RU2099736C1

RU2099736C1 - Target identifier

Info

Publication number: RU2099736C1
Application number: RU96110486A
Authority: RU
Inventors: В.П. Ермоленко; Д.Г. Митрофанов; С.А. Вашкевич; В.И. Борисов
Original assignee: Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск Российской Федерации
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1997-12-20

Abstract

FIELD: radiolocation, identification of air targets by radars with narrow-band pulse linear frequency modulated signal. SUBSTANCE: mix of known target identifier is supplemented with synchronizer, generator of linear frequency-modulated signal, amplitude detector, high-frequency amplifier, adder, first and second delay lines, first and second integrators, full-wave rectifier, divider, frequency divider and identifier. Interunit couplings are changed accordingly. Thanks to these changes there is used highly informative symptom characterizing rate of change of level of signal reflected from target when frequency of probing linear frequency-modulated signal is retuned that is averaged within limits of half angular duration of widest lobe of pattern of reverse secondary radiation of target. Usage of this symptom enhances authenticity of identification of air targets within wide ranges of distances. EFFECT: enhanced probability of correct radar identification of air targets. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для распознавания воздушных целей различных геометрических размеров и форм. The invention relates to radar technology and can be used to recognize air targets of various geometric sizes and shapes.

Известно устройство распознавания радиолокационных целей, содержащее последовательно соединенные генератор, 1-й умножитель частоты, усилитель мощности, антенный переключатель и антенну, причем выход генератора связан также со входом 2-го умножителя частоты и 1-м входом фазового детектора, выход которого соединен со входом индикатора, а 2-й вход с выходом усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу смесителя, 1-й и 2-й входы которого связаны соответственно с выходом второго умножителя частоты и антенного переключателя, а 2-й вход усилителя мощности соединен с выходом импульсного модулятора [1]
Это устройство обеспечивает обнаружение перемещающихся искусственных целей на фоне подстилающей поверхности, а также их распознавание на основе эффекта Доплера. Однако оно не может обеспечить обнаружение и распознавание неподвижных целей на фоне подстилающей поверхности.A device for recognizing radar targets is known, comprising a series-connected generator, a 1st frequency multiplier, a power amplifier, an antenna switch and an antenna, the generator output being also connected to the input of the 2nd frequency multiplier and the 1st input of the phase detector, the output of which is connected to the input indicator, and the 2nd input with the output of the intermediate frequency amplifier, the input of which is connected to the output of the mixer, the 1st and 2nd inputs of which are connected respectively with the output of the second frequency multiplier and antenna switch , and the 2nd input of the power amplifier is connected to the output of the pulse modulator [1]
This device provides the detection of moving artificial targets on the background of the underlying surface, as well as their recognition based on the Doppler effect. However, it cannot provide detection and recognition of motionless targets against the background of the underlying surface.

Известно также радиолокационное устройство распознавания целей [2] состоящее из индикатора и приемопередатчика, содержащего генератор, импульсный модулятор (ИМ), усилитель мощности (УМ), антенный переключатель (АП), антенну, 1-й и 2-й смесители, гетеродин, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) и фазовый детектор (ФД). При этом генератор связан своим выходом со 2-м входом 1-го смесителя и 1-м входом УМ, 2-й вход которого связан с выходом ИМ, а выход с антенной через АП, выход которого связан с 1-м входом 2-го смесителя, 2-й вход которого соединен с выходом 1-го смесителя, а выход связан со входом УПЧ, выход которого подключен ко 2-му входу ФД, выход которого связан с индикатором, а 1-й вход связан с выходом гетеродина и 1-м входом 1-го смесителя. A radar target recognition device [2] is also known consisting of an indicator and a transceiver containing a generator, a pulse modulator (MI), a power amplifier (PA), an antenna switch (AP), an antenna, the 1st and 2nd mixers, a local oscillator, an amplifier intermediate frequency (IF) and phase detector (PD). In this case, the generator is connected by its output to the 2nd input of the 1st mixer and the 1st input of the PA, the 2nd input of which is connected to the output of the IM, and the output with the antenna through the AP, the output of which is connected to the 1st input of the 2nd mixer, the 2nd input of which is connected to the output of the 1st mixer, and the output is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the 2nd input of the PD, the output of which is connected to the indicator, and the 1st input is connected to the output of the local oscillator and 1- m input of the 1st mixer.

