RU2066462C1

RU2066462C1 - Radar with sounding two-band signal with linear frequency modulation

Info

Publication number: RU2066462C1
Authority: RU
Inventors: Г.С. Губаревич
Original assignee: Научно-производственное конструкторское бюро "Алмаз"
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1996-09-10

Abstract

FIELD: radar detecting systems. SUBSTANCE: second stage for correlation-filtration processing and convolution of signal spectrum is introduced after signal processing at first stage. This results in possibility of narrow-band filtration of convoluted input signal with double linear frequency modulation by means of filter comb. EFFECT: increased potential, increased resolution. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к радиолокационным системам обнаружения и измерения параметров движения целей, служащим для наведения радиолокаторов подсвета цели (РПЦ) зенитно-ракетных комплексов (ЗРК). The invention relates to the field of radio engineering, in particular, to radar systems for detecting and measuring target motion parameters, which are used to guide radar target illumination (ROC) of anti-aircraft missile systems (SAM).

Изобретение может быть использовано для обнаружения и разрешения групповых барражирующих и малоскоростных целей в условиях тяжелой метеообстановки и воздействия пассивных помех. The invention can be used to detect and resolve group barrage and low-speed targets in severe weather conditions and exposure to passive interference.

Известны радиолокаторы, использующие корреляционно-фильтровую обработку сигналов с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ) для одновременного приема сигналов от многих целей ни дальность, ни скорость которых неизвестны. Known radars that use correlation-filter processing of signals with linear frequency modulation (LFM) for the simultaneous reception of signals from many targets, neither the distance nor the speed of which is unknown.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является, принятый за прототип, известный радиолокатор (1). The closest in technical essence and the achieved technical result is the well-known radar (1), adopted as a prototype.

Недостатком известного радиолокатора является то, что он не обеспечивает надежную селекцию (выделение) одиночной цели из группы и соответствующую индикацию этой селекции для осуществления надежного наведения для захвата на сопровождение одиночной барражирующей или малоскоростной цели из группы в условиях сильных отражений. Этот радиолокатор не может видеть (обнаруживать) цели, длительное время находящиеся на параметре, т.е. имеющих нулевую радиальную скорость. Как сказано в патенте, из выражений 10 и 11 (5 столбец, строки 37-50) следует, что будут подавляться цели с радиальными приближающимися скоростями

и с удаляющимися

Более того, даже цели с высокими скоростями на больших дальностях могут быть подавлены вместе с помехой (5 столбец, строки 52-64). Причины указанных недостатков заключаются в том, что при формировании сигнала S(+) для обнаружения цели и измерения скорости используется перемножение сигналов S^v и S^L на смесителе частоты 60, это же происходит и в мультиплексоре 70, что ведет при попадании одного из сигналов в режекцию и отсутствию результирующего сигнала на выходе смесителя частоты 60 или мультиплексора 70. При наличии группы целей на выходе смесителя частоты 60 и мультиплексора 70 появляются в результате перемножения много ложных отметок целей в прогрессии от количества истинных целей, и прототип становится неработоспособным и измерение координат целей не возможно.A disadvantage of the known radar is that it does not provide reliable selection (separation) of a single target from the group and the corresponding indication of this selection for reliable guidance to capture the tracking of a single barrage or low-speed target from the group under strong reflections. This radar cannot see (detect) targets that have been on the parameter for a long time, i.e. having zero radial speed. As stated in the patent, from the expressions 10 and 11 (column 5, lines 37-50) it follows that targets with radial approaching speeds will be suppressed

and with receding

Moreover, even targets with high speeds at long ranges can be suppressed along with interference (5th column, lines 52-64). The reasons for these drawbacks are that when the signal S (+) is generated, the signal S ^v and S ^{L are used} in the frequency mixer 60 to detect the target and measure the speed, and this also happens in the multiplexer 70, which leads to the occurrence of one of the signals in the rejection and the absence of the resulting signal at the output of the frequency mixer 60 or multiplexer 70. If there is a group of targets at the output of the frequency mixer 60 and multiplexer 70, as a result of multiplication, many false marks of the targets appear in progression from the amount GOVERNMENTAL purposes, and the prototype becomes inoperative and measurement of target coordinates are not possible.

Поэтому в известном радиолокаторе возникает неопределенность в выборе необходимого истинного отклика от конкретной выбранной цели из группы. При глубоком рассмотрении эта неопределенность обусловлена тем, что при наличии в луче РЛС N_ц целей образуется N_откл пересечений функций неопределенности двухполосного ЛЧМ сигнала, что и определяет появление N_откл N_ц(2N_ц-1) откликов на гребенке узкополосных фильтров анализатора спектра частот вместо требуемых N_ц откликов. В этом случае количество ложных откликов будет определяться как
N_л 2(N_ц ² N_ц) 2N_ц(N_ц 1)
Целью изобретения является устранение недостатков сигнала и упомянутой неопределенности, повышение потенциала РЛС, разрешающей способности и расширение функциональных возможностей за счет селекции одиночной цели из группы.Therefore, in the known radar, uncertainty arises in choosing the necessary true response from a particular selected target from the group. In deep consideration of this uncertainty is due to the fact that the presence in the beam of radar targets formed N _q N _none intersections functions uncertainty bi-chirp signal, which determines the appearance and _none N N _y (2N _p 1) feedback on the comb spectrum analyzer narrowband filters frequencies instead of required N _c responses. In this case, the number of false responses will be determined as
N _l 2 (N _c ² N _c ) 2N _c (N _c 1)
The aim of the invention is to eliminate the shortcomings of the signal and the mentioned uncertainty, increase the radar potential, resolution and expand the functionality by selecting a single target from the group.

