RU2270458C1 - Method for measuring angular coordinates of targets in mono-pulse surveillance radio-location station and a surveillance radio-location station for realization of said method - Google Patents
Method for measuring angular coordinates of targets in mono-pulse surveillance radio-location station and a surveillance radio-location station for realization of said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2270458C1 RU2270458C1 RU2004121261/09A RU2004121261A RU2270458C1 RU 2270458 C1 RU2270458 C1 RU 2270458C1 RU 2004121261/09 A RU2004121261/09 A RU 2004121261/09A RU 2004121261 A RU2004121261 A RU 2004121261A RU 2270458 C1 RU2270458 C1 RU 2270458C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- signal
- target
- angular
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к моноимпульсным обзорным РЛС, работающим на подвижных носителях, предназначенных для обнаружения сигналов целей и выдачи их координат в систему управления, к которым предъявляют повышенные требования к получению выходной информации за минимальное время.The present invention relates to a monopulse survey radar operating on mobile carriers designed to detect target signals and provide their coordinates to the control system, which have high requirements for obtaining output information in a minimum time.
Существуют два подхода к измерению угловых координат целей в моноимпульсных обзорных РЛС [1, с.328]. Первый - прямоотсчетный по измерению отклонения цели от сканирующего равносигнального направления (РСН) в пределах всего рабочего участка пеленгационной характеристики антенны. При этом измеряемый угол в системе координат ЛА равен сумме измеренного угла отклонения от РСН с углом РСН относительно оси ЛА. Второй - компенсационный по положению РСН, когда сигнал углового отклонения от РСН равен нулю.There are two approaches to measuring the angular coordinates of targets in monopulse surveillance radars [1, p. 328]. The first is a straightforward measurement of the deviation of the target from the scanning equal signal direction (RSN) within the entire working area of the antenna direction-finding characteristic. Moreover, the measured angle in the coordinate system of the aircraft is equal to the sum of the measured angle of deviation from the RSN with the angle of the RSN relative to the axis of the aircraft. The second is compensatory for the position of the RSN, when the signal of the angular deviation from the RSN is zero.
Недостатком первого способа является то, что при измерениях вне РСН флюктуационная погрешность измерения резко увеличивается с возрастанием отклонения измеряемого угла от РСН [2, с.50]. Кроме того, при не идентичности амплитудных и фазовых характеристик суммарного и разностного каналов крутизна пеленгационной характеристики, даже в суммарно-разностных моноимпульсных РЛС, отличается от расчетной, соответственно появляется дополнительная погрешность смещения показаний, возрастающая с увеличением измеряемого угла, учесть которую трудно. Более высокую точность дает второй - компенсационный способ. Флюктуационная погрешность здесь наименьшая, а погрешность смещения нулевая, так как положение нуля пеленгационной характеристики в суммарно-разностных моноимпульсных РЛС стабильно. Для обеспечения приемлемой точности измерения углового положения цели в этом варианте построения обзорной моноимпульсной РЛС необходимо обеспечить угловой разнос между соседними сеансами измерений (скорость сканирования по углу), меньший части допустимой угловой погрешности измерения. Очевидно, что это снижает скорость сканирования по сравнению с первым (прямоотсчетным) методом измерения.The disadvantage of the first method is that when measuring outside the RSN, the fluctuation error of the measurement increases sharply with increasing deviation of the measured angle from the RSN [2, p.50]. In addition, if the amplitude and phase characteristics of the total and difference channels are not identical, the steepness of the direction-finding characteristic, even in the total-difference monopulse radar, differs from the calculated one, accordingly, an additional error in the readings appears, increasing with increasing measured angle, which is difficult to take into account. Higher accuracy gives the second - compensation method. The fluctuation error here is the smallest, and the bias error is zero, since the zero position of the direction-finding characteristic in the total-difference monopulse radar is stable. To ensure acceptable accuracy of measuring the angular position of the target in this embodiment of the construction of a monopulse survey radar, it is necessary to provide an angular separation between adjacent measurement sessions (scanning speed by angle), less than part of the permissible angular error of measurement. Obviously, this reduces the scanning speed compared to the first (directly counted) measurement method.
Известен компенсационный моноимпульсный метод измерения угла, описанный в [3], в котором после обнаружения сигнала во время сканирования и определения, что цель находится в районе главной РСН, производится переход в режим автосопровождения цели по углу, при котором измеряемый угол равен угловому положению РСН. Недостатком способа [3] при обзоре сцены является приостановка обзора при обнаружении цели на время измерения ее угловой координаты в режиме слежения. При этом скорость обзора сцены оказывается еще меньше, чем в рассмотренном выше варианте.The compensation monopulse method of measuring the angle is known, described in [3], in which, after detecting the signal during scanning and determining that the target is in the area of the main RSN, it switches to the auto tracking mode of the target by the angle at which the measured angle is equal to the angular position of the RSN. The disadvantage of the method [3] when reviewing a scene is the suspension of the survey when it detects a target while measuring its angular coordinate in tracking mode. At the same time, the speed of the scene review is even less than in the variant considered above.
Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения угловых координат цели компенсационным способом при обзоре сцены при высокой скорости сканирования за счет дополнительного использования оценок углового отклонения ее от РСН на части рабочего участка главной пеленгационной характеристики и определения координаты цели по ним расчетным путем с использованием метода линейной регрессии [4, с.114].The aim of the invention is to increase the accuracy of measuring the angular coordinates of the target in a compensatory way when viewing the scene at a high scanning speed due to the additional use of estimates of its angular deviation from the RSN on a part of the working section of the main direction-finding characteristic and determining the coordinate of the target by calculation using the linear regression method [ 4, p.114].
