Радиолокационная моноимпульсная амплитудная суммарно-разностная система

Авторы патента:

G01S7/4021 - Элементы конструкции систем, отнесенных к группам G01S 13/00,G01S 15/00,G01S 17/00

G01S7/40 - средства для контроля параметров устройств и для калибровки

G01S3/325 - Пеленгаторы для определения направления, с которого поступают инфразвуковые, звуковые, ультразвуковые колебания, электромагнитные волны или потоки элементарных частиц, не имеющие выраженной направленности (определение местоположения путем сопоставления в одной системе координат нескольких найденных направлений или пеленгов G01S 5/00; для геофизических измерений G01C; установка телескопов G02B)

G01S3/32 - получаемых путем различного сочетания сигналов от отдельных антенн, например путем сравнения суммарного значения сигнала с разностным

G01S13/449 - Системы, использующие отражение или вторичное излучение радиоволн, например радарные системы. Аналогичные системы, использующие отражение или вторичное излучение волн, в которых длина волн или тип волн несущественны (с использованием акустических волн G01S 15/00; с использованием электромагнитных волн иных, чем радиоволны G01S 17/00).

G01S13/44 - моноимпульсные радиолокационные системы, т.е. системы с одновременным перемещением антенны

Владельцы патента RU 2793137:

Акционерное общество "Северный пресс" (RU)

Изобретение относится к радиолокационным системам (РЛС) с импульсным фазоманипулированным зондирующим сигналом, используемым на подвижных носителях, преимущественно на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), и предназначенным для обнаружения и сопровождения моноимпульсным способом сигналов от объектов назначения (целей). Техническим результатом изобретения является улучшение точности пеленгации и сокращение времени выполнения настройки. Указанный технический результат достигается за счет введения в радиолокационную моноимпульсную амплитудную суммарно-разностную систему подключаемого блока автоматической настройки, предназначенного для настройки компенсации фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов. 1 ил.

Существенное влияние на точность пеленгации моноимпульсных амплитудных суммарно-разностных систем, использующих в качестве зондирующего сложного, в том числе с фазовой манипуляцией, сигнала, оказывает идентичность амплитудно-частотных характеристик суммарного и разностного приемных каналов. Поэтому в таких системах, используемых в настоящее время, принимаются меры по ее обеспечению.

Известна радиолокационная моноимпульсная амплитудная суммарно-разностная система [1], в которой для повышения точности пеленгации в сверхвысокочастотный тракт разностного канала дополнительно включен регулируемый фазовращатель, с помощью которого происходит компенсация фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов.

Известна система по патенту [2], в состав которой входят: приемопередающая фазированная антенная решетка, моноимпульсный облучатель, трехканальное приемное устройство, аналого-цифровые преобразователи, передающее устройство, генератор сигналов, вычислитель и излучатель. Для компенсации амплитудно-фазовых неидентичностей она содержит зонд для ввода пилот-сигнала с известными параметрами. Компенсация амплитудно-фазовых неидентичностей в этой системе выполняется в цифровом виде после демодуляции средствами БЦВМ.

Недостатком этой системы является необходимость введения дополнительного тракта для передачи пилот-сигнала, что встречает известные конструктивные сложности для малогабаритных РЛС БПЛА, требует наличия современных средств цифровой обработки сигнала, может ухудшать направленные характеристики антенной системы, вызванные затенением зонда пути приема / передачи антенны.

Наиболее близким аналогом предлагаемой системы, принятым за прототип, является радиолокационная моноимпульсная амплитудная суммарно-разностная система по патенту [3].

Структурная схема прототипа приведена на фиг. 1 описания изобретения к патенту [3].

На указанной схеме выходы сигналов суммарного и разностного каналов блока 10 усилителей высокой частоты соединены с соответствующими сигнальными входами блока 11 смесителей, гетеродинный вход которого соединен с выходом сигналов гетеродинной частоты возбудителя 1, а выходы сигналов суммарного и разностного каналов блока 11 смесителей через блок 12 усилителей промежуточной частоты соединены с входами соответственно блока 13 квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей сигналов суммарного канала и блока 14 квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей сигналов разностного канала, опорные входы которых подключены к выходу опорных сигналов возбудителя 1.

Выходы бинарно квантованных квадратурных сигналов блока 13 ФД-АК сигналов суммарного канала подключены к информационным входам доплеровского коммутатора 17 сигналов суммарного канала, выходы которого соединены с информационными входами цифрового согласованного фильтра 15 сигналов суммарного канала.

Выходы бинарно квантованных квадратурных сигналов блока 14 ФД-АК сигналов разностного канала подключены к информационным входам доплеровского коммутатора 18 сигналов разностного канала, выходы которого соединены с информационными входами цифрового согласованного фильтра 16 сигналов разностного канала.

