RU1840991C

RU1840991C - Coherent pulse radar

Info

Publication number: RU1840991C
Application number: SU2288362/07A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Викторович Бутырин; Николай Михайлович Кунатенко
Original assignee: Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант"
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1980-10-08
Publication date: 2014-11-27

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: radar comprises an antenna, an antenna switch, a receiver mixer, an intermediate frequency amplifier, a phase detector, a compensation circuit through two periods, a blanking circuit, a blanking pulse former, N heterodynes, a frequency selector, a transmitter mixer, a power amplifier, an interference analyser, a control device, a probing pulse former, a synchroniser, a pulse counter, an electronic switch, two coincidence circuits, a comparator device, two storage devices, connected to each other in a certain manner.

EFFECT: high probability of signal detection.

3 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области специальной радиолокационной техники и может быть использовано при разработке и построении современных помехозащищенных комплексов обнаружения и целеуказания, а также при построении РЛС наведения оружия.The proposed device relates to the field of special radar equipment and can be used in the development and construction of modern noise-immune detection and target designation systems, as well as in the construction of weapon guidance radars.

Современная радиолокационная обстановка в условиях боевых действий предполагает обязательное одновременное воздействие на радиолокационную станцию как пассивных так и активных помех. Такая ситуация наиболее характерна для РЛС обнаружения низколетящих целей, а также для корабельных РЛС обнаружения и целеуказания, поскольку в этих случаях практически всегда имеются мощные отражения от подстилающей поверхности и одновременно возможна постановка противником активных помех, из которых в настоящее время наиболее универсальными являются шумовые помехи, которые с успехом могут быть использованы для подавления радиоэлектронных средств любого назначения.The modern radar situation in the conditions of hostilities implies the mandatory simultaneous impact on the radar station of both passive and active interference. Such a situation is most typical for radar detection of low-flying targets, as well as for ship radar detection and target designation, since in these cases there are almost always powerful reflections from the underlying surface and at the same time the adversary can cause active interference, of which noise is currently the most universal, which can be successfully used to suppress electronic means of any purpose.

Таким образом, для успешного обнаружения целей и носителей станций радиопомех современный радиолокатор должен строиться с учетом обеспечения защищенности как от пассивных, так и активных помех, действующих в одно и то же время.Thus, for the successful detection of targets and carriers of radio interference stations, a modern radar should be built taking into account the protection from both passive and active interference operating at the same time.

Известны радиолокаторы (см., например, патент США №3866224 по кл. G01S 7/28, G01S 7/36, 1975 г., патент США №4038659 по кл. G01S 7/28, 1977 г., патент Японии №50-29631 по кл. G01S 9/08, 1975 г., патент Франции №1605536 по кл. G01S 7/36, 1974 г.), в которых для увеличения помехоустойчивости в условиях воздействия активных помех применяется перестройка частоты излучения. Однако в этих радиолокаторах не обеспечивается защита от пассивных помех и в условиях воздействия комбинированных (активные плюс пассивные) помех они могут оказаться совершенно неработоспособными.Known radars (see, for example, US patent No. 3866224 for CL G01S 7/28, G01S 7/36, 1975, US patent No. 4038659 for CL G01S 7/28, 1977, Japan patent No. 50- 29631 according to G01S 9/08, 1975, French patent No. 1605536 according to G01S 7/36, 1974), in which, to increase the noise immunity under conditions of active interference, the radiation frequency tuning is used. However, these radars do not provide protection against passive interference and under the influence of combined (active plus passive) interference, they can be completely inoperative.

Известен также импульсный когерентный радиолокатор, который, благодаря совмещению электронной перестройки рабочей частоты с одновременной работой аппаратуры селекции движущихся целей, может работать в условиях одновременного воздействия пассивных и активных ответных помех. В то же время из-за присущих данному радиолокатору ограничений по перестройке несущей частоты (используются только две несущие частоты при отсутствии автоматического анализа помеховой обстановки) он может оказаться полностью неработоспособным в условиях воздействия пассивных и заградительных шумовых помех.Also known is a pulsed coherent radar, which, due to the combination of electronic tuning of the operating frequency with the simultaneous operation of equipment for selecting moving targets, can work under conditions of simultaneous exposure to passive and active response interference. At the same time, due to the limitations inherent in this radar for tuning the carrier frequency (only two carrier frequencies are used in the absence of automatic analysis of the interference environment), it may turn out to be completely inoperative under the influence of passive and obstructive noise interference.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является радиолокатор.The closest in technical essence to the claimed object is a radar.

Для упрощения дальнейших выкладок и уточнения применяемой в патентной литературе и периодической печати терминологии в схеме радиолокатора ряд устройств, не имеющих принципиально важного значения для понимания сути заявляемого предложения, можно объединить. Так, соединенные известным образом линию задержки и компенсирующее устройство будем в дальнейшем называть просто схемой компенсации. Далее, дешифратор, устройство сложения мощностей, разветвитель мощности и видеодетектор, входящие в радиолокатор, объединим и назовем селектором частоты, как это, например, сделано в передатчике с быстрой перестройкой частоты, описанном в книге Г.М. Вишина. Многочастотная радиолокация, Воениздат МО СССР, М., 1973 г.To simplify further calculations and clarify the terminology used in the patent literature and periodicals in the radar scheme, a number of devices that are not of fundamental importance for understanding the essence of the proposed proposal can be combined. Thus, the delay line and the compensating device connected in a known manner will hereinafter be referred to simply as the compensation circuit. Next, a decoder, a power addition device, a power splitter, and a video detector included in the radar are combined and called a frequency selector, as, for example, is done in a transmitter with fast frequency tuning described in G.M. Cherry Multi-frequency radar, Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, M., 1973

Кроме того, более точно следовало бы назвать генератор промежуточной частоты когерентным гетеродином, а генератор запуска зондирующего сигнала - синхронизатором.In addition, it would be more accurate to call the intermediate frequency generator a coherent local oscillator, and the probe signal trigger generator - a synchronizer.

