Патент на изобретение №2334994

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ ЦЕЛИ И РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ КООРДИНАТОР ЦЕЛИ

(57) Реферат:

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