Поставленная цель достигается тем, что в известный радиолокатор, содержащий источник сигнала несущей частоты, выход которого соединен через первый смеситель частоты с передающей антенной и со входом второго смесителя частоты, ко второму входу первого смесителя частоты подключен источник сигнала с линейной частотной модуляцией, ко второму входу второго смесителя частоты подключен вспомогательный источник сигнала промежуточной частоты, выход второго смесителя частоты соединен через первый полосовой фильтр со входом третьего смесителя частоты, второй вход которого соединен с приемной антенной, а выход соединен через второй полосовой фильтр со входом режекторного фильтра, в него введены четвертый, пятый и шестой смесители частоты, первый и второй балансные модуляторы, третий полосовой фильтр, первый, второй и третий перестраиваемые по частоте генераторы, датчик наведения по дальности, датчик наведения по скорости, коммутатор, блок гребенчатых фильтров, опросное устройство, индикатор, блок развертки по скорости, блок развертки по дальности, блок задержки развертки, компаратор и блок синхронизации, при этом к выходу режекторного фильтра подключены последовательно соединенные четвертый смеситель частоты, коммутатор, блок гребенчатых фильтров, опросное устройство и индикатор, при этом пятый смеситель частоты включен между выходом режекторного фильтра и вторым входом коммутатора, выход блока развертки по дальности соединен через последовательно соединенные первый перестраиваемый по частоте генератор, первый балансный модулятор со вторым входом четвертого смесителя частоты и через блок задержки развертки со входом индикатора, выход блока развертки по скорости соединен со входом опросного устройства и входом индикатора, выход датчика наведения по дальности соединен через компаратор с управляющим входом блока задержки и через второй перестраиваемый по частоте генератор со вторым входом второго балансного модулятора, выход датчика наведения по скорости соединен через последовательно соединенные третий перестраиваемый по частоте генератор, шестой смеситель частоты, третий полосовой фильтр, второй балансный модулятор с третьим входом коммутатора, выходы блока синхронизации соединены соответственно с управляющим входом коммутатора и входами блока развертки по скорости и блока развертки по дальности, выход третьего перестраиваемого по частоте генератора соединен со вторым входом пятого смесителя частоты и со вторым входом первого балансного модулятора, второй вход шестого смесителя частоты соединен с шиной сигнала вспомогательной частоты второй вход компаратора с шиной сигнала опорного напряжения метки дальности. This goal is achieved by the fact that in a known radar containing a source of a carrier frequency signal, the output of which is connected through a first frequency mixer to a transmitting antenna and to the input of the second frequency mixer, a signal source with linear frequency modulation is connected to the second input of the first frequency mixer, to the second input the second frequency mixer is connected to an auxiliary source of the intermediate frequency signal, the output of the second frequency mixer is connected through the first bandpass filter to the input of the third mixer I frequency, the second input of which is connected to the receiving antenna, and the output is connected through a second bandpass filter to the input of the notch filter, the fourth, fifth and sixth frequency mixers, the first and second balanced modulators, the third bandpass filter, the first, second and third tunable frequency generators, range guidance sensor, speed guidance sensor, switch, comb filter unit, interrogation device, indicator, speed sweep unit, range sweep range, sweep delay unit, com an arator and a synchronization unit, while a fourth frequency mixer, a switch, a comb filter unit, an interrogation device and an indicator are connected in series to the output of the notch filter, while the fifth frequency mixer is connected between the output of the notch filter and the second input of the switch, the range scan unit output is connected through a series-connected first tunable frequency generator, a first balanced modulator with a second input of the fourth frequency mixer and through the delay block the receiver with the indicator input, the output of the scan unit in speed is connected to the input of the interrogation device and the indicator input, the output of the range guidance sensor is connected via a comparator to the control input of the delay unit and through the second frequency-tunable generator with the second input of the second balanced modulator, the output of the guidance sensor the speed is connected through a series-connected third frequency-tunable generator, a sixth frequency mixer, a third bandpass filter, a second balanced modulator with a third input ohm of the switch, the outputs of the synchronization unit are connected respectively to the control input of the switch and the inputs of the speed scanner and the range scanner, the output of the third frequency-tunable generator is connected to the second input of the fifth frequency mixer and to the second input of the first balanced modulator, the second input of the sixth frequency mixer connected to the signal bus of the auxiliary frequency, the second input of the comparator with the signal bus of the reference voltage mark range.

