Дальномерный канал радиолокационной станции сопровождения с ранним обнаружением уводящей по дальности помехи

 

Изобретение относится к радиолокационным системам сопровождения по дальности и может быть использовано при создании помехоустойчивых бортовых радиолокационных станций самолетов и других устройств измерения параметров местоположения движущегося объекта. Техническим результатом изобретения является обеспечение раннего обнаружения уводящей по дальности помехи, не зависящего от закона увода и величины перегрузки, имитируемой помехой. Сущность изобретения состоит в том, что в дальномерный канал радиолокационной станции сопровождения дополнительно введены амплитудный ограничитель снизу с управляемым порогом ограничения, устройство формирования напряжения порога, устройство формирования сигнала наличия помехи, ключ, селектор импульсов по длительности. Предложенный дальномерный канал обеспечит раннее распознавание действия уводящей по дальности помехи, а также повышение помехоустойчивости радиолокационной станции сопровождения в целом и может быть изготовлен на существующей элементной базе. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокационным системам сопровождения по дальности и может быть использовано при создании помехоустойчивых бортовых радиолокационных станций (БРЛС) самолетов и других устройств измерения параметров местоположения движущегося объекта.

Следящие системы современных радиолокационных станций (РЛС) с импульсным зондирующим сигналом подвержены действию различного вида помех. Наиболее опасной для РЛС сопровождения по дальности является импульсная уводящая по дальности помеха.

Анализ современных радиолокационных систем сопровождения показывает, что в них либо совсем отсутствует возможность обнаружения уводящей по дальности помехи, либо эта возможность реализуется неэффективно.

В частности, в дальномерном канале БРЛС СУВ С-27 помехозащищенность обеспечивается с помощью аппаратурных средств и специально разработанных алгоритмов, реализованных в бортовой цифровой вычислительной машине. С помощью одного из таких алгоритмов, если сигнал превышает заранее установленный порог, замыкается канал сопровождения цели по дальности. Одновременно с этим вырабатывается признак наличия цели. Недостатком данной схемы является то, что в случае совпадения (или близкого расположения) импульсов цели и помехи слежение будет осуществляться за помеховым сигналом как наиболее мощным. Кроме того, в результате увода и последующего прекращения излучения помехи в текущем цикле наступает перерыв в поступлении информации о цели. Длительность перерыва определяется величиной увода дальномерных следящих импульсов от истинного сигнала цели, длительностью этапов поиска, анализа и захвата на сопровождение потерянного сигнала цели (Изделие Ш-101. Руководство по технической эксплуатации Ч. 8).

Наиболее близким по технической сущности является взятый в качестве прототипа дальномерный канал БРЛС (Меркулов В.И., Лепин В.Н. Авиационные системы Ч. 1 Теоретические основы синтеза и анализа авиационных систем радиоуправления Ч. 2 Радиоэлектронные системы самонаведения. - М.: Радио и связь, 1996 - 396 с.).

Дальномерный канал содержит приемник, выход которого соединен с первым входом первого селектора дальности, с первым входом второго селектора дальности, с первым входом третьего селектора дальности, выходы которых соединены соответственно с первым входом первого смесителя, первым входом второго смесителя, первым входом третьего смесителя, вторые входы которых соединены с управляемым гетеродином, выход первого смесителя соединен со входом первого узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен с первым амплитудным детектором, первым интегратором, выход второго смесителя соединен со входом второго узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен со вторым амплитудным детектором, вторым интегратором, выход третьего смесителя соединен со входом третьего узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен с третьим амплитудным детектором, третьим интегратором; выходы первого, второго, третьего интеграторов соединены со входами аналогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом бортовой цифровой вычислительной машины, выход которой соединен со входом устройства расстановки стробов, выход которого соединен со вторыми входами первого, второго, третьего селекторов дальности соответственно.

Существенным недостатком данной схемы является невозможность обнаружения и борьбы с уводящей по дальности помехой в начальной стадии ее действия.

Техническим результатом изобретения является обеспечение раннего обнаружения уводящей по дальности помехи не зависящего от закона увода и величины перегрузки, имитируемой помехой.

