Рлс измерения мгновенной скорости пули

Авторы патента:

G01S13/58 - для определения скорости или траектории движения; для определения знака направления движения

Владельцы патента RU 2474843:

Семенов Виктор Леонидович (RU)

Изобретения относятся к радиолокационной технике. Достигаемый технический результат - сокращение времени измерения мгновенной скорости пули. Радиолокационная станция (РЛС) измерения мгновенной скорости пули по первому варианту содержит приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему закону (НЛЧМ сигнал), а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика НЛЧМ сигнала, а выход, через последовательно соединенные фильтр разностных частот, второй смеситель, широкополосный фильтр, усилитель-ограничитель и узкополосный полосовой фильтр - к входу амплитудного детектора, а выход узкополосного полосового фильтра подключен к входу компаратора, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, вход сброса которого подключен к выходу элемента задержки, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а выходы N генераторов непрерывных сигналов через аналоговый сумматор подключены к второму входу второго смесителя. По второму варианту РЛС выполнена аналогичным образом, но при этом излучает непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения относятся к радиолокационной технике и могут быть использованы при создании измерителей скорости движения цели.

Известна РЛС измерения начальной скорости снаряда (РЛС) [патент RU 2 367 975, G01S 13/58], содержащая приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему закону (НЛЧМ сигнал), а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика, а выход - через фильтр разностных частот, обнаружитель сигналов узкополосного спектра частот, измеритель интервала времени и вычислитель начальной скорости снаряда к выходной шине.

Данную РЛС можно использовать в качестве измерителя мгновенной скорости (Vм) пули, если за мгновенную скоростью принять среднюю скорость цели на интервале расстояния 2До=2Vofн/Fмfд, где

Vo и До - соответственно минимально возможная величина скорости цели и базовое расстояние, выбираемое из условия До/Vo=fн/Fмfд,

fн, fд, Fм - соответственно средняя частота, девиация частоты и частота модуляции НЛЧМ сигнала. При этом время (t) измерения мгновенной скорости (Мм) пули будет равно t=2До/Vм.

Целью изобретения является сокращение времени измерения мгновенной скорости пули.

Поставленная цель достигается за счет измерения мгновенной скорости пули на интервале расстояния меньше 2До.

РЛС измерения мгновенной скорости пули содержит приемно-передающую антенну 2, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика 1 непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему или возрастающему законам (НЛЧМ сигнал), а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя 3, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика 1 НЛЧМ сигнала, а выход - через последовательно соединенные фильтр 4 разностных частот, второй смеситель 6, широкополосный фильтр 8, усилитель-ограничитель 9 и узкополосный полосовой фильтр 10 - к входу амплитудного детектора 11, выход узкополосного полосового фильтра 10 подключен также к входу компаратора 12, выход которого подключен к входу счетчика 14 импульсов, вход сброса которого подключен к выходу элемента 13 задержки, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора 11, а выходы генераторов 5, 5-i, 5-N непрерывных частот через аналоговый сумматор 7 подключены к второму входу второго смесителя 6.

Рассмотрим, в том числе на примерах, работу РЛС измерения мгновенной скорости пули (фиг.1).

Пусть РЛС в пространство излучает и принимает отраженные от неподвижных объектов и перемещающейся пули со скоростью, например, V₁₀₀₀=1000 м/с НЛЧМ сигнал с, например, параметрами:

f_н=100 ГГц, Fм=50 кГц и fд=50 МГц - соответственно средняя частота, частота модуляции и девиация частоты НЛЧМ сигнала, выбранные при базовом расстоянии Do=6 м и минимально возможной скорости цели Vo=150 м/с,

а также при непрерывном сигнале частотой 21Fдо=21(2Vofн)/С=2100 кГц, поступающим на второй смеситель 6, через аналоговый сумматор 7, например, с генератора 5 непрерывных частот.

В результате смешивания в смесителе 3 отраженного и излученного сигналов на его выходе будут формироваться разностные сигналы частотой:

Fp_153,97=[(2Д_153,97)Fмfд/С]-(2V₁₀₀₀fн/С)=1899,5 кГц - разностный сигнал от пули, находящейся на удалении в Д_153,97=153,97 м от антенны РЛС, в момент пролета пулей точки пространства, соответствующей дальности, вычисляемой по формуле (Дo/Vo)(Vi+NVo)-S₁/2, где N=19 и, например, S₁=6 cм;

Fp_154,03=[(2Д_154,03)Fмfд/С]-(2V₁₀₀₀fн/С)=1900,5 кГц - разностный сигнал от пули, находящейся на удалении в Д_154,03=154,03 м от антенны РЛС, в момент пролета пулей точки пространства, соответствующей дальности, вычисляемой по формуле (Дo/Vo)(Vi+NVo)+S₁/2;

