RU129662U1

RU129662U1 - DETECTOR DETECTOR WITH PHASE ADJUSTMENT

Info

Publication number: RU129662U1
Application number: RU2013106895/07U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Геннадьевич Митрофанов; Дмитрий Генрихович Майбуров; Дмитрий Александрович Майоров; Виталий Валерьевич Бортовик; Валентин Александрович Перехожев; Александр Александрович Баклажук; Иван Александрович Прокопенков
Original assignee: Министерство обороны Российской Федерации
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Устройство пеленгации с фазовой подстройкой, содержащее последовательно соединенные первый смеситель, первый оптимальный фильтр, первый усилитель промежуточной частоты и амплитудный детектор, последовательно соединенные второй смеситель, второй оптимальный фильтр и второй усилитель промежуточной частоты, а также содержащие гетеродин, антенну, кольцевой волноводный мост, фазовый детектор, схему деления, причем выход гетеродина связан со вторыми входами первого и второго смесителей, первый и второй выходы антенны соединены с соответствующими входами кольцевого волноводного моста, первый и второй выходы которого связаны соответственно с первым входом первого и первым входом второго смесителей, а выход фазового детектора подключен к второму входу схемы деления, отличающееся тем, что в его состав предлагается дополнительно ввести последовательно соединенные широкополосный смеситель с нелинейным усилением, стробируемый усилитель-ограничитель, синусный фазовый детектор, преобразователь сигнала ошибки и управляемый фазовращатель, а также ввести третий смеситель, квадратор и опорный гетеродин, причем выход первого усилителя промежуточной частоты предлагается связать с первым входом широкополосного смесителя с нелинейным усилением, выход которого предлагается соединить с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединить с выходом опорного гетеродина, вторым входом управляемого фазовращателя и вторым входом синусного фазового детектора, выход управляемого фазовращателя предлагается подключить к второму входу третьего смесителя, первый вход которого соединить с выходом второго у�A phase-tuning direction finding device comprising a first mixer in series, a first optimal filter, a first intermediate frequency amplifier and an amplitude detector, a second mixer, a second optimal filter and a second intermediate frequency amplifier in series, as well as containing a local oscillator, antenna, ring waveguide bridge, phase detector, division circuit, and the local oscillator output is connected to the second inputs of the first and second mixers, the first and second outputs of the antenna are connected to the input inputs of the annular waveguide bridge, the first and second outputs of which are connected respectively to the first input of the first and first input of the second mixer, and the output of the phase detector is connected to the second input of the division circuit, characterized in that it is further proposed to include a series-connected broadband mixer with a nonlinear gain, a gated amplifier-limiter, a sine phase detector, an error signal converter and a controlled phase shifter, and also introduce a third mixer, sq a driver and a reference local oscillator, the output of the first intermediate frequency amplifier is proposed to be connected to the first input of a broadband mixer with nonlinear amplification, the output of which is proposed to be connected to the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the output of the reference local oscillator, the second input of the controlled phase shifter and the second input of the sine phase detector, the output of the controlled phase shifter is proposed to be connected to the second input of the third mixer, the first input of which is connected to the output of the second

Description

Полезная модель относится к радиолокационным устройствам и может использоваться в обзорных радиолокационных станциях (РЛС), производящих измерение угловой координаты пеленгуемого воздушного объекта (ВО).The utility model relates to radar devices and can be used in surveillance radar stations (radars), which measure the angular coordinate of the direction-finding airborne object (AT).

Известно устройство пеленгации воздушных объектов [1], включающее в себя гетеродин, антенну, кольцевой волноводный мост (КВМ), два смесителя, два оптимальных фильтра (ОФ), два усилителя промежуточной частоты (УПЧ), амплитудный детектор (АД), фазовый детектор (ФД) и схему деления (СД). При этом первый и второй выходы антенны соединены соответственно с первым и вторым входами КВМ, последовательно между собой соединены первый смеситель, первый ОФ, первый УПЧ, АД и СД, последовательно между собой соединены второй смеситель, второй ОФ, второй УПЧ и ФД. Первый и второй выходы КВМ подключены соответственно к входам 1-го и 2-го смесителей, вторые входы которых связаны с выходом гетеродина. Выход первого УПЧ подключен ко второму входу ФД, выход которого подключен ко второму входу схемы деления.A device for detecting airborne objects [1], which includes a local oscillator, an antenna, an annular waveguide bridge (KVM), two mixers, two optimal filters (OF), two amplifiers of intermediate frequency (IF), an amplitude detector (HELL), a phase detector ( PD) and the division scheme (SD). In this case, the first and second outputs of the antenna are connected respectively to the first and second inputs of the KVM, the first mixer, the first OF, the first IF, AD and LED are connected in series, the second mixer, the second OF, the second IF, and PD are connected in series with each other. The first and second outputs of the KVM are connected respectively to the inputs of the 1st and 2nd mixers, the second inputs of which are connected to the output of the local oscillator. The output of the first IF is connected to the second input of the PD, the output of which is connected to the second input of the division circuit.

