RU2103706C1 - Method of radar calibration and radar - Google Patents

Method of radar calibration and radar Download PDF

Info

Publication number
RU2103706C1
RU2103706C1 RU96114930A RU96114930A RU2103706C1 RU 2103706 C1 RU2103706 C1 RU 2103706C1 RU 96114930 A RU96114930 A RU 96114930A RU 96114930 A RU96114930 A RU 96114930A RU 2103706 C1 RU2103706 C1 RU 2103706C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
input
output
pulse
receiver
Prior art date
Application number
RU96114930A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96114930A (en
Inventor
В.В. Булкин
В.В. Фалин
С.П. Гинеотис
В.В. Костров
Г.Г. Щукин
Original Assignee
Научно-исследовательский центр дистанционного зондирования атмосферы (филиал ГГО)
Муромский институт Владимирского государственного технического университета
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский центр дистанционного зондирования атмосферы (филиал ГГО), Муромский институт Владимирского государственного технического университета filed Critical Научно-исследовательский центр дистанционного зондирования атмосферы (филиал ГГО)
Priority to RU96114930A priority Critical patent/RU2103706C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2103706C1 publication Critical patent/RU2103706C1/en
Publication of RU96114930A publication Critical patent/RU96114930A/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radiolocation. SUBSTANCE: calibration signal is formed in receiving section of radar. It is formed of spurious pulse soaked through antenna switch to input of radar receiving section at moment of probing pulse radiation as a result of reduction of power of soaked spurious pulse. Radar is provided additionally with controlled switch, switch, integrator, subtraction unit, control pulse former, and synchronizer. Radar variants and diagram are presented. EFFECT: higher accuracy of calibration. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано при проведении радиометеорологических измерений. The invention relates to radar and can be used during radio meteorological measurements.

Известны способы калибровки радиолокатора [1], основанные на использовании пассивных или активных отражателей. Применение указанных способов ограничено в связи с трудностями обнаружения цели на фоне местных отражений. Known methods for calibrating the radar [1], based on the use of passive or active reflectors. The use of these methods is limited due to the difficulty of detecting the target against the background of local reflections.

Известен способ калибровки радиолокатора [3] , выбранный в качестве ближайшего аналога, заключающийся в отсчете принятых эхо-сигналов от уровня калибровочного сигнала, сформированного из гетеродинного сигнала смещением на величину промежуточной частоты с последующим выделением гармоники и формированием импульса, длительность которого равна длительности излучаемого импульса, а уровень составляет определенную часть мощности передатчика, для чего формируемый сигнал сравнивают с ослабленной в несколько раз частью зондирующего импульса, поддерживая постоянным соотношение Ptτ/Pk= K , где Ptτ - интегральная мощность передатчика, Pk - импульсная мощность калибровочного сигнала, K - постоянная, при этом калибровочный сигнал подают в приемный тракт непосредственно перед излучением зондирующего сигнала, а сравнение калибровочного и эхо-сигналов выполняют после преобразования сигналов, осуществляемого в приемной части.There is a known method of calibrating a radar [3], selected as the closest analogue, which consists in counting the received echo signals from the level of the calibration signal generated from the local oscillation signal by shifting by the value of the intermediate frequency with subsequent separation of the harmonic and generating a pulse, the duration of which is equal to the duration of the emitted pulse, and the level is a certain part of the transmitter power, for which the generated signal is compared with the probe pulse weakened several times Maintaining a constant ratio P t τ / P k = K , where P t τ - cumulative transmitter power, P k - pulsed power calibration signal, K - constant, wherein the calibration signal is fed into the receiving channel immediately before the probe signal radiation, and comparison calibration and echo signals are performed after the conversion of signals carried out in the receiving part.

Известен радиолокатор [2], содержащий синхронизатор, модулятор, импульсный СВЧ-генератор, приемно-передающую антенну, антенный переключатель, приемник, детектор и оконечное устройство. Такое построение схемы не позволяет осуществлять калибровку радиолокатора. Known radar [2], containing a synchronizer, modulator, pulsed microwave generator, transmitting and receiving antenna, antenna switch, receiver, detector and terminal device. Such a construction of the circuit does not allow the calibration of the radar.

Известен радиолокатор [3], выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий последовательно соединенные передатчик, переключатель "антенна-эквивалент", антенный переключатель, второй направленный ответвитель и антенну, подключенные к второму выходу антенного переключателя смеситель, приемный тракт (усилитель промежуточной частоты и детектор) и индикаторы, а также первый направленный ответвитель, вход, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму выходу переключателя "антенна-эквивалент", эквиваленту антенны и второму входу второго направленного ответвителя, и, кроме того, короткозамкнутую линию задержки, подключаемую к выходу смесителя или к второму выходу приемного тракта, и индикаторную часть измерителя, подключаемую к третьему выходу приемного тракта. Known radar [3], selected as the closest analogue, containing serially connected transmitter, antenna-equivalent switch, antenna switch, second directional coupler and antenna connected to the second output of the antenna switch mixer, receiving path (intermediate frequency amplifier and detector) and indicators, as well as a first directional coupler, an input whose first and second outputs are connected respectively to the second output of the antenna-equivalent switch, the antenna equivalent the second input of the second directional coupler and, in addition, short-delay line connected to the output of the mixer or to the second output of the receive path, and a display portion of the meter to be connected to the third output of the receive path.

