RU1840929C - Moving target selection device - Google Patents

Moving target selection device

Info

Publication number
RU1840929C
RU1840929C SU2277097/07A SU2277097A RU1840929C RU 1840929 C RU1840929 C RU 1840929C SU 2277097/07 A SU2277097/07 A SU 2277097/07A SU 2277097 A SU2277097 A SU 2277097A RU 1840929 C RU1840929 C RU 1840929C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
radar
phase detector
receiver
output
Prior art date
Application number
SU2277097/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Николаевич Стройнюк
Original Assignee
Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант" filed Critical Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант"
Priority to SU2277097/07A priority Critical patent/RU1840929C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1840929C publication Critical patent/RU1840929C/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: device includes series-connected antenna, antenna switch and receiver, series-connected pulse transmitter, the second output of which is connected to the second input of the antenna switch, a coherent phasing unit, a heterodyne, a phase detector and a Doppler frequency generating unit. A signal carrier frequency divider is connected between the output of the receiver and the signal input of the phase detector.
EFFECT: high probability of detecting moving targets.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к импульсным радиолокационным системам (РЛС) с селекторами движущихся целей (СДЦ), и предназначено для повышения эффективности распознавания различия между неподвижными и подвижными объектами или между объектами, движущимися с различными скоростями.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to pulsed radar systems (radar) with selectors for moving targets (SDC), and is intended to increase the efficiency of recognition of the difference between stationary and moving objects or between objects moving at different speeds.

Стробоскопический эффект в импульсных РЛС с СДЦ проявляется в неоднозначном измерении допплеровского смещения частоты эхо-сигналов, отраженных от движущихся целей. Это приводит, во-первых, к появлению, так называемых, "слепых" скоростей. "Слепые" скорости соответствуют перемещению цели за время между излучением последовательных зондирующих импульсов на расстояние n λ 2

Figure 00000001
, где n=1, 2, 3, …, λ - длина рабочей волны РЛС. Такое перемещение приводит к тому, что принимаемые сигналы имеют фазовый сдвиг между последовательными импульсами, равный 360° или кратный этому значению. При таком фазовом сдвиге напряжение на выходе фазового детектора РЛС не изменяется, поэтому сигнал этой цели подавляется в СДЦ. Следует отметить, что при фазовом сдвиге, близком к 360° (или 0°), СДЦ воспринимает эхо-сигналы как сигналы медленно движущихся целей и компенсирует их. Следовательно, первый недостаток, обусловленный стробоскопическим эффектом, заключается в том, что значительное количество целей, движущихся со скоростями, равными или близкими к "слепым", воспринимаются СДЦ как неподвижные или медленно движущиеся и компенсируются, что исключает возможность их обнаружения.The stroboscopic effect in pulsed radar with SDC is manifested in the ambiguous measurement of the Doppler frequency shift of the echo signals reflected from moving targets. This leads, firstly, to the appearance of so-called “blind” speeds. "Blind" speeds correspond to the movement of the target during the time between the radiation of consecutive probe pulses over a distance n λ 2
Figure 00000001
where n = 1, 2, 3, ..., λ is the radar operating wavelength. This movement leads to the fact that the received signals have a phase shift between successive pulses equal to 360 ° or a multiple of this value. With such a phase shift, the voltage at the output of the radar phase detector does not change, therefore, the signal of this target is suppressed in the SDC. It should be noted that with a phase shift close to 360 ° (or 0 °), the SDS perceives echo signals as signals of slowly moving targets and compensates for them. Therefore, the first drawback caused by the stroboscopic effect is that a significant number of targets moving at speeds equal to or close to “blind” are perceived by the SDC as stationary or slowly moving and compensated, which excludes the possibility of their detection.

