EA008886B1 - Способ и устройства выделения радиолокационных сигналов на фоне прицельных по частоте маскирующих помех с угловой модуляцией - Google Patents

Abstract

Предложен способ выделения радиолокационных сигналов на фоне прицельных по частоте маскирующих помех с угловой (частотной или фазовой) модуляцией и приведены блок-схемы устройств, реализующих заявляемый способ в радиолокационных станциях (РЛС) с различной обработкой сигнала. Способ предполагает, что для выделения отраженного радиолокационного сигнала на фоне указанных помех, маскирующих полезные сигналы в основном приемном канале РЛС, осуществляют прием помех с использованием дополнительного приемного канала, когерентного с основным, и отличается тем, что выходные сигналы каналов перемножают, и демодулированную в результате перемножения помеху подавляют путем спектральной режекции, а перемодулированный помеховым колебанием полезный сигнал затем демодулируют путем перемножения со специально формируемым гетеродинным сигналом и когерентно накапливают. Заявленные устройства реализуют предлагаемый способ для РЛС с когерентной корреляционной обработкой сигналов, РЛС с корреляционно-фильтровой обработкой и РЛС с некогерентной фильтровой обработкой простых радиоимпульсов.

Description

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для использования в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от воздействия прицельных по частоте маскирующих помех с фазовой (ФМ) или частотной (ЧМ) модуляцией.

В арсенале средств и способов радиоэлектронного подавления видное место занимают прицельные по частоте маскирующие помехи, формируемые путем угловой модуляции (ФМ или ЧМ) гармонического колебания сверхвысокой частоты (СВЧ) по случайному закону [1, 2]. Такая помеха может быть представлена в виде

где Е_п - амплитуда помехового колебания, ω₀=2π/₀ - несущая частота, ψη(ί) - случайный закон фазовой модуляции.

ЧМ-помеха представляется аналогично с учетом

где Ε(ΐ) - случайный закон ЧМ.

Воздействие такой помехи на РЛС, как это показано на фиг. 1 для ЧМ-помехи, состоит в формиро£^пр вании помеховых импульсов амплитудой до ^п на выходе приемника в моменты ΐ₁, ΐ₂,... ΐ₅,..., когда мгновенная частота помехи /_п(1)=/₀+Е(1) попадает в полосу Л/_пр пропускания приемника РЛС С_пр(/), настроенного на рабочую частоту РЛС /₀ [2]. Эти помеховые импульсы маскируют полезный радиолокациг^пр онный сигнал амплитудой ^с (на фиг. 1 - простой импульсный, действующий на интервале от V до с т« т £о^с+Т₀). При этом средняя длительность помехового импульса ° ⁰'

Для защиты от таких помех может применяться способ, реализуемый известной схемой ШОУ [3, рис. 6.17], которая содержит последовательно соединенные широкополосный усилитель, ограничитель и узкополосный фильтр. Реализуемый здесь способ выделения полезного радиолокационного сигнала со стоит в том, что аддитивную смесь сигнала и помехи усиливают с незначительными искажениями в широкополосном усилителе, затем по амплитуде ограничивают до Е_огр (фиг. 2а), подавляя более интенсив£^пр -Е ные помеховые импульсы (в наилучшем случае - до величины амплитуды полезного сигнала ^{с ог}₽), после чего осуществляют фильтрацию импульсов сигнала (фиг. 2б) с использованием узкополосного

ДС^у фильтра, полоса пропускания которого согласована с шириной спектра сигнала РЛС:

где Т0 - длительность полезного сигнала - простого радиоимпульса, как это показано на фиг. 2. В результате на выходе схемы ШОУ (фиг. 2б) будет действовать эффективно отфильтрованный импульс сигна„ - <^ΜΠ»Δ/Λ ла и подавленный каждый импульс помехи, поскольку его ширина спектра ¹¹ ч» так как длит^п « т тельность помехового импульса θ θ' При этом отношение сигнал/помеха γ на выходе схемы ШОУ будет определяться отношением длительности радиолокационного сигнала Т₀ к средней длиτ-ΊΙ .

тельности импульса помехи ¹ о · = Т₀/Т₀\ причем величина определяется соотношением полосы пропускания приемника РЛС к скорости изменения мгновенной частоты помехи й/п(1)/й1 в моменты ΐ₁, ΐ₂,... ΐ₅,... (фиг. 1), когда помеха попадает в полосу пропускания приемника РЛС.