Недостатки способа калибровки заключаются в следующем. The disadvantages of the calibration method are as follows.

При проведении радиолокационных измерений мощность принятого сигнала обычно отсчитывается от некоторого начального уровня, за который принимается уровень шумов приемника или уровень сигнала шумового генератора (минимально обнаружимый сигнал). Основой для количественных измерений в метеорадиолокации является уравнение множественной цели, связывающее характеристики цели с принятой мощностью и параметрами РЛС. When conducting radar measurements, the power of the received signal is usually measured from some initial level, which is taken as the noise level of the receiver or the signal level of the noise generator (the minimum detectable signal). The basis for quantitative measurements in weather radar is the multiple target equation that relates the characteristics of the target with the received power and radar parameters.

Figure 00000002

где
Figure 00000003
- средняя мощность принятого сигнала;
Pt - излученная мощность;
G - эффективный коэффициент усиления антенны;
λ - длина волны;
c - скорость распространения радиоволн;
τ - длительность зондирующего импульса;
θ - ширина диаграммы направленности;
η - суммарное поперечное сечение обратного рассеяния единичного объема;
Ko - коэффициент ослабления;
R - расстояние до выделенного объема.
Figure 00000002

Where
Figure 00000003
- average power of the received signal;
P t is the radiated power;
G is the effective antenna gain;
λ is the wavelength;
c is the propagation velocity of radio waves;
τ is the duration of the probe pulse;
θ is the width of the radiation pattern;
η is the total backscattering cross section of a unit volume;
K o - attenuation coefficient;
R is the distance to the allocated volume.

При количественных измерениях уравнение (1) представляют в виде:

Figure 00000004

Здесь δ - отношение мощности принятого сигнала
Figure 00000005
к минимально обнаружимому сигналу
Figure 00000006
, Пм - характеристика метеорологического потенциала МРЛ, определяемая соотношением:
Figure 00000007

Однако за начальный уровень, от которого отсчитывается мощность принятого сигнала, в ближайшем аналоге принят не уровень шумов приемника, а реперный (калибровочный) сигнал, формируемый из части зондирующего импульса и подаваемый на вход приемника. При этом уравнение (3) приведено к виду:
Figure 00000008

где Δ - отношение мощности принятого сигнала
Figure 00000009
к величине реперного сигнала Pk.In quantitative measurements, equation (1) is represented as:
Figure 00000004

Here δ is the ratio of the received signal power
Figure 00000005
to minimally detectable signal
Figure 00000006
, P m - the characteristic of the meteorological potential of the satellite, determined by the ratio
Figure 00000007

However, for the initial level, from which the received signal power is measured, the nearest analogue is not the receiver noise level, but the reference (calibration) signal generated from part of the probe pulse and fed to the receiver input. In this case, equation (3) is reduced to the form:
Figure 00000008

where Δ is the ratio of the received signal power
Figure 00000009
to the value of the reference signal P k .

Из уравнения (4) следует, что параметрами радиолокатора, которые необходимо знать при измерении радиолокационных сигналов, отраженных от метеообразований, являются только антенные характеристики, длина волны и постоянная K. В связи с тем, что реперный сигнал проходит в приемном тракте те же преобразования, что и принятые сигналы, а его величина на входе приемника жестко связана с мощностью передатчика, значения выходных сигналов, отсчитанные от уровня реперного сигнала, не будут зависеть от параметров передатчика, а также чувствительности, усиления и точности настройки приемника. From equation (4) it follows that the radar parameters that you need to know when measuring radar signals reflected from weather patterns are only antenna characteristics, wavelength and constant K. Due to the fact that the reference signal undergoes the same transformations in the receiving path, as the received signals, and its value at the input of the receiver is strictly connected with the transmitter power, the values of the output signals counted from the level of the reference signal will not depend on the parameters of the transmitter, as well as the sensitivity , gain and receiver tuning accuracy.

Фактически отпадает необходимость в поддержании постоянства калибровочного сигнала, а точность измерений определяется стабильностью величины K. In fact, there is no need to maintain a constant calibration signal, and the accuracy of measurements is determined by the stability of K.

Недостатком рассматриваемого способа калибровки является то, что не учитывается различие в спектральных характеристиках зондирующего и реперного сигналов, а также неидеальность совпадения их частот. Эти различия обусловлены тем, что реперный сигнал в данном способе формируется из гетеродинного путем смещения на величину промежуточной частоты с последующим выделением гармоники. The disadvantage of the considered calibration method is that it does not take into account the difference in the spectral characteristics of the probe and reference signals, as well as the imperfect coincidence of their frequencies. These differences are due to the fact that the reference signal in this method is formed from the local oscillator by shifting by the value of the intermediate frequency, followed by the allocation of harmonics.

