RU2043641C1 - Method of and device for active radar interrogation-response - Google Patents

Method of and device for active radar interrogation-response Download PDF

Info

Publication number
RU2043641C1
RU2043641C1 SU4515049A RU2043641C1 RU 2043641 C1 RU2043641 C1 RU 2043641C1 SU 4515049 A SU4515049 A SU 4515049A RU 2043641 C1 RU2043641 C1 RU 2043641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
channel
outputs
antenna
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Т. Артемов
Original Assignee
Артемов Владимир Тарасович
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 Артемов Владимир Тарасович filed Critical Артемов Владимир Тарасович
Priority to SU4515049 priority Critical patent/RU2043641C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2043641C1 publication Critical patent/RU2043641C1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar. SUBSTANCE: radar interrogation-response method involving reception of return signal over two channels simultaneously ensures K fold power reduction for time corresponding to range equal to
Figure 00000004
, where

Description

Изобретение относится к активной радиолокации и может быть использовано в системах обнаружения, опознавания и слежения за подвижными и неподвижными объектами, снабженными радиолокационными ответчиками (РЛО). The invention relates to active radar and can be used in systems for the detection, recognition and tracking of moving and stationary objects equipped with radar transponders (RLO).

Цель изобретения повышение вероятности обнаружения ответчика. The purpose of the invention to increase the likelihood of detection of the defendant.

Поставленная цель достигается тем, что в способе радиолокационного активного запроса-ответа (РЛ АЗО), в котором принимают ответный сигнал одновременно по диаграмме направленности (ДН) основного канала антенны и ДН канала подавления, снижают мощность сигнала в основном канале по определенному закону во времени, сохраняя неизменной мощность сигнала в канале подавления, измеряют отношение амплитуды сигнала в канале подавления к амплитуде в основном канале и выдают сигнал на выход, если это отношение ниже заданной величины порога по отношению, снижают мощность сигнала в основном канале в y раз на время, соответствующее дальности, равной

Figure 00000006
где Dxо- максимальная дальность обнаружения среднего по мощности, (дБ) ответчика в направлении главного лепестка (ГЛ) ДН основного канала антенны, ζ динамический диапазон ответных сигналов, причем значение К устанавливается большим или равным величине отношения уровня ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН канала подавления в i-том направлении относительно оси ДН Zi до момента времени, определяемого дальностью, до которой выполняется условие ζ ≅
Figure 00000007
, где Хi отношение уровня максимума ГЛ ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН основного канала антенны в i-м направлении относительно оси ДН, и меньшей Zi в остальное время приема, одновременно изменяя порог по отношению в 1/γ раз так, чтобы величина К/γ имела постоянное значение в течение всего времени приема сигналов за период запроса.This goal is achieved by the fact that in the method of radar active request-response (RL AZO), in which a response signal is simultaneously received from the radiation pattern of the main channel of the antenna and the bottom of the suppression channel, the signal power in the main channel is reduced according to a certain law in time, keeping the signal power in the suppression channel unchanged, measure the ratio of the signal amplitude in the suppression channel to the amplitude in the main channel and output a signal if this ratio is lower than a predetermined threshold value with respect to iju reduce signal strength in the main channel in the y times by the time corresponding distance equal to
Figure 00000006
where D xo is the maximum detection range of the average power, (dB) of the transponder in the direction of the main lobe (GL) of the antenna beam of the main channel, ζ is the dynamic range of response signals, and the value of K is set to be greater than or equal to the ratio of the beam level in the power of the main antenna channel to the level of the DN of the suppression channel in the i-th direction relative to the axis of the DN Z i until the time determined by the distance to which the condition ζ ≅
Figure 00000007
where X i is the ratio of the maximum level of the main beam of the main beam on the power of the main channel of the antenna to the level of the main beam of the main channel of the antenna in the i-th direction relative to the axis of the beam, and less than Z i at the rest of the reception time, while changing the threshold by a factor of 1 / γ so so that the value of K / γ has a constant value during the entire time of receiving signals for the period of the request.

