RU2155354C1

RU2155354C1 - Radar system

Info

Publication number: RU2155354C1
Application number: RU99123169A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Яковлев; Н.Т. Ничипоренко
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Морские комплексы и системы"
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2000-08-27

Abstract

FIELD: radio detection and ranging. SUBSTANCE: radar system has an antenna unit series-connected to the microwave channel via a contactless rotary adapter, transmitting module and receiving module comprising a coupling and synchronizing unit, and a computer indicator with a radar-processor plate. The antenna has a slot radiator installed in a spaced relation to the walls of the forming horn. The space is filled with dielectric. Located at the horn output is a printing polarizing filter, with a polarization rotator placed between it and a mirror reflector. The transmitting module generates pulse signals of the millimeter wave band, whose duration is within 0.035 to 2.0 μs, and synchronizing pulse signals, whose trailing edge coincides with the front edge of the signals reflected from the target and received and processed by the receiving module, which has a low-noise input amplifier and an additional channel of automatic frequency control with a separate mixer; the coupling and synchronizing unit has a series-connected communication channel connected to the computer indicator via a tie-in and switching unit, and is connected to the transmitting and receiving modules. EFFECT: enhanced range, angular coordinate and noise immunity resolution. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к радиолокационным системам миллиметрового диапазона, и может быть использовано в качестве судовых и береговых систем, предназначенных для обнаружения надводных и береговых целей, измерения их координат и параметров движения. The invention relates to the field of radar, and in particular to millimeter-wave radar systems, and can be used as ship and coastal systems designed to detect surface and coastal targets, measure their coordinates and motion parameters.

Известна радиолокационная система миллиметрового диапазона, включающая передающее устройство с антенным блоком, приемник сигнала, отраженного от наблюдаемого объекта, и цифровой процессор для обработки и анализа последнего (US Патент N 5,315,303, G 01 S 13/04, 1994). Known radar system of the millimeter range, including a transmitting device with an antenna unit, a receiver of the signal reflected from the observed object, and a digital processor for processing and analyzing the latter (US Patent N 5,315,303, G 01 S 13/04, 1994).

Недостатки известной радиолокационной системы заключаются в отсутствии кругового обзора, малом радиусе действия по дальности и низкой разрешающей способности по углу, что затрудняет ее использование в качестве навигационной системы. The disadvantages of the known radar system are the lack of all-round visibility, a small radius of action in range and low resolution in angle, which complicates its use as a navigation system.

Наиболее близкой предлагаемому изобретению является береговая радиолокационная система сантиметрового диапазона, содержащая передающий модуль, антенный блок с щелевым излучателем и рупором, приемный модуль, индикатор и блок синхронизации (А.М. Байрашевский, Н.Т. Ничипоренко Судовые радиолокационные системы. -М.: Транспорт, 1982, стр. 294-305). Closest to the proposed invention is a coastal centimeter-wave radar system containing a transmitting module, an antenna unit with a slot emitter and a horn, a receiving module, an indicator and a synchronization unit (A.M. Bairashevsky, N.T. Nichiporenko Ship radar systems. -M .: Transport, 1982, pp. 294-305).

Решение навигационных задач с требуемой точностью с помощью известной радиолокационной системы затруднено вследствие использования в ней линейной поляризации сигнала, не обеспечивающей достаточной помехозащищенности системы в условиях атмосферных помех, а также за счет ее работы с большой длительностью излучаемых импульсов. При этом возможно увеличение ее недостаточной разрешающей способности по углу посредством увеличения размеров антенны, что сопряжено с возникновением аппаратных сложностей и повышением стоимости производства и последующих эксплуатационных затрат. Отсутствие цифровой обработки сигнала и отображение информации на яркостном экране также снижает эксплуатационные характеристики известной радиолокационной системы. Solving navigation problems with the required accuracy using the well-known radar system is difficult due to the use of linear signal polarization in it, which does not provide sufficient noise immunity of the system under atmospheric interference, as well as due to its operation with a long pulse duration. In this case, it is possible to increase its insufficient resolution in angle by increasing the size of the antenna, which is associated with the occurrence of hardware difficulties and an increase in the cost of production and subsequent operating costs. The lack of digital signal processing and the display of information on the brightness screen also reduces the operational characteristics of the known radar system.

Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемого изобретения, является улучшение эксплуатационных характеристик радиолокационной системы. The task to which the creation of the invention is directed is to improve the operational characteristics of the radar system.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении разрешения системы по дальности и угловой координате, уменьшении ширины диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости при малых горизонтальных размерах, а также повышении помехоустойчивости системы и улучшении системы отображения информации. The technical result from the use of the invention is to increase the resolution of the system in range and angular coordinate, reduce the width of the antenna pattern in the horizontal plane at small horizontal dimensions, as well as increase the noise immunity of the system and improve the information display system.

Указанный технический результат достигается тем, что в радиолокационной системе, включающей передающий модуль, антенный блок с щелевым излучателем и рупором, приемный модуль, блок связи и синхронизации и индикатор, согласно изобретению излучатель размещен относительно стенок рупора с зазором, заполненным диэлектриком, и снабжен последовательно установленными на выходе рупора печатным поляризационным фильтром и вращателем поляризации, при этом передатчик генерирует импульсные сигналы миллиметрового диапазона длин волн с длительностью импульса в пределах 0,035 - 0,2 мкс и синхронизирующие импульсные сигналы, задний фронт которых совпадает с передним фронтом сигналов, отраженных от цели и принятых и обработанных приемным модулем, который содержит малошумящий входной усилитель и дополнительный канал автоподстройки частоты с отдельным смесителем и схемой поиска и удержания частоты, а блок связи и синхронизации снабжен последовательным каналом связи, соединенным посредством блока сопряжения и коммутации с индикатором, содержащим компьютер с платой радар-процессора и монитор, причем вращающийся переход, соединяющий приемный и передающий модули с антенной, выполнен бесконтактным, а вращатель поляризации выполнен в виде наклонных диэлектрических пластин, установленных с возможностью поворота вокруг общей оси. The specified technical result is achieved in that in a radar system including a transmitting module, an antenna unit with a slot emitter and a horn, a receiving module, a communication and synchronization unit and an indicator, according to the invention, the emitter is placed relative to the walls of the horn with a gap filled with a dielectric and is equipped with sequentially installed at the output of the horn by a printed polarizing filter and a polarization rotator, while the transmitter generates pulsed signals of the millimeter wavelength range with a duration of a pulse within the range of 0.035 - 0.2 μs and synchronizing pulse signals whose trailing edge coincides with the leading edge of the signals reflected from the target and received and processed by the receiving module, which contains a low-noise input amplifier and an additional frequency lock channel with a separate mixer and search circuit and holding the frequency, and the communication and synchronization unit is equipped with a serial communication channel connected via an interface and switching unit to an indicator containing a computer with a radar processor board and a nitor, and a rotating junction connecting the receiving and transmitting modules with the antenna is non-contact, and the polarization rotator is made in the form of inclined dielectric plates mounted for rotation around a common axis.

Создание круговой поляризации излучаемого сигнала, устойчивого к атмосферным помехам, таким, как снег, град, туман, дождь, низкая облачность, посредством вращателя поляризации, а также эффективное гашение уровня боковых лепестков диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости посредством диэлектрика, размещенного в зазоре между стенками рупора и щелевым излучателем, обеспечивают повышение отношения сигнал/шум и увеличение разрешающей способности системы. Кроме того, наличие печатного поляризационного фильтра на выходе рупора антенны обеспечивает эффективное гашение вертикальной составляющей поля излучателя (кросс-поляризации), так как при свободном прохождении горизонтальной составляющей поля происходит отражение вертикальной составляющей, что позволяет исключить прием ложных сигналов, улучшая тем самым работу радиолокационной системы в целом. Предлагаемое выполнение вращателя поляризации с возможностью изменения угла наклона диэлектрических пластин обеспечивает изменение эллиптичности круговой поляризации излучаемого сигнала, что в свою очередь позволяет оперативно адаптировать систему к типу возникающих атмосферных помех. Creating a circular polarization of the emitted signal that is resistant to atmospheric noise, such as snow, hail, fog, rain, low clouds, using a polarization rotator, as well as effectively damping the level of the side lobes of the antenna radiation pattern in the horizontal plane by means of a dielectric placed in the gap between the walls horn and slot radiator, provide an increase in signal-to-noise ratio and increase the resolution of the system. In addition, the presence of a printed polarizing filter at the output of the antenna horn ensures effective suppression of the vertical component of the emitter field (cross-polarization), since with the free passage of the horizontal component of the field, the vertical component is reflected, which eliminates the reception of false signals, thereby improving the radar system generally. The proposed implementation of the polarization rotator with the ability to change the angle of inclination of the dielectric plates provides a change in the ellipticity of the circular polarization of the emitted signal, which in turn allows you to quickly adapt the system to the type of atmospheric interference.