Для поддержания постоянства соотношения частот основного и реперного сигналов в рассматриваемом способе используется система автоматической подстройки частоты (АПЧ) радиолокатора. Как известно, уход частоты магнетронного генератора составляет 0,1 - 0,5%, что соответствует примерно 15 МГц, например, для радиолокатора МРЛ-2 [4]. В то же время известно [2], что длительность переходных процессов в системе АПЧ значительно больше периода повторения импульсов (например, в радиолокационной станции (РЛС) "Гроза" постоянная времени составляет 15 - 30 с [5], а полоса пропускания усилителя промежуточной частоты (УПЧ) (в среднем) - 0,4 - 3,2 МГц. Очевидно, что в случае быстрых изменений частоты магнетрона отраженный сигнал может быть не преобразован в системе смеситель-УПЧ, что приведет к потере информации. Кроме того, такое изменение неизбежно снижает точность калибровки, поскольку, считая частоту генерации гетеродина достаточно стабильной, реперный сигнал будет полностью преобразовываться в приемном тракте, создавая ложное представление о том, что система функционирует нормально. Поскольку отсчет эхо-сигналов будет осуществляться от полностью преобразованного репера, то определение величины

Figure 00000010
будет осуществляться со значительной погрешностью, величина которой будет непостоянной и зависящей от параметров реперного и зондирующего сигналов.To maintain the constancy of the ratio of the frequencies of the main and reference signals in the considered method, a system of automatic frequency adjustment (AFC) of the radar is used. As you know, the frequency drift of the magnetron generator is 0.1 - 0.5%, which corresponds to about 15 MHz, for example, for the MPL-2 radar [4]. At the same time, it is known [2] that the duration of transient processes in the AFC system is significantly longer than the pulse repetition period (for example, in the Groza radar station (radar), the time constant is 15–30 s [5], and the passband of the intermediate-frequency amplifier (IFA) (on average) - 0.4 - 3.2 MHz. Obviously, in the case of fast changes in the magnetron frequency, the reflected signal may not be converted in the mixer-IFA system, which will lead to the loss of information. reduces calibration accuracy because Since the local oscillator generation frequency is quite stable, the reference signal will be completely converted in the receiving path, creating a false idea that the system is functioning normally. Since the echo signals will be counted from the fully converted reference, the value
Figure 00000010
will be carried out with a significant error, the value of which will be unstable and depending on the parameters of the reference and probing signals.

Еще одним недостатком является наличие трудноучитываемой погрешности, обусловленной различием спектральных характеристик сигналов. Создание калибровочного сигнала из гетеродинного путем модуляции с последующим выделением гармоники формирует спектр, не совпадающий со спектром импульсного сигнала, причем последний может иметь непостоянные спектральные характеристики. Another disadvantage is the presence of a hardly accountable error due to the difference in the spectral characteristics of the signals. The creation of a calibration signal from a heterodyne signal by modulation with the subsequent separation of the harmonic forms a spectrum that does not coincide with the spectrum of the pulse signal, and the latter may have variable spectral characteristics.

Проиллюстрировать данное утверждение можно с помощью следующих построений. Эхо-сигнал представляет собой, как известно, импульсный случайный процесс, энергетический спектр которого может быть описан соотношением [6]:

Figure 00000011

где F(f) - амплитудный спектр сигнала;
So(f) - нормированный энергетический спектр зондирующего импульса;
Hn - коэффициент преобразования излучаемого сигнала исследуемой целью.This statement can be illustrated using the following constructions. The echo signal is, as you know, a pulsed random process, the energy spectrum of which can be described by the relation [6]:
Figure 00000011

where F (f) is the amplitude spectrum of the signal;
S o (f) is the normalized energy spectrum of the probe pulse;
H n - conversion coefficient of the emitted signal of the target.

При отсчете эхо-сигнала от калибровочного ошибка определения

Figure 00000012
вычисляется из соотношения:
Figure 00000013

Поскольку оба сигнала проходят преобразования в приемном тракте РЛС, то при переходе от (5) к (6) необходимо ввести соответствующие коэффициенты преобразования (КП). Тогда
Figure 00000014

где μo - КП эхо-сигнала;
μk - КП репера;
So(f)k - нормированный энергетический спектр калибровочного импульса.When counting the echo from the calibration error determination
Figure 00000012
calculated from the relation:
Figure 00000013

Since both signals undergo conversions in the receiving path of the radar, then, when switching from (5) to (6), it is necessary to introduce the corresponding conversion coefficients (CP). Then
Figure 00000014

where μ o - KP of the echo signal;
μ k - KP benchmark;
S o (f) k is the normalized energy spectrum of the calibration pulse.