На чертеже представлено устройство для осуществления способа. Оно содержит передатчик 1, первый циркулятор 2, двухканальную антенну 3, первый суммарно-разностный мост 4, приемник 5, первый и второй амплитудный детекторы 6, 7, первый пороговый блок 8, второй пороговый блок 9, первый дешифратор 10, второй циркулятор 11, второй суммарно-разностный мост (СРM) 12, фазовый детектор (ФД) 13, управляемый делитель 14, блок управления 15, первый и второй логарифмические преобразователи аналог-код (ЛПАК) 16, 17, сумматор 18, второй дешифратор 19, элемент ИЛИ 20, блок цифровой задержки (БЦЗ) 21, ключ 22. The drawing shows a device for implementing the method. It contains a transmitter 1, a first circulator 2, a two-channel antenna 3, a first sum-difference bridge 4, a receiver 5, a first and second amplitude detectors 6, 7, a first threshold block 8, a second threshold block 9, a first decoder 10, a second circulator 11, second total difference bridge (CPM) 12, phase detector (PD) 13, controllable divider 14, control unit 15, first and second analog-code logarithmic converters (LPAC) 16, 17, adder 18, second decoder 19, OR element 20 , digital delay unit (BCH) 21, key 22.

Устройство работает следующим образом. Высокочастотные информационные импульсы запросного сигнала с первого выхода передатчика 1 поступают на Σ -вход моста 12, с выходов которого b/2 импульсы одинаковой амплитудой и фазой поступают через первый 2 и второй 11 циркуляторы на входы первого и второго полотен антенны 3 и излучаются в пространство, определяемое суммарной ДН (основной канал). The device operates as follows. High-frequency information pulses of the interrogation signal from the first output of the transmitter 1 are fed to the Σ-input of the bridge 12, from the outputs of which b / 2 pulses of the same amplitude and phase pass through the first 2 and second 11 circulators to the inputs of the first and second canvases of the antenna 3 and are emitted into space, determined by the total DN (main channel).

Высокочастотный импульс подавления запроса по боковым лепесткам запросчика с второго выхода передатчика 1 поступает на Δ -вход моста 12, с выходов которого b/2 импульсы с одинаковой амплитудой, но в противофазе, поступают через первый 2 и второй 11 циркуляторы на входы первого и второго полотен антенны 3, выполненных в виде ФАР и излучаются в пространство, определяемое разностной ДН (канал подавления). Эти импульсы разнесены во времени. The high-frequency pulse of suppressing the request along the side lobes of the interrogator from the second output of the transmitter 1 is fed to the Δ-input of the bridge 12, from the outputs of which b / 2 pulses with the same amplitude, but in antiphase, are fed through the first 2 and second 11 circulators to the inputs of the first and second cloths antennas 3, made in the form of a PAR and are emitted into the space determined by the differential DN (suppression channel). These pulses are spaced in time.

С выхода синхроимпульса передатчика 1 на вход блока управления 15 выдается синхроимпульс нулевой дальности, задержанный на фиксированное время относительно переднего фронта первого информационного импульса запросного сигнала. From the output of the sync pulse of the transmitter 1 to the input of the control unit 15, a zero-range clock pulse is delayed for a fixed time relative to the leading edge of the first information pulse of the interrogation signal.

При поступлении этого импульса блок управления 15 вырабатывает сигналы управления, переключающие управляемый делитель 14 и второй пороговый блок 9 в каждом периоде повторения запроса по законам, определением по нижеприведенной методике. Ответный сигнал, поступающий от антенны 3 через первый 2 и второй 11 циркуляторы на первый и второй входы приемника 5, имеет большой динамический диапазон и одинаковые амплитуды в обоих каналах. На выходах фазостабильных усилителей с жестким амплитудным ограничением приемника 5 эти сигналы приобретают практически постоянную одинаковую амплитуду, но сохраняют первоначальный фазовый сдвиг. В результате преобразования выходных сигналов приемника в мосте 4 на его Σ и Δ -выходах формируются сигналы промежуточной частоты, отношение амплитуды которых полностью соответствуют отношению уровней Σ и Δ ДН, формируемых двухканальной антенной 3 совместно с мостом 12. Upon receipt of this pulse, the control unit 15 generates control signals that switch the controlled divider 14 and the second threshold unit 9 in each repetition period of the request according to the laws, as determined by the method below. The response signal from the antenna 3 through the first 2 and second 11 circulators to the first and second inputs of the receiver 5 has a large dynamic range and the same amplitudes in both channels. At the outputs of phase-stable amplifiers with a rigid amplitude limitation of the receiver 5, these signals acquire an almost constant constant amplitude, but retain the initial phase shift. As a result of the conversion of the output signals of the receiver in the bridge 4 at its Σ and Δ-outputs, intermediate-frequency signals are generated, the amplitude ratio of which fully corresponds to the ratio of the Σ and Δ levels of the DNs formed by the two-channel antenna 3 together with the bridge 12.

