RU178719U1

RU178719U1 - Обзорный радиолокатор с виртуальной фазированной антенной решеткой

Info

Publication number: RU178719U1
Application number: RU2017126110U
Authority: RU
Inventors: Саркис Манукович Казарян; Григорий Львович Павлов
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2018-04-18

Abstract

Полезная модель относится к радиолокационной технике и может быть использована в РЛС ближнего действия.Технический результат заключается в возможности использования в радиолокаторах синтезированной виртуальной фазированной антенной решетки, что позволяет увеличить разрешающую способность радиолокационной техники по угловым координатам.Для реализации поставленной технической задачи в обзорном радиолокаторе с фазированной антенной решеткой, содержащем виртуальную фазированную антенную решетку, состоящей из М передающих антенн, и N приемных антенн, установленных так, чтобы фазовые центры передающих антенн были сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на N/2⋅λ, где N - количество приемных каналов, λ - длина волны, а приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на λ/2, в каждый приемный канал вводят N смесителей, N усилителей промежуточной частоты, N аналого-цифровых преобразователей и блок цифровой обработки информации, а к входам передающих антенн подключен генератор управляемого напряжения, выходы которого соединены к первым входам смесителей, вторые входы смесителей подключены к выходам приемных антенн, выходы смесителей через последовательно соединенные усилители промежуточной частоты и аналого-цифровые преобразователи соединены с входами блока цифровой обработки информации. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к радиолокационной технике и может быть использована в РЛС ближнего действия.

Известны радиолокаторы, использующие синтезированные фазированные антенные решетки, такие как: импульсная РЛС с синтезированием апертуры (В.Н. Антипов, В.Т. Гориянов, А.Н. Кулик и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны. - М.: Радио и связь, 1988 г., стр. 304), содержащая когерентный приемопередающий тракт с одной антенной и цифровую обработку сигналов; голографическая РЛС (TIME FREQUENCY ANALYSIS - AN APPLICATION TO FMCW RADARS by BALAJI NAGARAJAN B.E., Electronics and Communication Engineering Hindustan College of Engineering, University of Madras Chennai, India - 2001 г.), содержащая небольшую передающую антенну и линейную приемную антенную решетку, а также блок памяти и процессор обработки сигналов; РЛС бокового обзора (Г.С. Кондратенков, В.А. Потехин, А.П. Реутов, Ю.А. Феоктистов. Радиолокационные станции обзора земли. - М.: Радио и связь, 1983 г., стр. 272; А.А. Комаров, Г.С. Кондратенков, Н.Н. Курилкин и др. Радиолокационные станции воздушной разведки. - М.: Воениздат, 1983 г., стр. 152) с большой вдоль фюзеляжной антенной; РЛС непрерывного излучения с синтезированием апертуры, содержащая когерентный приемопередающий тракт с двумя антеннами (приемная и передающая) и цифровую систему обработки сигналов (Антипов В.Н., Колтышев Е.Е., Мухин В.В., Печенников А.В., Фролов А.Ю., Янковский В.Т. Радиолокационная система беспилотного летательного аппарата. Радиотехника, 2006 г.).

Недостатками этих устройств являются обязательное наличие движения носителя радиолокационной станции относительно исследуемого пространства, низкая разрешающая способность по азимуту, высокие требования к вычислительной системе по объему памяти и быстродействию и низкая оперативность получения данных.

Наиболее близким техническим решением является радиолокатор, использующий виртуальную фазированную антенную решетку (см международную заявку № WO 2016045938 опублик. 31.03.2016 г. МПК G01S 13/00 G01S 13/93), содержащий фазированную антенную решетку, имеющей множества передающих и приемных антенн, фазовые центры которых расположены на некотором расстоянии друг от друга, блок памяти, блок обработки.

Недостатком прототипа является недостаточная разрешающая способность, связанная с влиянием боковых лепестков диаграммы направленности.

Технической задачей настоящей полезной модели является увеличение разрешающей способности обзорного радиолокатора в реальном времени по угловым координатам.