Известно, что информативность радиолокационной системы пропорциональна частоте f³ зондирующих импульсов, то есть возрастает при уменьшении длины волны зондирующего импульса. Отсюда следует, что информативность радиолокационной системы миллиметрового диапазона длин волн на полтора - два порядка выше, чем у радиолокационных систем сантиметрового диапазона и на три порядка выше, чем у радиолокационных систем дециметрового диапазона длин волн. При этом уменьшение ширины диаграммы направленности системы в горизонтальной плоскости α_г и длительности импульса τ позволяет улучшить разрешающую потенциальную способность системы по углу Δφ_o и по дальности Δ_д, так как Δφ_o = 0,7• α_г а Δ_д= C•τ/2, где C - скорость света. Вследствие этого уменьшается среднеквадратичная потенциальная погрешность измерения дальности до объекта и углового положения объекта, увеличивается дальность обнаружения низко расположенных малых объектов (например, шлюпки, пловцы, знаки навигационного ограничения), так как в миллиметровом диапазоне длин волн нижний лепесток диаграммы направленности в вертикальной плоскости больше "прижимается" к подстилающей поверхности. При одинаковых физических размерах антенны в миллиметровом диапазоне можно получить больший коэффициент усиления антенны, чем в сантиметровом.It is known that the information content of the radar system is proportional to the frequency f ^{3 of the} probe pulses, that is, increases with decreasing wavelength of the probe pulse. It follows that the informativeness of the millimeter-wave radar system is one and a half to two orders of magnitude higher than that of centimeter-range radar systems and three orders of magnitude higher than that of decimeter-wave radar systems. Moreover, reducing the width of the radiation pattern of the system in the horizontal plane α _g and the pulse duration τ improves the resolution potential of the system in angle Δφ _o and in range Δ _d , since Δφ _o = 0.7 • α _g Δ _d = C • τ / 2, where C is the speed of light. As a result of this, the root-mean-square potential error of measuring the distance to the object and the angular position of the object decreases, the detection range of low-lying small objects (for example, boats, swimmers, signs of navigational restriction) increases, since in the millimeter wavelength range the lower lobe of the radiation pattern in the vertical plane is larger " pressed "to the underlying surface. With the same physical dimensions of the antenna in the millimeter range, you can get a larger antenna gain than in the centimeter.

Предлагаемая совокупность параметров работы излучателя в миллиметровом диапазоне длин волн и конструктивное выполнение антенного блока обеспечивают создание кругового обзора с узкой диаграммой направленности антенны в горизонтальной плоскости (0,2 - 0,4^o) при допустимых размерах раскрыва антенны (2,5 м-1,5 м соответственно), что по сравнению с известными системами позволяет значительно увеличить разрешающую способность по направлению и в совокупности с высоким разрешением по дальности приводит к уменьшению разрешающих площадей и разрешающего объема. Тем самым обеспечивается повышение информационной емкости системы, ее помехоустойчивость, то есть обеспечивается повышение точности измерений и подробности наблюдаемого объекта, а также возможность использования новых информативных параметров: ракурс цели, длина, ширина.The proposed set of parameters of the emitter in the millimeter wavelength range and the structural design of the antenna unit provide a circular view with a narrow antenna radiation pattern in the horizontal plane (0.2 - 0.4 ^o ) with acceptable antenna aperture sizes (2.5 m-1, 5 m, respectively), which, compared with known systems, can significantly increase the resolution in direction and, in combination with high resolution in range, leads to a decrease in resolution areas and resolution volume. This ensures an increase in the information capacity of the system, its noise immunity, that is, it increases the accuracy of measurements and details of the observed object, as well as the possibility of using new informative parameters: target angle, length, width.