Сигнал с суммарного выхода моста 4 уменьшается по амплитуде в управляемом делителе 14 в отношении, задаваемом на текущий момент времени блоком управления 15, сравнивается с порогом в пороговом блоке 8 и в случае превышения последнего, детектируется в первом детекторе 6 и поступает на вход первого ЛПАК 16. The signal from the total output of the bridge 4 decreases in amplitude in the controlled divider 14 in the ratio specified at the current time by the control unit 15, is compared with the threshold in the threshold unit 8 and, if the latter is exceeded, is detected in the first detector 6 and is input to the first LPAC 16 .

Сигнал с разностного выхода моста 4 детектируется во втором детекторе 7 и поступает на вход второго ЛПАК 17. The signal from the differential output of the bridge 4 is detected in the second detector 7 and is fed to the input of the second LPAC 17.

Численные значения логарифмов величин амплитуд импульсов на разностном выходе Σ Δ моста 4 и выходе управляемого делителя 14 поступают далее на информационные входы сумматора 18, в котором осуществляется вычитание из логарифма числа, соответствующего мощности сигнала на разностном выходе Σ Δ моста 4, логарифма числа, соответствующего мощности сигнала на выходе управляемого делителя 14, что дает логарифм отношения мощностей этих сигналов, выраженный в цифре β. The numerical values of the logarithms of the magnitudes of the amplitudes of the pulses at the differential output Σ Δ of the bridge 4 and the output of the controlled divider 14 are then fed to the information inputs of the adder 18, in which the number corresponding to the signal power at the differential output Σ Δ of the bridge 4, the logarithm of the number corresponding to the power, is subtracted from the logarithm the signal at the output of the controlled divider 14, which gives the logarithm of the power ratio of these signals, expressed in figure β.

Величина β. отличается в Кj раз от величины отношения мощностей cигналов на выходе Σ Δ моста 4, где

Figure 00000008
коэффициент деления в управляемом делителе на j-м интервале времени (дальности).The value of β. differs in K j times from the value of the ratio of signal powers at the output Σ Δ of bridge 4, where
Figure 00000008
the division coefficient in the controlled divider on the j-th time interval (range).

Цифровой сигнал с выхода сумматора поступает на вход второго порогового блока 9, выполняющего операцию сравнения поступившего числа с числом, установленным в нем на текущий отрезок времени, в соответствии с законом во времени, определяемым по нижеприведенной методике, по сигналу, поступающему со второго выхода блока управления 15. A digital signal from the output of the adder is fed to the input of the second threshold block 9, which performs the operation of comparing the received number with the number set in it for the current time interval, in accordance with the law in time, determined by the following method, according to the signal from the second output of the control unit fifteen.

Далее сигнал в виде параллельного m-разрядного кода поступает на информационные входы дешифратора и10 и БЦЗ 21. Одновременно на знаковый разряд этих входов поступает сигнал с выхода фазового детектора 13, включенного параллельно суммарному и разностному выходам Σ Δ моста 4 и формирующего на своем выходе, например, логический 0 при опережении фазы сигнала с разностного выхода последнего фазы сигнала суммарного выхода и логическую 1 при отставании. Next, a signal in the form of a parallel m-bit code is fed to the information inputs of the decoder i10 and BTSZ 21. At the same time, a signal from the output of the phase detector 13, which is connected in parallel to the total and difference outputs Σ Δ of the bridge 4 and generates at its output, is fed to the sign discharge of these inputs, for example , logical 0 when leading the phase of the signal from the differential output of the last phase of the signal of the total output and logical 1 when lagging.

В каждом из N выходных каналов дешифратора 19 формируется последовательность импульсов, совпадающих во времени с последовательностью тех чисел на входе дешифратора, которые отличаются от кода (адреса) данного выходного канала на величину менее ± ε где ε допуск на погрешность измерения на выходе сумматора отношения мощности сигнала в разностном канале к мощности в суммарном канале, определяемого ДН антенны (ДНА). In each of the N output channels of the decoder 19, a sequence of pulses is formed that coincide in time with the sequence of those numbers at the decoder input that differ from the code (address) of this output channel by less than ± ε where ε is the tolerance for the measurement error at the output of the adder of the signal power ratio in the difference channel to the power in the total channel, determined by the antenna bottom (bottom).