Заявленная цель достигается тем, что в способ измерения углового положения в обзорной суммарно-разностной моноимпульсной РЛС, включающем сканирование заданного углового сектора, начиная от начального до конечного, измерение углового положения РСН относительно оси ЛА βi, формирование пеленгационных отсчетов цели γ(βi), амплитуды суммарного сигнала P(βi), сглаженной реализации Рсгл(βi) путем суммирования выборок P(βi) в скользящем по углу окне, пороговое обнаружение сигнала по превышению сглаженным сигналом Рсгл(βi) порога, определяемого заданной вероятностью правильного обнаружения и допустимой вероятностью ложной тревоги, селекцию нахождения цели на главном участке пеленгационной характеристики антенны и определение угла РСН βц, при котором пеленгационный отсчет на главном участке пеленгационной характеристики равен нулю, введена оцифровка амплитуды суммарного сигнала P(βi) и пеленгационных отсчетов γi=γ(βi), для обнаруженных сигналов производится запись в память значений сглаженного сигнала Рсгл(βi) и пеленга γ(βi) совместно с угловым положением РСН βi, при котором они получены, после достижения РСН конца сектора обзора по результатам записи итерациями находят сигналы целей и их угловые координаты, каждая итерация включает нахождение глобального максимума Рм в сглаженной реализации Рсгл(βi) и его угловой координаты βм, нахождение методом линейной регрессии уравнения прямой, аппроксимирующей поведение пеленга в зависимости от угла РСН в угловом секторе βм±Δβ, где Δβ - часть ширины главного лепестка суммарной ДНА, вычисление угла РСН, при котором пеленг цели равен нулю (точки пересечения прямой с осью абсцисс), найденный угол является угловой координатой цели βц, который записывают в выходной массив результатов измерения, производится вычисление новой реализации сглаженного суммарного сигнала Z(βi), свободной от сигнала цели с координатой найденного глобального максимума βц, путем вычитания из реализации Рсгл(βi) взвешенной нормированной функции суммарной ДНА G(βi), глобальный максимум которой смещен по углу в положение βц, вес вычитаемой функции G(βi) принимается равным значению найденного глобального максимума Рм:The stated goal is achieved by the fact that in the method of measuring the angular position in the survey total-differential monopulse radar, including scanning a given angular sector, from initial to final, measuring the angular position of the RSN relative to the axis β i , the formation of direction-finding samples of the target γ (β i ) , the amplitude of the sum signal P (β i), the smooth implementation of the P SGL (β i) by adding the samples P (β i) in the sliding window on the corner, the threshold detection signal exceeding the smoothed signal P SGL (β i) threshold is determined th predetermined probability of correct detection and the allowable false alarm probability, selection finding purpose on the main portion of the DF performance of the antenna and determining the angle PCH β c, wherein the DF count on the main portion DF characteristics is zero, introduced digitization of the total signal amplitude P (β i), and direction finding counts γ i = γ (β i) , for recording the detected signals is made in memory of the smoothed signal values P SGL (β i) and bearing γ (β i) in conjunction with the angular position of the RDA β i, n and wherein they are obtained, after the RSN of the results end viewing sector recording iteration are signals targets and their angular position, each iteration involves finding a global maximum of F m in the smoothed implementation P SGL (β i) and its angular position β m, the finding by linear regression of the equation of a straight line approximating the behavior of the bearing depending on the angle of the RSN in the angular sector β m ± Δβ, where Δβ is the part of the width of the main lobe of the total BOTTOM, calculation of the PCN angle at which the bearing of the target is zero (the point of intersection of the line with the abscissa axis), the angle found is the angular coordinate of the target β c , which is recorded in the output array of the measurement results, a new implementation of the smoothed total signal Z (β i ), free of the target signal with the coordinate of the found global maximum β c , is calculated by subtracting from the implementation of R CHL (β i ) of the weighted normalized function of the total BOTTOM G (β i ), the global maximum of which is shifted in angle to the position β c , the weight of the subtracted function G (β i ) is taken equal to the value of the found global maximum P m :
Z(βi)=Pсгл(βi)-Рм[G(βi+βo-βц)],Z (β i ) = P chgl (β i ) -P m [G (β i + β o -β c )],
где βо - угловое положение глобального максимума опорной функции суммарной ДНА, записанной в память,where β about - the angular position of the global maximum of the support function of the total DNA recorded in the memory,
Z(βi) - новая реализация накопленной амплитуды суммарного сигнала, повторяют итерационную процедуру с новой реализацией угловой развертки амплитуды сглаженного суммарного сигнала, считая Рсгл(βi)=Z(βi), пока все глобальные максимумы не окажутся ниже второго порога, после этого производится выдача массива найденных в секторе обзора координат целей потребителю.Z (β i ) - a new implementation of the accumulated amplitude of the total signal, repeat the iterative procedure with a new implementation of the angular sweep of the amplitude of the smoothed total signal, counting Pgl (β i ) = Z (β i ) until all global maxima are below the second threshold, after that, an array of targets found in the overview sector of the target coordinates is issued to the consumer.