Для реализации поставленной технической задачи в обзорный радиолокатор с фазированной антенной решеткой, содержащий виртуальную фазированную антенную решетку, состоящей из М передающих антенн, и N приемных антенн, установленных так, чтобы фазовые центры передающих антенн были сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на

где N - количество приемных каналов, λ - длина волны, а приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на

в каждый приемный канал вводят N смесителей, N усилителей промежуточной частоты, N аналого-цифровых преобразователей и блок цифровой обработки информации, а к входам передающих антенн подключен генератор управляемого напряжения, выходы которого соединены к первым входам смесителей, вторые входы смесителей подключены к выходам приемных антенн, выходы смесителей через последовательно соединенные усилители промежуточной частоты и аналого-цифровые преобразователи соединены с входами блока цифровой обработки информации.

Полезная модель поясняется чертежом, где

- на фиг. 1 изображена структурная схема радиолокатора с виртуальной ФАР,

- на фиг. 2 - синтезирование виртуальной фазированной антенной решетки,

- на фиг. 3 - циклограмма работы радиолокатора.

На фиг. 1 представлена структурная схема радиолокатора с виртуальной антенной решеткой. Радиолокатор состоит из М передающих антенн 1 и N приемных антенн 2. Каждый приемный канал состоит из последовательно соединенных смесителя (См) 3, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) 4 и аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) 5, с блоком цифровой обработки сигналов (Блок ЦОС) 6. На смеситель 3 каждого приемного канала подается гетеродинный сигнал с генератора управляемого напряжением (ГУН) 7 передатчика, что обеспечивает когерентность принятых сигналов. Такт оцифровки АЦП 5 каждого канала синхронизирован с тактом излучения передатчика. Оцифрованный с помощью АЦП 5 сигнал поступает в блок цифровой обработки сигналов ЦОС 6. В блоке ЦОС 6 происходит цифровое диаграммообразование и согласованная обработка сигнала. В результате формируется N*M приемных лучей, что позволяет увеличить разрешающую способность по угловым координатам радиолокатора в М раз.

Все приемные каналы должны когерентно оцифровываться по такту задающего генератора 7. Работа на излучение номера передающей антенны поясняется по циклограмме, представленной на фиг. 3

При излучении соответствующей передающей антенны 1 все приемные каналы 2 когерентно оцифровывают входной массив данных и складывают в память в блоке ЦОС 6. После того как все передающие антенны отработали, цикл заново стартует. Так как передающие антенны разнесены относительно друг друга на

то фазовый набег сигнала от цели в крайней приемной антенне равен

что позволяет синтезировать виртуальную антенную решетку, как показано на фиг. 2.

Для получения соответствующего распределения решетки применяется преобразование Фурье вида

где Dm - функция направленности одной приемной антенны, S_i - комплексные значения оцифрованных данных, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток.

В блоке ЦОС 6 также происходит цифровое диаграммообразование и согласованная обработка сигнала. В результате формируется N*M приемных лучей, что позволяет увеличить разрешающую способность по угловым координатам радиолокатора в М раз в реальном масштабе времени.

Claims

Обзорный радиолокатор с виртуальной фазированной антенной решеткой, содержащий виртуальную фазированную антенную решетку, состоящую из М передающих антенн и N приемных антенн установленных так, чтобы фазовые центры передающих антенн и приемных антенн были сдвинуты относительно друг друга, и блока обработки, отличающийся тем, что фазовые центры передающих антенн сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на N/2*λ, где N - количество приемных антенн, λ - длина волны, а приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на λ/2, в каждый канал из N приемных антенн вводят N смесителей, N усилителей промежуточной частоты, N аналого-цифровых преобразователей и блок цифровой обработки информации, а к входам передающих антенн подключен генератор управляемого напряжения, выходы которого соединены к первым входам смесителей, вторые входы смесителей подключены к выходам приемных антенн, выходы смесителей через последовательно соединенные усилители промежуточной частоты и аналого-цифровые преобразователи соединены с входами блока цифровой обработки информации.