Следует, однако, заметить, что способ, реализуемый схемой ШОУ, эффективен против ЧМ-помех с несовершенной структурой, т.е. когда интервалы между помеховыми импульсами (фиг. 1в) достаточно велики. Если же за время Т₀ формируется N>>1 помеховых импульсов (т.е. ширина спектра процесса Ε(ΐ) значительно превышает величину Δ/₀=1/Τ₀), то эффективность рассматриваемого способа резко падает и возможность выделения полезного сигнала может быть исключена.

Более эффективным способом защиты от маскирующих активных помех, в т.ч. прицельных по частоте с угловой модуляцией, является пространственная когерентная компенсация, реализуемая, например, системой автокомпенсации [4, рис. 234] или [5, рис. 3.9]. При этом способе с целью подавления помехи, маскирующей полезный сигнал в основном приемном канале РЛС, осуществляют ее прием дополнительным приемным каналом, корректируют по амплитуде и фазе и компенсируют помеху в основном канале путем вычитания. При этом для достижения минимума остатков помехи на выходе устройства компенсации осуществляют подстройку коэффициентов коррекции компенсирующей помехи по амплитуде и фазе с использованием цепи обратной связи. Такая компенсация эффективна против непрерывных помех, воздействующих по боковым лепесткам антенны РЛС, но ее эффективность ограничивается не

- 1 008886 идентичностью частотных характеристик основного и дополнительного приемных каналов, флуктуационными и динамическими ошибками самонастройки цепей коррекции по амплитуде и фазе. Достижимая эффективность таких автокомпенсаторов составляет до 30 дБ [4, 6]. Важно также отметить, что если основная антенна направлена на цель 0_а=0_ц, а помеха воздействует по боковым лепесткам с направления 0_п^0_ц, то для компенсации помехи необходимо, за счет амплитудной коррекции, обеспечить равенство уровней приема помехи основной антенной О_о(0_п) и дополнительной О_к(0_п), как показано на фиг. 3, при соответствующей фазовой коррекции. Тогда эквивалентная диаграмма направленности (фиг. 3) системы пространственной компенсации О_экв(0)=О_о(0)-О_к(0) будет иметь провал в направлении 0_п. Это обстоятельство также ограничивает эффективность способа пространственной компенсации, так как за счет переотражений от подстилающей поверхности и местных предметов расширяется пространственный сектор воздействия помехи (фиг. 4), а эффективное подавление достигается только в направлении 0п (фиг. 3).

В значительной степени указанные недостатки устраняются в заявляемом способе, который заключается в том, что для выделения радиолокационного сигнала на фоне прицельной по частоте помехи с угловой модуляцией, маскирующей полезный сигнал в основном приемном канале РЛС, эту помеху принимают дополнительным приемным каналом, который когерентен с основным, отличающимся тем, что принятую дополнительным приемным каналом помеху перемножают с аддитивной смесью радиолокационного сигнала и помехи, принятой основным приемным каналом РЛС, после чего производят спектральную режекцию помехи, демодулированной по фазе (частоте) в результате указанного перемножения, а затем осуществляют демодуляцию полезного радиолокационного сигнала путем перемножения с гетеродинным сигналом, который формируют как результат перемножения помехи, принятой дополнительным приемным каналом, с опорным сигналом РЛС, закон модуляции и временное положение которого соответствуют ожидаемому сигналу от цели на выходе основного приемного канала РЛС. При этом прием основным и дополнительным приемными каналами РЛС осуществляют с одинаковыми частотными характеристиками и в пределах полосы частот, превышающей ширину спектра прицельной по частоте помехи с угловой модуляцией, а после демодуляции сигнала выполняют его когерентное накопление. Блок-схема заявляемого способа изображена на фиг. 5.

В заявляемом способе процесс выделения полезного сигнала происходит следующим образом. На выходе основного канала приема РЛС действует аддитивная смесь /(ΐ) полезного радиолокационного сигнала т(1) и помехи η(ΐ), принятой боковыми лепестками антенны основного канала приема РЛС /'(!)т(1)1п(1), причем = Е_с(№₀(1 ~ ^)ехр(/[(«о + 2тьС_д)Г + ф_с(0]), где Е_с(1), φ₀(ΐ) - амплитуда и фаза принятого радиолокационного сигнала, причем на интервале обработки и (ί} = \υ (Ό|β·^/®^Γ8ί/ο(ί) можно полагать φ_ο(ΐ)=οοηδΐ; Ε_ο®οοηδΐ; ^ον ’ I ^(Λ /| - закон модуляции радиолокационного сигнала; ΐ_Γ - время запаздывания; ω₀=2π/₀ - несущая частота; Е_д - доплеровская частота, «(О = Е_п ехр(у [(ω_οί + ψ_Π (7)]), где Επ=οοηδΐ - амплитуда помехи; ψ_Η(1) - закон ФМ помехи.

