УСТРОЙСТВО ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ СЕЛЕКЦИИ И КОМПЕНСАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ЛОВУШЕК

Полезная модель относится к радиолокации и может использоваться как устройство, обеспечивающее компенсацию влияния радиоэлектронной защиты на точность пеленгования цели.
Известны различные типы устройств борьбы со средствами радиоэлектронной защиты при сопровождении объектов бронетанковой техники [1]. Недостатком данных устройств является то, что не учитывается влияние флуктуационной ошибки, вызванной угловым шумом, на точность пеленга протяженной цели при решении задач самонаведения на нее противотанковой управляемой ракеты. В связи с чем есть необходимость в разработке устройств по уменьшению этих ошибок. Простые методы фильтрации не дают существенных результатов. Различные нелинейные методы также имеют низкую эффективность, но требуют уточнения с учетом особенностей сопряжения в коротковолновой части миллиметрового диапазона волн.
Поскольку, частотное усреднение неприменимо для использования в коротковолновой части миллиметрового диапазона волн, а перспективные радиолокационные системы управления строятся именно в этом диапазоне, особое внимание необходимо обращать на совершенствование поляризационных методов и устройств повышения точности пеленгации.
Наиболее близким к заявленной полезной модели относится способ и устройство для обнаружения и селекции радиолокационных сигналов, приведенные в [2]. Способ для обнаружения и селекции радиолокационных сигналов заключается в приеме двух ортогональных компонент сигнала, преобразование аналоговых сигналов приемных устройств в цифровую форму, запоминание их в устройствах памяти, интерполирование цифровых сигналов, запоминание интерполированных цифровых сигналов и последующие определения отношения амплитуд и разности фаз ортогональных компонент селектируемого сигнала.
Недостатком способа-прототипа является то, что он не позволяет осуществлять селекцию сигналов по поляризационному признаку, принимать решение о наличии или отсутствии обнаруживаемого сигнала и проводить компенсацию влияния радиоэлектронной защиты на точность пеленгования цели. Недостатком устройства-прототипа является то, что в этом устройстве отсутствует блок, осуществляющий принятие решения о наличии или отсутствии обнаруживаемого, селектируемого сигнала по поляризационному признаку и передающие устройство, уменьшающие действие угловых шумов, вызываемых радиолокационными ловушками на систему сопровождения или наведения.
Цель полезной модели - создание устройство поляризационной селекции и компенсации радиолокационных ловушек, которые уменьшат влияния радиоэлектронной защиты на точность пеленгования цели и повысят боевую эффективность противотанковых средств.
На фиг. 1 показана функциональная схема устройства поляризационной селекции и компенсации радиолокационных ловушек.
Схема содержит:
1 - передающее устройство;
2 - генератор;
3 - ферритовая секция;
4, 5 - поляризационные решетки;
6 - пластины анизотропного кристаллического кварца;
7, 8 - ферритовые секции;
9, 10, 11, 12 - смесители;
13, 14 - гетеродин;
15, 16 - предварительный усилитель промежуточной частоты;
17, 18 - усилитель промежуточной частоты;
19, 20 - фазовый детектор;
21, 22 - фильтр нижних частот;
23, 24 - аналого-цифровой преобразователь;
25, 26 - схемы коммутации;
27 - микропроцессор.
Устройство поляризационной селекции и компенсации радиолокационных ловушек состоит из передающего устройства 1 генератора 2, ферритовой секции 3, поляризационных решеток 4, 5, закрепленных в плечах волноводных тройников, пластины анизотропного кристаллического кварца 6, закрепленного между ферритовыми секциями 7, 8. Сигнал разделяется на каналы I и II, в которые параллельно встроены смесители 9, 10, 11, 12, гетеродин 13, 14, предварительный усилитель промежуточной частоты 15, 16, усилитель промежуточной частоты 17, 18, фазовый детектор 19, 20, фильтр нижних частот 21, 22, аналого-цифровой преобразователь 23, 24, схемы коммутации 25, 26. Управление вращением плоскости поляризации в ферритовые секции 3, 7, 8 осуществляется микропроцессором 27.
Рассмотрим как реализуются на фиг. 1 такие виды поляризации как: а - вертикальная; б - линейная с углом наклона 45°; в - круговая. Генератор 2 излучает электромагнитную волну, которая через возбудитель возбуждает в тракте сверхразмерного миллиметрового диапазона волн вертикальной поляризации. Поляризационная решетка 4 сориентирована перпендикулярно, а решетка 5 и оси анизотропии кристаллического кварца под углом 45° к исходному вектору электрического поля.
