ПАССИВНЫЙ КОГЕРЕНТНЫЙ РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС МЕТРОВОГО И ДЕЦИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ
PASSIVE COHERENT RADAR SYSTEM IN METRE AND DECIMETRE RANGE

Изобретение относится к пассивной радиолокации.
Наиболее близким к заявленному устройству является устройство пассивной РЛС FM диапазона, описанное в (James W.A. Brown. FM Airborne Passive Radar. A thesis submitted to University College London for the degree of Doctor of Philosophy in Electronic Engineering. Department of Electronic and Electrical Engineering. University College London. April 2013. Page 69, Figure 4.8). Структурная схема устройства приведена на фиг. П2.
В этом устройстве пассивной РЛС FM-диапазона для подсветки цели одновременно используются два вещательных передатчика, расположенных в разных местах и работающих на двух различных частотах. Это позволяет из одной точки измерять дальность до цели. Соответственно в устройстве применяются два независимых канала, построенных по супергетеродинному принципу.
Устройство содержит: последовательно соединенные антенну канала 1, фильтр радиочастоты канала I, усилитель радиочастоты канала 1, смеситель канала 1, фильтр промежуточной частоты канала 1, усилитель промежуточной частоты канала 1, а также гетеродин канала 1, также содержит последовательно соединенные антенну канала 2, фильтр радиочастоты канала 2, усилитель радиочастоты канала 2, смеситель канала 2, фильтр промежуточной частоты канала 2, усилитель промежуточной частоты канала 2, а также гетеродин канала 2, кроме того, содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, ЭВМ и индикатор пассивной РЛС FM-диапазона, при этом второй вход смесителя канала 1 соединен с выходом гетеродина канала 1, второй вход смесителя канала 2 соединен с выходом гетеродина канала 2, выходы усилителя промежуточной частоты канала 1 и усилителя промежуточной частоты канала 2 соединены со входами аналого-цифрового преобразователя.
Работает это устройство следующим образом. Радиосигналы от двух различных работающих на различных частотах передатчиков FM-диапазона приходят на две антенны соответственно двух каналов пассивной РЛС FM-диапазона. В каждом канале сигнал подвергается аналоговой обработке, стандартной для супергетеродинного приема. Затем сигнал преобразовывается в цифровую форму для дальнейшей обработки на ЭВМ с помощью двухканального АЦП, и в цифровой форме передается в ЭВМ. В ЭВМ производится измерение разности времени прихода сигнала, отраженного от цели, и сигнала, пришедшего прямо от передатчика, для каждого канала. Эта разность времени в каждом канале с точностью до коэффициента, равного скорости света, равна разности между суммой расстояний от пассивной РЛС до цели и от цели до передатчик расстоянием от пассивной РЛС до передатчика напрямую. Измерив обе указанные разности, зная расстояния между пассивной РЛС и обоими передатчиками и зная диаграммы направленности антенн каждого канала, в ЭВМ рассчитываются координаты цели, которые выводятся на индикатор пассивной РЛС FM диапазона.
Недостатками данного устройства является недостаточная дальность обнаружения цели, ограниченная мгновенным динамическим диапазоном усилителей промежуточной частоты каналов, которые одновременно усиливают прямые сигналы передатчиков и сигналы, отраженные от целей. Эти сигналы отличаются по уровню на несколько порядков.
Преодолеть указанный недостаток позволяет когерентный прием сигналов.
Для реализации когерентного приема сигналов предлагается следующее устройство (фиг. 1). При этом когерентный прием на 3 дБ улучшает отношение сигнал-шум. Кроме того, для расширения функциональных возможностей пассивной РЛС расширен ее диапазон с FM на весь метровый и дециметровый диапазон.
Таким образом предлагается следующее устройство.