Fp_177,97=[(2Д_177,97)Fмfд/С]-(2V₁₀₀₀fн/С)=2299,5 кГц - разностный сигнал от пули, находящейся на удалении в Д_177,97=177,97 м от антенны РЛС, в момент пролета пулей точки пространства, соответствующей дальности, вычисляемой по формуле (Дo/Vo)[Vi+(N+4)Vo)]-S₂/2 и например S₂=6 см;

Fp_178,03=[(2Д_178,03)Fмfд/С]-(2V₁₀₀₀fн/С)=2300,5 кГц - разностный сигнал от пули, находящейся на удалении в Д_178,03=178,03 м от антенны РЛС, в момент пролета пулей точки пространства, соответствующей дальности, вычисляемой по формуле (Дo/Vo)[Vi+(N+4)Vo)]+S₂/2.

Очевидно, что если 4До намного больше S₁ и S₂, то пуля интервал - расстояния

Д_178,03-Д_153,97=(178,03-153,97) м=24,06 м=4До

пролетит со средней скоростью

Vср=4До/t₂,

где t₂ - интервал времени между моментами возникновения и обнаружения на РЛС сигналов с частотами Fp_173,97 и Fр_153,03.

В результате смешивания сигналов во втором смесителе 6 на его выходе будут формироваться разностные сигналы, приблизительно, частотой 2Fдо:

Fp_153,97-21Fдо=1899,5 кГц-2100 кГц=200,5 кГц,

Fp_154,03-21Fдо=1900,5 кГц-2100 кГц=199,5 кГц,

Fp_178,03-21Fдо=2300,5 кГц-2100 кГц=200,5 кГц,

Fp_177,97-21Fдо=2299,5 кГц-2100 кГц=199,5 кГц,

а на выходе узкополосного полосового фильтра 10, после выделения им, например, 21^х гармоник сигналов, поступающих с усилителя - ограничителя 9, синусоидальные сигналы с частотами

от 199,5 кГц×21=4189,5 кГц до 200,5 кГц×21=4210,5 кГц, которые:

- компаратор 12 преобразует в прямоугольные импульсы (при переходе синусоидальных сигналов через ноль), которые подсчитываются счетчиком 14 импульсов;

- амплитудный детектор 11 преобразует в постоянное напряжение, которым, через время задержки элемента 13 задержки, счетчик 14 импульсов устанавливается в исходное состояние.

Тогда, при пролете пулей длиной L=1 см расстояний S₁=S₂=6 см, на выходе компаратора 12 будет сформировано порядка

[(L+S₁=)/V₁₀₀₀]{1/[(4189,5 кГц+4210,5 кГц)/2]}=294 импульсов,

которые будут подсчитаны счетчиком 14 импульсов и количеству которых будет соответствовать мгновенная скорость пули в точках пространства, отстоящих на удалениях 154 м и 178 м от приемно-передающей антенны РЛС.

Очевидно, что счетчиком 14 импульсов будут подсчитаны те же 294 импульсов и при других значениях непрерывных сигналов, формируемых генераторами 5-i, …, 5-N, но при пролете пулей точек пространства, отстоящих на других удалениях от приемно-передающей антенны РЛС. Однако это справедливо, если скорость пули при ее полете не затухает, что при сопротивлении полету пули воздухом и т.п. невозможно. Поэтому и количество импульсов, подсчитываемых счетчиком 14, будет всегда различным и соответствовать той или иной мгновенной скорости пули. При этом выигрыш во времени измерения мгновенной скорости пули, в том числе и в нашем случае, определится величиной отношения

4До/Si=24 м/6 см=400 раз.

1. Радиолокационная станция измерения мгновенной скорости пули, содержащая приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему закону (НЛЧМ сигнал), а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика НЛЧМ сигнала, а выход через последовательно соединенные фильтр разностных частот, второй смеситель, широкополосный фильтр, усилитель-ограничитель и узкополосный полосовой фильтр - к входу амплитудного детектора, а также компаратор и генератор непрерывного сигнала, отличающаяся тем, что введены N-1 генераторов непрерывного сигнала, счетчик импульсов, элемент задержки, при этом выход узкополосного полосового фильтра подключен к входу компаратора, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, вход сброса которого подключен к выходу элемента задержки, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а выходы N генераторов непрерывных сигналов через аналоговый сумматор подключены к второму входу второго смесителя, при этом количество импульсов, подсчитанных счетчиком импульсов, соответствует мгновенной скорости пули.