Согласно данному способу формируется периодический СВЧ сигнал, излучаемый через суммарную диаграмму направленности сканирующей антенны, угловое положение которой (βi) измеряется и выдается для регистрации в память. Отраженный сигнал принимается в паузах между излучениями через ту же антенну и после суммарно-разностного преобразования на несущей частоте поступает на обработку сигнальным процессором для получения амплитуды суммарного сигнала (Pi) и пеленгационного соотношения (γi=Δi/Pi) разности амплитуд сигналов Δi, принятых лучами моноимпульсной антенны, и их суммы Pi. Значение γi может быть и положительным, и отрицательным и характеризует отклонение направления на цель от РСН. Сигналы Pi и γi оцифровываются с периодом излучения зондирующих импульсов на задержке, соответствующей анализируемой дальности. Оцифрованный суммарный сигнал Pi сглаживается (накапливается) на скользящем по углу интервале. В результате сглаживания получают реализацию Рсгл(βi), текущие значения которой сравниваются с порогом обнаружения. При превышении порога формируется отметка об обнаружении сигнала. По этой отметке в каждый период излучения производится запись в память оцифрованных сигналов Рсгл(βi), γ(βi) и значение угла βi, при котором они получены. После окончания цикла обзора сцены в заданном секторе сканирования производится обработка результатов записи с определением угловых положений всех целей в секторе сканирования. Процесс обработки выполняется итерационно. Каждая итерация включает нахождение углового сектора, в котором присутствует хотя бы одна цель в главном лепестке суммарной ДНА, и угла ориентации РСН βц, при котором он совпадает с направлением на цель (пеленгационный отсчет γц=0). Для этого находят глобальный максимум Рм на реализации Рсгл(βi) и его угловую координату βм. На участке βм±Δβ (где Δβ - часть ширины главного лепестка суммарной ДНА, в пределах которой используются выборки γi для вычисления измеряемой угловой координаты цели). На участке βм±Δβ находят N - число записанных выборок сигнала γi, A1=Σγi, А2=Σβi, А3=ΣβiΣγi, A4=Σ(βi)2. В соответствии с методом линейной регрессии [4] находят параметры А и С прямойAccording to this method, a periodic microwave signal is generated that is emitted through the total radiation pattern of the scanning antenna, the angular position of which (β i ) is measured and issued for registration in the memory. The reflected signal is received in pauses between emissions through the same antenna and, after the total-difference conversion at the carrier frequency, is processed by the signal processor to obtain the amplitude of the total signal (P i ) and the bearing ratio (γ i = Δ i / P i ) of the signal amplitude difference Δ i received by the beams of a monopulse antenna, and their sum P i . The value of γ i can be both positive and negative and characterizes the deviation of the direction to the target from the RSN. The signals P i and γ i are digitized with the period of emission of the probe pulses at a delay corresponding to the analyzed range. The digitized total signal P i is smoothed (accumulated) over an angle-sliding interval. As a result of smoothing, an implementation of Pgl (β i ) is obtained, the current values of which are compared with the detection threshold. When the threshold is exceeded, a signal detection mark is generated. According to this mark, in each radiation period, the digitized signals Pgl (β i ), γ (β i ) and the value of the angle β i at which they are obtained are recorded. After the scene review cycle in the specified scanning sector is completed, the recording results are processed with the determination of the angular positions of all targets in the scanning sector. The processing process is iterative. Each iteration involves finding an angular sector in which at least one target is present in the main lobe of the total BOTTOM, and a PCH orientation angle β c , at which it coincides with the direction to the target (direction finding γ c = 0). To do this, find the global maximum P m on the implementation of the R swl (β i ) and its angular coordinate β m . On the plot β m ± Δβ (where Δβ is the part of the width of the main lobe of the total BOTTOM, within which γ i samples are used to calculate the measured angular coordinate of the target). On the plot β m ± Δβ, N is found - the number of recorded samples of the signal γ i , A 1 = Σγ i , A 2 = Σβ i , A 3 = Σβ i Σγ i , A 4 = Σ (β i ) 2 . In accordance with the linear regression method [4] find the parameters A and C of the line
аппроксимирующей поведение пеленгационного отсчета от угла РСН β: approximating direction finding behavior from the angle RSN β:
По найденным А и С вычисляют угловое положение цели βц, для которого :For the resulting A and C calculated angular position of the target β n for which :
βц=-А/Сβ c = -A / C
и записывают координату βц в выходной массив результатов измерения. Далее формируют реализацию Z(βi) путем вычитания из реализации Рсгл(βi) взвешенной нормированной огибающей суммарной ДНА G(βi) при совмещении ее глобального максимума с βц:and write the coordinate β C in the output array of the measurement results. Next, form the implementation of Z (β i ) by subtracting from the implementation of P sgl (β i ) the weighted normalized envelope of the total BOTTOM G (β i ) while combining its global maximum with β c :
Z(βi)=Рсгл(βi)-РмG(βi+βo-βц),Z (β i ) = R sgl (β i ) -P m G (β i + β o -β c ),
где βо - угловое положение глобального максимума опорной функции суммарной ДНА, записанной в память.where β about is the angular position of the global maximum of the support function of the total DNA recorded in the memory.