Второй существенный недостаток, обусловленный стробоскопическим эффектом, заключается в том, что все допплеровские частоты приводятся в диапазон 0-Fп/2, где Fп - частота повторения зондирующих импульсов РЛС. Однако именно в этом диапазоне частот проявляются нестабильности когерентного режима РЛС. Это можно пояснить на таком примере. Допустим, от импульса к импульсу по любой причине фаза зондирующих сигналов изменяется относительно фазы когерентного гетеродина знакопеременно на 0,01 радиана (0,57°). Такая нестабильность приводит к тому, что в спектре эхо-сигналов всех целей появляется частота Fп/2 с уровнем -40 дБ относительно их амплитуды. Эта составляющая проходит через СДЦ без компенсации, как оптимальная, и снижает коэффициент улучшения СДЦ, при идеальности остальных параметров, до 40 дБ. Если нестабильность когерентного режима изменяется медленнее, то новая частота оказывается внутри диапазона 0÷Fп/2, и в зависимости от значения нижней частоты среза частотной характеристики фильтра СДЦ эта составляющая будет выделяться или ослабляться на величину, зависящую от крутизны ската частотной характеристики селектора. Таким образом, второй недостаток, обусловленный стробоскопическим эффектом, заключается в необходимости обеспечения высокой степени когерентности, в связи с чем РЛС, по сути, превращается в высокоточную фазоизмерительную систему, причем, отношение обрабатываемых сигналов достигает 1020. Это приводит к значительному повышению сложности и стоимости РЛС.The second significant drawback due to the stroboscopic effect is that all Doppler frequencies are brought into the range 0-F p / 2, where F p is the repetition frequency of the probe radar pulses. However, it is in this frequency range that the instabilities of the coherent radar regime are manifested. This can be illustrated by such an example. Suppose, from pulse to pulse for any reason, the phase of the probing signals changes relative to the phase of the coherent local oscillator alternately by 0.01 radians (0.57 °). Such instability leads to the fact that in the spectrum of echo signals of all targets appears frequency F p / 2 with a level of -40 dB relative to their amplitude. This component passes through the SDS without compensation, as optimal, and reduces the coefficient of improvement of the SDS, with the ideality of the remaining parameters, to 40 dB. If the instability of the coherent mode changes more slowly, the new frequency is within the range 0 ÷ F p / 2, and depending on the value of the lower cutoff frequency of the frequency response of the SDC filter, this component will be allocated or weakened by an amount depending on the slope of the slope of the frequency response of the selector. Thus, the second drawback due to the stroboscopic effect is the need to ensure a high degree of coherence, in connection with which the radar, in fact, turns into a high-precision phase-measuring system, and the ratio of the processed signals reaches 10 20 . This leads to a significant increase in the complexity and cost of the radar.

Третий и, пожалуй, самый неприятный недостаток, обусловленный стробоскопическим эффектом, заключается в наложении в частотной области эхо-сигналов целей, движущихся с разными радиальными скоростями. При отсутствии стробоскопического эффекта, например, в допплеровских РЛС с непрерывным излучением, частотный отклик каждой цели пропорционален ее радиальной скорости. Это позволяет выбрать частоту режекции фильтра СДЦ таким образом, чтобы сигналы неподвижных в медленнодвижущихся целей подавлялись, а сигналы быстродвижущихся целей выделялись. Эффект наложения не позволяет однозначно установить порог (критерий) "движется - не движется", и в результате эффективность работы СДЦ в РЛС оказывается невысокой. Если выбрать порог (задается нижним срезом частотной характеристики фильтра СДЦ) очень низким, то не обеспечивается эффект подавления медленно движущихся пассивных помех, если частоту среза выбрать повыше, то чрезмерно расширяются зоны "слепых" скоростей и повышается вероятность пропуска скоростных целей.The third and perhaps the most unpleasant drawback caused by the stroboscopic effect is the overlap in the frequency domain of the echo signals of targets moving with different radial speeds. In the absence of a stroboscopic effect, for example, in Doppler radars with continuous radiation, the frequency response of each target is proportional to its radial speed. This allows you to choose the frequency of the notch filter SDS so that the motionless signals in slow moving targets are suppressed, and the signals of fast moving targets are allocated. The overlay effect does not allow us to unambiguously establish the threshold (criterion) "moves - does not move", and as a result, the efficiency of the MIS in the radar is low. If the threshold (set by the lower cutoff of the frequency response of the SDC filter) is very low, the effect of suppressing slowly moving passive interference is not provided, if the cutoff frequency is chosen higher, the zones of blind speeds are excessively expanded and the likelihood of skipping high-speed targets increases.

В результате проведенных патентных исследований по источникам патентной и научно-технической информации способов и устройств компенсации стробоскопического эффекта в импульсных РЛС в СДЦ не выявлено.As a result of patent research on the sources of patent and scientific and technical information, methods and devices for compensating for the stroboscopic effect in pulsed radars in the CDS were not detected.

В то же время известны технические решения, направленные на устранение явления "слепых" скоростей - первого из рассмотренных недостатков РЛС с СДЦ, обусловленных влиянием стробоскопического эффекта. Второй и третий рассмотренные недостатки воспринимаются как объективно неизбежные и методы борьбы с ними не известны.At the same time, technical solutions are known aimed at eliminating the phenomenon of "blind" speeds - the first of the considered disadvantages of radar with SDC, due to the influence of the stroboscopic effect. The second and third considered flaws are perceived as objectively inevitable and methods of dealing with them are not known.