Введение в (7) μo и μk объясняется тем, что при преобразовании сигналов в приемном тракте радиолокатора происходит дробление спектра, которое не может быть одинаковым для разных сигналов. В результате можно записать:

Figure 00000015

В силу неравенства спектров So(f) и So(f)k не совпадают и величины μo и μk . Возможные быстрые изменения спектра излучаемого сигнала, обусловленные частотной модуляцией, делают величины So(f) и So(f)k практически несопоставимыми, в силу чего величина δ Pr становится постоянно меняющейся в ту или иную сторону. В результате КП также постоянно изменяется, что влияет на точность калибровки.Introduction to (7) μ o and μ k is explained by the fact that, when signals are converted in the receiving path of the radar, the spectrum is fragmented, which cannot be the same for different signals. As a result, you can write:
Figure 00000015

Due to the inequality of the spectra S o (f) and S o (f) k , the values of μ o and μ k do not coincide either. Possible rapid changes in the spectrum of the emitted signal due to frequency modulation make the values of S o (f) and S o (f) k practically incomparable, due to which the value of δ P r becomes constantly changing in one direction or another. As a result, the KP also constantly changes, which affects the accuracy of calibration.

Таким образом, можно утверждать, что формирование калибровочного сигнала в соответствии с рассматриваемым способом приводит к появлению неконтролируемой и трудноучитываемой погрешности. Thus, it can be argued that the formation of the calibration signal in accordance with the considered method leads to the appearance of an uncontrolled and difficult to account error.

Для реализации данного способа в схему радиолокатора должны быть внесены существенные изменения. При этом в случае оборудования действующего серийного радиолокатора неизбежны достаточно серьезные изменения в СВЧ-тракте, которые не всегда возможны ввиду очень плотной компоновки блока (например, в самолетной РЛС типа "Гроза" [2]). To implement this method, significant changes must be made to the radar circuit. Moreover, in the case of the equipment of the existing serial radar, quite serious changes in the microwave path are inevitable, which are not always possible due to the very dense layout of the unit (for example, in a Thunderstorm aircraft radar [2]).

Кроме того, наличие нескольких элементов регулирования обусловливает зависимость постоянства величины K от стабильности параметров этих блоков, что либо подразумевает наличие постоянной погрешности, вносимой этими блоками, либо применение дополнительных мер стабилизации, еще более усложняющих блок, приводящих к увеличению стоимости устройства. In addition, the presence of several control elements determines the dependence of the constancy of the value of K on the stability of the parameters of these blocks, which either implies the presence of a constant error introduced by these blocks, or the use of additional stabilization measures that further complicate the block, leading to an increase in the cost of the device.

Недостатком рассматриваемой схемы радиолокатора является то, что проведение калибровки невозможно в процессе измерения, что снижает точность получаемых результатов. Кроме того, использование данного устройства в серийно выпускаемых радиолокаторах приводит к необходимости изменения СВЧ-тракта, что не всегда возможно в силу плотности компоновки блока. The disadvantage of this radar scheme is that calibration is not possible during the measurement process, which reduces the accuracy of the results. In addition, the use of this device in commercially available radars leads to the need to change the microwave path, which is not always possible due to the density of the layout of the unit.

Задача, на решение которой направлено изобретение, включает повышение точности калибровки, упрощение схемы и уменьшение стоимости радиолокаторов, реализующих данный способ, а также обеспечение возможности автоматической калибровки. The problem to which the invention is directed includes increasing the accuracy of calibration, simplifying the circuit and reducing the cost of radars implementing this method, as well as providing the possibility of automatic calibration.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе калибровки радиолокатора, заключающемся в отсчете принятых эхо-сигналов от уровня калибровочного сигнала, составляющего известную часть мощности передатчика, осуществляемом после преобразований эхо-сигнала в приемной части радиолокатора, калибровочный сигнал формируют из паразитного импульса, просочившегося через антенный переключатель на вход приемной части радиолокатора в момент излучения зондирующего импульса ослаблением (мощности) просочившегося паразитного импульса на известную величину до уровня, входящего в динамический диапазон сигналов приемника. The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of calibrating the radar, which consists in counting the received echoes from the level of the calibration signal, which is a known part of the transmitter power, carried out after the echo signal is converted in the receiving part of the radar, the calibration signal is formed from a spurious pulse that has leaked through antenna switch to the input of the receiving part of the radar at the time of emission of the probe pulse by attenuation (power) of the leaked spurious pulse by a known amount to a level included in the dynamic range of the receiver signals.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство радиолокационной станции, содержащее последовательно соединенные передатчик, антенный переключатель и антенну, а также приемник, дополнительно введены управляемый выключатель, включенный между входом приемника и выходом антенного переключателя, последовательно соединенные ключ, интегратор и блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу приемника, а выход является выходом радиолокатора, синхронизатор, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, формирователь управляющих импульсов, включенный между синхронизатором и управляющим входом управляемого выключателя, причем вход и управляющий вход ключа подключен соответственно к выходу приемника и к синхронизатору. The solution to this problem is achieved by the fact that in the device of the radar station, containing a series-connected transmitter, antenna switch and antenna, as well as a receiver, a controllable switch connected between the input of the receiver and the output of the antenna switch, a series-connected key, integrator and subtraction unit, is additionally introduced, the second the input of which is connected to the output of the receiver, and the output is the output of the radar, the synchronizer, the output of which is connected to the control input of the transmitter, f rmirovatel control pulses, and a synchronizer connected between the control input of controlled switch, the input and the control input of switch is connected respectively to the output of the receiver and to the synchronizer.