Данное устройство способно определять в одной из плоскостей (азимутальной или угломестной) направление на источник отражения радиоволн в пределах рабочей зоны, образуемой двумя смещенными относительно равно-сигнального направления (на одинаковый угол отворота, но в противоположные стороны) приемными характеристиками направленности (ХН) антенны. Однако точность оценки угловой координаты ВО в устройстве [1] является недостаточной, так при работе РЛС не учитывается факт медленного ухода или дрейфа фазы в суммарном и разностном каналах обработки, которые могут достигать 30-40 градусов.This device is able to determine in one of the planes (azimuthal or elevation) the direction to the source of reflection of the radio waves within the working area, formed by two received relative directional directions (by the same angle of the lapel, but in opposite directions) by the receiving directional characteristics (XI) of the antenna. However, the accuracy of estimating the angular coordinate of the HE in the device [1] is insufficient, since the radar operation does not take into account the fact of slow drift or phase drift in the total and difference processing channels, which can reach 30-40 degrees.

Задачей полезной модели является стабилизация фазы отраженного сигнала в каналах обработки амплитудного суммарно-разностного моноимпульсного пеленгатора, что обеспечивает повышение точности измерения угловых координат ВО.The objective of the utility model is to stabilize the phase of the reflected signal in the processing channels of the amplitude total-difference monopulse direction finder, which improves the accuracy of measuring the angular coordinates of VO.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в известное устройство пеленгации ВО [1] предлагается дополнительно ввести последовательно соединенные широкополосный смеситель с нелинейным усилением (ШСНУ), стробируемый усилитель-ограничитель, синусный ФД, преобразователь сигнала ошибки (ПСО) и управляемый фазовращатель (УФВ), а также ввести 3-й смеситель, квадратор и опорный гетеродин, причем выход 1-го УПЧ предлагается связать с 1-м входом ШСНУ, выход которого соединить с первым входом ФД, второй вход которого соединить с выходом опорного гетеродина, вторым входом УФВ и вторым входом синусного ФД, выход УФВ предлагается подключить к 2-му входу 3-го смесителя, 1-й вход которого соединить с выходом 2-го УПЧ, а выход - со вторым входом ШСНУ, вход квадратора подключить к выходу АД, а выход квадратора - к 1-му входу СД. Такое построение схемы позволяет выделить с помощью синусного ФД величину медленного ухода фазы отраженного воздушным объектом сигнала и после преобразования этого ухода фазы в сигнал управления - ввести поправку в разностном канале обработки на третьем смесителе подачей на него опорного напряжения гетеродина с введенной подстройкой (правкой).The solution to this problem is achieved due to the fact that it is proposed to additionally introduce a serially connected non-linear amplification broadband mixer (SHNU), a gated limiting amplifier, a sine PD, an error signal converter (PSO) and a controlled phase shifter (UVB) into the known VF direction finding device [1] ), as well as introduce the 3rd mixer, quadrator, and reference local oscillator, and the output of the 1st amplifier is proposed to be connected to the 1st input of the SHSNU, the output of which is connected to the first input of the PD, the second input of which is connected to the output the reference local oscillator, the second input of the UVB and the second input of the sinus PD, the output of the UVB is proposed to be connected to the 2nd input of the 3rd mixer, the 1st input of which is connected to the output of the 2nd amplifier, and the output is connected to the second input of the SHNU, the quadrator input is connected to the AD output, and the quadrator output to the 1st input of the LED. Such a construction of the circuit makes it possible to isolate with the help of a sinus PD the magnitude of the slow phase drift of the signal reflected by the airborne object and, after converting this phase drift to a control signal, introduce a correction in the difference processing channel on the third mixer by applying the local oscillator reference voltage with the introduced adjustment (editing).