Известные способы борьбы со "слепыми" скоростями изложены, например, в книге "Селекция движущихся целей", Г.М. Вишин, М., Воениздат, 1966, стр.213. Они сводятся к следующим основным решениям:Known methods of dealing with "blind" speeds are described, for example, in the book "Selection of moving targets", G.M. Vishin, M., Military Publishing, 1966, p. 213. They come down to the following basic solutions:

- работа с РЛС с высокой частотой повторения;- work with radar with a high repetition rate;

- работа РЛС на переменной частоте повторения (с изменением межимпульсных интервалов);- radar operation at a variable repetition rate (with a change in interpulse intervals);

- изменение несущей частоты передатчика РЛС (перестройка частоты зондирующих сигналов);- change in the carrier frequency of the radar transmitter (tuning the frequency of the probing signals);

- одновременное использование нескольких несущих частот РЛС.- simultaneous use of several carrier frequencies of the radar.

Частота повторения зондирующих импульсов в РЛС, работающих с высокой частотой повторения, выбирается из условия обеспечения однозначного измерения скорости цели, благодаря чему достигается возможность допплеровской фильтрации. Как отмечается, такое решение имеет следующие недостатки:The repetition frequency of probe pulses in radars operating with a high repetition rate is selected from the condition of providing an unambiguous measurement of the target speed, due to which the possibility of Doppler filtering is achieved. As noted, this solution has the following disadvantages:

- неоднозначно меняется дальность цели, в связи с чем необходимо усложнение аппаратуры дальномера;- the range of the target varies ambiguously, in connection with which it is necessary to complicate the equipment of the range finder;

- требуется более сильное подавление пассивных помех, вследствие их наложения при неоднозначности по дальности;- requires a stronger suppression of passive interference, due to their imposition with ambiguity in range;

- более жесткие требования к стабильности и спектральной чистоте передаваемых сигналов, вследствие более сильного влияния пассивных помех при наложении;- more stringent requirements for stability and spectral purity of transmitted signals, due to the stronger influence of passive interference when superimposed;

- средняя мощность передатчика должна быть увеличена пропорционально уменьшению скважности.- the average transmitter power should be increased in proportion to the decrease in duty cycle.

Работа РЛС на переменной частоте повторения основана на том факте, что при уменьшении межимпульсных интервалов достигается смещение значений "слепых" скоростей. Этот способ не пригоден для СДЦ с фиксированной задержкой на период повторения. Кроме того, стабилизация передатчика, необходимая для хорошего функционирования СДЦ с постоянным периодом повторения, связана с большими финансовыми затратами и увеличением массы системы. Однако стабилизация передатчика, необходимая для хорошего функционирования системы с изменением периода от импульса к импульсу требует преодоления еще больших трудностей (см. Справочник по радиолокации, под редакцией М. Сколника, (пер. с анг., М., Сов. радио, 1979, том 3, стр.319). В то же время этот способ в ряде случаев является единственной возможностью ослабить эффект "слепых" скоростей.The operation of the radar at a variable repetition rate is based on the fact that with a decrease in the interpulse intervals, a shift in the values of the "blind" speeds is achieved. This method is not suitable for CDS with a fixed delay for the repetition period. In addition, the stabilization of the transmitter, necessary for the good functioning of the CDS with a constant repetition period, is associated with large financial costs and an increase in the mass of the system. However, the stabilization of the transmitter, which is necessary for the system to function well with a change in the period from pulse to pulse, requires overcoming even greater difficulties (see the Manual on Radar, edited by M. Skolnik, (trans. From English, M., Sov. Radio, 1979, volume 3, p. 319) At the same time, this method in some cases is the only way to weaken the effect of “blind” speeds.

Устранение "слепых" скоростей принципиально возможно также путем изменения несущей частоты передатчика РЛС. Однако пределы частотной перестройки передатчика, необходимые для существенного изменения "слепых" скоростей, настолько широки, что практически такая перестройка неосуществима.Elimination of "blind" speeds is also fundamentally possible by changing the carrier frequency of the radar transmitter. However, the limits of the frequency tuning of the transmitter necessary for a significant change in the "blind" speeds are so wide that practically such tuning is not feasible.

Способ одновременного использования нескольких несущих частот РЛС может быть реализован в простейшем варианте на двух частотах, выбранных таким образом, что соответствующие им "слепые" скорости не совпадают. Оба частотных канала объединяются перед компенсирующим устройством. Объединение каналов может быть достигнуто путем смешивания разнесенных по частоте сигналов. Дальнейшая обработка сигналов производится на разностной частоте. По существу, это две РЛС с общей обработкой, что ограничивает возможности реализации этого способа.The method of simultaneous use of several carrier frequencies of the radar can be implemented in the simplest version at two frequencies, selected in such a way that the corresponding "blind" speeds do not match. Both frequency channels are combined in front of the compensating device. Channel aggregation can be achieved by mixing frequency-spaced signals. Further signal processing is performed at the differential frequency. Essentially, these are two radars with common processing, which limits the possibility of implementing this method.