Пассивный когерентный радиолокационный комплекс метрового и дециметрового диапазонов, содержащий последовательно соединенные антенну канала 1, фильтр радиочастоты канала 1, усилитель радиочастоты канала 1, смеситель канала 1, полосовой фильтр низкой частоты канала 1, усилитель низкой частоты канала 1, аналого-цифровой преобразователь канала 1, ЭВМ 8, индикатор пассивного когерентного радиолокационного комплекса метрового и дециметрового диапазонов 9, между антенной канала 1 и вторым входом смесителя канала 1 включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 1, усилитель несущей частоты канала 1, система фазовой автоподстройки частоты канала 1 и гетеродин канала 1, последовательно соединенные антенну канала 2, фильтр радиочастоты канала 2, усилитель радиочастоты канала 2, смеситель канала 2, полосовой фильтр низкой частоты канала 2, усилитель низкой частоты канала 2, аналого-цифровой преобразователь канала 2, при этом выход аналого-цифрового преобразователя канала 2 соединен со вторым входом ЭВМ 8, между антенной канала 2 и вторым входом смесителя канала 2 включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 2, усилитель несущей частоты канала 2, система фазовой автоподстройки частоты канала 2 и гетеродин канала 2, при этом управляющий выход гетеродина канала 1 соединен с управляющим входом системы фазовой автоподстройки частоты канала 1, а управляющий выход гетеродина канала 2 соединен с управляющим входом системы фазовой автоподстройки частоты канала 2.
Работает предложенное устройство аналогично прототипу. Принципиальным отличием предложенного устройства от прототипа являются введенные в устройство система фазовой автоподстройки частоты канала 1 и система фазовой автоподстройки частоты канала 2, управляющие гетеродином канала 1 и гетеродином канала 2. На сами системы фазовой автоподстройки частоты подаются сигналы несущих частот передатчиков и сигналы гетеродина канала 1 и гетеродина канала 2. При этом для увеличения помехоустойчивости и соответственно дальности обнаружения цели пассивного когерентного радиолокационного комплекса метрового и дециметрового диапазонов в устройство включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 1, усилитель несущей частоты канала 1 и последовательно соединенные полосовой фильтр низкой частоты канала 1, усилитель низкой частоты канала 1 и последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 2, усилитель несущей частоты канала 2 и последовательно соединенные полосовой фильтр низкой частоты канала 2, усилитель низкой частоты канала 2, а выходы усилителя несущей частоты канала 1 и усилителя несущей частоты канала 2 соединены со входами несущих частот системы фазовой автоподстройки частоты канала 1 и системы фазовой автоподстройки частоты канала 2.
Пассивный когерентный радиолокационный комплекс, фиг. 1, содержит:
1 - антенна канала 1
2 - фильтр радиочастоты канала 1
3 - усилитель радиочастоты канала 1
4 - смеситель канала 1
5 - полосовой фильтр низкой частоты канала 1
6 - усилитель низкой частоты канала 1
7 - аналого-цифровой преобразователь канала 1
8 - ЭВМ
9 - индикатор пассивного когерентного радиолокационного комплекса метрового и дециметрового диапазонов
10 - фильтр несущей частоты канала 1
11 - усилитель несущей частоты канала 1
12 - система фазовой автоподстройки частоты канала 1
13 - гетеродин канала 1
14 - антенна канала 2
15 - фильтр радиочастоты канала 2
16 - усилитель радиочастоты канала 2
17 - смеситель канала 2
18 - полосовой фильтр низкой частоты канала 2
19 - усилитель низкой частоты канала 2
20 - аналого-цифровой преобразователь канала 2
21 - фильтр несущей частоты канала 2
22 - усилитель несущей частоты канала 2
23 - система фазовой автоподстройки частоты канала 2
24 - гетеродин канала 2
Литература
1. James W.A. Brown confirm that the work presented in this thesis is my own. Where information has been derived from other sources, I confirm that this has been indicated in the thesis. A thesis submitted to University College London for the degree of Doctor of Philosophy in Electronic Engineering. Department of Electronic and Electrical Engineering. University College, London. April 2013. Page 69, Figure 4.8.