Недостатком этой системы является отсутствие встроенных устройств аналого-цифрового преобразования и невозможности проведения настройки для компенсации фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов средствами БЦВМ.

Выполнение неавтоматизированной настройки может приводить к следующим недостаткам:

1. Снижению точности пеленгации, вызванной неполной компенсацией фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов.

2. Высокой трудоемкости и длительному времени выполнения.

3. Отсутствию повторяемости результатов настройки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения являются:

1. Улучшение точности пеленгации ввиду улучшения качества настройки.

2. Сокращение времени выполнения настройки.

Для достижения заявленного результата предлагается для настройки компенсации фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов в систему по прототипу дополнительно ввести подключаемый блок автоматической настройки.

Сущность изобретения поясняется структурной схемой, представленной на фиг. 1.

На фиг. 1 показана общая схема радиолокационной моноимпульсной амплитудной суммарно-разностной системы БПЛА, где:

1 - антенна,

2 - суммарно-разностный преобразователь,

3 - антенный переключатель,

4 - блок усилителей высокой частоты (УВЧ), состоящий из двух параллельно работающих каскадов УВЧ для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС,

5 - блок смесителей, состоящий из двух параллельно работающих смесителей для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС,

6 - блок усилителей промежуточной частоты (УПЧ), состоящий из двух параллельно работающих каскадов УПЧ для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС,

7 - блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей (ФД-АК) сигналов суммарного канала, включающий последовательно соединенные блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временной квантователь,

8 - доплеровский коммутатор сигналов суммарного канала,

9 - блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей сигналов разностного канала, выполненный аналогично блоку 7 ФД-АК,

10 - доплеровский коммутатор сигналов разностного канала, выполненный аналогично доплеровскому коммутатору 8,

11 - выносной облучатель,

12 - генератор пилот-сигнала,

13 - контроллер,

14 - блок аналого-цифровой обработки.

На фиг. 1 к радиолокационной моноимпульсной амплитудной суммарно-разностной системе-прототипу параллельно выходам блока квадратурных фазовых детекторов (ФД) блока 7 ФД-АК и блока 9 ФД-АК подключены соответственно первый и второй, третий и четвертый входы блока 14 аналого-цифровой обработки блока автоматической настройки. Выход выносного облучателя 11 блока автоматической настройки поступает на вход антенны 1.

Сигнал, сформированный генератором 12 пилот-сигнала через выносной облучатель 11, поступает на вход антенны 1. Результаты обработки пилот-сигнала в виде выходных квадратурных сигналов блоков 7 ФД-АК и блока 9 ФД-АК подвергаются аналого-цифровому преобразованию в блоке 14 аналого-цифровой обработки, после чего в виде выборок цифрового сигнала поступают в контроллер 13.

Контроллер 13 производит вычисление фазового сдвига между сигналами суммарного и разностного каналов, после чего определяет требуемую величину компенсации для настройки системы.

Алгоритм работы контроллера 13 поясняют следующие формулы.

, где

- массив выборок синфазного выхода блока 7 ФД;

- массив выборок квадратурного выхода блока 7 ФД;

- массив выборок синфазного выхода блока 9 ФД;

- массив выборок квадратурного выхода блока 9 ФД;

- массив комплексных выборок выхода блока 7 ФД;

- массив комплексных выборок выхода блока 9 ФД;

Δϕ - сдвиг фаз между сигналами суммарного и разностного каналов.

Литература

1. Современная радиолокация (анализ, расчет и проектирование систем). Пер. с англ. под ред. Кобзарева Ю.Б. - Изд-во "Советское радио". 1969 г., с. 590-593.

2. Моноимпульсная радиолокационная станция с автоматической калибровкой: патент РФ №2389038, МПК G01S 13/44.

3. Моноимпульсная радиолокационная система: патент РФ №2309430, МПК G01S 13/44.

Радиолокационная моноимпульсная амплитудная суммарно-разностная система, содержащая антенну, суммарно-разностный преобразователь, антенный переключатель, блок усилителей высокой частоты (УВЧ), состоящий из двух параллельно работающих каскадов УВЧ для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС, блок смесителей, состоящий из двух параллельно работающих смесителей для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС, блок усилителей промежуточной частоты (УПЧ), состоящий из двух параллельно работающих каскадов УПЧ для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС, блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей (ФД-АК) сигналов суммарного канала, включающий последовательно соединенные блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временной квантователь, доплеровский коммутатор сигналов суммарного канала, блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей сигналов разностного канала, выполненный аналогично блоку ФД-АК, доплеровский коммутатор сигналов разностного канала, выполненный аналогично доплеровскому коммутатору, отличающаяся тем, что параллельно выходам блока ФД, входящего в состав блока ФД-АК сигналов суммарного канала, и блока ФД, входящего в состав блока ФД-АК сигналов разностного канала, подключены входы блока аналого-цифровой обработки блока автоматической настройки, к которому последовательно подключены контроллер, который производит вычисление фазового сдвига между сигналами суммарного и разностного каналов и определяет требуемую величину компенсации для настройки системы, генератор пилот-сигнала и выносной облучатель, передающий сформированный генератором пилот-сигнала сигнал на вход антенны.