Стоит отметить, что постоянство амплитуды помехи обеспечивается, во-первых, способом ее формирования, во-вторых, широкополосным приемом в пределах полосы частот, превышающих ширину спектра помехи А/_п, что достижимо для прицельных по частоте помех с шириной спектра, равной или несколько превышающей ширину спектра радиолокационного сигнала А/_п>А/₀ [2, 5].

Одновременно на выходе дополнительного приемного канала действует помеховое колебание »(0 = ^£п βχρ(7[(ω_οί + Ψ„(Ο+φ„(0]), где Τ' ~ ^соп5* - амплитуда помехи η_ο(ΐ), принятой дополнительным приемным каналом антенны; начальная фаза этой помехи, причем на временном интервале обработки Т можно полагать φ_ιι(1)>Εοη8ΐ.

В результате перемножения (скалярного) помехи η_ο(ΐ) с аддитивной смесью

Λ0: «Д0/(0 = + пУ)п(1) происходит:

во-первых, демодуляция помеховой составляющей η(ΐ) с преобразованием частоты (в т.ч. на видеочастоту) = аг§[^(0я(0] = аг§и(0 - аг^О = = «У + ψ„(ί) - оу - ψ„ (/) - φ_π = -φ_π = сопз1

т.е. осуществляется свертка (сжатие) помехи по спектру вследствие ее фазовой (частотной) демодуляции; во-вторых, фазовая (частотная) перемодуляция отраженного радиолокационного сигнала а+8(О = аг§[иД/)т(г)) = аг^тр) - а㧻₀(() = = ω₀ί + 2π.Γ/ + 3Γβ^₀(/-ί,)-ω₀ί-ψ_η(ί) + <Ρε -<Р„ =, = 2πΡ_Λ1 + 3Γ8ί/₀(Ζ - I,) - ψ_η(ί) + <р_с - φ_η

- 2 008886

т.е. сигнал перемодулируется: кроме своего закона ФМ αΓ§ϋ₀(ΐ-ΐ_Γ) он обретает дополнительно помеховую угловую модуляцию ψπ(ΐ).

Таким образом, спектр помехи η(ΐ) преобразуют в одиночную спектральную составляющую (в т.ч. на видеочастоте), а сигнал в результате дополнительной угловой модуляции преобразуется с расширением спектра до величины не менее А/_п.

Следующая операция - частотная режекция демодулированной помехи, сжатый спектр которой 8_η1(ω) подавляется в зоне частотной режекции с эффективной шириной А/_р, тогда как спектр перемодулированного сигнала 8_т1(ш) с шириной А/_п>>А/_р незначительно подавляется в зоне режекции, как это иллюстрируется на спектральной диаграмме фиг. 6. Анализ показывает, что коэффициент подавления помехи

где 8_η1(ω) - энергетический спектр демодулированной помехи; Κ_ρ(ω) - квадрат амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) зоны режекции, составляет 30-70 дБ и более (в зависимости от вида спектра 8_η1(ω) и конфигурации зоны режекции) при потерях полезного сигнала не более единиц процентов. Для последующего накопления полезного сигнала осуществляют его демодуляцию путем скалярного перемножения перемодулированного т^) сигнала с гетеродинным и_гД), который формируют путем скалярного перемножения опорного сигнала РЛС ^мо(^) ^— ^з)^ехР(7°М) с помехой ηο(ΐ), принятой на дополнительную антенну, при этом аг§ы_г(0 = аг§[и₀* (1)и ₀(ί)] = &_Х1 + аг§С/₀(7 - ζ) - ω_οί - ψ_π(ί) - φ_π = = (ω_χ - ω₀)/ + аг§ ί/₀ (/ - /₃) - ψ_π (/) - φ_π где Ϊ3 - время задержки опорного сигнала.

В результате скалярного перемножения перемодулированного сигнала т^) с гетеродинным и_гД) обеспечивается фазовая (частотная) демодуляция радиолокационного сигнала ^т2(0 ~ (ϊ)™; (0 ·

В случае, когда время задержки опорного сигнала ΐ равно времени запаздывания отраженного радиолокационного сигнала ΐ_Γ, достигается его полная демодуляция по фазе (частоте) агд т₂ (7) = (ω₀ - ω_χ )ί + 2пГ_д( + (р_с и свертка по спектру (фиг. 7) в спектральную составляющую 8_т2(ш).

