RU2267137C1 - Monopulse radar station - Google Patents
Monopulse radar station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267137C1 RU2267137C1 RU2004108814/09A RU2004108814A RU2267137C1 RU 2267137 C1 RU2267137 C1 RU 2267137C1 RU 2004108814/09 A RU2004108814/09 A RU 2004108814/09A RU 2004108814 A RU2004108814 A RU 2004108814A RU 2267137 C1 RU2267137 C1 RU 2267137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- channel
- frequency
- total
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к радиолокационным системам (РЛС), преимущественно к когерентным РЛС обнаружения целей с непрерывным излучением, к которым предъявлены повышенные требования к снижению времени обзора сцены, использующим ЛЧМ сигнал, дополнительно манипулированный по частоте, и амплитудный суммарно-разностный моноимпульсный принцип пеленгации, работающим на подвижных носителях.The present invention relates to radar systems (radar), mainly to coherent radar for detecting targets with continuous radiation, which are subject to increased requirements for reducing scene viewing time using an LFM signal, additionally frequency-manipulated, and an amplitude total-difference single-pulse direction finding principle operating on mobile carriers.
В известных бортовых моноимпульсных РЛС используется импульсный режим работы приемопередатчика. Примером является устройство [2, рис.1.9]. В этом устройстве сигнал передатчика через антенный переключатель и суммарно-разностный преобразователь поступает в моноимпульсную антенну амплитудного типа и излучаются по всем лучам в направлении цели, принимаемые моноимпульсной антенной отраженные сигналы после суммарно-разностного преобразования подаются с его первого (суммарного) выхода через последовательно соединенные антенный переключатель, смеситель и УПЧ суммарного канала на первый вход фазового детектора, на второй вход фазового детектора приходит разностный сигнал, приходящий со второго (разностного) выхода суммарно-разностного преобразователя через последовательно соединенные смеситель и УПЧ разностного канала. В результате фазового детектирования образуется сигнал углового рассогласования цели относительно равносигнального направления (РСН), который через усилитель управляет системой управления антенной, соответственно положением РСН антенны. Сигнал ошибки используется в режиме автосопровождения цели по углу. Для обеспечения независимости крутизны пеленгационной характеристики устройства по углу от уровня входного сигнала оба УПЧ с помощью АРУ, подключенного по входу к выходу УПЧ суммарного канала, охвачены обратной связью.In known on-board monopulse radars, the pulse mode of the transceiver is used. An example is a device [2, Fig. 1.9]. In this device, the transmitter signal through the antenna switch and the sum-difference converter enters the monopulse antenna of the amplitude type and is emitted along all the rays in the direction of the target, the reflected signals received by the monopulse antenna after the sum-difference conversion are supplied from its first (total) output through a series-connected antenna a switch, mixer, and amplifier of the total channel at the first input of the phase detector, a difference signal arrives at the second input of the phase detector, coming from the second (differential) output of the total-differential converter through a series-connected mixer and the IF amplifier of the differential channel. As a result of phase detection, a signal of the angular mismatch of the target with respect to the equal signal direction (RSN) is generated, which through the amplifier controls the antenna control system, respectively, the position of the RSN antenna. The error signal is used in the auto tracking mode of the target by angle. To ensure the independence of the steepness of the direction-finding characteristic of the device in angle from the level of the input signal, both IFs using the AGC connected at the input to the output of the IFS of the total channel are covered by feedback.
Недостатком устройства является работа в импульсном режиме с простым не когерентным сигналом, при котором требуется повышенная импульсная мощность передатчика и реализуется низкая помехозащищенность.The disadvantage of this device is the operation in pulsed mode with a simple non-coherent signal, which requires an increased pulse power of the transmitter and low noise immunity.
Известно устройство моноимпульсной РЛС, работающее с ЛЧМ сигналом в импульсном с малой скважностью режиме (квазинепрерывном режиме), измеряющее дальность и угловые координаты цели [2, рис 1.22, стр. 41], содержащее первые смесители суммарного и разностного каналов, где принимаемые высокочастотные сигналы гетеродинируются, далее последовательно усиливаются в УПЧ суммарного и разностного каналов и переносятся с помощью 2 смесителей на видеочастоту. Опорной частотой, приходящей на вторые входы 2 смесителей, является ЛЧМ сигнал, модулирующий зондирующий сигнал, смещенный к первой промежуточной частоте. Сигналы суммы и разности после 2 смесителей поступают на усилители доплеровских частот (УДЧ) суммарного и разностного каналов, где фильтруются в полосе рабочих разностных частот отраженного сигнала. Сигналы УДЧ после смешения с частотой следящего гетеродина поступают на доплеровские фильтры (ДФ) суммарного и разностного каналов. Таким образом, сигналы ДФ суммарного и разностного каналов содержат отфильтрованные в узкой полосе ДФ сигналы, соответствующие одной из целей для которой сдвиг частоты отраженного сигнала относительно зондирующего (сдвиг частоты соответствует дальности до цели), соответствует настройке следящего гетеродина. Управление частотой следящего гетеродина происходит от частотного дискриминатора, подключенного к ДФ разностного канала. При захвате частоты сдвига отраженного сигнала относительно зондирующего выходной сигнал фазового детектора (сигнал ошибки), подключенного к выходам ДФ суммарного и разностного каналов, соответствует угловому отклонению цели от РСН и используется далее схемой фиксации углового положения РСН, когда при сканировании антенны сигнал ошибки переходит через ноль. Кроме того, измерение частоты следящего гетеродина в режиме захвата позволяет определить дальность до цели.A device is known for a monopulse radar operating with a chirp signal in a pulsed low duty cycle (quasi-continuous mode) measuring the range and angular coordinates of the target [2, Fig. 1.22, p. 41], containing the first mixers of the total and difference channels, where the received high-frequency signals are heterodyned , then sequentially amplified in the IFA of the total and difference channels and transferred using 2 mixers to the video frequency. The reference frequency arriving at the second inputs of the 2 mixers is the LFM signal modulating the probing signal shifted to the first intermediate frequency. The sum and difference signals after 2 mixers are fed to the Doppler frequency amplifiers (UDM) of the total and difference channels, where they are filtered in the working difference frequency band of the reflected signal. UDM signals after mixing with the tracking oscillator frequency are fed to the Doppler filters (DF) of the total and difference channels. Thus, the DF signals of the sum and difference channels contain signals filtered in a narrow band of the DF, corresponding to one of the purposes for which the frequency shift of the reflected signal relative to the probing one (the frequency shift corresponds to the distance to the target) corresponds to the setting of the tracking local oscillator. The frequency control of the tracking local oscillator comes from a frequency discriminator connected to the differential channel DF. When capturing the shear frequency of the reflected signal relative to the probe, the output signal of the phase detector (error signal) connected to the DF outputs of the sum and difference channels corresponds to the angular deviation of the target from the RSN and is used later on by fixing the angular position of the RSN when the error signal goes through zero when scanning the antenna . In addition, measuring the frequency of the tracking local oscillator in the capture mode allows you to determine the range to the target.
Недостатком этой моноимпульсной РЛС является то, что она, работая в квазинепрерывном режиме, имеет минимум в два раза большую пиковую мощность передатчика по сравнению с мощностью передатчика, работающего в непрерывном режиме. Кроме того, в режиме обзора требуется большое время поиска сигнала цели (обзора сцены) во всем рабочем диапазоне, так как для анализа сигнала на каждой дальности требуется перестройка частоты повторения зондирующих импульсов, обеспечивающая нахождение отраженного сигнала между зондирующими.The disadvantage of this monopulse radar is that, when operating in quasi-continuous mode, it has at least twice the peak transmitter power compared to the power of the transmitter operating in continuous mode. In addition, in the review mode, it takes a long time to search for the target signal (scene review) in the entire operating range, since for analyzing the signal at each range, it is necessary to adjust the repetition frequency of the probe pulses, which ensures that the reflected signal is between the probing ones.
Другая квазимоноимпульсная РЛС, работающая с непрерывным зондирующим сигналом [3], образованным манипуляцией 2-х несущих частот, модулированных единым непрерывным ЛЧМ сигналом, следит по дальности за земной поверхностью при боковом визировании с борта летательного аппарата (ЛА) в направлении угломестного РСН, образованного двумя коммутируемыми через период лучами антенны. Каждому лучу соответствует своя несущая частота.Another quasimonopulse radar operating with a continuous probing signal [3], formed by the manipulation of 2 carrier frequencies modulated by a single continuous LFM signal, monitors the Earth’s surface for lateral sighting from an aircraft (LA) in the direction of the elevated RSN formed by two RSNs periodically switched antenna beams. Each beam has its own carrier frequency.
Недостатком устройства является то, что за счет попеременного переключения передатчика к лучам антенны эффективность использования мощности передатчика в два раза ниже чем в моноимпульсной РЛС, излучающей, принимающей и анализирующей сигнал по лучам одновременно. Как и в предыдущей РЛС с квазинепрерывным излучением для анализа наличия сигналов в широком рабочем диапазоне дальностей необходима перестройка частоты манипуляции несущих частот, что увеличивает необходимое время поиска целей (обзора сцены) в режиме обзора.The disadvantage of this device is that due to the alternate switching of the transmitter to the antenna beams, the efficiency of using the transmitter power is two times lower than in a single-pulse radar that emits, receives and analyzes the signal along the rays at the same time. As in the previous quasicontinuous radar, the analysis of the presence of signals in a wide working range of ranges requires a tuning of the carrier frequency manipulation frequency, which increases the necessary time for target search (scene review) in the review mode.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой моноимпульсной РЛС и принятой в качестве прототипа является устройство [1]. Устройство-прототип допускает перестройку несущей частоты от импульса к импульсу и использует сигнал с внутриимпульсной фазовой манипуляцией. Отраженные сигналы после суммарно-разностного преобразования подаются на два канала - суммарный и разностный. Каждый канал представляет последовательно соединенные усилитель высокой частоты (УВЧ), смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), блок фазовых детекторов, амплитудные квантователи сигналов фазовых детекторов и цифровой согласованный фильтр. Полученные на выходах цифровых согласованных фильтров квадратурные составляющие сигналов далее поступают в дискриминатор угла, где определяется отклонение цели от РСН (дискриминатор угла выполняет операцию скалярного произведения). Квадратурные составляющие суммарного сигнала, кроме того, через блок объединения квадратур поступают в устройство обработки информации, в которое входит блок первичной обработки (накопление и обнаружение сигнала, первичное измерение координат целей), следящий дальномер и блок вторичной обработки сигнала (анализ доплеровского расширения спектра сигнала на анализируемой дальности по квадратурным составляющим суммарного сигнала и классификация цели, выбор цели на автосопровождение, выдача исходных данных о дальности цели в следящий дальномер и азимута цели на привод антенны).The closest in technical essence to the proposed monopulse radar and adopted as a prototype is a device [1]. The prototype device allows the tuning of the carrier frequency from pulse to pulse and uses a signal with intrapulse phase shift keying. The reflected signals after the total-differential conversion are fed into two channels - the total and the differential. Each channel represents a series-connected high-frequency amplifier (UHF), a mixer, an intermediate-frequency amplifier (UHF), a block of phase detectors, amplitude quantizers of signals from phase detectors, and a digital matched filter. The quadrature components of the signals obtained at the outputs of the digital matched filters are then sent to the angle discriminator, where the deviation of the target from the PCN is determined (the angle discriminator performs the scalar product operation). The quadrature components of the total signal, in addition, through the quadrature combining unit enter the information processing device, which includes the primary processing unit (signal accumulation and detection, primary measurement of target coordinates), a tracking range finder, and a secondary signal processing unit (analysis of the Doppler signal spectrum expansion by range analyzed by the quadrature components of the total signal and target classification, target selection for auto tracking, output of initial target range data to tracking yes target number and azimuth to the antenna drive).
Недостатком устройства является импульсный режим излучения, при котором пиковая мощность передатчика минимум в два раза выше значения при непрерывном излучении. В реальности это значение больше двух, так как в режиме поиска для просмотра целевой обстановки в большом диапазоне дальностей приходится перестраивать длительность фазоманипулированного зондирующего сигнала, соответственно увеличивать скважность, чтобы минимальная задержка сигнала была больше длительности зондирующего. При небольшом перекрытии отраженного фазоманипулированного сигнала с зондирующим в устройстве-прототипе производится уменьшение числа разрядов кода опорного сигнала (обнуление разрядов сдвигающих регистров цифрового согласованного фильтра) и изменение порога обнаружения в зависимости от дальности до анализируемой цели. Однако это не обеспечивает параллельный прием и обнаружение сигнала (с целью сокращения времени выхода в эфир при поиске сигнала) в более широком диапазоне дальностей при большом процентном перекрытии зондирующего сигнала с отраженным, в том числе при непрерывном сигнале.The disadvantage of this device is the pulsed radiation mode, in which the peak transmitter power is at least two times higher than the value for continuous radiation. In reality, this value is more than two, since in the search mode to view the target situation in a wide range of ranges, it is necessary to reconstruct the duration of the phase-manipulated probe signal, and accordingly, increase the duty cycle so that the minimum signal delay is longer than the probe duration. With a small overlap of the reflected phase-manipulated signal with the probe signal in the prototype device, the number of bits of the reference signal code is reduced (the bits of the shift registers of the digital matched filter are reset) and the detection threshold is changed depending on the distance to the target being analyzed. However, this does not provide parallel reception and detection of the signal (in order to reduce the airtime when searching for a signal) in a wider range of ranges with a large percentage overlap of the probing signal with the reflected signal, including a continuous signal.
Технической задачей изобретения является обеспечение возможности работы бортовой моноимпульсной РЛС с единой приемопередающей антенной в непрерывном режиме (фактор, облегчающий выполнение высоконадежного малогабаритного выходного устройства передатчика на полупроводниковых элементах) при одновременном сокращении времени выхода в эфир при обзоре сцены за счет применения частотно-временной развязки приемного тракта от излучаемого ЛЧМ сигнала, манипулируемого по частоте по перестраиваемому дискретно- временному закону. Разнос соседних манипулируемых несущих частот соответствует промежуточной частоте приемника, при этом каждая манипулируемая единицей кода частота излучается и одновременно является гетеродинной для отраженных сигналов, манипулированных по частоте нулем кода и наоборот.An object of the invention is to enable the on-board monopulse radar to operate with a single transceiver antenna in continuous mode (a factor facilitating the implementation of a highly reliable small-sized output device of the transmitter on semiconductor elements) while reducing the airtime when viewing the scene due to the use of time-frequency isolation of the receiving path from the radiated LFM signal, manipulated in frequency according to a tunable discrete-time law. The spacing of adjacent manipulated carrier frequencies corresponds to the intermediate frequency of the receiver, and each frequency manipulated by a code unit is emitted and at the same time is heterodyne for reflected signals that are frequency-manipulated by code zero and vice versa.
