RU2274874C1 - Method of measurement of angular coordinate of object and radar station for realization - Google Patents

Method of measurement of angular coordinate of object and radar station for realization Download PDF

Info

Publication number
RU2274874C1
RU2274874C1 RU2004126132/09A RU2004126132A RU2274874C1 RU 2274874 C1 RU2274874 C1 RU 2274874C1 RU 2004126132/09 A RU2004126132/09 A RU 2004126132/09A RU 2004126132 A RU2004126132 A RU 2004126132A RU 2274874 C1 RU2274874 C1 RU 2274874C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
output
angular
positions
input
Prior art date
Application number
RU2004126132/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004126132A (en
Inventor
ков Валентин Иванович Кисл (RU)
Валентин Иванович Кисляков
Сергей Назарович Лужных (RU)
Сергей Назарович Лужных
Сергей Яковлевич Прудников (RU)
Сергей Яковлевич Прудников
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП")
Priority to RU2004126132/09A priority Critical patent/RU2274874C1/en
Publication of RU2004126132A publication Critical patent/RU2004126132A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2274874C1 publication Critical patent/RU2274874C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio location.
SUBSTANCE: method can be used for measurement of angular coordinates of objects in radar stations with phased array. The method and device for measurement of angular coordinates of object include irradiation of probing signals, reception of reflected signals for at least two positions of array beam swung in amplitude, measurement of amplitude of received signals corresponding to those positions of beam, calculation of angular coordinate of object. Deviation of beam from normal line of array is determined additionally at any angular position of beam and width of beam is determined on the base of deviation value. Then angular coordinate of object is found.
EFFECT: improved precision of measurement.
4 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы для измерения угловых координат объектов в радиолокационных станциях (РЛС) с фазированной антенной решеткой (ФАР).The proposed technical solutions relate to the field of radar and can be used to measure the angular coordinates of objects in radar stations (radar) with a phased antenna array (PAR).

Известным способом измерения угловой координаты объекта является способ, включающий излучение зондирующих сигналов, прием отраженных сигналов, сравнение амплитуд принятых сигналов с порогом, вычисление угловой координаты объекта (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана. М., Сов. радио, 1970, стр.284). Угловую координату объекта вычисляют при этом как среднее арифметическое угловых положений луча в начале и в конце пачки. Под пачкой понимается совокупность сигналов, обнаруженных в последовательных положениях луча по измеряемой угловой координате (там же).A known method for measuring the angular coordinate of an object is a method that includes emitting sounding signals, receiving reflected signals, comparing the amplitudes of the received signals with a threshold, calculating the angular coordinate of the object (Theoretical Basics of Radar. Edited by Y.D.Shirman. M., Sov. Radio, 1970, p. 284). The angular coordinate of the object is calculated in this case as the arithmetic average of the angular positions of the beam at the beginning and at the end of the packet. By a burst is meant a set of signals detected in successive positions of the beam by the measured angular coordinate (ibid.).

Известным устройством для измерения угловой координаты объекта (θ0) является РЛС, содержащая (фиг.1) последовательно соединенные устройство управления, передатчик, антенный переключатель, приемник, пороговое устройство, запоминающее устройство, счетно-решающее устройство, а также антенну, вход/выход которой соединен со входом/выходом антенного переключателя, устройство управления лучом, вход которого соединен со вторым выходом устройства управления, первый выход - с управляющим входом антенны, второй выход - со вторым входом запоминающего устройства, третий выход устройства управления соединен со вторым входом счетно-решающего устройства. (Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. М., Сов. радио, 1978, стр.19, рис.1.5а).A known device for measuring the angular coordinate of an object (θ 0 ) is a radar station containing (Fig. 1) a serially connected control device, a transmitter, an antenna switch, a receiver, a threshold device, a storage device, a computing device, as well as an antenna, input / output which is connected to the input / output of the antenna switch, the beam control device, the input of which is connected to the second output of the control device, the first output to the control input of the antenna, the second output to the second input second device, the third output control device connected to the second input computing devices. (Theoretical Foundations of Radar. Edited by V.E.Dulevich. M., Sov. Radio, 1978, p. 19, Fig. 1.5a).