Сущность изобретения заключается в том, что без усложнения зондирующего сигнала радиолокатора прототипа существенно повышен его потенциал и разрешающая способность, а также расширены его функциональные возможности за счет селекции одиночной цели в группе и измерения ее скорости и дальности до нее. Достигнутые результаты получены, прежде всего, за счет введения второй ступени корреляционно-фильтровой обработки свертки спектра сигнала (энергетического синфазного векторного сложения спектральных составляющих), полученного в первой ступени (как в прототипе), которая позволила ввести также и узкополосную фильтрацию гребенкой фильтров полностью свернутого входного сигнала с двусторонней линейной частотной модуляцией и, тем самым повысить потенциал и разрешение радиолокатора. При девиации частоты ДЛЧМ сигнала ΔF равной 1 МГц и полосе 200 Гц фильтра в гребенке выигрыш по сравнению с прототипом составил более 30 дБ, т.к. в прототипе полоса пропускания вплоть до выхода цифроаналогова преобразователя 72 остается широкой и определяется максимальными дальномерным

м доплеровским

частотными смещениями, т.е. величиной 2f_Rмакс + f_gмакс. Введение в радиолокатор трехканального приемного устройства обзора с тремя растрами на экране индикатора, на одном из которых индицируются цели (группа) после спектральной свертки сигнала во второй ступени в координатах скорость-дальность, на втором растре их адекватное изображение спектров сигналов целей до свертки в координате скорость, на третьем растре проецируется сформированное устройством спектральное изображение, аналогичное изображению на втором растре, портрета выбираемой цели для захвата на сопровождение и для измерения дальности до нее и ее скорости. Этот портрет используется для идентификации (сличения) с целью в группе, изображенной на втором растре по параметрам скорость и дальность. Особенно эффективна работа предлагаемого радиолокатора по групповым целям, имеющим малые радиальные скорости или барражирующие эволюции, в условиях сильных мешающих и погодных отражений.The essence of the invention lies in the fact that without complicating the probing radar signal of the prototype, its potential and resolution are significantly increased, as well as its functionality is expanded by selecting a single target in the group and measuring its speed and distance to it. The achieved results were obtained, first of all, due to the introduction of the second stage of the correlation-filter processing of convolution of the signal spectrum (energy common-mode vector addition of spectral components) obtained in the first stage (as in the prototype), which also allowed us to introduce narrow-band filtering with a filter comb of fully minimized input signal with two-sided linear frequency modulation and, thereby, increase the potential and resolution of the radar. With a frequency deviation of the DLLM signal ΔF equal to 1 MHz and a band of 200 Hz of the filter in the comb, the gain in comparison with the prototype was more than 30 dB, because in the prototype, the bandwidth up to the output of the digital-analog converter 72 remains wide and is determined by the maximum rangefinder

m Doppler

frequency offsets, i.e. value 2f _Rmax + f _gmax . Introduction to the radar of a three-channel receiving device with a three rasters on the indicator screen, on one of which the targets (group) are displayed after the spectral convolution of the signal in the second stage in speed-range coordinates, in the second raster their adequate image of the spectra of target signals before convolution in the speed coordinate , on the third raster, the spectral image generated by the device is projected, similar to the image on the second raster, of the portrait of the selected target for capture for tracking and for measurement alnosti to her and her speed. This portrait is used for identification (comparison) with the target in the group shown in the second raster according to the speed and range parameters. Particularly effective is the operation of the proposed radar for group targets having low radial velocities or barring evolution under conditions of strong interfering and weather reflections.

Изобретение поясняется чертежами:
На фиг.1 приведена функциональная схема радиолокатора.The invention is illustrated by drawings:
Figure 1 shows the functional diagram of the radar.

На фиг. 2 изображен вид зондирующего сигнала. На фиг.3 показан вид трех I, II, III растров на экране индикатора радиолокатора при обнаружении двух целей N 1 и N 2, имеющих разные координаты (скорость-дальность). На фиг.4 показан вид трех растров на экране индикатора радиолокатора после наведения на первую цель для захвата ее на сопровождение. На фиг.5 показан вид трех растров на экране радиолокатора после наведения на вторую цель для захвата ее на сопровождение. In FIG. 2 shows a view of a sounding signal. Figure 3 shows a view of three I, II, III rasters on the radar indicator screen when two targets N 1 and N 2 are detected having different coordinates (speed-range). Figure 4 shows a view of three rasters on the screen of the radar indicator after pointing to the first target to capture it for tracking. Figure 5 shows a view of three rasters on a radar screen after pointing to a second target to capture it for tracking.