Рассмотрим блок-схему выбранного в качество прототипа радиолокатора, которая приведена на фиг.1.Consider the block diagram of the selected quality prototype radar, which is shown in figure 1.

Этот радиолокатор содержит последовательно соединенные антенну 5, антенный переключатель 7, смеситель приемника 10, усилитель промежуточной частоты 14, фазовый детектор 18, схему компенсации 21 и схему бланкирования 20, подключенный к опорному входу фазового детектора 18 когерентный гетеродин 17, другой выход которого через последовательно соединенные формирователь зондирующего сигнала 13, смеситель передатчика 9 и усилитель мощности 6 соединен с антенным переключателем 7, N гетеродинов 3, выходы которых подключены к селектору частоты 4, выходы которого соединены со смесителем приемника 10, смесителем передатчика 9 и через последовательно включенные формирователь импульса смены частоты 8 и второй формирователь бланкирующего импульса 19 со схемой бланкирования 20, синхронизатор 16, один из выходов которого через устройство управления 15 и схему запрета 11 подключен ко входам соединенного с усилителем промежуточной частоты 14 анализатора помех 2 и датчика случайных чисел 1, выходы которых подключены к селектору частоты 4, а также первый формирователь бланкирующего импульса 12, выходы которого соединены со схемой запрета 11 и формирователем импульса смены частоты 8, причем, другие выходы синхронизатора 16 подключены к первому 12, второму 19 формирователям бланкирующих импульсов и к формирователю зондирующего сигнала 13.This radar comprises a series-connected antenna 5, an antenna switch 7, a receiver mixer 10, an intermediate-frequency amplifier 14, a phase detector 18, a compensation circuit 21 and a blanking circuit 20 connected to the reference input of the phase detector 18 with a coherent local oscillator 17, the other output of which is connected in series probing signal shaper 13, transmitter 9 mixer and power amplifier 6 connected to antenna switch 7, N local oscillators 3, the outputs of which are connected to frequency selector 4, the outputs to which are connected to the mixer of the receiver 10, the mixer of the transmitter 9 and through series-connected pulse shaper frequency change 8 and the second shaper of the blanking pulse 19 with the blanking circuit 20, the synchronizer 16, one of the outputs of which is connected via the control device 15 and the inhibit circuit 11 to the inputs connected to the intermediate frequency amplifier 14 of the interference analyzer 2 and the random number sensor 1, the outputs of which are connected to the frequency selector 4, as well as the first blanking pulse shaper 12, the outputs of which They are connected to a prohibition circuit 11 and a frequency changer 8, and the other outputs of the synchronizer 16 are connected to the first 12, second 19 formers of the blanking pulses and to the shaper of the probe signal 13.

Такая совокупность блоков и связей обеспечивает обнаружение целей в условиях одновременного воздействия на РЛС пассивных и непрерывных шумовых помех, прицельных по частоте. По результатам быстродействующего анализа помеховой обстановки радиолокатор автоматически настраивается на частоту, свободную от помех.This combination of blocks and communications provides target detection under conditions of simultaneous exposure to radar passive and continuous noise interference, aiming in frequency. Based on the results of a quick analysis of the interference environment, the radar is automatically tuned to a frequency that is free from interference.

В случае одновременного воздействия пассивных и заградительных шумовых помех в радиолокаторе, рассматриваемом в качестве прототипа, в каждом цикле перестройки с помощью анализатора помех 2 определяется частота, на которой в данный момент спектральная плотность мощности помехи минимальна или помеха полностью отсутствует. Далее радиолокатор работает на этой частоте до тех пор, пока анализатором помех 2 не будет обнаружена другая частота с минимумом спектральной плотности помехи.In the case of simultaneous exposure to passive and obstructive noise interference in the radar, considered as a prototype, in each tuning cycle, using the interference analyzer 2, a frequency is determined at which the spectral density of the interference power is currently minimal or there is no interference at all. Further, the radar operates at this frequency until a different frequency with a minimum spectral density of the interference is detected by the interference analyzer 2.

Однако, поскольку полоса частот заградительной шумовой помехи обычно превышает полосу частот перестройки радиолокатора, полностью избежать ее вредного воздействия путем перестройки частоты нельзя. Присутствие на входе радиолокатора шумовой помехи (хотя он и работает на частоте с минимальным уровнем спектральной плотности мощности помехи) приводит к уменьшению отношения сигнал/шум.However, since the frequency band of obstructive noise interference usually exceeds the frequency band of the radar tuning, it is impossible to completely avoid its harmful effects by tuning the frequency. The presence of noise interference at the radar input (although it operates at a frequency with a minimum level of interference power spectral density) leads to a decrease in the signal-to-noise ratio.

С другой стороны, при высоких скоростях обзора пространства и узких диаграммах анаправленности антенн современных РЛС количество импульсов, отраженных от цели за один обзор, обычно равно 3-25 (см. например, Справочник по основам радиолокационной техники под ред. В.В. Дружинина. Воениздат МО СССР, М., 1967 г.).On the other hand, at high viewing speeds of space and narrow antenna array directional patterns of modern radars, the number of pulses reflected from the target in one review is usually 3-25 (see, for example, the Guide to the basics of radar technology, edited by V.V. Druzhinin. Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, M., 1967).

