RU1841303C

RU1841303C - Device for creating single-point interference by a monopulse coordinator

Info

Publication number: RU1841303C
Application number: SU0001564501A
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Барбашев; Александр Алексеевич Зиничев; Авийтин Андрианович Трухачев; Александр Андрианович Трухачев
Filing date: 1973-05-04
Publication date: 2022-05-18

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: invention relates to radar and can be applied in specific samples of radio interference equipment. The said device serves to create interference from a single point in space to suppress monopulse radar stations and radio homing heads. The device is a frequency-coupled microwave oscillation sources, tunable depending on the frequency of the input signal. To ensure the suppression of systems with continuous radiation, one of the microwave signals is modulated by noise with a band of 2 MHz.

EFFECT: increased accuracy of work and decreased probability of damage to the protected object.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к разработке устройств радиопротиводействия и создания помех следящим моноимпульсным координаторам.The invention relates to the field of radar, and in particular to the development of radio countermeasures and jamming tracking monopulse coordinators.

Одноканальные радиолокационные координаторы, применяющие метод пространственной развертки луча (конической, линейной, спиральной) в силу своей слабой помехозащищенности от различного рода амплитудно-модулированных помех, уступают в настоящее время более совершенным устройствам, использующим многоканальные приемники. Такие устройства, получившие название «моноимпульсные координаторы», обладают повышенной защитой от помех, создаваемых из одной точки пространства. В целях усовершенствования конструкции и устранения ряда специфических недостатков, присущих многоканальному приему разработчиками моноимпульсных РЛС, предложено большое число видов и конкретных реализаций координаторов, в той или иной степени устраняющих эти недостатки. Так, для устранения влияния неидентичности каналов амплитудного моноимпульсного координатора предложены способы переключения каналов по определенному закону с последующим вычитанием сигналов в каналах. Также для устранения отличия каналов применяется способ совмещенной обработки в одном тракте сигналов, полученных в многоканальном пеленгационном датчике. При этом для окраски сигналов в каналах может применяться частотная модуляция или разнос сигналов во времени. Наибольшее распространение получил метод суммарно-разностного преобразования входных сигналов, позволяющий значительно повысить помехозащищенность моноимпульсных координаторов от помех, использующих фазовую или амплитудную неидентичности каналов. К достоинствам этого метода следует отнести также его конструктивную простоту. Все это обеспечило применимость суммарно-разностного преобразования в различных по назначению пеленгационных устройствах радиолокационных станций и головок самонаведения.Single-channel radar coordinators, using the method of spatial beam sweep (conical, linear, spiral), due to their weak noise immunity from various kinds of amplitude-modulated interference, are currently inferior to more advanced devices using multi-channel receivers. Such devices, called "mono-pulse coordinators", have increased protection against interference generated from a single point in space. In order to improve the design and eliminate a number of specific shortcomings inherent in multichannel reception, the developers of monopulse radars have proposed a large number of types and specific implementations of coordinators that eliminate these shortcomings to one degree or another. So, to eliminate the influence of the non-identity of the channels of the amplitude monopulse coordinator, methods for switching channels according to a certain law with subsequent subtraction of signals in the channels are proposed. Also, to eliminate channel differences, a method of combined processing in one path of signals received in a multichannel direction finding sensor is used. In this case, frequency modulation or signal spacing in time can be used to color the signals in the channels. The method of total-difference conversion of input signals has become the most widespread, which makes it possible to significantly increase the noise immunity of monopulse coordinators from interference using phase or amplitude non-identity of the channels. Another advantage of this method is its constructive simplicity. All this ensured the applicability of the sum-difference transformation in direction-finding devices of radar stations and homing heads of various purposes.

Все это заставляет разработчиков средств радиопротиводействия сосредоточить усилия для защиты одиночного самолета именно от систем, использующих моноимпульсные координаторы с суммарно-разностной обработкой сигнала.All this forces the developers of radio countermeasures to concentrate their efforts to protect a single aircraft from systems using monopulse coordinators with sum-difference signal processing.

К числу способов радиопротиводействия таким координаторам следует отнести двухчастотную помеху на промежуточной частоте, представляемую собой два сигнала, отличающиеся по частоте на величину, равную промежуточной частоте подавляемого координатора. Эффективность такой помехи была показана теоретически и исследована экспериментально.Among the methods of radio countermeasures for such coordinators should be attributed two-frequency interference at an intermediate frequency, which is two signals that differ in frequency by an amount equal to the intermediate frequency of the suppressed coordinator. The effectiveness of such interference has been shown theoretically and investigated experimentally.