В результате обеспечивается возможность накопления демодулированного радиолокационного сиг“ ж л г ^ω0 “ ⁺ 271/ζ , нала, например, путем его узкополосной фильтрации в полосе А/_Ф на частоте ^{υ х д} как это показано на фиг. 7, с учетом того, что остатки помехи после режекции будут промодулированы гетеродинным сигналом π_Ε(ΐ) и ширина их спектра 8_η2(ω) вновь возрастет до величины 2дА/_п.

В результате когерентного накопления отношение сигнал/помеха дополнительно возрастает в

раз.

Стоит отметить, что выше описан заявляемый способ в целом, однако, при его использовании в РЛС без когерентного накопления сигнала с учетом доплеровской частоты операции демодуляции сигнала с использованием специально формируемого гетеродинного колебания и когерентное накопление могут быть исключены или исключена только последняя операция - когерентное накопление, при этом отношение сигнал-помеха возрастет только за счет режекции в К_п раз (на 101д К_п дБ).

Существенным также является то обстоятельство, что для эффективной демодуляции помехи при первом перемножении частотные искажения (по фазе и амплитуде), вносимые в помеху в основном и дополнительном каналах, должны быть минимальными (амплитудные) и одинаковыми (фазовые), для чего прием должен осуществляться с одинаковыми частотными характеристиками и в пределах полосы частот, превышающей ширину спектра помехи.

Для оценки соответствия заявляемого способа критерию изобретательский уровень целесообразно сопоставить его признаки со сходными в известных объектах, как это отражено в нижеследующей таблице.

- 3 008886

№ п/п	Признак	Свойства в заявляемом способе	Свойства в известных объектах
[4]	[3]	[7]
1.	Прием помехи дополнительным приемным каналом	Получение помехового сигнала для демодуляции помехи в основном канале приема	Получение помехового сигнала для компенсации уводящей по направлению помехи в основном канале [4, рис. 27а].	Получение помехового сигнала заблаговременно - для управления рабочей частотой РЛС [3, рис. 7.7]	Рис. 15.12получение помехового сигнала для когерентной компенсации мешающего излучения (как и прототип).
2	Перемножение сигнала основного канала с помехой доп. канала	Сжатие помехи по спектру путем угловой демодуляции	Рис. 198 - выделение сигнала на частоте /с путем пе-. ремножения с ограниченной помеховой спектральной составляющей /п-/с	Нет	Нет
3	Спектральная режекция демодулированной помехи	Уменьшение мощности помехи - подавление	Нет	Нет	Рис. 9.8 - когерентная компенсация мешающих отражений с гребенчатым спектром
4	Формирование гетеродинного сигнала путем перемножения опорного сигнала РЛС с сигналом помехи доп. канала	Обеспечивает демодуляцию полезного сигнала с учетом перемодуляции при первом перемножении	Рис. 199 - использование части спектра помехового сигнала в качестве гетеродинного	Нет	Нет
5	Перемножение гетеродинного сигнала с радиолокационным	Демодуляция ранее перемодулированного сигнала	Нет	Рис. 6.33 - демодуляция радиолокационного сложного сигнала	Рис. 12.12демодуляция радиолокационного сигнала до режекции помех
6	Когерентное накопление сигнала	Выделение сигнала на фоне шумов и остатков помехи	Нет	Нет	Рис. 10.4 выделение сигнала на фоне шумов или остатков мешающих отражений (также рис. 12.12)
7	Признаки 1-6 в совокупности	Достижение цели изобретения	Нет	Нет	Нет

- 4 008886

Заявляемый способ реализуется устройством, представленным на фиг. 8, прототипом которого являются системы когерентной компенсации с использованием когерентного приема на дополнительную антенну [4, рис. 234] или [5, рис. 39]. Заявляемое устройство содержит основную антенну 1 РЛС с приемником 2, образующие основной приемный канал РЛС, и дополнительную антенну 3 с приемником 4, образующие дополнительный приемный канал, причем приемники 2 и 4 взаимно когерентны (для чего вторые (гетеродинные) входы обоих приемников могут быть подключены к соответствующим выходам местного гетеродина РЛС), и отличается тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные первый перемножитель 5, режекторный фильтр 6, второй перемножитель 7, полосовой фильтр 8, выход которого является выходом устройства, а первый вход первого перемножителя 5 подключен к выходу приемника 2 основного канала, второй вход перемножителя 5 соединен с выходом приемника 4 дополнительного канала, второй вход второго перемножителя 7 подключен к выходу третьего перемножителя 9, первый вход которого объединен с выходом приемника 4 дополнительного приемного канала, а второй вход третьего перемножителя 9 подключен к выходу формирователя опорного сигнала РЛС, причем частотные характеристики основного и дополнительного приемных каналов одинаковы и их полосы

