RU214271U1 - Радиополяриметрическое приемопередающее устройство для селекции бронетанковых целей - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к радиолокации и может использоваться как устройство, позволяющее осуществлять селекцию обнаружения неподвижных объектов бронетанковой техники на фоне подстилающей поверхности. Технический результат заключается в повышении эффективности селекции объектов бронетанковой техники на фоне подстилающей поверхности по поляризационным признакам. Радиополяриметрическое приемопередающее устройство содержит задающий сверхвысокочастотный генератор 13, выход которого через аттенюатор 14 соединен с нагрузкой 15, циркулятор 10, первый выход которого соединен с выключателем 5, подключенным к первому входу однополосного модулятора 3, а второй выход циркулятора 10 соединен с нагрузкой 7, генератор промежуточной частоты 1, соединенный через модулятор промежуточной частоты 2 со вторым входом однополосного модулятора 3, выход которого через циркулятор 4 подключен к входу импульсного сверхвысокочастотного генератора 6, соединенного с импульсным источником питания 8, входную часть приемного устройства, состоящую из двух идентичных каналов, низкочастотную часть приемного устройства. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к радиолокации и может использоваться как устройство, позволяющее осуществлять селекцию обнаружения неподвижных объектов бронетанковой техники на фоне подстилающей поверхности.

Известны способ и устройство его реализующее для обнаружения и селекции радиолокационных сигналов, приведенные в [1]. Способ для обнаружения и селекции радиолокационных сигналов заключается в приеме двух ортогональных компонент сигнала, преобразование аналоговых сигналов приемных устройств в цифровую форму, запоминание их в устройствах памяти, интерполирование цифровых сигналов, запоминание интерполированных цифровых сигналов и последующие определения отношения амплитуд и разности фаз ортогональных компонент селектируемого сигнала.

Известен способ селекции радиолокационных целей при управлении движением воздушного и морского транспорта на фоне мешающих отражений и помех [2]. Способ селекции заключается в том, что радиолокационная цель с известными поляризационными параметрами облучается сигналами линейной поляризации с вращающейся плоскостью поляризации. В отраженном от цели сигнале выделяют вторую и четвертую относительно частоты вращения плоскости поляризации исходного сигнала гармоники, параметры которых (амплитуды и фазы) и являются поляризационными параметрами цели. Решение о наличии или отсутствии селектируемой цели принимается на основе решающего правила, представляющего собой линейную комбинацию поляризационных параметров с коэффициентами, определяемыми статистическими характеристиками поляризационных параметров при наличии и при отсутствии цели. Порог принятия решения решающего правила определяется критерием максимального правдоподобия и принимается равным единице.

Известно устройство поляризационной селекции и компенсации радиолокационных ловушек [3], позволяющее уменьшить влияния радиоэлектронной защиты на точность пеленгования цели и повысят боевую эффективность противотанковых средств.

Недостатком этих способов и устройств является то, что они при решении задач селекции наземных целей опираются на различении плотностей распределения вероятностей эффективной поверхности рассеивания этих объектов и на различиях их корреляционных функций. Таким образом, различие проводится по одно характеристике радиолокационной цели, т.е. по одному числу. В то же время цель характеризуется своей матрицей рассеяния, т.е. фактически 5 числами. Принимаемый радиолокационный сигнал несет в себе информацию об этих 5 числах. Это значит, что в традиционных способах и методах селекции значительная часть полезной информации не учитывается. Возможностью извлечения всей полезной информации обладают радиополяриметрические методы и устройства [4].

Поэтому для повышения эффективности устройств селекции объектов бронетанковой техники на фоне подстилающей поверхности целесообразно ввести в систему наведения противотанкового ракетного комплекса радиополяриметрическое приемопередающее устройство.

Цель полезной модели - создание радиополяриметрического приемопередающего устройства с возможность извлечения всей полезной информации от радиолокационного сигнала, отраженного от объекта бронетанковой техники для повышения эффективности селекции объектов бронетанковой техники.