Предлагаемое в заявке устройство предназначено для реализации двухчастотной помехи. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 приведено взаимное расположение частот гетеродина, отраженного сигнала и двухчастотной помехи.The proposed device in the application is designed to implement two-frequency interference. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device. In FIG. 2 shows the mutual arrangement of the frequencies of the local oscillator, the reflected signal and the two-frequency interference.

Источником сигналов двухчастотной помехи являются два автономных генератора. Для расширения частотного диапазона аппаратуры помех на входе устройства установлен анализатор частоты входного сигнала, осуществляющий грубый анализ несущей частоты зондирующих сигналов. В общем случае анализатор может представлять собой набор фильтров.The source of two-frequency interference signals are two independent generators. To expand the frequency range of the interference equipment, an input signal frequency analyzer is installed at the input of the device, which performs a rough analysis of the carrier frequency of the probing signals. In general, an analyzer can be a set of filters.

При попадании сигнала в один из фильтров на выходе анализатора выдается команда и производится перестройка генераторов по частоте с таким расчетом, чтобы их частоты лежали в области рабочей частоты пеленгатора. Сказанное поясняется на фиг. 2, где Δf _i - полоса пропускания фильтров анализатора,

- частоты гетеродина, сигнала и двухчастотной помехи соответственно. Полоса пропускания фильтров Δf _i выбирается из условия равенства или близкого соответствия с полосой пропускания высокочастотных входных устройств радиолокатора. Обычно в 3-см диапазоне полоса входных устройств составляет величину 150-200 МГц. Таким образом, исходя из условия равенства частотного диапазона 2000 МГц, необходимо 10 фильтров и, следовательно, 10 фиксированных точек перестройки генераторов. Генераторы Г1 и Г2 для взаимной стабилизации охвачены автоматической подстройки частоты (АПЧ). Это сделано из-за нестабильности работы задающих генераторов (например клистронов). Требования к стабильности частот f ₁ и f ₂ могут быть определены исходя из возможности настройки этих генераторов таким образом, чтобы их разностная частота равнялась промежуточной частоте подавляемого координатора с учетом полосы пропускания фильтра РЛС. Так для импульсных станций эта полоса составляет величину 2-4 МГц, для РЛС с непрерывным излучением полоса допплеровского фильтра равна 0,5-1,5 кГц.When a signal hits one of the filters at the output of the analyzer, a command is issued and the generators are tuned in frequency so that their frequencies lie in the operating frequency range of the direction finder. This is explained in Fig. 2, where Δ f _i - analyzer filter bandwidth,

- frequencies of the local oscillator, signal and two-frequency interference, respectively. The bandwidth of the filters Δ f _i is selected from the condition of equality or close correspondence with the bandwidth of the high-frequency input devices of the radar. Typically, in the 3 cm band, the input device bandwidth is 150-200 MHz. Thus, based on the condition of equality of the frequency range of 2000 MHz, 10 filters and, consequently, 10 fixed oscillator tuning points are needed. Generators G1 and G2 for mutual stabilization are covered by automatic frequency control (AFC). This is done due to the instability of the master oscillators (for example, klystrons). The requirements for frequency stability f ₁ and f ₂ can be determined based on the possibility of tuning these generators so that their difference frequency is equal to the intermediate frequency of the suppressed coordinator, taking into account the bandwidth of the radar filter. So for impulse stations, this bandwidth is 2-4 MHz, for radar with continuous radiation, the Doppler filter bandwidth is 0.5-1.5 kHz.

Система АПЧ обеспечит требования к стабильности частоты при создании двухчастотной помехи импульсным станциям, однако для подавления непрерывных систем одна она не будет пригодна.The AFC system will provide the requirements for frequency stability when creating two-frequency interference to impulse stations, however, it alone will not be suitable for suppressing continuous systems.

Поэтому в устройстве предусмотрена дополнительная модуляция одной из помеховых составляющих шумовым сигналом с полосой, перекрывающей нестабильность АПЧ. Полоса шума в устройстве равна 2 МГц.Therefore, the device provides for additional modulation of one of the interference components by a noise signal with a band that overlaps the instability of the AFC. The noise band in the device is 2 MHz.

Обе помеховые составляющие усиливаются широкополосными усилителями и складываются на сумматоре.Both interference components are amplified by broadband amplifiers and added to the adder.