Реализация Z(βi) проверяется на наличие хотя бы одного максимума, превышающего второй порог. В этом случае итерационный процесс продолжается, считая что Рсгл(βi)=Z(βi). Если при проверке реализации Z(βi) не обнаружено ни одного максимума, превысивших второй порог, итерационный процесс считается законченным, при этом массив данных о координатах обнаруженных целей может быть выдан потребителю.The implementation of Z (β i ) is checked for the presence of at least one maximum exceeding the second threshold. In this case, the iterative process continues, assuming that Pgl (β i ) = Z (β i ). If during verification of the implementation of Z (β i ) no maximum was found that exceeded the second threshold, the iterative process is considered completed, while an array of data on the coordinates of the detected targets can be issued to the consumer.
Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и чертежами обзорной моноимпульсной РЛС, реализующей данный способ:The invention is illustrated by the further description and drawings of the survey monopulse radar that implements this method:
Фиг.1 - структурная схема РЛС,Figure 1 - structural diagram of the radar,
Фиг.2 - структурная схема порогового обнаружителя,Figure 2 is a structural diagram of a threshold detector,
Фиг.3 - структурная схема сигнального процессора,Figure 3 is a structural diagram of a signal processor,
Фиг.4 - алгоритм работы РЛС,Figure 4 - algorithm of the radar,
Фиг.5 - алгоритм вычисления угловой координаты цели.Figure 5 - algorithm for calculating the angular coordinate of the target.
На фиг.1 представлена структурная схема РЛС, где приняты следующие обозначения:Figure 1 presents the structural diagram of the radar, where the following notation:
1 - обзорная моноимпульсная РЛС (ОМРЛС),1 - survey monopulse radar (OMRL),
2 - мультиплексор (МП),2 - multiplexer (MP),
3 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП 1),3 - the first analog-to-digital Converter (ADC 1),
4 - второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП 2),4 - the second analog-to-digital Converter (ADC 2),
5 - пороговый обнаружитель (ПО),5 - threshold detector (software),
6 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ),6 - random access memory (RAM),
7 - схема управления (СУ),7 - control circuit (SU),
8 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ),8 - read-only memory (ROM),
9 - вычислитель координат (ВК),9 - coordinate calculator (VK),
10 - антенна (А),10 - antenna (A),
11 - суммарно-разностный преобразователь (СРП),11 - total differential Converter (PSA),
12 - антенный коммутатор (АК),12 - antenna switch (AK),
13 - передатчик (ПРД),13 - transmitter (PRD),
14 - привод антенны (ПА),14 - antenna drive (PA),
15 - сигнальный процессор (СП).15 - signal processor (SP).
Пороговый обнаружитель 5 может быть выполнен по известной схеме, описанной в [6, с.181, рис.2.3].The
Схема управления 7 и вычислитель координат 9 могут быть построены на базе цифрового процессора. Работа вычислителя 9 состоит в последовательном решении задач, представленных алгоритмами на фиг.4 и 5.The control circuit 7 and the coordinate calculator 9 can be built on the basis of a digital processor. The job of the calculator 9 consists in sequentially solving the problems represented by the algorithms in FIGS. 4 and 5.
Антенна 10 может быть построена в виде зеркала с 2-рупорным облучателем, соединенным волноводами с суммарно-разностным преобразователем 11.Antenna 10 can be constructed in the form of a mirror with a 2-horn feed connected by waveguides to a sum-difference converter 11.
Суммарно-разностный преобразователь 11 может быть построен на основе волноводных Т-мостов.Sum-difference Converter 11 can be built on the basis of waveguide T-bridges.
Антенный коммутатор 12 может быть выполнен в виде трехплечевого ферритового Y-циркулятора и служит для защиты сигнального процессора 15 от перегрузки при излучении.Antenna switch 12 can be made in the form of a three-arm ferrite Y-circulator and serves to protect the signal processor 15 from overload during radiation.
Сигнальный процессор 15 может быть выполнен по схеме, приведенной в [5, с.28, рис 1.13].The signal processor 15 can be performed according to the scheme given in [5, p. 28, Fig. 1.13].
На схеме по фиг.1 первый выход ОМРЛС 1 соединен с вторым входом мультиплексора 2 и вторым входом схемы управления 7, пятый выход которого соединен с первым входом вычислителя координат, второй и третий выходы ОМРЛС 1 соединены с первыми входами первого 3 и второго 4 аналого-цифровых преобразователей (АЦП) соответственно, выход второго АЦП 4 соединен с первым входом порогового обнаружителя 5, шестой выход схемы управления соединен с вторыми входами порогового обнаружителя, первого 3 и второго 4 АЦП, выход первого АЦП 3 соединен с первым входом мультиплексора 2, выход которого соединен с третьим входом ОЗУ 6, первый выход порогового обнаружителя 5 соединен с четвертым входом мультиплексора 2, четвертый (адресный) выход схемы управления 7 соединен с первым (адресным) входом ОЗУ 6 и третьим (адресным) входом мультиплексора 2, третий (управляющий) выход схемы управления 7 соединен с вторым входом ОЗУ 6, второй выход порогового обнаружителя 5 соединен с первым входом схемы управления 7, первый