Для рассматриваемого в качестве прототипа радиолокатора число импульсов от цели за один обзор соизмеримо с числом периодов повторения, в течение которых он должен работать на одной частоте. Так, при кратности схемы череспериодной компенсации равной 2-3 длительность цикла перестройки должна быть не менее 3÷4 (обычно 8÷10) периодов повторения. Таким образом, при высоком темпе обзора в радиолокаторе, рассматриваемом в качестве прототипа, цель обнаруживается практически при зондировании пространства одной частотой, что дополнительно вызывает потери за счет флуктуаций цели, которые составляют примерно 8 дБ при вероятности обнаружения 0,9 (см., например, Бартон Д.К., Простая методика расчета характеристик обнаружения целей и дальности действия РЛС "Зарубежная радиоэлектроника", №5, 1970 г.).For the radar considered as a prototype, the number of pulses from the target in one review is commensurate with the number of repetition periods during which it must operate at the same frequency. So, when the multiplicity of the inter-period compensation scheme is 2-3, the duration of the adjustment cycle should be at least 3–4 (usually 8–10) repetition periods. Thus, at a high viewing rate in the radar, considered as a prototype, the target is detected almost when probing the space at the same frequency, which additionally causes losses due to fluctuations in the target, which are approximately 8 dB with a detection probability of 0.9 (see, for example, Barton D.K., A Simple Method for Calculating the Characteristics of Target Detection and the Range of Radar Operation "Foreign Radio Electronics", No. 5, 1970).

В условиях одновременного воздействия пассивных и заградительных шумовых помех групповая перестройка частоты по закону случайных чисел в радиолокаторе, рассматриваемом в качестве прототипа, также не приводит к улучшению отношения сигнал/шум и не позволяет устранить флуктуационные потери, так как скорость перестройки групп при этом остается такой же, как и в случае адаптивной перестройки. Кроме того, при произвольном выборе частоты излучения без анализа помеховой обстановки выбираются также частоты, на которых помеха максимальна.Under conditions of simultaneous exposure to passive and obstructive noise interference, group frequency tuning according to the law of random numbers in the radar, considered as a prototype, also does not lead to an improvement in the signal-to-noise ratio and does not allow to eliminate fluctuation losses, since the group tuning speed remains the same , as in the case of adaptive adjustment. In addition, with an arbitrary choice of the radiation frequency without analyzing the interference environment, frequencies are also selected at which the interference is maximum.

В итоге уменьшение отношения сигнал/шум за счет воздействия заградительной шумовой помехи и появление флюктуационных потерь при быстром обзоре пространства приводят к существенному снижению вероятности обнаружения целей, особенно быстрофлюктуирующих, радиолокатором, рассматриваемым в качестве прототипа.As a result, a decrease in the signal-to-noise ratio due to the influence of protective noise interference and the appearance of fluctuation losses during a quick survey of the space lead to a significant decrease in the probability of detecting targets, especially rapidly fluctuating ones, by a radar considered as a prototype.

Целью настоящего изобретения является повышение вероятности обнаружения целей в условиях одновременного воздействия пассивных и заградительных шумовых помех.The aim of the present invention is to increase the probability of detecting targets under conditions of simultaneous exposure to passive and obstructive noise interference.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный когерентный радиолокатор, содержащий последовательно соединенные антенну 5, антенный переключатель 7, смеситель приемника 10, усилитель промежуточной частоты 14, фазовый детектор 18, схему компенсации через два периода 21 и схему бланкирования 20, управляющий вход которой подключен к выходу формирователя бланкирующих импульсов 19, N гетеродинов 3, выходы которых соединены со входами селектора частоты 4, выходы которого подключены к гетеродинным входам смесителя приемника 10 и смесителя передатчика 9, выход которого через усилитель мощности 6 соединен с антенным переключателем 7, подключенный к одному из выходов усилителя промежуточной частоты 14 анализатор помех 2, управляющий вход которого соединен с устройством управления 15, выход которого подключен к селектору частоты 4, соединенный с опорным входом фазового детектора 18 когерентный гетеродин 17, второй выход которого через формирователь зондирующих сигналов 13 подключен к сигнальному входу смесителя передатчика 9, а также синхронизатор 16, выходы которого соединены с устройством управления 15 и формирователем зондирующих сигналов 13, введены счетчик импульсов 24, установочный вход которого подключен к выходу формирователя бланкирующих импульсов 19, электронный коммутатор 28, выход которого соединен с устройством управления 15, первая 22 и вторая 23 схемы совпадения, первые входы которых подключены к выходу счетчика импульсов 24, сигнальный вход которого соединен с синхронизатором 16, устройство сравнения 25, выходы которого подключены ко вторым входам схем совпадения 22 и 23, первое 26 и второе 27 запоминающие устройства, выходы которых соединены со входами электронного коммутатора 28 и устройства сравнения 25, третий вход которого подключен к первому выходу анализатора помех 2, причем выходы первой 22 и второй 23 схем совпадения соединены с установочными входами соответственно первого 26 и второго 27 запоминающих устройств, второй выход анализатора помех 2 подключен к четвертому входу устройства сравнения 25 и к информационному входу первого запоминающего устройства 26, третий выход анализатора помех 2 соединен с пятым входом устройства сравнения 25 и с информационным входом второго запоминающего устройства 27, а входы формирователя бланкирующих импульсов 19 подключены к выходам схем совпадения 23 и 22, запоминающих устройств 26 и 27 и электронного коммутатора 28, управляющий вход которого соединен с синхронизатором 16.This goal is achieved in that in a pulsed coherent radar containing a series-connected antenna 5, an antenna switch 7, a receiver mixer 10, an intermediate frequency amplifier 14, a phase detector 18, a compensation circuit through two periods 21 and a blanking circuit 20, the control input of which is connected to the output of the driver of blanking pulses 19, N local oscillators 3, the outputs of which are connected to the inputs of the frequency selector 4, the outputs of which are connected to the heterodyne inputs of the mixer of the receiver 10 and the transmission mixer 9, the output of which through the power amplifier 6 is connected to an antenna switch 7, connected to one of the outputs of the intermediate frequency amplifier 14, an interference analyzer 2, the control input of which is connected to a control device 15, the output of which is connected to a frequency selector 4, connected to the reference input of the phase detector 18 is a coherent local oscillator 17, the second output of which is connected through a shaper of probing signals 13 to the signal input of the mixer of the transmitter 9, as well as a synchronizer 16, the outputs of which are connected to devices control ohm 15 and probing signal shaper 13, a pulse counter 24 is introduced, the installation input of which is connected to the output of the blanking pulse shaper 19, an electronic switch 28, the output of which is connected to the control device 15, the first 22 and second 23 matching circuits, the first inputs of which are connected to the output of the pulse counter 24, the signal input of which is connected to the synchronizer 16, a comparison device 25, the outputs of which are connected to the second inputs of the matching circuits 22 and 23, the first 26 and second 27 storage devices, the moves of which are connected to the inputs of the electronic switch 28 and the comparison device 25, the third input of which is connected to the first output of the interference analyzer 2, and the outputs of the first 22 and second 23 matching circuits are connected to the installation inputs of the first 26 and second 27 memory devices, the second output of the interference analyzer 2 is connected to the fourth input of the comparison device 25 and to the information input of the first storage device 26, the third output of the interference analyzer 2 is connected to the fifth input of the comparison device 25 and to the information nnym input of the second storage device 27, and inputs blanking pulse generator 19 are connected to the outputs of the coincidence circuits 23 and 22, memories 26 and 27 and the electronic switch 28, a control input coupled to the synchronizer 16.