По второму варианту радиолокационная станция отличается тем, что между выходом синхронизатора и выходом формирователя управляющих импульсов включена линия задержки. According to the second variant, the radar station is characterized in that a delay line is connected between the output of the synchronizer and the output of the driver of the control pulses.

По третьему варианту радиолокационная станция отличается тем, что формирователь управляющих импульсов состоит из последовательно соединенных линий задержки и ждущего мультивибратора, причем вход линии задержки и выход ждущего мультивибратора являются соответственно входом и выходом формирователя. According to the third embodiment, the radar station is characterized in that the control pulse shaper consists of series-connected delay lines and a standby multivibrator, and the input of the delay line and the output of the standby multivibrator are respectively the input and output of the shaper.

По четвертому варианту радиолокационная станция отличается тем, что между выходом синхронизатора и управляющим входом передатчика включена линия задержки. In the fourth embodiment, the radar station is characterized in that a delay line is connected between the output of the synchronizer and the control input of the transmitter.

На фиг. 1 показана схема радиолокатора; на фиг.2 - 4 - схемы вариантов. In FIG. 1 shows a diagram of a radar; figure 2 - 4 - scheme options.

Радиолокатор содержит синхронизатор (Сх) 1, формирователь управляющих импульсов (ФУИ) 2, передатчик 3, управляемый выключатель (УВ) 4, антенный переключатель (АП) 5, антенну 6, приемник 7, ключ 8, интегратор 9, блок вычитания (БВ) 10. The radar contains a synchronizer (Cx) 1, a control pulse shaper (FCI) 2, a transmitter 3, a controlled switch (HC) 4, an antenna switch (AP) 5, an antenna 6, a receiver 7, a key 8, an integrator 9, a subtraction unit (BV) ten.

Устройство работает следующим образом. Синхроимпульс с выхода Сх 1 поступает на вход ФУИ 2 и управляющий (запускающий) вход передатчика 3. Последний под воздействием синхроимпульса вырабатывает мощный СВЧ-импульс, через АП 5 передаваемый на антенну 6 и излучаемый в пространство. Одновременно часть энергии зондирующего импульса через АП 5 "просачивается" на вход УВ 4. Благодаря тому, что синхроимпульс одновременно поступает также и на вход ФУИ 2, последний вырабатывает управляющий сигнал, подаваемый на управляющий вход УВ 4. В результате УВ 4 ослабляет просочившийся сигнал до уровня, соответствующего динамическому диапазону приемника 7, т.е. до уровня, достаточного для того, чтобы от него отсчитывать принятые эхо-сигналы, и безопасного для входных цепей, например, смесительных диодов. С выхода приемника 7 сформированный таким образом реперный (калибровочный) сигнал через управляемый синхроимпульсом ключ 8 поступает на интегратор 9 и после усреднения подается на второй вход БВ 10. The device operates as follows. The clock pulse from the output of Cx 1 is fed to the input of the IGF 2 and the control (triggering) input of the transmitter 3. The latter, under the influence of the clock pulse, generates a powerful microwave pulse, transmitted through AP 5 to the antenna 6 and radiated into space. At the same time, part of the energy of the probe pulse through AP 5 “leaks” to the input of HC 4. Due to the fact that the sync pulse also arrives at the input of the IGF 2, the latter generates a control signal supplied to the control input of HC 4. As a result, HC 4 attenuates the leaked signal to level corresponding to the dynamic range of the receiver 7, i.e. to a level sufficient to count the received echo signals from it, and safe for input circuits, for example, mixing diodes. From the output of the receiver 7, the reference (calibration) signal thus formed, through the key 8 controlled by the clock pulse, is supplied to the integrator 9 and, after averaging, is fed to the second input of the BV 10.

Отраженные эхо-импульсы принимаются антенной 6 и, пройдя через АП 5, УВ 4 и приемник 7, поступают на первый вход БВ 10. После сравнения с репером этот сигнал передается на последующие устройства обработки. The reflected echo pulses are received by the antenna 6 and, passing through the AP 5, HC 4 and the receiver 7, are fed to the first input of the BV 10. After comparison with the benchmark, this signal is transmitted to subsequent processing devices.