Выбор указанного диапазона длительности излучаемого импульса поясняется следующим. С одной стороны, для уменьшения считывающего разрешаемого объема, пропорционального длительности импульса τ, необходимо уменьшение длительности излучаемого импульса. Однако генерация импульса с длительностью, меньшей 0,035 мкс, трудно реализуема в связи со сложностью изготовления передатчика. С другой стороны, увеличение длительности импульса обеспечивает увеличение дальности действия радиолокационной системы, но при τ более 0,2 мкс ухудшается разрешающая способность системы по дальности. Таким образом, именно указанный диапазон изменения длительности излучаемого импульса обеспечивает повышение информационной емкости системы и ее высокую разрешающую способность по дальности. The choice of the indicated range of the duration of the emitted pulse is explained as follows. On the one hand, to reduce the readable resolving volume proportional to the pulse duration τ, it is necessary to reduce the duration of the emitted pulse. However, the generation of a pulse with a duration of less than 0.035 μs is difficult to implement due to the complexity of the manufacture of the transmitter. On the other hand, an increase in the pulse duration provides an increase in the range of the radar system, but at τ more than 0.2 μs the resolution of the system in range decreases. Thus, it is the indicated range of variation in the duration of the emitted pulse that provides an increase in the information capacity of the system and its high resolution in range.

Улучшение эксплуатационных характеристик в предлагаемой радиолокационной системе обеспечивается также и генерированием передающим модулем синхронизирующего импульсного сигнала, что позволяет выполнять подачу в компьютерный индикатор видео- и синхросигналов по одному кабелю, обеспечивая тем самым предотвращение рассогласования этих сигналов по времени и экономию линии передачи сигналов. Improving the operational characteristics in the proposed radar system is also provided by the generation of a synchronizing pulse signal by the transmitting module, which allows the video and sync signals to be sent to the computer indicator via a single cable, thereby preventing the mismatch of these signals over time and saving the signal transmission line.

Включение в состав приемного модуля блока связи и синхронизации, снабженного последовательным каналом связи, и блока сопряжения и коммутации обеспечивает управление работой радиолокационной системы посредством компьютерного индикатора по стандартному каналу связи, то есть обеспечивает возможность подключения к радиолокационной системе компьютера любой модификации. The inclusion in the receiver module of a communication and synchronization unit equipped with a serial communication channel, and an interface and switching unit provides control of the radar system by means of a computer indicator via a standard communication channel, that is, it provides the ability to connect a computer of any modification to the radar system.

Улучшение эксплуатационных качеств предлагаемой радиолокационной системы обеспечивается также и за счет выполнения вращательного перехода, соединяющего приемный и передающий модули с антенной бесконтактным, то есть некритичным к величине зазора и несоосности узлов антенны и приемного и передающего модулей. Improving the performance of the proposed radar system is also ensured by performing a rotational transition connecting the receiving and transmitting modules with a non-contact antenna, that is, uncritical of the gap and misalignment of the nodes of the antenna and the receiving and transmitting modules.

Предлагаемая радиолокационная система представлена следующими графическими материалами:
фиг.1 - структурная схема радиолокационной системы;
фиг.2 - структурная схема антенны, разрез;
фиг.3 - структурная схема радар-процессора.The proposed radar system is represented by the following graphic materials:
figure 1 is a structural diagram of a radar system;
figure 2 - structural diagram of the antenna, section;
figure 3 is a structural diagram of a radar processor.

