели, то есть изменение междупериодных фазовых набегов опорных сигналов за счет ускорения. 4 ил.

Обнаружитель радиоимпульсов // 2547095

Изобретение относится к методам и средствам обработки сигналов в радиотехнических системах и может быть использовано при решении задач обнаружения радиоимпульсов в условиях воздействия непрерывной узкополосной помехи с неизвестной несущей частотой. Достигаемый технический результат - повышение эффективности обнаружения. Указанный результат достигается за счет того, что признаками присутствия радиоимпульса на входе обнаружителя принимаются не только положительные, но и отрицательные выбросы в выходном сигнале обнаружителя, при этом для регистрации отрицательных выбросов используется дополнительная пороговая схема. обеспечивающая улучшение характеристик обнаружения. 3 ил.

Устройство для измерения элементов матрицы рассеяния // 2552133

Изобретение относится к области радиолокаций. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения фазы обратного вторичного излучения цели. Устройство для измерения элементов матрицы рассеяния цели содержит: генератор (1) монохроматических электрических колебаний высокой частоты (ВЧ), поляризатор (2), волноводный разделитель поляризации (3) поля вторичного излучения цели, приемно-передающую антенну (4) полей ВЧ, источник (5) опорного сигнала, фильтр (6) сигнала рабочей гармоники несущей частоты, делитель (7) частоты сигнала рабочей гармоники, три смесителя (8.1, 8.2, 8.3), три фильтра ПЧ (9.1, 9.2, 9.3), три усилителя сигнала ПЧ (10.1, 10.2, 10.3), два фильтра несущей частоты (11.1, 11.2), два регистратора фазы (12.1, 12.2), два регистратора амплитуды (13.1, 13.2), гетеродин (14), радиолокационную цель (15), опоры (16) системы мягкой подвески цели, несущий трос (17) системы подвески цели, стропы (18) крепления цели, стропы-оттяжки (19) вращения цели, поворотное устройство цели, диод (21), источник (5) опорного сигнала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Радиолокационный пеленгатор локализованных объектов // 2580830

Изобретение относится к радиолокационным пеленгаторам запреградных объектов. Достигаемый технический результат - повышение точности пеленгации локализованного слабоконтрасного объекта на фоне распределенной в пространстве помехи и обеспечение запреградного действия по локализованному объекту. Указанный результат достигается за счет того, что радиолокационный пеленгатор локализованных объектов содержит излучатель, передающую антенну, две приемные антенны, два приемных модуля, коррелятор для оценки взаимно корреляционной функции, исполнительное устройство, при этом вторая приемная антенна выполнена подвижной относительно первой и расположена на расстоянии от нее где d - расстояние между приемными антеннами, λ0=0,18 м - средняя длина волны, при этом излучатель выполнен в виде генератора сверхкороткого импульсного излучения. 5 ил.

Радиоизмерительная установка для измерения эффективной поверхности рассеяния объектов // 2584260

Радиоизмерительная установка для измерения эффективной поверхности рассеяния объектов содержит: генератор ВЧ, приемник, приемо-передающую антенну, которая выполнена в виде плоской фазированной антенной решетки (ФАР) с N каналами, генератор опорной частоты, три смесителя, фильтр высокой частоты, генератор импульсов, импульсный модулятор, усилитель мощности, циркулятор, систему из √N+1 разветвителей, каждый разветвитель имеет √n выходов, N ответвителей, N аттенюаторов, N фазовращателей, N излучателей, блок настройки ФАР, который имеет N входов вторых выходов ответвителей, N первых выходов сигналов управления аттенюаторами и N вторых выходов сигналов управления фазовращателями. Выход генератора опорной частоты соединен с гетеродинными входами смесителей и входом гетеродинного сигнала блока настройки, сигнальный вход первого смесителя соединен с выходом генератора ВЧ, а выход первого смесителя соединен с входом фильтра ВЧ. Выход генератора ВЧ соединен с гетеродинными входами второго и третьего смесителей, выход фильтра ВЧ соединен с сигнальным входом усилителя мощности, а его выход соединен с входом циркулятора, выход-вход которого соединен с входом первого разветвителя системы разветвителей, выходы первого разветвителя соединены с входами других разветвителей, выходы которых образуют N каналов фазированной антенной решетки. Выход циркулятора соединен с сигнальным входом второго смесителя, выход которого соединен с входом приемника. В каждом канале последовательно включены: ответвитель, аттенюатор, фазовращатель и излучатель. Вторые выходы ответвителей соединены с сигнальными входами третьих смесителей, выходы которых соединены с входами блока настройки, первые N выходов которого соединены с входами управляющих сигналов аттенюаторами, а вторые N выходов соединены с входами управляющих сигналов фазовращателей. Техническим результатом изобретения является увеличение площади однородного по амплитуде и фазе фронта ЭМП до площади апертуры ФАР, возможность измерения ЭПР объектов больших размеров с большей точностью по сравнению с прототипом изобретения и сокращение в два раза продольных размеров радиоизмерительной установки. 3 ил.

Радиоприемное устройство цифровой активной фазированной антенной решетки // 2593928

Использование: изобретение относится к радиоприемным устройствам цифровых многоэлементных активных фазированных антенных решеток (АФАР). Сущность: радиоприемное устройство состоит из N каналов, каждый канал содержит последовательно соединенные усилитель высокой частоты, вход которого является входом канала, смеситель, второй вход которого является гетеродинным входом канала и усилитель промежуточной частоты (УПЧ), управляющий вход которого является управляющим входом канала, а выход являются выходом канала и выполнен дифференциальным. Выход усилителя, первый вход которого является гетеродинным входом устройства, соединен с последовательно соединенными направленным ответвителем (НО) и делителем мощности, N выходов которого соединены с гетеродинными входами каналов устройства. Вход амплитудного детектора (АД) соединен со вторым выходом НО, а выход - со входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход которого подключен ко входу данных блока управления. Двунаправленный управляющий вход блока управления является управляющим входом устройства, первый выход подключен к управляющему входу усилителя, остальные управляющие выходы подключены к управляющим входам каналов устройства. Технический результат: упрощение настройки радиоприемного устройства и обеспечение возможности его использования в цифровых многоэлементных АФАР с разнесением составных частей в пространстве. 3 ил.