Угловой дискриминатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОБУСЫ©МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 260179 (21) 2743909/18-09

Союз Советских

Социалистических

Республик

«н800931 (51)М. Кл с присоединением заявки ¹G S 13/44

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3 0181. Бюллетень № 4 (53) УДК 62 1. 396 . .967 (088, 8) Дата опубликования описания 300181

С.С.Поддубный, В.P.Ëóöèâ и В.В.Пыраев (72) Авторы изобретения..., /

Ленинградский институт авиацнонного прибороЬтрсения

/ (71) Заявитель (54) УГЛОВОЙ ДИСКРИМИНАТОР

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для определения дальности обьектов путем передачи импулЬсно-модулированО 5 ных колебаний, в которых информация о дальности,, угле места и азимуте извлекаются из одного общего зондирующего импульса.

Известен угловой дискриминатор, содержащий фазированную антенную решетку (ФАР) иэ N приемных элементов, первый и второй сумматоры импульсов промежуточной частоты,выходы которых подключены к входам фазового дискриминатора, выход которого через блок управления фазовращателями подключен к управляющим входам приемных элементов ФАР,блок задержки и амплитудный детектор (1J.

Однако в данном дискриминаторе наличие двухзтапного измерения угла прихода широкополосного сигнала приводит к снижению его быстродействия.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения угловых координат и обе спечени е ин вариантности по отношению к переизлученным сигналам с моделируемой амплитудой.

Указанная цель достигается тем, что в угловой дискриминатор, содержащий фаэированную антенную решетку (CAP) иэ В приемных элементов, первый и второй сумматоры импульсов промежуточной частоты, выходы которых подключены и входам фазового дискриминатора, выход которого через блок управления фаэовращателями подключен к управляющим входам приемных элементов ФАР, блок задержки и амплитудный детектор, введены два сумматора видеоимпульсов, N-1 дополнительных амплитудных детекторов и последовательно соединенные первый блок разности, ограничитель по максимуму, второй блок разности, ограничитель по минимуму, пиковый детектор и блок управления, антенной, причем выходы первой и второй половин приеМных элементов ФАР подключены к входам первого и второго сумматоров импульсов промежуточной частоты и через амплитудные детекторы соединены с входами первого и второго сумматоров. видеоимпульсов, ходы которых подключены к входам первого блока разности, выход ограничителя по максимуму через блок задержки подключен к второму вхо800931 ду второго блока разности, выход блока управления антенной подключен к ФАР.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого дискриминатора; на фиг.2- временные диаграммы, поясняющие его рабору °

Дискриминатор содержит фазированную антенную решетку из 2 N приемных элементов 1, амплитудные детекторы 2, сумматоры 3 и 4 видеоимпульсов, первый блок 5 разности, ограничитель б. по максимуму, второй блок 7 разности, ограничитель;8 по минимуму, пиковый .детектор 9, блок 10 задержки, сумматоры 11 и 12 импульсов промежуточной частоты, блок 13 управления фазовращателями, фазовый дискриминатор 14 и блок 15 управления антенной. ,Цискриминатор работает следующим образом.

Отражаемый от цели широкополосный сигнал принимается приемными элементами 1 ФАР, в которых производится усиление принимаемых сигналов на высокой частоте, перенос их на промежуточную частоту с соответствующим усилением в усилителе промежуточной частоты с автоматической регулировкой усиления (АРУ) и согласованная фильтрация сигналов. Радиосигналы с выходов первой половины приемных элементов 1 ФАР поступают на входы. сумматора 11 импульсов про межуточной частоты и, продетектированные амплитудными детекторами 2, поступают на входы сумматора 3 видеоимпульсов. Радиосигналы с выходов второй половины приемных элементов

1 ФАР поступают на входы сумматора

12 импульсов промежуточной частоты и, продетектированные амплитудными детекторами 2, поступают на входы сумматора 4 видеоимпульсов. Если направление прихода сигнала не совпадает с равносигнальным направлением (РСН)

50 ров 3 и 4 видеоимпульсов подаются на входы блока 5 .разности и вычитаются (фиг.2и) . Разностный сигнал с выхода блока 5 поступает на вход ограничителя б по максимуму, который выполняет двухстороннее ограничение по максимуму (фиг.2и; урОвень ограничения обозначен пунктиром) . Ограниченный сигнал (фиг.2к) с выхода ограничителя б по максимуму поступает на первый вход блока 7 разности непосредственно и на второй вход блока 7 через блок задержки 10, задержанный на длительность импульса, (фиг.2л) .

Блок 7 производит вычитание поступающих на его входы сигналов.

Разностный сигнал с выхода блока 7 (фиг.2м) поступает на вход ограничителя 8 по минимуму, который выполняет двухстороннее ограничение поступающих на его вход сигналов по минимуму. Пороги ограничения ограничителя U по минимуму (на фиг.2м нанесены нунктиром) имеют такую же.величину, как и у о араничителя б по максимуму. Выходной сигнал ограничителя 8 (фиг.2н) имеет длительность, пропорциональную величине угла отклонения объекта от

РСН ФАР, à его полярность зависит от направления отклонения относительно РСН ФАР. Далее для получения дискриминационной характеристики производится преобразование длительности импульса (фиг.2н), снимаемого с выхода .ограничителя 8 в амплитуду напряжения. Такое преобразование осуществляется пиковым детектором 9, который является выходным элементом дискриминатора, работающего по угловой информации, заключенной в запаздывании огибающих сигналов на выходах элементов 1 CAP. Выходное напряжение пикового детектора 9 представлено на фиг.2о. Постоянная времени заряда пикового детектора 9 выбирается исходя из максимального заданного возможного угла прихода сигнала от объекта. Такой выбор постоянной времени заряда пикового детектора 9 позволяет получить однозначную связь между углом прихода отраженного сигнала и величиной напряжения на выходе дискриминатора по запаздыванию огибающих принимаемых элементами ФАР сигналов. Таким образом осуществляется моноимпульсное измерение угловой координаты цели по угловой информации, заключенной во времени запаздывания огибающих принимаемых элементами 1 ФАР сигналов.

