Способ обзора пространства



Способ обзора пространства
Способ обзора пространства
Способ обзора пространства
Способ обзора пространства
Способ обзора пространства
Способ обзора пространства
Способ обзора пространства

Владельцы патента RU 2666763:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") (RU)

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Технический результат - увеличение точности измерения азимутальной координаты объекта за счет использования моноимпульсного метода измерения вместо метода максимума. Указанный результат достигается за счет того, что в каждом азимутальном положении диаграммы направленности (ДН) в режиме передачи цифровая антенная решетка формирует веерную передающую ДН в угломестной плоскости, в режиме приема в случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки формируют две приемных многолучевых в угломестной плоскости ДН с лучами игольчатой формы, при этом соседние лучи в ДН перекрываются по уровню L, равному половине мощности от максимума, размещают первую и вторую ДН параллельно друг другу таким образом, чтобы лучи с одинаковыми угломестными координатами перекрывались по уровню L, а азимутальная координата передающего луча соответствовала линии пересечения лучей первой и второй ДН. В случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки формируют три приемных многолучевых в угломестной плоскости ДН с лучами игольчатой формы, при этом соседние лучи в ДН перекрываются по уровню L, размещают вторую и третью ДН параллельно друг другу таким образом, чтобы лучи с одинаковыми угломестными координатами перекрывались по уровню L, а азимутальная координата передающего луча соответствовала линии пересечения лучей второй и третьей ДН, совмещают линию расположения максимумов лучей первой ДН с линией пересечения лучей второй и третьей ДН, совмещают угломестные координаты максимумов лучей второй и третьей приемных ДН с линией пересечения лучей первой приемной ДН, при обнаружении объектов, измерении их дальности и угловых координат используется моноимпульсный метод обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей. 8 ил.

 

Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно, к способам обзора пространства и предназначено для использования в радиолокационных системах (РЛС) с цифровыми антенными решетками (ЦАР).

Известен способ обзора пространства [1 - стр. 39 - Обработка сигналов в многоканальных РЛС / Под ред. А.П. Лукошкина. М.; Радио и связь. 1983 - 328 с.] путем параллельного обзора по всем измеряемым координатам с помощью многолучевой РЛС, при этом формируются перекрывающиеся лучи диаграммы направленности (ДН), охватывающие всю зону обзора.

Недостатками известного способа являются избыточные ресурсы, которые требуются для формирования параллельных лучей по всем измеряемым координатам.

Известен способ обзора пространства [2 - стр. 233 - Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. М.; Сов. радио. 1975 - 336 с], в котором формируется многолучевая ДН в угломестной плоскости за счет облучения зеркальной антенны несколькими излучателями (рупорами), при этом линейка излучателей расположена в угломестной плоскости и зафиксирована относительно оси зеркала, каждый излучатель соединен со своим приемо-передатчиком отдельным фидером и формирует парциальный луч на своей несущей частоте. Прием отраженных сигналов каждым излучателем также осуществляется на своей частоте. Сканирование по азимуту осуществляется механическим вращением антенны.

Недостатками известного способа обзора пространства являются: - низкий КПД передающей части устройства за счет больших потерь излучаемого и принимаемого сигнала в фидерах, соединяющих излучатели (рупоры) и приемо-передающие каналы, поскольку они значительно разнесены в пространстве;

- недостаточно высокая надежность, поскольку при выходе из строя одного приемо-передатчика обзор пространства становится невозможен в том секторе угломестного обзора, который обеспечивал этот приемо-передатчик.

Известен способ обзора пространства [3 - Способ обзора пространства и сопровождения объектов поверхности при маловысотном полете - Патент РФ 2211459, опубл. 27.08.2003], заключающийся в том, что обнаружение объектов включает последовательную обработку данных в дискретном времени с привязкой к каждому текущему такту tn обработки, полученных при обзоре пространства с использованием веерной диаграммы направленности и занимающей М положений по горизонтали и диаграммы направленности с игольчатой формой, зондирующей отдельные выбранные участки зоны обзора с малым периодом обзора, при этом обе диаграммы направленности формируются одной антенной системой с электронным управлением лучом.

