СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ ПРОТЯЖЕННОЙ ЦЕЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF MEASURING ANGULAR COORDINATES OF EXTENDED TARGET AND DEVICE TO THIS END

Изобретение относится к измерителям угловых координат, использующих узконаправленный прием отраженной или излучаемой целью энергии.
Известен способ измерения угловых координат протяженной цели, заключающийся в сканировании узким лепестком диаграммы направленности антенны относительно оси, не совпадающей с осью его симметрии, перемещении антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования, определении по положению антенны угловых координат цели, получении сигнала рассогласования как разности длительностей сигналов, принимаемых соответственно в первой и третьей, во второй и четвертой четвертях окружности сканирования, изменении угла отклонения оси симметрии диаграммы направленности относительно оси сканирования в зависимости от заданной степени обрамления цели (заявка на патент № 2006103170 от 3.2.2006 г.).
Известно устройство для измерения угловых координат протяженной цели, содержащее антенну, выход которой соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход через усилитель промежуточной частоты соединен со входом амплитудного детектора, выход первого усилителя сигнала управления соединен с первым двигателем управления, выход второго усилителя сигнала управления соединен со вторым двигателем управления, выходы первого и второго двигателей управления механически связаны с антенной, генератор опорных импульсов механически соединен с облучателем антенны, а также первую, вторую, третью и четвертую схемы совпадения, вторую и третью схемы вычитания, задатчик степени обрамления, инвертор и последовательно соединенные первую схему вычитания, третий усилитель сигналов управления и привод облучателя, причем выход амплитудного детектора соединен через задатчик степени обрамления с первым и через инвертор со вторым входом первой схемы вычитания и первыми входами соответственно первой, второй, третьей и четвертой схем совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами генератора опорных импульсов, а выходы первой и третьей схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым входами второй схемы вычитания, выходы второй и четвертой схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым входами третьей схемы вычитания, выходы второй и третьей схем вычитания соединены соответственно со входами первого и второго усилителей сигнала управления, привод облучателя механически связан с облучателем антенны (заявка на патент № 2006103170 от 3.2.2006 г.).
Недостатком данных способа и устройства является низкая точность, вызванная влиянием канала обрамления цели на крутизну пеленгационной характеристики при смещении цели относительно центра окружности сканирования. Так как при смещении цели относительно центра окружности сканирования изменяется степень обрамления цели, это приводит к изменению крутизны пеленгационной характеристики, что влияет на точность измерения угловых координат.
Технической задачей изобретения является повышение точности измерения угловых координат протяженных целей за счет обеспечения независимости крутизны пеленгационной характеристики от положения цели относительно центра окружности сканирования.
Сущность заявляемого изобретения по способу заключается в том, что в способе измерения угловых координат протяженных целей, заключающемся в сканировании узким лепестком диаграммы направленности антенны относительно оси, не совпадающей с осью его симметрии, перемещении антенны в направлении уменьшения сигнала рассогласования, определении по положению антенны угловых координат цели, получении сигнала рассогласования как разности длительностей сигналов, принимаемых соответственно в первой и третьей, во второй и четвертой четвертях окружности сканирования, изменении угла отклонения оси симметрии диаграмм направленности относительно оси сканирования в зависимости от заданной степени обрамления цели, отличающийся тем, что дополнительно определяют момент нахождения цели в центре окружности сканирования и изменяют угол отклонения оси симметрии диаграмм направленности относительно центра окружности сканирования в зависимости от заданной степени обрамления цели только при нахождения цели в центре окружности сканирования.
Заявляемый способ реализуется в устройстве для измерения угловых координат протяженной цели, содержащем антенну, выход которой соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход через усилитель промежуточной частоты соединен со входом амплитудного детектора, выход первого усилителя сигнала управления соединен с первым двигателем управления, выход второго усилителя сигнала управления соединен со вторым двигателем управления, выходы первого и второго двигателей управления механически связаны с антенной, генератор опорных импульсов механически соединен с облучателем антенны, а также первую, вторую, третью и четвертую схемы совпадения, вторую и третью схемы вычитания, задатчик степени обрамления, инвертор и последовательно соединенные первую схему вычитания, третий усилитель сигналов управления и привод облучателя, причем выход амплитудного детектора соединен через задатчик степени обрамления с первым и через инвертор со вторым входом первой схемы вычитания и первыми входами соответственно первой, второй, третьей и четвертой схем совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами генератора опорных импульсов, а выходы первой и третьей схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым входами второй схемы вычитания, выходы второй и четвертой схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым входами третьей схемы вычитания, выходы второй и третьей схем вычитания соединены соответственно со входами первого и второго усилителей сигнала управления, привод облучателя механически связан с облучателем антенны, дополнительно содержащем ключ и схему сравнения, причем выходы второй и третьей схемы вычитания соединены со входами схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом первой схемы вычитания, а выход - с входом третьего усилителя сигнала управления.
