УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ
FREQUENCY TUNING CONTROL DEVICE

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для управления перестройкой несущей частоты многочастотных импульсных радиотехнических систем.
Наиболее перспективно применение устройства управления в многочастотных когерентно-импульсных радиолокационных станциях с перестройкой несущей частоты от импульса к импульсу.
Известно устройство управления перестройкой частоты для многочастотных радиотехнических систем. Устройство управления перестройкой частоты осуществляет периодическое изменение рабочей частоты от одной группы импульсов к другой при заданном соотношении частоты зондирования и частоты переключения каналов, что позволяет ослабить влияние помех, но не исключает их полностью. Устройство поиска рабочих радиоканалов обеспечивает перестройку частоты с исключением радиоканалов, пораженных помехой, но имеет сложную аппаратурную реализацию.
В возбудителе импульсной когерентной РЛС с перестройкой частоты, содержащем N гетеродинов, выходы которых подключены ко входам устройства сложения мощностей, выход которого подсоединен ко входу разветвителя мощности, выход которого подключен к смесителю передатчика, ко второму входу которого подсоединен выход формирователя зондирующего сигнала, к двум входам которого подключены выходы генератора промежуточной частоты и генератора запуска зондирующего сигнала, дешифратор номера канала гетеродина, N выходов которого подключены к управляющим входам соответствующих гетеродинов, а вход соединен с выходами датчика случайных чисел и анализатора помех, к первым управляющим входам которого подключены соответствующие выходы управляющего устройства, вход которого соединен с выходом генератора запуска зондирующего сигнала, причем второй выход разветвителя мощности через видеодетектор соединен с соответствующими вторыми управляющими входами датчика случайных чисел и анализатора помех. В этом возбудителе имеется возможность перестраивать частоту по случайному закону и настраивать РЛС на частоту с наименьшим уровнем помех. Однако невозможно отстроиться от помехи при случайной перестройке.
Наиболее близко по своим техническим характеристикам устройство по авторскому свидетельству №1840895. Это устройство управления перестройкой частоты, состоящее из дешифратора номера канала гетеродина, соединенного по входу с выходом датчика случайных чисел, видеодетектора, подключенного по входу анализатора помех и управляющего блока, выходы которого подключены к анализатору помех и датчику случайных чисел, схемы разделения, соединенной по одному входу с датчиком случайных чисел и первой схемой запрета, а по другому - с анализатором помех, видеодетектором и второй схемой запрета, выход схемы разделения через анализатор помех подключен к схеме сравнения и первой схеме запрета, выход схемы сравнения связан со вторым входом второй схемы запрета, а выход последней - с датчиком случайных чисел, выход первой схемы запрета подключен к дешифратору номера канала гетеродина.
Такое устройство дает возможность отстраиваться от узкополосной помехи при случайной перестройке.
<mrow><mfrac><mi>K</mi><mi>N</mi></mfrac></mrow>
Недостатком данного устройства является то, что для поиска свободного канала при наличии плотной помехи (несколько постановщиков узкополосной или прицельной шумовой помехи), в общем случае, требуется количество выбросов случайного числа большее, чем количество каналов. Если имеется N каналов и K из них свободны, то вероятность выбора свободного канала после одного выброса случайного числа будет
.
Вероятность выбора свободного канала после n-выбросов будет:
<mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>1</mn><mo>−</mo><mfrac><mi>K</mi><mi>N</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>n</mi></msup></mrow>
;
откуда количество выбросов n будет равно
<mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>ln</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>1</mn><mo>−</mo><mi>P</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>ln</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>1</mn><mo>−</mo><mfrac><mi>K</mi><mi>N</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow>
.
п
в
Например, для р=0,999, N=10, K=2 число выбросов будет равно n=31. Обычно по условиям работы время, отведенное для поиска свободного канала, t≤N·t,
в
где t - время выбора кода номера одного канала по случайному закону.
Таким образом, за время поиска может быть не обнаружен свободный канал, и РЛС будет зондировать на последней выбранной частоте, даже если она занята помехой.
Целью изобретения является повышение помехозащищенности РЛС при сохранении скрытности ее работы в условиях постановки плотных активных шумовых помех.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее видеодетектор, узел управления, соединенные по выходам со входами анализатора помех и датчика случайных чисел, схему разделения, соединенную по входу с датчиком случайных чисел и схемой запрета, а по выходу с анализатором помех, схему сравнения, соединенную по входу с одним из выходов анализатора помех, другой выход анализатора помех соединен со входом схемы запрета, введены коммутатор, регистр, вторая схема сравнения, схема совпадения, запоминающее устройство и схема разделения, причем один вход коммутатора соединен со входом первой схемы сравнения, второй вход - с выходом видеодетектора и входом анализатора помех, третий - со входам датчика случайных чисел и входом схемы запрета, а выходы со входами регистра, выходы регистра со входами второй схемы сравнения, ее вторые входы соединены с выходами запоминающего устройства и входами схемы совпадения. Входы запоминающего устройства соединены с выходами датчика случайных чисел, выход второй схемы совпадения соединен со вторым входом схемы совпадения и управляющим входом запоминающего устройства. Выход схемы совпадения соединен с одним из входов второй схемы разделения, другие входы которой соединены с выходом схемы запрета и узла управления. Выход схемы разделения соединен со входом коммутатора.