На фиг.1 приведена блок-схема радиолокатора, выбранного в качестве прототипа.Figure 1 shows a block diagram of a radar selected as a prototype.

На фиг.2 приведена блок-схема заявляемого импульсного когерентного радиолокатора.Figure 2 shows a block diagram of the inventive pulsed coherent radar.

На фиг.3 приведены эпюры напряжений в схеме заявляемого радиолокатора, поясняющие его работу.Figure 3 shows the plot of the voltage in the circuit of the inventive radar, explaining its operation.

Импульсный когерентный радиолокатор, блок-схема которого приведена на фиг.2, содержит N гетеродинов 3, селектор частоты 4, антенну 5, усилитель мощности 6, антенный переключатель 7, анализатор помех 2, устройство управления 15, смесители передатчика 9 и приемника 10, синхронизатор 16, формирователь зондирующих сигналов 13, усилитель промежуточной частоты 14, когерентный гетеродин 17, фазовый детектор 18, схему компенсации через два периода 21, схему бланкирования 20, формирователь бланкирующих импульсов 19, первую 22 и вторую 23 схемы совпадения, устройство сравнения 25, счетчик импульсов 24, первое 26 и второе 27 запоминающее устройства и электронный коммутатор 28.The pulsed coherent radar, the block diagram of which is shown in FIG. 2, contains N local oscillators 3, a frequency selector 4, an antenna 5, a power amplifier 6, an antenna switch 7, an interference analyzer 2, a control device 15, mixers of the transmitter 9 and receiver 10, a synchronizer 16, probe signal generator 13, intermediate frequency amplifier 14, coherent local oscillator 17, phase detector 18, compensation circuit after two periods 21, blanking circuit 20, blanking pulse shaper 19, first 22 and second 23 matching schemes, devices comparing 25, a pulse counter 24, the first 26 and second 27 memory devices and the electronic switch 28.

В отличие от схемы компенсации, примененной в известном радиолокаторе, упомянутая схема компенсации через два периода 21 содержит линию задержки на два периода повторения и компенсирующее устройство, соединенные известным образом. В заявляемом объекте возможно применение как одно-, так и двукратной схемы компенсации через два периода, которая может быть выполнена как в аналоговом, так и в цифровом виде.In contrast to the compensation scheme used in the known radar, said compensation scheme through two periods 21 contains a delay line for two repetition periods and a compensating device connected in a known manner. In the claimed object, it is possible to use both single and double compensation schemes after two periods, which can be performed in both analog and digital form.

Введение схем совпадения 22 и 23, счетчика импульсов 24, устройства сравнения 25, запоминающих устройств 26 и 27 и электронного коммутатора 28 в заявляемый когерентный радиолокатор с аппаратурой селекции движущихся целей и групповой перестройкой несущей частоты позволяет осуществить дополнительную перестройку несущей частоты в пределах каждой группы импульсов.The introduction of coincidence circuits 22 and 23, a pulse counter 24, a comparison device 25, storage devices 26 and 27, and an electronic switch 28 into the inventive coherent radar with apparatus for moving target selection and group tuning of the carrier frequency allows for additional tuning of the carrier frequency within each group of pulses.

Таким образом, в заявляемом радиолокаторе в каждом цикле перестройки несущей частоты цель облучается по крайней мере на двух частотах, поочередная смена которых производится автоматически через период повторения, чем достигается повышение вероятности обнаружения целей в сложной помеховой обстановке за счет уменьшения отрицательного влияния флуктуаций отраженных сигналов на характеристики обнаружения.Thus, in the inventive radar in each cycle of tuning the carrier frequency, the target is irradiated at least at two frequencies, which are alternately changed automatically after a repetition period, thereby increasing the probability of target detection in a complex noise environment by reducing the negative effect of fluctuations of the reflected signals on the characteristics detection.

