РАДИОЛОКАЦИОННАЯ МОНОИМПУЛЬСНАЯ АМПЛИТУДНАЯ СУММАРНО-РАЗНОСТНАЯ СИСТЕМА
RADAR MONOPULSE AMPLITUDE SUM-DIFFERENCE SYSTEM

Изобретение относится к радиолокационным системам (РЛС) с импульсным фазоманипулированным зондирующим сигналом, используемым на подвижных носителях, преимущественно на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), и предназначенным для обнаружения и сопровождения моноимпульсным способом сигналов от объектов назначения (целей).
Существенное влияние на точность пеленгации моноимпульсных амплитудных суммарно-разностных систем, использующих в качестве зондирующего сложного, в том числе с фазовой манипуляцией, сигнала, оказывает идентичность амплитудно-частотных характеристик суммарного и разностного приемных каналов. Поэтому в таких системах, используемых в настоящее время, принимаются меры по ее обеспечению.
Известна радиолокационная моноимпульсная амплитудная суммарно-разностная система [1], в которой для повышения точности пеленгации в сверхвысокочастотный тракт разностного канала дополнительно включен регулируемый фазовращатель, с помощью которого происходит компенсация фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов.
Известна система по патенту [2], в состав которой входят: приемопередающая фазированная антенная решетка, моноимпульсный облучатель, трехканальное приемное устройство, аналого-цифровые преобразователи, передающее устройство, генератор сигналов, вычислитель и излучатель. Для компенсации амплитудно-фазовых неидентичностей она содержит зонд для ввода пилот-сигнала с известными параметрами. Компенсация амплитудно-фазовых неидентичностей в этой системе выполняется в цифровом виде после демодуляции средствами БЦВМ.
Недостатком этой системы является необходимость введения дополнительного тракта для передачи пилот-сигнала, что встречает известные конструктивные сложности для малогабаритных РЛС БПЛА, требует наличия современных средств цифровой обработки сигнала, может ухудшать направленные характеристики антенной системы, вызванные затенением зонда пути приема / передачи антенны.
Наиболее близким аналогом предлагаемой системы, принятым за прототип, является радиолокационная моноимпульсная амплитудная суммарно-разностная система по патенту [3].
Структурная схема прототипа приведена на фиг. 1 описания изобретения к патенту [3].
На указанной схеме выходы сигналов суммарного и разностного каналов блока 10 усилителей высокой частоты соединены с соответствующими сигнальными входами блока 11 смесителей, гетеродинный вход которого соединен с выходом сигналов гетеродинной частоты возбудителя 1, а выходы сигналов суммарного и разностного каналов блока 11 смесителей через блок 12 усилителей промежуточной частоты соединены с входами соответственно блока 13 квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей сигналов суммарного канала и блока 14 квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей сигналов разностного канала, опорные входы которых подключены к выходу опорных сигналов возбудителя 1.
Выходы бинарно квантованных квадратурных сигналов блока 13 ФД-АК сигналов суммарного канала подключены к информационным входам доплеровского коммутатора 17 сигналов суммарного канала, выходы которого соединены с информационными входами цифрового согласованного фильтра 15 сигналов суммарного канала.
Выходы бинарно квантованных квадратурных сигналов блока 14 ФД-АК сигналов разностного канала подключены к информационным входам доплеровского коммутатора 18 сигналов разностного канала, выходы которого соединены с информационными входами цифрового согласованного фильтра 16 сигналов разностного канала.
Недостатком этой системы является отсутствие встроенных устройств аналого-цифрового преобразования и невозможности проведения настройки для компенсации фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов средствами БЦВМ.
Выполнение неавтоматизированной настройки может приводить к следующим недостаткам:
1. Снижению точности пеленгации, вызванной неполной компенсацией фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов.
2. Высокой трудоемкости и длительному времени выполнения.
3. Отсутствию повторяемости результатов настройки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения являются:
1. Улучшение точности пеленгации ввиду улучшения качества настройки.
2. Сокращение времени выполнения настройки.
Для достижения заявленного результата предлагается для настройки компенсации фазовой неидентичности параметров суммарного и разностного каналов в систему по прототипу дополнительно ввести подключаемый блок автоматической настройки.
Сущность изобретения поясняется структурной схемой, представленной на фиг. 1.
На фиг. 1 показана общая схема радиолокационной моноимпульсной амплитудной суммарно-разностной системы БПЛА, где:
1 - антенна,
2 - суммарно-разностный преобразователь,
3 - антенный переключатель,
4 - блок усилителей высокой частоты (УВЧ), состоящий из двух параллельно работающих каскадов УВЧ для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС,
5 - блок смесителей, состоящий из двух параллельно работающих смесителей для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС,
6 - блок усилителей промежуточной частоты (УПЧ), состоящий из двух параллельно работающих каскадов УПЧ для сигналов суммарного и разностного каналов РЛС,
7 - блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей (ФД-АК) сигналов суммарного канала, включающий последовательно соединенные блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временной квантователь,
8 - доплеровский коммутатор сигналов суммарного канала,
9 - блок квадратурных фазовых детекторов и амплитудно-временных квантователей сигналов разностного канала, выполненный аналогично блоку 7 ФД-АК,
10 - доплеровский коммутатор сигналов разностного канала, выполненный аналогично доплеровскому коммутатору 8,
11 - выносной облучатель,
12 - генератор пилот-сигнала,
13 - контроллер,
14 - блок аналого-цифровой обработки.
На фиг. 1 к радиолокационной моноимпульсной амплитудной суммарно-разностной системе-прототипу параллельно выходам блока квадратурных фазовых детекторов (ФД) блока 7 ФД-АК и блока 9 ФД-АК подключены соответственно первый и второй, третий и четвертый входы блока 14 аналого-цифровой обработки блока автоматической настройки. Выход выносного облучателя 11 блока автоматической настройки поступает на вход антенны 1.
Сигнал, сформированный генератором 12 пилот-сигнала через выносной облучатель 11, поступает на вход антенны 1. Результаты обработки пилот-сигнала в виде выходных квадратурных сигналов блоков 7 ФД-АК и блока 9 ФД-АК подвергаются аналого-цифровому преобразованию в блоке 14 аналого-цифровой обработки, после чего в виде выборок цифрового сигнала поступают в контроллер 13.
Контроллер 13 производит вычисление фазового сдвига между сигналами суммарного и разностного каналов, после чего определяет требуемую величину компенсации для настройки системы.
Алгоритм работы контроллера 13 поясняют следующие формулы.
, где
- массив выборок синфазного выхода блока 7 ФД;
- массив выборок квадратурного выхода блока 7 ФД;
- массив выборок синфазного выхода блока 9 ФД;
- массив выборок квадратурного выхода блока 9 ФД;
- массив комплексных выборок выхода блока 7 ФД;
- массив комплексных выборок выхода блока 9 ФД;
Δϕ - сдвиг фаз между сигналами суммарного и разностного каналов.
Литература
1. Современная радиолокация (анализ, расчет и проектирование систем). Пер. с англ. под ред. Кобзарева Ю.Б. - Изд-во "Советское радио". 1969 г., с. 590-593.
2. Моноимпульсная радиолокационная станция с автоматической калибровкой: патент РФ №2389038, МПК G01S 13/44.
3. Моноимпульсная радиолокационная система: патент РФ №2309430, МПК G01S 13/44.