Проведенный анализ показывает, что рассмотренные способы борьбы со "слепыми" скоростями являются частными решениями одного недостатка и в силу этого - паллиативными (полумерами) поскольку не обеспечивают полного, коренного решения поставленной задачи.The analysis shows that the considered methods of dealing with “blind” speeds are particular solutions to one drawback and, therefore, are palliative (half measures) because they do not provide a complete, radical solution to the problem.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является способ борьбы со "слепыми" скоростями путем изменения межимпульсных интервалов (с вобуляцией частоты повторения) описанный, например, в книге "Справочник по радиолокации", под ред. М. Сколника, пер. с англ., М., Сов. радио, 1979, том.3, стр.319-326 и в патенте США №3902174, МКИ G01S 9/42, опубл. 26.08.75 г. Известно, что "слепым" скоростям соответствуют допплеровские частоты, кратные частоте повторения Fп. Если несколько изменить частоту повторения РЛС, то ряд допплеровских частот, ранее кратных Fп, станет некратным и, следовательно, цели с такими частотами будут выделяться СДЦ. Однако в то же время сигналы других целей, ранее выделяемых, станут кратными Fп и будут компенсироваться. Устройство изменения частоты повторения зондирующих импульсов передатчика работает автоматически по определенной программе, оптимизированной для обнаружения целей в ожидаемом диапазоне скоростей. Способ осуществляют устройством, представляющим собой импульсную РЛС с СДЦ, содержащую антенну, антенный переключатель, приемник, цепь когерентного фазирования, когерентный гетеродин, импульсный передатчик с устройством изменения частоты повторения зондирующих импульсов и фазовый детектор, выход которого соединен с селектором движущихся целей (см. например, книгу М.И. Финкельштейн "Основы радиолокации", М., Сов. радио, 1973, рис.6.1.1, стр.296 и рис.6.1.7, стр.301, или Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М., 1979, рис.51-52, стр.329-330, рис.4 на стр.285).The closest in technical essence to the described invention is a method of dealing with "blind" speeds by changing the interpulse intervals (with wobble repetition rate) described, for example, in the book "Radar Reference", ed. M. Skolnik, per. with English., M., Sov. Radio, 1979, vol. 3, pp. 319-326 and in US patent No. 3902174, MKI G01S 9/42, publ. 08/26/75, It is known that the "blind" speeds correspond to Doppler frequencies that are multiples of the repetition frequency F p . If the radar repetition frequency is slightly changed, then a number of Doppler frequencies, previously multiple of F p , will become non-multiple and, therefore, targets with such frequencies will be allocated by the SDC. However, at the same time, the signals of other targets, previously allocated, will be multiples of F p and will be compensated. The device for changing the repetition frequency of the probe pulses of the transmitter operates automatically according to a certain program optimized for detecting targets in the expected speed range. The method is carried out by a device consisting of a pulsed radar with an SDS, containing an antenna, an antenna switch, a receiver, a coherent phasing circuit, a coherent local oscillator, a pulse transmitter with a device for changing the repetition frequency of probing pulses, and a phase detector whose output is connected to a moving target selector (see, for example , a book by M.I. Finkelstein, “Fundamentals of Radar,” M., Sov. Skolnik, vol. 3, M., 1979, fig. 51-52, p. 293-330, fig. 4 on page .285).

Цепь когерентного фазирования строится так же, как и приемный тракт, т.е. включает в себя смеситель синхроимпульсов, на который подается сигнал первого гетеродина, частота которого в общем случае должна быть очень высокой и отличаться от частоты зондирующего сигнала на значение промежуточной частоты приемника.The coherent phasing circuit is constructed in the same way as the receiving path, i.e. includes a clock mixer, to which the signal of the first local oscillator is applied, the frequency of which in the general case should be very high and differ from the frequency of the probing signal by the value of the intermediate frequency of the receiver.

Недостатком такого решения является необходимость обеспечения высокой кратковременной стабильности первого гетеродина и связанное с этим усложнение РЛС.The disadvantage of this solution is the need to ensure high short-term stability of the first local oscillator and the associated complication of the radar.