пропускания превышают ширину спектра помехи.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При обнаружении цели на выходе приемника 2 действует аддитивная смесь /(ΐ) помехи η(ΐ), принятой по боковым лепесткам антенны 1, и отраженного от цели радиолокационного сигнала т(1): /(1:)=п(1:)+т(1:), а на выходе приемника 4 действует сигнал помехи Πο(ΐ), принятой антенной 3, коэффициент усиления которой превышает уровень боковых лепестков антенны 1, как показано в [3, рис. 7.13, 7.14]. В результате перемножения ./СО^оСО в первом перемножителе происходит, как описано ранее, демодуляция по частоте (фазе) помехового колебания т,(?) = т(^п_п(1):

и перемодуляция радиолокационного сигнала ^{14 7} ' ' ^{υ ν 7} аг§ ^,(/) = аг§ υ_ϋ (ί - ΐ_Γ) - ψ(ί) + 2πΚΔί.

Чтобы обеспечить обработку на радиочастоте, целесообразно вторые (гетеродинные) входы приемников 2 и 4 подключить к когерентным выходам местного гетеродина с различной частотой: ζ-мг _ Д777 л <^мг = ΝΡ

0/2 0’ тогда несущая частота колебаний на выходе первого перемножителя 5 будет

Лр=Л^пр-/2^р = (/У-ЮЛ).

= /„- мр„ . /,’’ = /₀ - ΝΡ₀ где ^{71 7 υ υ} - несущая частота на выходе основного приемника 2, ^{72 7 υ υ} - несущая частота на выходе приемника 4, /₀ - рабочая частота РЛС. Р₀ - некоторая опорная частота.

В режекторном фильтре 6 осуществляется спектральное подавление демодулированной (и, соответственно, сжатой по спектру) помехи η₁(ΐ), как показано на фиг. 6 и описано выше, при этом частота настройки режекторного фильтра 6 должна быть равна (Ν-Μ)Ρ₀. Следует отметить, что не исключается „ <^ПР = <^ПР , случай равенства частот /1 ⁷ 2 ’ т.е. Μ=Ν, при этом в качестве режектороного фильтра следует использовать фильтр верхних частот, а обработку осуществлять в двух идентичных квадратурных каналах [7, с. 135]. Таким образом достигается подавление демодулированной помехи ^и1(^) ^— » а перемодулированный сигнал 1' ^{7 ν 7} Οχ /’ имея спектр 8_т1(ш) шириной А/_п>>А/р, проходит через режекторный фильтр с незначительными (до единиц процентов) потерями (согласно фиг. 6), как описано ранее. Для демодуляции радиолокационного сигнала гетеродинный сигнал и, (1) формируется в третьем перемножителе 9 путем перемножения помехи η₀(ΐ) с выхода приемника 4 дополнительного канала и опорного сигнала РЛС и₀(1), закон модуляции которого соответствует закону модуляции радиолокационного сигнала с учетом задержки на время 1_; - ожидаемого запаздывания (1_Г) отраженного радиолокационного сигнала, как отмечалось ранее:

Этот гетеродинный сигнал перемножается с т₁(1) во втором перемножителе 7, образуя т₀(() = т, = =„ ^2ν/ ιχ^γχ/ ιχζυχζυχ/υχζ κζυχζ? т.к. η₀(ΐ) - сигнал с угловой модуляцией и Ηα(7)λ(7) = οοηδΐ,. .

χ ^{7 ν 7} ’ и демодуляция сигнала достигается при 1_з=1_г:

Поскольку несущая частота опорного сигнала и₀(1) в общем случае /_х, а частота помехи на выходе /^пр = / - ΝΡ г„ дополнительного канала ^{72 70} то на выходе перемножителя 9 будет действовать гетеродинный сигнал частотой /_Ε=/_χ-/₀+ΝΡ₀. При этом частота сигнала т₂(1) на выходе второго перемножителя будет /₂+Р_д=/₀-/_х-МР₀+Р_д. На эту частоту и настраивают полосовой фильтр 8, осуществляющий когерентное накопление сигнала (фиг. 7), причем ширина его полосы пропускания Δ/ф соответствует време ни накопления:

- 5 008886

Д/ф=/, где Т_о при накоплении внутрипериодном: - длительность радиолокационного одиночного сигнала [7, с. 134];

при накоплении последовательности радиолокационных сигналов следует применять более узкополосный фильтр [7, с. 214].

Следует заметить, что доплеровское смещение частоты Р_д может быть учтено в величине несущей опорного сигнала: /_х±Р_д.

