Способ распознавания протяженной по скорости цели и устройство для его осуществления
Изобретение относится к системам для обнаружения объекта и может быть использовано в радиолокации для распознавания протяженной по скорости цели. Сущность изобретения заключается в обеспечении возможности распознавания протяженной по скорости цели путем узкополосной фильтрации составляющей частоты Доплера спектра отраженного сигнала, определении полосы скоростей сближения с целью ΔV, входящей в полосу пропускания фильтра частоты Доплера ΔFд, из выражения ΔV=ΔFд·λ/2, где λ - длина волны излучения, определении полосы частот Доплера, занимаемой сигналом, отраженным от цели ΔFдц, определении полосы скоростей сближения с целью ΔVц, занимаемой сигналом отраженным от цели, из выражения ΔVц=ΔFдц·λ/2, где λ - длина волны излучения, определении отношения β=ΔVц/ΔV, при β≥0,01 принятии решения о протяженной по скорости цели, при β≤0,01 принятии решения о точечной по скорости цели. Устройство, реализующее способ, содержит канал распознавания, включающий последовательно соединенные фильтр доплеровских частот, измеритель длительности сигнала, вычислитель и пороговое устройство, определенным образом соединенные с соответствующими средствами заявленного устройства. Достигаемым техническим результатом является расширение информативности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к системам для обнаружения объектов путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания протяженной по скорости цели.
Известен способ распознавания, заключающийся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, распознавании цели по принятому изображению геометрических размеров и конфигурации (патент США №3978480, кл. G01S 9/00, 1974 г.) [1].
Известно устройство для радиолокационного распознавания целей, содержащее антенну, передатчик, приемник, антенный переключатель и канал распознавания, причем передатчик содержит модулятор, генератор СВЧ и первый ключ, где выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход со входом приемника; канал распознавания содержит последовательно соединенные линию задержки, второй ключ, смеситель, фильтр низких частот и устройство воспроизведения образа цели, причем вход линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен со вторым выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора РЛС (Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984 г.) [2].
Недостатками данных способа и устройства является низкая информативность, обусловленная отсутствием возможности распознавания протяженной по скорости цели. На практике подавляющее большинство реальных объектов относится к классу сложных радиолокационных целей. Погрешности измерения координатных параметров, вызванных шумом цели, начинают возникать, когда физические размеры цели превышают 0,01 величины элемента разрешения по какой-либо координате (Радиолокационные характеристики летательных аппаратов / М.Е.Варганов, Ю.С.Зиновьев, Л.Ю.Астанин и др. Под ред. Л.Т.Тучкова. - М.: Радио и связь, 1985. - 236 с., ил. с.17-18).
Практика показывает, что с уменьшением дальности до цели ее следует считать протяженной. Цель считается протяженной, если ее размеры превышают сотую долю элемента разрешения по данной координате. Таким образом, находя отношение физических размеров цели к величине элемента разрешения по данной координате, можно судить о протяженности цели по данной координате. Величина элемента разрешения по скорости определяется шириной полосы пропускания Доплеровского фильтра. По ширине полосы пропускания Доплеровского фильтра можно судить о диапазоне скоростей ΔV, входящих в данную полосу, из выражения ΔV=ΔFд·λ/2, где λ - длина волны излучения, ΔFд - ширина полосы пропускания фильтра частот Доплера. О размерах цели по скорости ΔVц можно судить по ширине частотного диапазона, занимаемого сигналом, отраженным от цели ΔFдц, из выражения ΔVц=ΔFдц·λ/2, где λ - длина волны излучения. По величине отношения β=ΔVц/ΔV можно судить о протяженности по скорости цели. Так, при при β≤0,01 принимают решение о точечной по скорости цели, а при β≥0,01 принимают решение о протяженной по скорости цели.
Технической задачей изобретения является расширение информативности за счет обеспечения возможности распознавания протяженной или точечной по скорости цели.
Сущность способа распознавания протяженной по скорости цели, основанного на излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов и распознавании цели, дополнительно производят узкополосную фильтрацию составляющей частоты Доплера спектра отраженного сигнала, определяют полосу скоростей сближения с целью ΔV, входящую в полосу пропускания фильтра частоты Доплера ΔFд, из выражения ΔV=ΔFд·λ/2, где λ - длина волны излучения, определяют полосу частот Доплера, занимаемую сигналом, отраженным от цели ΔFдц, определяют полосу скоростей сближения с целью ΔVц, занимаемую сигналом, отраженным от цели, из выражения ΔVц=ΔFдц·λ/2, где λ - длина волны излучения, определяют отношение β=ΔVц/ΔV, при β≥0,01 принимают решение о протяженной по скорости цели, при β≤0,01 принимают решение о точечной по скорости цели.
Заявленный способ реализуется в устройстве, содержащем передатчик, антенный переключатель, антенну, приемник и канал распознавания, при этом передатчик содержит модулятор, генератор СВЧ и первый ключ, причем выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход со входом приемника, канал распознавания содержит последовательно соединенные первую линию задержки, второй ключ и смеситель, причем вход первой линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен со вторым выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора РЛС, дополнительно канал распознавания содержит последовательно соединенные фильтр Доплеровских частот, измеритель длительности сигнала, вычислитель и пороговое устройство, причем вход фильтра Доплеровских частот соединен с выходом смесителя, а первый и второй выходы порогового устройства являются выходами канала распознавания.
