Корреляционный способ повышения разрешения по скорости и дальности для импульсных доплеровских систем с внутриимпульсной когерентной обработкой



Корреляционный способ повышения разрешения по скорости и дальности для импульсных доплеровских систем с внутриимпульсной когерентной обработкой
Корреляционный способ повышения разрешения по скорости и дальности для импульсных доплеровских систем с внутриимпульсной когерентной обработкой
Корреляционный способ повышения разрешения по скорости и дальности для импульсных доплеровских систем с внутриимпульсной когерентной обработкой
Корреляционный способ повышения разрешения по скорости и дальности для импульсных доплеровских систем с внутриимпульсной когерентной обработкой

 


Владельцы патента RU 2518009:

Стерлядкин Виктор Вячеславович (RU)

Изобретение относится к дистанционному зондированию пространства для определения дальности и скорости рассеивателей. Достигаемый технический результат - повышение разрешения по дальности и скорости рассеивателей. Указанный результат достигается за счет того, что первоначально излучают длинные импульсы, регистрируют доплеровский спектр отраженного сигнала на длинном участке траектории зондирования с высоким разрешением по скорости, затем по той же траектории излучают короткие импульсы, регистрируют профиль интенсивности отраженного сигнала вдоль длинного участка, а по корреляции между интенсивностью отраженного сигнала вдоль длинного участка и спектральной плотностью доплеровского спектра определяют проекции скоростей рассеивателей вдоль длинного участка. Для повышения надежности измерений цикл измерений повторяют с периодичностью смены рассеивателей в зондируемом объеме или с периодичностью изменения отражаемости рассеивателей, а корреляционные характеристики накапливают. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к дистанционному зондированию пространства с целью определения дальности и скорости рассеивателей. В частности, к улучшению пространственного разрешения по дальности и разрешения по скорости при использовании импульсных доплеровских систем с внутриимпульсной когерентной обработкой сигналов. Например, для повышения разрешения по скорости и дальности при использовании когерентных доплеровских лидаров в задаче измерения профиля ветра в атмосфере.

Традиционные импульсные доплеровские системы, использующие внутриимпульсную когерентную обработку отраженных сигналов, имеют ограничения на разрешение по дальности ΔR и разрешение по скорости ΔV. При длительности излучаемого импульса τи разрешение по дальности составляет ΔR=c τи/2, а разрешение по скорости ΔV=λ/(2·τи), где с - скорость распространения излучаемой волны, X - длина волны. В результате получается противоречие: чтобы улучшить пространственное разрешение, следует уменьшать длительность излучаемого импульса τи, а для повышения разрешения по скорости длительность импульса следует увеличивать. Это приводит к ограничению: ΔRΔV=сλ/4.

Известен корреляционный метод однозначного измерения дальности и скорости, основанный на измерении в импульсном режиме профиля интенсивности обратно рассеянного сигнала вдоль всей трассы распространения излучения и измерения суммарного доплеровского спектра вдоль всей трассы с помощью непрерывной доплеровской системы. С периодичностью смены рассеивателей в луче цикл измерений повторяют, а скорость на каждой дальности определяют по доплеровской частоте, на которой получается максимум функции взаимной корреляции между профилем интенсивности обратно рассеянного сигнала (отражаемостью) и спектральной плотностью доплеровского спектра [1, 2].

Недостатком метода является слабая избирательность функции корреляции при немонотонной зависимости проекции скорости рассеивателей от дальности вдоль траектории луча. Дополнительным недостатком метода является маскировка сигналов с больших дальностей мощными сигналами от близких дальностей.

Наиболее близким методом является метод измерения скоростей и дальностей рассеивателей импульсным доплеровским лидаром с внутриимпульсной когерентной обработкой сигнала, в котором излучают импульсы зондирующего излучения, по задержке отраженного сигнала определяют дальность рассеивателей, а по доплеровскому спектру отраженного сигнала, полученного при когерентной обработке внутри импульса, определяют проекцию скорости рассеивателей [3].

Недостатком известного способа является ограниченное разрешение по дальности и скорости рассеивателей ΔRΔV=сλ/4, которое во многих приложениях не позволяет получать детальную картину движений.