Включение в приемный тракт УВ 4, управляемого с помощью ФУИ 2, позволяет вносить постоянное затухание в просачивающийся на вход приемной части сигнал. При подаче на управляющий вход УВ 4 сигнала, осуществляющего полное "запирание", поддерживается постоянное соотношение K = Ptτ/Pk. \\2 Так как управляющий сигнал на УВ 4 подается только в момент излучения зондирующего импульса, то УВ 4 не мешает свободному прохождению эхо-сигналов на вход приемника 7.The inclusion in the receiving path of HC 4, controlled by the IGF 2, makes it possible to introduce a constant attenuation into the signal leaking at the input of the receiving part. When applying to the control input of HC 4 a signal that performs complete "locking", a constant ratio K = P t τ / P k is maintained. \\ 2 Since the control signal at HC 4 is supplied only at the time of the radiation of the probe pulse, HC 4 does not interfere with the free passage of echo signals to the input of receiver 7.

Управляющий сигнал формируется ФУИ таким образом, чтобы "запирание" УВ 4 произошло несколько ранее, а "отпирание" - несколько позднее подачи зондирующего импульса. Этим обеспечивается защита смесительных диодов приемной части от просочившегося импульса и обеспечивается стабильность величины K. The control signal is generated by the IGF in such a way that the “blocking” of the HC 4 occurs somewhat earlier, and the “unlocking” is somewhat later than the probe pulse. This ensures the protection of the mixing diodes of the receiving part from the leaked pulse and ensures the stability of K.

В случае реализации радиолокатора по схеме фиг.2 поступающий с выхода Сх 1 синхроимпульс задерживается ЛЗ 11 на время t, необходимое для того, чтобы ФУИ 2 выработал управляющий импульс непосредственно перед излучением зондирующего импульса. In the case of the implementation of the radar according to the scheme of Fig. 2, the clock coming from the output of Cx 1 is delayed by LZ 11 by the time t necessary for the IGF 2 to generate a control pulse immediately before the radiation of the probe pulse.

Формирователь управляющих импульсов может быть реализован, например, по схеме фиг.3. Поступающий с выхода Сх 1 синхроимпульс задерживается ЛЗ 11 на время t, необходимое для того, чтобы ждущий мультивибратор (ЖМ) 12 выработал управляющий импульс непосредственно перед излучением зондирующего импульса. The driver pulse generator can be implemented, for example, according to the scheme of figure 3. The clock coming from the output of Cx 1 is delayed by LZ 11 by the time t necessary for the waiting multivibrator (FM) 12 to generate a control pulse immediately before the radiation of the probe pulse.

Радиолокатор по схеме фиг. 4 отличается тем, что ЛЗ 11 включена между выходом Сх 1 и передатчиком 3. Такое решение позволяет использовать линию с небольшим временем задержки. Работа основных узлов не отличается от других схем. The radar according to the scheme of FIG. 4 differs in that LZ 11 is connected between the output of Cx 1 and the transmitter 3. This solution allows the use of a line with a short delay time. The operation of the main nodes is no different from other schemes.

Использование предложенного способа позволяет устранить погрешности, связанные с кратковременными уходами частоты и изменениями спектра излучаемого сигнала. Поскольку калибровочный сигнал формируется из основного, можно говорить о совпадении их спектральных характеристик [So(f) = So(f)k], в силу чего (8) приобретает вид:
δPr= 1-Hn/ (9)
(в силу одинаковости спектров μo= μk ).
Using the proposed method allows to eliminate errors associated with short-term frequency drift and changes in the spectrum of the emitted signal. Since the calibration signal is formed from the main one, we can talk about the coincidence of their spectral characteristics [S o (f) = S o (f) k ], due to which (8) takes the form:
δP r = 1-H n / (9)
(due to the identity of the spectra μ o = μ k ).

Таким образом, погрешность будет определяться только точностью определения коэффициента преобразования сигнала исследуемым объектом и не будет зависеть от различия излучаемого и калибровочного сигналов. Thus, the error will be determined only by the accuracy of determining the signal conversion coefficient of the studied object and will not depend on the difference between the emitted and calibration signals.

Использование предложенного решения позволит повысить точность калибровки за счет устранения погрешностей, вносимых устройствами сравнения и регулировки мощности. Управление выключателем 4 осуществляется стабилизированным по амплитуде сигналом, что легко обеспечить с помощью простых методов (например, использованием логических схем). Сам УВ 4 работает в ключевом режиме, обеспечивая либо свободное без ослабления прохождение полезного эхо-сигнала, либо прохождение "паразитного" сигнала при заданном ослаблении. При этом любые изменения мощности передатчика автоматически учитываются, т. к. величина K постоянна. Using the proposed solution will improve the accuracy of calibration by eliminating errors introduced by devices for comparison and power control. The control of the switch 4 is carried out by a signal stabilized in amplitude, which is easily ensured using simple methods (for example, using logic circuits). The HC 4 itself operates in a key mode, providing either the free passage without attenuation of the useful echo signal or the passage of the "spurious" signal at a given attenuation. Moreover, any changes in the transmitter power are automatically taken into account, since the value of K is constant.