Рассмотрим работу заявляемого импульсного когерентного радиолокатора. Допустим, что в исходном состоянии первое 26 и второе 27 запоминающее устройства, а также счетчик импульсов 24 обнулены. Радиолокатор работает на одной из частот, выбранной устройством управления 15. СВЧ мощность на частоте выбранного гетеродина (из N гетеродинов 3) через селектор частоты 4 поступает на гетеродинные входы смесителей передатчика 9 и приемника 10. Синхронизатор 16 каждый период повторения Т_п генерирует импульсы запуска 29. Под действием импульсов 29 из напряжения когерентного гетеродина 17 в формирователе зондирующих сигналов 13 формируется радиоимпульс с заданным законом модуляции, который в смесителе передатчика 9 переносится на СВЧ, усиливается усилителем мощности 6, проходит антенный переключатель 7 и излучается антенной 5. Эхо-сигналы и помехи принимаются антенной 5, в смесителе приемника 10 переносятся на промежуточную частоту, усиливаются усилителем промежуточной частоты 14 и поступают на фазовый детектор 18, где сравниваются по фазе с напряжением когерентного гетеродина 17. Видеосигналы с выхода фазового детектора 18 подаются на схему компенсации 21, где подавляются отражения от пассивных помех, и через схему бланкирования 20, которая в исходном состоянии открыта, поступают на устройства отображения радиолокационной информации.Consider the operation of the inventive pulsed coherent radar. Suppose that in the initial state, the first 26 and second 27 storage devices, as well as the pulse counter 24 are reset. The radar operates at one of the frequencies selected by the control device 15. Microwave power at the frequency of the selected local oscillator (from N local oscillators 3) through the frequency selector 4 is supplied to the heterodyne inputs of the mixers of the transmitter 9 and receiver 10. Synchronizer 16 generates trigger pulses 29 every repetition period T _p . Under the influence of pulses 29 from the voltage of the coherent local oscillator 17 in the driver of the probing signals 13, a radio pulse is generated with a given modulation law, which is transferred to the microwave in the mixer of the transmitter 9, amplified power amplifier 6, the antenna switch 7 passes and is emitted by the antenna 5. Echo signals and interference are received by the antenna 5, are transferred to the intermediate frequency in the mixer of the receiver 10, amplified by the intermediate frequency amplifier 14 and fed to the phase detector 18, where they are compared in phase with the coherent voltage local oscillator 17. The video signals from the output of the phase detector 18 are fed to a compensation circuit 21, where reflections from passive interference are suppressed, and through the blanking circuit 20, which is open in the initial state, are received Displays radar information.

Теперь рассмотрим работу радиолокатора в условиях одновременного воздействия пассивных и заградительных шумовых помех. Каждый период повторения Т_п по окончанию рабочего времени Т_р синхронизатор 16 формирует импульсы 30, запускающие устройство управления 15. Под действием импульсов 30 устройство управления 15 формирует в каждом периоде повторения пачку импульсов 31 для управления селектором частоты 4 и пачку импульсов 32 для управления анализатором помех 2. Количество импульсов в пачке 31 соответствует количеству гетеродинов N. В каждом периоде повторения под действием импульсов 31 с помощью селектора частоты 4 на нерабочем участке дальности N гетеродинов 3 поочередно подключаются к смесителю приемника 10. Синхронно с этим процессом под действием импульсов 32 анализатор помех 2 измеряет и запоминает спектральную плотность мощности помехи на каждой из частот.Now consider the operation of the radar under conditions of simultaneous exposure to passive and obstructive noise interference. Each repetition period T _p at the end of the working time T _{p, the} synchronizer 16 generates pulses 30 that trigger the control device 15. Under the influence of pulses 30, the control device 15 generates a pulse packet 31 in each repetition period for controlling the frequency selector 4 and a pulse packet 32 for controlling the interference analyzer 2. The number of pulses in the packet 31 corresponds to the number of local oscillators N. In each repetition period under the influence of pulses 31 using the frequency selector 4 on the inactive portion of the range of N local oscillators 3 at least rarely connected to the mixer of the receiver 10. Synchronously with this process under the influence of pulses 32, the interference analyzer 2 measures and remembers the spectral density of the interference power at each frequency.

В течении длительности последнего импульса 33 из пачки импульсов 32 анализатором помех 2 выбираются две частоты, на которых уровень помехи минимальный.During the duration of the last pulse 33 from the pulse train 32, the interference analyzer 2 selects two frequencies at which the noise level is minimal.

Анализатор помех 2, устройство сравнения 25 и запоминающее устройство 26 и 27 выполнены на элементах цифровой техники и все измерения и сравнения производятся в цифровом виде.The interference analyzer 2, the comparison device 25 and the storage device 26 and 27 are made on the elements of digital technology and all measurements and comparisons are made in digital form.

Коды номеров выбранных частот и коды уровня спектральной плотности мощности помехи на этих частотах запоминаются анализатором помех 2 на период повторения. Одновременно эти коды записываются соответственно в первое 26 и второе 27 запоминающее устройства, которые в исходный момент времени обнулены. С выходов запоминающих устройств 26 и 27 коды номеров выбранных частот поступают на сигнальные входы электронного коммутатора 28, который управляется сигналами 34 синхронизатора 16.The codes of the numbers of the selected frequencies and codes of the level of spectral density of the interference power at these frequencies are stored by the interference analyzer 2 for the repetition period. At the same time, these codes are recorded respectively in the first 26 and second 27 storage devices, which at the initial moment of time were reset to zero. From the outputs of the storage devices 26 and 27, the codes of the numbers of the selected frequencies are fed to the signal inputs of the electronic switch 28, which is controlled by the signals 34 of the synchronizer 16.

Фиг.3 иллюстрирует пример работы радиолокатора в установившемся режиме, когда запоминающие устройства 26 и 27 заполнены. Там же показаны две группы периодов повторения 44 и 45, в течение которых радиолокатор работает поочередно на двух частотах с минимальным уровнем помехи, причем для упрощения рисунка показаны только первый и последний периоды повторения каждой группы.FIG. 3 illustrates an example of steady state radar operation when storage devices 26 and 27 are full. Two groups of repetition periods 44 and 45 are also shown there, during which the radar operates alternately at two frequencies with a minimum level of interference, and to simplify the figure, only the first and last repetition periods of each group are shown.

И так, в первый период повторения группы 44 в запоминающие устройства 26 и 27 записана информация о выбранных частотах с минимумом помехи.And so, in the first repetition period of group 44, information on the selected frequencies with a minimum of interference is recorded in the storage devices 26 and 27.

Под действием импульсов 34 электронный коммутатор 28 поочередно через период повторения подключает выходы запоминающих устройств 26 и 27 к устройству управления 15, где формируются команды на подключение соответствующих гетеродинов из N гетеродинов 3. Таким образом, радиолокатор определенное время работает с череспериодной сменой двух выбранных частот.Under the influence of pulses 34, the electronic switch 28 alternately through the repetition period connects the outputs of the storage devices 26 and 27 to the control device 15, where commands are generated to connect the corresponding local oscillators from N local oscillators 3. Thus, the radar works for a certain time with an alternating change of two selected frequencies.

