Фазовый пеленгатор-частотомер

 

Предлагаемое устройство относится к области пассивной радиолокации. Сущность заключается в том, что устройство содержит N антенных элементов (1), N линий задержек (2), N приемно-усилительных трактов (3), N-1 фазометров (4), N-1 входовое устройство устранения неоднозначности (5), 2 N-1 входовых весовых сумматора (6,1,6,2), 1 вычислитель пеленга (7,1), вычислитель частоты (7,2), что позволяет повысить быстродействие определения углового положения источника электромагнитного излучения в горизонтальной плоскости и частоты принимаемого сигнала. 2 ил.

Предлагаемое устройство относится к области пассивной радиолокации, а именно к оценке углового положения источника электромагнитного излучения и частоты принимаемого сигнала.

Существует несколько известных методов поиска направления на источник излучения и определения его частоты /1,2/. При этом способе производится настройка гетеродинного приемника на пиковый выходной сигнал и обеспечивается считывание искомой частоты. Определение направления может быть осуществлено посредством фазового пеленгатора. Применение этого метода требует очень много времени, когда частота источника изменяется в широких пределах.

Известен фазовый пеленгатор-частотомер /3/, в котором определяется пеленг и частота источника излучения. В известном пеленгаторе сигналы, которые приходят на входы антенн, усиливаются в приемно-усилительных трактах и смешиваются с ЛЧМ напряжением гетеродина. Смешанный сигнал подается на вход дисперсионной линии задержки /ЛЗ/. Сигнал на выходе дисперсионной ЛЗ представляет собой короткий радиоимпульс, положение которого относительно начала периода ЛЧМ напряжения гетеродина зависит от частоты излучения источника. Измеряя разность фаз между сигналами с выхода дисперсионной ЛЗ разных каналов, можно определить пеленг источника излучения. Недостатком описанного выше устройства является большое время обработки принимаемого сигнала.

Целью заявленного изобретения является уменьшение времени обработки принимаемого сигнала.

На фиг. 1 изображена структурная схема фазового пеленгатора, на фиг. 2 - функциональная схема весового сумматора.

Фазовый пеленгатор состоит из N антенных элементов /1/, N линий задержки /2/, N приемно-усилительных трактов /3/, N-1 фазометров /4/, (N-1) входного устройства устранения неоднозначности /5/, двух (N-1) входовых весовых сумматоров /6.1, 6.2/, вычислителя пеленга /7.1/, вычислителя частоты /7.2/. Фазовый пеленгатор работает следующим образом. На антенную решетку падает плоский волновой фронт, и, так как антенные элементы 1 разнесены, то сигналы, поступающие на вход линий задержек 2, имеют разные фазы. При прохождении линий задержек 2 фазы сигналов меняются в зависимости от частоты. В приемно-усилительных трактах 3 эти сигналы усиливаются и поступают на фазометры 4, которые измеряют разность фаз между сигналами различных каналов. Информация о разности фаз поступает на вход устройства устранения неоднозначности 5, где восстанавливается целое число периодов разностей фаз, утраченных при измерении, формируется совокупность полных разностей фаз. Сигнал, соответствующий совокупности полных разностей фаз подается на весовые сумматоры 6.1, 6.2, где путем весового суммирования формируются оценки параметров a^* и b^* сигналы соответствующие этим параметрам поступают на входы вычислителей 7.1 и 7.2, где определяются значения пеленга V и частоты сигнала f.

Фазовый пеленгатор может быть реализован в аналоговом или в цифровом виде. Устройство устранения неоднозначности может быть различным, в зависимости от того, какой алгоритм положен для отыскания вектора неоднозначности.

На фиг. 2 изображен N-1 входовой весовой сумматор 6.1, 6.2, который включает в себя N-1 умножителей 8, запоминающее устройство 9, N-1 входовой сумматор 10. При работе весового сумматора на входы умножителей поступают коды чисел ф₁, ф₂, ... ф_N-1 полных разностей фаз с выхода устройства устранения неоднозначности, которые необходимо просуммировать с весовыми коэффициента q₁, q₂, ... q_N-1. Коды весовых коэффициентов поступают на входы умножителей 8 с запоминающего устройства 9. С выхода умножителей сигналы поступают на вход сумматора 10, выход которого является выходом весового сумматора.

Вычислители 7.1, 7.2, можно выполнить на ПЗУ. Реализуемая функция зашита в логическую матрицу.

Оценки углового положения V и значения частоты f излучаемого сигнала определяются из следующих соотношений: v^*= b^*/a^*, где λ_min минимальная длина волны, C - скорость света; f_max = C/λ, Таким образом, использование линий задержек позволяет определить оценку углового положения электромагнитного излучения при неизвестной априори частоте. Кроме того, пеленгатор способен измерять частоту излученного сигнала. При этом, при одинаковом быстродействии вычислительных устройств, предлагаемый пеленгатор затрачивает меньшее время на получение оценок V^* и f^*.

Источники информации 1. С. А. Вакин, Л.П. Шустов. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. - М.: Сов. радио, 1968.

2. Г.Я. Мирский. Радиоэлектронные измерения. - М.: Энергия, 1969.

3. US, патент, 4443801, м.кл. H 01 Q 13/18, 1984 (прототип).

Формула изобретения

Фазовый пеленгатор-частотомер, содержащий N антенных элементов, N приемно-усилительных трактов, N-1 фазометров, включенных между первым приемно-усилительным трактом и остальными, вычислитель пеленга, отличающийся тем, что выходы антенных элементов соединены с входами линии задержки, выходы которых соединены с входами соответствующих приемно-усилительных трактов, введено (N-1)- входовое устройство устранения неоднозначности, входы которого соединены с выходами фазометров, два (N-1)-входовых весовых сумматора, N-1 входов каждого из которых подключены к N-1 выходам устройства устранения неоднозначности, а выходы - с соответствующими входами вычислителя пеленга, вычислитель частоты, вход которого соединен с выходом второго весового сумматора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2