В известных способе и устройстве величина сигнала определяется путем его сравнения с одним фиксированным порогом обнаружения. Поэтому положение объекта относительно диаграммы направленности антенны определяется весьма грубо, т.е. точность измерения угловой координаты объекта мала. Таким образом, недостатком известных технических решений является низкая точность измерения угловой координаты.In the known method and device, the signal magnitude is determined by comparing it with one fixed detection threshold. Therefore, the position of the object relative to the antenna pattern is determined very roughly, i.e. the accuracy of measuring the angular coordinate of the object is small. Thus, a disadvantage of the known technical solutions is the low accuracy of measuring the angular coordinate.

Наиболее близким способом измерения угловой координаты объекта (θ0) является способ (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана, М., Советское радио, 1970, стр.296-298), включающий излучение зондирующих сигналов, прием отраженных сигналов не менее чем в двух положениях луча антенны (θi, θj), разнесенных по угловой координате (i≠j), измерение амплитуд принятых сигналов (Ui, Uj), соответствующих этим положениям луча, вычисление угловой координаты объекта путем решения уравнения:The closest way to measure the angular coordinate of an object (θ 0 ) is the method (Theoretical Foundations of Radar. Edited by Ya.D.Shirman, M., Sovetskoe Radio, 1970, pp. 296-298), including the radiation of sounding signals, the reception of reflected signals at least in two positions of the antenna beam (θ i , θ j ) spaced along the angular coordinate (i ≠ j), measuring the amplitudes of the received signals (U i , U j ) corresponding to these beam positions, calculating the angular coordinate of the object by solving the equation :

Figure 00000002
Figure 00000002

где Fi0, θi, Δ) и Fj0, θj, Δ) - функции, описывающие диаграмму направленности антенны при i-м и 7-м положениях луча соответственно;where F i0 , θ i , Δ) and F j0 , θ j , Δ) are functions that describe the antenna pattern at the i-th and 7-th beam positions, respectively;

Δ - ширина луча антенны по уровню половинной мощности относительно максимума луча.Δ is the beam width of the antenna at half power relative to the maximum of the beam.

В способе используется антенна, в которой ширина луча не зависит от его углового положения.The method uses an antenna in which the beam width does not depend on its angular position.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является РЛС (фиг.2), содержащая последовательно соединенные устройство управления 1, передатчик 2, антенный переключатель 3, приемник 4, запоминающее устройство 5, счетно-решающее устройство 6, а также антенну 7, вход/выход которой соединен со входом/выходом антенного переключателя 3, устройство управления лучом 8, вход которого соединен со вторым выходом устройства управления 1, первый выход - с управляющим входом антенны 7, второй выход - со вторым входом запоминающего устройства 5, третий выход устройства управления 1 соединен со вторым входом счетно-решающего устройства 6 (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана. М, Сов. радио, 1970, стр.221, рис.5.4).Closest to the claimed device is a radar (figure 2), containing serially connected control device 1, transmitter 2, antenna switch 3, receiver 4, memory 5, computer 6, as well as antenna 7, the input / output of which is connected with the input / output of the antenna switch 3, the beam control device 8, the input of which is connected to the second output of the control device 1, the first output to the control input of the antenna 7, the second output to the second input of the storage device 5, the third output of the device Control TBA 1 is connected to the second input computing devices 6 (Theoretical bases radar. Ed. Ya.D.Shirmana. M, Sov. radio, 1970, str.221, Figure 5.4).