Кроме того, существенно упрощается реализация способа калибровки (см. схему радиолокатора), поскольку исключаются серьезные изменения в СВЧ-тракте. По предлагаемому варианту изменения в СВЧ-тракте сводятся к замене разрядника, как правило, используемого для защиты смесительных диодов, на управляемый выключатель, который может быть реализован, например, на основе p-i-n диодов и имеет габаритные размеры, соизмеримые с размерами разрядника. In addition, the implementation of the calibration method is significantly simplified (see radar diagram), since serious changes in the microwave path are excluded. According to the proposed option, changes in the microwave path are reduced to replacing the arrester, usually used to protect the mixing diodes, with a controllable switch that can be implemented, for example, on the basis of p-i-n diodes and has overall dimensions comparable with the dimensions of the arrester.

Литература. Literature.

1. Потемкин И.Г. Методы и устройства абсолютной и относительной калибровки метеорологических радиолокаторо. Труды ЦАО, вып.126, 1971, с. 63-73. 1. Potemkin I.G. Methods and devices for absolute and relative calibration of meteorological radar. Proceedings of the Central Administrative District, issue 126, 1971, p. 63-73.

2. Давыдов П.С., Сосновский В.А. и Хаймович И.А. Авиационная радиолокация. Справочник. Транспорт, 1984, 223 с. 2. Davydov P.S., Sosnovsky V.A. and Khaimovich I.A. Aviation radar. Directory. Transport, 1984, 223 p.

3. Латинский С. М., Шарапов В.И., Ксенз С.П. и Афанасьев С.С. Теория и практика эксплуатации радиолокационных систем. / Под ред. С.М. Латинского. М.: Сов.радио, 1970, с. 133-141. 3. Latin S. M., Sharapov V. I., Ksenz S. P. and Afanasyev S.S. Theory and practice of operating radar systems. / Ed. CM. Latin. M .: Sov.radio, 1970, p. 133-141.

4. Потемкин И.Г. Автоматическая калибровка и стабилизация потенциала метеорологических радиолокаторов. Труды 4-го Всесоюзного совещания по радиометеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1978, с. 177-184. 4. Potemkin I.G. Automatic calibration and stabilization of the potential of weather radars. Proceedings of the 4th All-Union Conference on Radio Meteorology. M .: Gidrometeoizdat, 1978, p. 177-184.

5. Булкин В. В. и Костров В.В. О возможности применения самолетной РЛС "Гроза" в радиометеорологических измерениях. Измерительная техника, 1996, N 2, с. 55-57. 5. Bulkin V.V. and Kostrov V.V. On the possibility of using the Thunderstorm aircraft radar in radio meteorological measurements. Measuring equipment, 1996, N 2, p. 55-57.

6. Юрчак Б.С. О влиянии характеристик приемника метеорологической РЛС на точность измерения радиолокационной отражаемости метеообъектов. Труды ИЭМ. 1975, вып. 9 (52), с. 137-151. 6. Yurchak B.S. On the influence of the characteristics of the meteorological radar receiver on the accuracy of measuring radar reflectivity of meteorological objects. Proceedings of the IEM. 1975, no. 9 (52), p. 137-151.

Claims (5)

1. Способ калибровки радиолокатора, заключающийся в отсчете принятых эхо-сигналов от уровня калибровочного сигнала, осуществляемом после преобразования сигналов в приемной части радиолокатора, причем калибровочный сигнал формируют из паразитного импульса, просочившегося через антенный переключатель на вход приемной части радиолокатора в момент излучения зондирующего импульса, при этом калибровочный сигнал составляет определенную часть мощности передатчика, отличающийся тем, что формирование калибровочного сигнала осуществляют ослаблением просочившегося паразитного импульса на известную величину до уровня, входящего в динамический диапазон сигналов приемника. 1. The method of calibrating the radar, which consists in counting the received echo signals from the level of the calibration signal, carried out after converting the signals in the receiving part of the radar, and the calibration signal is formed from a spurious pulse, leaked through the antenna switch to the input of the receiving part of the radar at the time of radiation of the probe pulse, wherein the calibration signal is a certain part of the transmitter power, characterized in that the calibration signal is generated by the weakening of the leaked spurious impulse by a known amount to a level that is included in the dynamic range of the receiver signals. 2. Радиолокатор, содержащий последовательно соединенные передатчик, антенный переключатель и антенну, а также приемник, отличающийся тем, что в него дополнительно введены управляемый выключатель, включенный между входом приемника и выходом антенного переключателя, последовательно соединенные ключ, интегратор и блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу приемника, а выход является выходом радиолокатора, синхронизатор, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, формирователь управляющих импульсов, включенный между синхронизатором и управляющим входом управляемого выключателя, причем вход и управляющий вход ключа подключены соответственно к выходу приемника и к синхронизатору. 2. A radar containing a series-connected transmitter, antenna switch and antenna, as well as a receiver, characterized in that it further includes a controlled switch connected between the input of the receiver and the output of the antenna switch, a key, an integrator and a subtraction unit connected in series, the second input of which connected to the output of the receiver, and the output is the output of the radar, the synchronizer, the output of which is connected to the control input of the transmitter, the driver pulse control included between the synchronizer and the control input of the controlled switch, and the input and control input of the key are connected respectively to the output of the receiver and to the synchronizer. 3. Радиолокатор по п.2, отличающийся тем, что между выходом синхронизатора и входом формирователя управляющих импульсов включена линия задержки. 3. The radar according to claim 2, characterized in that a delay line is included between the output of the synchronizer and the input of the driver of the control pulses. 4. Радиолокатор по п.2, отличающийся тем, что формирователь управляющих импульсов состоит из последовательно соединенных линии задержки и ждущего мультивибратора, причем вход линии задержки и выход ждущего мультивибратора являются соответственно входом и выходом формирователя. 4. The radar according to claim 2, characterized in that the driver pulse shaper consists of a series-connected delay line and a standby multivibrator, and the input of the delay line and the output of the standby multivibrator are respectively the input and output of the shaper. 5. Радиолокатор по п.2, отличающийся тем, что между выходом синхронизатора и входом передатчика включена линия задержки. 5. The radar according to claim 2, characterized in that a delay line is connected between the output of the synchronizer and the input of the transmitter.
RU96114930A 1996-07-11 1996-07-11 Method of radar calibration and radar RU2103706C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114930A RU2103706C1 (en) 1996-07-11 1996-07-11 Method of radar calibration and radar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114930A RU2103706C1 (en) 1996-07-11 1996-07-11 Method of radar calibration and radar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2103706C1 true RU2103706C1 (en) 1998-01-27
RU96114930A RU96114930A (en) 1998-05-20