На чертеже приведена функциональная схема устройства, где: 1 - антенна; 2 - смеситель; 3 - гетеродин; 4 - усилитель промежуточной частоты; 5 - амплитудный детектор; 6, 8, 20 - усилители сигнала управления; 7, 9 - двигатели управления; 10 - генератор опорных импульсов; 11, 12, 13, 14 - схемы совпадения; 15, 16, 19 - схемы вычитания; 18 - задатчик степени обрамления; 17 - инвертор; 21 - привод облучателя; 22 - ключ; 23 - схема сравнения.
Устройство для измерения угловых координат (см. чертеж) содержит антенну 1, выход которой соединен с первым входом смесителя 2, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 3, а выход через усилитель промежуточной частоты 4 соединен со входом амплитудного детектора 5, выход первого 6 усилителя сигнала управления соединен с первым 7 двигателем управления, выход второго 8 усилителя сигнала управления соединен со вторым 9 двигателем управления, выходы первого 7 и второго 9 двигателей управления механически связаны с антенной 1, генератор опорных импульсов 10 механически соединен с облучателем антенны, а также первую 11, вторую 12, третью 13 и четвертую 14 схемы совпадения, вторую 15 и третью 16 схемы вычитания, задатчик степени обрамления 17, инвертор 18, первую схему вычитания 19, последовательно соединенные третий усилитель сигналов управления 20 и привод облучателя 21, ключ 22 и схему сравнения 23, причем выход амплитудного детектора 5 соединен через задатчик степени обрамления 17 с первым и через инвертор 18 со вторым входом первой схемы вычитания 19 и первыми входами соответственно первой 11, второй 12, третьей 13 и четвертой 14 схем совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами генератора опорных импульсов 10, а выходы первой 11 и третьей 13 схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым входами второй схемы вычитания 15, выходы второй 12 и четвертой 14 схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым входом третьей схемы вычитания 16, выходы второй 15 и третьей 16 схем вычитания соединены соответственно со входами первого 6 и второго 8 усилителя сигнала управления и входами схемы 23 сравнения, выход которой соединен с управляющим входом ключа 22, выход первой 19 схемы вычитания соединен с входом ключа 22, выход которого соединен с входом третьего 20 усилителя сигналов управления, привод облучателя 21 механически связан с облучателем антенны 1.
Принцип работы устройства заключается в следующем. Сигналами генератора опорных импульсов 10 окружность сканирования разбивается на четыре четверти, каждая пара которых находится во взаимно перпендикулярных плоскостях, вертикальной и горизонтальной.
При постоянной ориентации цели и степени обрамления центр окружности сканирования будет направлен в точку геометрического центра цели и измерение угловых координат цели будет производиться относительно этой точки. Изменением степени обрамления можно смещать точку, относительно которой можно измерять угловые координаты. Способ позволяет осуществлять измерение угловых координат относительно геометрического центра цели.
При нахождении цели в середине окружности сканирования отраженный от нее сигнал поступает постоянно, т.е. его длительность равна длительности сканирования. С помощью задатчика степени обрамления 17 можно установить требуемую степень обрамления, т.е. изменить угол отклонения оси симметрии диаграммы направленности при сканировании таким образом, что отраженный сигнал будет приниматься не все время при сканировании, а только определенную часть времени сканирования одной окружности. На выходе первой схемы вычитания 19 формируется сигнал, пропорциональный разности длительностей сигналов получаемых при движении диаграммы направленности по телу цели и не по телу цели при сканировании. Этот сигнал поступает на вход ключа 22. При нахождении сопровождаемой точки цели в центре окружности сканирования на выходах второй 15 и третьей 16 схем вычитания будут нулевые сигналы, которые через схему сравнения 23 поступают на управляющий вход ключа 22 и открывают его, чем разрешают прохождение сигнала с первой 19 схемы вычитания на вход третьего 20 усилителя сигналов управления. Таким образом управление степенью обрамления цели будет происходить только при нахождении сопровождаемой точки цели в центре окружности сканирования. Сигналом с третьего усилителя сигнала управления 20 привод облучателя 21 изменяет угол отклонения оси симметрии диаграммы направленности при сканировании таким образом, чтобы обеспечить равенство нулю выходного сигнала первой схемы вычитания 19. Так осуществляется изменение угла отклонения оси симметрии в зависимости от типа цели и дальности до нее. Для управления смещением антенны 1 в сторону цели формируются сигналы за счет вычитания длительностей сигналов, отраженных от цели в первой четверти окружности сканирования, от длительностей сигналов, отраженных от цели в третьей четверти окружности сканирования, в вертикальной, и аналогично, второй и четвертой четверти окружности сканирования в горизонтальной плоскости. Эти сигналы формируются на выходах второй 15 и третьей 16 схем вычитания и после усиления в первом 6 и втором 8 усилителях сигнала управления поступают на входы первого 7 и второго 9 двигателей управления, которые перемещают антенну 1 в нужном направлении.