Недостатками известного способа обзора пространства являются:

- большое время обзора, так как измерение координат объекта выполняется в два этапа: вначале используется веерная ДН в режиме приема и передачи, при этом производится грубое измерение координат объекта, а для уточнения координат дополнительно используется ДН с игольчатой формой, что значительно удлиняет время обзора при увеличении числа объектов;

- недостаточную точность измерения координат объекта, поскольку для измерения используется единственная ДН с игольчатой формой, и метод максимума [2 - стр. 87].

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ обзора пространства [4 - Способ обзора пространства - Патент РФ 2610833, опубл.16.02.2017 г.], взятый за прототип, заключающийся в том, что для формирования передающей и приемной диаграмм направленности используют многоэлементную цифровую антенную решетку, при этом в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи формируют передающую диаграмму направленности веерной формы в угломестной плоскости, в режиме приема принимаемые отраженные сигналы представляются в виде цифровых отсчетов, из которых путем взвешенного суммирования формируют приемную многолучевую в угломестной плоскости диаграмму направленности, каждый луч которой имеет игольчатую форму, а соседние лучи перекрываются по уровню половинной мощности, при этом ширина приемной и передающей диаграмм направленности соответствует угловому размеру зоны обнаружения в угломестной плоскости, выполняют обнаружение объектов, измерение их дальности и угломестной координаты моноимпульсным методом обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, имеющих одинаковую азимутальную координату.

Недостатком прототипа является недостаточная точность измерения азимутальных координат объекта, поскольку для измерения координат в азимутальной плоскости используется ДН с игольчатой формой и метод максимума [2 - стр. 87].

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение точности измерения азимутальных координат объекта.

Для решения указанной задачи предлагается способ обзора пространства, при котором для формирования передающей и приемной диаграмм направленности используют многоэлементную цифровую антенную решетку, при этом в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи формируют передающую диаграмму направленности веерной формы в угломестной плоскости, в режиме приема принимаемые отраженные сигналы представляют в виде цифровых отсчетов, из которых путем взвешенного суммирования формируют первую приемную многолучевую в угломестной плоскости диаграмму направленности, каждый луч которой имеет игольчатую форму, а соседние лучи перекрываются по уровню, при этом ширина приемной и передающей диаграмм направленности соответствует угловому размеру зоны обнаружения в угломестной плоскости, выполняют обнаружение объектов, измерение их дальности и угломестной координаты моноимпульсным методом обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, имеющих одинаковую азимутальную координату.

Согласно изобретению, соседние лучи первой диаграммы направленности перекрываются по уровню L от максимума, в случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки, формируют вторую приемную многолучевую в угломестной плоскости диаграмму направленности, каждый луч которой имеет игольчатую форму а соседние лучи перекрываются по уровню L от максимума, при этом количество лучей в первой и второй приемной диаграмме направленности одинаковы, располагают первую и вторую приемные диаграммы направленности параллельно друг другу таким образом, чтобы их лучи, имеющие одинаковые угломестные координаты, перекрывались по уровню L от максимума, направляют азимутальную координату вертикальной линии пересечения лучей первой и второй приемных диаграмм направленности в направлении максимума передающей диаграммы направленности, в случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки, формируют вторую и третью приемные многолучевые в угломестной плоскости диаграммы направленности, каждый луч которых имеет игольчатую форму, соседние лучи в диаграмме направленности перекрываются по уровню L от максимума, при этом количество лучей во второй и третьей приемных диаграммах направленности одинаково и на один меньше, чем в первой приемной диаграмме направленности, располагают вторую и третью приемные диаграммы направленности параллельно друг другу таким образом, чтобы их лучи, имеющие одинаковые угломестные координаты, перекрывались по уровню L от максимума, совмещают азимутальную координату вертикальной линии пересечения лучей второй и третьей приемных диаграмм направленности с линией расположения максимумов лучей первой приемной диаграммы направленности и направлением максимума передающей диаграммы направленности, совмещают угломестные координаты максимумов лучей второй и третьей приемных диаграмм направленности с линиями пересечения лучей первой приемной диаграммы направленности, выполняют измерение азимутальной координаты обнаруживаемых объектов моноимпульсным методом обработки сигналов каждой из соседних пар лучей, имеющих одинаковые угломестные координаты, устанавливают следующее азимутальное положение диаграммы направленности и выполняют перечисленные операции для этого положения.

