Способ селекции сигналов радиолокационных целей в стробе сопровождения и устройство для его осуществления

 

Использование: радиолокация, в системах обработки радиолокационной информации. Сущность изобретения: способ селекции радиолокационных целей, попавших в строб сопровождения, заключается в том, что выделяют сигнал, значение величины временного положения которого относительно центра строба сопровождения минимально, дополнительно измеряют значение доплеровского смещения частоты обнаруженного сигнала воздушной цели и стробируют сигналы воздушных целей, у которых абсолютная величина доплеровского смещения частоты не превышает заданного порогового значения. Устройство содержит блок обнаружения координат целей 1 , блок селекции 2, блок сравнения координат целей 3, блок сглаживания координат целей 4, блок вычисления экстраполированных координат целей 5, блок памяти 6, блок обнаружения траекторийъ целей 7, блок измерения радиальной скорости 8, пороговый блок 9. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть применено в автоматизированных системах обработки радиолокационной информации импульсно-доплеровских обзорных РЛС.

Известен способ селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, заключающийся в получении и приеме отраженных от целей радиолокационных сигналов в каждом периоде обзора РЛС, накоплении энергии принятых сигналов, обнаружении сигналов цели на основе сравнения энергии сигналов с порогом, измерении временной задержки τ_зi^т сигнала i-й сопровождаемой цели, i 1, 2, l, и временной задержки τ_зj сигнала j-й воздушной цели, j 1, 2, Р, относительно момента излучения зондирующего сигнала данного периода обзора, запоминании сигналов, у которых величина относительной задержки временного положения τ_зij, определяемая значениемτ_зi^т- τ_зj| не превышает заданного значения полустроба сопровождения Δτ_i, сравнении всех запомненных сигналов по величинеτ_зi^т- τ_зijв стробе сигнала, у которого данная величина минимальна.

Известно устройство селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, реализующее способ селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, состоящее из последовательно соединенных блока сравнения координат целей, входы которого являются входом устройства селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, блока сглаживания координат целей, блока вычисления экстраполированных координат целей, блока памяти и блока построения траекторий целей с двумя выходами, соединенными с входами блока памяти, при этом вторые входы блока сравнения координат целей и блока сглаживания координат целей соединены с выходом блока памяти, которой вход блока построения траекторий целей соединен с вторым выходом блока сравнения координат целей.

Способ селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, выбранный в качестве прототипа, и устройство селекции радиолокационных целей позволяют выделить из сигналов от воздушных целей, попавших в строб сопровождения, сигнал, значение величины временного положения которого относительно текущего местоположения цели (центра строба сопровождения) минимально, для продолжения траектории сопровождаемой воздушной цели.

Недостатком известного способа селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения является то, что при наличии в стробе сопровождения сигналов от ложных целей, обусловленных пассивными помехами (преднамеренными и естественными), нескомпенсированными схемой СДЦ приемного устройства РЛС, увеличивается вероятность селекции сигналов от ложных целей для продолжения траекторий и в результате снижается точность и надежность сопровождения целей.

Целью изобретения является повышение точности и надежности сопровождения целей путем снижения вероятности селекции сигналов от ложных целей, обусловленных пассивными помехами (преднамеренными и естественными), нескомпенсированных схемой СДЦ приемного устройства РЛС.

Это достигается тем, что при известном способе селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, заключающемся в получении и приеме отраженных от целей радиолокационных сигналов в каждом периоде обзора РЛС, накоплении энергии принятых сигналов, обнаружении сигналов цели на основе сравнения энергии сигналов с порогом, измерении временной задержки τ_зi^т сигнала i-й сопровождаемой цели, i 1, 2, l, и временной задержки τ_зj сигнала j-й воздушной цели, j 1, 2, Р, относительно момента излучения зондирующего сигнала данного периода обзора, запоминании сигналов целей, у которых величина относительной задержки временного положения τ_зij, определяемая значениемτ_зi^т- τ_зj не превышает заданного значения полустроба сопровождения Δτi, сравнении всех запомненных сигналов по величинеτ_зi^т- τ_зij в стробе сигнала, у которого данная величина минимальна, дополнительно в каждом периоде обзора РЛС измеряют доплеровское смещение частоты обнаруженного сигнала j-й воздушной цели, j 1, 2, Р, относительно несущей частоты зондирующего сигнала и стробируют сигналы воздушных целей, у которых абсолютная величина доплеровского смещения частоты не превышает заданного порогового значения.