На чертежах и в тексте приняты следующие обозначения:
1. Источник сигнала несущей частоты
2. Первый смеситель частоты
3. Передающая антенна
4. Второй смеситель частоты
5. Источник ЛЧМ сигнала
6. Вспомогательный источник сигнала промежуточной частоты
7. Первый полосовой фильтр
8. Третий смеситель частоты
9. Приемная антенна
10. Второй полосовой фильтр
11. Режекторный фильтр
12. Четвертый смеситель частоты
13. Коммутатор
14. Блок гребенчатых фильтров
15. Опросное устройство
16. Индикатор
17. Пятый смеситель частоты
18. Блок развертки по дальности
19. Первый перестраиваемый по частоте генератор
20. Первый балансный модулятор
21. Блок задержки развертки
22. Блок развертки по скорости
23. Датчик наведения по дальности
24. Компаратор
25. Второй перестраиваемый по частоте генератор
26. Второй балансный модулятор
27. Датчик наведения по скорости
28. Третий перестраиваемый по частоте генератор
29. Шестой смеситель частоты
30. Третий полосовой фильтр
31. Блок синхронизации
Радиолокатор содержит источник сигнала несущей частоты 1, выход которого соединен через первый смеситель частоты 2 с передающей антенной 3 и со входом второго смесителя частоты 4, ко второму входу первого смесителя частоты 2 подключен источник ЛЧМ сигнала 5, ко второму входу второго смесителя частоты 4 подключен вспомогательный источник сигнала промежуточной частоты 6, выход второго смесителя частоты 4 соединен через первый полосовой фильтр 7 со входом третьего смесителя частоты 8, второй вход которого соединен с приемной антенной 9, а выход соединен через второй полосовой фильтр 10 со входом режекторного фильтра 11, к выходу режекторного фильтра 11 подключены последовательно соединенные четвертый смеситель частоты 12, коммутатор 13, блок гребенчатых фильтров 14, блок опроса 15 и индикатор 16, при этом пятый смеситель частоты 17 включен между выходом режекторного фильтра 11 и вторым входом коммутатора 13, выход блока развертки по дальности 18 соединен через последовательно соединенные первый перестраиваемый по частоте генератор 19, первый балансный модулятор 20 со вторым входом четвертого смесителя частоты 12 и через блок задержки развертки 21 со входом индикатора 16, выход датчика наведения по дальности 23 соединен через компаратор 24 с управляющим входом блока задержки развертки 21 и через второй перестраиваемый по частоте генератор 25 со вторым входом второго балансного модулятора 26, выход датчика наведения по скорости 27 соединен через последовательно соединенные третий перестраиваемый по частоте генератор 28, шестой смеситель частоты 29, третий полосовой фильтр 30, второй балансный модулятор 26 с третьим входом коммутатора 13, выходы блока синхронизации 31 соединены соответственно с управляющим входом коммутатора 13 и входами блока развертки по скорости 22 и блока развертки по дальности 18, выход третьего перестраиваемого по частоте генератора 28 соединен со вторым входом пятого смесителя частоты 17 и со вторым входом первого балансного модулятора 20, второй вход шестого смесителя частоты 29 соединен с шиной сигнала вспомогательной частоты, второй вход компаратора 24 соединен с шиной сигнала опорного напряжения метки дальности.In the drawings and in the text, the following notation:
1. Carrier signal source
2. The first frequency mixer
3. Transmitting Antenna
4. Second frequency mixer
5. Source of the chirp signal
6. The auxiliary source of the intermediate frequency signal
7. The first band-pass filter
8. Third frequency mixer
9. Receiving antenna
10. Second bandpass filter
11. Notch filter
12. Fourth frequency mixer
13. Switch
14. Block comb filters
15. Interrogation device
16. Indicator
17. Fifth frequency mixer
18. Range scanner
19. The first frequency tunable generator
20. The first balanced modulator
21. Scan delay unit
22. Speed scanner
23. Range guidance sensor
24. Comparator
25. The second frequency tunable generator
26. Second balanced modulator
27. Speed guidance sensor
28. Third frequency tunable oscillator
29. Sixth frequency mixer
30. Third bandpass filter
31. Block synchronization
The radar contains a carrier frequency signal source 1, the output of which is connected through the first frequency mixer 2 to the transmitting antenna 3 and to the input of the second frequency mixer 4, the source of the LFM signal 5 is connected to the second input of the first frequency mixer 2, and the auxiliary input is connected to the second input of the second frequency mixer 4 intermediate frequency signal source 6, the output of the second frequency mixer 4 is connected through the first band-pass filter 7 to the input of the third frequency mixer 8, the second input of which is connected to the receiving antenna 9, and the output connected through a second band-pass filter 10 with the input of the notch filter 11, the fourth frequency mixer 12, the switch 13, the comb filter unit 14, the polling unit 15 and the indicator 16 are connected in series to the output of the notch filter 11, while the fifth frequency mixer 17 is connected between the notch output the filter 11 and the second input of the switch 13, the output of the range scanner 18 is connected through a series-connected first tunable frequency generator 19, the first balanced modulator 20 with the second input of the fourth about the frequency mixer 12 and through the delay delay unit 21 with the input of the indicator 16, the output of the ranging sensor 23 is connected through a comparator 24 to the control input of the delay delay unit 21 and through the second frequency-tunable generator 25 with the second input of the second balanced modulator 26, the sensor output speed guidance 27 is connected through a series-connected third frequency-tunable generator 28, a sixth frequency mixer 29, a third bandpass filter 30, a second balanced modulator 26 with a third input of the switch 13 , the outputs of the synchronization unit 31 are connected respectively to the control input of the switch 13 and the inputs of the scan unit in speed 22 and the scan unit in range 18, the output of the third frequency-tunable generator 28 is connected to the second input of the fifth frequency mixer 17 and to the second input of the first balanced modulator 20, the second input of the sixth frequency mixer 29 is connected to the auxiliary frequency signal bus, the second input of the comparator 24 is connected to the range mark reference voltage signal bus.

