СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ В АНТЕННОЙ СИСТЕМЕ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ЛУЧОМ
FORMATION METHOD OF DIRECTIVITY DIAGRAM IN ANTENNA SYSTEM WITH ELECTRONIC CONTROL OF BEAM

Изобретение относится к радиолокации, а именно к радиолокационным системам, осуществляющим обзор пространства радиолокационными станциями с электронным управлением лучом.
Известна «Адаптивная энергетико-корреляционная система подавления боковых лепестков диаграммы направленности антенны» [RU 2116000 С1 опубл. 20.07.1998 г.], позволяющая повысить вероятность обнаружения слабых постановщиков активных шумовых помех на фоне более сильных, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности основной антенны пеленгатора. В системе выходы основной и дополнительных антенн подключены к основному и компенсационному входам автокомпенсатора, к выходу которого подключен ключ. К выходу сумматора, суммирующему выходные сигналы дополнительных антенн, подключен регулируемый усилитель. Коэффициент усиления регулируемого усилителя устанавливается сигналом с выхода вычислителя, определяющего коэффициент подавления автокомпенсатора, сигналы на который поступают с выходов аналого-цифровых преобразователей, подключенных соответственно к выходам сумматора и автокомпенсатора. Сигналы с выхода автокомпенсатора и регулируемого усилителя детектируются и сравниваются по мощности в вычитающем устройстве, а полученное значение разности сравнивается с пороговым уровнем, и в случае его превышения открывает ключ, выход которого является выходом системы.
Известен «Способ адаптивной компенсации помех в реальном времени» [RU 2271066 С1 опубл. 27.02.2006]. Сущность способа заключается в подавлении одной помехи при одном компенсационном канале или нескольких помех при соответствующем числе компенсационных каналов, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности основной антенны в системах спутниковой связи. Принимаемые сигналы оцифровываются и раскладываются на квадратурные составляющие в аналого-цифровых преобразователях, и далее осуществляется квадратурная обработка. На время вычислений весовых коэффициентов по адаптивному алгоритму в цифровом процессоре вводится задержка отсчетов сигналов в каналах компенсатора. Цифровой процессор вычисляет оптимальные весовые коэффициенты по методу обращения выборочной корреляционной матрицы. Время вычисления по адаптивному алгоритму и время операций ввода данных в цифровой процессор и вывода весовых коэффициентов из цифрового процессора меньше времени введенной задержки, т.е. удовлетворяет требованию для вычислений в реальном времени.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу формирования диаграммы направленности в антенной системе с электронным управлением лучом является способ когерентной компенсации помех [Защита от радиопомех, 1976 г. под ред. М.В.Максимова, Москва, Советское радио, стр.220]. Этот способ предусматривает прием сигнала помехи основной остронаправленной антенной и компенсационной, охватывающий область боковых лепестков основной диаграммы направленности, при этом на выходах основного и компенсационного каналов путем регулировки уровня помехи и фазового сдвига в компенсационном канале создают одинаковые по интенсивности и противоположные по фазе сигналы помех, которые при суммировании взаимно компенсируются, а сигнал пеленгового направления проходит через сумматор с минимальными искажениями, поскольку для него соотношения амплитуд и фаз, требуемые для подавления соблюдаться не будут.
Недостатком этих способов является высокий уровень компенсационной диаграммы направленности в направлении оси остронаправленной диаграммы направленности, что приводит к загрублению каналов приема локационных сигналов, особенно в случае подвижной остронаправленной диаграммы направленности, причем это загрубление имеет место во всем диапазоне рабочих частот.
Технический результат предлагаемого способа состоит в уменьшении уровня компенсационной диаграммы направленности в антенной системе с электронным управлением лучом на любой частоте в рабочем диапазоне частот.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что способ формирования компенсационной диаграммы направленности в антенной системе с электронным управлением лучом основан на формировании остронаправленной диаграммы направленности и слабонаправленной диаграммы направленности, перекрывающей по уровню боковое излучение остронаправленной диаграммы направленности, а также регулировании уровня и фазы СВЧ сигнала.
Новым в предлагаемом способе является то, что сформированная остронаправленная диаграмма направленности на фиксированной частоте сканирует в заданном секторе, а слабонаправленная диаграмма направленности, перекрывающая по уровню боковое излучение остронаправленной сканирующей диаграммы направленности при любом ее положении в секторе сканирования, остается неподвижной, ответвляют часть принятого остронаправленной диаграммой направленности СВЧ-сигнала, устанавливают его уровень и фазу таким образом, чтобы при последующем суммировании этого ответвленного СВЧ-сигнала с сигналом, принятым слабонаправленной диаграммой направленности в результирующей диаграмме направленности слабонаправленной антенны, образовался провал в направлении оси (луча) остронаправленной диаграммы направленности. Причем при изменении углового положения луча сканирующей остронаправленной диаграммы направленности в секторе сканирования и/или рабочей частоты для образования провала в результирующей диаграмме направленности слабонаправленной антенны дополнительно изменяют амплитуду и фазу ответвленного СВЧ-сигнала. На фиг.1 изображена функциональная схема антенной системы с электронным управлением лучом, реализующая предлагаемый способ формирования диаграммы направленности.
Антенная система с электронным управлением лучом состоит из слабонаправленной антенны 1, сканирующей остронаправленной антенны, например фазированной антенной решетки 2, направленного ответвителя 3, аттенюатора 4, фазовращателя 5, СВЧ-сумматора 6.
Формирования компенсационной диаграммы направленности в антенной системе с электронным управлением лучом производят следующим образом:
- формируют остронаправленную диаграмму направленности в определенном направлении на фиксированной частоте;
- формируют слабонаправленную диаграмму направленности на той же частоте, перекрывающую по уровню боковое излучение остронаправленной диаграммы направленности;
- принимают СВЧ-сигнал слабонаправленной антенной 1 и направляют на СВЧ-сумматор;
- устанавливают луч сканирующей остронаправленной антенны 2 в требуемое направление на фиксированной частоте;
- принимают СВЧ-сигнал сканирующей остронаправленной антенной 2 и направляют его на направленный ответвитель 3;
- прямой СВЧ-сигнал с направленного ответвителя 3 направляют в РЛС для стандартной обработки, а ответвленный СВЧ-сигнал направляют к аттенюатору 4;
- в аттенюаторе 4 устанавливают требуемый уровень СВЧ-сигнала и направляют его на фазовращатель 5;
- в фазовращателе 5 устанавливают требуемую фазу СВЧ-сигнала и направляют его в СВЧ-сумматор;
- в СВЧ-сумматоре 6 суммируют СВЧ-сигнал, поступающий от слабонаправленной антенны, у которого выставлены требуемые амплитуда и фаза;
- с выхода СВЧ-сумматора снимают СВЧ-сигнал, пропорциональный диаграмме направленности слабонаправленной антенны, у которой в направлении луча сканирующей остронаправленной антенны образован глубокий провал, и направляют в РЛС для последующей обработки;
- при изменении пространственной ориентации луча либо рабочей частоты корректируют состояние аттенюатора и фазовращателя так, чтобы провал в слабонаправленной диаграмме направленности был в требуемом направлении и достаточной глубины.
В результате в слабонаправленной диаграмме направленности антенной системы с электронным управлением лучом постоянно имеется глубокий провал в направлении луча остронаправленной диаграммы направленности.