РАДИОЛОКАТОР
RADAR SET

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах поиска и сопровождения воздушных и космических объектов в процессе обзора пространства.
Известен Радиолокатор, изложенный в патенте №2161807, автор Часовской А.А. от 10.01.2001 г. бюл. №1. В нем в процессе вращения диаграммы направленности излучаются электромагнитные импульсы с увеличенной частотой следования. В процессе приема отраженных от объектов сигналов определяется их направление. Дальность, есть разность времени излучения в направлении на объект и времени приема сигнала от объекта, находящегося на этом же направлении. Режим обзора может осуществляться с помощью механического вращения антенн. Однако в устройстве может иметь место неоднозначное определение дальности.
Известен Радиолокатор, изложенный в патенте №2337377 автор Часовской А.А. от 27.10.2008 г. бюл. №30. В нем круговой обзор может осуществляться и с помощью механического вращения диаграммы направленности. При этом в состав передающего устройства может входить передатчик и узконаправленная передающая антенна, вращающаяся с помощью привода, а в состав пеленгационного приемного устройства может входить жестко связанная с передающей приемная антенна с пересекающимися диаграммами направленности и устройство определения направления, информация с которого поступает в постоянное запоминающее устройство. В нем зашиты направления центральной оси передающей диаграммы направленности в момент излучения импульсов. При этом выбирается то направление, которое наиболее близко подходит к зашитому направлению, и из времени излучения зондирующего импульса по этому направлению в вычитателе вычитается время прихода отраженного сигнала по вышеупомянутому направлению и разность характеризует дальность. В процессе ускоренного обзора после поворота передающей диаграммы направленности на величину собственной ширины излучается импульс. При этом частота излучения импульсов увеличена в десять и более раз, что обеспечивает уменьшение времени обзора. От обзора к обзору изменяется фаза излучений. Дальность и направление отображаются на индикаторе. Однако для увеличения точности определения дальности необходимы дополнительные сложные узлы, в частности, оперативное запоминающее устройство, счетчики времени, преобразователи. С помощью предлагаемого устройства увеличивается точность определения дальности без введения дополнительных сложных узлов. Достигается это введением датчика направлений и угловых меток с секундным разрешением, счетчика меток, дешифратора поворота луча на величину собственной ширины, дешифратора начала обзора, линии задержки, элемента И-ИЛИ и симметричного триггера, при этом датчик направлений и угловых меток с секундным разрешением жестко связан с приводом и имеет группу выходов, соединенную со второй группой входов вычитателя и с группой входов дешифратора начала обзора, выход которого соединен с входом симметричного триггера, имеющего первый и второй выходы, соответственно соединенные с первым и вторым входами постоянного запоминающего устройства, группа выходов которого соединена с первой группой входов вычитателя, группа выходов которого соединена со второй группой входов индикатора, а вышеупомянутый вход этого триггера также соединен через линию задержки с первым входом элемента И-ИЛИ, имеющим второй вход, соединенный с вторым выходом симметричного триггера, а третий и четвертый входы элемента И-ИЛИ соответственно соединены с выходом вышеупомянутого дешифратора начала обзора и с первым выходом симметричного триггера, а выход элемента И-ИЛИ соединен со вторым входом счетчика меток, первый вход которого соединен с выходом датчика направления и угловых меток с секундным разрешением, а группа его выходов соединена с группой входов дешифратора поворота луча на величину собственной ширины, имеющего выход, соединенный с входом передатчика.
На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - передатчик;
2 - узконаправленная передающая антенна;
3 - приемная антенна с пересекающимися диаграммами направленности;
4 - устройство определения направления;
5 - привод;
6 - датчик направлений и угловых меток с секундным разрешением;
7 - постоянное запоминающее устройство;
8 - счетчик меток;
9 - вычитатель;
10 - дешифратор поворота луча на величину собственной ширины;
11 - дешифратор начала обзора;
12 -индикатор;
13 - элемент И-ИЛИ;
14 - линия задержки;
15 - симметричный триггер.
При этом выход передатчика 1 соединен с входом узконаправленной передающей антенны 2, жестко связанной с приводом 5 и приемной антенной с пересекающимися диаграммами направленности 3, имеющей выход, соединенный с входом устройства определения направления 4, группа выходов которого соединена с группой входов постоянного запоминающего устройства 7 и с первой группой входов индикатора 12, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов вычитателя 9, первая и вторая группы входов которого соответственно соединены с группой выходов постоянного запоминающего устройства 7 и с группой выходов датчика направлений и угловых меток с секундным разрешением 6, жестко связанного с приводом 5, и соединенным также с группой входов дешифратора начала обзора 11, имеющего выход, соединенный с входом симметричного триггера 15, с третьим входом элемента И-ИЛИ 13 и через линию задержки 14 с первым входом этого элемента, второй вход которого соединен с вторым выходом симметричного триггера 15 и с вторым входом постоянного запоминающего устройства 7, а четвертый вход соединен с первым выходом симметричного триггера 15 и с первым входом постоянного запоминающего устройства 7, а выход элемента И-ИЛИ 13 соединен со вторым входом счетчика меток 8, имеющий первый вход, соединенный с выходом датчика направлений и угловых меток с секундным разрешением 6, и имеющим группу выходов, соединенную с группой входов дешифратора поворота луча на величину собственной ширины 10, имеющего выход, соединенный с входом передатчика 1.
