RU2095823C1

RU2095823C1 - Radar device identifying air targets

Info

Publication number: RU2095823C1
Application number: RU95119371A
Authority: RU
Inventors: В.П. Ермоленко; Н.Н. Коваленков; Д.Г. Митрофанов; В.А. Юдин
Original assignee: Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск РФ
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: identification of air targets, radiolocation. SUBSTANCE: device identifying radar targets on basis of effect of resonance enables to evaluate lateral dimensions of identified targets only indirectly which did not provide for high authenticity of identification of aerodynamic targets in dynamics of their flight over rectilinear trajectory in turbulent atmosphere at various aspects. For achievement of high authenticity of identification of aerodynamic targets it is proposed to includes N-1 antennas, N-1 antenna switches, N-1 generators and identification unit composed of first and second adders, N-1 delay lines, N-1 additional adders, N-1 full-wave rectifiers, divider and identification unit into mix of new device with proper change of interunit couplings. Usage of evaluation of angular correlation of fluctuations of electron paramagnetic resonance of various aerodynamic targets at equally separated angles of sighting achieved by new arrangement of circuit of device provides for increment of authenticity of correct identification of aerodynamic targets. EFFECT: increased authenticity of radar identification of aerodynamic targets in quasi-optical region of reflection of radio waves. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для распознавания классов воздушных целей. The invention relates to radar and can be used to recognize classes of air targets.

Известно радиолокационное устройство распознавания воздушных целей, содержащее генератор, N умножителей частоты, N усилителей мощности, модулятор, антенный переключатель, антенну, N приемников, N фазовых детекторов, N пересчетных устройств, N-1 усилителей разностного сигнала, ЭВМ и устройство отображения (индикатор). При этом генератор своим выходом соединен со входами соответствующих из N умножителей частоты, выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих из N усилителей мощности и вторыми входами соответствующих из N фазовых детекторов. Первые входы усилителей мощности соединены с выходом модулятора, а выходы через соответствующие из N входов антенного переключателя с антенной. N выходов антенного переключателя соединены со входами соответствующих из N приемников, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих из N фазовых детекторов, выходы которых подключены ко входам соответствующих из N пересчетных устройств. Выход каждого n-го со 2-го по (N-1)-е пересчетное устройство соединен со 2-м входом (n-1)-го и первым входом n-го усилителей разностного сигнала. При этом выход 1-го пересчетного устройства соединен с 1-м входом 1-го усилителя разностного сигнала, а выход N-го пересчетного устройства со 2-м входом (N-1)-го усилителя разностного сигнала. Выходы N-1 усилителей разностного сигнала соединены с соответствующими из N-1 входов ЭВМ, выход которой подключен ко входу устройства отображения (индикатора). Known radar recognition device for air targets, containing a generator, N frequency multipliers, N power amplifiers, modulator, antenna switch, antenna, N receivers, N phase detectors, N recounters, N-1 difference signal amplifiers, computers and display device (indicator) . In this case, the generator, by its output, is connected to the inputs of the corresponding from N frequency multipliers, the outputs of which are connected to the second inputs of the corresponding from N power amplifiers and the second inputs of the corresponding from N phase detectors. The first inputs of the power amplifiers are connected to the output of the modulator, and the outputs through the corresponding of the N inputs of the antenna switch with the antenna. The N outputs of the antenna switch are connected to the inputs of the corresponding N receivers, the outputs of which are connected to the first inputs of the corresponding N phase detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding N recounters. The output of each n-th from the 2nd to the (N-1) -th recounting device is connected to the 2nd input of the (n-1) -th and the first input of the n-th difference signal amplifiers. The output of the 1st conversion device is connected to the 1st input of the 1st amplifier of the differential signal, and the output of the Nth conversion device with the 2nd input of the (N-1) -th amplifier of the difference signal. The outputs N-1 of the difference signal amplifiers are connected to the corresponding from N-1 computer inputs, the output of which is connected to the input of the display device (indicator).

По сравнению с известным устройством данное устройство обеспечивает распознавание воздушных целей, результат которого обладает достаточными различительными свойствами для правильного распознавания целей путем измерения их максимальных размеров. Однако распознавание воздушных целей с использованием эффекта резонанса не позволяет учитывать продольные размеры распознаваемых целей на различных ракурсах. Целью изобретения является повышение достоверности распознавания многоточечных воздушных целей в квазиоптической области отражения радиоволн. Compared with the known device, this device provides recognition of air targets, the result of which has sufficient distinguishing properties for the correct recognition of targets by measuring their maximum sizes. However, the recognition of air targets using the resonance effect does not allow to take into account the longitudinal dimensions of the recognized targets at different angles. The aim of the invention is to increase the reliability of recognition of multipoint air targets in the quasi-optical region of reflection of radio waves.