Одновременно с началом очередного цикла работы счетчик импульсов 24 подсчитывает количество импульсов запуска 29 с выхода синхронизатора 16. Сигнал 35 на выходе счетчика импульсов 24, который служит признаком того, что можно произвести очередную смену выбранных ранее частот, появляется по истечении L периодов повторения. L определяется следующим образом:Simultaneously with the beginning of the next cycle of operation, the pulse counter 24 counts the number of start pulses 29 from the output of the synchronizer 16. The signal 35 at the output of the pulse counter 24, which serves as a sign that it is possible to make another change of the previously selected frequencies, appears after L repetition periods. L is defined as follows:

L≥n+1,L≥n + 1,

где n - кратность схемы компенсации через два периода 21. Обычно для уменьшения потерь радиолокационной информации выбираютwhere n is the multiplicity of the compensation scheme after two periods 21. Typically, to reduce the loss of radar information choose

L=n+(2÷6).L = n + (2 ÷ 6).

В течение L периодов повторения (например, 44 и 45) радиолокатор работает с череспериодной сменой двух выбранных ранее частот, коды номеров которых записаны в запоминающих устройствах 26 и 27.During L repetition periods (for example, 44 and 45), the radar operates with an inter-period change of two previously selected frequencies, the number codes of which are recorded in memory devices 26 and 27.

При этом очередная смена частот (содержание первого 26 и второго 27 запоминающих устройств) не производится до тех пор, пока на установочных входах запоминающих устройств 26 и 27 не появляются сигналы с выходов схем совпадения 22 и 23.In this case, the next frequency change (the contents of the first 26 and second 27 storage devices) is not performed until the signals from the outputs of the matching circuits 22 and 23 appear on the installation inputs of the storage devices 26 and 27.

В каждом периоде повторения анализатор помех 2 работает по вышеописанному алгоритму и выдает на каждый из пачки импульсов 32 (за исключением импульса 33) код номера включенного частотного канала и уровень спектральной плотности мощности помехи на этой частоте. Результаты анализа помеховой обстановки с первого выхода анализатора помех 2 каждый раз подаются на устройство сравнения 25, на других входах которого постоянно присутствует информация о номерах ранее выбранных частотных каналов и уровне помехи на этих частотах (в момент выборки) устройство сравнения 25 включается в момент совпадения кода номера включенной частоты с выхода анализатора помех 2 и кода номера частоты, который записан в одно из запоминающих устройств 26 или 27 (по порядку включения частот устройством управления 15). В этот момент в устройстве сравнения 25 сравниваются коды уровня помехи на рабочих частотах, полученные в последнем периоде повторения, с кодами уровня помехи, записанными в запоминающих устройствах 26 и 27 в первый из L периодов повторения (т.е. в начале цикла перестройки).In each repetition period, the interference analyzer 2 operates according to the above-described algorithm and outputs to each of the pulse train 32 (with the exception of pulse 33) the code number of the included frequency channel and the level of the spectral density of the interference power at this frequency. The results of the analysis of the interference situation from the first output of the interference analyzer 2 are each time fed to a comparison device 25, at the other inputs of which there is constantly information about the numbers of previously selected frequency channels and the level of interference at these frequencies (at the time of sampling), the comparison device 25 is turned on at the moment the code matches the number of the switched frequency from the output of the interference analyzer 2 and the code of the frequency number, which is recorded in one of the storage devices 26 or 27 (in the order in which the frequencies were turned on by the control device 15). At this point, the comparison device 25 compares the interference level codes at the operating frequencies obtained in the last repetition period with the interference level codes recorded in the memory 26 and 27 in the first of L repetition periods (i.e., at the beginning of the tuning cycle).

Одновременно для устранения ложных перестроек частоты и дополнительных потерь радиолокационной информации на четвертый и пятый входы устройства сравнения 25 подается информация о номерах частотных каналов с минимальным уровнем помех, которые выбраны анализатором помех 2 в предыдущем периоде повторения.At the same time, to eliminate false frequency tunings and additional losses of radar information, the fourth and fifth inputs of the comparison device 25 are provided with information on the numbers of frequency channels with a minimum interference level, which are selected by the interference analyzer 2 in the previous repetition period.

Если в результате сравнения окажется, что уровень помехи, полученный на одной из частот в момент сравнения, превышает уровень помехи на этой же частоте, записанный в соответствующем устройстве 26 или 27 и при этом в предыдущем периоде повторения анализатором помех 2 были выбраны номера частотных каналов, отличные от того, на частоте которого производится сравнение, то на одном из выходов устройства сравнения 25 появляется импульс 36 или 38. Импульсы 36 подаются на второй вход схемы совпадения 22 (если в устройстве сравнения 25 сравнивались коды с выходов анализатора помех 2 и первого запоминающего устройства 26), а импульсы 38 подаются на второй вход схемы совпадения 23 (при сравнении кодов анализатора помех 2 и второго запоминающего устройства 27). Если одновременно с появлением импульсов 36 или 37 на первых входах схем совпадения 22 и 23 присутствует сигнал 35 с выхода счетчика импульсов 24, то на выходах схем совпадения появляются импульсы 37 (на выходе схемы совпадения 22) или 38 (на выходе схемы совпадения 23), которые разрешают очередную смену той из частот, на которой повысился уровень помех (или обеих частот в случае появления в одном и том же периоде повторения как импульса 37 так и импульса 37).If, as a result of the comparison, it turns out that the interference level obtained at one of the frequencies at the time of comparison exceeds the interference level at the same frequency recorded in the corresponding device 26 or 27, and in this case, the frequency channel numbers were selected in the previous repetition period of the interference analyzer 2, different from the frequency of which the comparison is made, then a pulse 36 or 38 appears on one of the outputs of the comparison device 25. The pulses 36 are applied to the second input of the matching circuit 22 (if the codes with moves interference analyzer 2 and the first storage apparatus 26), and the pulses 38 are fed to the second input of the coincidence circuit 23 (comparing the codes interference analyzer 2 and the second memory device 27). If, simultaneously with the appearance of pulses 36 or 37, at the first inputs of matching circuits 22 and 23 there is a signal 35 from the output of the pulse counter 24, then pulses 37 (at the output of matching circuit 22) or 38 (at the output of matching circuit 23) appear at the outputs of matching circuits which allow the next change in that of the frequencies at which the level of interference has increased (or both frequencies in the case of the appearance in the same period of repetition of both pulse 37 and pulse 37).