Таким образом, на выходе полосового фильтра 8 формируется результат когерентного накопления в соответствии с описанным способом.

Следует заметить, что при априорно неизвестных величинах времени запаздывания 1_г отраженного сигнала и Р_д - доплеровского смещения частоты - в схеме устройства может быть предусмотрен последовательный или параллельный обзор по этим координатам по известным правилам [7, с. 245-258], например:

при параллельном обзоре по скорости фильтр 8 заменяется набором объединенных по входу взаимно расстроенных по частоте узкополосных фильтров, выходы которых объединены коммутатором;

при последовательном обзоре по дальности ко второму входу третьего перемножителя 9 дополнительно следует подключить перестраиваемую линию задержки для обеспечения 1_з=уаг и обзора по дальности;

при параллельном обзоре по дальности следует использовать набор объединенных по входу дальностных каналов в составе блоков 7 и 8, причем вторые входы перемножителей 7₁-7_к (К - число элементов разрешения по дальности) подключить соответственно к выходу перемножителей 9₁-9_К, первые входы которых объединены, а вторые входы подключены к выходам формирователя опорных сигналов с различными временами задержки 1_з1-1_зК.

Следует отметить, что представленная схема (фиг. 8) соответствует корреляционному способу обработки радиолокационных сигналов.

При фильтровом способе обработки [7] блок-схема устройства будет иметь вид, изображенный на фиг. 9. Это устройство содержит основной приемный канал РЛС в составе антенны 1 РЛС с приемником 2 и дополнительную антенну 3 с приемником 4, образующие дополнительный приемный канал, причем эти приемные каналы взаимно когерентны (для чего вторые (гетеродинные) входы обоих приемников могут быть подключены к соответствующим выходам местного гетеродина), и отличается тем, что выходы основного и дополнительного приемных каналов подключены соответственно к первому и второму входам первого перемножителя 5, выход которого подключен к последовательно соединенным фильтру 6 режекторному, перемножителю 7 второму и устройству 10 фильтровой обработки радиолокационных сигналов, выход которого является выходом устройства, причем второй вход второго перемножителя 7 подключен к выходу смесителя 11, первый вход которого соединен с выходом дополнительного канала приема, а второй вход подключен к соответствующему выходу местного гетеродина РЛС. При этом полоса пропускания приемников 2 и 4 превышает ширину спектра помехи, а их частотные характеристики одинаковы, по крайней мере, в пределах ширины ее спектра. Это устройство от описанного выше отличается:

во-первых, наличием устройства 10 фильтровой обработки радиолокационных сигналов;

во-вторых, иными функциями второго перемножителя 7, который осуществляет лишь частичную демодуляцию радиолокационного сигнала на выходе режекторного фильтра 6, устраняя только помеховую ФМ (ЧМ):

аг§щ₂(Г) = аг§£/₀(Г - ¢) + 2πΓ_Λί + φ₀;

в-третьих, использованием смесителя-преобразователя частоты 11 вместо третьего перемножителя в связи с отсутствием необходимости учитывать закон модуляции сигнала и₀(1) в гетеродинном колебании и_г(1) на втором входе второго смесителя 7, т.е. смеситель 11 решает задачу только преобразования частоты на

(/_х - частота опорного колебания на втором входе смесителя 11), при этом частота сигнала на выходе второго перемножителя 7 будет

или, если использовать колебание частотой ЬР₀ с выхода местного гетеродина, /₂ = Л-(м+е)г₀±г_д.

В результате на выходе второго перемножителя, в котором устраняется помеховая перемодуляция радиолокационного сигнала, будет действовать сигнал с частотой /₀-(Ь-М)Р₀+Р_д, на которую настроено устройство 10 фильтровой обработки. Эти изменения связаны с применением инвариантного по времени запаздывания устройства фильтровой обработки, импульсная характеристика которого соответствует закону модуляции и₀(1) собственно радиолокационного сигнала. Это устройство строится по известным правилам [7, с. 143] при внутрипериодной обработке в некогерентных РЛС или [7, с. 220] при когерент

- 6 008886 ной обработке в импульсно-доплеровских РЛС. Заметим, что смеситель 11 целесообразен только для обеспечения преобразования сигнала в перемножителе 7 на некоторую промежуточную радиочастоту /₂ и, при соответствующем выборе частот /₀, МР₀, ΝΡ₀, ЬР₀, может быть исключен.

В остальном работа устройства соответствует описанному ранее устройству, изображенному на фиг. 8.

Следует также отметить, что в отдельных случаях, а именно в некогерентной РЛС с квазиоптимальной фильтровой обработкой при достаточном энергопотенциале РЛС, устройство выделения сигналов на фоне вышеназванных помех невысокой интенсивности может быть еще более упрощено, как изображено на фиг. 10.