Сущность изобретения заключается в том, что в моноимпульсную РЛС, содержащую: последовательно соединенные усилитель мощности, антенный переключатель, суммарно-разностный преобразователь и антенный блок, а также возбудитель, синхронизатор, устройство обработки информации (УОИ), 2-канальный суммарно-разностный приемник, фазовые детекторы суммарного и разностного каналов, блок объединения квадратур, дискриминатор угла и привод антенны, причем выход привода антенны кинематически связан с антенным блоком, вход привода антенны соединен с вторым выходом УОИ, второй (информационный) выход привода антенны соединен с шестым входом УОИ, 2-канальный суммарно-разностный приемник содержит последовательно соединенные по двум входам-выходам суммарного и разностного каналов двухканальные усилитель высокой частоты, балансный смеситель и 2-канальный усилитель промежуточной частоты (УПЧ), гетеродинный вход балансного смесителя является третьим гетеродинным входом 2-канального суммарно-разностного приемника, первый и второй входы усилителя высокой частоты являются входами, а первый и второй выходы усилителя промежуточной частоты являются выходами суммарного и разностного каналов 2-канального суммарно-разностного приемника соответственно, УОИ содержит блок первичной обработки и блок вторичной обработки, первый выход блока первичной обработки соединен с первым входом блока вторичной обработки соответственно, третий, четвертый и первый выходы блока вторичной обработки являются вторым, четвертым и третьим выходом УОИ, третий вход УОИ соединен с первым входом блока первичной обработки, четвертый выход возбудителя соединен с первыми входами фазовых детекторов суммарного и разностного каналов, третий выход синхронизатора соединен с четвертым входом УОИ, первый выход 2-канального суммарно-разностного приемника соединен со вторым входом фазового детектора суммарного канала, второй выход 2-канального суммарно-разностного приемника соединен со вторым входом фазового детектора разностного канала, выход блока объединения квадратур соединен с третьим входом УОИ, введены последовательно соединенные синтезатор зондирующего сигнала (СЗС), умножитель частоты, коммутируемый фильтр передачи и направленный ответвитель, второй выход которого соединен с входом усилителя мощности, последовательно соединенные усилитель доплеровской частоты суммарного канала и блок доплеровских фильтров суммарного канала, последовательно соединенные усилитель доплеровской частоты разностного канала и блок доплеровских фильтров разностного канала, блоки опроса суммарного и разностного каналов, схема автоматической регулировки усиления (АРУ), выход которой соединен с третьими входами усилителей доплеровской частоты суммарного и разностного каналов, генератор манипулирующих последовательностей, коммутируемые фильтры суммарного и разностного каналов, измеритель скорости и сноса и делитель, третий выход направленного ответвителя соединен с третьим (гетеродинным) входом 2-канального суммарно-разностного приемника, первый выход антенного переключателя через коммутируемый фильтр суммарного канала соединен с первым (суммарным) входом 2-канального суммарно-разностного приемника, второй (разностный) выход суммарно-разностного преобразователя соединен через коммутируемый фильтр разностного канала с вторым (разностным) входом 2-канального суммарно-разностного приемника, выход фазового детектора суммарного канала соединен с вторым входом усилителя доплеровской частоты суммарного канала, выход которого дополнительно соединен с входом АРУ, выход фазового детектора разностного канала соединен с вторым входом усилителя доплеровской частоты разностного канала, второй выход синхронизатора соединен с первым входом синтезатора зондирующего сигнала, пятым входом УОИ и третьими входами блоков доплеровских фильтров суммарного и разностного каналов, третий выход возбудителя соединен с первым входом генератора манипулирующих последовательностей, входом синхронизатора, с первыми входами блоков доплеровских фильтров суммарного и разностного каналов и седьмым входом УОИ, первый и второй выходы возбудителя соединены соответственно со вторым и третьим входом синтезатора зондирующего сигнала, первый выход синхронизатора через генератор манипулирующих последовательностей соединен с шестым входом синтезатора зондирующего сигнала и вторым (управляющим) входом коммутируемого фильтра передачи, второй (инверсный) выход генератора манипулирующих последовательностей соединен со вторыми (управляющими) входами коммутируемых фильтров суммарного и разностного каналов, третий и четвертый выходы УОИ соединены соответственно с пятым и четвертым входами синтезатора зондирующего сигнала, первый выход УОИ соединен с первыми (управляющими) входами усилителей доплеровской частоты суммарного и разностного каналов, выходы с первого по N-й блока доплеровских фильтров суммарного канала соединены соответственно с входами блока опроса суммарного канала со второго по (N+1)-й, выходы с первого по N-й блока доплеровских фильтров разностного канала соединены соответственно с входами блока опроса разностного канала со второго по (N+1)-й, третий выход синхронизатора дополнительно соединен с первыми входами блоков опроса суммарного и разностного каналов, выход блока опроса разностного канала через последовательно соединенные дискриминатор угла и делитель подключен к восьмому входу УОИ, выход блока опроса суммарного канала соединен с входом блока объединения квадратур и первым входом дискриминатора угла, выход блока объединения квадратур дополнительно соединен с первым входом делителя, первый и второй выход измерителя скорости и угла сноса соединены соответственно с первым и вторым входом УОИ, первый, второй, четвертый и шестой входы УОИ соединены с четвертым, пятым, вторым и шестым входами блока вторичной обработки соответственно, второй выход блока вторичной обработки является первым выходом УОИ, четвертый вход блока первичной обработки является восьмым входом УОИ, седьмой вход УОИ соединен с третьим входом блока первичной обработки, пятый вход УОИ соединен с вторым входом блока первичной обработки, второй выход блока первичной обработки соединен с третьим входом блока вторичной обработки.The essence of the invention lies in the fact that in a monopulse radar, comprising: series-connected power amplifier, antenna switch, sum-difference converter and antenna block, as well as a pathogen, synchronizer, information processing device (UOI), 2-channel sum-difference receiver, phase detectors of the sum and difference channels, quadrature combining unit, angle discriminator and antenna drive, the output of the antenna drive being kinematically connected to the antenna unit, the input of the antenna drive connected to watts the second output of the VOI, the second (informational) output of the antenna drive is connected to the sixth input of the VOI, the 2-channel sum-difference receiver contains two-channel high-frequency amplifier, a balanced mixer, and a 2-channel intermediate frequency amplifier connected in series at the two inputs-outputs of the total and difference channels (UPCH), the heterodyne input of the balanced mixer is the third heterodyne input of the 2-channel sum-difference receiver, the first and second inputs of the high-frequency amplifier are inputs, and the first and the second outputs of the intermediate-frequency amplifier are the outputs of the sum and difference channels of the 2-channel sum-difference receiver, respectively, the UOI contains a primary processing unit and a secondary processing unit, the first output of the primary processing unit is connected to the first input of the secondary processing unit, respectively, the third, fourth and first outputs secondary processing units are the second, fourth and third outputs of the UOI, the third input of the UOI is connected to the first input of the primary processing unit, the fourth output of the pathogen with dinene with the first inputs of the phase detectors of the sum and difference channels, the third output of the synchronizer is connected to the fourth input of the UOI, the first output of the 2-channel sum-difference receiver is connected to the second input of the phase detector of the total channel, the second output of the 2-channel sum-difference receiver is connected to the second the input of the phase detector of the difference channel, the output of the quadrature combining unit is connected to the third input of the IOI, the sounding signal synthesizer (SES) is connected in series, the multiplier is often you, a switched transmission filter and a directional coupler, the second output of which is connected to the input of the power amplifier, a series-connected amplifier of the Doppler frequency of the total channel and a block of Doppler filters of the total channel, series-connected amplifier of the Doppler frequency of the difference channel and the block of Doppler filters of the differential channel, polling units of the total and differential channels, automatic gain control (AGC) circuit, the output of which is connected to the third inputs of the amplifiers Doppler th frequency of the total and difference channels, the generator of manipulating sequences, switched filters of the total and difference channels, a speed and drift meter and a divider, the third output of the directional coupler is connected to the third (heterodyne) input of the 2-channel total-difference receiver, the first output of the antenna switch via a switched the total channel filter is connected to the first (total) input of the 2-channel total-differential receiver, the second (differential) output of the total-differential converter connected through a switched filter of the difference channel to the second (differential) input of the 2-channel total-difference receiver, the output of the phase detector of the total channel is connected to the second input of the amplifier of the Doppler frequency of the total channel, the output of which is additionally connected to the input of the AGC, the output of the phase detector of the difference channel is connected to the second input of the amplifier of the Doppler frequency of the difference channel, the second output of the synchronizer is connected to the first input of the synthesizer of the probing signal, the fifth input of the UOI and the third the odes of the blocks of the Doppler filters of the total and differential channels, the third output of the pathogen is connected to the first input of the generator of the manipulating sequences, the input of the synchronizer, with the first inputs of the blocks of the Doppler filters of the total and difference channels and the seventh input of the UOI, the first and second outputs of the pathogen are connected respectively to the second and third input probe synthesizer, the first synchronizer output through the manipulator sequence generator is connected to the sixth input of the probe synthesizer signal and the second (control) input of the switched transmission filter, the second (inverse) output of the generator of the manipulating sequences is connected to the second (control) inputs of the switched filters of the total and difference channels, the third and fourth outputs of the UOI are connected respectively to the fifth and fourth inputs of the probe signal synthesizer, the first output of the UOI is connected to the first (control) inputs of the amplifiers of the Doppler frequency of the total and difference channels, the outputs from the first to the Nth block of Doppler fil ntrov of the total channel are connected respectively to the inputs of the polling unit of the total channel from the second to (N + 1) -th, the outputs from the first to N-th block of Doppler filters of the difference channel are connected respectively to the inputs of the polling unit of the difference channel from the second to (N + 1) -th, the third output of the synchronizer is additionally connected to the first inputs of the polling units of the total and differential channels, the output of the polling unit of the difference channel through series-connected angle discriminator and the divider is connected to the eighth input of the UOI, the output of the polling unit ummar channel is connected to the input of the quadrature combining unit and the first input of the angle discriminator, the output of the quadrature combining unit is additionally connected to the first input of the divider, the first and second output of the speed and drift angle meter are connected respectively to the first and second input of the UOI, the first, second, fourth and sixth UOI inputs are connected to the fourth, fifth, second and sixth inputs of the secondary processing unit, respectively, the second output of the secondary processing unit is the first output of the UOI, the fourth input of the primary processing unit ki is the eighth input of the UOI, the seventh entrance of the UOI is connected to the third input of the primary processing unit, the fifth input of the UOI is connected to the second input of the primary processing unit, the second output of the primary processing unit is connected to the third input of the secondary processing unit.
Синтезатор зондирующего сигнала (СЗС) состоит из 2-х каналов, каждый из которых содержит генератор линейно-частотно-модулированного сигнала, фазовый детектор, балансный смеситель, направленный ответвитель, фильтр низкой частоты и генератор, управляемый напряжением, на выход синтезатора зондирующего сигнала через первый коммутатор, проходит сигнал одного из каналов, при этом первый вход СЗС соединен с первыми синхронизирующими входами первого и второго генераторов линейно-частотно-модулированного напряжения, четвертый и пятый входы СЗС соединены со вторыми входами первого и второго генераторов линейно-частотно-модулированного напряжения соответственно, выход первого генератора линейно-частотно-модулированного напряжения последовательно через третий фазовый детектор, первый фильтр низкой частоты и первый генератор, управляемый напряжением, соединен с входом второго направленного ответвителя, первый выход которого через второй балансный смеситель соединен со вторым входом третьего фазового детектора, второй выход второго направленного ответвителя через первый коммутатор соединен с выходом СЗС, выход второго генератора линейно-частотно-модулированного напряжения последовательно через четвертый фазовый детектор, второй фильтр низкой частоты и второй генератор, управляемый напряжением, соединен с входом третьего направленного ответвителя, первый выход которого через третий балансный смеситель соединен со вторым входом четвертого фазового детектора, второй выход третьего направленного ответвителя соединен с третьим входом первого коммутатора, второй и третий вход СЗС соединены с первыми входами второго и третьего балансных смесителей соответственно, шестой вход СЗС соединен с первым (управляющим) входом первого коммутатора.The probe signal synthesizer (SES) consists of 2 channels, each of which contains a linear-frequency-modulated signal generator, a phase detector, a balanced mixer, a directional coupler, a low-pass filter and a voltage-controlled generator to the probe synthesizer output through the first the switch passes the signal of one of the channels, while the first input of the SES is connected to the first synchronizing inputs of the first and second generators of the linear-frequency-modulated voltage, the fourth and fifth inputs of the SZ connected to the second inputs of the first and second linear-frequency-modulated voltage generators, respectively, the output of the first linear-frequency-modulated voltage generator in series through the third phase detector, the first low-pass filter and the first voltage-controlled generator, connected to the input of the second directional coupler, the first whose output through the second balanced mixer is connected to the second input of the third phase detector, the second output of the second directional coupler through the first the switch is connected to the output of the SZS, the output of the second linear-frequency-modulated voltage generator is sequentially through the fourth phase detector, the second low-pass filter and the second voltage-controlled generator is connected to the input of the third directional coupler, the first output of which is connected to the second input through the third balanced mixer the fourth phase detector, the second output of the third directional coupler is connected to the third input of the first switch, the second and third input of the SES are connected to the first I second and third rows balanced mixers, respectively, a sixth input coupled to a first ESS (control) input of the first switch.
Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и чертежами, на которых представлены:The invention is illustrated by a further description and drawings, which show:
Фиг.1 - структурная схема моноимпульсной РЛС;Figure 1 - structural diagram of a monopulse radar;
Фиг.2 - эпюры, поясняющие структуру зондирующего и отраженного сигнала,Figure 2 is a plot explaining the structure of the probe and reflected signal,
Фиг.3 - структурная схема коммутируемых фильтров (КФ),Figure 3 is a structural diagram of a switched filter (CF),
Фиг.4 - структурная схема синтезатора зондирующего сигнала (СЗС),Figure 4 is a structural diagram of a synthesizer sounding signal (SES),
Фиг.5- структурная схема синхронизатора (С),5 is a structural diagram of a synchronizer (C),
Фиг.6 - структурная схема усилителей доплеровских частот (УДЧ),6 is a structural diagram of amplifiers Doppler frequency (UDM),
Фиг.7 - вид амплитудно-частотной характеристики усилителей доплеровских частот (УДЧ),7 is a view of the amplitude-frequency characteristics of the amplifiers of Doppler frequency (UDM),
Фиг.8 - структурная схема блоков доплеровских фильтров (БДФ),Fig. 8 is a block diagram of Doppler filter blocks (BDF),
Фиг.9 - структурная схема блока объединения квадратур (БОК),Fig.9 is a structural diagram of a block combining quadratures (BOC),
Фиг.10 -структурная схема дискриминатора угла (ДУ),Figure 10 is a structural diagram of an angle discriminator (DU),
Фиг.11 - эпюры, поясняющие временную диаграмму работы блоков,11 - diagrams explaining the timing diagram of the blocks,
Фиг.12 - структурная схема блока первичной обработки сигнала (БПО),12 is a block diagram of a primary signal processing unit (BPO),
Фиг.13 - блок-схема алгоритма работы блока вторичной обработки (БВО),Fig - block diagram of the algorithm of the secondary processing unit (BVI),
Фиг.14 - структурная схема порогового обнаружителя,Fig is a structural diagram of a threshold detector,
Фиг.15 - структурная схема накопителей,Fig - structural diagram of drives,
Фиг.16 - структурная схема углового селектора.Fig is a structural diagram of an angular selector.
Согласно структурной схеме на фиг.1 в предлагаемой моноимпульсной РЛС приняты следующие обозначения:According to the structural diagram of figure 1 in the proposed monopulse radar adopted the following notation:
1 - антенный блок (АБ),1 - antenna unit (AB),
2 - суммарно-разностный преобразователь (СРП.),2 - total differential Converter (PSA.),
3 - антенный переключатель (АП),3 - antenna switch (AP),
4 - усилитель мощности (УМ)4 - power amplifier (UM)
5 - направленный ответвитель (НО),5 - directional coupler (BUT),
6 - коммутируемый фильтр передачи (КФ-П),6 - switched filter transmission (KF-P),
7 - умножитель частоты (УЧ),7 - frequency multiplier (UCH),
8 - синтезатор зондирующего сигнала (СЗС),8 - synthesizer sounding signal (SZS),
9 - возбудитель(В),9 - pathogen (B),
10 - генератор манипулирующих последовательностей (ГМП),10 - manipulator sequence generator (GMF),
11 - синхронизатор (С),11 - synchronizer (C),
12 - устройство обработки информации (УОИ),12 - information processing device (UOI),
13 - измеритель скорости и угла сноса (ИСС),13 - speed meter and drift angle (ASC),
14 - коммутируемый фильтр суммарного канала (КФ-С ),14 - switched filter of the total channel (KF-S),
15 - коммутируемый фильтр разностного канала (КФ-Р ),15 - switched filter differential channel (KF-R),
16 - 2-канальный суммарно- разностный приемник (Пр),16 - 2-channel total-difference receiver (Pr),
17 - фазовый детектор суммарного канала (ФД-С ),17 - phase detector of the total channel (FD-S),
18 - фазовый детектор разностного канала (ФД-Р ),18 - phase detector of the difference channel (FD-R),
19 - усилитель доплеровской частоты суммарного канала (УДЧ-С),19 - amplifier Doppler frequency of the total channel (UDC-S),
20 - усилитель доплеровской частоты разностного канала (УДЧ-Р),20 - amplifier Doppler frequency difference channel (UDC-R),
21 - автоматическая регулировка усиления (АРУ),21 - automatic gain control (AGC),
22 - блок доплеровских фильтров суммарного канала (БДФ-С ),22 - block Doppler filters of the total channel (BDF-S),
23 - блок доплеровских фильтров разностного канала (БДФ-Р ),23 - block Doppler filters of the difference channel (BDF-R),
24 - блок опроса суммарного канала (БО-С ),24 - block survey of the total channel (BO-S),
25 - блок опроса разностного канала (БО-Р ),25 - block polling the differential channel (BO-R),
26 - блок объединения квадратур (БОК),26 - block combining quadratures (BOK),
27 - дискриминатор угла (ДУ),27 - angle discriminator (DU),
28 - делитель (Дел),28 - divider (Affairs),
29 - привод антенны (ПА),29 - antenna drive (PA),
30 - 2-канальный усилитель высокой частоты (УВЧ),30 - 2-channel high-frequency amplifier (UHF),
31 - 2-канальный балансный смеситель (БСМ),31 - 2-channel balanced mixer (BSM),
32 - 2-канальный усилитель промежуточной частоты (УПЧ),32 - 2-channel intermediate frequency amplifier (IFA),
33 - блок вторичной обработки (БВО),33 - block secondary processing (BVI),
34 - блок первичной обработки (БПО).34 - primary processing unit (BPO).