Технический результат предложенного способа заключается в повышении разрешения по дальности и скорости рассеивателей за счет того, что излучают длинные импульсы, регистрируют суммарный доплеровский спектр отраженного сигнала на длинном участке траектории зондирования с высоким разрешением по скорости, затем по той же траектории излучают короткие импульсы, регистрируют профиль интенсивности отраженного сигнала вдоль длинного участка, а по корреляции между интенсивностью отраженного сигнала вдоль длинного участка и спектральной плотностью доплеровского спектра определяют проекции скоростей рассеивателей вдоль длинного участка.

Для повышения надежности результатов в сложных случаях, например при множественных целях, или малом отношении сигнал/шум, цикл измерений повторяют с периодичностью смены рассеивателей в зондируемом объеме или с периодичностью изменения отражаемости рассеивателей, а корреляционные характеристики накапливают.

На фиг.1 приведен пример обнаружения двух целей, имеющих близкие скорости и близкое расположение в пространстве. Проекция скорости первой цели V1=400м/c, а второй V2=415 м/с. Доплеровский спектр рассеянного сигнала формируется от длинных импульсов, пространственная протяженность которых составляет сτи1/2=45 км. Профиль отражаемости по трассе регистрируется короткими импульсами τи2, которые обеспечивают разрешение по дальности ΔR=cτи2/2=30 м.

На фиг.2а сплошной линией представлен пример отражаемости σ, измеренной вдоль длинного импульса при первом цикле измерений в момент времени t1. Цели зарегистрированы на дальности R2=100530м±15м и дальности R3=100560м±15м, которые различаются на 30 м. В следующий цикл измерений, через 0,2 секунды, в момент времени t2, цели смещаются на дальности R5 и R6 и изменяют отражаемость (показано пунктиром). Изменение отражаемости во времени происходит за счет многократной интерференции отраженного когерентного сигнала у сложных целей. Это происходит даже при незначительном изменениии ракурса зондирования за счет смещения целей. На фиг.2б сплошной линией показан доплеровский спектр обратно рассеянного сигнала, полученного от целей при посылке длинных испульсов в первом цикле измерений, а пунктиром - спектр, полученный при посылке длинных испульсов в следующем цикле через 0,2 с. Очевидно, что цель 2, имеющая большую отражаемость, даст на доплеровском спектре большее значение спектральной плотности. Изменение спектра связано с изменением отражаемости целей от цикла к циклу. Переключение режима работы с длинных на короткие импульсы происходит в каждом цикле за время, много меньшее, чем время корреляции интенсивности принимаемых сигналов.

На фиг.3 приведен пример повышения разрешения по дальности и скорости рассеивателей при зондировании ветра с помощью оптического лидара. Проекция скорости уменьшается с дальностью и меняет свой знак в пределах длинного импульса. Доплеровский спектр рассеянного сигнала формируется при внутриимпульсной когерентной обработке длинных импульсов, пространственная протяженность которых составляет сτи1/2=900 м. Профиль отражаемости по трассе регистрируется короткими импульсами τи2, которые обеспечивают разрешение по дальности=сτи2/2=150 м.

На фиг.4а представлен пример изменения отражаемости σ во времени, зарегистрированной на шести интервалах дальностях ∆R, которые различаются на 150 м. На каждом интервале дальности сплошным, заштрихованным и пунктирным прямоугольниками представлены по 3 значения отражаемости, полученные для трех циклов измерений. Изменение отражаемости во времени происходит за счет смены рассеивателей в зондируемом объеме и их неоднородного распределения в пространстве. На фиг.4б в виде сплошных вертикальных отрезков показан доплеровский спектр обратно рассеянного сигнала, полученного одновременно от всех шести интервалов дальности при посылке длинных импульсов. Жирными отрезками и пунктирными отрезками показаны спектры, полученные в последующие моменты времени. На каждой частоте представлены три отрезка, соответствующие трем моментам времени. Переключение режима работы с длинных на короткие импульсы происходит за время, много меньшее, чем время корреляции принимаемых сигналов, так что три доплеровские спектра на фиг.4б соответствуют трем профилям отражаемости, показанным на фиг.4а.