В результате входные сигналы распределяются по нескольким каналам дешифратора 10 ответов в зависимости от направления их прихода относительно оси ДНА запросчика. Следовательно в каждом отдельном канале дешифратора 19 ответов поток полезных сигналов и помех оказывается значительно ниже, чем на выходе приемника, что обеспечивает соответствующее повышение вероятности правильной дешифрации ответных сигналов при той же вероятности ложной дешифрации. As a result, the input signals are distributed over several channels of the decoder 10 responses, depending on the direction of their arrival relative to the axis of the bottom of the interrogator. Therefore, in each individual channel of the response decoder 19, the flow of useful signals and interference turns out to be significantly lower than at the output of the receiver, which provides a corresponding increase in the probability of correct decryption of the response signals at the same probability of false decryption.

Claims (2)

1. Способ радиолокационного активного запроса-ответа, включающий прием ответного сигнала одновременно по ДН основного канала антенны и ДН канала подавления, снижение модности сигнала в основном канале при неизменной мощности в канале подавления, измерение отношения амплитуды сигнала в канале подавления к амплитуде в основном канале с последующей выдачей сигнала "Выход", если это отношение ниже заданной пороговой величины, отличающийся тем, что, с целью повышения вероятности обнаружения ответчика, мощность сигнала в основном канале снижают в K раз на время, соответствующее дальности, равной
Figure 00000009

где Dх о максимальная дальность обнаружения "среднего" по мощности ответчика в направлении главного лепестка ДН основного канала антенны;
ζ динамический диапазон ответных сигналов,
причем значения K устанавливается большим или равным величине отношения уровня ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН канала подавления в i-м направлении относительно оси ДН Zi до момента времени, определяемого дальностью, для которой выполняется условие
Figure 00000010

где Xi отношение уровня максимума главного лепестка ДН по мощности основного канала антенны к уровню ДН основного канала антенны в i-м направлении относительно оси ДН и меньшим Zi в остальное время приема,
при этом одновременно изменяют порог по отношению в 1/γ раз при постоянстве значения величины K/γ в течение всего времени приема сигналов за период запроса.1. A method of radar active request-response, including receiving a response signal simultaneously along the main antenna channel ID and the suppression channel channel, reducing the signal modality in the main channel at a constant power in the suppression channel, measuring the ratio of the signal amplitude in the suppression channel to the amplitude in the main channel with subsequent output of the “Output” signal, if this ratio is below a predetermined threshold value, characterized in that, in order to increase the probability of detection of the transponder, the signal power in the main channel is reduced Scored K times for a time corresponding to a range equal to
Figure 00000009

where D x about the maximum detection range of the "average" power transponder in the direction of the main lobe of the main beam of the main channel of the antenna;
ζ dynamic range of response signals,
moreover, the value of K is set to be greater than or equal to the ratio of the level of the DN on the power of the main channel of the antenna to the level of the DN of the suppression channel in the i-th direction relative to the axis of the DN Z i until the time determined by the range for which the condition
Figure 00000010