Для обеспечения нормальной работы аппаратуры селекции движущихся целей при смене частот зондирования и устранения засветки индикатора РЛС за счет переходных процессов в схеме компенсации через два периода 21 выход последний бланкируется схемой бланкирования 20 на длительность переходного процесса. На фиг.3 показаны два случая, когда по окончании L периодов повторения требуется смена одной из выбранных частот (44) и смена обеих выбранных частот (45), а применяемая схема компенсации через два периода 21 имеет кратность, равную 1 (длительность переходного процесса - один период повторения).To ensure the normal operation of the equipment for selecting moving targets when changing the sensing frequencies and eliminating the illumination of the radar indicator due to transients in the compensation circuit after two periods 21, the last output is blanked by the blanking circuit 20 for the duration of the transient process. Figure 3 shows two cases when, at the end of L repetition periods, it is necessary to change one of the selected frequencies (44) and change both of the selected frequencies (45), and the applied compensation scheme through two periods 21 has a multiplicity of 1 (the duration of the transition process is one repetition period).

В группе импульсов 44 в результате анализа помеховой обстановки потребовалась смена частоты, код которой был записан в первое запоминающее устройство 26. Поэтому в последующей группе импульсов 45 требуется забланкировать выход схемы компенсации через два периода 21 на первый из периодов, в котором радиолокатор будет работать на вновь выбранной частоте (на фиг.3 первый период группы 45). При этом импульс 37, обнуляющий первое запоминающее устройство 26 и разрешающий смену частоты, приводит в исходное состояние формирователь бланкирующих импульсов 19, который при совпадении кодов номера частоты с выходов первого запоминающего устройства 26 и электронного коммутатора 28 формирует импульсы 40 длительностью, равной длительности переходного процесса в схеме компенсации через два периода 21 (в рассматриваемом случае импульс 41). Под действием импульсов 40 срабатывает схема бланкирования 20 и выход радиолокатора бланкируется. Одновременно импульсами 40 счетчик импульсов 24 устанавливается в нулевое положение и в новом цикле перестройки частоты он подсчитывает очередные L периодов повторения.In the group of pulses 44, as a result of the analysis of the interference situation, a frequency change was required, the code of which was recorded in the first memory 26. Therefore, in the next group of pulses 45, it is required to block the output of the compensation circuit after two periods 21 to the first of the periods in which the radar will operate again the selected frequency (in Fig. 3, the first period of group 45). In this case, the pulse 37, resetting the first memory device 26 and allowing the frequency change, restores the blanking pulse shaper 19, which, when the frequency number codes from the outputs of the first memory 26 and the electronic switch 28 coincide, generates pulses 40 of a duration equal to the duration of the transition process compensation scheme after two periods 21 (in this case, the impulse 41). Under the influence of pulses 40, a blanking circuit 20 is triggered and the radar output is blanked. At the same time, by pulses 40, the pulse counter 24 is set to the zero position and, in a new frequency tuning cycle, it counts the next L repetition periods.

В случае смены обеих выбранных ранее частот (группа 45 на фиг.3) формирователь бланкирующих импульсов 19 по описанному выше алгоритму формирует два бланкирующих импульса 42 и 43.In the case of a change of both previously selected frequencies (group 45 in FIG. 3), the blanking pulse shaper 19 generates two blanking pulses 42 and 43 according to the algorithm described above.

Если в конце очередной группы импульсов в L периодах повторения анализатор помех 2 выбирает те частоты, на которых радиолокатор работал ранее, то устройство сравнения 25 импульсы 36 или 38 не выдает и формирователь бланкирующих импульсов 19 не работает.If at the end of the next group of pulses in L repetition periods, the interference analyzer 2 selects the frequencies at which the radar worked earlier, then the comparator 25 does not give pulses 36 or 38 and the blanking pulse shaper 19 does not work.

Для обеспечения нормальной работы радиолокатора все N гетеродинов 3 находятся в постоянно включенном состоянии, а требуемая частота выбирается селектором частоты 4. В этом случае отраженные от пассивных помех сигналы, полученные на одной и той же частоте зондирования с интервалом через два периода повторения, будут когерентны между собой и легко подавляются схемой компенсации через два периода 21. Поскольку в схеме компенсации 21 задержка сигналов осуществляется на два периода повторения, то она поочередно подавляет эхо-сигналы от пассивных помех, полученные на следующих друг за другом двух частотах зондирования и ее работа ничем не отличается от работы схемы компенсации через один период при одночастотном облучении цели.To ensure the normal operation of the radar, all N local oscillators 3 are in a constantly on state, and the required frequency is selected by a frequency selector 4. In this case, the signals reflected from passive interference received at the same sounding frequency with an interval after two repetition periods will be coherent between by itself and are easily suppressed by the compensation circuit after two periods 21. Since in the compensation circuit 21 the signals are delayed for two repetition periods, it alternately suppresses the echo signals from the passive interference received at two consecutive sounding frequencies and its operation is no different from the operation of the compensation circuit after one period with single-frequency target irradiation.