Антенна 1 приводится в движение приводом 2 и последовательно соединена посредством вращающегося перехода 3 с СВЧ трактом 4, передатчиком 5 передающего и приемником 6 приемного модулей. СВЧ тракт включает в себя циркулятор 7, разделяющий сигналы на передачу и прием, ответвитель 8 и аттенюатор 9 для подачи СВЧ-импульса от передатчика 5 на вход приемника 6. Передатчик 5 содержит магнетрон 10, импульсный модулятор 11, а также схему 12 управления и контроля и блок 13 формирования синхронизирующего импульса. Приемник 6 содержит защитное входное устройство 14, малошумящий усилитель 15, смеситель 16, гетеродин 17, предварительный усилитель промежуточной частоты 18, основной усилитель промежуточной частоты 19 с логарифмической амплитудно-частотной характеристикой, детектор 20 и видеоусилитель 21, соединенный с блоком 22 связи и синхронизации и блоком 23 сопряжения и коммутации, выход которого соединен со входом компьютерного радиолокационного индикатора 24, содержащего плату радар-процессора 25. Блок 22 соединен также с передатчиком 5 и приемником 6. Приемник 6 дополнительно содержит канал автоподстройки частоты с отдельным смесителем 26 и блок 27 автоматической подстройки частоты гетеродина 17. Антенна 1 включает в себя щелевой излучатель 28, установленный с зазором относительно формирующего рупора 29. Зазор заполнен диэлектриком 30. На выходе рупора 29 размещен печатный поляризационный фильтр 31, между которым и зеркальным отражателем 32 размещен вращатель поляризации 33. The antenna 1 is driven by a drive 2 and connected in series through a rotating junction 3 with the microwave path 4, the transmitter 5 of the transmitter and receiver 6 of the receiving modules. The microwave path includes a circulator 7, separating the signals for transmission and reception, a coupler 8 and an attenuator 9 for supplying a microwave pulse from the transmitter 5 to the input of the receiver 6. The transmitter 5 contains a magnetron 10, a pulse modulator 11, and also a control and monitoring circuit 12 and block 13 forming a synchronizing pulse. The receiver 6 contains a protective input device 14, a low-noise amplifier 15, a mixer 16, a local oscillator 17, a preliminary intermediate frequency amplifier 18, a primary intermediate frequency amplifier 19 with a logarithmic amplitude-frequency characteristic, a detector 20 and a video amplifier 21 connected to the communication and synchronization unit 22 and block 23 interface and switching, the output of which is connected to the input of a computer radar indicator 24, containing the card of the radar processor 25. Block 22 is also connected to the transmitter 5 and receiver 6. Reception IR 6 further comprises a frequency lock channel with a separate mixer 26 and a local oscillator 17 automatic frequency control unit 17. The antenna 1 includes a slot emitter 28 mounted with a gap relative to the forming speaker 29. The gap is filled with a dielectric 30. A printed polarizing filter is placed at the output of the speaker 29. 31, between which and the mirror reflector 32 is placed a polarization rotator 33.

Плата радар-процессора 25 содержит блок 34 входных устройств, предназначенный для согласования входных сигналов по уровню, полярности, волновому сопротивлению, а также для улучшения фронтов импульсных сигналов и выделения импульсов синхронизации, блок 35 предварительных преобразований, предназначенный для предварительной фильтрации сигналов методом порогового отбора и компрессии, блок 36 фильтрации, предназначенный для выделения сигнала на фоне помех путем линейной и нелинейной фильтрации равноудаленных дискрет по угловой координате, а также путем статистической обработки дискрет по дальности. Плата радар-процессора 25 содержит также блок 37 согласования, предназначенный для согласования потока информации после фильтрации с емкостью устройств хранения и скоростью передачи данных, блок 38 обмена с шиной 39 ЭВМ, осуществляющий согласование во времени работы платы радар-процессора 25 и ЭВМ. Для управления режимами работы радар-процессора 25 осуществляется передача команд оператора через шину 39, блок связи 40, предназначенный для записи команд управления и обеспечения режима "чтения" однобайтовыми и двухбайтовыми словами в блок 41 управления, который обеспечивает управление работой всех блоков обработки информации радар-процессора 25. The radar processor board 25 contains a block 34 of input devices designed to match input signals by level, polarity, wave impedance, as well as to improve the edges of pulse signals and to isolate synchronization pulses, a block of preliminary transformations 35 intended for preliminary filtering of signals by the threshold selection method and compression, filtering unit 36, designed to isolate the signal against the background of noise by linear and nonlinear filtering of equidistant discrete by the angular coordinate, also by statistical processing by a discrete distance. The card of the radar processor 25 also contains a matching unit 37, designed to coordinate the information flow after filtering with the capacity of the storage devices and the data transfer rate, an exchange unit 38 with the computer bus 39, which coordinates the operation time of the card of the radar processor 25 and the computer. To control the operating modes of the radar processor 25, operator commands are transmitted via bus 39, a communication unit 40, designed to write control commands and provide a “read” mode with single and double byte words to the control unit 41, which provides control over the operation of all radar information processing units CPU 25.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Предлагаемая радиолокационная система работает следующим образом.Information confirming the possibility of carrying out the invention
The proposed radar system operates as follows.