На чертеже представлена структурная схема устройства пеленгации с фазовой подстройкой. Устройство пеленгации с фазовой подстройкой содержит гетеродин 1, 1-й смеситель 2, 1-й ОФ 3, 1-й УПЧ 4, антенну 5, КВМ 6, ШСНУ 7, ФД 8, 2-й смеситель 9, 2-й ОФ 10, 2-й УПЧ 11, 3-й смеситель 12, стробируемый усилитель-ограничитель 13, ПСО 14, УФВ 15, опорный гетеродин 16, синусный ФД 17, АД 18, СД 19 и квадратор 20. Блоки 2, 3, 4, 7, 13 и 17 соединены последовательно. Аналогично последовательно связаны блоки 9, 10, 11 и 12. Выход гетеродина 1 соединен со вторым входом 1-го смесителя 2 и вторым входом 2-го смесителя 9. Первый и второй выходы антенны 5 подключены к соответствующим 1-му и 2-му входам КВМ 6, первый выход которого соединен с первым входом 1-го смесителя 2, а второй выход - с первым входом 2-го смесителя 9. Выход ШСНУ 7 подключен также к 1-му входу ФД 8, 2-й вход которого связан с выходом опорного гетеродина 16, 2-м входом синусного ФД 17 и вторым входом УФВ 15, 1-й вход которого соединен с выходом ПСО 14, связанного своим входом с выходом синусного ФД 17. Выход УФВ 15 подключен к 2-му входу 3-го смесителя 12, выход которого подключен к 2-му входу ШСНУ 7. Выход 1-го УПЧ 4 соединен также с входом АД 18, выход которого подключен ко входу квадратора 20, выход которого подключен к 1-му входу СД 19, 2-й вход которой связан с выходом ФД 8.The drawing shows a structural diagram of a direction finding device with phase adjustment. The direction-finding device with phase adjustment contains a local oscillator 1, 1st mixer 2, 1st OF 3, 1st UPCH 4, antenna 5, KVM 6, ШСНУ 7, ФД 8, 2nd mixer 9, 2nd ОF 10 , 2-nd UCH 11, 3-rd mixer 12, gated amplifier-limiter 13, ПСО 14, UVB 15, reference local oscillator 16, sine-wave ФД 17, АД 18, СД 19 and quadrator 20. Blocks 2, 3, 4, 7 , 13 and 17 are connected in series. Blocks 9, 10, 11 and 12 are connected in a similar way. The output of the local oscillator 1 is connected to the second input of the 1st mixer 2 and the second input of the 2nd mixer 9. The first and second outputs of the antenna 5 are connected to the corresponding 1st and 2nd inputs KVM 6, the first output of which is connected to the first input of the 1st mixer 2, and the second output - with the first input of the 2nd mixer 9. The output of the SHSNU 7 is also connected to the 1st input of PD 8, the 2nd input of which is connected to the output reference local oscillator 16, the 2nd input of the sine PD 17 and the second input of the UVB 15, the first input of which is connected to the output of the PSO 14, connected by its at the same time as the output of the sinus PD 17. The output of the UVB 15 is connected to the 2nd input of the 3rd mixer 12, the output of which is connected to the 2nd input of the SHSNU 7. The output of the 1st UPCH 4 is also connected to the input of the AD 18, the output of which is connected to the input of the quadrator 20, the output of which is connected to the 1st input of the LED 19, the 2nd input of which is connected with the output of the PD 8.

В соответствии с замыслом своего построения устройство пеленгации с фазовой подстройкой работает следующим образом.In accordance with the intent of its construction, a direction finding device with phase adjustment works as follows.

Антенна 5 излучает сверхвысокочастотные радиолокационные сигналы в свободное пространство, в котором предполагается нахождение ВО. Сигналы отражаются ВО и принимаются антенной 5 по двум смещенным в разные стороны от равносигнального направления (РСН) характеристикам направленности. Две пересекающиеся (на уровне, к примеру, 3 дБ) приемные ХН антенны имеют общий фазовый центр. С помощью сравнения сигналов, принятых по этим двум ХН антенны, реализуется амплитудный метод пеленгации ВО [2-5].Antenna 5 radiates microwave radar signals into the free space in which it is assumed to be in. The signals are reflected in and received by the antenna 5 at two directional characteristics shifted in opposite directions from the equal signal direction (RSN). Two intersecting (at, for example, 3 dB) receiving HN antennas have a common phase center. By comparing the signals received from these two CN antennas, the amplitude method of direction finding is implemented [2-5].