Кроме отмеченных выше трудностей, связанных с передатчиком РЛС, работающим с переменной частотой повторения, необходимо указать еще на один недостаток такого решения. Изменение частоты повторения приводит, по сути, к усреднению скоростной характеристики СДЦ, в связи с чем снижается вероятность обнаружения движущихся целей по сравнению с их оптимальным выделением, так как в пачке импульсов появляются провалы.In addition to the difficulties noted above associated with a radar transmitter operating with a variable repetition rate, it is necessary to point out another drawback of this solution. A change in the repetition rate leads, in fact, to an averaging of the speed characteristics of the SDS, which reduces the probability of detecting moving targets in comparison with their optimal selection, since dips appear in the pulse train.

Целью настоящего изобретения является повышение защищенности РЛС от пассивных помех и одновременное упрощение ее аппаратурной реализации.The aim of the present invention is to increase the protection of the radar from passive interference and at the same time simplify its hardware implementation.

Другой целью данного изобретения является создание устройства, реализующего предлагаемый способ.Another objective of the present invention is to provide a device that implements the proposed method.

Еще одной целью настоящего изобретения является устранение неоднозначности измерения скорости цели в импульсных РЛС, а также создание устройства, позволяющего нормализовать скоростную характеристику РЛС, сделать ее независимой от рабочего диапазона частот и на этой основе обеспечить возможность унификации СДЦ.Another objective of the present invention is to eliminate the ambiguity of measuring target speed in pulsed radars, as well as to create a device that can normalize the speed characteristic of the radar, make it independent of the operating frequency range, and on this basis provide the possibility of unification of SDCs.

Поставленные цели достигаются тем, что традиционно выполняемые операции в импульсных РЛС с СДЦ, заключающиеся в формировании и излучении зондирующих импульсов, приеме, усилении и фильтрации по допплеровскому смещению частоты принятых эхо-сигналов, дополняются операцией сжатия динамического диапазона допплеровского смещения частоты эхо-сигналов, выполняемый перед фильтрацией по допплеровскому смещению частоты.The goals are achieved by the fact that the traditionally performed operations in pulsed radar with SDC, consisting in the formation and emission of sounding pulses, receiving, amplifying and filtering by Doppler frequency offset of the received echo signals, are supplemented by the compression of the dynamic range of the Doppler frequency offset of the echo signals performed before filtering by Doppler frequency offset.

Сущность изобретения заключается в том, что диапазон допплеровских частот, зависящий от относительных (радиальных) скоростей целей и от длины рабочей волны РЛС, сжимается специальным устройством таким образом, что представляющий интерес поддиапазон допплеровских скоростей движущихся целей оказывается в полосе пропускания фильтра СДЦ, благодаря чему эти сигналы не компенсируются. В то же время эхо-сигналы пассивных помех оказываются ниже полосы пропускания СДЦ и компенсируются. Устранение эффекта наложения позволяет реализовать предельный коэффициент улучшения, обеспечиваемый РЛС с СДЦ. Более того, представляется возможность сформировать специальную форму частотной характеристики фильтра СДЦ в области выделения, например, возрастающую, что еще более повысит вероятность обнаружения высокоскоростных целей при общем повышении защищенности РЛС от пассивных помех. Поскольку в каждом конкретном случае коэффициент сжатия может быть выбран разным, исходя из длины рабочей волны РЛС, то динамический диапазон допплеровского смещения частоты на входе СДЦ оказывается одинаковым и не зависящим от рабочей частоты зондирующих импульсов, что позволит унифицировать СДЦ.The essence of the invention lies in the fact that the range of Doppler frequencies, depending on the relative (radial) speeds of the targets and on the wavelength of the radar, is compressed by a special device so that the sub-range of Doppler speeds of moving targets of interest is in the passband of the SDC filter, so these signals are not compensated. At the same time, the echoes of passive interference are below the passband of the SDC and are compensated. Elimination of the overlay effect allows you to realize the maximum improvement coefficient provided by the radar with SDC. Moreover, it is possible to form a special form of the frequency response of the SDC filter in the extraction area, for example, increasing, which will further increase the likelihood of detecting high-speed targets with an overall increase in radar protection from passive interference. Since in each particular case the compression coefficient can be chosen differently, based on the working wavelength of the radar, the dynamic range of the Doppler frequency shift at the input of the SLC turns out to be the same and independent of the working frequency of the probe pulses, which will make it possible to unify the SEC.

Изобретенный способ отличается от известного способа борьбы со "слепыми" скоростями тем, что при этом не изменяются параметры излучения зондирующих сигналов (частота повторения, рабочая частота РЛС), что способствует снижению требований к этой аппаратуре и в результате - к значительному ее упрощению. Эффект достигается за счет сжатия динамического диапазона частот эхо-сигналов (перед фильтрацией селектором движущихся целей), выполняемого на низком уровне мощности, характерном для приемного тракта.The invented method differs from the known method of dealing with “blind” speeds in that it does not change the radiation parameters of the probing signals (repetition frequency, radar operating frequency), which helps to reduce the requirements for this equipment and, as a result, to simplify it significantly. The effect is achieved by compressing the dynamic frequency range of the echo signals (before filtering by the moving target selector), performed at the low power level characteristic of the receiving path.

