Угловой селектор для обзорного моноимпульсного радиолокатора

 

Изобретение относится к угловым селекторам радиолокационных целей и служит для уменьшения угловой неоднозначности обзорного моноимпульсного радиолокатора (ОМРЛК) в режиме сопровождения целей на проходе. Угловой селектор для обзорного моноимпульсного радиолокатора включает в себя блок оценки пеленгационной чувствительности (ОПЧ), два пороговых решающих блока (ПPБ₁ и ПРБ₂) и логический элемент И с инверсным и прямым входами, причем блок ОПЧ своими входами подключен к выходам ОМРЛК для сигнала угловой ошибки и угла поворота антенны, а своим выходом через ПPБ₁ и ПРБ₂ соединен с инверсным и прямым входами логического элемента И, имеющего выход для сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов и за его пределами. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение селектирующей способности путем формирования и использования текущих сглаженных оценок значений пеленгационной чувствительности во всем диапазоне угловых рассогласований. 4 ил.

Изобретение относится к угловым селекторам (УС) радиолокационных целей и служит для уменьшения угловой неоднозначности (многозначности) обзорного моноимпульсного радиолокатора (ОМРЛК) в режиме сопровождения целей на проходе.

Указанная неоднозначность ОМРЛК обусловлена многолепестковостью диаграмм направленности (ДН) антенны и пеленгационной характеристики (ПХ) (см., например, Вакин С. А. , Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. - М.: Сов. радио, 1968, рис.4.3 и 4.4 на с. 171 и 172).

Известен УС для ОМРЛК, содержащий радиолокационные каналы с основной и вспомогательной антеннами, выходы которых через блок сравнения соединены с сигнальным входом порогового решающего блока (ПРБ) для формирования сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов или за его пределами (см., например, Защита от радиопомех под ред. Максимова М.В. - М.: Сов. радио, 1976, рис.5.15 на с. 214 и др.).

Однако оптимальные для угловой селекции соотношения уровней сигналов от основной и вспомогательной антенн во всем диапазоне угловых рассогласований как в круговом, так и в радиальных направлениях относительно равносигнального направления (РСН) труднодостижимы, в частности для антенн типа ФАР с электронным сканированием луча из-за изменения соотношения уровней ДН обеих антенн, что снижает селектирующую способность данного устройства. Кроме того, наличие дополнительного радиолокационного канала ведет к увеличению потребляемой мощности, массогабаритных параметров, загрузки бортового вычислителя, что нежелательно особенно в бортовых радиолокаторах из-за жестких ограничений по указанным параметрам.

Более близким по совокупности существенных признаков является УС для ОМРЛК, основанный на данных лишь моноимпульсных измерений и использующий априорно известные различия в пеленгационной чувствительности (крутизне ПХ μ) по главному и боковым РСН (патент 3943512 US, МКИ G 01 S 9/22 (НКИ 343-7.4), 1976, который описан также Андреевой Т.М. Помехозащищенность моноимпульсных угломерных координаторов. -М.: ВНИИПЭ, серия Специальная электроника, 1989, рис.24 на с. 52).

Данное устройство (фиг.1) содержит блок оценки углового смещения (блок 2) с задатчиком углового смещения Δα_з, блок оценки приращения сигнала угловой ошибка (СУО) U* - 3 (ОПС - 3) для заданного значения Δα_з, задатчик эталонного напряжения U_э, величина которого связана с Δα_з через значение крутизны ПХ по главному РСН: U_э = μ_эΔα_з. Устройство содержит также вычитатель - 4, определитель модуля - 5 и пороговый решающий блок - 6 (ПРБ - 6), включенные по функциональной схеме на фиг.1. Блоки оценки углового смещения (блок 2) и ОПС - 3 своими управляющими входами и выходами связаны сигналами χ_н фиксации момента совмещения РСН (главного или бокового) с направлением на цель и χ_к - момента, когда угол между ними равен заданному значению Δα_з. ПРБ - 6 формирует сигнал индикации цели в рабочем диапазоне углов (γ=0) или за его пределами (γ= 1) в зависимости от соотношения измеряемого значения U* (или μ^*) с эталонным U_э (или μ_э), а именно или с учетом U^* = μ^*Δα_з и U_э = μ_эΔα_з: Недостатком известного УС для ОМРЛ является снижение его селектирующей способности (увеличение угловой неоднозначности) за счет влияния случайной составляющей измеряемого СУО. Так, в известном устройстве случайная составляющая U*, а следовательно, и разброс измеряемых значений для фиксированного углового смещения Δα_з в пределах эффективной ширины луча антенны значительно возрастает (в 2-3 раза) по сравнению с РСН (например, Бартон Д., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям. -М.: Сов. радио, 1976, рис. 2.12 на с. 57), что ухудшает селектирующую способность устройства в боковых равносигнальных зонах (РСЗ). Однако известный угловой селектор по составу элементов и их функциональным связям исключает возможность сглаживания указанной составляющей сигнала U* по разовым отсчетам.