Работа наиболее близкой к заявляемой РЛС при измерении угловой координаты объекта происходит следующим образом. По команде устройства управления 1 с устройства управления лучом 8 выдается команда, по которой антенна механически устанавливается в положение, обеспечивающее излучение зондирующего сигнала в требуемом (k-м) направлении зоны обзора РЛС (k - номер углового положения луча при осмотре зоны обзора, k=1,2,...,i,j,...). Угловая координата луча θk запоминается в запоминающем устройстве 5. В передатчике 2 формируется зондирующий сигнал, который через антенный переключатель 3 поступает в антенну 7 и излучается. Отраженный от объекта сигнал принимается антенной 7 и через антенный переключатель 3 поступает в приемник 4. Амплитуда принятого сигнала Uk запоминается в запоминающем устройстве 5. По команде устройства управления 1 выбирается следующее направление зоны обзора для излучения зондирующего сигнала и операции повторяются. Таким образом, в процессе осмотра зоны обзора в запоминающем устройстве 5 записываются амплитуды отраженных от объекта сигналов вместе с соответствующими координатами луча. В счетно-решающем устройстве 6 из всех направлений луча выбираются два соседних направления (θi, θj) с наибольшими амплитудами отраженных сигналов и в соответствии с формулой (1) вычисляется угловая координата объекта.The work closest to the claimed radar when measuring the angular coordinate of the object is as follows. At the command of the control device 1, a command is issued from the beam control device 8, according to which the antenna is mechanically mounted in a position that provides the radiation of the probing signal in the required (kth) direction of the radar field of view (k is the number of the angular position of the beam when viewing the field of view, k = 1,2, ..., i, j, ...). The angular coordinate of the beam θ k is stored in the storage device 5. In the transmitter 2, a probing signal is generated, which through the antenna switch 3 enters the antenna 7 and is emitted. The signal reflected from the object is received by the antenna 7 and fed through the antenna switch 3 to the receiver 4. The amplitude of the received signal U k is stored in the memory 5. By the command of the control device 1, the next direction of the field of view is selected for the radiation of the probe signal and the operations are repeated. Thus, during the inspection of the field of view in the storage device 5, the amplitudes of the signals reflected from the object are recorded together with the corresponding beam coordinates. In the computing device 6 from two directions of the beam, two adjacent directions (θ i , θ j ) with the largest amplitudes of the reflected signals are selected and, in accordance with formula (1), the angular coordinate of the object is calculated.

Известно, что в плоской ФАР при отклонении от нормали луч расширяется (Справочник по радиолокации. Ред. М.Сколник. М., Сов. радио, 1977, т.2, с.133). Кроме того, в РЛС с ФАР, как правило, используется программный обзор, при котором ширина луча на определенных участках зоны намеренно (далее - "программно") изменяется. Таким образом, в РЛС с ФАР ширина луча является переменной. В наиболее близких технических решениях перемещение луча осуществляется механическим перемещением антенны, поэтому ширина луча Δ не зависит от углового положения луча. В связи с этим в РЛС с ФАР наиболее близкий способ приводит к ухудшению точности измерения угловой координаты объекта.It is known that in a flat headlamp with a deviation from the normal, the beam expands (Radar Reference. Ed. M. Skolnik. M., Sov. Radio, 1977, v.2, p.133). In addition, in a radar with a PAR, as a rule, a program review is used, in which the beam width in certain parts of the zone is intentionally (hereinafter referred to as "program"). Thus, in radar with PAR, the beam width is variable. In the closest technical solutions, the beam is moved by the mechanical movement of the antenna; therefore, the beam width Δ does not depend on the angular position of the beam. In this regard, in a radar with a PAR, the closest method leads to a deterioration in the accuracy of measuring the angular coordinate of the object.

Таким образом, недостатком наиболее близких технических решений является низкая точность измерения угловой координаты объекта.Thus, a drawback of the closest technical solutions is the low accuracy of measuring the angular coordinate of the object.

Решаемой задачей (техническим результатом) является повышение точности измерения угловой координаты объекта.The solved problem (technical result) is to increase the accuracy of measuring the angular coordinate of the object.