Первый пример использования предлагаемого способа относится к обнаружению 2 целей, перемещающихся в группе, фиг.1. Пусть первая и вторая цели имеют проекции скорости на направление зондирования, равные V1=400м/c и V2=415 м/с, соответственно, первая при начале измерений располагается на дальности R10=l00530 м, а вторая - на R20=l00570 м. Длина волны РЛС составляет 8 мм. При зондировании длинными импульсами длительностью τи1/=0.3*10-3 с протяженность измеряемого объема составит cτи1/2=45км. Положение измеряемого объема в пространстве R будет определяться временем задержки τ=2R/C. В этом случае будет обрабатываться и накапливаться сигнал только с одного участка дальности, на котором располагаются обе цели (см. фиг.1). Внутриимпульсная обработка отраженного сигнала позволяет получить доплеровский спектр, в котором разрешение по скорости составит ΔV=λ(2·τи1)=13.3м/c. По этой причине обе цели в доплеровском спектре дадут два различных максимума, находящихся на соседних доплеровских частотах, фиг.2б. Однако, исходя только из спектра, трудно указать, какой цели соответствует каждый максимум, лишь с точностью до 45 км можно указать расположение целей.

Для уточнения положения целей по дальности и по скорости проводится зондирование по той же трассе короткими импульсами длительностью τи2=2*10-7 с периодом повторения τповт2=10-3 с, обеспечивающей однозначное определение дальности до 150 км. Такая длительность импульса τи2 обеспечивает разрешение по дальности ΔR=cτи2/2=15 м. На фиг.2а сплошными прямоугольниками представлен пример отражаемости зарегистрированной в двух элементах объема, находящихся на дальности R2=100530м±15м и дальности R3=100560м±15м, которые различаются на 30 м. Очевидно, что цель 2, имеющая большую отражаемость, даст на доплеровском спектре большее значение спектральной плотности. Поэтому, даже по одному циклу измерений, проводя корреляцию между отражаемостью и спектральной плотностью доплеровского спектра, можно утверждать, что цель 1 имеет дальность R1=100530м±15м и проекцию скорости V1=400м/c±8м/c, а цель 2 имеет дальность R2=100560м±15м и проекцию скорости V2=413м/c±8м/c.

На фиг.2а пунктиром показаны значения отражаемости через 0,2 секунды. За это время цели сместились в другие пространственные ячейки и изменили отражаемость. Это происходит, например, за счет незначительного изменения ракурса зондирования и интерференции обратно рассеянного когерентного сигнала у сложных целей. Скорости целей за время 0.2 с практически не изменяются, поэтому в спектре на фиг.2б лишь изменится спектральная плотность сигналов. Корреляционная обработка между отражаемостью σ(Rj) и спектральной плотностью S(Vi) должна проводиться с учетом смещения цели с известной скоростью Vi по трассе. Если циклы измерений проводятся в моменты времени t1, t2,…tn, а сравнение проводится между отражаемостью цели, расположенной при начальной дальности Rj, и спектральной плотностью на частоте Vi, то ряд Xk значений отражаемости с учетом смещения цели представляет собой Xk(Rj)=σ(Rj+Vj·(tk-tq)). Ряд значений спектральной плотности Yk представляет собой спектральную плотность на заданной частоте Vi в различные моменты времени Yk=S(Vi, tk). Для каждой дальности Rj, где в начальный момент времени t1 зарегистрирована цель, формируется функция корреляции (ковариация)

K ( R j , V i ) = k [ X k ( R j ) X ( R j ) ¯ ] [ Y k ( V i ) Y ( V i ) ¯ ] ( 1 )

где величины X ( R j ) ¯ и Y ( V i ) ¯ означают усреднение по всем k. Значение Vi, при котором функция корреляции достигает максимума, и будет являться проекцией скорости цели, которая имела начальное положение Rj.