Сущность изобретения состоит в том, что в дальномерный канал, который содержит приемник, выход которого соединен с первым входом первого селектора дальности, с первым входом второго селектора дальности, с первым входом третьего селектора дальности, выходы которых соединены соответственно с первым входом первого смесителя, первым входом второго смесителя, первым входом третьего смесителя, вторые входы которых соединены с управляемым гетеродином; выход первого смесителя соединен со входом первого узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен с первым амплитудным детектором, первым интегратором, выход второго смесителя соединен со входом второго узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен со вторым амплитудным детектором, вторым интегратором, выход третьего смесителя соединен со входом третьего узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен с третьим амплитудным детектором, третьим интегратором; выходы первого, второго, третьего интеграторов соединены со входами аналогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом бортовой цифровой вычислительной машины, выход которой соединен со входом устройства расстановки стробов, выход которого соединен со вторыми входами первого, второго, третьего селекторов дальности соответственно, дополнительно введены амплитудный ограничитель снизу с управляемым порогом ограничения, устройство формирования напряжения порога, устройство формирования сигнала наличия помехи, ключ, селектор импульсов по длительности, причем первый вход амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения соединен с выходом приемника, второй вход соединен с выходом устройства формирования напряжения порога, вход которого соединен с выходом бортовой цифровой вычислительной машины, а выход амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения соединен с первым входом устройства формирования сигнала наличия помехи, выход которого соединен со входом бортовой цифровой вычислительной машины, и вторым входом ключа, первый вход которого соединен с приемником, а выход соединен со входом селектора импульсов по длительности, выход которого соединен с первым входом первого селектора дальности, с первым входом второго селектора дальности, с первым входом третьего селектора дальности, а также со вторым входом устройства формирования сигнала наличия помехи.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого дальномерного канала, которая содержит приемник (ПРМ) 1, первый селектор дальности (СД1) 2, второй селектор дальности (СД2) 3, третий селектор дальности (СД3) 4, первый смеситель (СМ1) 5, второй смеситель (СМ2) 6, третий смеситель (СМ3) 7, первый узкополосный фильтр (УФ1) 8, второй узкополосный фильтр (УФ2) 9, третий узкополосный фильтр (УФ3) 10, первый амплитудный детектор (АД1) 11, первый интегратор (И1) 12, второй амплитудный детектор (АД2) 13, второй интегратор (И2) 14, третий амплитудный детектор (АД3) 15, третий интегратор (И3) 16, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 17, бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) 18, устройство расстановки стробов (УРС) 19, кроме того, схема содержит амплитудный ограничитель снизу с управляемым порогом ограничения (АО) 20, селектор импульсов по длительности (СИ) 21, ключ (К) 22, устройство формирования напряжения порога (УФНП) 23, устройство формирования сигнала наличия помехи УФСНП (24).

Устройство работает следующим образом. В беспомеховой обстановке с приемника 1 сигналы с частотой f_прм1=f_прм0F_д (f_прм0-собственно промежуточная частота, а F_д-доплеровское смещение частоты принимаемых сигналов), запаздывающие на время f_з=2Д/С (где Д - дальность до цели, С=3•10⁸ м/с - скорость распространения радиоволн) по отношению к излученным сигналам, подаются на первый вход ключа 22 и на первый вход амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения 20, на второй вход которого с устройства формирования напряжения порога 23 подается пороговое напряжение, пропорциональное максимально возможной амплитуде ожидаемого полезного сигнала с выхода приемника 1 на текущем шаге обработки информации. Значение порогового напряжения рассчитывается и корректируется в бортовой цифровой вычислительной машине 18 с учетом амплитуды принимаемого полезного сигнала на предыдущем шаге обработки информации, а также характера движения цели. Сигнал на выходе амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения 20 не появится, так как его амплитуда не превысит уровень порогового напряжения. Отсутствие сигнала на выходе амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения 20 приводит к тому, что ключ 22 остается в замкнутом состоянии, полезный сигнал через замкнутый ключ 22 поступает на вход селектора импульсов по длительности 21. На первом входе устройства формирования сигнала наличия помехи 24 сигнал также будет отсутствовать и сигнал наличия помехи не будет сформирован. Сигнал с выхода селектора импульсов по длительности 21 поступает на первый вход первого селектора дальности 2, на первый вход второго селектора дальности 3, на первый вход третьего селектора дальности 4, а также на второй вход устройства формирования сигнала наличия помехи 24. Наличие сигнала на втором входе устройства формирования сигнала наличия помехи 24 служит дополнительным признаком отсутствия помехи, и сигнал наличия помехи также не будет сформирован. Первый селектор дальности 2, второй селектор дальности 3, третий селектор дальности 4 отпираются соответствующими импульсами стробов, которые подаются на их вторые входы с выхода устройства расстановки стробов 19. Временное положение этих стробов определяется устройством расстановки стробов 19 по кодам задержек, которые формируются в бортовой цифровой вычислительной машине 18 и с ее выхода подаются на вход устройства расстановки стробов 19. При этом положение строба, поступающего на второй вход второго селектора дальности 3, соответствует времени задержки f_зэ=2Д_э/С, где Д_э-экстраполированная дальность, а стробы, поступающие на вторые входы первого селектора дальности 2 и третьего селектора дальности 4, располагаются симметрично относительно середины строба, поступающего на второй вход второго селектора дальности 3. Длительности импульсов на выходах первого селектора дальности 2 и третьего селектора дальности 4 определяются временами перекрытия сигнала с выхода приемника 1 и стробов, поступающих на вторые входы первого селектора дальности 2 и третьего селектора дальности 4. Сигналы с выходов первого селектора дальности 2, второго селектора дальности 3, третьего селектора дальности 4 поступают соответственно на первые входы первого смесителя 5, второго смесителя 6, третьего смесителя 7, на вторые входы которых подаются сигналы управляемого гетеродина с частотой f_уг. Сигналы на частоте f_пр2=f_уг-f_пр0-F_д с выхода первого смесителя 5 поступают на вход первого узкополосного фильтра 8, с выхода которого на вход первого амплитудного детектора 11 и далее на вход первого интегратора 12. Аналогично сигналы на частоте f_пр2=f_уг-f_пр0-F_д с выхода второго смесителя 6 поступают на вход второго узкополосного фильтра 9, с выхода которого на вход второго амплитудного детектора 13 и далее на вход второго интегратора 14 и сигналы на частоте f_пр2=f_уг-f_пр0-F_д с выхода третьего смесителя 7 поступают на вход третьего узкополосного фильтра 10, с выхода которого на вход третьего амплитудного детектора 15 и далее на вход третьего интегратора 16. С выходов каждого интегратора сигналы параллельно поступают на входы аналогово-цифрового преобразователя 17, где преобразуются в соответствующие цифровые коды дальности, которые подаются в бортовую цифровую вычислительную машину 18.