у
у
х
у
у
у
х
у
у
х
Основная составляющая Е вектора поля проходит через поляризационную решетку 4 беспрепятственно. Ферритовая секция 3 постоянно осуществляет поворот плоскости поляризации на 45° и обеспечивает развязку сигнала на прием и передачу. В первом случае (вертикальная поляризация) угол наклона плоскости поляризации ферритовых секций 7, 8 равен 0° и составляющая Е без изменения проходит в облучатель и излучается в пространство. В режиме приема кроссовая составляющая Е' отражается от решетки 5, поступает в канал II, а Е', пройдя через решетку 5, повернув плоскость поляризации в ферритовой секции 3 на 45° в ту же сторону, что и при приеме, отразится от решетки 4 и поступит в канал I. Во втором случае угол поворота плоскости поляризации ферритовой секции задается равным 0°, а ферритовой секции 8-45°. Ферритовая секция 8 доворачивает вектор Е на 45° и излученная электромагнитная волна имеет линейную поляризацию с углом 45°. При приеме основная компонента Е' поступает в канал II, а кроссовая Е' - в канал I. Круговая поляризация полученной излученной электромагнитной волной реализуется при условии поворота ферритовой секцией 7 плоскости поляризации на 45° при размагниченной управляющей катушке ферритовой секции 8. Составляющая Е, изменив плоскость поляризации в ферритовой секции 7 на 45° с помощью анизотропного кварца 6, преобразуется в волну с круговой поляризацией. В этом случае в режиме приема составляющая Е'поступит во второй канал, а Е'- в первый.
Двухканальный по поляризации приемный тракт обеспечивает двойное преобразование и усиление сигнала на промежуточных частотах.
Принцип работы устройства поляризационной селекции и компенсации радиолокационных ловушек заключается в следующем. Генератор 2 излучает электромагнитную энергию в виде последовательности импульсов. Процессор 27 реализует изменение поляризации последовательности излученных сигналов в соответствии с заданной программой. Поляризация излученной электромагнитной волной меняется от импульса к импульсу, реализуя рассмотренные выше виды. Принятый сигнал после обработки в двухканальном приемном тракте преобразуется в аналого-цифровой преобразователь 23, 24 в последовательность амплитуд и в цифровом виде через схему коммутации поступает в микропроцессор 27. В микропроцессоре 27 по заданному алгоритму производится анализ ортогональных составляющих сигнала.
Анализ основан на известных поляризационных свойствах уголковых отражателей, позволяет выявить наличие в сигнале параметров, свойственных помехе, определить канал приема, по которому проходит помеха, и компенсировать ее путем отключения этого канала. Кроме того, вычислитель определяет оптимальный вид поляризации из последовательности принятых сигналов, по амплитуде и фазе которых необходимо оценивать координаты энергетического центра отражения цели.
Известно, что двугранный уголковый отражатель обладает в пределах основного лепестка индикатриссы одинаковыми рассеивающими свойствами на горизонтальной, вертикальной и двух круговых поляризациях при взаимном приеме, а также на наклонной поляризации под углом 45° при ортогональном приеме.
Трехгранный уголковый отражатель в основном лепестке индикатриссы рассеяния при любых линейных поляризациях падающего поля не создает кросс - поляризованного отраженного сигнала. Из этого следует вывод, что в отличие от двугранного, трехгранный уголковый отражатель на круговой поляризации при взаимном приеме дает нулевую ЭПР.
Таким образом, анализируя в двух каналах последовательно ортогональные составляющие отраженного сигнала, излученного с различными видами поляризации, по известным критериям можно выявить наличие в составе цели двугранных или трехгранных уголковых отражателей или других помех.
х
у
у
Определив в микропроцессоре обработки в составе цели наличие трехгранных уголковых отражателей, обработка отраженного сигнала в устройстве селекции и компенсации радиолокационных ловушек осуществляется в I канале приемного тракта по кроссовой составляющей Е'каждого второго поступившего импульса, а во II канале - по кроссовой составляющей Е' каждого первого импульса и основной составляющей Етретьего импульса.
В случае выявления в составе цели двугранных уголковых отражателей обработка сигнала осуществляется во II канале по основной составляющей Е'у каждого второго импульса, а канал I остается закрытым.
В процессе обработки в микропроцессоре производится накопление дискретных значений амплитуды и фазы отраженного сигнала по рабочим каналам, определяется величина и направление отклонения энергетического центра отражения от геометрического центра цели и осуществляется их усреднение.
Из вышеприведенного следует, что предлагаемое устройство в отличие от устройства-прототипа позволяет уменьшить действие угловых шумов, вызываемых радиолокационными ловушками, на систему сопровождения или наведения, что в конечном итоге приводит к повышению боевой эффективности противотанковых средств.
Список использованных источников:
1. Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания, М.: Радио и связь, 1986.
2. Пат.США US 6,768,971 Bl, H01Q 21/06. Опубл. 27.07.2004 -прототип.