Техническим результатом является увеличение точности измерения азимутальной координаты объекта за счет использования моноимпульсного метода измерения вместо метода максимума.

Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что их отличие заключается в следующем:

- в прототипе измерение угломестной координаты объекта производится моноимпульсным методом обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, однако измерение азимутальной координаты осуществляется методом максимума. В предлагаемом способе для измерения азимутальной координаты используется моноимпульсная обработка сигналов каждой из соседних пар лучей, один луч из пары из первой, а второй луч - из второй приемной диаграмм направленности с одинаковыми угломестными координатами, что обеспечивает значительное снижение ошибки измерения азимутальной координаты [2 - стр. 91] по сравнению с методом максимума, применяемом в прототипе.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого способа обзора пространства из литературы не известно, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, обеспечивающего реализацию предложенного способа.

На фиг. 2 приведена структурная схема системы управления и цифрового диаграммообразования.

На фиг. 3 приведена структурная схема преобразователя частоты.

На фиг. 4 приведена структурная схема модуля управления и цифровой обработки сигналов.

На фиг. 5 приведена схема расположения лучей приемных и передающей ДН в случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки и использования по два луча в первой и второй приемных ДН.

На фиг. 6 приведена схема расположения лучей приемных и передающей ДН в случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки и использования по три луча в первой и второй приемных ДН.

На фиг. 7 приведена схема расположения лучей приемных и передающей ДН в случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки и использования двух лучей в первой приемной ДН и по одному лучу во второй и третьей приемных ДН.

На фиг. 8 приведена схема расположения лучей приемных и передающей ДН в случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки и использования трех лучей в первой приемной ДН и по два луча во второй и третьей приемных ДН.

При реализации предложенного способа выполняется следующая последовательность действий:

- в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи формируют веерную передающую диаграмму направленности в угломестной плоскости с помощью многоэлементной цифровой антенной решетки - 1;

- в случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки в режиме приема принимаемые отраженные сигналы представляют в виде цифровых отсчетов, из которых путем взвешенного суммирования формируют первую и вторую приемные многолучевые в угломестной плоскости диаграммы направленности, каждый луч которых имеет игольчатую форму, а соседние лучи в диаграмме направленности перекрываются по уровню L от максимума, при этом количество лучей в первой и второй приемной диаграмме направленности одинаковы, а ширина приемных и передающей диаграмм направленности соответствует угловому размеру зоны обнаружения в угломестной плоскости - 2;

- располагают первую и вторую приемные диаграммы направленности параллельно друг другу таким образом, чтобы их лучи, имеющие одинаковые угломестные координаты, перекрывались по уровню L от максимума - 3;

- направляют азимутальную координату вертикальной линии пересечения лучей первой и второй приемных диаграмм направленности в направлении максимума передающей диаграммы направленности - 4;

- в случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки, формируют первую, вторую и третью приемные многолучевую в угломестной плоскости диаграммы направленности, каждый луч которых имеет игольчатую форму, а соседние лучи в диаграмме направленности перекрываются по уровню L от максимума, при этом количество лучей во второй и третьей приемных диаграммах направленности одинаково и на один меньше, чем в первой приемной диаграмме направленности - 5;

- располагают вторую и третью приемные диаграммы направленности параллельно друг другу таким образом, чтобы их лучи, имеющие одинаковые угломестные координаты, перекрывались по уровню L от максимума - 6,

- совмещают азимутальную координату вертикальной линии пересечения лучей второй и третьей приемных диаграмм направленности с линией расположения максимумов лучей первой приемной диаграммы направленности и направлением максимума передающей диаграммы направленности, совмещают угломестные координаты максимумов лучей второй и третьей приемных диаграмм направленности с линиями пересечения лучей первой приемной диаграммы направленности - 7;

- выполняют обнаружение объектов, измерение их дальности и угломестной координаты с использованием моноимпульсного метода обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, имеющих одинаковую азимутальную координату - 8;

- выполняют измерение азимутальной координаты объектов с использованием моноимпульсного метода обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, имеющих одинаковую угломестную координату - 9;

- устанавливают следующее азимутальное положение диаграммы направленности и выполняют перечисленные операции для этого положения - 10.