Предлагаемый способ осуществляется импульсной РЛС с СДЦ, содержащей импульсный передатчик, соединенный с когерентным гетеродином через цепь когерентного фазирования и с антенным переключателем, к двум выходам которого подключена антенна и радиочастотный блок приемника, а также фазовый детектор, опорный вход которого подключен к выходу когерентного гетеродина, а выход соединен с СДЦ, в которую дополнительно введен делитель частоты, включенный между выходом радиочастотного блока приемника и сигнальным входом фазового детектора.The proposed method is carried out by a pulsed radar with an SDC containing a pulsed transmitter connected to a coherent local oscillator through a coherent phasing circuit and with an antenna switch, the antenna and the radio frequency unit of the receiver are connected to its two outputs, as well as a phase detector, the reference input of which is connected to the output of the coherent local oscillator, and the output is connected to the CDS, into which an additional frequency divider is inserted, connected between the output of the radio-frequency unit of the receiver and the signal input of the phase detector.

Отличие устройства, позволяющего осуществить новый способ, от известного состоит в том, что эхо-сигналы с выхода радиочастотного блока приемника, обычно непосредственно поступающие на сигнальный вход фазового детектора, проходят через делитель частоты и только затем подается на фазовый детектор.The difference between the device that allows the new method and the known one is that the echo signals from the output of the radio frequency block of the receiver, usually directly fed to the signal input of the phase detector, pass through the frequency divider and only then it is fed to the phase detector.

Сущность изобретения и достижение положительного эффекта можно пояснить следующим образом. Выходной сигнал фазового детектора пропорционален косинусу разности фаз эхо-сигнала и опорного напряжения когерентного гетеродина, т.е. в общем случае, с помощью фазового детектора определяется разность частот обрабатываемых сигналов. Операция деления частоты эхо-сигнала приводит к сжатию его спектра, в результате чего значения допплеровских частот на выходе фазового детектора будут меньше на коэффициент деления делителя. Следует при этом подчеркнуть, что одновременно во столько же раз уменьшится и частота составляющих в спектре всех эхо-сигналов, обусловленная нестабильностью когерентного режима РЛС.The invention and the achievement of a positive effect can be explained as follows. The output signal of the phase detector is proportional to the cosine of the phase difference of the echo signal and the reference voltage of the coherent local oscillator, i.e. in general, using a phase detector, the frequency difference of the processed signals is determined. The operation of dividing the frequency of the echo signal leads to a compression of its spectrum, as a result of which the values of the Doppler frequencies at the output of the phase detector will be less by the division factor of the divider. It should be emphasized that at the same time the frequency of the components in the spectrum of all echo signals will decrease by the same amount due to the instability of the coherent radar mode.

В ряде случаев целесообразно также цепь когерентного фазирования выполнить с применением делителей частоты. Это позволит устранить трудности реализации первого высокочастотного гетеродина РЛС. Такое решение существенно меняет структуру РЛС, приемник становится нового типа - не супергетеродинным и не прямого усиления. Может оказаться, однако, что для конкретных целей, например, для обеспечения перестройки частоты РЛС, первый гетеродин все же надо будет применять, но в этом случае его частота не должна быть очень высокой, что снизит требование к его стабильности.In some cases, it is also advisable to perform a coherent phasing circuit using frequency dividers. This will eliminate the difficulties of implementing the first high-frequency local oscillator radar. Such a solution significantly changes the structure of the radar, the receiver becomes a new type - not superheterodyne and not direct amplification. It may turn out, however, that for specific purposes, for example, to ensure tuning of the radar frequency, the first local oscillator will still need to be used, but in this case its frequency should not be very high, which will reduce the requirement for its stability.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления способа. Устройство содержит импульсный передатчик 1, антенный переключатель 2, антенну 3, цепь когерентного фазирования 4, радиочастотный блок приемника 5, когерентный гетеродин 6, делитель частоты 7, фазовый детектор 8, селектор движущихся целей 9. Выходной сигнал СДЦ 9 подается на оконечное устройство РЛС. Приведенная блок-схема достаточно условно обозначает РЛС с СДЦ, однако, это сделано с целью подчеркивания сущности изобретения и, чтобы избежать излишней детализации. Например, подразумевается, что радиочастотный блок приемника 5 устройство - известное и может содержать в своем составе устройство защиты приемника, входные цепи, усилитель высокой частоты, смеситель, усилители промежуточной частоты и пр. В качестве импульсного передатчика 1 может быть применен как мощный автогенератор, так и усилительно-умножительная цепочка. Имеется в виду также, что цепь когерентного фазирования 4 может быть достаточно сложной и содержать необходимое количество различных устройств - отборник мощности зондирующего сигнала, смеситель, усилитель, элементы стробирования, и т.д.The drawing shows a block diagram of a device for implementing the method. The device comprises a pulse transmitter 1, an antenna switch 2, an antenna 3, a coherent phasing circuit 4, a radio frequency receiver unit 5, a coherent local oscillator 6, a frequency divider 7, a phase detector 8, a moving target selector 9. The output signal of the SDC 9 is supplied to the radar terminal device. The given block diagram rather conventionally denotes a radar with a CDS, however, this was done in order to emphasize the essence of the invention and to avoid unnecessary detail. For example, it is understood that the RF unit of the receiver 5 is a known device and may include a receiver protection device, input circuits, a high-frequency amplifier, a mixer, intermediate-frequency amplifiers, etc. As a pulse transmitter 1, a powerful oscillator can be used as well and a multiplier chain. It also means that the coherent phasing circuit 4 can be quite complex and contain the necessary number of different devices - a probe power of the probe signal, a mixer, an amplifier, gating elements, etc.