На структурной схеме фиг.1 предлагаемая моноимпульсная РЛС содержит последовательно соединеные усилитель мощности 4, антенный переключатель 3, суммарно-разностный преобразователь 2 и антенный блок 1, а также возбудитель 9, синхронизатор 11, устройство обработки информации (УОИ) 12, 2-канальный суммарно-разностный приемник 16, фазовые детекторы суммарного 17 и разностного 18 каналов, блок объединения квадратур 26, дискриминатор угла 27 и привод антенны 29, причем выход привода антенны 29 кинематически связан с антенным блоком 1, вход привода антенны 29 соединен с вторым выходом УОИ 12, второй (информационный) выход привода антенны 29 соединен с шестым входом УОИ 12, 2-канальный суммарно-разностный приемник 16 содержит последовательно соединенные по двум входам-выходам суммарного и разностного каналов двухканальные усилитель высокой частоты 30, балансный смеситель 31 и 2-канальный усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 32, гетеродинный вход балансного смесителя 31 является третьим гетеродинным входом 2-канального суммарно-разностного приемника 16, первый и второй входы усилителя высокой частоты 30 являются входами, а первый и второй выходы усилителя промежуточной частоты 32 являются выходами суммарного и разностного каналов 2-канального суммарно-разностного приемника 16 соответственно, УОИ 12 содержит блок первичной обработки 34, блок вторичной обработки 33, первый выход блока первичной обработки 34 соединен с первым входом блока вторичной обработки 33, третий, четвертый и первый выходы блока вторичной обработки 33 являются вторым, четвертым и третьим выходом УОИ 12, третий вход УОИ 12 соединен с первым входом блока первичной обработки 34, четвертый выход возбудителя 9 соединен с первыми входами фазовых детекторов суммарного 17 и разностного 18 каналов, третий выход синхронизатора 11 соединен с четвертым входом УОИ 12, первый выход 2-канального суммарно-разностного приемника 16, соединен со вторым входом фазового детектора суммарного канала 17, второй выход 2-канального суммарно-разностного приемника 16 соединен со вторым входом фазового детектора разностного канала 18, выход блока объединения квадратур 26 соединен с третьим входом УОИ 12, синтезатор зондирующего сигнала (СЗС) 8 последовательно через умножитель частоты 7 и коммутируемый фильтр передачи 6 соединен с направленным ответвителем 5, второй выход которого соединен с входом усилителя мощности 4, выход усилителя доплеровской частоты суммарного канала 19 соединен с вторым входом блока доплеровских фильтров суммарного канала 22, выход усилителя доплеровской частоты разностного канала 20 соединен с вторым входом блока доплеровских фильтров разностного канала 23, выход схемы АРУ 21 соединен с третьими входами усилителей доплеровской частоты суммарного 19 и разностного 20 канала, третий выход направленного ответвителя 5 соединен с третьим (гетеродинным) входом 2-канального суммарно-разностного приемника 16, первый выход антенного переключателя 3 через коммутируемый фильтр суммарного канала 14 соединен с первым (суммарньм) входом 2-канального суммарно-разностного приемника 16, второй (разностный) выход суммарно-разностного преобразователя 2 соединен через коммутируемый фильтр разностного канала 15 с вторым (разностным) входом 2-канального суммарно-разностного приемника 16, выход фазового детектора суммарного канала 17 соединен с вторым входом усилителя доплеровской частоты суммарного канала 19, выход которого дополнительно соединен с входом АРУ 21, выход фазового детектора разностного канала 18 соединен с вторым входом усилителя доплеровской частоты разностного канала 20, второй выход синхронизатора 11 соединен с первым входом синтезатора зондирующего сигнала 8, пятым входом УОИ 12 и третьими входами блоков доплеровских фильтров суммарного 22 и разностного 23 каналов, третий выход возбудителя 9 соединен с первым входом генератора манипулирующих последовательностей 10, входом синхронизатора 11, с первыми входами блоков доплеровских фильтров суммарного 22 и разностного 23 каналов и седьмым входом УОИ 12, первый и второй выходы возбудителя 9 соединены соответственно со вторым и третьим входом синтезатора зондирующего сигнала 8, первый выход синхронизатора 11 через генератор манипулирующих последовательностей 10 соединен с шестым входом синтезатора зондирующего сигнала 8 и вторым (управляющим) входом коммутируемого фильтра передачи 6, второй (инверсный) выход генератора манипулирующих последовательностей 10 соединен со вторыми (управляющими) входами коммутируемых фильтров суммарного 14 и разностного 15 каналов, третий и четвертый выходы УОИ 12 соединены соответственно с пятым и четвертым входами синтезатора зондирующего сигнала 8, первый выход УОИ 12 соединен с первыми (управляющими) входами усилителей доплеровской частоты суммарного 19 и разностного 20 каналов, выходы с первого по N-й блока доплеровских фильтров суммарного канала 22 соединены соответственно с входами блока опроса суммарного канала 24 со второго по (N+1)-й, выходы с первого по N-й блока доплеровских фильтров разностного канала 23 соединены соответственно с входами блока опроса разностного канала 25 со второго по (N+1)-й, третий выход синхронизатора 11 дополнительно соединен с первыми входами блоков опроса суммарного 24 и разностного 25 каналов, выход блока опроса разностного канала 25 через последовательно соединенные дискриминатор угла 27 и делитель 28 подключен к восьмому входу УОИ 12, выход блока опроса суммарного канала 24 соединен с входом блока объединения квадратур 26 и первым входом дискриминатора угла 27, выход блока объединения квадратур 26 дополнительно соединен с первым входом делителя 28, первый и второй выход измерителя скорости и угла сноса 13 соединены соответственно с первым и вторым входом УОИ 12, первый, второй, четвертый и шестой входы УОИ 12 соединены с четвертым, пятым, вторым и шестым входами блока вторичной обработки 33 соответственно, второй выход блока вторичной обработки 33 является первым выходом УОИ 12, четвертый вход блока первичной обработки 34 является восьмым входом УОИ 12, седьмой вход УОИ 12 соединен с третьим входом блока первичной обработки 34, пятый вход УОИ 12 соединен с вторым входом блока первичной обработки 34, второй выход блока первичной обработки 34 соединен с третьим входом блока вторичной обработки 33.In the structural diagram of figure 1, the proposed monopulse radar contains serially connected power amplifier 4, antenna switch 3, sum-difference converter 2 and antenna block 1, as well as pathogen 9, synchronizer 11, information processing device (UOI) 12, 2-channel total differential receiver 16, phase detectors of total 17 and differential 18 channels, quadrature combining unit 26, angle discriminator 27 and antenna drive 29, the output of the antenna drive 29 being kinematically connected to the antenna unit 1, the input of the antenna drive 29 It is connected to the second output of the AOI 12, the second (information) output of the antenna drive 29 is connected to the sixth input of the AOI 12, a 2-channel sum-difference receiver 16 contains two-channel high-frequency amplifier 30, a balanced mixer, connected in series via two inputs-outputs of the total and difference channels 31 and 2-channel intermediate frequency amplifier (IFA) 32, the heterodyne input of the balanced mixer 31 is the third heterodyne input of the 2-channel sum-difference receiver 16, the first and second inputs of the high-frequency amplifier 30 are inputs, and the first and second outputs of the intermediate frequency amplifier 32 are outputs of the total and differential channels of the 2-channel total-differential receiver 16, respectively, UOI 12 contains a primary processing unit 34, a secondary processing unit 33, the first output of the primary processing unit 34 is connected to the first the input of the secondary processing unit 33, the third, fourth and first outputs of the secondary processing unit 33 are the second, fourth and third output of the UOI 12, the third input of the UOI 12 is connected to the first input of the primary processing unit 34, h the fourth output of the pathogen 9 is connected to the first inputs of the phase detectors of the total 17 and the differential 18 channels, the third output of the synchronizer 11 is connected to the fourth input of the UOI 12, the first output of the 2-channel total-differential receiver 16 is connected to the second input of the phase detector of the total channel 17, the second the output of the 2-channel sum-difference receiver 16 is connected to the second input of the phase detector of the difference channel 18, the output of the quadrature combining unit 26 is connected to the third input of the UOI 12, the probe signal synthesizer (SES) 8 after Therefore, through a frequency multiplier 7 and a switched transmission filter 6, it is connected to a directional coupler 5, the second output of which is connected to the input of the power amplifier 4, the output of the Doppler frequency amplifier of the total channel 19 is connected to the second input of the Doppler filter unit of the total channel 22, and the output of the Doppler frequency amplifier of the difference channel 20 is connected to the second input of the block of Doppler filters of the difference channel 23, the output of the AGC circuit 21 is connected to the third inputs of the amplifiers of the Doppler frequency of a total of 19 and difference about 20 channels, the third output of the directional coupler 5 is connected to the third (heterodyne) input of the 2-channel sum-difference receiver 16, the first output of the antenna switch 3 through the switched filter of the total channel 14 is connected to the first (total) input of the 2-channel sum-difference receiver 16, the second (differential) output of the total-differential converter 2 is connected via a switched filter of the differential channel 15 to the second (differential) input of the 2-channel total-differential receiver 16, the output of the phase detector is about channel 17 is connected to the second input of the Doppler frequency amplifier of the total channel 19, the output of which is additionally connected to the input of the AGC 21, the output of the phase detector of the difference channel 18 is connected to the second input of the amplifier of the Doppler frequency of the difference channel 20, the second output of the synchronizer 11 is connected to the first input of the probe synthesizer signal 8, the fifth input of the UOI 12 and the third inputs of the Doppler filter blocks of the total 22 and the differential 23 channels, the third output of the pathogen 9 is connected to the first input of the manipulator sequence 10, the input of the synchronizer 11, with the first inputs of the Doppler filter blocks of the total 22 and the differential 23 channels and the seventh input of the UOI 12, the first and second outputs of the pathogen 9 are connected respectively to the second and third input of the probe synthesizer 8, the first output of the synchronizer 11 through the generator manipulating sequences 10 is connected to the sixth input of the probe synthesizer 8 and the second (control) input of the switched transmission filter 6, the second (inverse) output of the generator manipulating 10 sequences is connected to the second (control) inputs of the switched filters of a total of 14 and 15 differential channels, the third and fourth outputs of the UOI 12 are connected respectively to the fifth and fourth inputs of the probe signal synthesizer 8, the first output of the UOI 12 is connected to the first (control) inputs of the Doppler frequency amplifiers total 19 and differential 20 channels, outputs from the first to the Nth block of Doppler filters of the total channel 22 are connected respectively to the inputs of the polling unit of the total channel 24 from the second to (N + 1) th, outputs from the first to the Nth block of Doppler filters of the difference channel 23 are connected respectively to the inputs of the polling unit of the difference channel 25 from the second to the (N + 1) -th, the third output of the synchronizer 11 is additionally connected to the first inputs of the polling units of the total 24 and difference 25 channels, the output of the polling unit of the differential channel 25 through a series-connected discriminator of the angle 27 and the divider 28 is connected to the eighth input of the UOI 12, the output of the polling unit of the total channel 24 is connected to the input of the block combining quadrature 26 and the first input of the angle discriminator and 27, the output of the quadrature combining unit 26 is additionally connected to the first input of the divider 28, the first and second output of the speed and drift angle meter 13 are connected respectively to the first and second input of the UOI 12, the first, second, fourth and sixth inputs of the UOI 12 are connected to the fourth, the fifth, second and sixth inputs of the secondary processing unit 33, respectively, the second output of the secondary processing unit 33 is the first output of the AOI 12, the fourth input of the primary processing unit 34 is the eighth input of the AOI 12, the seventh input of the AOI 12 is connected to the third input of the unit primary processing 34, the fifth input of the UOI 12 is connected to the second input of the primary processing unit 34, the second output of the primary processing unit 34 is connected to the third input of the secondary processing unit 33.
На фиг.2 приведены эпюры, поясняющие структуру зондирующего и отраженного сигнала. Обозначения на фиг.2:Figure 2 shows diagrams explaining the structure of the probe and reflected signal. Designations in figure 2:
f1 - закон изменения частоты первого ЛЧМ сигнала,f 1 - the law of variation of the frequency of the first chirp signal,
f2 - закон изменения частоты второго ЛЧМ сигнала,f 2 - the law of variation of the frequency of the second chirp signal,
tr - задержка отраженного сигнала относительно зондирующего,t r - delay of the reflected signal relative to the probing,
fr+fд1 - сдвиг частоты отраженного сигнала относительно зондирующего для первого ЛЧМ сигнала,f r + f d1 - frequency shift of the reflected signal relative to the probing for the first chirp signal
fr+fд2 - сдвиг частоты отраженного сигнала относительно зондирующего для второго ЛЧМ сигнала,f r + f d2 - frequency shift of the reflected signal relative to the probing for the second chirp signal
fд1 и fд2 - доплеровский сдвиг частоты отраженного сигнала для зондирующих сигналов с частотами f1 и f2 соответственно,f d1 and f d2 - Doppler frequency shift of the reflected signal for probing signals with frequencies f 1 and f 2 respectively,
fоп - Δfсм/2 - сдвиг частот между первым и вторым ЛЧМ сигналом.f op - Δf cm / 2 - frequency shift between the first and second chirp signal.
fоп - опорная промежуточная частота,f op - reference intermediate frequency,
Fпр1 - промежуточная частота для первого ЛЧМ отраженного сигнала,F CR1 - the intermediate frequency for the first chirp of the reflected signal,
Fпр2 - промежуточная частота для второго ЛЧМ отраженного сигнала.F CR2 - intermediate frequency for the second chirped reflected signal.
Коммутируемые фильтры (КФ) 6, 14, 15 аналогичны, предназначены для управляемой частотной селекции проходящих через них сигналов и выполнены согласно схеме, представленной на фиг.3.Switched filters (CF) 6, 14, 15 are similar, designed for controlled frequency selection of the signals passing through them, and are made according to the circuit shown in Fig.3.
На фиг.3 приняты следующие обозначения:In figure 3, the following notation:
35 - первый коммутатор (Ком 1),35 - the first switch (Kom 1),
36 - первый фильтр (Ф1),36 - first filter (F1),
37 - второй фильтр (Ф2),37 - second filter (F2),
38 - второй коммутатор (Ком 2).38 - the second switch (Kom 2).
На схеме коммутируемого фильтра 6 (фиг.3) первый вход первого коммутатора 35 является первым входом коммутируемого фильтра 6, второй вход которого соединен с вторым и третьим входом первого 36 и второго 37 коммутаторов соответственно, первый выход первого коммутатора 35 через первый фильтр 36 соединен с первым входом второго коммутатора 38, второй выход первого коммутатора 35 через второй фильтр 37 соединен с вторым входом второго коммутатора 38, выход которого является выходом коммутируемого фильтра 6.In the circuit of the switched filter 6 (Fig. 3), the first input of the
Коммутаторы 35 и 38 могут быть реализованы на микросхеме НММС-2027, выпускаемой серийно.
Синтезатор зондирующего сигнала (СЗС) 8 является частью передающего устройства и предназначен для первичного формирования непрерывного ЛЧМ сигнала, манипулированного по частоте временной последовательностью генератора ГМП 10, и выполнен согласно схеме на фиг.4.The probe signal synthesizer (SES) 8 is part of the transmitting device and is intended for the primary generation of a continuous LFM signal, frequency-manipulated by the time sequence of the GMF generator 10, and is made according to the scheme in Fig. 4.
На схеме по фиг.4 синтезатора зондирующего сигнала 8 приняты следующие обозначения:In the diagram according to figure 4 of the synthesizer of the
39 - первый генератор ЛЧМ сигнала (ГЛЧМ 1 ),39 - the first generator of the chirp signal (GLFM 1),
40- первый фильтр низкой частоты (ФНЧ 1),40 - the first low-pass filter (low-pass filter 1),
41 - третий фазовый детектор (ФД 3),41 - the third phase detector (PD 3),
42 - первый генератор, управляемый напряжением (ГУН 1),42 - the first generator controlled by voltage (VCO 1),
43 - второй балансный смеситель (БСМ 2),43 - the second balanced mixer (BSM 2),
44 -второй направленный ответвитель (НО 2),44 - the second directional coupler (HO 2),
45 - второй генератор ЛЧМ сигнала (ГЛЧМ 2),45 - the second generator of the chirp signal (GLFM 2),
46 - четвертый фазовый детектор (ФД 4),46 - the fourth phase detector (PD 4),
47 - второй фильтр низкой частоты (ФНЧ 2),47 - the second low-pass filter (low-pass filter 2),
48 - третий балансный смеситель (БСМ 3),48 - the third balanced mixer (BSM 3),
49 - второй генератор, управляемый напряжением (ГУН 2).49 - the second voltage-controlled generator (VCO 2).
50 - третий направленный ответвитель (НО 3),50 - the third directional coupler (BUT 3),
51 - первый коммутатор (Ком 1).51 - the first switch (Kom 1).