Поставленная цель достигается тем, что в известном радиолокационном устройстве, содержащем первый генератор, импульсный модулятор, первый антенный переключатель, первую антенну и N приемных устройств, причем вход-выход первой антенны соединен со вход-выходом первого антенного переключателя, выход которого соединен со входом первого приемного устройства, согласно изобретению дополнительно введены N-1 антенн, N-1 генераторов, N-1 антенных переключателей и блок распознавания, включающий первый и второй сумматоры, N-1 линий задержки, N-1 дополнительных сумматоров, N-1 двухполупериодных выпрямителей, блок деления и блок идентификации, причем импульсный модулятор выходом соединен со входами N генераторов, выходами подключенных ко входам соответствующих из N антенных переключателей, вход-выходы со второго по N-й из которых соединены со вход-выходами соответствующих со второй по N-ю антенну, а выходы со входами соответствующих со второго по N-е приемных устройств. Выходы N приемных устройств соединены с соответствующими из N входов первого сумматора, выход которого соединен со входом "делитель" блока деления, выход которого соединен со входом блока идентификации. Выход первого приемного устройства также подключен к первому входу первого дополнительного сумматора, а выход каждого k-го со второго по N-е приемного устройства подключен ко входу (k-1)-й из N-1 линии задержки, выход каждой k-й с первой по (N-2)-ю из которых соединен со вторым (инверсным) входом k-го дополнительного сумматора и первым входом (k+1)-го дополнительного сумматора, а выход (N-1)-й линии задержки соединен со вторым (инверсным) входом (N-1)-го дополнительного сумматора. Выходы N-1 дополнительных сумматоров через соответствующие N-1 двухполупериодных выпрямителей соединены с соответствующими из N-1 входами второго сумматора, выход которого подключен ко входу "делимое" блока деления. This goal is achieved in that in a known radar device containing a first generator, a pulse modulator, a first antenna switch, a first antenna and N receiving devices, the input-output of the first antenna being connected to the input-output of the first antenna switch, the output of which is connected to the input of the first the receiving device according to the invention additionally introduced N-1 antennas, N-1 generators, N-1 antenna switches and a recognition unit including the first and second adders, N-1 delay lines, N-1 add unit adders, N-1 half-wave rectifiers, a division unit and an identification unit, the pulse modulator being connected to the inputs of N generators by outputs connected to the inputs of the corresponding N antenna switches, the input-output from the second to the Nth of which are connected to the input outputs corresponding to the second through the Nth antenna, and outputs with inputs from the second through the Nth receiving devices. The outputs of the N receiving devices are connected to the corresponding of the N inputs of the first adder, the output of which is connected to the input of the "divider" of the division unit, the output of which is connected to the input of the identification unit. The output of the first receiving device is also connected to the first input of the first additional adder, and the output of each k-th from the second to the N-th receiving device is connected to the input of the (k-1) -th from the N-1 delay line, the output of each k-th the first of the (N-2) th of which is connected to the second (inverse) input of the k-th additional adder and the first input of the (k + 1) -th additional adder, and the output of the (N-1) th delay line is connected to the second (inverse) input of the (N-1) -th additional adder. The outputs N-1 of the additional adders through the corresponding N-1 half-wave rectifiers are connected to the corresponding N-1 inputs of the second adder, the output of which is connected to the input of the "divisible" division block.