После подачи питания и прогрева магнетрона 10 вырабатывается сигнал готовности к работе передатчика 5. Блок 22 связи и синхронизации подает команду запуска на схему 12 управления и контроля передатчика 5, который формирует импульс запуска, поступающий в модулятор 11, где формируется импульс необходимой длительности τ и напряжением U_мод. Модулирующее напряжение U_мод подается на магнетрон 10, который генерирует СВЧ-радиоимпульс заданной длительности, поступающий через циркулятор 7 СВЧ тракта 4 и вращательный переход 3 на антенну 1, и излучается в пространство. Вращательный переход 3 представляет собой две отдельные секции, одна из которых конструктивно размещена на антенне 1, а вторая в съемном контейнере приемопередающего модуля. Секции представляют собой круглые волноводы, плавно переходящие в волноводы прямоугольного сечения, содержащие поляризационные пластины, создающие в круглых волноводах волну круговой поляризации. При этом две таких секции, образующие вращательный переход 3, электрически соединены через воздушный зазор между двумя круглыми фланцами с дроссельными канавками. Таким образом, вращательный переход 3 является бесконтактным и некритичным к величине зазора между фланцами волноводов и их соосности.After energizing and warming up the magnetron 10, the transmitter 5 is ready for operation. The communication and synchronization unit 22 sends a start command to the transmitter control and monitoring circuit 12, which generates a start pulse entering modulator 11, where a pulse of the required duration τ and voltage is generated U _mod . The modulating voltage U _mode is supplied to the magnetron 10, which generates a microwave radio pulse of a given duration, supplied through the circulator 7 of the microwave path 4 and the rotational transition 3 to the antenna 1, and is radiated into space. Rotational transition 3 consists of two separate sections, one of which is structurally placed on the antenna 1, and the second in a removable container of the transceiver module. Sections are circular waveguides that smoothly pass into rectangular waveguides containing polarizing plates that create a circular polarization wave in circular waveguides. Moreover, two such sections forming the rotational transition 3 are electrically connected through an air gap between two round flanges with throttle grooves. Thus, the rotational transition 3 is non-contact and non-critical to the gap between the flanges of the waveguides and their alignment.

Снабженная вращателем поляризации 33, выполненным в виде наклонных пластин, установленных с возможностью поворота вокруг общей оси (условно не показаны), антенна 1 формирует при наличии пластин перед рупором 31 поле круговой поляризации, а при отклонении пластин вниз - поле с линейной горизонтальной поляризацией. Equipped with a polarization rotator 33, made in the form of inclined plates mounted to rotate around a common axis (not shown conditionally), the antenna 1 forms a circular polarized field in the presence of the plates in front of the horn 31, and when the plates are deflected downward, a field with linear horizontal polarization.

Часть энергии излучаемого импульса снимается с магнетрона 10 и с помощью блока 13 формирования синхронизирующего импульса происходит выделение синхронизирующего импульса, задний фронт которого совпадает с передним фронтом импульсного сигнала, отраженного от цели и принятого и обработанного приемником 6, что обеспечивает возможность последующей подачи указанных импульсных сигналов в компьютерный радиолокационный индикатор 24 по одному кабелю, предотвращая рассогласование сигналов по времени. Выделенный синхронизирующий импульс поступает на вход блока 22 связи и синхронизации, который вырабатывает синхронизирующий импульс для последующего смешения с видеоимпульсом. A part of the energy of the emitted pulse is removed from the magnetron 10 and, using the synchronizing pulse generating unit 13, a synchronizing pulse is extracted, the trailing edge of which coincides with the leading edge of the pulse signal reflected from the target and received and processed by the receiver 6, which makes it possible to subsequently supply the indicated pulse signals to computer radar indicator 24 on a single cable, preventing signal mismatch over time. The selected synchronizing pulse is fed to the input of the communication and synchronization unit 22, which generates a synchronizing pulse for subsequent mixing with the video pulse.