При действии уводящей по дальности помехи амплитуда помехового сигнала как наиболее мощного превысит уровень порогового напряжения и на выходе амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения 20 появится помеховый сигнал, который размыкает ключ 22, препятствуя прохождению полезного и помехового сигналов на вход селектора импульсов по длительности 21. Одновременно с этим помеховый сигнал поступает на первый вход устройства формирования сигнала наличия помехи 24, на выходе которого будет сформирован сигнал наличия помехи. По этому сигналу бортовая цифровая вычислительная машина 18 организует работу всего дальномерного канала и формирует коды задержек стробов в режиме экстраполяции.

При действии уводящей по дальности помехи с амплитудой равной или незначительно отличающейся от амплитуды полезного сигнала сигнал на выходе амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения 20 не появится, так как его амлитуда не превысит уровень порогового напряжения. Отсутствие сигнала на выходе амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения 20 приводит к тому, что ключ 22 остается в замкнутом состоянии, полезный и помеховый сигналы через замкнутый ключ 22 поступают на вход селектора импульсов по длительности 21, который пропускает на выход только сигнал с длительностью равной длительности полезного сигнала. При наличии временного сдвига между полезным и помеховым сигналами (но не более длительности полезного сигнала) селектор импульсов по длительности 21 воспримет входной сигнал как один импульс, длительность которого больше длительности полезного сигнала и на его выходе сигнал не появится. Одновременно сигнал будет отсутствовать на втором входе устройства формирования сигнала наличия помехи 24, на выходе которого будет сформирован сигнал наличия помехи. По этому сигналу бортовая цифровая вычислительная машина 18 организует работу всего дальномерного канала и формирует коды задержек стробов в режиме экстраполяции.

Предложенный дальномерный канал обеспечит раннее распознавание действие уводящей по дальности помехи, а также повышение помехоустойчивости РЛС сопровождения в целом и может быть изготовлен на существующей элементной базе.

Формула изобретения

Дальномерный канал радиолокационной станции сопровождения с ранним обнаружением уводящей по дальности помехи, содержащий приемник, первый селектор дальности, второй селектор дальности, третий селектор дальности, причем выходы селекторов соединены соответственно с первыми входами первого смесителя, второго смесителя, третьего смесителя, вторые входы которых соединены с управляемым гетеродином, выход первого смесителя соединен с входом первого узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен с первым амплитудным детектором, первым интегратором, выход второго смесителя соединен с входом второго узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен с вторым амплитудным детектором, вторым интегратором, выход третьего смесителя соединен с входом третьего узкополосного фильтра, выход которого последовательно соединен с третьим амплитудным детектором, третьим интегратором, выходы первого интегратора, второго интегратора, третьего интегратора параллельно соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с бортовой цифровой вычислительной машиной, выход которой соединен с входом устройства расстановки стробов, выход которого соединен с вторыми входами первого селектора дальности, второго селектора дальности, третьего селектора дальности соответственно, отличающийся тем, что в него дополнительно введены амплитудный ограничитель снизу с управляемым порогом ограничения, устройство формирования напряжения порога, устройство формирования сигнала наличия помехи, ключ, селектор импульсов по длительности, причем первый вход амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения соединен с выходом приемника, второй вход соединен с выходом устройства формирования напряжения порога, вход которого соединен с выходом бортовой цифровой вычислительной машины, а выход амплитудного ограничителя снизу с управляемым порогом ограничения соединен с вторым входом ключа и с первым входом устройства формирования сигнала наличия помехи, выход которого соединен с входом бортовой цифровой вычислительной машины, первый вход ключа соединен с выходом приемника, а выход соединен с входом селектора импульсов по длительности, выход которого соединен с первым входом первого селектора дальности, с первым входом второго селектора дальности, с первым входом третьего селектора дальности, а также с вторым входом устройства формирования сигнала наличия помехи.

РИСУНКИ

Рисунок 1