Динамически устройство работает следующим образом. С приходом на анализатор частоты сигнала от следящей радиолокационной станции на ее выходе появляется команда перестройки генераторов по частоте в требуемый диапазон. Системой АПЧ осуществляется настройка генераторов и стабилизация их частот исходя из условия равенства разностной частоты промежуточной частоте РЛС, определяемой с помощью анализатора промежуточной частоты. В качестве анализатора может быть использовано устройство селекции паразитного излучения гетеродина подавляемой системы. Один из помеховых сигналов модулируется шумом и превращается из гармонической составляющей в шумоподобный сигнал с равномерным спектром. После усиления помеховые сигналы излучаются в направлении подавляемого координатора.Dynamically, the device works as follows. When a signal from a tracking radar station arrives at the frequency analyzer, a command for tuning the generators in frequency to the required range appears at its output. The AFC system adjusts the generators and stabilizes their frequencies based on the condition that the difference frequency is equal to the intermediate frequency of the radar, determined using an intermediate frequency analyzer. As an analyzer, a device for selecting spurious radiation from the local oscillator of the suppressed system can be used. One of the interfering signals is modulated with noise and turns from a harmonic component into a noise-like signal with a uniform spectrum. After amplification, interference signals are emitted in the direction of the suppressed coordinator.

Для экспериментальной проверки предлагаемого устройства были проведены лабораторные исследования с моноимпульсным координатором, имеющим суммарно-разностное преобразование. Основные параметры экспериментальной установки: диапазон работы пеленгатора - 2 см; генераторы СВЧ - клистроны К-33; усилители СВЧ-лампы бегущей волны типа УВ-64; полоса модулирующих шумов - 2 МГц; коэффициент умиления передающей антенны - 5; выходная мощность имитатора помех - 50 мВт; чувствительность координатора - 150 дБ/Вт (координатор работал в непрерывном режиме).For experimental verification of the proposed device, laboratory studies were carried out with a monopulse coordinator having a sum-difference transformation. The main parameters of the experimental setup: direction finder operation range - 2 cm; microwave generators - K-33 klystrons; traveling-wave microwave lamp amplifiers of UV-64 type; modulating noise bandwidth - 2 MHz; tenderness factor of the transmitting antenna - 5; output power of the interference simulator - 50 mW; sensitivity of the coordinator - 150 dB/W (the coordinator worked in continuous mode).

При включении помеховой аппаратуры на выходе координатора регистрировался сигнал, величина которого на 25 дБ превышала уровень срабатывания устройства, регистрирующего шумовую помеху на входе, и система переходила на сопровождение помехи, чем обеспечивался срыв селекции по скорости. На фиг. 3 приведены осциллограммы напряжений, характеризующие поведение антенной системы пеленгатора при воздействии двухчастотной помехи, сформированной предлагаемым устройством. В момент переключения работы координатора на шумовую помеху резко возрастают ошибки сопровождения цели и происходит срыв режима автоматического сопровождения по угловым координатам.When the interference equipment was turned on, a signal was recorded at the output of the coordinator, the value of which was 25 dB higher than the level of operation of the device that recorded noise interference at the input, and the system switched to tracking the interference, which ensured a breakdown in speed selection. In FIG. Figure 3 shows voltage oscillograms that characterize the behavior of the direction finder antenna system under the influence of two-frequency interference generated by the proposed device. At the moment of switching the work of the coordinator to noise interference, the target tracking errors sharply increase and the automatic tracking mode is disrupted by angular coordinates.

Таким образом, предлагаемое устройство способно формировать двухчастотную помеху, оказывающую эффективное воздействие на моноимпульсные координаторы с суммарно-разностной обработкой сигнала. Эффективность помехи была проверена на моноимпульсном координаторе с непрерывным режимом работы и находится в достаточно точном соответствии с предварительными расчетами.Thus, the proposed device is capable of generating two-frequency interference, which has an effective effect on monopulse coordinators with sum-difference signal processing. The effectiveness of the interference was tested on a monopulse coordinator with a continuous mode of operation and is in fairly accurate agreement with the preliminary calculations.

Claims

A device for creating single-point interference to monopulse coordinators, containing two generators, one of which is connected to the transmitting antenna through an amplifier and adder, and the second through a modulator, amplifier and adder, characterized in that, in order to increase the accuracy of work and reduce the probability of damage to the protected object, in It introduced an intermediate frequency analyzer, the input of which is connected to the receiving antenna, and the output through the automatic tuning unit to the first generator.