Второй пример повышения разрешения по скорости и дальности относится к измерению профиля ветра в атмосфере с помощью когерентного CO2 лидара, длина волны которого составляет 10 мкм. При заданной точности измерения ветра ΔV=0,8 м/c длительность импульса должна составлять τи1=λ/(2·ΔV)=6*10-6 c, при этом разрешение по дальности составит ΔR1=c τи1/2=900 м. Такое разрешение по дальности не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к метеорологическим лидарам.

На фиг.3 представлен пример повышения разрешения по дальности в такой системе. Пусть дальность зондирования составляет 6 км, тогда период повторения импульсов Тповт может составлять 40 мкс. На первом этапе измерений проводится зондирование трассы пачкой из 100 длинных импульсов длительностью τи1=6*10-6 с и периодом повторения Тповт.=40 мкс. Этот процесс занимает 4 мс. При этом регистрируются доплеровские спектры S(Vi), усредненные по интервалу ΔR1=cτи1/2=900м. Положение интервала на трассе определяется задержкой сигнала по отношению к стробу запуска импульса. На фиг.3 показано одно из расположений импульса протяженностью ΔR1 на трассе, на примере которого мы рассмотрим методы повышения разрешения. Затем проводится зондирование по той же трассе пачкой из 100 коротких импульсов длительностью τи2=10-6 с и периодом повторения Тповт.=40 мкс, которые обеспечивают измерение отражаемости σ(Rj) вдоль длинного 900-метрового импульса с разрешением по дальности ΔR2=150 м. Этот процесс также занимает 4 мс. Полный цикл измерений составит 8 мс. При этом участок 900 м разделяется на 6 коротких участков R1, R2,…R6, каждый протяженностью 150 м. В приведенном примере проекция скорости ветра уменьшается с дальностью и меняет свой знак в пределах длинного импульса. Поперечное сечение лазерного луча на дальностях работы в несколько километров обычно имеет масштаб 0,5-1 м, поэтому смена рассеивателей при типичной скорости ветра 5-10 м/с происходит за 0,1-0,2 с. С такой периодичностью проводятся следующие циклы измерений. От цикла к циклу скорость ветра не изменяется (время коррляции поля ветра обычно составляет от нескольких дсятков секунд до десятков минут), поэтому положение спектральных составляющих в доплеровском спектре S(Vi) не изменится, а лишь изменится спектральная плотность за счет смены рассеивателей в зондируемом объеме. На фиг.4а представлен пример отражаемости σ(Ri, tk), зарегистрированной в моменты времени k-го цикла tk на шести интервалах дальности R1,R2,…R6, каждый протяженностью ΔR2. На каждом интервале дальности сплошным, заштрихованным и пунктирным прямоугольниками представлены по 3 значения отражаемости, полученные для трех циклов измерений, разделенных по времени на 0,2 с. Изменение отражаемости во времени происходит за счет смены рассеивателей в зондируемом объеме и их неоднородного распределения в пространстве. На фиг.4б в виде сплошных вертикальных отрезков показан доплеровский спектр обратно рассеянного сигнала, полученного одновременно от всех шести интервалов дальности при посылке длинных импульсов. Жирными отрезками и пунктирными отрезками показаны спектры, полученные в последующие моменты времени. На каждой частоте представлены три отрезка, соответствующие трем моментам времени. Переключение режима работы с длинных на короткие импульсы происходит за время, много меньшее чем время корреляции принимаемых сигналов, так что три доплеровские спектра на фиг.4б соответствуют трем профилям отражаемости, показанным на фиг.4а.

Для определения проекции скорости, которая соответствует каждому j-му элементу дальности Rj, проводится корреляционная обработка отражаемости σ(Rj ,tk) и спектральной плотности S(Vj, tk) и определяется коэффициент взаимной корреляции K(Rj, Vi)

K ( R j , V i ) = k [ σ ( R j , t k ) σ ¯ ( R j ) ] [ S ( V i , t k ) S ¯ ( V i ) ] / k [ σ ( R j , t k ) σ ¯ ( R j ) ] 2 [ S ( V i , t k ) S ¯ ( V j ) ] 2

где черта над σ и S означает усреднение по всем циклам измерений, проведенным в моменты времени tk.