Все узлы и блоки, входящие в функциональную схему радиолокатора фиг.1, представляют известные в радиолокации схемные решения и не требуют особых разъяснений, т. к. они широко освещены в открытой литературе, например, "Радиолокационная техника", перевод с англ. М. Сов, радио, 1949 г. "Справочник радиоинженера", Р.Ленди и др. М. и Л. ГЭИ, 1961 г. и ранее упомянутые книги Виницкого А.С. и Свистова В.М. All nodes and blocks included in the functional diagram of the radar of figure 1, are known in radar circuit solutions and do not require special explanation, because they are widely covered in the open literature, for example, "Radar technology", translated from English. M. Owls, radio, 1949. "Radio engineer's handbook", R. Lendy et al. M. and L. SEI, 1961 and the previously mentioned books by A. Vinitsky and Svistova V.M.

Коммутатор 13 это три параллельных ключа с общим выходом, последовательно открываемые импульсами, поступаемые с выходов синхронизатора 31. The switch 13 is three parallel keys with a common output, sequentially opened by pulses coming from the outputs of the synchronizer 31.

Блок опроса 15 это тоже параллельно соединенные ключи (по количеству фильтров в гребенке 14), последовательно открываемые импульсами, поступающими с выходов синхронизатора. The polling unit 15 is also in parallel connected keys (by the number of filters in the comb 14), sequentially opened by pulses from the outputs of the synchronizer.

Блоки разверток по дальности 18 и скорости 22, отличаются только длительностью периода выходного сигнала по дальности (кадры) 1-2 сек, по скорости (строки) 2-4 м/сек. Эти длительности определяются полосой фильтра в гребенке 14. Сейчас эти блоки выполняют в цифровом виде, а развертывающее напряжение получают с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Scanning units in range 18 and speed 22 differ only in the duration of the output signal period in range (frames) of 1-2 seconds, in speed (line) of 2-4 m / s. These durations are determined by the filter band in comb 14. Now these blocks are performed in digital form, and the deployment voltage is obtained using a digital-to-analog converter (DAC).

Блок задержки развертки 21 представляет из себя цифровой сдвиговой регистр, управляемый цифровой информацией, поступающей из компаратора 24. The delay delay unit 21 is a digital shift register controlled by digital information coming from the comparator 24.

Компаратор 24 выполнен в виде цифрового сумматора разность в цифре определяет величину задержки в блоке задержки развертки 21; опорный сигнал метки дальности подается в виде цифрового кода. The comparator 24 is made in the form of a digital adder, the difference in the figure determines the amount of delay in the delay delay unit 21; the reference mark signal range is supplied in the form of a digital code.

Работа радиолокатора осуществляется следующим образом. The radar is as follows.

Формирование излучаемого передающей антенной 3 зондирующего сигнала, происходит на выходе первого смесителя частоты 2 (балансный смесительный мощный клистрон). Гетеродинное напряжение для приема сигналов, отраженных от целей, получают из излучаемого сигнала путем смешения его по частоте на величину первой промежуточной частоты в тракте, состоящем из второго смесителя частоты 4, первого полосового фильтра 7. После приема отраженных от целей сигналов приемной антенной 9 и преобразования их в третьем смесителе частоты 8 они демодулируются по частоте первая ступень корреляционной обработки (как в прототипе). Результирующий разностный сигнал на первой промежуточной частоте на выходе третьего смесителя частоты 8 представляет из себя сложный сигнал, состоящий из двух спектральных составляющих:

и

где f_o несущая частота зондирующего сигнала
Δf частотный разнос спектральных составляющих зондирующего сигнала,
f_o≫ Δfv_r радиальная скорость цели,
R дальность до цели,

скорость перестройки частоты ЛЧМ сигнала
ΔF девиация частоты

r_м период модуляции фиг.2.The formation of the probe signal emitted by the transmitting antenna 3 occurs at the output of the first frequency mixer 2 (balanced mixing powerful klystron). The heterodyne voltage for receiving signals reflected from the targets is obtained from the emitted signal by mixing it in frequency by the value of the first intermediate frequency in the path consisting of a second frequency mixer 4, the first band-pass filter 7. After receiving the reflected signals from the targets by the receiving antenna 9 and converting them in the third frequency mixer 8 they are demodulated in frequency the first stage of correlation processing (as in the prototype). The resulting difference signal at the first intermediate frequency at the output of the third frequency mixer 8 is a complex signal consisting of two spectral components:

and

where f _{o the} carrier frequency of the probe signal
Δf the frequency spacing of the spectral components of the probing signal,
f _o ≫ Δfv _{r the} radial velocity of the target,
R distance to the target,

LFM frequency tuning speed
ΔF frequency deviation

r _m the modulation period of figure 2.