where X i is the ratio of the maximum level of the main lobe of the beam in terms of power of the main channel of the antenna to the beam level of the main channel of the antenna in the i-th direction relative to the axis of the beam and less than Z i at the rest of the reception time,
at the same time, the threshold is changed at a ratio of 1 / γ times with a constant value of K / γ during the entire time of receiving signals for the request period. 2. Устройство для радиолокационного активного запроса-ответа содержащее последовательно соединенные передатчик, блок управления и управляемый делитель, а также приемник, первый и второй циркуляторы, двухканальную антенну, первый и второй входы которой соединены с первыми выходами соответственно первого и второго циркуляторов, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные первый пороговый блок, первый амплитудный детектор, первый логарифмический преобразователь аналог код (ЛПАК), сумматор, второй пороговый блок, блок цифровой задержки и ключ, последовательно соединенные первый суммарно-разностный мост (СРМ), фазовый детектор и первый дешифратор, последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй ЛПАК, а также второй дешифратор, элемент ИЛИ, второй СРМ, первый и второй входы, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами передатчика и входами первого и второго циркуляторов, вторые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам приемника, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам первого СРМ, второй выход которого подключен к входу второго амплитудного детектора и второму входу фазового детектора, выход которого подключен к второму входу блока цифровой задержки, второй вход и выход управляемого делителя соединены соответственно с первым выходом первого СРМ и входом первого порогового блока, второй выход которого подключен к второму входу первого дешифратора, второму входу второго порогового блока, второму входу сумматора, второму входу первого ЛПАК и второму входу второго ЛПАК, выход которого подключен к третьему входу сумматора, второй выход блока управления подключен к третьему входу второго порогового блока, выход которого подключен к третьему входу первого дешифратора, каждый из K выходов которого подключен к соответствующему входу второго дешифратора, каждый из K выходов которого подключен к соответствующему входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа, многоразрядный выход которого, первый выход передатчика, второй выход блока управления являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства. 2. A device for active radar request-response comprising a series-connected transmitter, a control unit and a controlled divider, as well as a receiver, first and second circulators, a two-channel antenna, the first and second inputs of which are connected to the first outputs of the first and second circulators, respectively, characterized in that the first threshold block, the first amplitude detector, the first logarithmic converter analog code (LPAC), the adder, the second threshold block, the digital-block are introduced in series the delay and the key, the first sum-difference bridge (CPM) connected in series, the phase detector and the first decoder, the second amplitude detector and the second LPAC connected in series, as well as the second decoder, OR element, the second CPM, the first and second inputs, the first and second the outputs of which are connected respectively to the second and third outputs of the transmitter and the inputs of the first and second circulators, the second outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the receiver, the first and second outputs of which are connected to responsibly to the first and second inputs of the first CPM, the second output of which is connected to the input of the second amplitude detector and the second input of the phase detector, the output of which is connected to the second input of the digital delay unit, the second input and the output of the controlled divider are connected respectively to the first output of the first CPM and the input of the first threshold block, the second output of which is connected to the second input of the first decoder, the second input of the second threshold block, the second input of the adder, the second input of the first LPAC and the second input of the second o LPAC, the output of which is connected to the third input of the adder, the second output of the control unit is connected to the third input of the second threshold unit, the output of which is connected to the third input of the first decoder, each of K outputs of which is connected to the corresponding input of the second decoder, each of K outputs of which is connected to the corresponding input of the OR element, the output of which is connected to the control input of the key, the multi-bit output of which, the first output of the transmitter, the second output of the control unit are respectively the first , second and third outputs of the device.
SU4515049 1989-05-26 1989-05-26 Method of and device for active radar interrogation-response RU2043641C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4515049 RU2043641C1 (en) 1989-05-26 1989-05-26 Method of and device for active radar interrogation-response

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4515049 RU2043641C1 (en) 1989-05-26 1989-05-26 Method of and device for active radar interrogation-response

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2043641C1 true RU2043641C1 (en) 1995-09-10

Family

ID=21406801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4515049 RU2043641C1 (en) 1989-05-26 1989-05-26 Method of and device for active radar interrogation-response

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2043641C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769955C1 (en) * 2021-06-22 2022-04-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" ”friend-foe” identification system based on a zero-disclosure authentication protocol

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент ФРГ N 1803390, кл. G 01S 13/74, 1972. *
2. Авторское свидетельство СССР N 312871, кл. G 01S 13/80, 1990. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769955C1 (en) * 2021-06-22 2022-04-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" ”friend-foe” identification system based on a zero-disclosure authentication protocol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7746269B2 (en) DME ground apparatus
US9075138B2 (en) Efficient pulse Doppler radar with no blind ranges, range ambiguities, blind speeds, or Doppler ambiguities
US5784026A (en) Radar detection of accelerating airborne targets
US6388604B1 (en) Circuit for LPI signal detection and suppression of conventional pulsed signals
JPS61271482A (en) Radar device
US4672567A (en) Median filter for reducing data error in distance measuring equipment
RU2285940C2 (en) Method for measuring radio-metric contrasts of targets and radiometer for its realization
AU618297B2 (en) Radar apparatus employing different kinds of pulses
US4646086A (en) Arrangement for data transmission between two mutually rotatable parts
US20100066596A1 (en) Enhanced line-of-sight (los) processing for all-digital los processor
US3921171A (en) Ultra-wide band monopulse radar receiver
RU2043641C1 (en) Method of and device for active radar interrogation-response
US4045798A (en) Band-compression device
EP1287378B1 (en) Noncoherent integrator for signals with high acceleration uncertainty
RU2099739C1 (en) Radar
US4794543A (en) Multi level split gate signal processor determining the centroid of a signal
US4800388A (en) Apparatus for measuring pulse compression ratio
CN113906307A (en) Radar signal processing device, radar system, and signal processing method
US3366955A (en) Phase coded pulse anti-clutter radar processor
RU2669357C1 (en) Time-frequency coded radio-pulse signal monopulse interogator receiver
US4143371A (en) Arrangement for discriminating clutter signals from target signals in a radar system
RU2449305C1 (en) Time-frequency coded radio-pulse signal monopulse interogator receiver
RU2029972C1 (en) Interrogator of active interrogation-response of radar system
RU2234109C1 (en) Radar interrogator
RU2083996C1 (en) Method of selection of surface targets