Такое устройство выделения радиолокационного сигнала содержит основной приемный канал в составе последовательно соединенных антенны 1 с приемником 2, дополнительный приемный канал в составе последовательно соединенных антенны 3 с приемником 4, причем основной и дополнительный приемные каналы взаимно когерентны, и отличается тем, что выходы приемников 2 и 4 соединены соответственно с первым и вторым входами первого перемножителя 5, выходом подключенного ко входу полосового фильтра 8, выход которого является выходом устройства. При этом отсутствует необходимость преобразования частоты в приемниках 2 и 4 и они могут быть выполнены без гетеродинного входа как приемники прямого усиления в составе преселектора и усилителя высокой частоты.

Такое устройство работает следующим образом. На выходе приемника 2 действует аддитивная смесь сигнала ш(1) частотой /₀ и длительностью Т_о и маскирующей помехи п(1) частотой /_п(1), как показано на частотно-временной диаграмме фиг. 11 а. Одновременно на выходе приемника 4 действует маскирующая помеха п₀(1) с такой же частотой. При перемножении помехи п₀(1) со смесью ш(1)+п(1) в перемножителе 5 производится:

во-первых, угловая демодуляция (фиг. 11) помехи п(1):

и ее сжатие по спектру (фиг. 12: спектр 8_п(®) преобразуется в 8_п1(ш));

во-вторых, помеховая модуляция радиолокационного сигнала - простого радиоимпульса длительностью Т₀:

соответственно:

как это показано на диаграмме фиг. 11 б.

При этом происходит расширение спектра сигнала: спектр 8_т(®) преобразуется в спектр 8_т1(®), как показано на фиг. 12б. В результате таких преобразований выделение сигнала может быть осуществлено полосовым фильтром с квадратом АЧХ Кф²(®), как показано на фиг. 12. Такое выделение сигнала не является оптимальным, но оно может быть достаточным для выполнения заданных функций РЛС в пределах заданной зоны действия.

Текст Описания поясняется следующими фигурами гафических изображений.

Фиг. 1 - частотно-временные диаграммы, поясняющие воздействие помехи.

Фиг. 2 - временные диаграммы работы схемы ШОУ.

Фиг. 3 - диаграммы работы когерентного компенсатора.

Фиг. 4 - эскиз, поясняющий расширение диапазона воздействия помех по направлению.

Фиг. 5 - блок-схема заявляемого способа.

Фиг. 6 - спектральная диаграмма режекции помехи.

Фиг. 7 - спектральная диаграмма накопления сигнала.

Фиг. 8 - блок-схема заявляемого устройства (при корреляционной обработке).

Фиг. 9 - блок-схема заявляемого устройства (при фильтровой обработке).

Фиг. 10 - блок-схема заявляемого устройства (при фильтровой некогерентной обработке).

Фиг. 11 - частотно-временные диаграммы работы устройства (фиг. 10).

Фиг. 12 - спектральные диаграммы работы устройства (фиг. 10).

Все необходимые для реализации заявляемого способа и устройств узлы и блоки известны и используются в радиотехнике:

антенны различных конструкций описаны в [8];

приемники, содержащие преселекторы, усилители высокой и промежуточной частоты, смесители описаны, например, в [9];

перемножители также известны и выпускаются в виде специальных узлов, в т.ч. в интегральном исполнении (например: 174ПС1 [10]), или эту функцию выполняют балансные смесители [11];

фильтры режекторные или полосовые строятся согласно [12, 13] по известным схемам.

Упоминаемый местный гетеродин, формирующий когерентные колебания с частотой МР₀, ΝΡ₀, ЬР₀,

- 7 008886 может быть реализован как синтезатор частот [14].

Таким образом, заявляемые объекты представляются соответствующими критериям промышленная применимость, изобретательский уровень, новизна.

Список литературы

1. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник/Ширман Я.Д., Лосев Ю.И., Минервин Н.И. и др./Под ред. Я. Д. Ширмана. М., ЗАО МАКВИС, 1998, 828 с.

2. Вакин С. А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М., Сов. радио, 1968, 448 с.

3. Цветнов В.В, Демин В.П., Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба: радиомаскировка и помехозащита. Учебн. пособие. М., Изд-во МАИ, 1999, 240 с.

4. Ь.В. Уаи Вгии1. Аррйеб ЕСМ. Уо1. 2. Εν Епдтееттд к1аГ£ И8А, 1982.

5. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием./Под ред. Ю.М. Перунова. М., Радиотехника, 2003, 415 с.