2. Радиолокационная станция измерения мгновенной скорости пули, содержащая приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика НЛЧМ сигнала, а выход через последовательно соединенные фильтр разностных частот, второй смеситель, широкополосный фильтр, усилитель-ограничитель и узкополосный полосовой фильтр - к входу амплитудного детектора, а также компаратор и генератор непрерывного сигнала, отличающаяся тем, что введены N генераторов непрерывных сигналов, счетчик импульсов, элемент задержки, при этом выход узкополосного полосового фильтра подключен к входу компаратора, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, вход сброса которого подключен к выходу элемента задержки, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а выходы N генераторов непрерывных сигналов через аналоговый сумматор подключены к второму входу второго смесителя, при этом количество импульсов, подсчитанных счетчиком импульсов, соответствует мгновенной скорости пули.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Рлс измерения начальной скорости снаряда, установленная на стволе орудия // 2467349

Изобретение относится к радиолокационной технике. .

Способ измерения расстояния между сверхзвуковым низколетящим объектом и фронтом его следа на морской поверхности // 2467348

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к обнаружению, определению местоположения и сопровождению малозаметного низколетящего над морской поверхностью (МП) со сверхзвуковой скоростью объекта.

Способ определения скорости сверхзвукового низколетящего объекта по следу на морской поверхности при сближении для встречи с объектом // 2466424

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к определению скорости движения малозаметного низколетящего над морской поверхностью (МП) со сверхзвуковой скоростью объекта в случае сближения морского подвижного носителя радиолокатора и объекта в «точку» встречи.

Способ сопровождения траектории цели // 2463622

Устройство радиолокационного контроля заполнения путей сортировочного парка // 2431865

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, в частности к устройствам радиолокационного сопровождения движущихся единиц (вагонов) по всей территории сортировочного парка от момента въезда до момента вытяжки сформированного состава из парка и определения положения всех транспортных единиц подвижного состава в реальном масштабе времени.

Способ измерения радиальной скорости воздушного объекта в режиме хаотичной поимпульсной перестройки несущей частоты при ограниченном количестве используемых частот // 2427003

Изобретение относится к области радиолокационных измерений. .

Способ обнаружения траектории объекта // 2427002

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при обнаружении траекторий объектов в обзорных радиолокационных станциях (РЛС) с фазированной антенной решеткой (ФАР).

Устройство для измерения траекторной скорости объекта // 2421752

Изобретение относится к средствам радиолокационного определения параметров движущихся объектов и может быть использовано при измерении его скорости. .

Способ определения скорости сверхзвукового низколетящего объекта по следу на морской поверхности при сближении для встречи с объектом // 2419108

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к определению скорости движения и сопровождению сверхзвукового малозаметного низколетящего над морской поверхностью (МП) объекта в случае сближения морского подвижного носителя радиолокатора и объекта в «точку» встречи.

Способ определения нерадиальной проекции вектора скорости цели // 2485542

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиолокационным способам определения скорости движущегося объекта

Способ определения нерадиальной проекции вектора скорости цели // 2485543

Способ определения нерадиальной проекции вектора скорости цели // 2486542

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиолокационным методам определения скорости движущегося объекта, и может быть использовано в радиолокации, для прогнозирования положения движущейся цели или для селекции движущихся целей

Способ определения нерадиальной проекции вектора скорости цели // 2492504

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиолокационным способам определения скорости движущегося объекта, и может быть использовано в радиолокации для прогнозирования положения движущейся цели или селекции движущихся целей

Рлс измерения начальной скорости снаряда установленная на стволе орудия // 2501033

Изобретения относятся к радиолокационной технике. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения начальной скорости снарядов. Указанный результат достигается за счет переноса измеряемой базы на более близкое расстояние к срезу ствола орудия. РЛС измерения начальной скорости снаряда, установленная на стволе орудия, содержит приемно-передающую антенну, вход которой, работающий на передачу, через элемент задержки подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему закону, а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика, а выход, через фильтр разностных частот, к второму входу второго смесителя, а также первый генератор непрерывной частоты, широкополосный фильтр, усилитель-ограничитель, узкополосный полосовой фильтр, амплитудный детектор, компаратор, формирователь импульса, измеритель интервала времени, вычислитель начальной скорости снаряда и, при необходимости, второй генератор непрерывной частоты, аналоговый ключ и триггер.

Локатор для гибдд // 2501034

Изобретения относятся к радиолокационной технике и могут быть использованы при создании локаторов для государственной инспекции безопасности дорожного движения (ГИБДД). Заявлены четыре варианта локаторов для ГИБДД, выполненных определенным образом. Достигаемый технический результат изобретений - повышение вероятности правильного измерения скорости приближения автомобиля к радиолокационной станции (РЛС) и уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик локаторов для ГИБДД. Указанный результат достигается за счет реализации локаторов с использованием более низкочастотного сигнала, излучаемого РЛС, и проведения измерения скорости приближения автомобиля к РЛС на более коротком и заранее известном интервале расстояния. Локатор для ГИБДД содержит РЛС измерения начальной скорости снаряда, приемно-передающую антенну, которую устанавливают, при необходимости, на автомобиле ГИБДД и которая излучает непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону и имеет преобразователь скорости перемещения автомобиля ГИБДД, выходы которого, так же как и выходы вычислителя скорости РЛС, подключены, соответственно, к первым и вторым входам схемы вычитания. 4 н.п. ф-лы.