На фиг. 1 показана структурная схема приемопередающего устройства поляриметрической радиолокационной станции.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Задающий сверхвысокочастотный генератор 13 выполнен на диоде Ганна. Стабилизация частота генератора осуществляется объемным резонатором, изготовленным из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения. Генератор обеспечивает на своем выходе мощность СВЧ колебаний не менее 40 мВт. Выход задающего сверхвысокочастотного генератора 13 через аттенюатор 14, соединенный нагрузкой 15, циркулятор 10 и выключатель 5 подключен к первому входу однополосного модулятора 3. В качестве выключателя используется модуль сверхвысокочастотный типа М4302-1. Второй выход циркулятора 10 соединен с нагрузкой 7.

На второй вход однополосного модулятора 3 через модулятор промежуточной частоты 2 подаются колебания с частотой, равной промежуточной с генератора промежуточной частоты 1. На выходе однополосного модулятора 3 выделяются колебания с частотой, равной сумме частот генератора промежуточной частоты 1 и задающего генератора сверхвысокочастотного 13. Выход однополосного модулятора 3 через циркулятор 4 подключен к входу импульсного сверхвысокочастотного генератора 6, выполненному на мощной линии передачи данных. Колебания, генерируемые линией передачи данных, синхронизируются колебаниями, поступающими с выхода однополосного модулятора, что обеспечивает отсутствие внутриимпульсной частотной модуляции. Выходная импульсная мощность генератора на линии передачи данных составляет не менее 300 мВт.

Формирование импульса сверхвысокочастотных колебаний осуществляется путем синхронной подачи на линию передачи данных импульса тока с импульсного источника 8 питания и импульса синхронизирующего сверхвысокочастотные колебания с однополосного модулятора. Импульс, синхронизирующий сверхвысокочастотные колебания, формируется модулятором промежуточной частоты 2 и сверхвысокочастотным модулятором 5.

Коммутация сигналов промежуточной частоты и сверхвысокочастотного генератора на входе однополосного модулятора обеспечивает подавление сигнала на выходе однополосного модулятора до уровня, который ниже чувствительности приемного устройства.

Входная часть приемного устройства состоит из двух идентичных каналов, каждый на которых содержит устройство защиты смесителя 18, 25 и гетеродинные входы 19, 26.

Задающий сверхвысокочастотный генератор 13 используется также в качестве гетеродина для смесителей приемного устройства, сверхвысокочастотный сигнал задающего генератора поступает на гетеродинные входы смесителей 19, 26 через аттенюаторы 20, 24 и нагрузку 21. В качестве устройств защиты смесителей 18, 25 использованы сверхвысокочастотные модули М4302-1. Смесители построены по балансной схеме на диодах с барьером Шоттки. Коэффициент шума каждого из смесителей не более 10 дБ.

Излучение выбранного вида поляризации (горизонтальной или вертикальной) в эфир осуществляется подачей синхронизирующего импульса на один из сверхвысокочастотный модулятор 11, 12 через которые сверхвысокочастотные колебания с выхода генератора на сверхвысокочастотный генератор 6 через циркулятор 16 или 22 на прямое ила боковое плечо волноводного поляризационного тройника 23 и далее в антенну 27. При приеме антенной 27 отраженных от цели двух взаимно ортогональных поляризованных сверхвысокочастотных колебаний поляризационный тройник 23 разделяет их по виду поляризации, которые через циркуляторы 16, 22 поступают на входы приемного устройства. Коэффициент К сверхвысокочастотного по входу в прямое и боковое плечо тройника составляет не более 1,20. Для обеспечения равенства потерь при горизонтальной или вертикальной поляризации на выходе модулятора 12 установлен аттенюатор 17.

В режиме приема при подавлении несущей частоты на 20 дБ и модулирующей частоты на 40 дБ на входах модулятора уровень боковой частоты на входе приемного устройства ниже его шумов.

С выхода смесителей сигнал промежуточной частоты поступает на низкочастотную часть приемного устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 2.

В качестве предварительных усилителей промежуточной частоты 36,37 использованы модули М42136 с коэффициентом усиления 30 дБ и коэффициентом шума 2,5 дБ, что позволяет исключить влияние шумов последующих каскадов на общий коэффициент шума приемного устройства.

