Патент на изобретение №2366970

(54) РАДИОЛОКАТОР

(57) Реферат:

Радиолокатор предназначен для поиска объектов на больших дальностях. Достигаемым техническим результатом изобретения является увеличение точности определения дальности до объекта. Указанный результат достигается благодаря введению приемной антенны с пересекающимися диаграммами направленности, моноимпульсного измерителя азимута, постоянного запоминающего устройства, вычитателя и блока вторичной обработки, при этом приемная антенна с пересекающимися диаграммами направленности жестко связана с узконаправленной передающей антенной и имеет группу выходов, соединенную через моноимпульсный измеритель азимута с второй группой входов вычитателя и через постоянное запоминающее устройство с первой группой входов блока вторичной обработки, имеющей группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с первой группой входов индикатора и с группой выходов вычитателя, соединенного также с второй группой входов индикатора и имеющего группу входов, соединенную с группой выходов датчика азимута. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для поиска объектов, находящихся на больших дальностях.

Известен радиолокатор, представленный как устройство обработки радиолокационных сигналов, изложенное в патенте автора 2096798 от 16 февраля 1996 г. В нем с помощью передатчика одночастотного немодулированного непрерывного сигнала осуществляется формирование электромагнитной энергии, поступающей в передающую антенну. Антенна вращается в режиме кругового обзора. Дальность определяется после прихода отраженного от объекта сигнала путем анализа огибающей и отображается на индикаторе. Однако точность определения дальности не всегда достаточна.

Известен радиолокатор, изложенный в патенте автора 2161806. В нем с помощью передатчика одночастотного немодулированного непрерывного сигнала осуществляется формирование электромагнитной энергии, поступающей в передающую антенну, излучающейся в пространство. Антенна вращается в режиме кругового обзора с помощью привода, жестко связанного с датчиком азимута. Дальность определяется как разность длительностей сигналов от объекта при вращении антенн то с одной, то с другой скоростью. При этом дальность и направление отображаются на индикаторе. Однако дальность определяется за время, равное двум обзорам пространства.

С помощью предлагаемого устройства дальность определяется за время одного обзора без уменьшения точности ее определения. Достигается это введением приемной антенны с пересекающимися диаграммами направленности, моноимпульсного измерителя азимута, постоянного запоминающего устройства, вычитателя и блока вторичной обработки, при этом приемная антенна с пересекающимися диаграммами направленности жестко связана с узконаправленной передающей антенной и имеет группу выходов, соединенную через моноимпульсный измеритель азимута с второй группой входов вычитателя и через постоянное запоминающее устройство с первой группой входов блока вторичной обработки, имеющей группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с первой группой входов индикатора и с группой выходов вычитателя, соединенного также с второй группой входов индикатора и имеющего первую группу входов, соединенную с группой выходов датчика азимута.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 – передатчик одночастотного немодулированного непрерывного

сигнала;

2 – узконаправленная передающая антенна;

3 – приемная антенна с пересекающимися диаграммами

направленности;

4 – моноимпульсный измеритель азимута;

5 – привод;

6 – постоянное запоминающее устройство;

7 – датчик азимута;

8 – вычитатель;

9 – блок вторичной обработки;

10 -индикатор,

при этом приемная антенна с пересекающимися диаграммами направленности 3 жестко связана с узконаправленной передающей антенной 2 и имеет группу выходов, соединенную через моноимпульсный измеритель азимута 4 с второй группой входов вычитателя 8 и через постоянное запоминающее устройство 6 с первой группой входов блока вторичной обработки 9, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с первой группой входов индикатора 10 и с группой выходов вычитателя 8, соединенного также с второй группой входов индикатора 10 и имеющего первую группу входов, соединенную с группой выходов датчика азимута 7, жестко связанного с приводом 5, имеющим жесткую связь с узконаправленной передающей антенной 2, имеющей вход, соединенный с выходом передатчика одночастотного немодулированного непрерывного сигнала 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью передатчика одночастотного немодулированного непрерывного сигнала 1 осуществляется формирование сигнала, поступающего в узконаправленную передающую антенну 2, формирующую электромагнитную энергию, излучающуюся в пространство. Отраженная от объекта электромагнитная энергия поступает в жестко связанную с передающей приемную антенну с пересекающимися диаграммами направленности.

Пример исполнения приемной антенны с пересекающимися диаграммами направленности представлен в книге «Радиотехнические системы». Ю.М.Казаринов. М., 1990, стр.252, 409. Антенны вращаются с помощью привода 5, жестко связанного с датчиком азимута 7. Причем приемная антенна 3 может быть повернута относительно передающей антенны 2 в сторону обратную вращению. Величина поворота приемной антенны зависит от скорости вращения антенны и от максимальной дальности обнаружения, от которого зависит ширина зоны пересечения диаграмм приемной антенны 3. Сигналы с группы выходов приемной антенны 3 поступают на группу входов моноимпульсного измерителя азимута 4, где они преобразуются в электрические сигналы, которые могут выделяться по характеристикам, соответствующим ожидаемым движущимся объектам. Благодаря определению соотношения максимальных амплитуд сигналов определяется азимутальное положение объекта в зоне пересечения диаграмм направленности приемной антенны 3. Количество пересекающихся диаграмм может быть две и более.