Принятый антенной 1 отраженный от цели сигнал поступает через вращающийся переход 3, циркулятор 7 СВЧ тракта 4 в приемник 6, на входе которого установлено устройство защиты 14, предназначенное для защиты малошумящего усилителя 15 от сигнала, просачивающегося от передатчика 5. С выхода устройства защиты 14 сигнал поступает на малошумящий усилитель 15, установленный для усиления слабых сигналов и увеличения динамического диапазона приемника 6. С выхода последнего СВЧ-импульс поступает на основной вход смесителя 16, а на гетеродинный вход смесителя 16 поступает сигнал с гетеродина 17. В смесителе 16 происходит преобразование импульса СВЧ в импульс промежуточной частоты, который усиливается каскадом предварительного усилителя 18 промежуточной частоты и поступает на вход основного усилителя 19 промежуточной частоты, где происходит основное усиление сигнала на промежуточной частоте, а также его детектирование и усиление посредством детектора 20 и видеоусилителя 21 соответственно. В выходном каскаде видеоусилителя 21 к видеосигналу подмешивается импульс синхронизации, выделенный блоком 22 связи и синхронизации. Полученный видеоимпульс поступает через блок 23 сопряжения и коммутации на вход платы 25 радар-процессора, установленной в компьютерном радиолокационном индикаторе 24. Для поддержания постоянного значения разностной частоты между частотой передатчика 6 и частотой гетеродина на вход смесителя 26 передается незначительная часть мощности импульса излучаемого передатчиком 5 посредством ответвителя 8 и аттенюатора 9 СВЧ тракта 4. Смеситель 26 преобразует поступающий на вход СВЧ-импульс в радиоимпульс промежуточной частоты, который подается на вход блока 27 автоматической подстройки частоты гетеродина 17. В зависимости от величины отклонения частоты поступающего радиоимпульса от номинального значения промежуточной частоты блок 27 вырабатывает управляющее напряжение, которое поступает на варактор гетеродина 17, перестраивая его таким образом, чтобы поддерживать с требуемой точностью значение промежуточной частоты, равное значению номинальной частоты. The signal received from the target received by the antenna 1 enters through the rotating junction 3, the circulator 7 of the microwave path 4 to the receiver 6, at the input of which a protection device 14 is installed, designed to protect the low-noise amplifier 15 from a signal leaking from the transmitter 5. From the output of the protection device 14, the signal enters the low-noise amplifier 15, installed to amplify weak signals and increase the dynamic range of the receiver 6. From the output of the last microwave pulse is fed to the main input of the mixer 16, and to the heterodyne input of the mixer 16 receives a signal from the local oscillator 17. In the mixer 16, the microwave pulse is converted into an intermediate frequency pulse, which is amplified by a cascade of an intermediate frequency pre-amplifier 18 and fed to the input of the intermediate-frequency main amplifier 19, where the main signal amplification at the intermediate frequency occurs, as well as its detection and amplification by detector 20 and video amplifier 21, respectively. In the output stage of the video amplifier 21, the synchronization pulse allocated by the communication and synchronization unit 22 is mixed with the video signal. The resulting video pulse is fed through the pairing and switching unit 23 to the input of the radar processor board 25 installed in the computer radar indicator 24. To maintain a constant value of the difference frequency between the frequency of the transmitter 6 and the local oscillator frequency, a small part of the pulse power emitted by the transmitter 5 is transmitted the coupler 8 and the attenuator 9 of the microwave path 4. The mixer 26 converts the microwave pulse received at the input into an intermediate frequency radio pulse, which is fed to block 27 of the automatic adjustment of the local oscillator frequency 17. Depending on the deviation of the frequency of the incoming radio pulse from the nominal value of the intermediate frequency, block 27 generates a control voltage that is supplied to the varactor of the local oscillator 17, adjusting it in such a way as to maintain the value of the intermediate frequency equal to the required accuracy rated frequency value.