Основное усиление и избирательность осуществляется на промежуточной частоте в усилителях промежуточной частоты 40, 42, выполненных на модулях МЧ21130-1 с коэффициентом усиления не менее 20 дБ и в фильтрах сосредоточенной селекции 38,39 на двух расстроенных контурах с полосой пропускания 10 МГц и затуханием вне полосы пропускания приблизительно 30 дБ. Полоса пропускания усилителей согласована с длительностью принимаемого импульса.

Отфильтрованный сигнал промежуточной частоты поступает на один из входов фазовых детекторов 43, 44, на другие входы которых поступает сигнал с опорного генератора промежуточной частоты 41 с кварцевой стабилизацией. Фазовый детектор позволяет получить поляриметрическую амплитудную и фазовую информацию, что является основой при оптимальном взвешивании поляриметрической радиолокационной станции.

С выходов фазовых детекторов сигналы усиливаются видеоусилителями 45, 46 и через эмиттерные повторители 47, 48 поступают на выходы приемного устройства в виде напряжений, пропорциональных модулям и аргументам поляризационных составляющих отраженного сигнала, несущих в себе полную информацию, определяемую параметрами цели.

Из вышеприведенного следует, что предлагаемое приемопередающее устройство позволяет осуществлять селекцию обнаружения неподвижных наземных целей на фоне подстилающей поверхности по поляризационным признакам, что в конечном итоге приводит к повышению боевой эффективности противотанковых средств, использующих радиотехническую систему наведения.

Список использованных источников:

1. Патент США US 6,768,971 B1, H01Q 21/06. Опубл. 27.07.2004.

2. Патент РФ №2256194. Опубл. 10.07.2003 г., МПК G01S 13/04.

3. Патент РФ №202457. Опубл. 18.02.2021 МПК: G01S 13/04.

4. Козлов А.И., Логвинов А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Радиополяриметрия сложных по структуре сигналов. - Кн. 3, М.: 2008, 688 с.

Claims (1)

1. Радиополяриметрическое приемопередающее устройство для селекции бронетанковых целей, характеризующееся тем, что оно содержит задающий сверхвысокочастотный генератор 13, выход которого через аттенюатор 14 соединен с нагрузкой 15, циркулятор 10, первый выход которого соединен с выключателем 5, подключенным к первому входу однополосного модулятора 3, а второй выход циркулятора 10 соединен с нагрузкой 7, генератор промежуточной частоты 1, соединенный через модулятор промежуточной частоты 2 со вторым входом однополосного модулятора 3, выход которого через циркулятор 4 подключен к входу импульсного сверхвысокочастотного генератора 6, соединенного с импульсным источником питания 8, входную часть приемного устройства, состоящую из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит устройство защиты смесителя 18, 25 и гетеродинный вход 19, 26 соответственно, низкочастотную часть приемного устройства, содержащую пару предварительных усилителей 36 и 37, каждый из которых соединен с усилителем промежуточной частоты 40, 42 через фильтр сосредоточенной селекции 38, 39, два фазовых детектора 43 и 44, первые входы которых подключены к усилителям промежуточной частоты 40 и 42 соответственно, вторые входы подключены к опорному генератору промежуточной частоты 41, а выходы подключены к видеоусилителям 45 и 46 соответственно, выходы которых соединены с эмиттерными повторителями 47 и 48, выходы которых являются выходами приемного устройства, при этом задающий сверхвысокочастотный генератор 13 подключен с одной стороны к однополосному модулятору 3, а с другой стороны – к гетеродинным входам 19 и 26 через аттенюаторы 20 и 24 и нагрузку 21, а выход сверхвысокочастотного генератора подключен через циркулятор 9 к сверхвысокочастотным модуляторам 11 и 12, соединенным через циркулятор 16 с прямым плечом волноводного поляризационного тройника 23, и через циркулятор 22 с боковым плечом волноводного поляризационного тройника 23, который подключен к антенне 27, а на выходе сверхвысокочастотного модулятора 12 установлен аттенюатор 17.

Images