Данное устройство не обеспечивает высокой достоверности распознавания воздушных целей, так как оно не может распознавать неподвижные или малоподвижные цели на фоне местных предметов и метеообразований, а также цели, имеющие одинаковые радиальные составляющие вектора скорости. This device does not provide high recognition accuracy of air targets, since it cannot recognize stationary or inactive targets against local objects and meteorological conditions, as well as targets that have the same radial components of the velocity vector.

Целью изобретения является повышение вероятности правильного распознавания воздушных целей за счет использования высокоинформативного признака распознавания, характеризующего скорость изменения уровня отраженного целью сигнала при перестройке частоты зондирующего ЛЧМ-сигнала и усредненного в пределах половины угловой длительности наиболее широкого лепестка диаграммы обратного вторичного излучения (ДОВИ) цели. The aim of the invention is to increase the likelihood of correct recognition of aerial targets by using a highly informative recognition feature characterizing the rate of change of the level of the signal reflected by the target when the frequency of the probing LFM signal is tuned and averaged within half the angular duration of the widest lobe of the secondary secondary radiation (DOMI) diagram.

Поставленная цель достигается тем, что состав известного устройства распознавания [2] дополняется синхронизатором, генератором линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, амплитудным детектором (АД), усилителем высокой частоты (УВЧ), сумматором, 1-й и 2-й линиями задержки (ЛЗ), 1-м и 2-м интеграторами, двухполупериодным выпрямителем (ДППВ), блоком деления (БД), делителем частоты (ДЧ) и блоком идентификации (БИ). При этом синхронизатор связывают со входом ИМ и входом ДЧ, выход которого подключают ко входу 2-й ЛЗ и 1-му входу БИ, 2-й вход которого соединяют с выходом БД, 1-й вход которого связывают с выходом 1-го интегратора, а 2-й вход с выходом 2-го интегратора, 2-й вход которого соединяют с выходом 2-й ЛЗ и 2-м входом 1-го интегратора, 1-й вход которого подключают к выходу ДППВ, вход которого связывают с выходом сумматора, 2-й вход которого соединяют с выходом 1-й ЛЗ, а 1-й вход со входом 1-й ЛЗ, 1-м входом 2-го интегратора и выходом АД, вход которого связывают с выходом УПЧ. Генератор ЛЧМ-сигнала соединяют при этом с 1-м входом 1-го смесителя, а выход АП связывают со входом УВЧ, выход которого подключают к 1-му входу 2-го смесителя, 2-й вход которого соединяют с выходом генератора, а выход 1-го смесителя связывают с 1-м входом УМ. Следует заметить, что на 1-м входе сумматора предполагается наличие инвертора, который обеспечивает формирование на выходе сумматора напряжения, пропорционального разности сигналов на его 2-м и 1-входах входах, что необходимо для правильной работы предлагаемого устройства. This goal is achieved by the fact that the composition of the known recognition device [2] is supplemented by a synchronizer, a linear frequency-modulated (LFM) signal generator, an amplitude detector (HELL), a high-frequency amplifier (UHF), an adder, the 1st and 2nd lines delays (LZ), the 1st and 2nd integrators, a half-wave rectifier (DPPV), a division block (DB), a frequency divider (DC) and an identification block (BI). In this case, the synchronizer is connected with the input of the IM and the input of the PM, the output of which is connected to the input of the 2nd LZ and the 1st input of the BI, the 2nd input of which is connected to the output of the database, the first input of which is connected to the output of the 1st integrator, and the 2nd input with the output of the 2nd integrator, the 2nd input of which is connected to the output of the 2nd LZ and the 2nd input of the 1st integrator, the 1st input of which is connected to the output of the DPP, the input of which is connected to the output of the adder , The 2nd input of which is connected to the output of the 1st LZ, and the 1st input with the input of the 1st LZ, the 1st input of the 2nd integrator and the output of the HELL, the input of which is connected to the output IF. The chirp signal generator is connected with the 1st input of the 1st mixer, and the output of the AP is connected to the input of the UHF, the output of which is connected to the 1st input of the 2nd mixer, the 2nd input of which is connected to the output of the generator, and the output The 1st mixer is associated with the 1st input of the PA. It should be noted that at the 1st input of the adder, an inverter is supposed to be provided, which ensures the formation of a voltage at the output of the adder proportional to the difference of the signals at its 2nd and 1st inputs, which is necessary for the correct operation of the proposed device.