Структура предлагаемого устройства в основе своей соответствует структуре обзорного амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы измерения угловых координат [2-5]. Переизлученные ВО сигналы с первого и второго выходов антенны 5 поступают на соответствующие входы суммарно-разностного преобразователя, роль которого выполняет КВМ 6. В роли КВМ в схеме вполне допустимо использование двойного волноводного тройника и ему подобных устройств. Кольцевой волноводный мост 6 имеет 4 плеча на одной волноводной полуокружности, которые расположены одно относительно другого под углом 60°, если измерять углы из центра КВМ. Расстояния меду плечами равны λ/4, где λ - средняя длина волны принимаемых сигналов. На одном из выходных плеч КВМ входные сигналы двух разнесенных на некоторый угол (относительно РСН) приемных антенных каналов складываются в фазе, образуя суммарный канал. На другом плече сигналы складываются в противофазе, образуя разностный канал. Сигнал в разностном канале (разностном плече КВМ) будет иметь фазу сигнала того антенного канала, в котором он больше по амплитуде, т.е. фазу сигнала, принятого той парциальной ХН, в сторону смещения которой отклонен ВО.The structure of the proposed device basically corresponds to the structure of the survey amplitude total-difference monopulse system for measuring angular coordinates [2-5]. The re-emitted VO signals from the first and second outputs of antenna 5 are fed to the corresponding inputs of the sum-difference converter, the role of which is played by the KVM 6. In the role of the KVM in the circuit, the use of a double waveguide tee and similar devices is quite acceptable. The annular waveguide bridge 6 has 4 shoulders on one waveguide semicircle, which are located relative to each other at an angle of 60 °, if you measure the angles from the center of the CME. The distances between the shoulders are λ / 4, where λ is the average wavelength of the received signals. At one of the KVM output arms, the input signals of the two receiving antenna channels spaced apart by a certain angle (relative to the RSN) are added in phase, forming a total channel. On the other arm, the signals are added in antiphase, forming a difference channel. The signal in the difference channel (KVM difference arm) will have the phase of the signal of that antenna channel in which it is larger in amplitude, i.e. phase of the signal received by that partial CN, in the direction of the bias of which the deflection is rejected.

В соответствии с тем, какой антенный канал (из двух каналов) обрабатывает сигнал большей амплитуды, сигналы разностного и суммарного плеч КВМ могут находиться в фазе или в противофазе. А в случае равенства сигналов в обоих антенных каналах на разностном плече КВМ выходной сигнал отсутствует (равен нулю). Это соответствует ситуации нахождения ВО строго на РСН.In accordance with which antenna channel (of two channels) processes the signal of higher amplitude, the signals of the difference and total arms of the CME can be in phase or out of phase. And in the case of equal signals in both antenna channels on the difference arm of the KVM, the output signal is absent (equal to zero). This corresponds to the situation where the HE is strictly on the RSN.

Амплитуда сигнала разностного канала (соответствует на чертеже второму выходу КВМ 6) пропорциональна величине углового отклонения ВО от РСН. Разность же фаз между суммарным и разностным каналами показывает направление отклонения ВО от РСН по измеряемой угловой координате (азимут β или угол места ε). Другими словами, разность фаз показывает знак углового отклонения ВО от РСН.The amplitude of the signal of the difference channel (corresponds to the second output of the KVM 6 in the drawing) is proportional to the value of the angular deviation of the VO from the RSN. The phase difference between the total and difference channels shows the direction of the deviation of the HE from the RSN in the measured angular coordinate (azimuth β or elevation angle ε). In other words, the phase difference shows the sign of the angular deviation of VO from RSN.

С первого выхода КВМ 6 сигнал суммарного канала поступает на 1-й вход 1-го смесителя 2, а со второго выхода КВМ сигнал разностного канала поступает на 1-й вход 2-го смесителя 9.From the first output of KVM 6, the signal of the total channel goes to the 1st input of the 1st mixer 2, and from the second output of KVM the signal of the difference channel goes to the 1st input of the 2nd mixer 9.

Сигналы суммарного канала в предлагаемом устройстве выполняют роль нормирующих. В отличие от РЛС сопровождения в обзорных РЛС, к которым относится предлагаемое устройство пеленгации с фазовой подстройкой, применение в тракте автоматической регулировки усиления нецелесообразно, поскольку в рабочей зоне РЛС могут находиться несколько ВО, амплитуды сигналов от которых могут отличаться существенно (например, на порядок). Основная полезная информация об угловом положении ВО всегда заключена в параметрах сигнала разностного канала.The signals of the total channel in the proposed device perform the role of normalizing. Unlike tracking radars in survey radars, which include the proposed direction-finding device with phase adjustment, the use of automatic gain control in the path is impractical, since there can be several airborne radar in the working zone, the signal amplitudes from which can differ significantly (for example, by an order of magnitude) . The main useful information about the angular position of VO is always contained in the signal parameters of the difference channel.