Изучение методов и средств создания заградительных шумовых помех показывает, что в спектрах последних обычно существует несколько участков на различных частотах, в которых спектральная плотность мощности помехи ниже среднего значения на 15-20 дБ (см., например, Безмага В.М., Определение статистических характеристик активной помехи по результатам летных испытаний, "Вопросы радиоэлектроники, вып.6 (36), 1969 г.). Поэтому совмещение в заявляемом импульсном когерентном радиолокаторе адаптивной групповой перестройки несущей частоты с дополнительной перестройкой частоты внутри группы зондирующих посылок при одновременной работе аппаратуры селекции движущихся целей позволяет в условиях одновременного воздействия пассивных и заградительных шумовых помех получить характеристики обнаружения флюктуирующих целей близкие к характеристикам обнаружения нефлюктуирующей цели. При использовании вышеупомянутой дополнительной перестройки цель в процессе ее обнаружения облучается по крайней мере на двух частотах, чем обеспечивается сглаживание флюктуаций отраженных сигналов и существенно уменьшается их отрицательное влияние на характеристики обнаружения РЛС.A study of methods and means of creating obstructive noise interference shows that in the spectra of the latter there are usually several sections at different frequencies in which the spectral density of the interference power is 15-20 dB lower than the average value (see, for example, V. Bezmaga, Definition of statistical characteristics of active interference according to the results of flight tests, "Questions of Radio Electronics, issue 6 (36), 1969). Therefore, the combination in the inventive pulsed coherent radar adaptive group tuning of the carrier frequency with additional by tuning the frequency inside the group of probing packages while the moving targets selection equipment is working, under conditions of simultaneous exposure to passive and obstructing noise interference, it is possible to obtain the characteristics of the detection of fluctuating targets close to the characteristics of the detection of a non-fluctuating target. at two frequencies, which ensures smoothing of fluctuations of reflected signals and Their negative effect on the radar detection characteristics is significantly reduced.

По сравнению с радиолокатором, рассматриваемым в качестве прототипа, и известными аналогами благодаря уменьшению флюктуационных потерь вероятность обнаружения целей заявляемым импульсным когерентным радиолокатором значительно выше при одинаковом отношении сигнал/шум. Это преимущество особенно сказывается, если в сравниваемых радиолокаторах применяются узкие диаграммы направленности антенн и высокие скорости обзора пространства, т.е. в случае, когда количество импульсов, отраженных от цели за один обзор соизмеримо с числом периодов повторения в каждом цикле групповой перестройки несущей частоты. В такой ситуации характеристики обнаружения радиолокатора, рассматриваемого в качестве прототипа, приближаются к характеристикам обнаружения при одночастотном облучении, в то время как характеристики обнаружения предлагаемого радиолокатора сравнимы с характеристиками обнаружения при многочастотном облучении. Преимущества заявляемого радиолокатора в повышении вероятности обнаружения целей по сравнению с известными РЛС в сложной помеховой обстановке реализуется в области больших вероятностей (более 0,3), свойственных современным станциям обнаружения и целеуказания (см., например, Густафсон В., Эс Б., Характеристики радиолокационных станций с изменяющейся от импульса к импульсу несущей частотой, "Зарубежная радиоэлектроника", №4, 1965 г.).Compared with the radar, considered as a prototype, and well-known analogues due to the reduction of fluctuation losses, the probability of target detection by the inventive pulsed coherent radar is significantly higher with the same signal to noise ratio. This advantage is especially true if narrow radar patterns of antennas and high viewing speeds of space are used in the compared radars, i.e. in the case when the number of pulses reflected from the target in one review is commensurate with the number of repetition periods in each cycle of group tuning of the carrier frequency. In such a situation, the detection characteristics of the radar, considered as a prototype, come close to the detection characteristics of single-frequency exposure, while the detection characteristics of the proposed radar are comparable to the detection characteristics of multi-frequency exposure. The advantages of the inventive radar in increasing the probability of detecting targets in comparison with the known radars in complex jamming conditions are realized in the high probability region (more than 0.3) typical of modern detection and target designation stations (see, for example, Gustafson V., Es B., Characteristics radar stations with a carrier frequency varying from pulse to pulse, Foreign Radio Electronics, No. 4, 1965).

Таким образом, заявляемый импульсный когерентный радиолокатор обладает высокой помехозащищенностью по отношению к пассивным и заградительным шумовым помехам, действующим в одно и то же время, и позволяет производить в сложной помеховой обстановке обнаружение целей с высокой вероятностью.Thus, the inventive pulsed coherent radar has a high noise immunity with respect to passive and obstructive noise interference, acting at the same time, and allows for the detection of targets with high probability in a complex jamming environment.

Claims

A pulsed coherent radar containing a series-connected antenna, antenna switch, receiver mixer, intermediate frequency amplifier, phase detector, a compensation circuit after two periods and a blanking circuit, the control input of which is connected to the output of the blanking pulse shaper, N local oscillators, the outputs of which are connected to the selector inputs frequency, the output of which is connected to the heterodyne inputs of the receiver mixer and transmitter mixer, the output of which is connected to a through a power amplifier an antenna switch, an interference analyzer connected to one of the outputs of the intermediate frequency amplifier, the control input of which is connected to a control device, one of the outputs of which is connected to a frequency selector, connected to the reference input of the phase detector, a coherent local oscillator, the second output of which is connected to the signal generator the input of the transmitter mixer, as well as a synchronizer, the outputs of which are connected to the control device and the shaper of the probing signals, distinguishing I mean that, in order to increase the probability of target detection under the influence of combined interference, a pulse counter is introduced into the radar, the installation input of which is connected to the output of the blanking pulse shaper, an electronic switch whose output is connected to the control device, the first and second matching circuits, the first the inputs of which are connected to the output of the pulse counter, the signal input of which is connected to the synchronizer, a comparison device, the outputs of which are connected to the second inputs of the matching circuits, p the first and second storage devices, the outputs of which are connected to the inputs of the electronic switch and the comparison device, the third input of which is connected to the first output of the interference analyzer, and the outputs of the first and second matching circuits are connected to the installation inputs of the first and second memory devices, the second output of the interference analyzer is connected to the fourth input of the comparison device and to the information input of the first storage device, the third output of the interference analyzer is connected to the fifth input of the device comparison with the information input of the second storage device, and the inputs of the pulse shaper are connected with the output of matching circuits, storage devices and an electronic switch, the control input of which is connected to the synchronizer.