Синтезатор зондирующего сигнала 8 (фиг.4) состоит из 2 каналов, каждый из которых содержит генератор линейно-частотно-модулированного сигнала 39 (45), фазовый детектор 41 (46), балансный смеситель 43 (48), направленный ответвитель 44 (50), фильтр низкой частоты 40 (47) и генератор, управляемый напряжением 42 (49), на выход синтезатора зондирующего сигнала 8 через третий коммутатор 51, управляемый внешней командой, проходит сигнал одного из каналов, при этом первый вход синтезатора зондирующего сигнала 8 соединен с первыми (синхронизирующими) входами первого 39 и второго 45 генераторов линейно-частотно-модулированного напряжения, четвертый и пятый входы синтезатора зондирующего сигнала 8 соединены со вторыми входами первого 39 и второго 45 генераторов линейно-частотно-модулированного напряжения соответственно, выход первого генератора линейно-частотно-модулированного напряжения 39 последовательно через третий фазовый детектор 41, первый фильтр низкой частоты 40 и первый генератор управляемый напряжением 42, соединен с входом второго направленного ответвителя 44 первый выход которого через второй балансный смеситель 43 соединен со вторым входом третьего фазового детектора 41, второй выход второго направленного ответвителя 44 через третий коммутатор 51 соединен с выходом синтезатора зондирующего сигнала 8, выход второго генератора линейно-частотно-модулированного напряжения 45 последовательно через четвертый фазовый детектор 46, второй фильтр низкой частоты 47 и второй генератор, управляемый напряжением 49, соединен с входом третьего направленного ответвителя 50, первый выход которого через третий балансный смеситель 48 соединен со вторым входом четвертого фазового детектора 46, второй выход третьего направленного ответвителя 50 соединен с третьим входом третьего коммутатора 51, второй и третий вход синтезатора зондирующего сигнала 8 соединены с первыми входами второго 43 и третьего 48 балансных смесителей соответственно, шестой вход синтезатора зондирующего сигнала 8 соединен с первым (управляющим) входом первого коммутатора 51.The probe signal synthesizer 8 (Fig. 4) consists of 2 channels, each of which contains a linear frequency-modulated signal generator 39 (45), a phase detector 41 (46), a balanced mixer 43 (48), a directional coupler 44 (50) , a low-pass filter 40 (47) and a generator controlled by voltage 42 (49), to the output of the probe synthesizer 8 through a third switch 51, controlled by an external command, the signal of one of the channels passes, while the first input of the probe synthesizer 8 is connected to the first (synchronizing) inputs of the first 39 and the second 45 generators of linear frequency-frequency-modulated voltage, the fourth and fifth inputs of the synthesizer of the probe signal 8 are connected to the second inputs of the first 39 and second 45 generators of linear-frequency-modulated voltage, respectively, the output of the first generator of frequency-frequency-modulated voltage 39 in series through the third phase detector 41, a first low-pass filter 40 and a first voltage-controlled oscillator 42, connected to the input of the second directional coupler 44, whose first output is through the second the balance mixer 43 is connected to the second input of the third phase detector 41, the second output of the second directional coupler 44 through the third switch 51 is connected to the output of the probe signal synthesizer 8, the output of the second linear-frequency-modulated voltage generator 45 in series through the fourth phase detector 46, the second low filter frequency 47 and a second generator controlled by voltage 49 is connected to the input of a third directional coupler 50, the first output of which is connected to a second balanced mixer 48 the input of the fourth phase detector 46, the second output of the third directional coupler 50 is connected to the third input of the third switch 51, the second and third input of the probe synthesizer 8 are connected to the first inputs of the second 43 and third 48 balanced mixers, respectively, the sixth input of the probe synthesizer 8 is connected to the first (control) input of the first switch 51.
Построение каналов синтезатора зондирующего сигнала 8 на базе систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) позволяет сформировать выходной сигнал с малыми амплитудно-фазовыми шумами. Высокая скорость перестройки частоты выходного сигнала генераторов, управляемых напряжением 42 (49), каждого канала под закон перестройки соответствующего генератора линейно-частотно-модулированного сигнала с обеспечением когерентности обеспечивается высокой частотой сигналов, поступающих на фазовые детекторы каналов. Структура канала на базе ФАПЧ приведена в [5, с.190, рис.4.10, 4.11].The construction of the channels of the synthesizer of the probing
Синхронизатор (С) 11 предназначен для формирования импульсов синхронизации, период повторения которых определяет период модуляции зондирующего непрерывного ЛЧМ сигнала, кода развертки отфильтрованного отраженного сигнала по дальности и кода управления законом временной манипуляции частоты зондирующего сигнала. Синхронизатор 11 выполнен согласно схеме на фиг.5.The synchronizer (C) 11 is designed to generate synchronization pulses, the repetition period of which determines the modulation period of the probing continuous LFM signal, the scan code of the filtered reflected signal in range and the control code of the law of temporal manipulation of the frequency of the probing signal. The
На структурной схеме синхронизатора 11 (фиг.5) приняты следующие обозначения:On the structural diagram of the synchronizer 11 (figure 5) adopted the following notation:
52 - первая кодовая шина (КШ 1),52 - the first code bus (KSh 1),
53 - первый счетчик (СИ 1),53 - the first counter (SI 1),
54 - первый триггер (Тг 1),54 - the first trigger (Tg 1),
55 вторая кодовая шина (КШ 2),55 second code bus (KSh 2),
56 - второй счетчик (СИ 2),56 - second counter (SI 2),
57 - третий счетчик (СИ 3).57 - the third counter (SI 3).
На схеме синхронизатора 11 (фиг.5) вход синхронизатора 11 соединен с первыми (счетными) входами первого 53 и второго 56 счетчиков, выход переноса первого счетчика 53 через первый триггер 54 соединен с вторым (установочным) входом второго счетчика 56, второй выход первого триггера 54 соединен со вторым (установочным) входом первого счетчика 53, счетным входом третьего счетчика 57 и является вторым выходом синхронизатора 11, первый выход (выход переноса) второго счетчика 56 соединен со вторым входом первого триггера 54, выход первой кодовой шины 52 соединен с третьим входом первого счетчика 53, выход второй кодовой шины 55 соединен с третьим входом второго счетчика 56, выход третьего счетчика 57 является первым выходом синхронизатора 11, выходной код со второго выхода второго счетчика 56 поступает на третий выход синхронизатора 11.In the synchronizer circuit 11 (Fig. 5), the input of the
Усилители доплеровской частоты 19 и 20 аналогичны и являются частью приемного тракта. Усилители 19 и 20 осуществляют частотную фильтрацию отраженного сигнала в расчетной рабочей зоне задержек и доплеровских сдвигов.Amplifiers of Doppler frequency 19 and 20 are similar and are part of the receiving path. Amplifiers 19 and 20 carry out frequency filtering of the reflected signal in the calculated working area of delays and Doppler shifts.
Частотная характеристика усилителей доплеровских частот 19 и 20 для обеспечения работы приемника в широком динамическом диапазоне имеет наклон 12 дБ/октава в сторону низких частот, кроме того, для подавления сигналов от Земли, принимаемых по главному лучу, имеет управляемую внешним кодом частоту режекции.The frequency response of the Doppler amplifiers 19 and 20 to ensure the receiver operates in a wide dynamic range has a slope of 12 dB / octave towards low frequencies, in addition, to suppress signals from the Earth received along the main beam, it has a notch frequency controlled by an external code.
Усилители доплеровской частоты (УДЧ) 19 и 20 выполнены по схеме, приведенной на фиг.6, на которой обозначено:Amplifiers Doppler frequency (UDM) 19 and 20 are made according to the circuit shown in Fig.6, which indicates:
58 - аналоговый фильтр с цифровым управлением (АФЦУ),58 - analog filter with digital control (AFTSU),
59 - управляемый аналоговый аттенюатор (УАА),59 - controlled analog attenuator (UAA),
60 - третий фильтр низкой частоты (ФНЧ 3).60 - the third low-pass filter (low-pass filter 3).
На схеме усилителя доплеровской частоты (УДЧ) на фиг.6 второй вход УДЧ последовательно через аналоговый фильтр с цифровым управлением 58, управляемый аналоговый аттенюатор 59 и третий фильтр низкой частоты 60 соединен с выходом УДЧ, первый вход УДЧ соединен с первым входом аналогового фильтра с цифровым управлением 58, третий вход УДЧ соединен со вторым входом управляемого аналогового аттенюатора 59.In the diagram of the Doppler frequency amplifier (UDM) in Fig.6, the second input of the UDC is sequentially through an analog filter with
Примером реализации аналогового фильтра с цифровым управлением (АФЦУ) 58 с завалом усиления в сторону низких частот 12 дБ/октава и дополнительно управляемой частотой режекции является фильтр, состоящий из последовательно соединенных фильтра высокой частоты и режекторного фильтра, управляемых по частоте общим цифровым кодом частоты настройки. Фильтр высокой частоты представляет RC цепочку, нижняя частота полосы пропускания которого перестраивается регулировкой управляемого внешним кодом настройки резистора.An example of the implementation of an analog filter with digital control (AFCU) 58 with a gain blockage towards the low frequencies of 12 dB / octave and an additionally controlled notch frequency is a filter consisting of a series-connected high-pass filter and a notch filter, frequency-controlled by a common digital code for the tuning frequency. The high-pass filter represents an RC circuit whose lower frequency bandwidth is tuned by adjusting the resistor setting controlled by an external code.
Перестраиваемый по частоте режекторный фильтр может быть выполнен по схеме [4, с.65...67, рис 7.5]. Перестраиваемым элементом фильтра является управляемый кодом резистор, который может быть выполнен на базе параллельного соединения весовых резисторов через управляемые разрядами кода ключи типа 564 КТЗ.Frequency-tuned notch filter can be performed according to the scheme [4, p. 65 ... 67, Fig. 7.5]. The tunable filter element is a code-controlled resistor that can be made on the basis of a parallel connection of weight resistors through keys controlled by bits of code, type 564 KTZ.
Управляемый аналоговый аттенюатор 59 может быть выполнен как резистивно-диодный делитель, выходное напряжение которого не линейно зависит от входного сигнала делителя и соответствует требуемому закону регулировки. Аналогичный управляемый аналоговый аттенюатор (линеаризатор) применен в схеме АРУ измерителя толщины морского льда А-038 [9, л.20/2] и в блоке ДР1-363И [10, л.13].The controlled
Две амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) усилителей доплеровских частот 19 и 20 приведены на фиг.7 для двух частот режекции fудч1 и fудч2, задаваемых внешним цифровым кодом. Ось абсцисс - частота (масштаб логарифмический), ось ординат - ослабление, выраженное в дБ.Two amplitude-frequency characteristics (AFC) of the Doppler frequency amplifiers 19 and 20 are shown in Fig. 7 for two rejection frequencies f ud1 and f udc2 , defined by an external digital code. The abscissa axis is the frequency (logarithmic scale), the ordinate axis is the attenuation, expressed in dB.
На фиг.8 приведен вариант построения блока доплеровских фильтров 22 и 23, на которой приняты следующие обозначения:On Fig shows a variant of building a block of Doppler filters 22 and 23, which adopted the following notation:
61 - первая схема И, (И 1),61 - the first circuit And, (And 1),
62 - второй триггер, (Тг 2),62 - second trigger, (Tg 2),
63 - четвертый счетчик, (СИ 4),63 - the fourth counter, (SI 4),
641...64N - первый, ... N-й доплеровские фильтры,64 1 ... 64 N - first, ... N-th Doppler filters,
651...65N - первое ... N-oe постоянное запоминающее устройство (ПЗУ1) ... (ПЗУN),65 1 ... 65 N - first ... N-oe read-only memory (ROM1) ... (ROM N ),
661...66N - первый умножитель первого доплеровского фильтра (Умн 11) ... первый умножитель N-го доплеровского фильтра (Умн 1N),66 1 ... 66 N - the first multiplier of the first Doppler filter (Smart 1 1 ) ... the first multiplier of the N-th Doppler filter (Smart 1 N ),
671...67N - второй умножитель первого доплеровского фильтра (Умн 21) ... второй умножитель N-го доплеровского фильтра (Умн 2N),67 1 ... 67 N - the second multiplier of the first Doppler filter (Smart 2 1 ) ... the second multiplier of the N-th Doppler filter (Smart 2 N ),
681...68N - второй интегратор первого доплеровского фильтра (Инт 21) ... второй интегратор N-го доплеровского фильтра (Инт 2N),68 1 ... 68 N - the second integrator of the first Doppler filter (Int 2 1 ) ... the second integrator of the N-th Doppler filter (Int 2 N ),
691...69N - третий интегратор первого доплеровского фильтра (Инт 31) ... третий интегратор N-го доплеровского фильтра (Инт 3N).69 1 ... 69 N is the third integrator of the first Doppler filter (Int 3 1 ) ... the third integrator of the N-th Doppler filter (Int 3 N ).
70 - вторая схема И, (И 2),70 - the second circuit And (And 2),
71 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП).71 - analog-to-digital Converter (ADC).
На схеме блока доплеровских фильтров (БДФ) на фиг.8 второй вход БДФ соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 71, выход которого соединен с первыми входами первых умножителей 661...66N и первыми входами вторых умножителей 671...67N, выходы первых 661...66N и вторых умножителей 671...67N через соответствующие вторые 681...68N и третьи интеграторы 691...69N соединены с первым... N-м выходом БДФ, первый вход БДФ соединен с первыми входами АЦП 71, второй схемы И 70 и вторым входом второго триггера 62, выход второй схемы И 70 соединен с первым счетным входом четвертого счетчика 63, первыми входами интеграторов 681...68N и 691...69N выход четвертого счетчика 63 соединен с входами с первого по N-й ПЗУ 651...65N, первые выходы которых соединены соответственно со вторыми входами первых умножителей 661... 66N, вторые выходы ПЗУ 651...65N соединены соответственно со вторыми входами вторых умножителей 671...67N, третий вход БДФ соединен с первым входом второго триггера 62, первым входом первой схемы И 61 и вторым входом второй схемы И 70, выход второго триггера 62 через первую схему И 61 соединен со вторым входом четвертого счетчика 63, с третьими входами вторых 681...68N и третьих интеграторов 691...69N.In the diagram of the Doppler filter unit (BDF) in Fig. 8, the second input of the BDF is connected to the second input of the analog-to-digital converter (ADC) 71, the output of which is connected to the first inputs of the
Блок объединения квадратур 26 по квадратурным составляющим входного сигнала вычисляет его мощность. Вариант построения блока объединения квадратур 26 приведен на фиг.9, где обозначено:Block combining
72 - третий умножитель (Умн 3),72 - the third multiplier (Smart 3),
73 - четвертый умножитель (Умн 4),73 - the fourth multiplier (Smart 4),
74 - первый сумматор (Сум 1).74 - the first adder (Sum 1).
На схеме блока объединения квадратур 26 (фиг.9) квадратурная косинусная составляющая сигнала, поступающая на вход блока объединения квадратур 26, подключена к первому и второму входам третьего умножителя 72, синусная квадратурная составляющая сигнала, поступающая с входа блока объединения квадратур 26 подключена к первому и второму входам четвертого умножителя 73, выходы умножителей 72 и 73 соединены соответственно с первым и вторым входом первого сумматора 74, выход которого является выходом блока объединения квадратур 26.In the diagram of the quadrature combining unit 26 (Fig. 9), the quadrature cosine component of the signal supplied to the input of the
Дискриминатор угла 27 выполняет операцию скалярного произведения квадратурных сигналов, приходящих на его вход с блоков опроса доплеровских фильтров суммарного 24 и разностного 25 каналов.The
Вариант построения дискриминатора угла (ДУ) 27 приведен на фиг.10, где приняты следующие обозначения:A variant of the construction of the angle discriminator (DU) 27 is shown in figure 10, where the following notation:
75 - пятый умножитель (Умн 5),75 - the fifth multiplier (Smart 5),
76 - шестой умножитель (Умн 6),76 - the sixth multiplier (Smart 6),
77 - второй сумматор (Сум 2).77 - the second adder (Sum 2).