Предложенное построение схемы обеспечивает распознавание аэродинамической цели в динамике ее полета на различных ракурсах в квазиоптической области отражения радиоволн с учетом ее продольно-поперечных размеров. The proposed construction of the scheme provides recognition of the aerodynamic target in the dynamics of its flight at various angles in the quasi-optical region of reflection of radio waves, taking into account its longitudinal-transverse dimensions.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Это устройство содержит N антенн 1, N антенных переключателей 2, N генераторов 3, N приемных устройств 4, импульсный модулятор 5 и блок распознавания, содержащий N-1 линий задержки 6, первый сумматор 7, N-1 дополнительных сумматоров 8, N-1 двухполупериодных выпрямителей 9, второй сумматор 10, блок деления 11 и блок идентификации 12. Импульсный модулятор 5 своим выходом связан со входами N генераторов 3, выходы которых связаны со вход-выходами соответствующих из N антенн 1 через входы соответствующих из N антенных переключателей 2, выходы которых связаны со входами соответствующих из N приемных устройств 4. При этом выходы N приемных устройств 4 связаны с соответствующими из со входов первого сумматора 7, а выход первого приемного устройства 4 соединен с первым входом первого дополнительного сумматора 8, выход каждого k-го со второго по N-е приемного устройства 4 подключен ко входу (k-1)-й из N-1 линии задержки 6, выход каждой k-й с первой по (N-2)-ю из которых соединен со вторым (инверсным) входом k-го дополнительного сумматора 8 и первым входом (k+1)-го дополнительного сумматора 8. Выход (N-1)-й линии задержки 6 соединен со вторым (инверсным) входом N-1-го дополнительного сумматора 8. При этом выходы N-1 дополнительных сумматоров 8 через соответствующие из N-1 двухполупериодных выпрямителя 9 соединены с соответствующими из N-1 входами второго сумматора 10, выход которого подключен ко входу "делимое" блока деления 11, выход которого соединен со входом блока идентификации 12. This device contains N antennas 1, N antenna switches 2, N generators 3, N receiving devices 4, a pulse modulator 5 and a recognition unit containing N-1 delay lines 6, the first adder 7, N-1 additional adders 8, N-1 half-wave rectifiers 9, the second adder 10, the division unit 11, and the identification unit 12. The pulse modulator 5 is connected by its output to the inputs of N generators 3, the outputs of which are connected to the input-outputs of the corresponding from N antennas 1 through the inputs of the corresponding from N antenna switches 2, outputs which are related to the outputs of the N receivers 4. In this case, the outputs of the N receivers 4 are connected to the corresponding from the inputs of the first adder 7, and the output of the first receiver 4 is connected to the first input of the first additional adder 8, the output of each k-th from the second to N- e of the receiving device 4 is connected to the input of the (k-1) th from the N-1 delay line 6, the output of each k-th from the first to the (N-2) th of which is connected to the second (inverse) input of the k-th additional the adder 8 and the first input of the (k + 1) -th additional adder 8. The output of the (N-1) -th delay line 6 connection nen with the second (inverse) input of the N-1-th additional adder 8. Moreover, the outputs N-1 of the additional adders 8 through the corresponding half-wave rectifier 9 from N-1 are connected to the inputs of the second adder 10, corresponding from N-1, the output of which is connected to the input "dividend" of the division unit 11, the output of which is connected to the input of the identification unit 12.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