Предложенный способ может работать как при электронном сканировании диаграммы направленности (ДН) по азимуту при неподвижной цифровой антенной решетке (ЦАР), так и при сканировании ДН по азимуту за счет механического перемещения (вращения) ЦАР.

Реализация предложенного способа обзора пространства возможна, например, с помощью устройства, включающего в себя (фиг. 1) ЦАР 1, блок управления (БУ) 2, первый управляющий выход которого подключен к управляющему входу ЦАР 1, второй управляющий выход - ко входу управления опорно-поворотного устройства (ОПУ) 3, третий управляющий выход - к управляющему входу блока обнаружения и измерения координат объектов (БОИКО) 4, а вход - к выходу БОЙКО 4.

ЦАР 1 включает в себя N приемопередающих модулей (ППМ) 5, систему формирования и распределения сигналов (СФРС) 6 и систему управления и цифрового диаграммообразования (СУЦДО) 7.

СФРС 6 имеет N выходов зондирующего сигнала (ЗС), соединенных со входами ЗС ППМ 5, N выходов дискретизации Fд, соединенных со входами дискретизации ППМ 5, N выходов гетеродина Fгeт, соединенных с гетеродинными входами ППМ 5.

ППМ 5 содержат последовательно соединенные фазовращатель (ФВ) 8, твердотельный усилитель мощности (УМ) 9, циркулятор 10 и антенный элемент (АЭ) 11. К выходу циркулятора 10 подключены последовательно соединенные малошумящий усилитель (МШУ) 12, преобразователь частоты (ПРЧ) 13, гетеродинный вход которого является гетеродинным входом ППМ 5 и модуль управления и цифровой обработки сигналов (МУЦОС) 14, вход дискретизации которого является входом дискретизации ППМ 5.

Выход данных МУЦОС 14 является выходом данных ППМ 5 и соединен с одним из N входов данных СУЦДО 7, управляющий вход МУЦОС 14 является управляющим входом ППМ 5 и соединен с одним из N управляющих выходов СУЦДО 7. Первый, второй и третий управляющие выходы МУЦОС 14 соединены соответственно с управляющими входами ПРЧ 13, УМ 9 и фазовращателя 8. Выход данных СУЦДО 7 соединен со входом данных БОЙКО 4.

СУЦДО 7 (фиг. 2) имеет К формирователей 15 по числу формируемых лучей, каждый из которых содержит N каналов, при этом входы i-тых каналов в формирователях 15 объединены. Каждый канал формирователя 15 содержит перемножитель 16, первый вход которого является входом канала, ко второму входу подключен выход постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 17, а выход перемножителя 16 является выходом канала и подключен к одному из N входов цифрового сумматора 18, выход которого подключен к одному из К входов интерфейса (И) 19. Выход интерфейса 19 является выходом СУЦДО 7. Устройство управления (УУ) 20, вход которого является управляющим входом СУЦДО 7, имеет N+1 управляющих выходов, которые являются управляющими выходами СУЦДО 7. Все блоки СУЦДО 7 могут быть выполнены, в зависимости от числа ППМ 5 и числа лучей К, в виде одной или нескольких программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

ПРЧ 13 (фиг. 3) представляет собой последовательно соединенные смеситель (СМ) 21, вход которого является входом ПРЧ 13, а гетеродинный вход - гетеродинным входом ПРЧ 13 и усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 22, выход которого является выходом промежуточной частоты (ПЧ) ПРЧ 13, а управляющий вход - управляющим входом ПРЧ 13.

МУЦОС 14 (фиг. 4) представляет собой последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 23, вход которого является входом ПЧ МУЦОС 14, а тактовый вход является входом дискретизации МУЦОС 14 и блок управления и обработки (БУО) 24. Первый, второй и третий управляющие выходы БУО 24 являются соответственно первым, вторым и третьим управляющим выходами МУЦОС 14. Выход данных и управляющий вход БУО 24 являются соответственно выходом данных и управляющим входом МУЦОС 14.

СФРС 6 представляет собой три синтезатора частоты, обеспечивающих формирование зондирующего сигнала ЗС, сигнала тактовой частоты дискретизации Fд, и сигнала гетеродина Fгет. При этом могут быть использованы, например, синтезаторы из [4 - стр. 142-143. Mini-Circuits. RF & Microwave components guide. 2010]. Сформированные в синтезаторах сигналы разветвляются на N выходов с помощью делителей мощности [4 - стр. 136 - 140].