6. ΟπζαηονδΕί Ε.Ι. Асйуе Набат Е1ес1тошс СоиШегтеакигек. АПес11 Ноше 1пс., И8А, 1990.

7. Основы радиолокации и радиоэлектронная борьба./Под ред. А.Е. Охрименко. М., Воениздат, 1983, 456 с.

8. Айзенберг Г.З. и др. Антенны УКВ./Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2 частях. М., Связь, 1977.

9. Заварин Г.Д., Мартынов В.А., Федорцов Б.Ф. Радиоприемные устройства. М.: Воениздат, 1973.

10. Булычев А.П., Галкин В.И., Прохоренко В.А. Аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. Мн., Беларусь, 1983.

11. Гасанов Л.Г., Липатов А.А., Марков В.В., Могильченко Н.А. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М., Радио и связь, 1988, 288 с.

12. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. Т.1. Пер. с англ./Под ред. М.В. Гальперина. М., Мир, 1983.

13. Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства. Справочник. М., Радио и связь, 1988.

14. Никольский И.Н. Устройства формирования сигналов и синтезаторы частот систем радиосвязи. Л., ВКАС им. С.М. Буденного, 1981.

Claims (4)

1. Способ выделения отраженного радиолокационного сигнала на фоне прицельной по частоте помехи с угловой (частотной или фазовой) модуляцией, маскирующей полезный сигнал в основном приемном канале радиолокационной станции (РЛС), состоящий в том, что осуществляют прием помехи с использованием дополнительного приемного канала, когерентного с основным, отличающийся тем, что выходные сигналы основного и дополнительного приемных каналов перемножают первый раз, затем осуществляют спектральную режекцию демодулированной в результате первого перемножения помехи, а сигнал, образованный в результате режекции, повторно перемножают с гетеродинным сигналом, который формируют как результат третьего перемножения - выходного сигнала дополнительного приемного канала с опорным сигналом РЛС, после чего осуществляют когерентное накопление сигнала, образованного в результате повторного перемножения, при этом прием в основном и дополнительном приемных каналах осуществляют в полосе частот, превышающей ширину спектра прицельной помехи и с одинаковыми частотными характеристиками.

2. Устройство выделения отраженного радиолокационного сигнала, реализующее способ по п.1 в РЛС с когерентной корреляционной обработкой, содержащее основной приемный канал в составе антенны РЛС с приемником и дополнительный приемный канал в составе антенны с приемником, причем приемники основного и дополнительного приемных каналов взаимно когерентны, отличающееся тем, что выходы основного и дополнительного приемных каналов подключены соответственно к первому и второму входам первого перемножителя, выход которого подключен к последовательно соединенным режекторному фильтру, второму перемножителю и полосовому фильтру, выход которого является выходом устройства, а второй вход второго перемножителя подключен к выходу третьего перемножителя, первый вход которого соединен с выходом дополнительного приемного канала, а второй вход подключен к формирователю опорного сигнала РЛС, при этом ширина полосы пропускания приемников превышает ширину спектра помехи, а их частотные характеристики одинаковы.

3. Устройство выделения отраженного радиолокационного сигнала, реализующее способ по п.1 в РЛС с фильтровой обработкой, содержащее основной приемный канал в составе антенны РЛС с приемником и дополнительный приемный канал в составе антенны с приемником, причем приемники основного и дополнительного приемных каналов взаимно когерентны, отличающееся тем, что выходы основного и дополнительного приемных каналов соединены соответственно с первым и вторым входами первого перемножителя, выход которого подключен к последовательно соединенным режекторному фильтру, перемножителю и устройству фильтровой обработки радиолокационных сигналов, выход которого является выходом устройства, а второй вход второго перемножителя соединен с выходом дополнительного приемного канала через смеситель, второй вход которого подключен к соответствующему выходу мест

- 8 008886 ного гетеродина, при этом ширина полосы пропускания приемников превышает ширину спектра помехи, а их частотные характеристики одинаковы.

4. Устройство выделения отраженного радиолокационного сигнала, реализующее способ по п.1 в РЛС с использованием простых радиоимпульсов при их некогерентной обработке, содержащее основной приемный канал в составе антенны РЛС с приемником и дополнительный приемный канал в составе антенны РЛС с приемником, причем приемники основного и дополнительного каналов взаимно когерентны, отличающееся тем, что выходы основного и дополнительного приемных каналов подключены соответственно к первому и второму входам перемножителя, выход которого подключен ко входу полосового фильтра, выход которого является выходом устройства, а полосы пропускания приемников превышают ширину спектра помехи и их частотные характеристики одинаковы.