Значение проекции скорости Vi, при котором достигается максимум коэффициента корреляции, и будет искомой скоростью на Rj интервале дальности. Так определяют проекции скорости ветра на всех элементах дальности.

В таблице 1 приведена матрица коэффициентов корреляции, расчитанная всего для трех циклов, представленных на фиг.4. Из таблицы видно, что на дальности R1 максимальный коэффициент корреляции соответствует проекции скорости, равной минус 3 м/с, а на дальности R4 проекция скорости равна 0 м/с, что полностью соответствует искомому профилю. Избирательность функции корреляции и устойчивость к погрешностям измерений и шумам возрастает с увеличением количества циклов измерений [1].

Предложенный способ позволяет улучшить пространственное разрешение и разрешение по скорости за счет последовательного использования длинных импульсов и коротких импульсов. В оптике способ позволяет работать на более длинных волнах, что облегчает когерентную внутриимпульсную обработку отраженных сигналов. В радиодиапазоне способ позволяет использовать не координатные методы определения скоростей целей, а более точные методы определения скоростей целей при внутриимпульсной когерентной обработке. Рассмотренный способ может найти применение и в акустике.

Литература

1. Стерлядкин В.В. Корреляционно-доплеровская реконструкция поля скоростей. Известия АН СССР, сер. Физика атмосферы и океана. Т.ЗО, №5, 1994, с.623-629.

2. Стерлядкин В.В. Способ определения поля скоростей. Патент РФ №2032180. 1995 г.

3. Смалихо И.Н., Рам Ш. Измерения когерентными доплеровскими лидарами параметров самолетных вихрей // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21, №11. С.977-992.

Таблица 1
Проекция скорости V, м/с -2 -1 0 1 2 м/с
R1 1.00 -0.94 -0.60 0.83 0.38 -0.94
R2 -0.94 1.00 0.63 -0.85 -0.41 0.83
R3 -0.60 0.63 1.00 -0.94 -0.97 0.30
R4 0.83 -0.85 -0.94 1.00 0.83 -0.60
R5 0.38 -0.41 -0.97 0.83 1.00 -0.04
R6 -0.94 0.83 0.30 -0.60 -0.04 1.00

1. Способ повышения разрешения по скорости и дальности рассеивателей для импульсных доплеровских систем, в котором излучают импульсы зондирующего излучения, по задержке отраженного сигнала определяют дальность рассеивателей, а по доплеровскому спектру отраженного сигнала, полученного при когерентной обработке внутри импульса, определяют проекции скоростей рассеивателей, отличающийся тем, что первоначально излучают длинные импульсы, регистрируют доплеровский спектр отраженного сигнала на длинном участке траектории зондирования с высоким разрешением по скорости, затем по той же траектории излучают короткие импульсы, регистрируют профиль интенсивности отраженного сигнала вдоль длинного участка, а по корреляции между интенсивностью отраженного сигнала вдоль длинного участка и спектральной плотностью доплеровского спектра определяют проекции скоростей рассеивателей вдоль длинного участка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что цикл измерений повторяют с периодичностью смены рассивателей в зондируемом объеме или с периодичностью изменения отражаемости рассеивателей, а корреляционные характеристики накапливают.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к средствам радиолокационного наблюдения траекторий баллистических объектов. Достигаемый технический результат - повышение информативности измерений.

Изобретение относится к дистанционному зондированию пространства для определения дальности и скорости рассеивателей. Достигаемый технический результат - снятие неоднозначности при измерении дальности и скорости.

Изобретение относится к устройствам траекторной обработки радиолокационной информации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение чувствительности устройств определения времени окончания активного участка (АУТ) баллистической траектории за счет исключения измерений угла места из обрабатываемых выборок.

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.
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.

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.

Изобретение относится к радиолокационным способам определения скорости движущегося объекта и может быть использовано в измерителях скорости движущихся объектов, автомобилей и др.
Изобретения относятся к радиолокационной технике и могут быть использованы при создании локаторов для государственной инспекции безопасности дорожного движения (ГИБДД).
Изобретения относятся к радиолокационной технике. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения начальной скорости снарядов.