Наличие указанных новых элементов обеспечивает нахождение свободного от помехи частотного канала с вероятностью, близкой единице, не более чем за N тактов обращения к запоминающему устройству, при сохранении случайности выбора номера частотного канала РЛС от зондирования к зондированию.
На чертеже представлена функциональная схема устройства, которая состоит из коммутатора 1, узла 2 управления, датчика 3 случайных чисел, анализатора 4 помех, регистра 5, видеодетектора 6, схемы 7 разделения, схемы 8 запрета, схемы 9 сравнения, схемы 10 сравнения, запоминающего устройства 11, схемы 12 совпадения, схемы 13 разделения. Схема 7 разделения соединена по входу с коммутатором 1, датчиком 3 случайных чисел и схемой 8 запрета, а по выходу - с анализатором 4 помех. Видеодетектор 5 соединен со входом анализатора 4 и коммутатора 1. Узел 2 управления соединен с анализатором 4, датчиком 3 и схемой 13 разделения. Анализатор 4 по входам соединен со входом схемы 8 запрета и схемы 9 сравнения. Выход схемы 9 сравнения соединен со входом коммутатора 1, с другими входами которого соединены выходы схемы 13 разделения, эти же выходы подаются на гетеродины. Выходы коммутатора 1 соединены с регистром 5, а его выход - со схемой 10 сравнения, датчик 3 - с запоминающим устройством 11, а его выходы - со схемой 10 сравнения и схемой 12 совпадения, выход схемы 10 сравнения - со входом схемы 12 совпадения и входом запоминающего устройства 11. Входы схемы 13 разделения соединены с выходом схемы 8 запрета и схемы 12 совпадения.
Устройство работает следующим образом. При поступлении команды на включение перестройки по случайному закону в интервале рабочей дальности РЛС случайные числа из датчика случайных чисел ДСЧ 3 записываются в ЗУ 11, причем повторная запись одного и того же числа исключается одним из известных методов. Запись в ЗУ 11 происходит до тех пор, пока все N разных чисел не будут записаны в ЗУ 11. В начале интервала нерабочей дальности во время обратного хода луча индикатора работает анализатор помех 4, на вход которого поступает сигнал помехи. Осуществляется поиск канала с минимальным уровнем помехи как и в режиме автоматической настройки на канал с наименьшим уровнем помехи. В то же время как и в устройстве по авторскому свидетельству №1840895, сигнал со второго выхода анализатора 4 помех сравнивается в первой схеме 9 сравнения с порогом, при работе в режиме случайной перестройки. Если порог превышен и при наличии разрешающего потенциала с видеодетектора 6, коммутатор 1 разрешает запись единицы в тот разряд регистра Pг 5, который соответствует номеру включенного гетеродина. За время анализа гетеродины включаются последовательно от первого до N-го командой из управляющего устройства 2 через схему 13 разделения. Таким образом, после окончания анализа в разрядах Pг 5, соответствующих номерам каналов, уровень помехи которых превысил порог, будет записана единица, а в анализаторе 4 хранится код номера канала с минимальным уровнем помех. Однако код номера канала с наименьшим уровнем помехи не поступит на гетеродины, так как схема 8 запрета закрыта потенциалом включения режима случайной перестройки. Далее происходит съем случайного числа из ЗУ 11 и сравнение его во второй схеме 10 сравнения с кодом в регистре 5. Если число, принятое из ЗУ 11 совпадает с кодом, записанным в регистр 5, то с выхода схемы 10 сравнения на схему 12 совпадения поступит запрет, а в запоминающее устройство 11 - сигнал на съем следующего числа и т.д. При наличии хотя бы одного свободного канала он будет найден максимум за N обращений к ЗУ 11. Полученное число в качестве номера частотного канала поступает на гетеродин. Когда какой-либо из рабочих каналов (гетеродин) не исправен, разрешающий потенциал с видеодетектора 6 не поступит на коммутатор 1 и в разряд Pг 5, соответствующий номеру неисправного канала, запишется единица, так же, как и при наличии помехи на данной частоте. Таким образом, этот канал не будет выбираться для перестройки.
Предложенное устройство позволяет с вероятностью, близкой единице, находить свободные от помехи рабочие каналы РЛС, если таковые имеются, за время, не превышающее времени выбора чисел из схемы запоминания, и при этом обеспечить скрытность работы за счет случайной перестройки несущей частоты РЛС по свободным от помехи частотным каналам.