Устройство работает следующим образом. Импульсный передатчик 1 формирует последовательность зондирующих сигналов, которые через антенный переключатель 2 излучаются антенной 3. Принятые антенной 3 эхо-сигналы через антенный переключатель 2 поступают на радиочастотный блок приемника 5, где проходят предварительную селекцию по частоте, усиливаются, переносятся на достаточно высокую промежуточную частоту и через делитель частоты 7 подаются на сигнальный вход фазового детектора 8. Цепь когерентного фазирования 4 обеспечивает когерентность работы РЛС, путем фазирования когерентного гетеродина 6 или зондирующего сигнала. Сигнал когерентного гетеродина 6 поступает на фазовый детектор 8 в качестве опорного сигнала. Выходной сигнал фазового детектора 8 через СДЦ 9 поступает на оконечное устройство РЛС.The device operates as follows. The pulse transmitter 1 generates a sequence of probe signals that are emitted by the antenna 3 through the antenna switch 2. The echo signals received by the antenna 3 through the antenna switch 2 are sent to the radio frequency unit of the receiver 5, where they are preselected in frequency, amplified, transferred to a sufficiently high intermediate frequency and through a frequency divider 7 are fed to the signal input of the phase detector 8. The coherent phasing circuit 4 ensures the coherence of the radar, by phasing the coherent first local oscillator 6 or probing signal. The signal of the coherent local oscillator 6 is supplied to the phase detector 8 as a reference signal. The output signal of the phase detector 8 through SDC 9 is fed to the terminal device of the radar.

Реализация заявляемого изобретения представляется технической задачей на уровне инженерного проектирования.The implementation of the claimed invention is a technical challenge at the level of engineering design.

В данном случае делители частоты могут быть построены по схеме смесителя частоты (преобразователя), охваченного обратной связью. Он представляет собой смеситель, на выходе которого включен избирательный элемент, настроенный на частоту, в n раз меньшую входной. На опорный вход смесителя через умножитель частоты на (n-1) раз подается выходной сигнал.In this case, the frequency dividers can be constructed according to the scheme of a frequency mixer (converter), covered by feedback. It is a mixer, the output of which includes a selective element tuned to a frequency n times less than the input. An output signal is applied to the reference input of the mixer through a frequency multiplier (n-1) times.

В простейшем случае (при n=2) можно обойтись без умножителя в цепи обратной связи, поскольку в этом случае его коэффициент умножения равен 1. Требуемый коэффициент деления делителя зависит от диапазона частот РЛС, диапазона скоростей обнаруживаемых целей и частоты повторения зондирующих импульсов. В ряде случаев может потребоваться общий коэффициент деления, близкий к 100. Такой делитель частоты целесообразно выполнить в виде цепочки делителей, однако это не приведет к существенному усложнению аппаратуры. Даже в случае применения делителей с n=2 их всего понадобится 6-7 каскадов. Между каскадами можно устанавливать усилители и развязывающие элементы.In the simplest case (for n = 2), you can do without a multiplier in the feedback circuit, since in this case its multiplication factor is 1. The required divisor division coefficient depends on the radar frequency range, the speed range of the detected targets and the repetition frequency of the probe pulses. In some cases, a general division factor close to 100 may be required. Such a frequency divider is advisable to perform in the form of a chain of dividers, but this will not lead to a significant complication of the equipment. Even in the case of using dividers with n = 2, all of them will need 6-7 cascades. Amplifiers and decoupling elements can be installed between the cascades.