Как видно из выражений f_пр и

в этих составляющих содержится полная информация о скорости f_д доплеровское приращение частоты и о дальности до цели f_R дальномерное приращение частоты. Таким образом, выражения для одной цели будут (т.к.

и

f_пр f_пр1 + f_g-f_R и

f_пр1 + f_д + f_R
При приеме сигналов от нескольких целей количество спектральных составляющих увеличивается на две составляющие на каждую цель. В известном радиолокаторе (прототип) вопрос селекции (выделения) одной цели из группы и измерение ее скорости и дальности до нее не рассматривается, т.к. известный радиолокатор не может решать эту задачу из-за перемножения сигналов в смесителе частоты 60 и в мультиплексоре 70, что ведет к многозначности отметок целей.As can be seen from the expressions f _pr and

these components contain complete information on the speed f _{d the} Doppler frequency increment and on the distance to the target f _{R the} range-finding frequency increment. Thus, expressions for one purpose will be (since

and

f _pr f _pr _pr1 + f _g -f _R and

f _pr1 + f _d + f _R
When receiving signals from several targets, the number of spectral components increases by two components for each target. In the well-known radar (prototype), the issue of selecting (isolating) one target from a group and measuring its speed and distance to it is not considered, because the known radar cannot solve this problem due to the multiplication of signals in the frequency mixer 60 and in the multiplexer 70, which leads to ambiguity markings targets.

Для решения этой задачи в предлагаемом радиолокаторе служат три канала:
I канал канал поиска по дальности канал Д, в котором на выходе четвертого смесителя частоты 12 осуществляется свертка (синфазное векторное сложение) спектральных составляющих f_пр и

. Это вторая ступень корреляционной обработки. Для этой свертки спектра сигнала в первом балансном модуляторе 20 формируется изменяющийся двухспектральный гетеродин адекватный сигналам целей (f_прi и

) для всей дальности (от Rmin до Rмакс), поступающий на четвертый смеситель частоты 12. В сигнале гетеродина составляющие перестраиваются по частоте (расходятся) линейно от ± f_Rмин ≈ 0 до ± f_Rмакс синхронно с разверткой по дальности на первом I растре экрана индикатора 16. Этот канал включается коммутатором 13 и позволяет на I растре экрана индикатора 16 получить отметки всех целей в координатах дальность-скорость (см. изображение на фиг.3). В формировании сигнала 1 канала задействованы: блок развертки по дальности 18, с выхода которого пилообразное напряжение (по кадрам) поступает через блок задержки 21 в отклоняющие системы индикатора 16 и на управление перестройки по частоте первого генератора 19. Но как видно на изображении I растра экрана, на нем проецируется и ложные отметки целей (дополнительные пересечения подсвеченных яркостных линий). Перестройка сигнала 1 канала под метку скорости MV осуществляется генератором 28.To solve this problem in the proposed radar are three channels:
I channel, a search channel in range, channel D, in which the output of the fourth frequency mixer 12 is the convolution (in-phase vector addition) of the spectral components f _CR and

. This is the second stage of correlation processing. For this convolution of the signal spectrum in the first balanced modulator 20, a variable two-spectral local oscillator is formed that is adequate to the target signals (f _pri and

) for the entire range (from Rmin to Rmax) entering the fourth frequency mixer 12. In the local oscillator signal, the components are tuned in frequency (diverge) linearly from ± f _Rmin ≈ 0 to ± f _Rmax synchronously with the range sweep on the first I raster of the indicator screen 16. This channel is turned on by the switch 13 and allows, on the I raster of the screen of the indicator 16, to obtain marks of all targets in the coordinates of the range-speed (see image in figure 3). The signal 1 of the channel is involved in the following: a sweep unit with a range of 18, from which a sawtooth voltage (in frames) is supplied through a delay unit 21 to the deflecting systems of the indicator 16 and to the frequency tuning control of the first generator 19. But as can be seen in the image I of the screen raster , false target marks (additional intersections of highlighted brightness lines) are also projected on it. The reconstruction of the signal 1 channel under the label of speed MV is carried out by the generator 28.

Для устранения этой неоднозначности служат II и III каналы. To eliminate this ambiguity, II and III channels are used.

II канал канал поиска по скорости V_r, III канал канал формирования портрета цели в координатах дальность-скорость (f_пр1ц,

) выбранной цели, на которую необходимо навести и захватить на сопровождение, т.е. передать в приемное устройство сопровождения (ПУС) соответствующие сигналы f_дц и f_Rц выбранной цели

с выходов генераторов 28 и 25).II channel search channel for speed V _r , III channel channel for target portrait formation in range-speed coordinates (f _pr1ts ,

) of the chosen target, which you need to aim and capture for support, i.e. transmit to the receiving tracking device (CCP) the corresponding signals f _dts and f _{Rts of the} selected target

from the outputs of the generators 28 and 25).