В известном устройстве угловую информацию извлекают из сигнала U* лишь для Δα_з= const по одну из сторон от каждого из РСН, при этом информация для промежуточных значений углов смещения цели, а также для угловых смещений по другую сторону от РСН теряется, что также снижает селектирующую способность известного устройства.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является устранение указанного недостатка, а именно повышение селектирующей способности путем формирования и использования текущих сглаженных оценок значений пеленгационной чувствительности во всем диапазоне угловых рассогласований. Указанный технический результат достигается тем, что угловой селектор для ОМРЛК включает блок оценки пеленгационной чувствительности - 7 (ОПЧ - 7), два пороговых решающих блока (ПPБ₁ - 6₁ и ПРБ₂ - 6₂) и логический элемент И с инверсным и прямым входами (блок 8), причем блок ОПЧ - 7 своими входами подключен к выходам ОМРЛК - 1 для СУО и угла поворота антенны, а своим выходом через ПPБ₁ - 6₁ и ПРБ₂ - 6₂ соединен с инверсным и прямым входами логического элемента И (блок 8), имеющего выход для сигнала γ индикации цели в рабочем диапазоне углов и за его пределами. Функциональные схемы известного и предложенного угловых селекторов для ОМРЛК изображены на фиг.1 и 2 соответственно. Принцип работы известного и предложенного измерителей и достигаемый положительный эффект поясняются графически на фиг.3.1 и 3.2 соответственно. На фиг.3.2 жирной линией выделены участки ПХ по главному "0" и боковому "0_б" РСН в пределах установленных порогов по крутизне ПХ (μ₁ и μ₂).

ОМРЛК - 1 с выходом для СУО U и угла поворота антенны α известен, например, из (П.И. Дудник, Ю.И. Чересов. Авиационные радиолокационные устройства. Изд. ВВИА им. Жуковского, 1986 г., рис. 10.9 на стр. 297 и др.).

Блок ОПЧ - 7 в виде дискретного инерционно-дифференцирующего звена выполняет следующие функции где N - количество отсчетов U_i и α_i для получения каждого из значений , выбирается, исходя из требуемой точности (см., например, Кузьмин И.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. - М.: Сов. радио, 1974, выражение 6.3.20 на с. 216).

ПРБ_1,2 (блоки 6_1,2) выполняют операцию принятия решения о превышении сигналом оценки крутизны соответствующих пороговых значений μ₁ и μ₂, т.е.

ПPБ_1,2 (блоки 6_1,2) могут быть заимствованы из научно-технической литературы (например, Проектирование радиолокационных приемных устройств. Под ред. Соколова М.А. -М.: Высшая школа, 1984, рис. 1.36 на с. 42). Логический элемент И с прямым и инверсным входами (блок 8) является типовым элементом цифровых устройств (например, Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. - М.: Радио и связь, 1982, с. 43, рис.2.1).

Предложенный угловой селектор для ОМРЛК - 1 работает следующим образом. При сопровождении целей на проходе с ОМРЛК - 1 на входы блока ОПЧ - 7 поступают сигналы угловой ошибки U и значение угла поворота антенны α. Блок ОПЧ - 7 формирует сглаженные оценки крутизны в соответствии с выражением 1, которые в ПРБ₁ - 6₁ и ПРБ₂ - 6₂ сравниваются с пороговыми значениями, соответствующими максимальному μ_1/ и минимальному μ₂ значениям в рабочем диапазоне углов главной РСЗ ПХ, как показано на фиг.3.2. При этом дисперсия сглаженных по формуле 1 значений уменьшается в [12/Т₀ ²n(n²-1)] +[6/n(n+1)T₀] раз по сравнению с одиночным замером (например, Кузьмин И.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. - М.: Сов. радио, 1974, выражение 6.3.30 на с. 220). Соответственно уменьшается и разброс значений крутизны ПХ в рабочем диапазоне углов по сравнению с разбросом в известном устройстве, как показано на фиг.3.1 и 3.2.

Выходные сигналы γ₁ и γ₂ блоков 6₁ и 6₂ образуются при сравнении сглаженных значений μ с пороговыми μ₁ и μ₂, далее значения γ₁ и γ₂ подаются на инверсный и прямой входы логического элемента И (блок 8) соответственно.

Признаком наличия цели в рабочем диапазоне главной РСЗ (когда ) или за его пределами (когда или ) служит значение выходного сигнала γ=1 или γ=0 соответственно, формируемое на выходе логического элемента И.

Уменьшение разброса значений в рабочем диапазоне углов обеспечивает существенное сокращение размеров боковых РСЗ, а следовательно, повышение селектирующей способности предложенного устройства. Выигрыш в селектирующей способности предложенного устройства в сравнении с прототипом характеризуется соотношением исходных размеров боковых РСЗ "0_б" (фиг.3.1) и размеров неселектируемых зон (фиг.3.2) и составляет не менее 3-5 раз.

Указанный эффект достигается по данным лишь моноимпульсных измерений и в сравнении с техническим аналогом, используемым в серийной аппаратуре (на основе дополнительного радиолокационного канала), обеспечивается существенный выигрыш по массогабаритным параметрам и потребляемой мощности, что особенно важно для бортовой аппаратуры ввиду жестких ограничений по указанным параметрам.

Формула изобретения

Угловой селектор для обзорного моноимпульсного радиолокатора (ОМРЛК), включающий блок оценки пеленгационной чувствительности (ОПЧ), два пороговых решающих блока (ПРБ₁ и ПРБ₂) и логический элемент И с инверсным и прямым входами, причем блок ОПЧ своими входами подключен к выходам ОМРЛК для сигнала угловой ошибки и угла поворота антенны, а своим выходом через ПРБ₁ и ПРБ₂ соединен с инверсным и прямым входами логического элемента И, имеющего выход для сигнала индикации цели в рабочем диапазоне углов и за его пределами, при этом признаком наличия цели в рабочем диапазоне, когда или за его пределами, когда или служит значение выходного сигнала γ= 1 или γ= 0 соответственно, формируемое на выходе логического элемента И, где μ₁,μ₂ - максимальное и минимальное пороговые значения крутизны пеленгационной характеристики (ПX) в рабочем диапазоне углов, μ - сглаженное значение оценки крутизны ПX.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3