Устройство работает следующим образом.
Передатчик 1 по команде с дешифратора поворота луча на величину собственной ширины 10 формирует электромагнитный импульс, поступающий в узконаправленную передающую антенну 2. Электромагнитная энергия, излучаемая этой антенной, отражается от объекта и поступает в приемную антенну с пересекающимися диаграммами направленности 3, с выхода которой сигнал поступает в устройство определения направления 4, определяющее направление моноимпульсным методом. Приемная и передающая антенны вращаются с помощью привода 5. С выхода устройства определения направления 4 информация поступает в постоянное запоминающее устройство 7. В нем зашиты направления центральной оси передающей диаграммы направленности в момент излучения импульсов. При этом выбирается то направление, которое наиболее близко подходит к принимаемому направлению, с учетом изменяющейся от обзора к обзору фазы передающего луча. При равноудаленных значениях в пределах разрешающей способности по направлению выбор зашитого направления не осуществляется и может быть произведен при следующем обзоре после смены фазы. При этом исключается неоднозначность определения дальности. Признаки фазы поступают на первый и второй входы постоянного запоминающего устройства 7 с первого и второго выходов симметричного триггера 15. Выбранное направление с группы выходов постоянного запоминающего устройства 7 поступает на первую группу входов вычитателя 9, где вычитается из текущего углового направления с датчика направления и угловых меток с секундным разрешением 6, жестко связанным с приводом 5. Датчик 6 выполнен так, как показано в патенте №2186406 под названием «Датчик азимутальных меток». При этом имеется ввиду, что за время запаздывания отраженного от объекта сигнала скорость вращения привода 5 практически не изменится, что дает возможность определить текущее значение направления вращения центральной оси антенны с точностью до доли секунды и уменьшить до минимума вероятность ошибки в выборе направления излучения импульса в постоянном запоминающем устройстве 7. Информация с группы выходов вычитателя 9, представляющая собой информацию о дальности, вместе с информацией о направлении с группы выходов устройства определения направления 4 отображается на индикаторе 12. Момент изменения фазы фиксирует дешифратор начала обзора 11, на группу входов которого поступает информация с вышеупомянутого датчика 6. С выхода дешифратора сигнал поступает на вход симметричного триггера 15, который переключается из одного состояния в другое и выдает сигналы на первый и второй входы постоянного запоминающего устройства 7. Таким образом, выбранные направления в постоянном запоминающем устройстве 7 в связи с изменением фазы отличаются от обзора к обзору. С выхода дешифратора 11 сигнал также поступает через линию задержки 14, равную времени поворота передающего луча на величину, равную половине его ширины на первый вход элемента И-ИЛИ 13, а на второй вход поступает разрешение с второго выхода симметричного триггера 15, после его переключения. С выхода элемента И-ИЛИ 13 сигнал поступает на установку в исходное состояние счетчика меток 8. Счетчик меток считает количество меток с датчика 6, при котором луч повернется на величину собственной ширины, что фиксирует дешифратор поворота луча на величину собственной ширины 10 и выдает сигнал на запуск передатчика 1.
При следующем обзоре на третий и четвертый входы элемента И-ИЛИ 13 поступают соответственно сигналы с выхода дешифратора 11 и с первого выхода симметричного триггера 15, после чего счетчик 8 устанавливается в исходное состояние и фаза перемещения луча сдвигается в обратную сторону.
Приведем пример конкретного исполнения. Пусть антенны вращаются в режиме кругового обзора со скоростью 60 об/мин. Форма диаграммы направленности передающей антенны составляет 0,5° по азимуту и 20° по углу места. За время поворота передающей антенны на величину собственной ширины луча излучается один импульс. Частота следования импульсов составляет 700 Гц. Тогда при максимальной дальности обнаружения 1000 км, ширина зоны пересекающихся двух диаграмм направленности приемной антенны, повернутой в относительно передающего луча в сторону, обратную вращению, составит 2,5° при ширине каждой диаграммы в 5°. Разрешающая способность по направлению 10 минут. Погрешность определения дальности 20 метров. Возможны и другие варианты исполнений.
Предлагаемое устройство может быть использовано в системах управления и контроля за воздушным и космическим движением и может быть размещено в наземных, в том числе и подвижных условиях, а также в корабельных и бортовых условиях. Благодаря уменьшению количества сложных узлов обеспечивается экономический эффект.