II канал канал поиска по скорости V_r, в котором на выходе пятого смесителя частоты 17 осуществляется перестройка по частоте сигналов f_прi и

от всех целей с помощью сигнала третьего перестраиваемого по частоте генератора 28 и управляемого напряжением с датчика наведения по скорости 27. Сигнал II включается коммутатором 13 и поступает на блок гребенчатых фильтров 14, блок опроса 13 и индицируется на II растре экрана индикатора 16е (см. изображение на фиг.3).II channel search channel for speed V _r , in which the output of the fifth frequency mixer 17 is the tuning of the frequency of the signals f _pri and

from all targets using the signal of the third frequency-tunable generator 28 and controlled by voltage from the speed guidance sensor 27. Signal II is turned on by the switch 13 and fed to the comb filter unit 14, the polling unit 13 and is displayed on the II screen raster of the indicator 16e (see image figure 3).

III канал канал формирования портрета выбранной цели, которую необходимо захватить на сопровождение (портрет в координатах дальность-скорость). В формировании сигнала III-го канала участвуют датчик наведения по скорости V_r 27 (датчик 27 и 23) потенциометрическое устройство кнюппель, сектор выдает управляющее напряжение, третий перестраиваемый по частоте генератор 28 формирует координату скорость

в соответствии с напряжением наведения и его выходной сигнал поступает на вход шестого смесителя частоты 29 и преобразуется на промежуточную частоту III канала, такую же как и сигналов I и II каналов; сигнал с выхода третьего полосового фильтра 30 модулируется во втором балансном модуляторе 26 сигналом с выхода второго перестраиваемого по частоте генератора 25, имеющего частоту f_R соответствующую дальности

выбранной цели. Управление с выхода датчика наведения по дальности 23 выполнено так, что частота сигнала на выходе второго перестраиваемого по частоте генератора 25 (f_RVar) всегда точно соответствует дальности на I растре экрана индикатора 16, подведенной под метку дальности (МД) за счет работы компаратора 24 и блока задержки развертки 21. Это легко реализуется при цифровой развертке по дальности (блок 18), оцифрению частоты генератора 25, цифровой задержке в блоке 21 и при цифровом компараторе 24.Channel III — a portrait formation channel for a selected target that needs to be captured for tracking (portrait in range-speed coordinates). A speed guidance sensor V _r 27 (sensor 27 and 23), a joystick potentiometric device, a sector generates a control voltage, and a third frequency-tunable generator 28 generates a speed coordinate

in accordance with the guidance voltage and its output signal is supplied to the input of the sixth frequency mixer 29 and converted to an intermediate frequency of channel III, the same as the signals of channels I and II; the signal from the output of the third band-pass filter 30 is modulated in the second balanced modulator 26 by the signal from the output of the second frequency-tunable generator 25 having a frequency f _R corresponding to the range

selected goal. The control from the output of the guidance sensor for range 23 is such that the frequency of the signal at the output of the second frequency-tunable generator 25 (f _R Var) always exactly corresponds to the range on the I raster of the indicator screen 16, brought under the range mark (MD) due to the operation of the comparator 24 and a scan delay unit 21. This is easily realized with a digital range scan (block 18), digitization of the frequency of the generator 25, digital delay in the block 21, and with a digital comparator 24.

Таким образом сигнал III канала приобрел параметры выбранной цели при этом цель с такой дальностью R и скоростью v_r на I растре экрана индикатора 16 будет находиться в перекрестии меток скорости и дальности, т.к. управляющее напряжение (или м.б. цифра) с выхода датчика наведения по дальности 23 поступает в компаратор 24 сравнивается с опорным напряжением (или цифрой) метки дальности, с выхода компаратора 24 управляющее напряжение задерживает напряжение развертки в блоке 21 так, что отметка выбранной цели, соответствующая моменту "свертки" сигнала цели в канале I будет индицироваться на линии метки дальности на I растре экрана индикатора 16.Thus, the signal of channel III acquired the parameters of the selected target, while the target with such a range of R and speed v _r on the I raster of the screen of the indicator 16 will be at the crosshairs of the speed and range marks, because the control voltage (or m.b. digit) from the output of the ranging sensor 23 enters the comparator 24 is compared with the reference voltage (or digit) of the range mark, from the output of the comparator 24, the control voltage delays the scan voltage in block 21 so that the mark of the selected target corresponding to the moment of “convolution” of the target signal in channel I will be displayed on the line of the range mark on the I raster of the indicator screen 16.

На каждом растре в последовательном порядке с помощью коммутатора 13, индицируются сигналы с выхода спектроанализатора блока гребенчатых фильтров 14 (или БПФ процессора) посредством блока опроса 15. Сигналы с выхода блока опроса 15 поступают на яркостный модулятор индикатора 16. On each raster in sequential order using the switch 13, the signals from the output of the spectrum analyzer of the comb filter unit 14 (or processor FFT) are indicated by the polling unit 15. The signals from the output of the polling unit 15 are sent to the brightness modulator of the indicator 16.