и второй выходы которой соединены с вторым и первым входами ОМРЛС 1, третий выход вычислителя координат 9 соединен с шестым входом ОЗУ 6, первый выход вычислителя координат 9 соединен с четвертым входом ОЗУ 6 и первым входом ПЗУ 8, второй (управляющий) выход вычислителя координат 9 соединен с вторым входом ПЗУ 8 и пятым входом ОЗУ 6, выходы ОЗУ 6 и ПЗУ 8 через общую магистраль подключены к второму входу вычислителя координат 9, ОМРЛС 1 содержит последовательно соединенные передатчик 13, антенный коммутатор 12, суммарно-разностный преобразователь 11 и антенну 10, второй (разностный) выход суммарно-разностного преобразователя 11 соединен с первым входом сигнального процессора 15, второй выход антенного коммутатора 12 соединен с вторым входом сигнального процессора, первый и второй выходы которого являются вторым и третьим выходами ОМРЛС 1 соответственно, второй выход привода антенны 14 кинематически связан с третьим входом антенны 10, первый выход привода антенны 14 является первым выходом ОМРЛС 1, вход привода антенны 14 является вторым входом ОМРЛС 1.In the diagram of Fig. 1, the first output of the ORLS 1 is connected to the second input of the multiplexer 2 and the second input of the control circuit 7, the fifth output of which is connected to the first input of the coordinate calculator, the second and third outputs of the ORLS 1 are connected to the first inputs of the first 3 and second 4 analog digital converters (ADCs), respectively, the output of the second ADC 4 is connected to the first input of the threshold detector 5, the sixth output of the control circuit is connected to the second inputs of the threshold detector, the first 3 and second 4 ADCs, the output of the first ADC 3 is connected to the first input of the mule typlexer 2, the output of which is connected to the third input of RAM 6, the first output of the threshold detector 5 is connected to the fourth input of multiplexer 2, the fourth (address) output of the control circuit 7 is connected to the first (address) input of RAM 6 and the third (address) input of multiplexer 2, the third (control) output of the control circuit 7 is connected to the second input of RAM 6, the second output of the threshold detector 5 is connected to the first input of the control circuit 7, the first and second outputs of which are connected to the second and first inputs of the ORLS 1, the third output of the coordinate calculator 9 is connected to the sixth input of RAM 6, the first output of coordinate calculator 9 is connected to the fourth input of RAM 6 and the first input of ROM 8, the second (control) output of coordinate calculator 9 is connected to the second input of ROM 8 and the fifth input of RAM 6, outputs of RAM 6 and ROM 8 are connected through a common highway to the second input of the coordinate calculator 9, OMRLS 1 contains serially connected transmitter 13, antenna switch 12, sum-difference converter 11 and antenna 10, the second (difference) output of the sum-difference converter 11 is connected to the first input the main processor 15, the second output of the antenna switch 12 is connected to the second input of the signal processor, the first and second outputs of which are the second and third outputs of the ORLS 1, respectively, the second output of the antenna drive 14 is kinematically connected to the third input of the antenna 10, the first output of the antenna drive 14 is the first the output of ORLS 1, the input of the drive antenna 14 is the second input of ORLS 1.
На фиг.2 приведен вариант схемы порогового обнаружителя 5, на котором обозначены:Figure 2 shows a variant of the
1 - сдвиговый регистр(СДР),1 - shift register (SDR),
2 - сумматор (Сум),2 - adder (Sum),
3 - кодовая шина (КШ),3 - code bus (KSh),
4 - компаратор (Комп).4 - comparator (Comp).
На схеме фиг.2 второй вход порогового обнаружителя 5 соединен с вторым входом сдвигового регистра 16, выходы которого с первого по q-ый соединены с одноименными входами сумматора 17, первый вход сдвигового регистра 16 является первым входом порогового обнаружителя 5, выход сумматора 17 соединен с первым входом компаратора 19 и является первым выходом порогового обнаружителя 5, второй вход которого соединен с выходом кодовой шины 18, выход компаратора 19 является вторым выходом порогового обнаружителя 5.In the diagram of figure 2, the second input of the
Вариант схемы сигнального процессора 15 приведен на фиг.3, на которой обозначены:A variant of the signal processor circuit 15 is shown in figure 3, which indicates:
20 - первый смеситель (См 1),20 - the first mixer (cm 1),
21 - первый оптимальный фильтр (ОФ 1),21 - the first optimal filter (OF 1),
22 - первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ 1),22 - the first intermediate frequency amplifier (UPCH 1),
23 - амплитудный детектор (АД),23 - amplitude detector (HELL),
24 - гетеродин (Гет),24 - local oscillator (Get),
25 - второй смеситель (См 2),25 - second mixer (cm 2),
26 - второй оптимальный фильтр (ОФ 2),26 - the second optimal filter (OF 2),
27 - второй усилитель промежуточной частоты (УПЧ 2),27 - the second intermediate frequency amplifier (UPCH 2),
28 - фазовый детектор (ФД),28 - phase detector (PD),
29 - делитель (Дел).29 - divider (Affairs).