БОИКО 4 представляет собой ЭВМ, обеспечивающую обработку отсчетов сигнала по заданному алгоритму.

БУ 2 представляет собой ЭВМ, обеспечивающую управление работой устройств ЦАР 1, ОПУ 3 и БОИКО 4, а также отображение координат обнаруженных объектов.

ОПУ 3 представляет собой устройство, обеспечивающее вращение ЦАР 1 в азимутальной плоскости, и может быть выполнено на основе опорно-поворотного круга с подшипником и червячного вала с электромотором.

Устройство может работать как при электронном сканировании ДН по азимуту при неподвижной ЦАР 1, так и при сканировании ДН по азимуту за счет механического вращения ЦАР 1 с помощью ОПУ 3. Сектор сканирования по азимуту в первом случае ограничивается характеристиками ЦАР 1, а во втором случае равен 360°.

В каждом азимутальном положении ДН в режиме передачи формируют веерную передающую диаграмму направленности в угломестной плоскости с помощью ЦАР 1. Формирование передающей ДН производится путем установки в ППМ 5 из состава ЦАР 1 требуемых фазовых и амплитудных соотношений регулировкой сдвига фазы зондирующего сигнала ЗС в фазовращателях 8 и коэффициента усиления усилителей мощности УМ 9.

Для случая плоской прямоугольной ЦАР, апертура которой содержит Nx АЭ 11, установленных вдоль координаты X на расстоянии dx, и Ny АЭ 11, установленных вдоль координаты Y, на расстоянии dy, диаграмма направленности F(ϕ,θ) определяется как [5 - стр. 27-28, Кузьмин С.З Цифровая радиолокация. Введение в теорию. - КВИЦ. 2000]:

где

где Axi, Ayi - коэффициенты амплитудного распределения в УМ 9, соединенных с АЭ 11, которые расположены вдоль координат X и Y соответственно;

ψxi, ψyi - коэффициенты фазового распределения, представленные в виде фазовых сдвигов в фазовращателях 8, соединенных через УМ 9 и циркулятор 10 с АЭ 11, которые расположены вдоль координат X и Y соответственно.

Для наземных обзорных РЛС веерная ДН может иметь косекансную форму [6 - рис. 5.1 б - Бакулев П.А. Радиолокационные системы. М.: Радиотехника. 2007. - 376 с]. Такая форма ДН формируется путем установки соответствующих амплитудных и фазовых коэффициентов в усилителях мощности 9 и фазовращателях 8, например, как описано в [7 - Лопатенко Э.В., Марусич А.А. Диаграмма направленности антенны cosec с низким уровнем боковых лепестков. //Радиотехника, 2006, №12, с. 49-53.].

После усиления зондирующего сигнала ЗС в УМ 9 он поступает на подключенный к этому каналу антенный элемент (АЭ) 11 по соединительной цепи минимальной длины.

После излучения зондирующего сигнала ЗС ЦАР 1 переходит в режим приема.

В режиме приема принимаемые отраженные сигналы с выхода каждого АЭ 11 в каждом ППМ 5 проходят через циркулятор 10, усиливаются в МШУ 12, преобразуются по частоте в ПРЧ 13 и представляются в виде цифровых отсчетов Smn(t) с помощью АЦП 23.

Из полученных цифровых отсчетов формируют приемные многолучевые в угломестной плоскости ДН с лучами игольчатой формы путем взвешенного суммирования в СУЦДО 7. В случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки в режиме приема формируют две приемных ДН, а в случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки, формируют три приемных ДН.

Отсчеты i-го луча с направлением максимума ϕi, θi вычисляются путем умножения цифрового потока с каждого АЦП 23 в перемножителях 16 на весовой множитель Wmnii) из ПЗУ 17 и суммирования в цифровом сумматоре 18. Диаграмма направленности для i-го луча имеет вид

,

где ,

Число лучей К в каждой ДН определяется требуемой зоной обзора в угломестной плоскости и шириной одного луча. Лучи приемной многолучевой ДН имеют игольчатую форму, расположены в угломестной плоскости, при этом направления их максимумов обеспечивает перекрытие соседних лучей по уровню L от максимума. Величина L может быть принята половине от максимума (половинной мощности) или другому значению, в зависимости от алгоритма работы аппаратуры. Ширина приемной диаграммы направленности соответствует угловому размеру зоны обнаружения в угломестной плоскости.

Сформированные отсчеты К приемных лучей с выходов формирователей 15 поступают в интерфейс 19, где преобразуются в последовательную форму и в виде последовательных кодов передаются в БОИКО 4, где в каждой из соседних пар сформированных приемных лучей выполняется обнаружение объектов, например, движущихся, измерение их дальности и угломестных координат, соответствующих угломестному и азимутальному положению тех приемных лучей, в которых они были обнаружены [8, стр. 185-189 - Справочник по радиолокации/ Под ред. М.И. Сколника. М: Техносерв. 2014. т. 1].

Ширина ДН в угломестной плоскости соответствует угловому размеру угломестной зоны обнаружения, на фиг. 5-8 приведены примеры конфигураций лучей ЦАР 1 для разных угловых размеров зоны обнаружения.

На фиг. 5 приведен пример схемы расположения приемных и передающей ДН в случае размещения приемных лучей в узлах прямоугольной сетки при использовании двух лучей 25 и 26 в первой приемной ДН и двух лучей 27 и 28 во второй приемной ДН. Направление азимутальной координаты вертикальной линии 30 пересечения лучей первой и второй приемных ДН или линии равносигнального направления (РСН) по азимуту совпадает с максимумом передающей ДН 29. Линия РСН по углу места 31 совпадает для обеих ДН. Схемы на фиг. 5-8 приведены для плоскости сечения, параллельной плоскости раскрыва ЦАР.

На фиг. 6 приведен пример схемы расположения приемных и передающей ДН в случае размещения приемных лучей в узлах прямоугольной сетки при использовании трех лучей 25, 26 и 32 в первой приемной ДН и трех лучей 27, 28 и 33 во второй приемной ДН. Линии РСН по углу места 31 совпадают для обеих ДН. Направление вертикальной линии 30 РСН по азимуту совпадает с максимумом передающей ДН 29.

На фиг. 7 приведена схема расположения лучей приемных и передающей ДН в случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки при использовании двух лучей 25 и 26 в первой приемной ДН и по одному лучу во второй 27 и третьей 34 приемных ДН. Направление вертикальной линии 30 РСН по азимуту лучей второй 27 и третьей 34 ДН совпадает с максимумом передающей ДН 29 и максимумами лучей 25 и 26 первой ДН. Угломестные координаты максимумов лучей второй 27 и третьей 34 приемных ДН совпадают с линией РСН по углу места 31 лучей 25 и 26 первой приемной ДН.

На фиг. 8 приведена схема расположения лучей приемных и передающей ДН при размещении приемных лучей в узлах треугольной сетки в случае использования трех лучей 25, 26 и 32 в первой приемной ДН и по два луча: 27, 33 во второй и 34, 35 в третьей приемных ДН. Направление вертикальной линии 30 РСН по азимуту лучей второй 27, 33 и третьей 34, 35 ДН совпадает с максимумом передающей ДН 29 и максимумами лучей 25, 26 и 32 первой ДН. Угломестные координаты максимумов лучей второй 27, 33 и третьей 34, 35 приемных ДН совпадают с линиями РСН по углу места 31 лучей 25, 26 и 32 первой приемной ДН.

Выбор вида размещения лучей по прямоугольной или треугольной сетке может осуществляться, например, из условия снижения числа приемных лучей с учетом того, что для обзора того же угломестного сектора при использовании прямоугольной сетки и общем числе приемных лучей более шести требуется на один луч меньше.

В предлагаемом способе измерение осуществляется моноимпульсным способом как угломестной, так и азимутальной координаты, в то время как в прототипе таким способом осуществляется измерение только угломестной координаты, а измерение азимутальной координаты осуществляется методом максимума. Применение в предлагаемом способе моноимпульсной обработки для измерения азимутальной координаты объекта снижает ошибку измерения до 10 раз [2 - стр. 91] по сравнению с методом максимума, используемым в прототипе.

Применение ЦАР с N приемопередающими модулями, содержащими твердотельные усилители мощности, расположенными в непосредственной близости от антенных элементов, обеспечивает снижение потерь передаваемого и принимаемого сигнала за счет уменьшения длины соединений с антенным элементом. Повышение надежности многоэлементной ЦАР обеспечивается за счет медленного снижения характеристик ЦАР при выходе из строя части приемо-передающих модулей.