На вторые входы 1-го смесителя 2 и 2-го смесителя 9 поступает напряжение когерентного гетеродина 1, что позволяет понизить основную частоту обрабатываемых сигналов ВО до первой промежуточной ω_пр1. Выходной фильтр блоков 2 и 9 должен быть узкополосным, то есть иметь полосу пропускания порядка единиц мегагерц, чтобы в тракт обработки не попадали сигналы других РЛС.The second inputs of the 1st mixer 2 and the 2nd mixer 9 receive the voltage of the coherent local oscillator 1, which allows to reduce the main frequency of the processed signals to the first intermediate ω _pr1 . The output filter of blocks 2 and 9 should be narrow-band, that is, have a bandwidth of the order of units of megahertz so that signals from other radars do not get into the processing path.

С выходов смесителей 2 и 9 сигналы поступают на входы соответствующих ОФ 3 и 10. Оптимальные фильтры должны иметь импульсные характеристики, согласованные по форме с излучаемыми сигналами. Наличие ОФ обеспечивает рост амплитуды полезного сигнала по отношению к уровню внешних и внутренних шумов [2-5], что позитивно сказывается на результирующем отношении сигнал-шум.From the outputs of mixers 2 and 9, the signals are fed to the inputs of the corresponding OF 3 and 10. Optimal filters should have impulse characteristics that are consistent in shape with the emitted signals. The presence of OF provides an increase in the amplitude of the useful signal with respect to the level of external and internal noise [2-5], which positively affects the resulting signal-to-noise ratio.

Основное усиление принятых сигналов происходит в УПЧ. Сигналы суммарного канала с выхода ОФ 3 проходят на вход 1-го УПЧ 4, а сигналы разностного канала с выхода ОФ 10 - на вход 2-го УПЧ 11.The main gain of the received signals occurs in the amplifier. The signals of the total channel from the output of OF 3 pass to the input of the 1st UPCH 4, and the signals of the difference channel from the output of OF 10 to the input of the 2nd UPCH 11.

Аналитически преобразование принятых от ВО сигналов выражается следующим образом. Высокочастотные отраженные сигналы на выходах первого

и второго

, антенного каналов в момент времени t при небольших угловых отклонениях Θ ВО от РСН могут быть представлены в видеAnalytically, the conversion of signals received from the VO is expressed as follows. High-frequency reflected signals at the outputs of the first

and second

, antenna channels at time t at small angular deviations Θ IN from RSN can be represented as

где E_m - амплитуда принимаемого сигнала; ω - сверхвысокая круговая частота принимаемого сигнала; Θ₀ - угловое положение РСН; Θ - угловое смещение (отклонение) ВО от РСН; F(Θ₀±Θ) - величина коэффициента направленного действия комплексной ХН антенны в направлении ±Θ относительно углового положения РСН Θ₀; F₁(Θ) - величина коэффициента направленного действия ХН антенны 1-го парциального антенного канала в направлении на излучающий ВО; F₂(Θ) - величина коэффициента направленного действия ХН антенны 2-го парциального антенного канала в направлении на излучающий ВО; F(Θ₀) - коэффициент направленного действия антенны в РСН; µ - крутизна рабочего участка ХН антенны [1, 6].where E _m is the amplitude of the received signal; ω is the ultrahigh circular frequency of the received signal; Θ ₀ is the angular position of the RSN; Θ - angular displacement (deviation) of the HE from RSN; F (Θ ₀ ± Θ) is the magnitude of the directional coefficient of the integrated HN antenna in the direction ± Θ relative to the angular position of the RSN Θ ₀ ; F ₁ (Θ) - the magnitude of the coefficient of directional action of the XI antenna of the 1st partial antenna channel in the direction of the radiating VO; F ₂ (Θ) is the magnitude of the coefficient of directional action of the XI antenna of the 2nd partial antenna channel in the direction of the radiating VO; F (Θ ₀ ) is the coefficient of directional action of the antenna in the RSN; µ is the steepness of the working section of the CN antenna [1, 6].

Сигналы на суммарном (первый выход КВМ)

и разностном (второй выход КВМ)

выходных плечах КВМ 6 с учетом баланса мощностей аналитически выражаются зависимостямиSignals on the total (first KVM output)

and differential (second KVM output)

KVM 6 output arms, taking into account the power balance, are analytically expressed by the dependencies

После перехода с помощью смесителя 2 на первую промежуточную частоту ω_пр1 и усиления в первом УПЧ 4 на первом входе ШСНУ 7 (соответствует выходу 1-го УПЧ 4 суммарного канала) сигнал ВО будет равенAfter the transition with the mixer 2 to the first intermediate frequency ω _pr1 and amplification in the first UPCH 4 at the first input of the SHSNU 7 (corresponds to the output of the 1st UPCH 4 of the total channel), the VO signal will be equal to

где ω₁ - фазовый сдвиг в суммарном канале; k₁ - коэффициент усиления в суммарном канале.where ω ₁ is the phase shift in the total channel; k ₁ - gain in the total channel.