На фиг.3 второй вход сигнального процессора 15 через последовательно соединенные первый смеситель 20, первый оптимальный фильтр 21, первый УПЧ 22 и амплитудный детектор 23 соединен с вторым выходом сигнального процессора 15, первый вход сигнального процессора 15 через последовательно соединенные второй смеситель 25, второй оптимальный фильтр 26, второй УПЧ 27, фазовый детектор 28 и делитель 29 соединен с первым выходом сигнального процессора 15, выход гетеродина 24 соединен с вторыми входами первого и второго смесителей 20 и 25 соответственно, выход первого УПЧ 22 дополнительно соединен с первым входом фазового детектора 28, выход амплитудного детектора 23 дополнительно соединен с первым входом делителя 29.In Fig. 3, the second input of the signal processor 15 through the
В соответствии со схемами на фиг.1...5 РЛС, реализующая предлагаемый способ, работает следующим образом. Перед началом работы РЛС по команде управления на первом выходе схемы управления 7, поступающей на второй вход привода антенны 14, антенна 10 разворачивается в сторону начала сектора сканирования. Ее угловое положение, выдаваемое на первом выходе привода антенны 10, поступает на второй вход схемы управления 7, где сравнивается с заданным углом начала сектора сканирования, при подходе оси РСН к заданному началу сектора система управления 7 выдает на передатчик 13 импульсы запуска, синхронизирующие формирование им зондирующего импульса. Сформированный передатчиком 13 зондирующий импульс через последовательно включенные антенный коммутатор 12 и суммарно-разностный преобразователь 11 поступает на первые и вторые входы-выходы антенны 10 и излучается через суммарную диаграмму направленности антенны (ДНА). Отраженный сигнал через ту же антенну 10 принимается и поступает на суммарно-разностный преобразователь 11, где на первом и втором выходах формируются суммарный и разностный сигналы соответственно. Суммарный сигнал через антенный коммутатор 12 поступает на второй вход сигнального процессора 15. Разностный сигнал с второго выхода суммарно-разностного преобразователя 11 поступает на первый вход сигнального процессора 15. В результате обработки суммарных и разностных сигналов на первом выходе сигнального процессора 15 формируется пеленгационное отношение γi=Δi/Pi, а на втором - огибающая суммарного сигнала Pi. Вариант построения сигнального процессора 13 описан в [5, с.28, рис 1.13] и изображен на фиг.3. Здесь суммарный и разностный сигналы поступают на первый 20 и второй 25 смесители соответственно. Гетеродин 24 формирует сигнал, который поступает на вторые входы смесителей 20 и 25. В результате смешения входных сигналов с гетеродинным образуется промежуточная более низкая, на которой производится оптимальная фильтрация входных сигналов в фильтрах 21 и 26 и далее усиление в первом 20 и втором 27 УПЧ. Фазовое детектирование (перемножение) сигналов УПЧ дает сигнал, пропорциональный отклонению направления на цель от РСН. После его нормировки сигналом амплитудного детектора 23 огибающей суммарного сигнала на выходе делителя 29 получают пеленгационный отсчет. Выходом сигнального процессора 15 являются выход делителя 29 (сигнал γi) и амплитудного детектора 23 (сигнал Pi). Эти сигналы оцифровываются в первом 3 и втором 4 АЦП соответственно. Такт выборки сигналов задается сигналом с шестого выхода схемы управления 7, имеющим задержку относительно импульса запуска передатчика, соответствующую задержке отраженного сигнала на анализируемой дальности. С выхода второго АЦП 4 оцифрованный суммарный сигнал поступает на первый (информационный) вход порогового обнаружителя 5. Схема порогового обнаружителя 5 описана в [6, с.181, рис.2.36], приведена на фиг.2 и работает следующим образом. На информационный первый вход сдвигового регистра 16 приходит оцифрованный сигнал огибающей суммарного канала. Прием сигнала в сдвиговый регистр16 производится сигналом выборки, поступающим на его второй вход. Число разрядов сдвигового регистра равно q - числу не когерентно накапливаемых импульсов, по которым принимается решение об обнаружении сигнала. Сигналы с q выходов сдвигового регистра 16 поступают в сумматор 17, где на скользящем интервале формируется накопленный (сглаженный) сигнал Рсгл(βi), поступающий на первый вход компаратора 19, и является первым выходом порогового обнаружителя 5. При превышении накопленным (сглаженный) сигналом порога, задаваемого кодовой шиной 18, компаратор 19 выдает на первый вход схемы управления 7 признак обнаружения сигнала. При наличии обнаружения схема управления 7 один раз в период повторения производит последовательную запись оцифрованных сигналов пеленга (выход первого АЦП 3), сглаженной амплитуды суммарного сигнала (первый выход порогового обнаружителя 5) и угла ориентации РСН (первый выход привода антенны 14) в ОЗУ 6 через мультиплексор 2. Адрес для ОЗУ и мультиплексора 2 формируется на четвертом выходе схемы управления 7. Сигнал управления ОЗУ 6 для управления моментом записи формируется на третьем выходе схемы управления 7.In accordance with the diagrams in figure 1 ... 5 radar that implements the proposed method, works as follows. Before the radar starts, by the control command at the first output of the control circuit 7 supplied to the second input of the antenna drive 14, the antenna 10 is deployed towards the beginning of the scanning sector. Its angular position, issued at the first output of the antenna drive 10, is fed to the second input of the control circuit 7, where it is compared with a given angle of the beginning of the scanning sector, when the PCH axis approaches the given beginning of the sector, the control system 7 gives start pulses to the transmitter 13, synchronizing the formation of probe pulse. The probe pulse generated by the transmitter 13 through the series-connected antenna switch 12 and the sum-difference converter 11 is supplied to the first and second inputs and outputs of the antenna 10 and is radiated through the total antenna radiation pattern (BOTTOM). The reflected signal through the same antenna 10 is received and fed to the sum-difference converter 11, where the sum and difference signals are formed at the first and second outputs, respectively. The total signal through the antenna switch 12 is fed to the second input of the signal processor 15. The differential signal from the second output of the sum-difference converter 11 is fed to the first input of the signal processor 15. As a result of processing the total and difference signals at the first output of the signal processor 15, a direction-finding relation γ i = Δ i / P i , and on the second - the envelope of the total signal P i . A variant of the construction of the signal processor 13 is described in [5, p. 28, Fig. 1.13] and shown in Fig.3. Here, the total and difference signals are fed to the first 20 and second 25 mixers, respectively. The