Работоспособность предлагаемого способа была проверена на макете устройства (фиг. 1). Испытания показали совпадение полученных характеристик с расчетными.

Способ обзора пространства, при котором для формирования передающей и приемной диаграмм направленности используют многоэлементную цифровую антенную решетку, при этом в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи формируют передающую диаграмму направленности веерной формы в угломестной плоскости, в режиме приема принимаемые отраженные сигналы представляют в виде цифровых отсчетов, из которых путем взвешенного суммирования формируют первую приемную многолучевую в угломестной плоскости диаграмму направленности, каждый луч которой имеет игольчатую форму, а соседние лучи перекрываются по уровню половинной мощности от максимума диаграммы направленности, при этом ширина приемной и передающей диаграмм направленности соответствует угловому размеру зоны обнаружения в угломестной плоскости, выполняют обнаружение объектов, измерение их дальности и угломестной координаты моноимпульсным методом обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, имеющих одинаковую азимутальную координату, отличающийся тем, что соседние лучи первой диаграммы направленности перекрываются по уровню L, равному половине мощности от максимума, в случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки, формируют вторую приемную многолучевую в угломестной плоскости диаграмму направленности, каждый луч которой имеет игольчатую форму, а соседние лучи перекрываются по уровню L, при этом количество лучей в первой и второй приемной диаграмме направленности одинаково, располагают первую и вторую приемные диаграммы направленности параллельно друг другу таким образом, чтобы их лучи, имеющие одинаковые угломестные координаты, перекрывались по уровню L, направляют азимутальную координату вертикальной линии пересечения лучей первой и второй приемных диаграмм направленности в направлении максимума передающей диаграммы направленности, в случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки, формируют вторую и третью приемные многолучевые в угломестной плоскости диаграммы направленности, каждый луч которых имеет игольчатую форму, соседние лучи в диаграмме направленности перекрываются по уровню L, при этом количество лучей во второй и третьей приемных диаграммах направленности одинаково и на один меньше, чем в первой приемной диаграмме направленности, располагают вторую и третью приемные диаграммы направленности параллельно друг другу таким образом, чтобы их лучи, имеющие одинаковые угломестные координаты, перекрывались по уровню L, совмещают азимутальную координату вертикальной линии пересечения лучей второй и третьей приемных диаграмм направленности с линией расположения максимумов лучей первой приемной диаграммы направленности и направлением максимума передающей диаграммы направленности, совмещают угломестные координаты максимумов лучей второй и третьей приемных диаграмм направленности с линиями пересечения лучей первой приемной диаграммы направленности, выполняют измерение азимутальной координаты обнаруживаемых объектов моноимпульсным методом обработки сигналов каждой из соседних пар лучей, имеющих одинаковые угломестные координаты, устанавливают следующее азимутальное положение диаграммы направленности и выполняют перечисленные операции для этого положения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к системам радиоконтроля для определения координат местоположения источников радиоизлучения (КМПИРИ) УКВ-СВЧ диапазонов как цифровых, так и аналоговых видов связи, сведения о которых отсутствуют в базе данных (например, государственной радиочастотной службы).

Изобретение относится к области вторичной цифровой обработки радиолокационных сигналов и может быть использовано в радиолокационной станции (РЛС) для формирования при сопровождении воздушной цели (ВЦ) из класса «самолет с турбореактивным двигателем» достоверной оценки радиальных функционально-связанных координат взаимного перемещения ВЦ и носителя РЛС при воздействии уводящих по дальности и скорости помех.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиоволновым способам измерения путевой скорости транспортных средств с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн.

Настоящее изобретение относится к способам построения радиолокационных изображений (РЛИ) подстилающей поверхности в ходе дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) с помощью радаров с синтезированной апертурой (РСА).

Изобретение относится к радиолокации, а именно к бортовым импульсно-доплеровским радиолокационным станциям (РЛС), работающим в режиме узкополосной доплеровской фильтрации и предназначенным для наблюдения за наземными или воздушными объектами.