На схеме дискриминатора угла 27 (фиг.10) квадратурная косинусная составляющая сигнала, поступающая на первый вход дискриминатора угла 27, подключена к первому входу пятого умножителя 75, вторая синусная квадратурная составляющая сигнала, поступающая на первый вход дискриминатора угла 27, подключена к первому входу шестого умножителя 76, квадратурная косинусная составляющая сигнала, поступающая на второй вход дискриминатора угла 27, подключена к второму входу пятого умножителя 75, вторая синусная квадратурная составляющая сигнала, поступающая на второй вход дискриминатора угла 27, подключена к второму входу шестого умножителя 76, выходы пятого 75 и шестого 76 умножителей соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора 77, выход которого является выходом дискриминатора угла 27.In the diagram of the angle discriminator 27 (FIG. 10), the quadrature cosine component of the signal supplied to the first input of the
Эпюры, поясняющие временной цикл работы блоков доплеровских фильтров 22, 23 и блока первичной обработки 34 приведены на фиг.11, где обозначено:Plots explaining the time cycle of the blocks of Doppler filters 22, 23 and the
78 - такт, задаваемый возбудителем 9 на третьем выходе, Тв (определяет такт выборки сигнала в АЦП блоков доплеровских фильтров 22 и 23, такт развертки сигнала на выходах блоков опроса 24 и 25, такт приема сигналов в устройстве обработки информации 12),78 is the clock cycle specified by the driver 9 at the third output, T in (determines the clock cycle of the signal in the ADC of the Doppler filter blocks 22 and 23, the clock cycle of the signal at the outputs of the polling blocks 24 and 25, the clock cycle of signal reception in the information processing device 12),
79 - импульс синхронизации, выдаваемый синхронизатором 11 на втором выходе (Тлчм - интервал развертки пилы ЛЧМ сигнала, Тбо - интервал возврата пилы ЛЧМ сигнала в исходное состояние, в течение этого интервала производится расчет настроек блоков и выдаются на них необходимые коды с устройства обработки информации 12),79 - synchronization pulse issued by
80 - задержанный на один такт импульс синхронизации, формируемый вторым триггером 62 (фиг.8),80 - delayed by one clock clock pulse generated by the second trigger 62 (Fig),
81 - импульс сброса интеграторов 68 и 69, выдаваемый второй схемой И 70 (фиг.8),81 - reset pulse of
82 - задержанный на NTв импульс синхронизации, формируемый первым сдвиговым регистром 85 (фиг.12),82 - delayed by NT in the synchronization pulse generated by the first shift register 85 (Fig),
83 - пачка импульсов сдвига, синхронизирующая прием реализации сигналов с блока объединения квадратур 26 и выхода делителя 28 в накопители блока первичной обработки 34 формируется третьей схемой И 84 (фиг.12).83 - a packet of shear pulses, synchronizing the reception of the implementation of signals from the
На схеме блока первичной обработки (БПО) 34 (фиг.12) приняты следующие обозначения:In the diagram of the primary processing unit (BPO) 34 (Fig.12), the following notation:
84 - третья схема И (ИЗ),84 - the third scheme AND (FROM),
85 - первый сдвиговый регистр (СДР 1),85 - the first shift register (SDR 1),
86 - пороговый обнаружитель (ПО),86 - threshold detector (ON),
87 - второй сдвиговый регистр (СДР 2),87 - the second shift register (SDR 2),
88 - первый накопитель (H1),88 - the first drive (H1),
89 - угловой селектор (УС),89 - angular selector (CSS),
90 - четвертая схема И (И4),90 - the fourth scheme And (I4),
91 - пятая схема И (И5),91 - the fifth scheme And (I5),
92 - делитель частоты (ДЧ),92 - frequency divider (DF),
93 - дешифратор (ДС).93 - decoder (DS).
На схеме блока первичной обработки (БПО) 34 (фиг.12) второй вход блока первичной обработки 34 соединен с вторым входом третьей схемы И 84, входом делителя частоты 92 и первым входом первого сдвигового регистра 85, выход которого соединен с третьим входом третьей схемы И 84, третий вход блока первичной обработки 34 соединен с первым входом третьей схемы И 84 и вторым (сдвиговым ) входом первого сдвигового регистра 85, первый вход блока первичной обработки 34 через последовательно соединенные пороговый обнаружитель 86 и второй сдвиговый регистр 87 соединен с первым входом четвертой схемы И 90, выход третьей схемы И 84 соединен с первыми входами порогового обнаружителя 86, первого накопителя 88 и первым входом пятой схемы И 91, выход пятой схемы И 91 соединен с первыми входами углового селектора 89 и вторым входом второго сдвигового регистра 87, выход углового селектора 89 через четвертую схему И 90 соединен с первым выходом блока первичной обработки 34, выход первого накопителя 88 соединен с вторым входом углового селектора 89, выход делителя частоты 92 через дешифратор сигнала 93 соединен с вторым входом пятой схемы И 91 и третьим выходом блока первичной обработки 34, четвертый вход блока первичной обработки 34 соединен с вторым входом первого накопителя 88.In the diagram of the primary processing unit (BPO) 34 (Fig. 12), the second input of the primary processing unit 34 is connected to the second input of the third circuit AND 84, the input of the frequency divider 92 and the first input of the first shift register 85, the output of which is connected to the third input of the third circuit And 84, the third input of the primary processing unit 34 is connected to the first input of the third AND circuit 84 and the second (shift) input of the first shift register 85, the first input of the primary processing unit 34 is connected through a threshold detector 86 in series and the second shift register 87 is connected with the first input of the fourth circuit And 90, the output of the third circuit And 84 is connected to the first inputs of the threshold detector 86, the first drive 88 and the first input of the fifth circuit And 91, the output of the fifth circuit And 91 is connected to the first inputs of the angular selector 89 and the second input of the second shift register 87, the output of the angular selector 89 through the fourth circuit And 90 is connected to the first output of the primary processing unit 34, the output of the first drive 88 is connected to the second input of the angular selector 89, the output of the frequency divider 92 through the signal decoder 93 is connected to the second input p of the AND circuit 91 and the third output of the preprocessing unit 34, the fourth input of the primary processing unit 34 is connected to a second input of the first accumulator 88.
Блок-схема алгоритма работы блока вторичной обработки 33 приведена на фиг.13, на которой приняты следующие обозначения:The block diagram of the algorithm of the secondary processing unit 33 is shown in Fig.13, which adopted the following notation:
АСв - команда ввода кода начального положения сектора сканирования по углу в привод антенны 29,ACB - a command to enter the code for the initial position of the scanning sector by angle in the antenna drive 29,
PC - разрешение считывания (формируется на втором выходе блока первичной обработки 34),PC - read permission (formed on the second output of the primary processing unit 34),
КО - команда включения обзора (КО=1), при выключении обзора КО=0,KO - the command to enable the review (KO = 1), when turning off the review KO = 0,
P(m,j)- развертка отметок ячеек дальность-угол азимута, в которых обнаружена цель (формируется на первом выходе блока первичной обработки 34 ),P (m, j) is a scan of the range marks of the azimuth range-angle cells in which the target is detected (formed at the first output of the primary processing unit 34),
m - текущий код дальности, выдаваемый синхронизатором 11 на блок вторичной обработки 33,m is the current range code issued by the
j - текущий код азимутального угла направления РСН относительно оси ЛА,j is the current code of the azimuthal angle of the direction of the RSN relative to the axis of the aircraft,
jН - код нижней границы углового положения сектора сканирования (режим обзора), с которой начинается обзор сцены,j N - code of the lower boundary of the angular position of the scanning sector (viewing mode), which begins the review of the scene,
jk код конечного (верхнего) положения сектора сканирования при обзоре по углу азимута,j k code of the final (upper) position of the scanning sector when viewing in the azimuth angle,
V - скорость ЛА,V is the speed of the aircraft,
α - угол сноса ЛА.α is the drift angle of the aircraft.
Пороговый обнаружитель 86 выполнен по известной схеме (фиг 14), описанной в [7, рис.2.39, с.189 ] и на которой приняты следующие обозначения:The
941...94k - сдвиговые регистры СДР 31...СДР 3k,94 1 ... 94 k -
95 - четвертый сдвиговый регистр СДР 4,95 - the fourth
96 - третий сумматор (Сум 3),96 - the third adder (Sum 3),
97 - четвертый сумматор (Сум 4),97 - the fourth adder (Sum 4),
98 - цифровой компаратор (ЦК).98 - digital comparator (CC).
Согласно фиг.14 второй вход порогового обнаружителя 86 соединен с первым входом сдвигового регистра СДР 31 (поз 941), сдвиговые регистры СДР 31...СДР 3k (поз.941...94k) соединены последовательно, выходы сдвиговых регистров СДР 31...СДР 3k (поз.941...94k) подключены к "k" входам третьего сумматора 96, выход которого соединен с первым входом четвертого сдвигового регистра 95, выходы с первого по L-тый четвертого сдвигового регистра 95 подключены к одноименным входам четвертого сумматора 97, выход которого соединен с вторым входом цифрового компаратора 98, первый вход цифрового компаратора 98 соединен со средним (L+1)/2 выходом четвертого сдвигового регистра 95, выход цифрового компаратора 98 является выходом порогового обнаружителя 86.According to Fig. 14, the second input of the
Структурная схема варианта накопителя (Н) 88 приведена на фиг.15, на которой приняты следующие обозначения:The structural diagram of a variant of the drive (H) 88 is shown in Fig. 15, which takes the following notation:
991...99р - сдвиговые регистры СДР 51...СДР 5р,99 1 ... 99 r -
100 - пятый сумматор (Сум 5).100 - fifth adder (Sum 5).
На схеме накопителя 88 (фиг.15) второй вход накопителя 88 через последовательно соединенные сдвиговые регистры СДР 51...СДР 5р (поз 991...99р) подключен к второму выходу накопителя 88, выходы сдвиговых регистров СДР 51...СДР 5р (поз 991...99р) соединены с р входами пятого сумматора 100, выход которого является первым выходом накопителя 88, первый вход накопителя 88 соединен с вторыми (сдвиговыми) входами сдвиговых регистров СДР 51...СДР 5р (поз 991...99р).In the drive circuit 88 (Fig. 15), the
Угловой селектор (УС) 89 предназначен для формирования отметки совпадения РСН с направлением на цель и выполнен по схеме [8], приведенной на фиг.16, на которой приняты следующие обозначения:The angular selector (CSS) 89 is designed to form a mark of coincidence of the RSN with the direction to the target and is made according to the scheme [8] shown in Fig. 16, which takes the following notation:
1011...101q - сдвиговые регистры (СДР 61...СДР 6q),101 1 ... 101 q - shift registers (
1021...102q- весовые усилители (ВУ 11...ВУ 1q),102 1 ... 102 q - weight amplifiers (
103 - шестой сумматор (Сум 6),103 - sixth adder (Sum 6),
104 - пороговое решающее устройство (ПРУ).104 - threshold decision device (PRU).
На схеме углового селектора 89 (фиг.16) первый вход сдвигового регистра СДР 61 (поз. 1011) является вторым входом углового селектора 89, сдвиговые регистры СДР 61...СДР 6q, (поз. 1011...101q) соединены последовательно, выходы q сдвиговых регистров СДР 61...СДР 6q (поз. 1011...101q) через соответствующие весовые усилители ВУ11...ВУ 1q (поз. 1021...102q) подключены к q входам шестого сумматора 103, выход которого через пороговое решающее устройство 104 соединен с выходом углового селектора 89, первый вход углового селектора 89 соединен с вторыми входами q сдвиговых регистров СДР 61...СДР 6q (поз. 1011...101q).In the diagram of the angular selector 89 (Fig. 16), the first input of the shift register SDR 6 1 (pos. 101 1 ) is the second input of the
Антенный блок (АБ) 1 может быть построен в виде зеркала с 4-рупорным облучателем, соединенный волноводами с суммарно-разностным преобразователем (СРП) 2.The antenna unit (AB) 1 can be built in the form of a mirror with a 4-horn feed connected by waveguides to a sum-difference converter (SRP) 2.
Суммарно-разностный преобразователь (СРП) 2 может быть построен на основе волноводных Т-мостов.The sum-difference converter (SRP) 2 can be built on the basis of waveguide T-bridges.
Антенный переключатель (АП) 3 может быть выполнен, например, в виде трехплечевого ферритового Y - циркулятора.Antenna switch (AP) 3 can be performed, for example, in the form of a three-arm ferrite Y - circulator.
Усилитель мощности (Ум) 4 может быть реализован в зависимости от требуемой мощности и полосы усиливаемых частот на основе амплитрона, лампы бегущей волны или полупроводникового прибора [5, с 19...52, 103...107,144.].The power amplifier (Um) 4 can be implemented depending on the required power and the band of amplified frequencies based on an amplitron, a traveling wave lamp, or a semiconductor device [5, p. 19 ... 52, 103 ... 107.144.].
Возбудитель (В) 9 формирует четыре непрерывные опорные частоты, каждая из которых может быть получена либо методом цифрового синтеза, либо путем прямого умножения частоты кварцевого генератора в целое число раз. Теория, расчет и варианты построения цифровых синтезаторов частоты приведены в [5].The causative agent (B) 9 generates four continuous reference frequencies, each of which can be obtained either by digital synthesis or by directly multiplying the frequency of the crystal oscillator an integer number of times. The theory, calculation and construction options for digital frequency synthesizers are given in [5].
Генератор манипулирующих последовательностей (ГМП) 10 может быть построен по схеме синтезатора частоты [5, рис.1.17, с.35], перестраиваемого кодом на «k» заранее известных расчетных частот, где k - число не когерентно накапливаемых реализаций сигнала. Между входом генератора манипулирующих последовательностей 10 и управляющим входом синтезатора находится преобразователь кода, выполненный на постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).The generator of manipulating sequences (GMF) 10 can be constructed according to the scheme of a frequency synthesizer [5, Fig.1.17, p.35], tunable by a code on “k” of previously known calculated frequencies, where k is the number of non-coherently accumulated signal implementations. Between the input of the generator of the manipulating sequences 10 and the control input of the synthesizer is a code converter executed on a read-only memory (ROM).
Вариантом измерителя скорости и угла сноса (ИСС) 13 может быть доплеровский измеритель скорости и угла сноса [6]Option meter speed and angle of drift (ASC) 13 may be a Doppler speed meter and angle of drift [6]
Блок вторичной обработки 33, входящий в устройство обработки информации 12, может быть построен на базе цифровой вычислительной машины, работа которой состоит в последовательном решении задач, представленных на блок-схеме алгоритма (фиг.13).The secondary processing unit 33, included in the
Согласно изобретению устройство (фиг.1) работает следующим образом. Синтезатор зондирующего сигнала (СЗС) 8 формирует непрерывный сигнал, представляюий комбинацию из 2-х непрерывных ЛЧМ сигналов с частотами f1 и f2, манипулированных во времени сигналом, приходящим с генератора манипулирующих последовательностей (ГМП) 10 на шестой вход синтезатора зондирующего сигнала 8. Частота выходного сигнала СЗС 8 после умножителя частоты (УЧ) 7 увеличивается в n раз и имеет вид, приведенный на фиг.2.According to the invention, the device (figure 1) works as follows. The sounding signal synthesizer (SES) 8 generates a continuous signal representing a combination of 2 continuous LFM signals with frequencies f 1 and f 2 , time-manipulated by a signal coming from the manipulating sequence generator (GMF) 10 to the sixth input of the sounding
При этомWherein
f1(t)=n(fоп1+(k3·t+fн1))=F1+fлчм1(t),f 1 (t) = n (f op1 + (k 3 · t + f n1 )) = F 1 + flchm 1 (t),
f2(t)=n(fоп2+(k3·t+fн2))=F2+fлчм2(t),f 2 (t) = n (f op2 + (k 3 · t + f n2 )) = F 2 + flchm 2 (t),
гдеWhere
f1(t) и f2(t) -закон изменения частоты первого и второго ЛЧМ сигналов на выходе умножителя частоты 7,f 1 (t) and f 2 (t) - the law of frequency change of the first and second chirp signals at the output of the frequency multiplier 7,
n - коэффициент умножения частоты (целое число) в умножителе частоты 7,n is the frequency multiplier (integer) in the frequency multiplier 7,
fоп1=k1·f0 - первая опорная частота, приходящая на второй вход СЗС 8 с первого выхода возбудителя 9,f op1 = k 1 · f 0 - the first reference frequency coming to the second input of the
fоп2=k2·f0 - вторая опорная частота, приходящая на третий вход СЗС 8 со второго выхода возбудителя 9,f op2 = k 2 · f 0 - the second reference frequency coming to the third input of the
f0 - опорная частота на четвертом выходе возбудителя 9, умножением (делением) которой получают другие опорные частоты в возбудителе 9 на выходах с первого по третий,f 0 - reference frequency at the fourth output of the pathogen 9, multiplying (dividing) which receive other reference frequencies in the pathogen 9 at the outputs from the first to the third,
k1 и k2 - множители - целые числа,k 1 and k 2 - factors - integers,
k3 - коэффициент, определяющий крутизну ЛЧМ сигнала,k 3 - coefficient determining the slope of the chirp signal
fн1 - задаваемый начальный частотный сдвиг при формировании частоты f1, приходит совместно со значением k3 в виде кода на четвертый вход СЗС 8 с четвертого выхода УОИ 12,f n1 - set the initial frequency shift during the formation of the frequency f 1 , comes together with the value of k 3 in the form of a code on the fourth input of the
fн2=fн1+Δfсм/2n - задаваемый начальный частотный сдвиг при формировании частоты f2, приходит совместно со значением k3 в виде кода на пятый вход СЗС 8 с третьего выхода УОИ 12,f n2 = f n1 + Δf cm / 2n - the specified initial frequency shift during the formation of the frequency f 2 , comes together with the value of k 3 in the form of a code on the fifth input of
Δfсм - расчетная разность в доплеровских сдвигах отраженных сигналов на частотах f1 и f2,Δf cm is the calculated difference in the Doppler shifts of the reflected signals at frequencies f 1 and f 2 ,
t - текущее время.t is the current time.