На чертеже приведена функциональная схема устройства распознавания протяженной по скорости цели, где 1 - передатчик; 2 - антенный переключатель; 3 - антенна; 4 - приемник; 5 - канал распознавания; 6 - модулятор; 7 - генератор СВЧ; 8, 10 - ключ; 9 - линия задержки; 11 - смеситель; 12 - фильтр Доплеровских частот; 13 - измеритель длительности; 14 - вычислитель; 15 - пороговое устройство.
Устройство распознавания протяженной по скорости цели содержит передатчик 1, антенный переключатель 2, антенну 3, приемник 4 и канал распознавания 5, причем передатчик 1 содержит модулятор 6, генератор 7 СВЧ и первый 8 ключ, выход генератора 7 СВЧ соединен со вторым входом первого 8 ключа и первым выходом передатчика 1, выход генератора 7 СВЧ соединен со вторым входом первого 8 ключа и вторым выходом передатчика 1, выход первого 8 ключа является третьим выходом передатчика 1 и соединен с первым входом антенного переключателя 2, второй вход которого соединен с антенной 3, а выход со входом приемника 4, канал распознавания 5 содержит последовательно соединенные первую 9 линию задержки, второй 10 ключ, смеситель 11, фильтр 12 Доплеровских частот, измеритель 13 длительности, вычислитель 14 и пороговое устройство 15, причем вход первой 9 линии задержки является первым входом канала распознавания 5 и соединен с первым выходом передатчика 1, второй вход смесителя 11 является вторым входом канала распознавания 5 и соединен со вторым выходом передатчика 1, второй вход второго 10 ключа является третьим входом канала распознавания 5 и соединен со вторым выходом приемника 4, первый выход передатчика 1 и выход приемника 4 соединены со входами индикатора кругового обзора радиолокационной станции.
Устройство функционирует следующим образом. Отраженный от движущейся цели сигнал поступает на вход антенны 3 и через антенный переключатель 2, приемник 4 и второй 10 ключ поступает на первый вход смесителя 11. На второй вход смесителя 11 поступает сигнал с выхода генератора 7 СВЧ, таким образом, на выходе смесителя 11 получается сигнал на частоте Доплера. Этот сигнал поступает через фильтр 12 Доплеровских частот на вход измерителя 13 длительности, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный длительности сигнала, отраженного от цели. Данный сигнал поступает на вход вычислителя 14, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный β=ΔVц/ΔV, который поступает на вход порогового устройства 15, где сравнивается с порогом, равным 0,01. При превышении порога выдается сигнал «протяженная», в противоположном случае выдается сигнал «точечная». Данные сигналы являются выходными сигналами канала распознавания 5.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент США №3978480, кл. G01S 9/00, 1974 г. (прототип).
2. Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984, с.36 (прототип).
1. Способ распознавания протяженной по скорости цели, заключающийся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов и распознавании цели, отличающийся тем, что дополнительно производят узкополосную фильтрацию составляющей частоты Доплера спектра отраженного сигнала, определяют полосу скоростей сближения с целью ΔV, входящую в полосу пропускания фильтра частоты Доплера ΔFд из выражения ΔV=ΔFд·λ/2, где λ - длина волны излучения, определяют полосу частот Доплера, занимаемую сигналом, отраженным от цели ΔFдц, определяют полосу скоростей сближения с целью ΔVц, занимаемую сигналом, отраженным от цели из выражения ΔVц=ΔFдц·λ/2, где λ - длина волны излучения, определяют отношение β=ΔVц/ΔV, при β≥0,01 принимают решение о протяженной по скорости цели, при β≤0,01 принимают решение о точечной по скорости цели.
2. Устройство распознавания протяженной цели, содержащее передатчик, антенный переключатель, антенну и приемник, и канал распознавания, при этом передатчик содержит модулятор, генератор сверхвысокой частоты (СВЧ) и первый ключ, причем выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход - со входом приемника, канал распознавания содержит последовательно соединенные первую линию задержки, второй ключ и смеситель, причем вход первой линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен со вторым выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора радиолокационной станции, отличающееся тем, что канал распознавания содержит последовательно соединенные фильтр доплеровских частот, измеритель длительности сигнала для формирования сигнала, пропорционального длительности сигнала, отраженного от цели, и определения полосы скоростей сближения с целью ΔV, входящей в полосу пропускания фильтра доплеровских частот, и полосы скоростей сближения с целью ΔVц, занимаемой сигналом, отраженным от цели, вычислитель, предназначенный для определения сигнала, пропорционального отношению β=ΔVц/ΔV, и пороговое устройство, причем вход фильтра доплеровских частот соединен с выходом смесителя, а первый и второй выходы порогового устройства являются выходами канала распознавания, соответственно для протяженной по скорости цели при β≥0,01 и для точечной по скорости цели при β≤0,01.