Изобретение относится к пассивной радиолокации, а именно к радиотеплолокационным станциям (РТЛС) наблюдения за поверхностью и воздушной обстановкой. Технический результат изобретения - повышение разрешающей способности радиометрического изображения при сохранении информации о тепловых характеристиках наблюдаемых объектов в частотных диапазонах, соответствующих различным антеннам радиотеплолокационной станции (РТЛС).

Изобретение относится к пассивным радиотеплолокационным системам (РТЛС) наблюдения миллиметрового диапазона длин волн, предназначенным для формирования радиотеплового изображения объектов в зоне обзора.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к измерению расстояния в ближней частотной радиолокации промышленного применения, например, в уровнемерах.

Изобретение относится к информационно-измерительной системе и может быть использовано в радиолокационной технике для высокоточной оценки ледовой обстановки в районах морской добычи и транспортировки нефтегазовых ресурсов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосвязи для повышения точности измерения скорости движения космических аппаратов (КА).

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям (радиолокаторам), устанавливаемым на летательных аппаратах. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации функции обнаружения малоскоростных и неподвижных целей на фоне поверхности земли.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в импульсных радиолокационных станциях (РЛС) сопровождения, работающих по целеуказанию. Достигаемый технический результат - увеличение производительности РЛС сопровождения за счет снижения временных потерь, вызванных задержкой в обработке информации.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обнаружения и измерения в режиме реального времени параметров траекторий движущихся объектов при контроле больших по площади территорий, акваторий и воздушного пространства.

Изобретение относится к активной локации, а именно к способам обработки эхосигналов с использованием инструментов сверхразрешения для применения в информационно-измерительных системах, основанных на обработке отраженного от объекта локации сигналов, то есть акустической локации и гидролокации, работающих в режимах активного распознавания слабоконтрастных целей.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к системам радиоконтроля для определения местоположения источников импульсных радиоизлучения. Техническим результатом является определение пространственных координат местоположения источников радиоизлучений (ИРИ) тремя стационарными постами простым способом без привлечения уравнений линий положения.

Изобретение относится к области активной радиолокации и может быть использовано для измерения траекторных параметров отдельных элементов и сгустков элементов групповых баллистических объектов.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к системам радиоконтроля для определения местоположения источников импульсных радиоизлучений. Достигаемый технический результат – упрощение путем определения пространственных координат местоположения источников радиоизлучений (ИРИ) четырьмя стационарными постами без привлечения уравнений линий положения.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для повышения точности определения местоположения мобильных средств по сигналам опорных станций наземной локальной радионавигационной системы (ЛРНС).

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов.

Изобретение относится к радиолокации и радионавигации и предназначено для определения оценок местоположения подвижных источников радиосигнала на дорожной сети. Достигаемый технический результат – расширение возможностей способа однопозиционной радиолокации.

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Технический результат - увеличение точности измерения азимутальной координаты объекта за счет использования моноимпульсного метода измерения вместо метода максимума. Указанный результат достигается за счет того, что в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи цифровая антенная решетка формирует веерную передающую ДН в угломестной плоскости, в режиме приема в случае размещения приемных лучей в узлах квадратной сетки формируют две приемных многолучевых в угломестной плоскости ДН с лучами игольчатой формы, при этом соседние лучи в ДН перекрываются по уровню L, равному половине мощности от максимума, размещают первую и вторую ДН параллельно друг другу таким образом, чтобы лучи с одинаковыми угломестными координатами перекрывались по уровню L, а азимутальная координата передающего луча соответствовала линии пересечения лучей первой и второй ДН. В случае размещения приемных лучей в узлах треугольной сетки формируют три приемных многолучевых в угломестной плоскости ДН с лучами игольчатой формы, при этом соседние лучи в ДН перекрываются по уровню L, размещают вторую и третью ДН параллельно друг другу таким образом, чтобы лучи с одинаковыми угломестными координатами перекрывались по уровню L, а азимутальная координата передающего луча соответствовала линии пересечения лучей второй и третьей ДН, совмещают линию расположения максимумов лучей первой ДН с линией пересечения лучей второй и третьей ДН, совмещают угломестные координаты максимумов лучей второй и третьей приемных ДН с линией пересечения лучей первой приемной ДН, при обнаружении объектов, измерении их дальности и угловых координат используется моноимпульсный метод обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей. 8 ил.

Наверх