В устройство селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, содержащее последовательно соединенные блок сравнения координат целей, входы которого являются входами устройства селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, блок сглаживания координат целей, блок вычисления экстраполированных координат целей, блок памяти и блок обнаружения траекторий целей с двумя выходами, соединенными с входами блока памяти, при этом вторые входы блока сравнения координат целей и блока сглаживания координат целей соединены с входом блока памяти, вторые входы блока обнаружения траекторий целей соединены с вторым выходом блока сравнения координат целей, дополнительно включены последовательно соединенные блок обнаружения и измерения координат целей, блок измерения радиальной скорости, второй вход которого соединен с вторым выходом блока обнаружения и измерения координат целей, пороговый блок, блок селекции, второй вход которого соединен с выходом порогового блока, а первые входы соединены с первым входом блока обнаружения и измерения координат целей, при этом блок обнаружения и измерения координат целей по входам, а блок селекции по выходу включены между входом устройства селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения и первыми входами блока сравнения координат целей соответственно, причем первые входы блока измерения радиальной скорости являются вторым входом устройства селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы, где диаграмма 1 временное положение сигналов от воздушных целей относительно момента излучения зондирующего сигнала: τ₁, τ₂, τ₃, τ₄ для четырех сигналов соответственно; диаграмма 2 положение сигналов от воздушных целей, приведенных на диаграмме 1, на оси частот относительно несущей частоты зондирующего сигнала (f_н): f_н + f_D1, f_н + f_D2, f_н + f_D3, f_н + F_D4 для четырех сигналов соответственно, где f_Dа доплеровское смещение частоты а-го сигнала от воздушных целей (а 1, 2, 3, 4); диаграмма 3 положение порогового сигнала на оси частот относительно несущей частоты зондирующего значения доплеровского смещения частоты; диаграмма 4 временное положение сигналов от воздушных целей (первого, третьего, четвертого), доплеровское смещение частоты которых превышает пороговое значение; диаграмма 5 временное положение сигнала сопровождаемой цели (первой цели) относительно момента излучения зондирующего сигнала, определяющее центр строба сопровождения заданных размеров Δτ₁; диаграмма 6 временное положение первого и третьего сигналов от воздушных целей, удовлетворяющих условию τ_з1^т- τ_зij≅Δτ₁, т. е. попавших в строб сопровождения; диаграмма 7 временное положение третьего сигнала от воздушных целей, величина временного положения которого относительно центра строба сопровождения (τ_з1^т) минимальна.

Как следует из временных и частотных диаграмм, приведенных на фиг. 1, второй сигнал от воздушных целей после селекции по доплеровскому смещению частоты исключается из дальнейших операций селекции сигналов от воздушных целей в стробе сопровождения. В противном случае, т. е. при отсутствии селекции по доплеровскому смещению частоты (что соответствует прототипу), второй сигнал от воздушных целей будет отобран для продолжения траектории сопровождаемой цели.

Таким образом, предложенный способ позволяет компенсировать сигналы, обусловленные пассивными помехами.

На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения.

Устройство селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, реализующее способ селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, состоит из последовательно соединенных блока 1 обнаружения и измерения координат целей, блока 2 селекции, блока 3 сравнения координат целей, блока 4 сглаживания координат целей, блока 5 вычисления экстраполированных координат целей, блока 6 памяти, блока 7 обнаружения траекторий целей с двумя выходами, соединенными с входами блока 6 памяти, при этом вторые входы блока 3 сравнения координат целей и блока 4 сглаживания координат целей соединены с выходом блока 6 памяти, вторые входы блока 7 обнаружения траекторий целей соединены с вторым выходом блока 3 сравнения координат целей, последовательно соединенных блока 8 измерения радиальной скорости, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 2 блока обнаружения и измерения координат целей, порогового блока 9, выход которого соединен с вторым входом блока 2 селекции, причем входы блока 1 обнаружения и измерения координат целей и первые входы блока 8 измерения радиальной скорости являются соответственно первым и вторым входами устройства селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения.

Устройство селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения в установившемся режиме работает следующим образом.

Информация текущего (n) обзора РЛС с выходов фазового и амплитудного детекторов приемного устройства поступает синхронно по входам 2 и 1 устройства селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения соответственно на первые входы блока 8 измерения радиальной скорости и входы блока 1 обнаружения и измерения координат целей.