В процессе сканирования схема управления 7 считывает текущий угол РСН, поступающий на его второй вход. При достижении конца заданного сектора сканирования схема управления 7 прекращает подачу импульсов запуска с второго выхода на передатчик 13 (прекращает излучение зондирующих импульсов) и выдает на пятом выходе сигнал разрешения обработки записанной информации, поступающий на первый вход вычислителя координат 9. С этого момента вычислитель координат 9 начинает работать с информацией, записанной в ОЗУ 6 и ПЗУ 8. Адрес запрашиваемых ячеек ОЗУ 6 и ПЗУ 8 задается на первом выходе вычислителя координат 9. Управление работой при записи/считывании информации из ОЗУ 6 и ПЗУ 8 производится с второго выхода вычислителя координат 9. Информация с выходов ОЗУ 6 и ПЗУ 8 приходит на второй вход вычислителя координат 9 через общую магистраль. В ПЗУ 8 записана огибающая суммарной ДНА, используемая в расчетах. Выходная информация, полученная в ходе расчетов, подлежащая записи в ОЗУ 6, формируется на третьем выходе вычислителя координат 9 и поступает на шестой вход ОЗУ 6. Алгоритм работы вычислителя координат 9 приведен на фиг.4 (поз.31...37). Алгоритм, раскрывающий работу вычислителя координат 9 на поз.32 и 33, приведен на фиг.5.In the process of scanning, the control circuit 7 reads the current angle of the PCN supplied to its second input. Upon reaching the end of the specified scanning sector, the control circuit 7 stops the supply of start pulses from the second output to the transmitter 13 (stops the emission of the probe pulses) and generates on the fifth output a resolution signal for processing the recorded information received at the first input of the coordinate calculator 9. From that moment, coordinate calculator 9 begins to work with the information recorded in RAM 6 and ROM 8. The address of the requested cells in RAM 6 and ROM 8 is set at the first output of the coordinate calculator 9. Operation control during recording / reading Information from RAM 6 and ROM 8 is produced from the second output of the coordinate calculator 9. Information from the outputs of RAM 6 and ROM 8 comes to the second input of the coordinate calculator 9 through a common highway. In ROM 8, the envelope of the total BOTTOM used in the calculations is recorded. The output information obtained during the calculations, to be recorded in RAM 6, is formed on the third output of the coordinate calculator 9 and goes to the sixth input of the RAM 6. The algorithm of the coordinate calculator 9 is shown in Fig. 4 (pos. 31 ... 37). The algorithm that discloses the operation of the coordinate calculator 9 in pos. 32 and 33 is shown in Fig. 5.
Таким образом, обзорная моноимпульсная РЛС, реализующая заявляемый способ, осуществляет измерение угловых координат целей, находящихся в секторе обзора.Thus, the survey monopulse radar that implements the inventive method, measures the angular coordinates of targets located in the field of view.
Эффект применения этого способа заключается в том, что за счет использования всех пеленгационных отсчетов, находящихся в пределах найденного углового сектора главной суммарной ДНА, обеспечивается более высокая точность, чем в РЛС аналогичного назначения, определяющих угловое положение цели по моменту, когда во время сканирования с высокой скоростью один пеленгационный отсчет окажется равным нулю или вблизи от него. При этом дисперсия погрешности измерения будет определяться двумя составляющими (шумовой σш 2 и дискретностью положения оси РСН между соседними измерениями σд 2): σ2=σш 2+σд 2. Вес σд 2 в общей погрешности увеличивается с увеличением скорости сканирования.The effect of the application of this method is that due to the use of all direction-finding samples located within the found angular sector of the main total BOTTOM, higher accuracy is ensured than in radars of a similar purpose, which determine the angular position of the target at the moment when during scanning with high at a speed, one direction finding will be zero or close to it. In this case, the variance of the measurement error will be determined by two components (noise σ w 2 and discreteness of the position of the PCH axis between adjacent measurements σ d 2 ): σ 2 = σ w 2 + σ d 2 . Weight σ d 2 in the total error increases with increasing scanning speed.
В предлагаемом устройстве за счет усреднения N пеленгационных отсчетов, полученных в секторе Δβ, шумовая составляющая уменьшится и будет равна σш 2/N, а σд 2 исчезнет за счет определения расчетным путем положения точки пересечения аппроксимированной по N измерениям пеленгационной прямой оси абсцисс (оси углового положения РСН).In the proposed device, by averaging N direction-finding samples obtained in the Δβ sector, the noise component decreases and is equal to σ ш 2 / N, and σ d 2 disappears due to the calculation by determining the position of the intersection point of the direction-finding abscissa axis approximated by N measurements (axis angular position of the RSN).
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 обзорной РЛС, где предъявляются высокие требования к точности измерения угла при повышенной скорости обзора.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 surveillance radar, where high demands are placed on the accuracy of measuring the angle at an increased viewing speed.
В соответствии с материалами заявки было проведено моделирование и изготовлен опытный образец устройства, испытания которого подтвердили указанный в материалах заявки технический эффект.In accordance with the application materials, modeling was performed and a prototype of the device was manufactured, the tests of which confirmed the technical effect indicated in the application materials.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Дудник П.И. Авиационные радиолокационные устройства. М: изд. ВВИА им Жуковского, 1976 г. (с.328).1. Dudnik P.I. Aviation radar devices. M: ed. VVIA named after Zhukovsky, 1976 (p. 328).