При работе радиолокационной системы в режиме секторного обзора со снятием излучения в нерабочем секторе углов блок 27 обеспечивает запоминание частоты гетеродина 17 на время паузы в работе передатчика 5. Для обеспечения работы радиолокационной системы при различных длительностях импульса в блоке 27 предусмотрены две полосы пропускания усилительного тракта. При работе с короткими импульсами полоса пропускания соответствует 33 МГц, а при работе с более широкими импульсами - 7 МГц. When the radar system is in sector-wide viewing mode and the radiation is removed in the non-working sector of the angles, block 27 provides storing the frequency of the local oscillator 17 for a pause in the operation of transmitter 5. To ensure the operation of the radar system at various pulse durations, block 27 provides two passband amplification paths. When working with short pulses, the bandwidth corresponds to 33 MHz, and when working with wider pulses - 7 MHz.

Блок 22 связи и синхронизации посредством последовательного канала связи обеспечивает также передачу команд управления и контроля от компьютерного радиолокационного индикатора 24 через блок 23 сопряжения и коммутации к передатчику 5 и приемнику 6. The communication and synchronization unit 22 via a serial communication channel also provides the transmission of control and monitoring commands from the computer radar indicator 24 through the pairing and switching unit 23 to the transmitter 5 and receiver 6.

Запись поступающей в радар-процессор 25 информации осуществляется в память, организованную в виде двух блоков (страниц). В одну из страниц записываются текущие данные, а на другую могут считываться данные, записанные ранее. Информация, поступающая в радар-процессор 25, обрабатывается в два этапа. Первый этап начинается с приходом видео- и синхроимпульсов и заканчивается записью в память всей последовательности дискретных отсчетов по дальности. На этом этапе сигналы подвергаются следующим процедурам: масштабированию, дискретизации, квантованию, предварительному пороговому отбору вида "цель-не цель" и записи в память. The information received in the radar processor 25 is recorded in a memory organized in the form of two blocks (pages). Current data is written to one of the pages, and previously recorded data can be read to the other. Information entering the radar processor 25 is processed in two stages. The first stage begins with the arrival of video and sync pulses and ends with recording the entire sequence of discrete samples in range in memory. At this stage, the signals are subjected to the following procedures: scaling, sampling, quantization, preliminary threshold selection of the "target-not target" type and recording to memory.

Второй этап начинается вслед за первым и заканчивается записью в буфер 38 обмена с шиной 39 предварительной обработки информации по линейке. При этом реализуются следующие процедуры: пространственно-временная фильтрация, сопряжение по плотности потока информации, управляемая запись в буфер 38 обмена с шиной 39, через которую информация поступает в компьютер для дальнейшей вторичной обработки, представления первичной и вторичной информаций на мониторе, хранения и трансляции по локальным вычислительн ым сетям. The second stage begins after the first and ends by writing to the clipboard 38 exchange with the bus 39 preliminary processing of information on the line. In this case, the following procedures are implemented: spatial-temporal filtering, pairing according to the density of the information flow, controlled recording to the clipboard 38 of the exchange with bus 39, through which information is transmitted to a computer for further secondary processing, presentation of primary and secondary information on a monitor, storage and broadcasting local area networks.

Claims

1. Radar system containing a transmitting module, comprising an antenna unit with a slot emitter and a speaker, connected in series through a rotary transition with a receiving module including a communication and synchronization unit and an indicator, characterized in that the slot emitter is placed relative to the walls of the speaker with a gap filled with a dielectric and equipped with a printed polarizing filter and a polarization rotator sequentially installed at the speaker output, the transmitting module generates pulse needles of the millimeter wavelength range, the duration of which is in the range of 0.035 - 2.0 μs and synchronizing pulsed signals whose trailing edge coincides with the leading edge of the signals reflected from the target and received and processed by the receiving module, the receiver of which also contains a low-noise input amplifier and an additional automatic frequency control channel with a separate mixer, while the communication and synchronization unit provides transmission of control and control commands to the transmitter and receiver, respectively, of the transmitting and many modules and is provided with a communication channel connected through the interface unit and switching with display, comprising a computer board radar processor and monitor.

2. The radar system according to claim 1, characterized in that the rotational transition connecting the receiving and transmitting modules with the antenna unit is non-contact.

3. The radar system according to claim 1, characterized in that the polarization rotator is made in the form of inclined dielectric plates mounted for rotation around a common axis.