Аналогичный сигнал на выходе 2-го УПЧ 11 разностного канала будет равенA similar signal at the output of the 2nd UPCH 11 difference channel will be equal to

где φ₂ - фазовый сдвиг в разностном канале; k₂ - коэффициент усиления разностного канала.where φ ₂ is the phase shift in the difference channel; k ₂ is the gain of the difference channel.

После усиления во 2-м УПЧ 11 сигнал разностного канала проходит на первый вход 3-го смесителя 12, запитанного по 2-му входу сигналом опорного гетеродина 16 (частоты ω_оп) через УФВ 15, который в начальном положении (при отсутствии управляющего сигнала на своем втором входе) не вносит изменений в фазу проходящего через него сигнала.After amplification in the 2nd amplifier 11, the signal of the difference channel passes to the first input of the 3rd mixer 12, fed through the 2nd input with the signal of the reference local oscillator 16 (frequency ω _op ) through UVB 15, which is in the initial position (in the absence of a control signal its second input) does not change the phase of the signal passing through it.

На выходе 3-го смесителя 12 будет получен сигнал второй промежуточной частоты ω_пр2, который будет определяться зависимостьюThe output of the 3rd mixer 12 will receive a signal of the second intermediate frequency ω _CR2 , which will be determined by the dependence

где φ₃ - фазовый сдвиг, вносимый при вторичном преобразовании частоты сигнала в 3-м смесителе 12. Частота ω_оп должна быть больше промежуточной частоты ω_пр1, чтобы выполнялось равенство ω_пр2=ω_оп-ω_пр1. Например, если ω_оп=70 МГц, a ω_пр1=30 МГц, то ω_пр2=40 МГц.where φ ₃ is the phase shift introduced during the secondary conversion of the signal frequency in the 3rd mixer 12. The frequency ω _op must be greater than the intermediate frequency ω _pr1 so that the equality ω _pr2 = ω _op _{-ω pr1 is satisfied} . For example, if ω _op = 70 MHz, and ω _pr1 = 30 MHz, then ω _pr2 = 40 MHz.

С выхода 3-го смесителя 12 сигнал разностного канала

на второй промежуточной частоте поступает на второй вход ШСНУ 7. В блоке 7 осуществляется нормирование принятого сигнала методом перевода малого по значению разностного сигнала с информацией о величине рассогласования Θ на уровень сигнала суммарного канала. На выходе широкополосного смесителя предполагается наличие нелинейного усилителя с несимметричной амплитудной характеристикой, который выравнивает сигналы ВО, отклоненных на различные углы относительно РСН. На выходе ШСНУ 7 образуется сигнал видаFrom the output of the 3rd mixer 12 signal differential channel

at the second intermediate frequency, it enters the second input of SHSNU 7. In block 7, the received signal is normalized by transferring a small difference signal with information about the mismatch Θ to the signal level of the total channel. At the output of the broadband mixer, it is assumed that there is a non-linear amplifier with an asymmetric amplitude characteristic that aligns the BO signals rejected at different angles with respect to the RSN. At the output of the SHSNU 7, a signal of the form

где k₃ - коэффициент усиления сигнала в ШСНУ 7.where k ₃ is the signal gain in SHSNU 7.

Этот сигнал с выхода блока 7 поступает на 1-й вход ФД 8, на втором входе которого присутствует сигнал опорного гетеродина 16 на круговой частоте ω_оп=ω_пр1+ω_пр2. Фазовый детектор выделяет сигнал низкой частоты, пропорциональный разности фаз входных сигналовThis signal from the output of block 7 is fed to the first input of PD 8, at the second input of which there is a signal of the reference local oscillator 16 at the circular frequency ω _op = ω _pr1 + ω _pr2 . The phase detector emits a low frequency signal proportional to the phase difference of the input signals

где k_фд - коэффициент усиления сигнала в ФД 8.where k _fd is the signal gain in PD 8.