Блок 8 измерения радиальной скорости и блок 1 обнаружения и измерения координат целей могут быть реализованы по одной из известных схем.

Блок 8 измерения радиальной скорости осуществляет измерение радиальной скорости обнаруженной цели по доплеровскому смещению частоты сигнала относительно несущей частоты зондирующего сигнала.

Блок 1 обнаружения и измерения координат цели осуществляет обнаружение сигнала цели и измерение его координат. При этом процесс измерения радиальной скорости цели блоком 8 измерения радиальной скорости, обнаруженной блоком 1 обнаружения и измерения координат цели, заканчивается по выданному последним с выхода 2 сигналу ("лог "1"), соответствующему окончанию пачки отраженных сигналов по пеленгу на вход 2 блока 8 измерения радиальной скорости. С выхода блока 8 измерения радиальной скорости измеренное значение радиальной скорости обнаруженного сигнала от цели в виде сигнальных кодов поступает на пороговый блок 9, где значение радиальной скорости сравнивается с пороговым значением соответствующего величине максимально возможной радиальной скорости сигнала от пассивной помехи с учетом максимальной ошибки измерения радиальной скорости.

Пороговый блок 9 может быть реализован по одной из известных схем. Если измеренное значение радиальной скорости обнаруженного сигнала превышает пороговое значение, то на выходе порогового блока 9 формируется сигнал лог. "1", который поступает на выход порогового блока 9. В противном случае на выходе последнего формируется сигнал лог. "0". Сигнал с выхода порогового блока 9 поступает на второй вход блока 2 селекции, на первые входы которого поступают сигнальные коды измеренных значений координат сигнала от целей (отметки от цели).

При наличии на входе 1 блока 2 селекции сигнала лог. "1" измеренные значения координат сигнала от цели, поступившие по входам 2, проходят на выход блока 2 селекции. При наличии на входе 1 блока 2 селекции сигнала лог. "0" измеренные значения координат сигнала от цели на выход блока 2 селекции не проходят.

Блок 2 селекции может быть выполнен на логических элементах И (например, элементах 555 ЛИ1).

Функциональная схема блока 2 приведена на фиг. 3.

Сигнальные коды (лог. "1" и лог. "0") измеренных значений координат сигналов от целей, значение радиальной скорости которых превышает пороговое значение, с выхода блока 2 селекции поступают на первые входы блока 3 сравнения координат целей, на вторые входы которого с выхода блока 6 памяти поступают сигнальные коды значений координат центра строба сопровождения, определяющего текущее местоположение сопровождаемой цели. Значения координат центра строба сопровождения на текущий (и) обзор РЛС определяется в блоке 5 вычисления экстраполированных координат целей на (n-1) обзора РЛС и запоминаются в блоке 6 памяти.

В блоке 3 сравнения координат целей по поступившим на вторые входы значениям координат центра строба сопровождения формируются сигналы, определяющие размеры строба сопровождения по соответствующим координатам, и проверяется соответствие значений координат сигналов от целей, поступивших по первым входам, размеры строба сопровождения относительно его центра. Сигналы от целей, расстояние значений координат которых от центра соответствующего строба превышает размеры строба по соответствующим координатам, т. е. не попадающие в строб сопровождения, поступают последовательно на второй выход блока 3 сравнения координат целей. Для сигналов от целей, попавших в строб сопровождения, в блоке 3 сравнения координат целей определяются значения квадрата расстояния от центра строба сопровождения по соответствующим координатам и определяется сигнал от цели, величина значения квадрата расстояния которого относительно центра строба минимальна. Значения координат выделенного сигнала от цели поступают на первый выход блока 3 сравнения координат. Сигналы от целей, у которых значение квадрата расстояния не минимально, из дальнейшей обработки исключаются. В случаях непопадания ни одного сигнала от цели в строб сопровождения в качестве измеренных значений координат для текущего обзора РЛС принимаются значения координат центра строба сопровождения, которые поступают на первый выход блока 3 сравнения координат целей.

Блок 3 сравнения координат целей может быть реализован по одной из известных схем.

По поступившим на первые входы блока 4 сглаживания координат целей сигнальным входам значений координат сигнала от цели, выделенным в блоке 3 сравнения координат целей, и на вторые входы экстраполированным значениям координат сопровождаемой траектории (значения координат центра строба сопровождения) на текущий период обзора РЛС, в этом блоке производится оценка координат и параметров траектории на момент времени измерения координат сигнала от цели.