Основным преимуществом заявляемого изобретения является повышение защищенности РЛС от пассивных помех при одновременном упрощении ее аппаратурной реализации.The main advantage of the claimed invention is to increase the protection of the radar from passive interference while simplifying its hardware implementation.

Использование предлагаемого способа компенсации (нейтрализации) стробоскопического эффекта в импульсных РЛС с СДЦ позволит:Using the proposed method of compensation (neutralization) of the stroboscopic effect in pulsed radars with SDS will allow:

- повысить защищенность РЛС от пассивных помех, что увеличит вероятность обнаружения движущихся целей, особенно малоразмерных, на фоне интенсивных мешающих отражений;- increase the radar's protection from passive interference, which will increase the likelihood of detecting moving targets, especially small ones, against the background of intense interfering reflections;

- существенно упростить передающую аппаратуру РЛС за счет снижения требований по когерентности;- significantly simplify the radar transmitting equipment by reducing coherence requirements;

- устранить неоднозначность измерения скорости движения цели.- eliminate the ambiguity of measuring the speed of the target.

Сжатие скоростной характеристики, устранение ее зависимости от рабочей частоты РЛС создает основу для унификации СДЦ.Compression of the speed characteristic, elimination of its dependence on the operating frequency of the radar, creates the basis for the unification of SDS.

Claims (1)

Устройство селекции движущихся целей, содержащее последовательно включенные антенну, антенный переключатель и приемник, последовательно включенные импульсный передатчик, второй выход которого подключен ко второму входу антенного переключателя, блок когерентного фазирования, гетеродин, фазовый детектор и блок фильтрации допплеровских частот, отличающееся тем, что, с целью повышения вероятности обнаружения движущихся целей путем устранения влияния стробоскопического эффекта при низкой частоте повторения импульсов передатчика, между выходом приемника и сигнальным входом фазового детектора введен делитель несущей частоты сигнала. A moving target selection device comprising an antenna, an antenna switch and a receiver, a pulse transmitter in series, the second output of which is connected to the second input of the antenna switch, a coherent phasing unit, a local oscillator, a phase detector and a Doppler frequency filtering unit, characterized in that, with the purpose of increasing the probability of detecting moving targets by eliminating the influence of the stroboscopic effect at a low pulse repetition rate of the transmitter, int at the output of the receiver and the signal input of the phase detector, a divider of the carrier frequency of the signal is introduced.
SU2277097/07A 1980-04-17 1980-04-17 Moving target selection device RU1840929C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2277097/07A RU1840929C (en) 1980-04-17 1980-04-17 Moving target selection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2277097/07A RU1840929C (en) 1980-04-17 1980-04-17 Moving target selection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1840929C true RU1840929C (en) 2014-09-10

Family

ID=51540024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU2277097/07A RU1840929C (en) 1980-04-17 1980-04-17 Moving target selection device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1840929C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США №3902174, кл.343-17 (G01S 9/42), опубл. 26.08.1975. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6646587B2 (en) Doppler radar apparatus
US10094920B2 (en) Range resolution in FMCW radars
US5784026A (en) Radar detection of accelerating airborne targets
US3787851A (en) Low prf pulse doppler radar having low speed ground moving target rejection
EP0928427B1 (en) Radar systems
US5864313A (en) Process for determining the intermediate frequency deviation in frequency pulsed radar systems
US4926185A (en) Multiple radio frequency single receiver radar operation
US4201986A (en) Continuous wave radar equipment
US8115673B1 (en) Self-oscillating UWB emitter-detector
US4096478A (en) Intra-pulse MTI system with range ambiguity suppression
US4142189A (en) Radar system
US4095224A (en) Digital phase correction for coherent-on-receive pulsed radar system
RU2352955C1 (en) Radio proximity fuse, detector of narrow-band frequency spectrum signals
EP0897544A1 (en) Radar/sonar system concept for extended range-doppler coverage
US4430655A (en) Radar target angle measuring system
RU1840929C (en) Moving target selection device
RU179509U1 (en) Correlation Filter Detector
GB2134741A (en) Radar apparatus
US4338603A (en) Self adaptive correlation radar
US3560972A (en) Apparatus for flexibly weighting received echoes in a moving target indicator radar
US6133865A (en) CW converter circuit
RU2803413C1 (en) Method of pulse-doppler radiolocation and device with autodyne transmitter for its implementation
RU2755518C1 (en) Radar station
RU2799999C1 (en) Radiolocation method with carrier frequency tuning from pulse to pulse
RU2343499C1 (en) Nonlinear radar for remote delivery duct monitoring