Длительность импульса, получаемого на выходе ограничителя 8 по минимуму, определяется так:

Г = (N-1) d s1n f /с, где N - -количество приемных элементов в ФАР;

800931

d — шаг ФАР1 угол пРихода сигнала от объекта относительно PCH ФАР с — скорость света в воздухе.

Тогда дискриминационная характеристика на выходе пикового детектора 9, при условии идеального интегрирования, имеет вид

U0 =kt tsin У р где

k=A(N-1) d/c

Это дает возможность однозначно измерить координату моноимпульсным ,методом в более широком угловом диапазоне,чем известное устройство.

Для получения йнформации об у ловом положении цели, заключенной в разности фаз сигналов, принимаемой первой и второй половинами элементов 1 ФАР, сумма радиоимпульсов, снимаемых с первой половины элементов 1 ФАР и с выхода сумматора 11 импульсов промежуточной частоты пОступает на первый вход фазового дискриминатора 14. На второй вход фазового дискриминатора 14 с выхода сумматора 12 импульсов промежуточной частоты поступает сумма радиоимпульсов, снимаемых со второй половины элементов 1 CAP. На выходЕ фазового дискриминатЬра 14, который может быть выполнен по любой из известных схем фазовых дискриминато- . ров, получается дискриминационная характеристика по фазовому рассогласованию принимаемых первой и второй половинами элементов 1 ФАР сигналов.

Совместное использование дискриминационных характеристик, получаемых на выходах фазового дискриминатора 14 и пикового детектора 9,дает возможнооть построить неследящий моноимпульсный измеритель угловой координаты объекта при широкополосЯых принимаемых сигналах, сохраняющий точность определения угловой координаты фазовым дискриминатором в широком диапазоне углов. Для слежения за изменением углового положения цели сигналы, снимаемые с выхода ограничителя 8 по минимуму, поступают через пиковый детектор 9 на вход блока 15 управления антенной. Блок- 15 осуществляет поворот

ФЛР так, чтобы компенсировать временное запаздывание огибающих сигналов, принимаемых элементами 1 CAP. Сигналы с выхода фазового дискриминатора

14 поступают на вход блока 13 управления фазовращателями. Блок 13 вырабатывает управляющие напряжения на управляемые фазовращатели приемных элементов 1 ФАР таким образом, чтобы компенсировать разность фаз сигналов, принимаемых элементами первой и второй половин ФАР.

В предлагаемом угловом дискриминаторе, по сравнению с известным, не происходит э трат времени на первом этапе измерения угловой координаты и не тратится время на сканирование заданного сектора обзора с помощью изменения настройки линий задержки. Выигрыш во времени измерения зависит от величины углового сектора возможного появления объекта и точности априорных сведений относительно угла появления объекта.

Угловой дискриминатор инвариантен к переизлученным сигналам с модулированной амплитудой, в то время как известное устройство на первом этапе грубого измерения угловой координаты — сканирования чувствительно к

<5 переизлученному сигналу с модулированной амплитудой, что приводит к существенным ошибкам в определении углового положения объекта.

Формула изобретения

Угловой дискриминатор, содержащий фазированную антенную решетку (ФАР)

2р из И приемных элементов, первый и второй сумматоры импульсов промежуточной частоты, выходы которых подключены к входам фазового дискримийатора,выход которого через блок управления фаэовращателями подключен к уцравляющим входам приемных элементов ФАР, блок задержки и амплитудный детектор, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения угловых координат и обеспечения инвари» антности по отношению к переиэлученным сигналам с модулируемой амплитудой, в него введены два сумматора видеоимпульсов, 0-1 дополнительных

gP амплитудных детекторов и последовательно соединенные первый блок разности, ограничитель по максимуму, второй блок разности, ограничитель по минимуму, пиковый детектор и блок

45 управления антенной, пРичем выходы первой и второй половин приемных элементов ФАР подключены к входам первого и второго сумматоров импульсов промежуточной частоты и через амплитудные детекторы соединены с входами первого и второго сумматоров видеоимпульсов, выходы которых подключены к вхоДам первого блока разности, выход огРаничителя по максимуму через блок задержки подключен

Ю к второму Sxopy второго блока разности, выход блока управления антенной подключен к CAP

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Амиантов И.Н. Иэбранные вопросы статистической теории связи. М., Советское радио, h971 с.39-42 (прототип) .

800931

Фиг.! г 1 е . фие. 2

Составитель Е.Погиблов

Редактор N.Èèòðîâêà Техред М.Голинка Корректор Н.Стец

Заказ 10414/62 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Филиал Iltlg Патент, r.Ужгород, ул.Проектная, 4