Непрерывный сигнал с выхода умножителя частоты 7 поступает на коммутируемый фильтр передачи (КФ-П) 6, управляемый, также как и синтезатор зондирующего сигнала 8, сигналом с первого выхода генератора манипулирующих последовательностей 10, при этом частоты f1 и f2 согласованно проходят на его выход, далее через последовательно включенные направленный ответвитель 5, усилитель мощности 4, антенный переключатель 3 и суммарно-разностный преобразователь 2 сигнал поступает на антенный блок 1 и излучаются им в сканируемом направлении через все лучи. Отраженный, задержанный на время tr, суммарный сигнал (фиг.2) через последовательно соединенные антенный блок 1, суммарно-разностный преобразователь 2, антенный переключатель 3 поступает на первый вход коммутируемого фильтра суммарного сигнала (КФ-С) 14. Разностный отраженный сигнал снимается со второго выхода суммарно-разностного преобразователя (СРП) 2 и поступает на первый вход коммутируемого фильтра разностного канала (КФ-Р) 15.A continuous signal from the output of the frequency multiplier 7 is fed to a switched transmission filter (KF-P) 6, controlled, like the synthesizer of the probing
Управление коммутируемыми фильтрами суммарного и разностного каналов 14 и 15 производится со второго (инверсного) выхода генератора манипулирующих последовательностей (ГМП) 10, а коммутируемого фильтра передачи 6 с первого выхода генератора манипулирующих последовательностей 10, поэтому во время прохождения сигнала через коммутируемый фильтр передачи 6 частоты f1, через коммутируемые фильтры 14 и 15 проходит отраженный сигнал на частоте f2 и наоборот.The switched filters of the total and difference channels 14 and 15 are controlled from the second (inverse) output of the manipulating sequence generator (GMF) 10, and the switched
Коммутируемые фильтры 6, 14, 15 аналогичны. Схема фильтров приведена на фиг.3. Управление коммутаторами 35 и 48 производится сигналом, приходящим на второй вход коммутируемого фильтра 6 (14, 15). Схема включения коммутаторов обеспечивает прохождение сигнала с входа коммутируемого фильтра 6 (14, 15) на его выход только либо по верхней ветви на частоте настройки f1, либо по нижней ветви на частоте настройки f2 через фильтры 36 и 37 соответственно.Switched
Частоты манипуляции несущих частот f1 и f2 генератора манипулирующих последовательностей 10 последовательно с тактом импульса синхронизации (фиг.11, поз.79) переключаются кодом синхронизатора 11. Число кодов равно принятому расчетному числу не когерентно накапливаемых реализаций сигнала k. Каждая реализация сигнала принимается на интервале Тлчм (фиг.11, поз.79) при фиксированном значении кода на первом выходе синхронизатора 11. Частота повторения манипулирующих последовательностей fмн переменная, выбираемая больше удвоенного максимального частотного сдвига отраженного сигнала относительно зондирующего. Данное построение вызвано тем, что прием отраженных сигналов, при совпадении во времени задержанного закона манипуляции частот с законом манипуляции частот излучаемого невозможен. Переключение частот манипуляции несущих частот зондирующего сигнала, обеспечивает возможность приема любого задержанного в расчетной зоне дальностей сигнала на большинстве других (k-1) манипулирующих последовательностях из общего числа k.The frequencies of the manipulation of the carrier frequencies f 1 and f 2 of the generator of the manipulating sequences 10 are successively switched with the synchronization pulse cycle (Fig. 11, item 79) by the
Действительно, из физических соображений ясно, что при выбранной начальной частоте манипуляции fмн0 и допустимости потерь мощности принимаемого сигнала на 3 дБ для просмотра «мертвой» зоны, равной 1/2 fмн0, необходимо обеспечить задержку закона манипуляции отраженного сигнала относительно излучаемого на 1/2 fмн0, что обеспечивается уменьшением периода манипулирующей функции на 1/2nfмн0, где n - коэффициент неоднозначности выбранного периода манипуляции по дальности. Отсюда следует, что диапазон перестройки, определяемый для минимального n=1, лежит в пределах от fмн0 до 3/2 (fмн0), а шаг возможной перестройки синтезатора частоты, используемого в качестве генератора манипулирующих последовательностей, равен fмн0/2n.Indeed, from physical considerations it is clear that for the selected initial frequency of manipulation f mn0 and the admissible power loss of the received signal by 3 dB to view the "dead" zone equal to 1/2 f mn0 , it is necessary to ensure a delay in the law of manipulation of the reflected signal relative to the emitted by 1 / 2 f mn0 , which is provided by reducing the period of the manipulating function by 1 / 2nf mn0 , where n is the ambiguity coefficient of the selected period of manipulation in range. It follows that the tuning range defined for the minimum n = 1 lies in the range from f mn0 to 3/2 (f mn0 ), and the step of the possible tuning of the frequency synthesizer used as a generator of manipulating sequences is f mn0 / 2n.
Суммарные и разностные сигналы с выходов коммутируемых фильтров 14 и 15 усиливаются двухканальным усилителем высокой частоты (УВЧ) 30 и поступают на 2-канальный балансный смеситель (БСМ) 31, на гетеродинный вход которого (третий вход 2-канального приемника 16) приходит сигнал с направленного ответвителя 5, при этом на выходах 2-канального балансного смесителя 31 получаем частотыThe total and difference signals from the outputs of the switched filters 14 and 15 are amplified by a two-channel high-frequency amplifier (UHF) 30 and fed to a 2-channel balanced mixer (BSM) 31, to the heterodyne input of which (the third input of the 2-channel receiver 16) a signal from the
Fпр1=f1(t)-f2(t)+fr+fд1=fоп-Δfсм/2+fr+fд1,F pr1 = f 1 (t) -f 2 (t) + f r + f d1 = f op -Δf cm / 2 + f r + f d1 ,
Fпр2=f1(t)-f2(t)-fr-fд2=fоп-Δfсм/2-fr-fд2,F pr2 = f 1 (t) -f 2 (t) -f r -f d2 = f op -Δf cm / 2-f r -f d2 ,
гдеWhere
fоп=(k1-k2) n f0, частота, формируемая возбудителем 9 на четвертом выходе, которая поступает на первые входы (входы опорного сигнала) фазовых детекторов (ФД-С и ФД-Р) суммарного 17 и разностного 18 каналов,f op = (k 1 -k 2 ) nf 0 , the frequency generated by the pathogen 9 at the fourth output, which is fed to the first inputs (inputs of the reference signal) of the phase detectors (FD-S and FD-R) of the total 17 and differential 18 channels,
fr - разность частот зондирующего и отраженного сигналов, связанная с задержкой сигнала tr,f r - the frequency difference of the probe and reflected signals associated with the delay of the signal t r ,
fr=Δfдевtr/Тлчм=2ΔfдевR/сТЛЧМ,f r = Δf vir t r / T LFM = 2Δf vir R / sT LFM ,
Тлчм - интервал формирования пилы ЛЧМ сигнала (фиг.11, поз. 79),T LCH - the interval of formation of the LFM saw signal (11, pos. 79),
Δfдев - девиация частот сигналов с частотами f1 и f2 на интервале Тлчм,Δf dev - the frequency deviation of the signals with frequencies f 1 and f 2 in the interval T LCHM ,
R - дальность до облученной цели,R is the range to the irradiated target,
с - скорость света,c is the speed of light
fд1 и fд2 доплеровские сдвиги частоты отраженных сигналов на частотах f1 и f2,f d1 and f d2 Doppler frequency shifts of the reflected signals at frequencies f 1 and f 2 ,
fдi=fi2Vcos (B+α)/c,f di = f i 2Vcos (B + α) / c,
V - скорость летательного аппарата относительно Земли,V is the speed of the aircraft relative to the Earth,
В - угол визирования РСН, отсчитанный от оси ЛА,In - the angle of sight of the RSN, counted from the axis of the aircraft,
α - угол сноса ЛА,α is the drift angle of the aircraft,
Δfсм=fд1-fд2.Δf cm = f d1 -f d2 .
С учетом подстановки fд2 через значения Δfсм и fд1 в выражение для Fпр1 получимGiven the substitution of f d2 through the values Δf cm and f d1 in the expression for F CR1 we get
Fпp1=fоп+(fr+fд2+Δfсм/2),F p1 = f op + (f r + f d2 + Δf cm / 2),
Fnp2=fоп-(fr+fд2+Δfсм/2).F np2 = f op - (f r + f d2 + Δf cm / 2).
После усиления их в 2-канальном усилителе промежуточной частоты 33 и последующем фазовом детектировании в фазовых детекторах суммарного 17 и разностного 18 каналов сигналы суммы и разности переносятся на одну и ту же видео частоту, равнуюAfter amplifying them in a 2-channel amplifier of intermediate frequency 33 and subsequent phase detection in phase detectors of a total of 17 and a difference of 18 channels, the sum and difference signals are transferred to the same video frequency equal to
fв=fr+fд2+Δfсм/2,f in = f r + f d2 + Δf cm / 2,
и соответствуют одним и тем же разрешаемым участкам цели (поверхности). В качестве опоры на первые входы фазовых детекторов 17 и 18 с четвертого выхода возбудителя 9 приходит сигнал с частотой fоп. Далее сигналы суммы и разности поступают на усилители доплеровских частот 19 и 20, где они усиливаются и фильтруются в области частот, соответствующей диапазону рабочих задержек сигнала с дополнительным расширением, равным диапазону доплеровских сдвигов отраженных сигналов fд1 и fд2.and correspond to the same permitted areas of the target (surface). As a support to the first inputs of the phase detectors 17 and 18 from the fourth output of the pathogen 9 comes a signal with a frequency f op . Next, the sum and difference signals are fed to the Doppler frequency amplifiers 19 and 20, where they are amplified and filtered in the frequency range corresponding to the range of working delays of the signal with an additional extension equal to the range of Doppler shifts of the reflected signals f d1 and f d2 .
Структурная схема усилителей доплеровских частот (УДЧ)19 и 20 приведена на фиг.6. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) усилителя доплеровских частот приведена на фиг.7 и имеет подъем 12 дБ/октаву в сторону высоких частот, определяемый аналоговым фильтром с цифровым управлением 58, учитывающий уменьшение мощности отраженного сигнала на 12 дБ при увеличении задержки сигнала до цели в 2 раза. За границей рабочей полосы сигнала АЧХ усилителя доплеровских частот имеет быстроспадающий спад, формируемый АЧХ последовательно стоящего третьего фильтра низкой частоты (ФНЧ 3) 60. Для обеспечения работы стоящим за усилителем доплеровских частот 19 (20) блоком доплеровских фильтров 22 (23) в требуемом динамическом диапазоне входных сигналов между аналоговым фильтром с цифровым управлением 58 и третьим фильтром низкой частоты 60 включен управляемый аналоговый аттенюатор (УАА) 59, к которому подведен аналоговый сигнал АРУ со схемы АРУ 21. В качестве входного сигнала для схемы АРУ является выход третьего фильтра низкой частоты 60 усилителя доплеровских частот суммарного канала 19. Особенностью аналогового фильтра с цифровым управлением 58 в схемах УДЧ 19 и 20 является то, что он управляем кодом режектируемой частоты (fудч), приходящим с первого выхода устройства обработки информации 12 на его первый вход. При этом на заданной частоте режекции fудч=(fд1+fд2)/2 помеховые сигналы от Земли, приходящие по главному лучу, существенно ослабляются за счет провала в АЧХ аналогового фильтра с цифровым управлением 58 (смотри фиг.7). Подъем АЧХ на частотах выше частоты режекции (f>fудч) определяется выражениемThe structural diagram of the Doppler frequency amplifiers (UDM) 19 and 20 is shown in Fig.6. The amplitude-frequency characteristic (AFC) of the Doppler amplifier is shown in Fig. 7 and has a rise of 12 dB / octave towards high frequencies, determined by an analog filter with
K(f)=K0+12lg2(f-fуач),K (f) = K 0 + 12 log 2 (ff uach ),
где К0 - усиление тракта суммарного и разностного каналов на частоте режекции.where K 0 is the amplification of the path of the total and difference channels at the notch frequency.
Суммарные и разностные сигналы с выходов УДЧ 19 и 20 поступают на соответствующие блоки доплеровских фильтров 22 и 23, где происходит узкополосная доплеровская фильтрация на частотахThe total and difference signals from the outputs of the UDC 19 and 20 are supplied to the corresponding blocks of Doppler filters 22 and 23, where narrow-band Doppler filtering at frequencies
fm=m/2 Ткг,f m = m / 2 T kg
где Where
Ткг=Тлчм-2Rмах/с,T kg = T LChM -2R max / s,
Ткг - время когерентного накопления сигнала, соответствующее прямому ходу пилы ЛЧМ сигнала Тлчм.T kg - coherent signal accumulation time corresponding to the forward stroke of the chirp saw signal T lchm .
На выходах блоков доплеровских фильтров суммарного 22 и разностного 23 каналов получают квадратурные составляющие сигнала на частотах fm, соответственно сигналов с дальностейThe outputs of the blocks of Doppler filters total 22 and differential 23 channels receive quadrature components of the signal at frequencies f m , respectively, signals from ranges
Rm=с Tлчмfm/2Δfдев.R m = s T LFM f m / 2Δf virgin
Вариант построения блоков доплеровских фильтров 22 и 23 приведен на фиг.8 и будет рассмотрен ниже.A variant of constructing blocks of Doppler filters 22 and 23 is shown in Fig. 8 and will be discussed below.
Опросом блоков доплеровских фильтров суммарного 22 и разностного 23 каналов через блоки опроса (БО-С) 24 и (БО-Р) 25 на первый и второй вход дискриминатора угла (ДУ) 27 приходят соответствующие квадратурные сигналы целей с разверткой по частоте (дальности). Последовательность опроса фильтров блока доплеровских фильтров 22 и 23 задается кодом синхронизатора 11, приходящим на первые входы блоков опроса суммарного 24 и разностного 25 каналов.By interrogating the Doppler filter blocks of the total 22 and the differential 23 channels through the polling units (BO-C) 24 and (BO-R) 25, the corresponding quadrature target signals with a frequency (range) scan arrive at the first and second input of the angle discriminator (DU) 27. The polling sequence of the filters of the block of Doppler filters 22 and 23 is set by the
Дискриминатор угла (ДУ) 27 построен по схеме, приведенной на фиг.10, и выполняет скалярное умножение суммарного и разностного сигналов, приходящих в квадратуре с выходов блоков опроса 24 и 25.The angle discriminator (DU) 27 is constructed according to the scheme shown in Fig. 10 and performs scalar multiplication of the total and difference signals coming in quadrature from the outputs of the
Выход дискриминатора угла 27 для m-ной опрашиваемой частоты равенThe output of the
Еm=CΣ(m)*СΔ(m)+SΣ(m)*SΔ(m)=|Σm|*|Δm|cosφm,Е m = C Σ (m) * С Δ (m) + S Σ (m) * S Δ (m) = | Σ m | * | Δ m | cosφ m ,
где CΣ(m) и СΔ(m) - косинусные составляющие сигналов на выходах блоковwhere C Σ (m) and C Δ (m) are the cosine components of the signals at the outputs of the blocks
опроса 24 и 25 соответственно,
SΣ(m) и SΔ(m) - синусные составляющие сигналов на выходах блоков опросаS Σ (m) and SΔ (m) are the sine components of the signals at the outputs of the polling units
24 и 25 соответственно,24 and 25 respectively
|Σm| - модуль суммарного сигнала на m-ной опрашиваемой частоте,| Σ m | - the module of the total signal at the m-th polled frequency,
|Δm| - модуль разностного сигнала на m-ной опрашиваемой частоте,| Δ m | - the difference signal module at the mth polled frequency,
φm - угол между векторами сигналов суммарного и разностного каналов на выходах блоков опроса 24 и 25 для m-ной опрашиваемой частоты (0, π).φ m is the angle between the signal vectors of the total and difference channels at the outputs of the
Для дальнейшего однозначного соответствия измеряемого углового отклонения цели от РСН делителем 28 производится нормировка сигнала с выхода дискриминатора угла 27 по мощности сигнала в суммарном канале на той же m-ной частоте (получение сигнала ошибки по углу):For further unambiguous correspondence of the measured angular deviation of the target from the RSN by the divider 28, the signal is normalized from the output of the
γm=Еm/|Σm|2=|Δm|cosφm/|Σm|.γ m = E m / | Σ m | 2 = | Δ m | cosφ m / | Σ m |.
Вычисление мощности |Σm|2 производится блоком объединения квадратур (БОК) 26, структура которого приведена на фиг.9. Выход блока объединения квадратур 26 соединен с первым входом делителя 28. При этом выходной сигнал блока объединения квадратур 26 равен:Power calculation | Σ m | 2 is performed by a quadrature combining unit (BOC) 26, the structure of which is shown in FIG. 9. The output of the
|Σm|2=CΣ 2(m)+SΣ 2(m).| Σ m | 2 = C Σ 2 (m) + S Σ 2 (m).