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.

Изобретения относятся к радиолокационной технике. Достигаемый технический результат - расширение ассортимента устройств измерения длинны объектов. Измеренная длина перемещающегося объекта определяется выражением L=4Доt1/t2, где t2 - интервал времени между моментами возникновения и обнаружения на радиолокационной станции (РЛС) сигналов частотой NFдо=N2Vofн/C и (N+4)Fдо, за который объект пролетает интервал расстояния S2 от (1-δ)(Дo/Vo)(Vi+NVo) до (1+δ)(Дo/Vo)[Vi+(N+4)Vo], где fн - средняя частота излучаемого РЛС непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему закону (НЛЧМ сигнал), выбираемая из условия До/Vo=fн/Fмfд; fд и Fм - соответственно девиация частоты и частота модуляции НЛЧМ сигнала; Vo - минимально возможная величина радиальной скорости цели; До - выбираемое базовое расстояние; С и Vi - соответственно скорость света и скорость цели; δ - коэффициент, определяющий длину известного интервала S1 расстояния, на котором происходит обнаружение объекта; N - положительное число, определяющее расстояние между РЛС и началом обнаружения цели на интервале расстояния S2; t1 - интервал времени, в течение которого объект пролетает интервал расстояния S1 от (1-δ)(До/Vo)(Vi+NVo) до (1+δ)(Дo/Vo)(Vi+NVo), во время обнаружения на РЛС сигнала частотой NFдо±ΔFдо, где ±ΔFДo - диапазон узкополосного спектра частот сигналов, обнаруживаемых на РЛС. Устройства измерения длины перемещающегося объекта содержат антенну, передатчик непрерывного линейно частотно-модулированного (НЛЧМ) сигнала, смеситель, фильтр разностных частот, обнаружитель сигнала узкополосного спектра частот, регистр сдвига, два элементав И, два счетчика импульсов, элемент задержки, генератор счетных импульсов, схему умножения и схему деления, блок памяти и шины постоянного цифрового числа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Группа изобретений относится к высокоскоростной радиолокационной технике и может использоваться при создании измерителей скорости объектов. Достигаемый технический результат - повышение надежности измерения скорости сближения объектов за счет более надежного обнаружения локатором сверхскоростных целей. Измерение скорости приближения ракеты к астероиду при встречных курсах их сближения заключается в измерении интервала времени t между моментами обнаружения, на установленном на ракете локаторе с частотно-модулированным сигналом, двух сигналов с разностными частотами, формируемыми между моментами пролета ракетой известного интервала расстояния S=Д1-Д2, и вычислении скорости V=S/t сближения объектов, при этом разностными сигналами являются сигналы с частотой Fp1=(N+4)Fp и Fp2=N(Fp=Fдо+А=2Vofo/С+Вtз), где N - число, значительно большее 1, когда между антенной РЛС и астероидом будут соответственно расстояния, соизмеримые с: Д1=(Fp1-A+Fi)C/2B и Д2=(Fp2-А+Fi)×С/2В, где Fi=2Vifo/C - частота Доплера при точном сближении объектов, Vi, Vo и С - соответственно скорости: сближения объектов, ракеты и света, fo - частота излучаемого непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), В=Fmdfm - скорость изменения частоты НЛЧМ сигнала, A=Btз - часть частоты разностного сигнала, возникающая за счет искусственной задержки на время tз излучаемого НЛЧМ сигнала, Fm и dfm соответственно частота модуляции и девиация частоты НЛЧМ сигнала, выбираемые из условия До/Vo=fo/B, где До - известное базовое расстояние. Устройство для измерения скорости приближения ракеты к астероиду при встречных курсах их сближения содержит: приемно-передающую антенну, элемент задержки, смеситель, передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону и последовательно соединенные: фильтр разностных частот, обнаружитель сигналов узкополосного спектра частот, измеритель интервала времени и вычислитель. 2 н.п. ф-лы.

Изобретения относятся к радиолокационной технике. Техническим результатом является сокращение времени измерения изменения скорости движения цели по дальности. Величина изменения скорости движения цели по дальности определяется вычисленным выражением V1-V3=(4До/t2)×[(1-t1/t3)], где: - t1 - интервал времени, в течение которого цель пролетает интервал расстояния S1 от (До/Vo)(Vi+NVo)-δ×(Д/Vo)(Vi+NVo) до (До/Vo)(Vi+NVo)+δ×(Дo/Vo)(Vi+NVo), - δ - коэффициент, определяющий длину известных интервалов S1=S3 расстояния, - Vo и До - соответственно минимально возможная величина скорости цели и базовое расстояние, выбираемое из условия До/Vo=fн/Fмfд, fн - средняя частота излучаемого РЛС непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему или возрастающему законам (НЛЧМ сигнал), - fд и Fм - девиация частоты и частота модуляции НЛЧМ сигнала, - N - положительное число, Vi - скорость цели, С - скорость света, - t2 - интервал времени, в течение которого цель пролетает интервал расстояния S2 от (До/Vo)(Vi+NVo)-δ×(n/Vo)(Vi+NVo) до (Дo/Vo)[Vi+(N+4)Vo]+δ×(До/Vo)[Vi+(N+4)Vo], t3 - интервал времени, в течение которого цель пролетает интервал расстояния S3 от (До/Vo)[Vi+(N+4)Vo]-δ×(Д/Vo)[Vi+(N+4)Vo] до (До/Vo)[Vi+(N+4)Vo]+δ×(Дo/Vo)[Vi+(N+4)Vo]. Устройство измерения изменения скорости движения цели по дальности содержит: приемно-передающую антенну, передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно спадающему или возрастающему законам, смеситель, фильтр разностных частот, обнаружитель сигнала узкополосного спектра частот, регистр сдвига, три элемента И, элемент задержки, три счетчика импульсов, генератор счетных импульсов, две схемы умножения, две схемы деления, схему вычитания и шины постоянного цифрового числа. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам траекторией обработки радиолокационной информации. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение вероятности обнаружения маневра баллистической цели за счет исключения измерений угла места и азимута из обрабатываемых выборок. Указанный результат достигается за счет того, что вычисляют оценки скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость в середине интервала наблюдения типа скользящего окна по двум фиксированным выборкам произведений дальности на радиальную скорость, при этом выборка меньшего объема входит в состав выборки большего объема, затем вычисляют отношение абсолютного приращения оценок скорости к среднеквадратической ошибке оценки. Решение об обнаружении маневра принимают в момент времени, когда отношение абсолютного приращения оценок скорости к среднеквадратической ошибке оценки скорости становится больше заданного порога. 2 ил., 3 табл.

Группа изобретений относится к методам и средствам траекторных измерений космических аппаратов (КА) с использованием линий радиосвязи. В способе используют три территориально разнесенные измерительные станции (ИС). Первая ИС работает в запросном когерентном режиме и измеряет относительные дальность и скорость КА, а также регистрирует время прихода ответной посылки запроса дальности с КА. Две другие ИС работают в беззапросном некогерентном режиме. Они принимают ответный (сдвинутый по частоте) сигнал с КА, сформированный из запросного сигнала первой ИС. По принятому сигналу две данные ИС определяют дальность и скорость КА относительно этих ИС, а также время прихода с КА ответной посылки запроса. Информация, принятая с трех указанных ИС, передается для обработки в баллистический центр. Технический результат группы изобретений заключается в обеспечении более высокой точности определения траектории полета КА. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к методам и средствам траекторных измерений космических аппаратов (КА) с использованием линий радиосвязи. В способе используются три территориально разнесенные наземные измерительные станции (ИС) и приемоответчик КА. ИС измеряют значения радиальной скорости КА относительно ИС. При этом одна главная ИС (ГИС) работает в запросном режиме измерения данной скорости, а также дальности до КА. Две другие - ведомые ИС (ВИС) - работают в беззапросном режиме. Последние используют для измерения указанной скорости сигнал, сформированный приемоответчиком КА из запросной частоты ГИС. Измеренные доплеровские сдвиги частоты с ГИС и ВИС передаются в баллистический центр. Там вычисляются разности этих доплеровских сдвигов, эквивалентные измерениям радиоинтерферометров с базами, соответствующими расстояниям между ИС. В баллистическом центре по результатам измерений указанных скоростей и дальности рассчитывается траектория движения КА. Технический результат группы изобретений заключается в создании высокоточной и быстродействующей системы траекторных измерений с упрощенными конструкцией и эксплуатацией ее средств. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности, к области сопровождения траектории цели в обзорных радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат - уменьшение времени обнаружения траектории цели и увеличение достоверности выдаваемой радиолокационной информации. Указанный результат достигается за счет того, что обнаруженную цель по вычисленной радиальной скорости относят к одному из двух типов: малоскоростная или скоростная, при этом для малоскоростной цели подтверждение обнаружения траектории осуществляют в совмещенных с регулярным обзором стробах, которые осматривают с периодом, кратным периоду регулярного обзора, для высокоскоростной цели подтверждение обнаружения траектории осуществляют в физических стробах, осматриваемых с минимальным технически возможным периодом, при котором цель, движущаяся с вычисленной радиальной скоростью, перемещается на расстояние, превышающее величину ошибки экстраполяции положения цели по дальности. 3 ил.