Предложенное построение схемы позволяет заявляемому устройству повысить качество распознавания воздушных целей разных размеров и конфигураций за счет анализа величин изменения уровней огибающих узкополосных импульсных ЛЧМ-сигналов, отраженных целями на разных углах локации. The proposed construction of the circuit allows the claimed device to improve the quality of recognition of air targets of different sizes and configurations by analyzing the changes in the levels of envelopes of narrow-band pulsed chirp signals reflected by targets at different angles of the location.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства распознавания целей. The drawing shows a structural diagram of the proposed device recognition targets.

Данное устройство содержит генератор 1, 1-й смеситель 2, УМ 3, антенну 4, синхронизатор 5, генератор ЛЧМ-сигнала 6, ИМ 7, АП 8, АД 9, УПЧ 10, 2-й смеситель 11, УВЧ 12, сумматор 13, 1-ю ЛЗ 14, 21-й интегратор 15, 2-ю ЛЗ 16, ДППВ 17, 1-й интегратор 18, БД 19, БИ 20 и ДЧ 21. Выход генератора 1 связан со 2-м входом 1-го смесителя 2 и 2-м входом 2-го смесителя 11, 1-й вход которого связан с выходом УВЧ 12, вход которого подключен к выходу АП 8, вход-выход которого связан со вход-выходом антенны 4, а вход с выходом УМ 3, 1-й вход которого подключен к выходу 1-го смесителя 2, а 2-й вход к выходу ИМ 7, вход которого связан с выходом синхронизатора 5 и входом ДЧ 21, выход которого соединен со входом 2-й ЛЗ 16 и 1-м входом БИ 20, 2-й вход которого связан с выходом БД 19, 2-й вход которого подключен к выходу 2-го интегратора 15, а 1-й вход к выходу 1-го интегратора 18, связанного своим 1-м входом с выходом ДППВ 17, а 2-м входом с выходом 2-й ЛЗ 16 и 2-м входом 2-го интегратора 15, 1-й вход которого соединен со входом 1-й ЛЗ, 1-м входом сумматора 13 и выходом АД 9, вход которого связан с выходом УПЧ 10, соединенного своим входом с выходом 2-го смесителя 11. Выход генератора ЛЧМ-сигнала 6 подключен к 1-му входу 1-го смесителя 2, а выход 1-й ЛЗ 14 ко 2-му входу сумматора 13. This device contains a generator 1, 1st mixer 2, UM 3, antenna 4, synchronizer 5, a chirp signal generator 6, IM 7, AP 8, HELL 9, UPCH 10, 2nd mixer 11, UHF 12, adder 13 , 1st LZ 14, 21st integrator 15, 2nd LZ 16, DPPV 17, 1st integrator 18, BD 19, BI 20 and DC 21. Generator 1 output is connected to the 2nd input of the 1st mixer 2 and 2 input of the 2nd mixer 11, the first input of which is connected to the output of the UHF 12, the input of which is connected to the output of the AP 8, the input-output of which is connected to the input-output of the antenna 4, and the input to the output of the MIND 3 The 1st input of which is connected to the output of the 1st mixer 2, and the 2nd input to the output of IM 7, the input to which is connected with the output of the synchronizer 5 and the input of the PM 21, the output of which is connected to the input of the 2nd LZ 16 and the 1st input of the BI 20, the 2nd input of which is connected to the output of the DB 19, the 2nd input of which is connected to the output 2- integrator 15, and the 1st input to the output of the 1st integrator 18, connected by its 1st input to the output of the DPPV 17, and by the 2nd input with the output of the 2nd LZ 16 and the 2nd input of the 2nd integrator 15 , The 1st input of which is connected to the input of the 1st LZ, the 1st input of the adder 13 and the output of HELL 9, the input of which is connected to the output of the amplifier 10, connected by its input to the output of the 2nd mixer 11. The output of the chirp signal generator 6 P dklyuchen to the 1st input of the 1st mixer 2, and the output of the 1st LZ 14 to the 2nd input of the adder 13.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Генератор 1 вырабатывает высокочастотные электромагнитные колебания на средний несущей частоте f₀ и подает их на 2-й вход 1-го смесителя 2, на 1-й вход которого поступает сигнал с выхода генератора ЛЧМ-сигнала 6, что вырабатывает электромагнитные колебания со средней частотой f_пр, изменяющейся от f_пр - Δf_лчм/2 до f_пр + Δf_лчм/2 где Δf_лчм девиация ЛЧМ-сигнала. На выходе блока 2 получается сигнал на частоте f_o + f_пр ± Δf_лчм/2 поступающий на 1-й вход УМ 3, где усиливается и модулируется по 2-му входу (преобразуется в импульсный) сигналами ИМ 7, который, в свою очередь, синхронизирован импульсными сигналами синхронизатора 5. С выхода УМ 3 мощные ЛЧМ-импульсы через АП 8 поступают на вход антенны 4 и излучаются ею в направлении распознаваемой цели.Generator 1 generates high-frequency electromagnetic waves at the average carrier frequency f ₀ and feeds them to the 2nd input of the 1st mixer 2, to the 1st input of which a signal from the output of the chirp signal generator 6 is generated, which generates electromagnetic waves with an average frequency f _pr _pr changing from f - Δf _chirp / 2 to f + Δf _ave _chirp / 2 where deviation Δf _LFM chirped signal. At the output of block 2, a signal is obtained at a frequency of f _o + f _pr ± Δf _lchm / 2 arriving at the 1st input of UM 3, where it is amplified and modulated by the 2nd input (converted to pulsed) by IM 7 signals, which, in turn, , synchronized by the pulsed signals of the synchronizer 5. From the output of the UM 3 powerful chirp pulses through AP 8 are fed to the input of the antenna 4 and emitted by it in the direction of the recognized target.