Пример исполнения моноимпульсного измерителя азимута представлен в книге А.И.Леонов, К.И.Филиппов. «Моноимпульсная радиолокация». 1984, Радио и связь, стр.12-14, рис.1.3 и 1.5в. Он может входить в состав пеленгационного устройства с вышеупомянутыми пересекающимися диаграммами направленности и может работать в режиме кругового обзора, а также выдавать кодированную информацию для осуществления дальнейшей обработки, так как отмечено в вышеупомянутой книге Ю.М. Казаринова на стр.412-413.

Азимутальное положение объекта в зоне пересечения диаграмм характеризует также и дальность до объекта. Объясняется это тем, что зона пересечения диаграмм в момент прихода максимума отраженного сигнала повернется на величину, пропорциональную дальности до объекта, так как максимум сигнала, совпадающий по времени с его амплитудой, образован в результате облучения объекта максимальной мощности электромагнитного излучения, когда объект находится на вертикальной плоскости, на которой также находится центральная ось передающей антенны 2. Поэтому направление на объект характеризуется в момент этого облучения. Оно определяется следующим образом. Код с группы выходов многоимпульсного измерителя дальности 4 поступает на вторую группу входов вычитателя 8, где вычитается из кода азимута с датчика азимута 7, и разность с группы выходов вычитателя 8, характеризующая азимутальное направление на объект, поступает на вторые группы входов блока вторичной обработки 9. Кроме того, код с вышеупомянутой группы выходов моноимпульсного измерителя дальности 4 также поступает на группу входов постоянного запоминающего устройства 6. Этот код кроме азимутального направления в зоне пересекающихся диаграмм также несет в себе и информацию о дальности. При этом в постоянное запоминающее устройство поступают группы кодов, которые зашиваются к соответствующим определенным закодированным дальностям. Количество кодов в каждой группе зависит от разрешающей способности по дальности. Датчик азимута 7 может быть выполнен так, как отмечено в патенте 2186406 под названием «Датчик азимутальных меток», где частота следования информации должна соответствовать разрешающей способности по азимуту зоны пересечения диаграмм направленности приемной антенны 3. Эта разрешающая способность характеризует и точность определения дальности. Например, если в зоне пересечения диаграмм она равна 0,005 от ширины зоны, а контролируемая дальность 1000 км, то точность определения дальности будет равна 2 км. Однако она может быть уточнена в процессе вторичной обработки. Код дальности с группы выходов постоянного запоминающего устройства 6 поступает на первую группу входов блока вторичной обработки 9, где осуществляется построение траекторий движения целей. При этом уточняется их дальность, так как строится усредненная траектория и точность определения дальности на расстоянии 1000 км может составлять 0,5-1 км.

Пример исполнения блока вторичной обработки представлен в книге «Радиотехнические системы». 1985, В.Б. Пестряков и др., стр.219, где отмечено, что блок вторичной обработки входит в состав ЭВМ, куда дальность и азимут могут поступать и в виде параллельных кодов. Также отмечается, что в блоке вторичной обработки происходит сглаживание ошибок, поступающих в текущем и предыдущем цикле обзоров, что обеспечивает уточнение ранее поступающей информации о дальности.

Предлагаемое устройство может быть применено для обнаружения космических объектов, а также в системах управления воздушным движением на ожидаемых участках дальностей протяженных трасс. При использовании в моноимпульсном измерителе азимута доплеровских полосовых фильтров, не изменяющих амплитуду сигналов, обеспечивается измерение дальности до многих объектов, имеющих разную радиальную скорость в зоне диаграммы направленности передающей антенны.

По сравнению с импульсными радиолокаторами увеличивается дальность обнаружения при использовании передатчика с увеличенной мощностью излучения сигнала. При этом вес и габариты изделия многократно меньше, чем при использовании импульсного передатчика, что позволяет использовать устройство в бортовых и подвижных носителях.

Таким образом, обеспечивается положительный эффект.

Формула изобретения

Радиолокатор, состоящий из передатчика одночастотного немодулированного непрерывного сигнала, узконаправленной передающей антенны, привода, датчика азимута и индикатора, где выход передатчика одночастотного немодулированного непрерывного сигнала соединен с входом узконаправленной передающей антенны, жестко связанной с приводом, имеющим жесткую связь с датчиком азимута, отличающийся тем, что вводится приемная антенна с пересекающимися диаграммами направленности, моноимпульсный измеритель азимута, постоянное запоминающее устройство, вычитатель и блок вторичной обработки, при этом приемная антенна с пересекающимися диаграммами направленности жестко связана с узконаправленной передающей антенной и имеет группу выходов, соединенную через моноимпульсный измеритель азимута с второй группой входов вычитателя и через постоянное запоминающее устройство с первой группой входов блока вторичной обработки, имеющей группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с первой группой входов индикатора и с группой выходов вычитателя, соединенного также с второй группой входов индикатора и имеющего группу входов, соединенную с группой выходов датчика азимута.

РИСУНКИ