Кроме того, сигнал с выхода 1-го УПЧ 4 поступает на вход АД 18, где детектируется, т.е. выделяется его огибающая. Огибающая на выходе АД 18 отличается от радиосигнала из блока 4 отсутствием высокочастотного заполнения. Значит, на выходе АД 18 формируется сигнал суммарного канала видаIn addition, the signal from the output of the 1st UPCH 4 is fed to the input of the AD 18, where it is detected, i.e. its envelope stands out. The envelope at the output of the AD 18 differs from the radio signal from block 4 by the absence of high-frequency filling. So, at the output of AD 18, a signal of the total channel of the form

В дальнейшем этот сигнал подается на вход квадратора 20. Сигнал на выходе блока 20 (квадратор) будет соответствовать квадрату огибающей анализируемого сигнала разностного канала, т.е. квадрату входного сигнала U_ад. Таким образом, выходной сигнал квадратора будет равенSubsequently, this signal is fed to the input of the quadrator 20. The signal at the output of block 20 (quad) will correspond to the square of the envelope of the analyzed signal of the difference channel, i.e. squared input signal U _hell . Thus, the output of the quad will be equal to

Формирование пеленгационной характеристики G(Θ) производится на выходе СД 19. На 1-й вход СД 19 поступает напряжение с квадратора 20, а на второй - с выхода ФД 8. Сигнал 2-го входа СД 19 является делимым, а сигнал 1-го входа СД 19 - делителем. В результате деления получаем пеленгационную характеристику G(Θ) в видеThe direction-finding characteristic G (Θ) is formed at the output of the LED 19. The first input of the LED 19 receives voltage from the square 20, and the second from the output of the PD 8. The signal of the second input of the LED 19 is divisible, and the signal of the 1st entrance SD 19 - divider. As a result of division, we obtain the direction-finding characteristic G (Θ) in the form

Поскольку все составляющие формулы (12) кроме переменной Θ являются известными, то по уровню измеренного сигнала U_сд путем обратного пересчета всегда можно вычислить угол Θ отклонения ВО от РСН:Since all the components of formula (12) except the variable Θ are known, it is always possible to calculate the angle Θ of the deviation of the VO from the RSN from the level of the measured signal U _sd by means of backward conversion:

При наличии медленных уходов фазы в приемных трактах устройства пеленгации (углового пеленгатора) множитель cos(φ₁-φ₂) будет изменяться, что приведет к соответствующим изменениям оценки угловой координаты (например, азимута β). Поэтому необходимо вводить поправку на уход фазы отраженного сигнала. Это достигается применением в схеме синусного ФД 17, на который сигнал опорной частоты

подается через стробируемый усилитель-ограничитель 13. Опорный гетеродин 16 является высокостабильным, и фаза его сигналов не имеет отклонений. Стробируемый усилитель-ограничитель 13 выделяет с помощью строба сигнал ВО, по которому проводится измерение и относительно которого осуществляется коррекция фазовых уходов. За счет использования ограничения в блоке 13 устраняется амплитудная модуляция сигнала, происхождение которой обусловлено различием углового положения ВО.In the presence of slow phase drifts in the receiving paths of the direction finding device (angular direction finder), the factor cos (φ ₁ -φ ₂ ) will change, which will lead to corresponding changes in the estimation of the angular coordinate (for example, azimuth β). Therefore, it is necessary to introduce a correction for the phase departure of the reflected signal. This is achieved by using a sine PD 17 in the circuit, to which the reference frequency signal

fed through a gated amplifier-limiter 13. The reference local oscillator 16 is highly stable, and the phase of its signals has no deviations. The gated amplifier-limiter 13 emits a BO signal with the help of a strobe, according to which the measurement is carried out and relative to which the phase drift is corrected. By using the restrictions in block 13, the amplitude modulation of the signal, the origin of which is due to the difference in the angular position of the VO, is eliminated.