Сигналы, отраженные целью, принимаются антенной 4 и через АР 8 передаются на вход УВЧ 12, где происходит их усиление на высокой частоте. С выхода УВЧ 12 отраженные сигналы поступают на 1-й вход 2-го смесителя 11, 2-й вход которого соединен с выходом генератора 1. В смесителе 11 происходит преобразование частоты отраженных сигналов, и на его выходе формируется сигнал на частоте f_пр ± Δf_лчм/2 который подается на вход УПЧ 10. Являясь широкополосным, УПЧ 10 усиливает и пропускает на свой выход все сигналы, частота которых находится в пределах от f_пр - Δf_лчм/2 до f_пр + Δf_лчм/2 Эти сигналы поступают на вход АД 9, где производится выделение огибающей отраженного сигнала. С выхода АД 9 сигнал поступает на 1-й вход сумматора 13, вход 1-й ЛЗ 14 и 1-й вход 2-го интегратора 15.The signals reflected by the target are received by antenna 4 and transmitted through AP 8 to the input of UHF 12, where they are amplified at a high frequency. From the output of UHF 12, the reflected signals are fed to the 1st input of the 2nd mixer 11, the 2nd input of which is connected to the output of the generator 1. In the mixer 11, the frequency of the reflected signals is converted, and a signal is generated at its output at a frequency f _pr ± Δf _LFM / 2, which is fed to the input of the UHF 10. Being broadband, the UHF 10 amplifies and passes to its output all signals whose frequency is in the range from f _pr - Δf _LFM / 2 to f _pr + Δf _LFM / 2 These signals are input HELL 9, where the envelope of the reflected signal is extracted. From the output of HELL 9, the signal goes to the 1st input of the adder 13, the input of the 1st LZ 14 and the 1st input of the 2nd integrator 15.