С выхода блока 4 сглаживания координат цели сигнальные коды значений сглаженных оценок координат и скорости их изменения поступают на входы блока 5 вычисления экстраполированных координат целей.

В блоке 5 вычисления экстраполированных координат целей производится экстраполяция сглаженных оценок координат сопровождаемой траектории на очередном (n+1) обзоре РЛС, значения которых в виде сигнальных кодов поступают на входы блока 6 памяти.

Аналогичные операции для сопровождаемой цели выполняются на последующих обзорах РЛС.

Сигнальные коды значений измеренных координат сигналов от целей, не попавших в стробы сопровождения на текущем (n) обзоре РЛС, с второго выхода блока 3 сравнения координат целей поступают на первые входы блока 7 построения траекторий целей. На вторые входы блока 7 построения траекторий целей с выхода блока 6 памяти последовательно поступают сигнальные коды значений координат сигналов от целей, измеренных на (n-1) обзоре РЛС, не попавших ни в один из стробов сопровождения и захвата и определяющих центры строба захвата первого вида на текущем обзоре РЛС.

В блоке 7 обнаружения траекторий целей производится обнаружение траекторий по двум последовательным (в (n-1) и n-обзорах РЛС) измерениям координат цели.

При этом сигнальные коды значений координат обнаруженной траектории, экстраполированные на очередной (n+1) обзор, и значения номера траектории поступают на первые выходы блока 7 обнаружения траекторий целей. Сигнальные коды значений координат сигналов от целей, не принадлежащих в текущем обзоре ни к одной траектории, поступают на вторые выходы блока 7 обнаружения траекторий целей.

Сигнальные коды с двух выходов блока 7 обнаружения траекторий целей поступают на входы блока 6 памяти.

Аналогичные операции по обнаружению траекторий целей в блоке 7 построения траекторий целей повторяются на последующих обзорах РЛС.

Блоки сглаживания координат целей, вычисления экстраполированных координат целей, памяти и обнаружения траекторий целей могут быть реализованы по одной из известных схем.

Изобретение позволяет в общем случае снизить вероятность селекции сигналов от ложных целей, обусловленных пассивными помехами (преднамеренными и естественными), нескомпенсированных схемой СДЦ приемного устройства РЛС.

Формула изобретения

1. Способ селекции сигналов радиолокационных целей в стробе сопровождения, заключающийся в том, что излучают и принимают отраженные от целей радиолокационные сигналы в каждом периоде обзора, накапливают энергию принятых сигналов, обнаруживают сигналы целей путем сравнения энергии сигналов с порогом, измеряют временную задержку τ^т_зi сигнала i-й сопровождаемой цели (i = 1, ..., l) и временную задержку τ_зj сигнала j-й воздушной цели (j = 1, ..., p) относительно момента излучения зондирующего сигнала данного периода обзора, запоминают сигналы целей, величина относительного временного положения τ_зij которых, определяемая значением не превышает заданного значения полустроба сопровождения Δτ_i, сравнивают все запомненные сигналы по величине τ_зij и выбирают сигнал с минимальным значением τ_зij, отличающийся тем, что в каждом периоде обзора после обнаружения сигналов j-й воздушной цели, энергию сигнала когерентно накапливают, измеряют доплеровское смещение частоты относительно частоты зондирующего сигнала, измеренное доплеровское смещение частоты сравнивают с порогом и при непревышении порога сигнал соответствующей воздушной цели стробируют.

2. Устройство для селекции радиолокационных целей в стробе сопровождения, содержащее блок обнаружения и измерения координат целей, вход которого является входом устройства, последовательно соединенные блок сравнения координат целей, блок сглаживания координат целей, блок вычисления экстраполированных координат целей, блок памяти и блок обнаружения траекторий целей, два выхода которого соединены с входами блока памяти, вторые входы блока сравнения координат целей и блока сглаживания координат целей соединены с выходом блока памяти, второй вход блока обнаружения траекторий цели соединен с вторым выходом блока сравнения координат целей, отличающееся тем, что в него введены блок селекции, первый вход которого подключен к выходу блока обнаружения и измерения координат целей, а выход соединен с первым входом блока сравнения координат целей, и последовательно соединенные блок измерения радиальной скорости, первый вход которого является дополнительным входом устройства, а второй вход подключен к второму выходу блока обнаружения и измерения координат целей, и пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом блока селекции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3