Условие точного наведения (с точностью полосы пропускания фильтра из гребенки 14) по скорости и дальности определяется совмещением по частоте координатного портрета цели в канале III (на растре экрана III) с отметками - спектральными составляющими выбранной цели в канале II (на растре экрана II) только той же цели. Для четкого точного наведения выбор значения частоты вспомогательного гетеродинного напряжения, подаваемого на шестой смеситель частоты 29, осуществляется так, чтобы спектральные составляющие портрета цели на растре III экрана индикатора 16 при наведении датчиком 27 перемещались навстречу (например, слева-направо) движению (перестройке) спектральных составляющих всех целей на II растре экрана индикатора 16 (т.е. справа-налево) и одновременно всех целей на I растре экрана синхронно также справа-налево. При этом такое совмещение спектральных составляющих на растрах экрана III и II будет лишь в том случае, если на растре экрана I выбранная цель будет находиться в перекрестии меток дальности и скорости, т.е. в центре растра I экрана индикатора 16. При наведении на ложную цель (перекрестие) частотных совпадений на растрах II и III не будет. The condition for precise guidance (with an accuracy of the passband of the filter from comb 14) in speed and range is determined by combining the frequency of the coordinate portrait of the target in channel III (on the screen raster III) with marks - the spectral components of the selected target in channel II (on the screen raster II) only the same goal. For a clear, accurate guidance, the frequency value of the auxiliary heterodyne voltage supplied to the sixth frequency mixer 29 is selected so that the spectral components of the target portrait on the raster III of the screen of the indicator 16 when moving the sensor 27 moved towards (for example, from left to right) the movement (adjustment) of the spectral components of all targets on the II screen raster of the indicator 16 (i.e., from right to left) and at the same time all goals on the I screen raster synchronously also from right to left. In this case, such a combination of spectral components on the screen rasters of III and II will be only if the selected target on the screen raster I will be in the crosshairs of the range and speed labels, i.e. in the center of the raster I of the indicator screen 16. When pointing at a false target (crosshair) there will be no frequency matches on rasters II and III.

Использование изобретения позволит выбирать для наведения и сопровождения одиночную цель из группы барражирующих или малоскоростных в условиях сильных метеоотражений и пассивных помех. Предлагаемый принцип построения обзорного приемника наведения с двухполосным ЛЧМ сигналом и портретом цели может быть применен в импульсных радиолокаторах также с целью замены нониусных частот повторения при устранении неоднозначной дальности. Using the invention will allow you to choose for guidance and tracking a single target from the group of barrage or low-speed in conditions of strong weather and passive interference. The proposed principle of constructing a survey guidance receiver with a two-band chirp signal and a portrait of the target can be applied in pulsed radars also with the aim of replacing the nonius frequency of repetition while eliminating ambiguous range.

Claims

A radar with a probing two-band linear frequency-modulated signal, comprising a carrier frequency signal source, the output of which is connected through a first frequency mixer to a transmitting antenna and a linear frequency-modulated signal source is connected to the second input of the first frequency mixer, to an auxiliary source of an intermediate frequency signal is connected to the second input of the second frequency mixer, the output of the second frequency mixer is connected through the first bandpass filter to the first m input of the third frequency mixer, the second input of which is connected to the receiving antenna, and the output through the second bandpass filter with the input of the notch filter, characterized in that, in order to improve the accuracy of guidance for capture on tracking, resolution while expanding functionality by selecting a single goals from the group, the fourth, fifth and sixth frequency mixers, the first and second balanced modulators, the third bandpass filter, the first, second and third tunable often e generators (ПГГ), range guidance sensor (DND), speed guidance sensor (BPS), switch, comb filter unit (BGF), polling unit, indicator, speed sweep (BRS), range sweep (BRD) ), a sweep delay unit (BZR), a comparator and a synchronization unit, while a fourth frequency mixer, a switch, a BGF, a polling unit and an indicator are connected in series to the output of the notch filter, while the fifth frequency mixer is connected between the notch filter output and the second input of the switch , in the output of the BRD is connected through a series-connected first FCG, the first balanced modulator with the second input of the fourth frequency mixer and through the BZR with the first input of the indicator, the output of the BRS is connected to the control input of the polling unit and the second input of the indicator, the output of the DND is connected through a comparator to the control input of the BZR and through the second IFG with the second input of the second balanced modulator, the output of the CSN is connected through series-connected third FCG, the sixth frequency mixer, the third bandpass filter, the second balanced modulator with the third input by the switch, the first output of the synchronization unit is connected to the control input of the switch and the inputs of the BRS and BRD, the output of the third frequency converter is connected to the second input of the fifth frequency mixer and to the second input of the first balanced modulator, the second input of the sixth frequency mixer is an auxiliary frequency signal input, the second input of the comparator is the input of the reference signal of the range mark.