Известно, что в квазиоптической области отражения радиоволн изрезанность огибающей отраженного ЛЧМ-сигнала определяется индивидуальными особенностями целей. У целей более крупных размеров и более сложной формы флюктуации амплитуды огибающей наиболее ярко выражены по сравнению с малоразмерными целями. У малоразмерных целей амплитуда огибающей отраженного ЛЧМ-сигнала изменяется медленнее, то есть время корреляции сигналов таких целей больше. Отсюда очевидно, что за один и тот же интервал времени (меньший по длительности, чем время поворота цели в азимутальной плоскости на угол, равный ширине наименьшего лепестка ДОВИ, наиболее крупноразмерной из всех распознаваемых целей) изменение амплитуды огибающей у малоразмерной цели на большинстве углов визирования будет меньше, чем у крупноразмерной. Этот факт положен в основу работы предлагаемого устройства. Для выделения информации о скорости изменения амплитуды огибающей ЛЧМ-сигнала в схеме устройства используется 1-я ЛЗ 14. Задержанный в ней сигнал поступает на 2-й вход сумматора 13, который, в соответствии со своим назначением, выделяет на выходе напряжение, равное разности сигналов на его 2-м и 1-м входах. It is known that in the quasi-optical region of reflection of radio waves, the roughness of the envelope of the reflected chirp signal is determined by the individual characteristics of the targets. For targets of larger sizes and a more complex form of fluctuation, the envelope amplitudes are most pronounced in comparison with small-sized targets. For small targets, the amplitude of the envelope of the reflected LFM signal changes more slowly, that is, the correlation time of the signals of such targets is longer. From this it is obvious that for the same time interval (shorter in duration than the time the target rotates in the azimuthal plane by an angle equal to the width of the smallest DOVI lobe, the largest of all recognized targets), the change in the envelope amplitude of the small target at most viewing angles will be less than large. This fact is the basis of the proposed device. To extract information about the rate of change of the amplitude of the envelope of the chirp signal in the device circuit, the 1st LZ 14 is used. The signal delayed in it is fed to the 2nd input of the adder 13, which, in accordance with its purpose, emits a voltage equal to the difference of the signals at the output at its 2nd and 1st entrances.

При выборе времени задержки Δt_з 1-й ЛЗ 14 учитывается то, что использование узкополосного ЛЧМ-сигнала позволяет анализировать лишь малую часть амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) цели. В данном случае предлагается анализировать интервал АЧХ, равный половине самого узкого лепестка интерференционной картины, то есть самого узкого периода структуры АЧХ. Полоса частотного анализа, связанная с длительностью задержки Δt_з (в течение которой определяется вариация амплитуды огибающей отраженного ЛЧМ-сигнала), выбирается из соотношения
Δf_ан = c/(4L_макс), (1)
где c скорость света; L_макс максимальное расстояние между рассеивающими центрами (РЦ) в радиальном направлении среди всех распознаваемых целей на всех ракурсах локации.When choosing the delay time Δt _s of the 1st LZ 14, it is taken into account that the use of a narrow-band chirp signal allows you to analyze only a small part of the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the target. In this case, it is proposed to analyze the frequency response interval equal to half of the narrowest lobe of the interference pattern, that is, the narrowest period of the frequency response structure. The frequency analysis band associated with the delay time Δt _s (during which the variation of the envelope amplitude of the reflected chirp signal is determined) is selected from the relation
Δf _en = c / (4L _max ), (1)
where c is the speed of light; L _{max the} maximum distance between the scattering centers (RC) in the radial direction among all recognized targets at all angles of the location.