На выходе синусного ФД 17 выделяется сигнал ошибки, величина которого определяется разностью фаз входных сигналов. Один из входных сигналов является эталонным, а сигнал ШСНУ может содержать непреднамеренное и вредное фазовое отклонение. Разность фаз Δφ характеризует изменение отклонения рабочей фазы сигнала с течением времени от эталонной величины. Синус этой разности фаз sinΔφ с учетом поправочного коэффициента поступает с выхода блока 17 на вход ПСО 14. В ПСО 14 вырабатывается сглаженный сигнал ошибки в виде напряжения U_Δφ постоянного уровня, пропорциональное величине Δφ. Это напряжение U_Δφ поступает из ПСО 14 на 1-й (управляющий) вход УФВ 15, который смещает фазу сигнала опорного генератора на величину Δφ. В результате этого рабочий принятый сигнал на 1-м входе ШСНУ 7 и опорный сигнал с выхода 3-го смесителя 12 выравниваются по величине возможного медленного ухода фазы в тракте обработки. Иначе говоря, вводимая фазовая поправка компенсирует фазовые уходы в приемном тракте устройства пеленгации. Тем самым обеспечивается однозначное и более точное определение угловых координат ВО.At the output of the sine PD 17 an error signal is allocated, the value of which is determined by the phase difference of the input signals. One of the input signals is a reference, and the signal SHNU may contain an unintentional and harmful phase deviation. The phase difference Δφ characterizes the change in the deviation of the working phase of the signal over time from the reference value. The sine of this phase difference sinΔφ, taking into account the correction factor, is supplied from the output of block 17 to the input of the PSO 14. In the PSO 14, a smoothed error signal is generated in the form of a constant level voltage U _Δφ proportional to Δφ. This voltage U _Δφ comes from the PSO 14 to the 1st (control) input of the UVB 15, which shifts the phase of the signal of the reference oscillator by Δφ. As a result of this, the working received signal at the 1st input of the SHSNU 7 and the reference signal from the output of the 3rd mixer 12 are aligned with the value of the possible slow phase drift in the processing path. In other words, the introduced phase correction compensates for the phase drifts in the receiving path of the direction finding device. This provides an unambiguous and more accurate determination of the angular coordinates of VO.

Новые элементы устройства широко известны в радиолокационной технике, что подтверждает осуществимость технического предложения.New elements of the device are widely known in radar technology, which confirms the feasibility of the technical proposal.

Предлагаемое устройство пеленгации с фазовой подстройкой целесообразно использовать в обзорных РЛС обнаружения ВО с системой передачи результатов обзора пространства на другие системы обслуживания объектов.The proposed direction-finding device with phase adjustment is advisable to use in surveillance radar detection of HE with a system for transmitting the results of a survey of space to other facilities servicing systems.

Источники информацииInformation sources

1. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М., Сов. радио, 1970, С.28-30, рис.1.13 (прототип).1. Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. M., Sov. Radio, 1970, P.28-30, Fig. 1.13 (prototype).

2. Справочник по основам радиолокационной техники / Под ред. В.В.Дружинина. М., Воениздат, 1967. 768 с.2. Guide to the basics of radar technology / Ed. V.V.Druzhinina. M., Military Publishing, 1967.768 p.

3. Справочник по радиолокации / Под ред. М.И.Сколника. Пер. с англ. М., Сов. радио, 1967. Том 1. Основы радиолокации. 456 с.3. Handbook of radar / Ed. M.I.Skolnika. Per. from English M., Sov. Radio, 1967. Volume 1. The basics of radar. 456 s

4. Радиотехнические системы / Под ред. Ю.М.Казаринова. М., Высш. школа, 1990. 496 с.4. Radio engineering systems / Ed. Yu.M. Kazarinova. M., Higher. School, 1990.496 s.

5. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. Учебник для вузов. М.: Сов. радио, 1973. 496 с.5. Finkelstein M.I. Basics of radar. Textbook for high schools. M .: Sov. Radio, 1973. 496 p.

6. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М., Сов. радио, 1984. 312 с.6. Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. M., Sov. Radio, 1984. 312 p.

Claims

A phase-tuning direction finding device comprising a first mixer in series, a first optimal filter, a first intermediate frequency amplifier and an amplitude detector, a second mixer, a second optimal filter and a second intermediate frequency amplifier in series, as well as containing a local oscillator, antenna, ring waveguide bridge, phase detector, dividing circuit, and the local oscillator output is connected to the second inputs of the first and second mixers, the first and second outputs of the antenna are connected to the input inputs of the circular waveguide bridge, the first and second outputs of which are connected respectively to the first input of the first and first input of the second mixer, and the output of the phase detector is connected to the second input of the division circuit, characterized in that it is further proposed to include a series-connected broadband mixer with a nonlinear gain, a gated limit amplifier, a sine phase detector, an error signal converter and a controlled phase shifter, and also introduce a third mixer, sq a driver and a reference local oscillator, the output of the first intermediate frequency amplifier is proposed to be connected to the first input of a broadband mixer with nonlinear amplification, the output of which is proposed to be connected to the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the output of the reference local oscillator, the second input of the controlled phase shifter and the second input of the sine phase detector, the output of the controlled phase shifter is proposed to be connected to the second input of the third mixer, the first input of which is connected to the output of the second ilitelya intermediate frequency, and an output - to a second input of the mixer with the broadband nonlinear gain quad input connected to the output of the amplitude detector, and an output of the squarer - to the first input dividing circuit.