Изобретение относится к технике измерения дальности, в частности к приему оптических сигналов с помощью лавинных фотодиодов, и может быть использовано в локации, связи и других фотоэлектронных системах. Техническим результатом является достижение предельной чувствительности во всех условиях эксплуатации с учетом микроплазменных пробоев и нормального шума при минимальном времени выхода на оптимальный лавинный режим.

Способ функционального контроля средств радиосвязи автоматизированного радиоцентра // 2791715

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для осуществления функционального контроля, контроля технического состояния средств радиосвязи (СРС) радиолиний автоматизированных радиоцентров (АРЦ) межведомственной автоматизированной сети радиосвязи (АСРС), в том числе автоматизированных передающих радиоцентров (ПДРЦ) и автоматизированных приемных радиоцентров (ПРЦ), а также - радиопередающих устройств (РПДУ) и радиоприемных устройств (РПУ).

Способ контроля работоспособности бортового приемоиндикатора спутниковой радионавигационной системы // 2791603

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля работоспособности бортового приемоиндикатора спутниковой радионавигационной системы (СРНС). Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.

Способ прямой идентификации воздушных целей // 2791600

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации воздушных целей. Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильной идентификации воздушных целей в условиях многоцелевой обстановки.

Способ идентификации наземных целей // 2791599

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств идентификации наземных целей. Техническим результатом является повышение вероятности правильной идентификации наземных целей.

Способ обнаружения воздушных объектов при зондировании сверхкороткими радиоимпульсами // 2791275

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в импульсных радиолокационных станциях (РЛС) различных типов (обзорных, многофункциональных и др.), использующих радиоимпульсы длительностью единицы-десятки наносекунд, для решения задачи обнаружения среднеразмерных воздушных объектов при произвольных ракурсах их наблюдения.

Способ распознавания типа воздушного объекта по турбинному эффекту // 2790143

Изобретение относится к технике радиолокации точечных воздушных объектов и может быть использовано в радиоэлектронных системах для радиолокационного распознавания типов наблюдаемых воздушных объектов. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности распознавания типа воздушного объекта.

Радарный датчик для автоматизации производства и логистики // 2788928

Изобретение относится к радарному датчику для автоматизации производства и логистики. Техническим результатом является обеспечение миниатюризации измерительной системы в сочетании с высоким разрешением радара.

Способ радиолокационного распознавания группы однотипных малоразмерных беспилотных летательных аппаратов // 2787843

Изобретение относится к радиолокации, а именно к способам радиолокационного обнаружения и распознавания радиолокационных объектов, и может быть использовано для идентификации группы однотипных малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. Техническим результатом является повышение качества распознавания группы однотипных малоразмерных летательных аппаратов, образованной большим количеством БПЛА, находящихся в одном элементе разрешения РЛС при ограниченном времени принятия классификационных решений.

Имитатор радиолокационных целей // 2787576

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к устройствам, предназначенным для имитации пространственной и частотно-временной структуры радиолокационных сигналов, содержащих комбинацию отражений от одной или нескольких целей, а также сигналов, отраженных от подстилающей поверхности. Техническим результатом является имитация сигнала сцены для моноимпульсных когерентных РЛС, обеспечивающая как имитацию эхосигналов в координатах «дальность-доплеровская частота», так и углового положения разрешаемых элементов сцены в двух плоскостях при произвольном виде модуляции зондирующего сигнала радиолокатора.

Способ формирования радиолокационных изображений в рлс с синтезированной апертурой антенны с предварительной фокусировкой и устройство его реализующее // 2792964

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиотехнических системах, установленных на подвижных объектах, для получения радиолокационных изображений (РЛИ) в процессе дистанционного зондирования земной либо водной поверхности. Технический результат состоит в повышении качества формируемых РЛИ в условиях траекторных нестабильностей полета носителя за счет автоматического выбора оптимального времени синтезирования апертуры антенны, осуществляемого на основе предварительного анализа статистических характеристик траекторных нестабильностей, без существенного увеличения вычислительных затрат.