Если τ_и длительность ЛЧM-импульса, то справедлива пропорция
Δf_лчм/τ_и = Δf_ан/Δt_з,
откуда Δt_з= τ_иΔf_ан/Δf_лчм. (2)
С учетом (1) выражение (2) принимает вид
Δt_з = cτ_и/(4L_максΔf_лчм). (3)
Пусть f₀ 5 ГГц. Широкополосность антенн современных РЛС позволяет передавать и принимать без искажений ЛЧМ-сигналы с девиацией, не превышающей 5% от f₀. Условимся что,

составляет 4% от f₀, то есть 200 МГц. Тогда для L_макс 35 м получим
Δt_з= 3•10⁸τ_и/(4•35•2•10⁵) ≈ 0,01τ_и,
что обеспечит анализ АЧХ цели на интервале 99% от τ_и при последовательном сравнении амплитуды огибающей отраженного сигнала с ее же значениями, задержанными на Δt_з Для сравнения укажем, что использование узкополосных ЛЧМ-сигналов с девиацией частоты, равной 0,1% от f₀, при f₀ 3 ГГц и L_макс 50 м, приводит к анализу АЧХ всего на половине длительности импульса.If τ _{and the} duration of the LFM pulse, then the proportion
Δf _LFM / τ _and = Δf _en / Δt _s ,
whence Δt _s = τ _and Δf _en / Δf _LChM . (2)
In view of (1), expression (2) takes the form
Δt _s = cτ _and / (4L _max Δf _lchm ). (3)
Let f ₀ 5 GHz. The broadband antennas of modern radars allow transmitting and receiving without distortion the LFM signals with a deviation not exceeding 5% of f ₀ . Let's agree that

is 4% of f ₀ , i.e. 200 MHz. Then for L _max 35 m we get
Δt _s = 3 • 10 ⁸ τ _and / (4 • 35 • 2 • 10 ⁵ ) ≈ 0.01τ _and ,
which will ensure the analysis of the frequency response of the target over an interval of 99% of τ _and with a sequential comparison of the amplitude of the envelope of the reflected signal with its values delayed by Δt _s. For comparison, we indicate that the use of narrow-band LFM signals with a frequency deviation of 0.1% of f ₀ , at f ₀ 3 GHz and L _max 50 m, leads to the analysis of the frequency response of only half the pulse duration.