Способ определения нерадиальной проекции вектора скорости цели // 2506607

Изобретение относится к радиолокационным способам определения скорости движущегося объекта и может быть использовано в измерителях скорости движущихся объектов, автомобилей и др. Достигаемый технический результат - возможность определения нерадиальных проекций вектора скорости цели при низких требованиях к когерентности применяемых сигналов. Для этого цель одновременно облучают с помощью двух разнесенных в пространстве антенн зондирующими сигналами двух различных частот, принимают отраженные целью сигналы, определяют разность частот принимаемых сигналов и по значению разности частот принимаемых сигналов определяют нерадиальную проекцию вектора скорости цели, при этом используют две дополнительные антенны для облучения цели двумя вспомогательными монохроматическими сигналами различающихся частот. Отраженные от цели вспомогательные сигналы принимают и по формуле определяют проекцию скорости цели на направление вектора D, определяемого по формуле где с - скорость света; f1 и f2 - частоты первого и второго зондирующих сигналов; f3 и f4 - частоты первого и второго вспомогательных сигналов; F1 и F2 - смещенные относительно f1 и f2 частоты первого и второго принимаемых сигналов; F3 и F4 - смещенные относительно f3 и f4 частоты принимаемых дополнительных монохроматических сигналов; и - единичные векторы, направленные на цель из точек расположения соответственно первой и второй передающих антенн; и - единичные векторы, направленные на цель из точек расположения соответствующих дополнительных передающих антенн; - единичный вектор, направленный на цель из точки расположения приемной антенны. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Обнаружитель-измеритель когерентно-импульсных сигналов // 2507536

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для обнаружения когерентно-импульсных периодических радиосигналов и измерения радиальной скорости объекта; может быть использовано в радиолокационных системах управления воздушным движением для обнаружения и измерения скорости летательных аппаратов. Обнаружитель-измеритель когерентно-импульсных сигналов содержит блок задержки, блок комплексного сопряжения, блок комплексного умножения, блок усреднения, блок вычисления фазы, умножитель, ключ, первый блок памяти, блок вычисления модуля, пороговый блок, второй блок памяти, синхрогенератор, дополнительный блок задержки, дополнительный блок комплексного сопряжения и дополнительный блок комплексного умножения, осуществляющие междупериодную обработку исходных отсчетов с целью обнаружения движущегося объекта и однозначного измерения его доплеровской (радиальной) скорости. Достигаемый технический результат -повышение эффективности обнаружения и точности измерения за счет меньшего числа функциональных преобразований при применении дополнительной обработки когерентно-импульсных сигналов. 10 ил.

Способ определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, рлс определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса // 2509285

Группа изобретений относится к способу и радиолокационной станции (РЛС) определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса. Способ заключается в том, что момент выдачи команды на пуск защитного боеприпаса устанавливают по началу возникновения и обнаружения на РЛС сигнала конкретной разностной частоты. Излучаемый РЛС непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал) искусственно задерживают на известное время и обнаруживают на РЛС, после смешивания отраженных и излученного РЛС НЛЧМ сигналов, сигнал конкретной разностной частоты. Радиолокационная станция содержит приемно-передающую антенну, смеситель, передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, фильтр разностных частот, обнаружитель сигналов узкополосного спектра частот. Вход приемно-передающей антенны через элемент задержки подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону. Технический результат заключается в повышении надежности определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса. 2 н.п. ф-лы.

Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории // 2509319

Изобретение относится к устройствам траекторной обработки радиолокационной информации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности определения времени окончания активного участка (АУТ) баллистической траектории за счет исключения измерений угла места и азимута из обрабатываемых выборок. Для этого на вход устройства определения времени окончания АУТ подают данные измерений дальности и радиальной скорости ракеты через одинаковые интервалы времени, равные периоду обзора радиолокационной станции, вычисляют произведения дальности на радиальную скорость, формируют фиксированную выборку типа «скользящего окна» значений произведений дальности на радиальную скорость, находят оценку скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость путем оптимального взвешенного суммирования выборки значений произведений дальности на радиальную скорость, вычисляют среднеквадратическую ошибку (СКО) оценки, вычисляют отношение оценки скорости к СКО этой оценки, в каждом новом положении «скользящего окна» сравнивают отношение оценки скорости к СКО этой оценки с заданным порогом, решение об окончании АУТ принимают в момент времени, когда величина полученного отношения превышает заданный порог, величину которого выбирают в соответствии с требуемой вероятностью определения времени окончания АУТ. 3 ил., 6 табл.