Family

ID=20183736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96114930A RU2103706C1 (en) 1996-07-11 1996-07-11 Method of radar calibration and radar

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2103706C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459219C1 (en) * 2011-01-11 2012-08-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" System for built-in control and calibration of monopulse radar station
RU2518913C1 (en) * 2013-04-18 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of calibrating radar station based on radar cross-section value on minisatellite with reference reflector
RU2519820C1 (en) * 2013-04-18 2014-06-20 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of calibrating radar station from effective radar cross-section value during dynamic measurement of effective radar cross-section of ballistic and space objects
RU2535661C1 (en) * 2013-07-11 2014-12-20 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of calibrating radar station based on minisatellite with reference radar cross-section
RU2565665C1 (en) * 2014-07-17 2015-10-20 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Apparatus for calibrating radar station based on effective radar cross-section during dynamic measurement of radar characteristics of space and ballistic objects

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Латинский С.М. и др. Теория и практика эксплуатации радиолокационных систем. - М.: Сов.радио, 1970, с. 133 - 136, 138 - 141. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459219C1 (en) * 2011-01-11 2012-08-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" System for built-in control and calibration of monopulse radar station
RU2518913C1 (en) * 2013-04-18 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of calibrating radar station based on radar cross-section value on minisatellite with reference reflector
RU2519820C1 (en) * 2013-04-18 2014-06-20 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of calibrating radar station from effective radar cross-section value during dynamic measurement of effective radar cross-section of ballistic and space objects
RU2535661C1 (en) * 2013-07-11 2014-12-20 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of calibrating radar station based on minisatellite with reference radar cross-section
RU2565665C1 (en) * 2014-07-17 2015-10-20 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Apparatus for calibrating radar station based on effective radar cross-section during dynamic measurement of radar characteristics of space and ballistic objects

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6646587B2 (en) Doppler radar apparatus
US6052080A (en) Rangefinder
US8705953B2 (en) Distance measurement
US3707718A (en) Radar system
US4275398A (en) FM Radio ranging system
US6509864B1 (en) Distance measuring device and method for calibrating a distance measuring device
US5706010A (en) Method and apparatus for determining location of an unknown signal transmitter
East Design techniques and performance of digital IFM
US4590477A (en) Automatic calibration system for distance measurement receivers
EP0499706B1 (en) A transmitting and receiving part of a pulse doppler radar
US4325138A (en) Continuous wave adaptive signal processor system
US4142189A (en) Radar system
Dao et al. A two sweeping VCO source for heterodyne FMCW radar
US3898653A (en) Automotive radar sensor
RU2103706C1 (en) Method of radar calibration and radar
US3728728A (en) Method and apparatus for automatic transponder delay correction
US4546356A (en) Process for the protection of a radar against jamming and radar for putting this process into effect
GB2083966A (en) Frequency-modulation radar
US4306236A (en) Ranging radar including a modulating reflector
EP0048170B1 (en) Radar ranging system
Jahagirdar A high dynamic range miniature DDS-based FMCW radar
RU54679U1 (en) RADAR STATION
US3755814A (en) Precision transponder system
RU2539334C1 (en) System for electronic jamming of radio communication system
RU2124221C1 (en) Radar station