С выхода сумматора 13 разностный сигнал подается на вход ДППВ 17, который, не изменяя амплитуды входных сигналов, делает их однополярными и подает на 1-й вход 1-го интегратора 18. Данный интегратор, аналогично 2-му интегратору 15, формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный проинтегрированному значению всех поступивших на его вход видеосигналов. Выходной сигнал 1-го интегратора 18 поступает на 1-й вход БД 19, на 2-й вход которого подается выходной сигнал 2-го интегратора 15, необходимый для нормировки выходного сигнала 1-го интегратора 18, то есть для обеспечения независимости результатов распознавания цели от дальности. БД 19 имеет на выходе сигнал, пропорциональный частному от деления сигналов на его 1-м и 2-м входах, который подается на 2-й вход БИ 20. В БИ 20 производится сравнение указанного входного сигнала с набором пороговых сигналов, а по результатам сравнения определяется класс цели. Однако данное сравнение производится только при поступлении на 1-й вход БИ 20 управляющего сигнала, который подается значительно реже, чем следуют отраженные ЛЧМ-сигналы. Это обусловлено тем, что отраженный от сложной крупноразмерной цели ЛЧМ-сигнал может попасть на такой интервал анализа АЧХ, где изменение амплитуды огибающей будет незначительным, то есть будет соответствовать перепадам амплитуды огибающей малоразмерной цели. В этом случае результат распознавания может быть ошибочным. Чтобы этого не произошло, сигнал, подлежащий распознаванию в БИ 20, должен быть усреднен по нескольким углам визирования цели, поскольку вероятность попадания интервалов анализа отраженных сложной целью ЛЧМ-сигналов на пологие участки АЧХ на многих углах локации мала, и возможные ошибки распознавания тем меньше, чем большее количество реализаций участвует в формировании результирующего сигнала, сравниваемого с пороговыми значениями в БИ 20. Сектор углов локации α₁, α₂, ... , α_n в пределах которого производится анализ отраженных ЛЧМ-сигналов, определяется из выражения
Δα_ан = λ/(4L_мин), (4)
где L_мин минимальный разнос РЦ вдоль фронта волны РЛС на всех из назначенных для распознавания целей. Величина указанного сектора определяется динамикой вращения цели вокруг ее центра масс в азимутальной плоскости с угловой скоростью ω_ц и обеспечивается наблюдением цели в течение времени T_наб T_иK, где T_и период повторения ЛЧM-импульсов, K - коэффициент деления частоты следования ЛЧМ-импульсов в ДЧ 21. Тогда Δα_ан = ω_цT_иK, откуда следует выражение для определения K
K = λ/(4L_минω_цT_и). (5)
С его помощью можно определить, что для f₀ 5 ГГц, L_мин 1 м, ω_ц = 2^°/c и T_и 1000 мкс получим K 430, а для f₀ 9 ГГц, L_мин 2 м, ω_ц = 3^°/c и T_и 400 мкс K 200. Таким образом, для анализа сигнала и распознавания цели надо накапливать информацию, содержащуюся в K отраженных ЛЧМ-импульсах, что может быть реализовано в РЛС сопровождения цели или в РЛС обнаружения цели с малой скоростью вращения антенны (менее 1 оборота в минуту).From the output of the adder 13, the difference signal is fed to the input of the DPPV 17, which, without changing the amplitude of the input signals, makes them unipolar and feeds to the 1st input of the 1st integrator 18. This integrator, similar to the 2nd integrator 15, forms at its output a signal proportional to the integrated value of all the video signals received at its input. The output signal of the 1st integrator 18 is fed to the 1st input of the DB 19, to the 2nd input of which the output signal of the 2nd integrator 15 is supplied, which is necessary to normalize the output signal of the 1st integrator 18, that is, to ensure the independence of the results of target recognition from range. DB 19 has an output signal proportional to the quotient of dividing the signals at its 1st and 2nd inputs, which is fed to the 2nd input of BI 20. In BI 20, the specified input signal is compared with a set of threshold signals, and according to the comparison results the class of the goal is determined. However, this comparison is made only upon receipt of a control signal at the 1st input of BI 20, which is supplied much less frequently than reflected chirp signals. This is due to the fact that the LFM signal reflected from a complex large-sized target can fall into a frequency response analysis interval where the change in envelope amplitude will be insignificant, that is, it will correspond to changes in the envelope amplitude of a small-sized target. In this case, the recognition result may be erroneous. To prevent this, the signal to be recognized in BI 20 should be averaged over several target viewing angles, since the probability of falling of the analysis intervals of the LFM signals reflected by the complex target to gentle parts of the frequency response at many location angles is small, and the possible recognition errors are less the greater the number of realizations involved in the formation of the resulting signal, compared with threshold values in BI 20. The sector of location angles α ₁ , α ₂ , ..., α _n within which the reflected LFM signal is analyzed c, is determined from the expression
Δα _en = λ / (4L _min ), (4)
where L _{min is the} minimum separation of the RC along the front of the radar wave at all of the targets assigned for recognition. The value of this sector is determined by the dynamics of rotation of the target around its center of mass in the azimuthal plane with an angular velocity ω _C and is provided by observing the target for a time T _nab T _and K, where T _and the repetition period of the LFM pulses, K is the frequency division coefficient of the LFM pulses in DC 21. Then Δα _an = ω _c T _and K, whence the expression for determining K
K = λ / (4L _min ω _c T _u ). (5)
Using it, it can be determined that for f ₀ 5 GHz, L _min 1 m, ω _c = 2 ^° / s and T _and 1000 μs we get K 430, and for f ₀ 9 GHz, L _min 2 m, ω _c = 3 ^° / s and T _and 400 μs K 200. Thus, for signal analysis and target recognition, it is necessary to accumulate information contained in K reflected LFM pulses, which can be implemented in target tracking radar or in target detection radar with a low antenna rotation speed (less than 1 revolution per minute).