Связь пеленгационного отсчета γm, формируемого делителем 28 и поступающего далее на восьмой вход устройства обработки информации 12 с угловым отклонением цели от РСН ΔВm, определяется выражением:The relationship of the direction-finding reference γ m formed by the divider 28 and then fed to the eighth input of the
ΔВm=γm·ρ,ΔВ m = γ m · ρ,
где ρ - масштабный коэффициент.where ρ is the scale factor.
На устройство обработки информации (УОИ) 12 сигнал с блока объединения квадратур 26 поступает в координатах дальность-угол. При этом дальность Rm соответствует номеру m (коду) опрашиваемой частоты, формируемой синхронизатором 11 и поступающего на четвертый вход УОИ 12, а угол между направлением РСН и осью ЛА определяется, с одной стороны, углом между РСН и осью ЛА, приходящим на шестой вход устройства обработки информации 12 со второго (информационного) выхода привода антенны 29, с другой стороны, уточняется пеленгационным отсчетом γm отклонения цели от РСН, который приходит с делителя 28 на восьмой вход устройства обработки информации 12.To the information processing device (UOI) 12, the signal from the
Работа (УОИ) 12 происходит в соответствии с алгоритмом (фиг.13) и логическим состоянием импульса синхронизации, приходящим на пятый вход блока первичной обработки 34 со второго выхода синхронизатора 11. Блок первичной обработки 34 производит прием поступающей на него информации и после предварительной обработки выдает в блок вторичной обработки 33 информацию об обнаружении цели (P(m,j)=1) в разрешаемой ячейке (m,j) на первом выходе с сопровождением ее сигналом разрешения считывания (PC) на втором выходе.Work (UOI) 12 occurs in accordance with the algorithm (Fig. 13) and the logical state of the synchronization pulse coming to the fifth input of the
Сначала производится включение РЛС после чего блок вторичной обработки 33 (фиг.13) устанавливает начальные условия работы:First, the radar is turned on, after which the secondary processing unit 33 (Fig.13) sets the initial operating conditions:
код нижней границы сектора сканирования jн,code of the lower boundary of the scanning sector j n ,
рассчитывается значение верхней границы сектора сканирования обзораthe value of the upper boundary of the scanning sector
jk=jo+Δj, где Δj - угловой размер сектора сканирования,j k = j o + Δj, where Δj is the angular size of the scanning sector,
формируется признак включения обзора (КО=1),the sign of the inclusion of the review is formed (KO = 1),
выдается на второй вход привода антенны 29 команда АСв=1 ввода кода начального азимутального положения антенны и ее значение jн=jo.issued to the second input of the antenna drive 29 command AC in = 1 input code of the initial azimuthal position of the antenna and its value j n = j o .
Далее блок вторичной обработки 33 находится в режиме ожидания прихода разрешения съема информации (РС=1) с второго выхода блока первичной обработки 34 (по времени это начало интервала Тбо, фиг 11, поз. 79) на его третий вход. При РС=1 блок вторичной обработки 33 производит прием развертки признака обнаружения цели P(m,j) с первого выхода блока первичной обработки 34. Прием заканчивается при нулевом значении сигнала разрешения считывания (РС=0), приходящем на третий вход блока вторичной обработки 33 с блока первичной обработки 34.Next, the secondary processing unit 33 is in the standby mode of the arrival of the permission for information retrieval (PC = 1) from the second output of the primary processing unit 34 (in time this is the beginning of the interval T Bo , Fig. 11, item 79) to its third input. When PC = 1, the secondary processing unit 33 receives a scan of the sign of target detection P (m, j) from the first output of the
Блок первичной обработки 34 на том же интервале при РС=1 производит:The
- накопление реализации сигнала с блока объединения квадратур 26 по всем N дальностям рабочего диапазона в скользящем азимутальном окне из k разверток по дальности, накопление реализации сигнала углового рассогласования целей от РСН, принимаемых на четвертом входе блока первичной обработки 34 по всем N дальностям в таком же азимутальном окне из k разверток по дальности,- accumulation of the implementation of the signal from the
- обнаружение сигнала на накопленной реализации с блока объединения квадратур 26,- detection of the signal on the accumulated implementation from the
- дает развертку сигнала обнаружения цели P(m,j) в скользящем по дальности и азимуту окне размером 2s*2q ячеек (s и q - максимальное число ячеек дальности и азимута, занимаемых целью соответственно). Для не нулевых значений P(m,j) координаты (m,j) соответствуют положению обнаруженной разрешаемой цели или ее части.- gives a sweep of the target detection signal P (m, j) in a sliding window of 2s * 2q cells in range and azimuth (s and q are the maximum number of range and azimuth cells occupied by the target, respectively). For non-zero values of P (m, j), the coordinates (m, j) correspond to the position of the detected resolved target or its part.
После окончания приема P(m,j), когда РС=0, блок вторичной обработки 33 в соответствии с алгоритмом фиг.13 считывает информацию о скорости V и угле сноса α, приходящую к нему на четвертый и пятый входы с первого и второго выходов измерителя скорости и угла сноса 13 соответственно. Кроме того, блок вторичной обработки 33 считывает значение текущего кода азимутального угла j, приходящего на его шестой вход с второго (информационного) выхода привода антенны 29, после этого вычисляет частоты настройки синтезатора зондирующего сигнала 8 (fн2) и частоты режекции (fудч) для усилителей доплеровских частот 19 и 20 путем последовательного расчета выражений:After receiving P (m, j), when PC = 0, the secondary processing unit 33, in accordance with the algorithm of Fig. 13, reads information about the speed V and the drift angle α coming to it at the fourth and fifth inputs from the first and second outputs of the meter speed and drift angle 13, respectively. In addition, the secondary processing unit 33 reads the value of the current code of the azimuthal angle j arriving at its sixth input from the second (information) output of the antenna drive 29, after which it calculates the tuning frequency of the probe synthesizer 8 (f n2 ) and the notch frequency (f udc ) for amplifiers of Doppler frequencies 19 and 20 by sequential calculation of the expressions:
f1≅n(k1f0+fн1),f 1 ≅n (k 1 f 0 + f н1 ),
f2≅n(k2f0+fн1),f 2 ≅n (k 2 f 0 + f н1 ),
fд1(j)=2f1Vcos(B(j)+α)/c,f d1 (j) = 2f 1 Vcos (B (j) + α) / c,
fд2(j)≅2f2Vcos(B(j)+α)/c,f d2 (j) ≅2f 2 Vcos (B (j) + α) / c,
Δfсм=fд1-fд2,Δf cm = f d1 -f d2 ,
fн2=fн1+Δfсм/2n,f n2 = f n1 + Δf cm / 2n,
fудч=(fд1+fд2)/2,f Udd = (f d1 + f d2 ) / 2,
где V - скорость летательного аппарата относительно Земли,where V is the speed of the aircraft relative to the Earth,
B(j) - угол визирования РСН, отсчитанный от оси ЛА, приходящий в виде кода j на шестой вход блока вторичной обработки 33 с второго выхода привода антенны 29 через шестой вход УОИ 12,B (j) is the angle of sight of the RSN, counted from the axis of the aircraft, arriving in the form of code j at the sixth input of the secondary processing unit 33 from the second output of the antenna drive 29 through the sixth input of the
α - угол сноса ЛА,α is the drift angle of the aircraft,
fн1 - постоянная частота, выбранная из соображений удобства реализации ГЛЧМ 39.f n1 is a constant frequency selected for reasons of convenience of implementation of the
Значения настроек fн1 и fн2 и крутизны ЛЧМ сигнала k3 выдаются с четвертого и пятого выходов блока вторичной обработки 33, соответственно на четвертый и пятый входы синтезатора зондирующего сигнала 8, значение fудч выдается с шестого выхода блока вторичной обработки 33 на первые входы усилителей доплеровской частоты 19 и 20.The values of the settings f n1 and f n2 and the slope of the LFM signal k 3 are output from the fourth and fifth outputs of the secondary processing unit 33, respectively, to the fourth and fifth inputs of the
Далее блок вторичной обработки 33 анализирует (фиг.13) текущее значение азимутального угла направления антенны j и сравнивает его с расчетным конечным jk. При j≤jk. (поворот антенны не достиг конца сектора сканирования) продолжается обзор сцены в том же секторе сканирования от jн до jk, но блок вторичной обработки 33 переходит в режим ожидания момента, когда вновь появится разрешение съема информации (РС=1), при этом цикл приема очередного P(m,j), V, α, j, расчета и выдачи fн1, fн2, fудч, k1 в соответствующие узлы повторяется. При j>jk (поворот антенны достиг конца сектора сканирования) признак обзора изменяется на КО=0 (окончание обзора) и выключается излучение зондирующего сигнала РЛС. После этого блок вторичной обработки 33 уточняет значения координат обнаруженных целей, где P(m,j)=1Next, the secondary processing unit 33 analyzes (Fig.13) the current value of the azimuthal angle of the antenna direction j and compares it with the calculated final j k . For j≤j k . (the rotation of the antenna did not reach the end of the scanning sector) the scene continues to be scanned in the same scanning sector from j n to j k , but the secondary processing unit 33 goes into standby mode when the information retrieval resolution appears again (PC = 1), and the cycle receiving the next P (m, j), V, α, j, calculating and issuing f n1 , f n2 , f udc , k1 to the corresponding nodes is repeated. When j> j k (the antenna rotation reaches the end of the scanning sector), the sign of the survey changes to KO = 0 (end of the survey) and the radiation of the radar probe signal is turned off. After that, the secondary processing unit 33 refines the coordinates of the detected targets, where P (m, j) = 1
mц(j)=m-s-mсм(j),m c (j) = msm cm (j),
jц=j-p.j c = jp.
С учетом цены младшего разряда кода дальности m, равногоGiven the price of the least significant bit of the range code m, equal to
c Тлчм/4ТкгΔfдев,c T LChM / 4T kg Δf virgins ,
первая выдаваемая координата цели по дальности равнаthe first given coordinate of the target in range is
Rц=c Тлчмmц(j)/4ТкгΔfдев. R c = c T lchm m c (j) / 4T kg Δf virgins
Вторая координата - азимут цели, выдаваемая в систему управления ЛА, равнаThe second coordinate - the azimuth of the target issued to the aircraft control system is
Bц=jцΔаз,B c = j c Δaz,
где m- значение кода дальности, где P(m,j)=1,where m is the value of the range code, where P (m, j) = 1,
j - значение кода азимутального угла, где P(m,j)=1,j is the value of the azimuthal angle code, where P (m, j) = 1,
mсм(j)=]2fудч(j)Ткг[, - код смещения дальности, вызванный доплеровским сдвигом сигнала и Δfсм,m cm (j) =] 2f fr (j) T kg [, is the range offset code caused by the Doppler signal shift and Δf cm ,
][ - целая часть числа,][ - the integer part of number,
s - параметр размера окна по дальности, в котором определяется наличие цели в блоке первичной обработки 33,s is the window size parameter in range, in which the presence of the target in the primary processing unit 33 is determined,
р - параметр размера окна по углу азимута, в котором определяется наличие цели в блоке первичной обработки 33,p is the window size parameter in the azimuth angle, which determines the presence of the target in the primary processing unit 33,
Ткг - константа, определяемая полосой пропускания доплеровских фильтров (временем когерентного накопления),T kg is a constant determined by the passband of Doppler filters (coherent accumulation time),
jц - код азимутального угла направления РСН антенного блока 1 относительно оси ЛА, выдаваемый приводом антенны 29 со второго выхода на шестой вход блока вторичной обработки 33 через шестой вход УОИ 12,j c is the azimuthal angle code of the RSN direction of the
Δаз - цена младшего разряда кода азимутального угла.Δ az - the price of the least significant bit of the azimuthal angle code.
Далее, согласно алгоритму фиг.13, блок вторичной обработки 33 выдает предварительно измеренные координаты целей в систему управления для дальнейшей классификации и выбора цели для сопровождения и переходит в режим ожидания, когда придет новая команда включения РЛС с заданием новых условий.Further, according to the algorithm of FIG. 13, the secondary processing unit 33 outputs the previously measured target coordinates to the control system for further classification and target selection for tracking and goes into standby mode when a new radar power-up command arrives with new conditions being set.
Для синхронного приема информационного сигнала с блока объединения квадратур 26 и выдачи развертки сигнала обнаружения по дальности на первый (сдвиговый) вход порогового обнаружителя 86 приходят пачки из N сдвиговых импульсов (фиг.11, поз.83) с периодом импульсов синхронизации (фиг.11, поз.79). Формирование пачек из N импульсов сдвига производится схемой, состоящей из первого сдвигового регистра 85, обеспечивающего задержку импульса синхронизации на N периодов импульсов Тв (фиг.11, поз.82), и третьей схемы И 84, на которую приходит собственно импульс синхронизации (второй вход), он же, задержанный на N импульсов сдвига (третий вход), и тактовые импульсы, приходящие на первый вход (фиг.11, поз 78). Благодаря выбранной логике и подключению синхронизирующего импульса через инвертирующий (второй) вход второй схемы И 84 на ее выходе имеем пачку из N импульсов в первой половине интервала Тбо (фиг.11, поз.83).To synchronously receive the information signal from the
Вариант построения схемы порогового обнаружителя 86 приведен на фиг.14. Работа порогового обнаружителя 86 происходит следующим образом.An embodiment of the
Реализация развертки сигнала с блока объединения квадратур 26 поступает на первый вход сдвигового регистра СДР 31 (поз.941), являющегося первым в k последовательно соединенных сдвиговых регистрах СДР 31...СДР 3k. Число k равно числу накапливаемых на скользящем интервале реализации. Каждый из регистров рассчитан на последовательную скользящую запись N параллельных n-разрядных кодов, подаваемых на его информационный первый вход. Число N равно числу анализируемых ячеек дальности на развертке дальности (числу опрашиваемых блоком опроса 24 доплеровских фильтров 22). Такт приема информации в сдвиговые регистры с СДР 31 по СДР 3k (поз.941...94k ) синхронизирован с тактом поступления информации с блока объединения квадратур 26 и обеспечивается поступлением на вторые входы сдвиговых регистров с СДР 31 по СДР 3k (поз.941...94k) пачек из N импульсов сдвига. В результате суммирования информации с выходов СДР 31...СДР 3k (поз.941...94k) на выходе третьего сумматора 96 имеем развертку сигналов на N дальностях, накопленных по k реализациям, поступающую на первый вход четвертого сдвигового регистра 95. С первого по L-й выходы четвертого сдвигового регистра 95 (L больше удвоенного максимального радиального размера цели) подключены к одноименным входам четвертого сумматора 97, на выходе которого формируется скользящий порог, поступающий на второй вход цифрового компаратора 98. Цифровой компаратор 98 сравнивает сигнал с (L+1)/2 - центрального выхода четвертого сдвигового регистра 95 - со взвешенным значением порога. При превышении взвешенного порога (обнаружении сигнала) на выходе цифрового компаратора выдается логическая единица, поступающая на выход порогового обнаружителя.The implementation of the sweep of the signal from the
С выхода порогового обнаружителя 86 сигнал обнаружения поступает на второй сдвиговый регистр 87 блока первичной обработки 34 для задержки с целью согласования времени прихода сигнала обнаружения на четвертую схему И 90 с задержкой сигнала в угловом селекторе 89.From the output of the
Параллельно решению задачи обнаружения сигнала цели в блоке первичной обработки 34 производится формирование единичных отметок совпадения сканирующего направления РСН антенного блока 1 с направлением на цель. Первоначально реализации развертки углового отклонения целей от РСН по дальности, приходящие с делителя 28 на четвертый вход блока первичной обработки 34, не когерентно накапливаются на скользящем интервале из k реализации в первом накопителе 88 (фиг.15). Как и в пороговом обнаружителе 86, в первом накопителе 88 производится накопление сигнала во всем рабочем диапазоне N дальностей. Синхронный прием реализации углового отклонения целей от РСН по дальности в первый накопитель 88 и выдачу развертки результата накопления по дальности на угловой селектор 89 обеспечивается выходными импульсами третьей схемы И 84, поступающими на первый вход первого накопителя 88. Выходная реализация развертки углового отклонения целей от РСН по дальности с выхода первого накопителя 88 поступает на угловой селектор 89. В режиме обзора выходная информация углового селектора 89 - развертка единичных отметок о совпадении РСН с целью во всем диапазоне рабочих дальностей.In parallel with the solution of the target signal detection problem in the
Угловой селектор 89 (фиг.16) формирует отметки совпадения РСН с направлением на цель на каждой дальности. В нем используется дифференциальная корреляционная обработка реализации сигнала угловой ошибки на каждой дальности. Это исключает формирование ложных азимутальных отметок совпадения РСН с целью при приеме сигнала с боковых лепестков диаграммы направленности антенного блока 1. Прием входной информации с первого накопителя 88 и выдача выходной реализации отметок направления на цель по дальности синхронизированы прореженными пачками импульсов сдвига, приходящими на первый вход углового селектора 89 с пятой схемы И 91. Сдвиговые регистры СДР 61...СДР 6q (поз.1011...101q) рассчитаны на скользящий прием сигнала угловой ошибки на N ячейках дальности. Число регистров q соответствует удвоенному размеру пеленгационной характеристики антенного блока 1 в азимутальной плоскости. За счет весового суммирования сигналов с выходов q сдвиговых регистров имеем на выходе шестого сумматора 103 сигнал, близкий к нулю, при совпадении направления РСН с направлением на цель. Этот момент фиксируется пороговым решающим устройством 104, выход которого является выходом углового селектора 89.The angular selector 89 (Fig. 16) generates marks of coincidence of the RSN with a direction to the target at each range. It uses differential correlation processing of the implementation of the angular error signal at each range. This eliminates the formation of false azimuthal marks of coincidence of the RSN for the purpose when receiving a signal from the side lobes of the radiation pattern of the
Выход углового селектора 89 подключен к второму входу четвертой схемы И 90, на первый вход которой поступает выходной сигнал порогового обнаружителя 86 через второй сдвиговый регистр 87. Задержка сигнала порогового обнаружителя 86 в сдвиговом регистре 87 выбирается равной задержке между появлением нулевого сигнала угловой ошибки на выходе первого накопителя 88 и появлением отметки о совпадении РСН с направлением на цель в угловом селекторе 89. Таким образом, входные сигналы четвертой схемы И 90 соответствуют по дальности и углу одной и той же цели. Выход четвертой схемы И 90 является первым выходом блока первичной обработки 34. Единичное значение сигнала на выходе четвертой схемы И 90 имеет место при совпадении обнаружения сигнала цели и нахождении цели на РСН.The output of the
Схема формирования прореженных пачек сдвиговых импульсов состоит из делителя частоты 92, дешифратора 93 и пятой схемы И 91. На делитель частоты 92 приходит импульс синхронизации (фиг.11, поз.79), частота которого делится в q раз. При этом период импульсов на выходе делителя частоты 92 соответствует времени прохода сканирующего луча шага по углу Δаз между азимутальными ячейками. Делитель 92 представляет счетчик импульсов, в котором импульс переноса по обратной связи поступает на установочный вход счетчика и устанавливает код исходного состояния, равный (2n-q-1), где n - разрядность счетчика. С этого состояния до импульса переноса проходит q импульсов, поэтому период импульсов делителя 92 равен q периодам импульсов синхронизации. Дешифратор 93 выделяет одно из состояний делителя 92 и выдает его на второй вход пятой схемы И 91 и на второй выход блока первичной обработки 34 (сигнал разрешения съема информации PC для блока вторичной обработки 33). На первый вход пятой схемы И 91 приходят пачки сдвиговых импульсов с выхода третьей схемы И 84, поэтому на выходе пятой схемы И 91 будут прореженные в q раз пачки сдвиговых импульсов, используемые в угловом селекторе 89 и втором сдвиговом регистре 87 для синхронизации приема и выдачи информации.The scheme for the formation of thinned packs of shear pulses consists of a
Работа блока доплеровских фильтров 22 (23), фиг 8, происходит следующим образом. Выходной сигнал с усилителя доплеровской частоты 19 (20), поступающий на второй вход аналого-цифрового преобразователя 71, оцифровывается им с тактом импульсов, поступающих на первый вход блока доплеровских фильтров 22 (23) с третьего выхода возбудителя 9 (фиг.11, поз.78). Период тактовых импульсов Тв (такт выборки сигнала) выбирается из условия обеспечения однозначного определения частотного сдвига фильтруемого видеосигнала:The operation of the block of Doppler filters 22 (23), Fig 8, is as follows. The output signal from the Doppler frequency amplifier 19 (20), supplied to the second input of the analog-to-
1/Тв>2fв=2(fr+fд2+Δfсм/2).1 / T in > 2f in = 2 (f r + f d2 + Δf cm / 2).