2. Дудник П.И. Моноимпульсные радиолокационные устройства. Итоги науки и техники. Радиотехника, т.3, М. 1972 (с.50).2. Dudnik P.I. Monopulse radar devices. Results of science and technology. Radio engineering, vol. 3, M. 1972 (p. 50).
3. Патент США №3943512 от 09.03.1976 г., кл. G 01 S 9/22. Sidelobe lock-on discriminating method for search-track monopulse radar.3. US patent No. 3943512 from 09/09/1976, CL. G 01 S 9/22. Sidelobe lock-on discriminating method for search-track monopulse radar.
4. Дж.Бендат, А.Пирсол. Прикладной анализ случайных данных. М.: изд. Мир, 1989 г. (с.114).4. J. Bendat, A. Pirsol. Applied random data analysis. M .: ed. World, 1989 (p. 114).
5. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М.: Советское радио, 1970 г. (с.28. рис 1.13).5. Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. M.: Soviet Radio, 1970 (p. 28. Fig. 1.13).
6 В.А.Лихарев. Цифровые методы и устройства в радиолокации. М.: Советское Радио, 1973 (с.181, рис.2.36).6 V.A. Likharev. Digital methods and devices in radar. M .: Soviet Radio, 1973 (p. 181, fig. 2.36).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121261/09A RU2270458C1 (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Method for measuring angular coordinates of targets in mono-pulse surveillance radio-location station and a surveillance radio-location station for realization of said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121261/09A RU2270458C1 (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Method for measuring angular coordinates of targets in mono-pulse surveillance radio-location station and a surveillance radio-location station for realization of said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004121261A RU2004121261A (en) | 2006-01-10 |
RU2270458C1 true RU2270458C1 (en) | 2006-02-20 |
Family
ID=35872213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004121261/09A RU2270458C1 (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Method for measuring angular coordinates of targets in mono-pulse surveillance radio-location station and a surveillance radio-location station for realization of said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2270458C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619800C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-05-18 | Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Device for spatial selection of signals of navigation space vehicles with the use of direction finding for interference sources |
RU2682661C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Method of active review single-pulse radiolocation with an inverse synthesis of antenna aperture |
RU2761106C1 (en) * | 2021-02-15 | 2021-12-06 | Сергей Евгеньевич Мищенко | Method for determining direction to target with digital antenna array of monopulse radar station |
RU2777849C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-08-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method for determining the coordinates of targets using an approximated direction finding characteristic |
-
2004
- 2004-07-12 RU RU2004121261/09A patent/RU2270458C1/en active IP Right Revival
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619800C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-05-18 | Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Device for spatial selection of signals of navigation space vehicles with the use of direction finding for interference sources |
RU2682661C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Method of active review single-pulse radiolocation with an inverse synthesis of antenna aperture |
RU2761106C1 (en) * | 2021-02-15 | 2021-12-06 | Сергей Евгеньевич Мищенко | Method for determining direction to target with digital antenna array of monopulse radar station |
RU2777849C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-08-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method for determining the coordinates of targets using an approximated direction finding characteristic |
RU2802886C1 (en) * | 2023-01-18 | 2023-09-05 | Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения | Method for determining elevation angle of low-flying target and monopulse radar for its implementation |
RU2817291C1 (en) * | 2023-08-04 | 2024-04-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны" Министерства обороны Российской Федерации | Method of eliminating false bearings in a passive radar station with a single survey of a rotating antenna-feeder system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004121261A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2317565C2 (en) | Mode of detection of several targets used first of all in survey radars with large quantity of beams formed along the angle of place | |
KR100645771B1 (en) | Radar | |
US6597307B2 (en) | Method and radar for detecting distance to a target | |
EP1666915A1 (en) | Radar device | |
CN109061638B (en) | Phased array close-range digital imaging method | |
CN111220954B (en) | Radar angle error correction method based on self-correcting amplitude normalization | |
JP2015219120A (en) | Distance measuring apparatus | |
US4649389A (en) | Stacked beam radar and target height measurement extractor especially for use therein | |
GB2191052A (en) | Radar apparatus | |
US3718927A (en) | Automatic digital error detector for radar range tracking | |
RU2315332C1 (en) | Radiolocation station | |
RU2307375C1 (en) | Method for measurement of elevation angle of low-altitude target and radar for its realization | |
RU2270458C1 (en) | Method for measuring angular coordinates of targets in mono-pulse surveillance radio-location station and a surveillance radio-location station for realization of said method | |
US4715707A (en) | Laser doppler velocimeter with laser backscatter discriminator | |
CN113093125A (en) | Radar interference source positioning method and system, signal processing equipment and storage medium | |
RU2317566C1 (en) | Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range | |
RU2193782C2 (en) | Procedure evaluating characteristics of radar exposed to active jamming | |
RU2408028C1 (en) | Method for surveillance of radar station zones | |
RU119126U1 (en) | DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM | |
JP4001611B2 (en) | Ranging radar equipment | |
RU2667484C1 (en) | Method for determining the trajectory of movement of low-flying targets | |
RU2296346C2 (en) | Mode of measuring distance in pulse-doppler radar stations | |
JP3784327B2 (en) | Ranging radar equipment | |
RU2287840C1 (en) | Method of detection and classification of surface targets | |
RU2362182C1 (en) | Radial velocity measurement method and radiolocation station for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120713 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130627 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |