Способ обработки сигналов при амплитудной псевдомоноимпульсной пеленгации

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обработки сигналов при амплитудной псевдомоноимпульсной пеленгации. Технический результат - расширение полосы пропускания, увеличение дальности действия пеленгатора и уменьшение диссипативных потерь при обработке. Способ включает операции: принимают сигнал четырехэлементной моноимпульсной антенной системой с элементами 1,2,3,4; перекрестно переключая и суммируя сигналы формируют две последовательности сигналов 1+2, 1+3, 3+4, 2+4, ...., 3+4, 2+4, 1+2 , 1+3, ...; полученные сигналы усиливают, нормируют, детектируют по амплитуде; детектированные по амплитуде сигналы вычитают; формируют сигнал нормировки из усиленных сигналов способом корреляционного приема; результаты вычитания демодулируют по частоте манипуляции с фазовыми сдвигами 0 и 90°, выделяя при этом сигналы ошибок в плоскостях пеленгации. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обработки сигналов при амплитудной псевдомоноимпульсной пеленгации.

Известен способ обработки сигналов при амплитудной моноимпульсной пеленгации, при котором принимают сигнал антенной системой с элементами 1, 2, 3, 4, формируют суммарные 1+2, 3+4 и разностные 1-2, 3-4 сигналы, формируют суммарный сигнал 1+2+3+4 и разностные сигналы (1+2) - (3+4), (1+3) - (2+4) в плоскостях пеленгации, полученные сумму и разности усиливают, нормируют разностные сигналы суммарным сигналом, выделяя при этом сигналы ошибок в плоскостях пеленгации [А. И. Леонов, К. И. Фомичев. Моноимпульсная радиолокация. - М.: Сов. радио, 1970].

Недостатком этого способа является узкая полоса пропускания, составляющая из-за использования гибридных соединений величину порядка 10-15%, а также сильная подверженность влиянию аномальных флуктуаций в связи с большой "зашумленностью" низкочастотной части спектра фоном переменного тока, различного рода наводками, вибрационными и другими избыточными шумами.

Известен также способ обработки сигналов при амплитудной псевдомоноимпульсной пеленгации [Лайлс. Мобильный псевдомоноимпульсный радиолокатор сопровождения. Зарубежная радиоэлектроника, 1970, N6], принятый за прототип, при котором принимают сигнал четырехэлементной моноимпульсной антенной системой, формируют суммарные и разностные сигналы в плоскостях пеленгации, манипулируют полученные разности с подавлением несущей, суммируют манипулированные разности с суммарными сигналами в плоскостях пеленгации, полученные сигналы усиливают, нормируют, детектируют по амплитуде, результаты детектирования демодулируют по частоте манипуляции, выделяя при этом ошибки в плоскостях пеленгации.

Недостатком прототипа является невысокая (как и у аналога) полоса пропускания за счет использования гибридных соединений, большие диссипативные потери порядка 5 дБ при полосе пропускания 10-15%, неэффективное использование раскрыва антенны, за счет использования двух элементов для пеленгации по азимуту и двух - по углу места.

Целью настоящего изобретения является расширение полосы пропускания, уменьшение диссипативных потерь при обработке и увеличение дальности действия.

Для достижения поставленной цели предлагается способ обработки сигналов при амплитудной псевдомоноимпульсной пеленгации, при котором принимают сигнал четырехэлементной моноимпульсной антенной системой с элементами 1, 2, 3, 4, полученные сигналы усиливают, нормируют, детектируют по амплитуде.

Согласно изобретению принятые антенными элементами сигналы перекрестно переключают и суммируют, формируя две последовательности сигналов 1+2, 1+3, 3+4, 2+4, ...; 3+4, 2+4, 1+2, 1+3,...; детектированные по амплитуде сигналы вычитают, формируют сигналы нормировки из усиленных сигналов способом корреляционного приема, результаты вычитания демодулируют по частоте манипуляции с фазовыми сдвигами 0 и 90^o, выделяя при этом сигналы ошибок в плоскостях пеленгации.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого изобретения из литературы неизвестны, поэтому оно соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 приведено взаимное расположение облучающих элементов.

При реализации предлагаемого способа выполняется следующая последовательность операций: - принимают сигнал четырехэлементной моноимпульсной антенной системой с элементами 1, 2, 3, 4: - принятые антенными элементами 1, 2, 3, 4 сигналы перекрестно переключают и суммируют, формируя две последовательности сигналов 1+2, 1+3, 3+4, 2+4,...; 3+4, 2+4, 1+2,1+3,...; - полученные сигналы усиливают, нормируют, детектируют по амплитуде; - детектированные по амплитуде сигналы вычитают, формируют сигнал нормировки из усиленных сигналов способом корреляционного приема; - результаты вычитания демодулируют по частоте манипуляции с фазовыми сдвигами 0^o и 90^o, выделяя при этом сигналы ошибок в плоскостях пеленгации.

Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг. 1), содержит зеркало 1, четырехэлементную облучающую систему 2, при этом выходы первого 2.1 и второго 2.2 элемента через перекрестные переключатели 3 и 4 связаны со входами сумматора 5, а выходы третьего 2.3 и четвертого 2.4 элементов через те же перекрестные переключатели 3 и 4 связаны со входами сумматора 6, выходы сумматоров 5 и 6, соответственно, через приемник 7, квадратичный детектор 8 и приемник 9 и квадратичный детектор 10 связаны со входами вычитающего устройства 11. Выходы приемников 7, 9 через коррелятор 12 связаны с управляющим входом усилителя с переменным коэффициентом усиления 13, другой вход и выход которого связаны, соответственно, с выходом вычитающего устройства 11 и входами демодуляторов 14, 15, другие входы которых связаны с выходами генератора 16. Другие выходы генератора 16 связаны с управляющими входами перекрестных переключателей 3 и 4.

Устройство работает следующим образом. Пеленгуемый сигнал принимается амплитудной моноимпульсной антенной системой, состоящей из зеркала 1 и облучающей системы 2. Облучающая система 2 построена таким образом, что суммарные сигналы W₁ + W₂ и W₃ + W₄ образуют смещенные на 3 дБ в угломестной плоскости диаграммы направленности (ДН), a W₁ + W₃, и W₂ + W₄ - в азимутальной. Данные об управляющих сигналах генератора и формируемых при этом последовательностях сигналов приведены в таблице.

При подаче на управляющие входы перекрестных переключателей 3, 4 управляющих напряжений УПР1, УПР2, с генератора 16 в соответствии с таблицей, на выходах сумматоров 5,6 образуются две последовательности сигналов: S1: W₁+W₂, W₂+W₄, W₃+W₄, W₁+W₃, W₁+W₂, W₂+W₄, W₃+W₄, W₁+W₃,...

S2: W₃+W₄, W₁+W₃, W₁+W₂, W₂+W₄, W₃+W₄, W₁+W₃, W₁+W₂, W₂+W₄,...

После селекции в приемниках 7, 9 и возведения в квадрат детекторами 8, 10 эти сигналы вычитаются в устройстве 11. Для обеспечения нормировки сигналы с выходов приемников 7, 9 поступают на коррелятор 12, где производится их умножение. Напряжение коррелятора U_к имеет ярко выраженную зависимость от направления приема. При нахождении сигнала в пределах линейной части пеленгационной характеристики (рабочая зона, основной лепесток ДН) U_к > 0, при выходе из рабочей зоны U_к≈0. Этот сигнал может быть использован для устранения неоднозначности отчета или обнаружения цели. В предлагаемом способе этот сигнал поступает на управляющий вход усилителя с переменным коэффициентом усиления 13, обеспечивая постоянство крутизны пеленгационной характеристики при изменении уровня сигнала.

В демодуляторах 14 и 15 производится умножение полученной разности, соответственно, на управляющие напряжения УПР3 и УПР4 и выделяются разностные сигналы в угломестной и азимутальной плоскостях.

Использование операций перекрестного переключения и суммиpoвaния позволило увеличить примерно в 5-6 раз полосу обрабатываемых сигналов и на 3-4 дБ уменьшить диссипатавные потери, что привело к увеличению дальности действия пеленгатора в 1,5 раза.

В Ростовском НИИ радиосвязи был изготовлен и испытан опытный образец устройства, реализующего предлагаемый способ.

Результаты испытаний полностью подтвердили расчетные характеристики устройства.

Формула изобретения

Способ обработки сигналов при амплитудной псевдомоноимпульсной пеленгации, при котором принимают сигнал четырехэлементной моноимпульсной антенной системой с элементами 1, 2, 3, 4, принятые антенными элементами сигналы усиливают, нормируют, детектируют по амплитуде, отличающийся тем, что, принятые антенными элементами сигналы перекрестно переключают и суммируют, формируя две последовательности сигналов 1+2, 1+3, 3+4, 2+4, ..., 3+4, 2+4, 1+2, 1+3, ..., причем детектированные по амплитуде сигналы вычитают, формируют сигнал нормировки из усиленных сигналов способом корреляционного приема, результаты вычитания демодулируют по частоте манипуляции с фазовыми сдвигами 0 и 90^o, выделяя при этом сигналы ошибок в плоскостях пеленгации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4