Оцифрованный сигнал поступает на N доплеровских фильтров 641...64N Каждый из фильтров 64m состоит из генератора квадратур опорной частоты, выполненного на постоянном запоминающем устройстве ПЗУ 65т, умножителей квадратур опоры с оцифрованным сигналом (Умн 1m и Умн 2m) (поз.66m и 67m), интеграторов результатов перемножения Инт 2m (поз.68m) и Инт 3m (поз.69m). Выходы интеграторов Инт 2m (поз.68m) и Инт 3m (поз. 69m) являются квадратурными выходами доплеровского фильтра 64m, выдаваемыми на m-ном выходе блока доплеровских фильтров. Накопление сигнала происходит в течение Ткг=Q Тв, где Q - число накапливаемых выборок сигнала. Задержка опорного сигнала относительно положительного фронта импульса синхронизации, равная 2Rмах/с, и его длительность Ткг определяются прошивкой ПЗУ 65m. При этом значения квадратур (косинусная С(m) и синусная S(m) составляющие на частоте fm) отфильтрованного в полосе 1/Ткг сигнала равны:The digitized signal is fed to N Doppler filters 64 1 ... 64 N Each of the 64 m filters consists of a reference frequency quadrature generator implemented on a 65t ROM read-only memory, reference quadrature multipliers with a digitized signal (
где A(q) - значение входного сигнала в q-ой выборке на выходе АЦП 71,where A (q) is the value of the input signal in the q-th sample at the output of the
- номер выборки сигнала. - signal sample number.
Временная развертка опорного сигнала с частотой fm=m/2Ткг, записанного в ПЗУ 65m, обеспечивается линейно возрастающим кодом четвертого счетчика 63, поступающим на вход ПЗУ 65m. Счетчик 63 с нулевого значения, устанавливаемого импульсом, приходящим на его второй вход (фиг.11, поз.81), считает тактовые импульсы с периодом Тв, приходящие на его первый вход в течение единичного значения сигнала синхронизации Тлчм (фиг.11, поз.79) с второй схемы И 70. Входными импульсами второй схемы И 70 являются положительный импульс синхронизации и тактовые импульсы, приходящие на второй и первый ее вход соответственно. Импульс установки четвертого счетчика 63 и интеграторов Инт 2m (поз. 68m) и Инт 3m (поз 69m) в исходное положение формируется первой схемой И 61 и вторым триггером 62. При этом триггер 62 задерживает импульс синхронизации (фиг.11, поз.79) на один период тактовых импульсов (фиг.11, поз.78). На первый вход первой схемы И 61 приходит импульс синхронизации, а на второй он же, задержанный на один такт инверсный. Благодаря этому результат фильтрации в течение интервала Тбо сохраняется до нового цикла Тлчм.A temporary scan of the reference signal with a frequency f m = m / 2T kg recorded in the
Синхронизатор 11 (фиг.5) формирует импульс синхронизации (фиг.11, поз.79) на втором выходе, код развертки сигнала по частоте (дальности) m на третьем выходе и код управления генератором манипулирующих последовательностей на первом выходе. Работа синхронизатора 11 происходит следующим образом. Тактовые импульсы с периодом Тв (фиг.11, поз.78) поступают на счетные (первые) входы первого 53 и второго 56 счетчиков. В режиме счета они работают по очереди и управляются первым триггером 54. Когда на первом выходе первого триггера 54 логическая единица, поступающая на второй (установочный) вход второго счетчика 56, он не считает, на его втором выходе устанавливается код в соответствии с кодом, приходящим со второй кодовой шины 55. В то же время, логический ноль на втором выходе первого триггера 54, поступая на второй установочный вход первого счетчика 53, разрешает ему счет импульсов, приходящих на его первый вход. Импульс переноса на выходе первого счетчика 53 возникает при переходе кода счетчика через максимальное значение. Этот импульс поступая на первый вход первого триггера 54 изменяет его состояние, при котором разрешается счет второму счетчику 56, запрещается счет первому счетчику 53 и устанавливается его код в соответствии с кодом, приходящим с первой кодовой шины 52 на третий вход. Задавая соответствующие коды на шинах 52 и 55, формируется расчетный импульс синхронизации на выходе первого триггера 54 (фиг 11, поз.79) с требуемыми значениями Тлчм и Тбо. Длительность Тбо выбирается равной Тбо≥2NTв, где N - число доплеровских фильтров в блоках доплеровских фильтров 22 и 23. Верхнее значение Тбо определяется необходимым временем возврата генераторов ГЛЧМ 39 и 45 в синтезаторе зондирующего сигнала 8 в исходное состояние и временем выдачи кодов настроек в соответствующие узлы РЛС (синтезатор зондирующего сигнала 8 и усилители доплеровской частоты 19, 20) с УОИ 12. Для этого интервала значений выбирают код на второй кодовой шине 55, при котором младшие разряды кода второго счетчика, несущие информацию о номере опрашиваемого доплеровского фильтра m равны нулю. Импульс синхронизации с выхода первого триггера 54 поступает на третий счетчик 57, формирующий код, используемый для управления генератором манипулирующих последовательностей 10.The synchronizer 11 (Fig. 5) generates a synchronization pulse (Fig. 11, item 79) at the second output, a signal sweep code for the frequency (range) m at the third output, and a control code for the generator of manipulating sequences at the first output. The operation of the
Таким образом, предлагаемая моноимпульсная РЛС с единой приемопередающей антенной системой благодаря применению частотно-временной развязки приемного тракта от излучаемого ЛЧМ сигнала, манипулируемого по частоте по перестраиваемому дискретно-временному закону, имеет наименьшую пиковую мощность излучения, что упрощает выполнение высоконадежного малогабаритного выходного устройства передатчика, в том числе на полупроводниковых приборах, при одновременном сокращении времени обзора сцены с целью поиска целей.Thus, the proposed monopulse radar with a single transceiver antenna system due to the use of time-frequency isolation of the receive path from the emitted LFM signal, manipulated in frequency according to a tunable discrete-time law, has the lowest peak radiation power, which simplifies the implementation of a highly reliable small-sized transmitter output device, in including semiconductor devices, while reducing the time for viewing the scene in order to search for targets.
На основании приведенного описания и чертежей предлагаемое устройство может быть изготовлено при использовании известных комплектующих изделий, известного в радиоэлектронной промышленности технологического оборудования и использовано на подвижных носителях в качестве РЛС для обнаружения целей и задания их начальных координат для последующей классификации и сопровождения.Based on the above description and drawings, the proposed device can be manufactured using known components, known in the electronic industry of technological equipment and used on mobile carriers as a radar to detect targets and set their initial coordinates for subsequent classification and tracking.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ 2099739 от 20.12.97, МПК G 01 S 13/44. Радиолокационная станция.1. RF patent 2099739 from 12.20.97, IPC G 01 S 13/44. Radar station.
2. А.И.Леонов, К.И.Фомичев. Моноимпульсная радиолокация. - М.: Советское Радио, 1970 (с.22. рис 1.9., с.41 рис.1.22).2. A.I. Leonov, K.I. Fomichev. Monopulse radar. - M .: Soviet Radio, 1970 (p. 22. Fig. 1.9., P. 41 fig. 1.22).
3. Авторское свидетельство СССР 180795 от 15.11.82, МПК G 01 S 13/44.3. USSR author's certificate 180795 of 11/15/82, IPC G 01 S 13/44.
4. Д.Джонсон, Дж.Джонсон, Г.Мур. Справочник по активным фильтрам. - М: Энергоиздат, 1983 (с.65-67 рис 7.5).4. D. Johnson, J. Johnson, G. Moore. Active Filter Reference. - M: Energoizdat, 1983 (p. 65-67 Fig. 7.5).
5. В.Манасевич. Синтезаторы частоты, теория и проектирование. - М.: Связь, 1979 (с.35, рис.1.17; с.190, рис.4.10, 4.11).5. V. Manasevich. Frequency synthesizers, theory and design. - M.: Communication, 1979 (p. 35, fig. 1.17; p. 190, fig. 4.10, 4.11).
6. В.Е.Колчинский, И.А.Мандуровский, М.И.Константиновский. Доплеровские устройства и системы навигации. - М.: Советское Радио, 1975 (с.368-370, рис.11.16).6. V.E. Kolchinsky, I.A. Mandurovsky, M.I. Konstantinovsky. Doppler devices and navigation systems. - M .: Soviet Radio, 1975 (p. 368-370, fig. 11.16).
7. В.А.Лихарев. Цифровые методы и устройства в радиолокации. - М.: Советское Радио, 1973. (с.189 рис 2.39; с.255 рис 3.17).7. V.A. Likharev. Digital methods and devices in radar. - M.: Soviet Radio, 1973. (p. 189 fig. 2.39; p. 255 fig. 3.17).
8. Патент РФ 2189048 от 10.09.2002, МПК G 01 S 13/44, 3/22. Угловой селектор для обзорной моноимпульсной РЛС.8. RF patent 2189048 dated 09/10/2002, IPC G 01 S 13/44, 3/22. Angle selector for surveillance monopulse radar.
9. Изделие А-038, Руководство по технической эксплуатации ГУ1.000.058 РЭ1 (л. 20/2).9. Product A-038, Guidelines for the technical operation of GU1.000.058 RE1 (l. 20/2).
10. Блок ДР1-363И Инструкция по настройке ГУ2.068.159 И2 (л.13).10. Block DR1-363I Instructions for setting up GU2.068.159 I2 (l.13).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108814/09A RU2267137C1 (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Monopulse radar station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108814/09A RU2267137C1 (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Monopulse radar station |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004108814A RU2004108814A (en) | 2005-09-27 |
RU2267137C1 true RU2267137C1 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35849743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004108814/09A RU2267137C1 (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Monopulse radar station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267137C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449305C1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-04-27 | Михайлов Альберт Александрович | Time-frequency coded radio-pulse signal monopulse interogator receiver |
RU2580443C2 (en) * | 2012-06-29 | 2016-04-10 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" (ПАО "НПО"Алмаз") | Use of transfunctions to solve antenna tasks |
RU2600109C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Monopulse radar of millimetre range |
RU2636058C1 (en) * | 2016-11-11 | 2017-11-20 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Method for processing radar signals in mono-pulse radiolocation station |
RU2659807C1 (en) * | 2017-09-05 | 2018-07-04 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Method for processing radar signals in a monopulse radar |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497146C2 (en) * | 2011-02-09 | 2013-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Pulsed doppler monopulse radar |
-
2004
- 2004-03-24 RU RU2004108814/09A patent/RU2267137C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449305C1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-04-27 | Михайлов Альберт Александрович | Time-frequency coded radio-pulse signal monopulse interogator receiver |
RU2580443C2 (en) * | 2012-06-29 | 2016-04-10 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" (ПАО "НПО"Алмаз") | Use of transfunctions to solve antenna tasks |
RU2600109C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Monopulse radar of millimetre range |
RU2636058C1 (en) * | 2016-11-11 | 2017-11-20 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Method for processing radar signals in mono-pulse radiolocation station |
RU2659807C1 (en) * | 2017-09-05 | 2018-07-04 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Method for processing radar signals in a monopulse radar |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004108814A (en) | 2005-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1082621B1 (en) | System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system | |
EP1254381B1 (en) | Precision radar altimeter with terrain feature coordinate location capability | |
EP2182375A1 (en) | A combined direction finder and radar system, method and computer program product | |
AU610440B2 (en) | Multiple radio frequency single receiver radar operation | |
RU2267137C1 (en) | Monopulse radar station | |
RU2497146C2 (en) | Pulsed doppler monopulse radar | |
US3383686A (en) | Diverse frequency echo detection system with doppler frequency coherence | |
RU2541504C1 (en) | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode | |
KR101848729B1 (en) | Fmcw radar with multi-frequency bandwidth and controlling method therefor | |
EP0727676B1 (en) | Multichannel radar | |
RU2099739C1 (en) | Radar | |
US3440653A (en) | Radar system | |
RU2278397C2 (en) | Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station | |
RU2695799C1 (en) | Method of determining location parameters of location objects in radar sensors with frequency manipulation of continuous radiation of radio waves and a device for its realizing | |
RU54679U1 (en) | RADAR STATION | |
US3514777A (en) | Pulse doppler radar with reduced range and doppler ambiguities | |
Mabrouk et al. | A novel algorithm for moving/fixed target discrimination in 77 GHz automotive radars | |
RU2205417C2 (en) | Multichannel receiver-indicator of satellite radio navigation systems | |
RU2246736C1 (en) | Device for detecting moving objects provided with protection against active noise interference | |
RU2392704C1 (en) | Method of increasing broadbandness of transceiving module of phased antenna array using signal generation through direct digital synthesis, and embodiments thereof | |
RU2500001C1 (en) | Pulsed doppler radio altimeter system | |
RU90572U1 (en) | HYPERBOLIC TYPE RADAR SURVEILLANCE RECEIVER WITH QUASI-CONTINUOUS RADIATION | |
RU2124221C1 (en) | Radar station | |
JP2933454B2 (en) | Radio altimeter | |
RU2066462C1 (en) | Radar with sounding two-band signal with linear frequency modulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190325 |