Группа изобретений относится к способу и устройству формирования команды на пуск защитного боеприпаса, а также к применению этого устройства в качестве радиолокационной станции (РЛС) измерения скорости цели, в качестве радиовзрывателя и в качестве измерителя интервала времени пролета целью известного расстояния. Способ заключается в определении момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса устанавливаемому по началу возникновения и обнаружения на РЛС сигнала конкретной разностной частоты. Команду на пуск защитного боеприпаса формируют только при равенстве по длительности второго и половины первого интервалов времени. Устройство содержит антенну, первый и второй смесители, передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), фильтр разностных частот, генератор непрерывной частоты, широкополосный фильтр, усилитель-ограничитель, узкополосный полосовой фильтр, амплитудный детектор, компаратор, формирователь импульса, второй генератор непрерывной частоты, аналоговый сумматор, регистр сдвига, генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, цифровой компаратор, ждущий мультивибратор, три элемента И, два элемента ИЛИ, делитель на два, коммутатор, блок памяти, преобразователь кода. Вход антенны, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика НЛЧМ сигнала через элемент задержки. Технический результат заключается в повышении надежности обнаружения сверхскоростных целей. 5 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к навигационной технике и предназначено для решения проблемы повышения точности встречи при кратковременном взаимодействии двух летательных объектов на малых расстояниях. Достигаемый технический результат - упрощение определения текущего промаха между траекториями полета двух объектов и минимизация промаха между летательным аппаратом и объектом сближения. Указанный результат достигается тем, заявленный способ и устройство для его реализации обеспечивают самокоррекцию промаха при встрече малоразмерного летательного аппарата с объектом на заключительном участке траектории полета без применения гироскопического прибора и за счет использования упрощенной слабонаправленной антенны. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Способ измерения радиальной скорости объекта относится к радиолокации. Достигаемый технический результат - уменьшение погрешности измерения радиальной скорости объекта, при которой частота Доплера меньше единиц кГц, и упрощение способа измерения скорости объекта. Указанные результаты достигаются за счет того, что способ состоит в облучении движущегося объекта модулированным по амплитуде сигналом высокой частоты одним прямоугольным импульсом и одновременном приеме сигнала, отраженного от объекта в обратном направлении. В принимаемом от объекта сигнале, за время длительности t модулирующего по амплитуде прямоугольного импульса, измеряют набег фазы φ относительно фазы сигнала генератора высокой частоты, а радиальную скорость объекта V определяют по формуле V=φ·λ/4π·t, где φ - набег фазы в отраженном сигнале за время t; λ - длина волны сигнала, облучающего объект; t - время длительности модулирующего прямоугольного импульса. Направление движение объекта определяют по знаку набега фазы ±φ, когда плюс, объект движется от наблюдателя, минус - к наблюдателю. 2 ил.
Наверх