Для реализации вышеуказанного алгоритма синхронизатор 5 подает на вход ДЧ 21 синхроимпульсы, к которым привязан период повторения импульсов РЛС. ДЧ 21 делит частоту следования синхроимпульсов в K раз, обеспечивая выполнение условия выражения (5), и подает прореженные импульсы на 1-й (управляющий) вход БИ 20. Одновременно прореженные импульсы поступают на вход 2-й ЛЗ 16, где задерживаются на время τ_и и поступают на вторые входы 1-го и 2-го интеграторов 18 и 15 для их сброса (обнуления), подготавливая их тем самым к очередному циклу распознавания. Задержка сигнала в ЛЗ 16 нужна для того, чтобы не сорвать процесс подачи на БД 19 выходных сигналов 1-го и 2-го интеграторов в момент поступления на 1-й вход БИ 20 сигнала, разрешающего его работу.To implement the above algorithm, the synchronizer 5 supplies the input of the PM 21 clock pulses, to which is associated the pulse repetition period of the radar. DF 21 divides the repetition rate of clock pulses by a factor of K, ensuring that the conditions of expression (5) are satisfied, and supplies the thinned pulses to the 1st (control) input of BI 20. Simultaneously, the thinned pulses are fed to the input of the 2nd LZ 16, where they are delayed for a time τ _and they arrive at the second inputs of the 1st and 2nd integrators 18 and 15 for their reset (zeroing), thereby preparing them for the next recognition cycle. The signal delay in LZ 16 is necessary in order not to disrupt the process of supplying to the DB 19 the output signals of the 1st and 2nd integrators at the moment of receipt of the signal allowing its operation at the 1st input of the BI 20.

Из приведенного описания работы устройства видно, что БИ 20 производит распознавание целей по величинам перепадов уровня огибающей импульсного ЛЧМ-сигнала, усредненного по K углам визирования цели. Предложенное устройство способно обеспечить высокую достоверность распознавания воздушных целей различных размеров и форм, имеющих как разные, так и одинаковые радиальные скорости, как в свободном пространстве, так и на фоне подстилающей поверхности в широком диапазоне дальностей, так как признак распознавания является информативным и не зависящим от дальности до цели. From the above description of the operation of the device, it can be seen that BI 20 recognizes targets by the magnitude of the level difference of the envelope of the pulsed chirp signal, averaged over the K angles of sight of the target. The proposed device is able to provide high accuracy of recognition of air targets of various sizes and shapes, having both different and identical radial speeds, both in free space and against the background of the underlying surface in a wide range of ranges, since the recognition sign is informative and independent of range to the target.

Claims

A target recognition device comprising a first mixer connected to its second input by an output generator, a second mixer connected to its output by an intermediate frequency amplifier input, an antenna connected by an input / output antenna switch connected to its input by a power amplifier output and a pulse modulator associated with its second input with its output, characterized in that in addition to the device, a synchronizer, a linear-frequency-modulated signal generator, an amplifier are introduced high-frequency, amplitude detector, adder, first and second delay lines, first and second integrators, a half-wave rectifier, a division unit, a frequency divider and an identification unit, the pulse modulator input connected to the synchronizer output and the input of the frequency divider, the output of which is connected to the input of the second delay line and the first input of the identification unit, the second input of which is connected to the output of the division unit, the first input of which is connected to the output of the first integrator, the first input of which is connected to the output of the two-field an up-period rectifier, and the second input with the output of the second delay line, the second input of the second integrator, the output of which is connected to the second input of the division unit, and the first input to the input of the first delay line, the output of the amplitude detector and the first input of the adder, the second input of which is connected to the output of the first the delay line, and the output with the input of a half-wave rectifier, the input of the amplitude detector connected to the output of the intermediate frequency amplifier, the first input of the second mixer with the output of the high-frequency amplifier, connected by its input At the output of the antenna switch, the second input of the second mixer is connected to the generator output, the output of the linear-frequency-modulated signal generator is connected to the first input of the first mixer, the output of which is connected to the first input of the power amplifier.