С помощью импульсного модулятора 5 возбуждаются генераторы 3, генерирующие сигналы на несущих частотах с разносом Δf между смежными частотами в полосе N•Δf, которые излучаются через антенные переключатели 2 и антенны 1 в направлении распознаваемой цели. Отраженные от цели сигналы принимаются антеннами 1 и через антенные переключатели 2 поступают на приемные устройства 4, которые содержат в своем составе преобразователи частот, фильтры, усилители, амплитудные детекторы и видеоусилители (на чертеже не показаны). С выходов приемных устройств 4 видеосигналы подаются на первый сумматор 7, а также с выхода первого приемного устройства 4 на первый вход первого дополнительного сумматора 8, а с выхода каждого k-го со второго по N-е приемного устройства 4 на вход (k-1)-й из N-1 линии задержки 6 и с выхода каждой k-й с первой по (N-2)-ю линии задержки на вторые (инверсные) входы k-го дополнительного сумматора 8 и на первый вход (k+1)-го дополнительного сумматора 8. При этом с выхода (N-1)-й линии задержки сигналы подаются на второй (инверсный) вход (N-1)-го дополнительного сумматора. Время задержки (N-1)-й линии задержки 6 равно NT, где T период повторения импульсов. Просуммированные сигналы с выходов N-1 дополнительных сумматоров 8 через соответствующие из N-1 двухполупериодных выпрямителей 9 поступают на соответствующие входы второго сумматора 10. Во втором сумматоре 10, а также в первом сумматоре 7, производится одновременное суммирование поступающих на их входы сигналов. С выхода второго сумматора 10 результирующий сигнал подается на вход "делимое" блока деления 11, на вход "делитель" которого поступает сигнал с выхода первого сумматора 7. Выходной сигнал блока деления 11 сравнивается в блоке идентификации 12 с набором пороговых сигналов, а по результатам сравнения определяется класс цели. При этом большая величина выходного сигнала блока деления 11 соответствует более сложной цели (большему количеству равноценных участков локального отражения на ее поверхности) или большему ее продольно-поперечному размеру (для целей, состоящих из равного количества участков локального отражения, но отличающихся величинами их продольно-поперечных разносов на поверхности цели). Using a pulse modulator 5, generators 3 are excited, generating signals at carrier frequencies with a spacing Δf between adjacent frequencies in the N • Δf band, which are emitted through antenna switches 2 and antennas 1 in the direction of the recognized target. The signals reflected from the target are received by the antennas 1 and through the antenna switches 2 enter the receiving devices 4, which contain frequency converters, filters, amplifiers, amplitude detectors and video amplifiers (not shown). From the outputs of the receiving devices 4, the video signals are fed to the first adder 7, as well as from the output of the first receiving device 4 to the first input of the first additional adder 8, and from the output of each k-th from the second to the N-th receiving device 4 to the input (k-1 ) from the N-1 delay line 6 and from the output of each k-th from the first to (N-2) -th delay line to the second (inverse) inputs of the k-th additional adder 8 and to the first input (k + 1) -th additional adder 8. In this case, from the output of the (N-1) -th delay line, the signals are fed to the second (inverse) input of the (N-1) -th additional adder . The delay time of the (N-1) th delay line 6 is NT, where T is the pulse repetition period. The summed signals from the outputs N-1 of the additional adders 8 through the corresponding half-wave rectifiers 9 from N-1 are fed to the corresponding inputs of the second adder 10. In the second adder 10, as well as in the first adder 7, the signals arriving at their inputs are simultaneously summed. From the output of the second adder 10, the resulting signal is fed to the input "dividend" of the division unit 11, to the input "divider" of which the signal from the output of the first adder 7. The output signal of the division unit 11 is compared in the identification unit 12 with a set of threshold signals, and according to the results of comparison the class of the goal is determined. Moreover, a large output signal of the division unit 11 corresponds to a more complex target (a larger number of equivalent local reflection sections on its surface) or a larger longitudinal-transverse size (for targets consisting of an equal number of local reflection sections, but differing in their longitudinal-transverse dimensions spacing on the surface of the target).

Различительный признак распознавания формируется в результате сравнения сигналов на N частотах под N углами визирования в динамике полета воздушной цели в турбулентной атмосфере, что эквивалентно частотным и угловым флуктуациям эффективной площади рассеяния (ЭПР) целей, расположенным по выделенной побочной диагонали матрицы, представленной в таблице. The distinguishing feature of recognition is formed by comparing signals at N frequencies at N angles of sight in the dynamics of the flight of an air target in a turbulent atmosphere, which is equivalent to the frequency and angular fluctuations of the effective scattering area (EPR) of the targets located along the selected side diagonal of the matrix shown in the table.

Claims

An airborne targeting radar device comprising a first generator, a pulse modulator, a first antenna switch, a first antenna and N receiving devices, wherein the input / output of the first antenna is connected to the input / output of the first antenna switch, the output of which is connected to the input of the first receiving device, characterized in that N 1 antennas, N 1 generators, N -1 antenna switches and a recognition unit including the first and second adders, N 1 delay lines, N 1 additional adders, N 1 half-wave rectifiers, a division unit and an identification unit, the pulse modulator being connected to the inputs of N generators by outputs connected to the inputs of the corresponding N antenna switches, the second to the Nth inputs and outputs of which are connected to the second on the N-th antenna, and the outputs with the inputs of the corresponding from the second to the N-th receiving devices, the outputs of the N receiving devices are connected to the corresponding of the N inputs of the first adder, the output of which is connected to the input "Divider" of the division unit, the output of which is connected to the input of the identification unit, the output of the first receiving device is also connected to the first input of the first additional adder, and the output of each Kth from the second to the Nth receiving device is connected to the input (K-1) of the N 1 delay lines , the output of each Kth from the first to (N 2) of which is connected to the second input of the K-th additional adder and the first input of the (K + 1) -th additional adder, and the output of the (N 1) -th delay line is connected with the second input of the (N 1) -th additional adder, the outputs of N 1 additional adders through The existing N 1 half-wave rectifiers are connected to the inputs of the second adder corresponding to N 1 and the output of which is connected to the “Divisible” input of the division block.