Поставленная задача решается тем, что в способе измерения угловой координаты объекта, включающем излучение зондирующих сигналов, прием отраженных сигналов не менее чем при двух положениях луча антенны, разнесенных по угловой координате, измерение амплитуд принятых сигналов, соответствующих этим положениям луча, вычисление угловой координаты объекта, согласно изобретению при каждом угловом положении луча дополнительно определяют отклонение луча от нормали антенны и на основании этого определяют его ширину, после чего вычисляют угловую координату объекта.The problem is solved in that in the method of measuring the angular coordinate of the object, including the radiation of the probing signals, receiving reflected signals at least two positions of the antenna beam spaced along the angular coordinate, measuring the amplitudes of the received signals corresponding to these positions of the beam, calculating the angular coordinate of the object, according to the invention, at each angular position of the beam, the deviation of the beam from the normal of the antenna is additionally determined and based on this, its width is determined, after which the angles are calculated th coordinate of the object.

Поставленная задача решается также тем, что угловую координату вычисляют в соответствии с формулами:The problem is also solved by the fact that the angular coordinate is calculated in accordance with the formulas:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где θ0 - измеряемая угловая координата объекта;where θ 0 is the measured angular coordinate of the object;

θi, θj - угловые координаты луча при i-м и j-м (i≠j) его положениях соответственно;θ i , θ j are the angular coordinates of the beam at the ith and jth (i ≠ j) positions, respectively;

Ui, Uj - амплитуды принятого сигнала при i-м и j-м положениях луча соответственно;U i , U j are the amplitudes of the received signal at the i-th and j-th beam positions, respectively;

Δiн/cos(θ)+Δin, Δjн/cos(θ)+Δjn - ширина луча при i-м и j-м его положениях соответственно;Δ i = Δ n / cos (θ ) + Δ in , Δ j = Δ n / cos (θ ) + Δ jn are the beam widths at the ith and jth positions, respectively;

θ, θ - измеренное отклонение луча от нормали антенны при электронном сканировании при i-м и j-м его положениях соответственно;θ ie , θ je is the measured deviation of the beam from the normal of the antenna during electronic scanning at the ith and jth positions, respectively;

Δin, Δjn - программное изменение ширины луча при i-м и j-м его положениях соответственно;Δ in , Δ jn is the programmed change in the beam width at the ith and jth positions, respectively;

Δн - ширина луча при его положении на нормали антенны.Δ n is the beam width at its position on the antenna normal.

Поставленная задача решается также тем, что в радиолокационную станцию, содержащую последовательно соединенные устройство управления, передатчик, антенный переключатель, приемник, запоминающее устройство, счетно-решающее устройство, а также антенну, вход/выход которой соединен со входом/выходом антенного переключателя, устройство управления лучом, вход которого соединен со вторым выходом устройства управления, первый выход - с управляющим входом антенны, второй выход - со вторым входом запоминающего устройства, третий выход устройства управления соединен со вторым входом счетно-решающего устройства, согласно изобретению введено устройство определения ширины луча, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами устройства управления лучом, а выход соединен с третьим входом запоминающего устройства.The problem is also solved by the fact that in a radar station containing a serially connected control device, a transmitter, an antenna switch, a receiver, a storage device, a computer, as well as an antenna, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna switch, a control device beam, the input of which is connected to the second output of the control device, the first output to the control input of the antenna, the second output to the second input of the storage device, the third output of the devices control is connected to the second input computing devices, according to the invention introduced a device for determining the beam width, the first and second inputs connected respectively to the second and third outputs of beam steering unit, and an output connected to a third input of the memory device.

Поясним сущность предлагаемого технического решения.Let us explain the essence of the proposed technical solution.

В антеннах без электронного сканирования, как уже отмечалось, угловое положение луча полностью определяется положением антенны. При этом ширина луча не зависит от углового положения луча.In antennas without electronic scanning, as already noted, the angular position of the beam is completely determined by the position of the antenna. In this case, the beam width does not depend on the angular position of the beam.

В плоской ФАР с электронным сканированием угловое положение луча θk определяется угловым положением нормали ФАР θ, которое устанавливается механическим перемещением ФАР, и отклонением луча от нормали антенны за счет электронного сканирования θ.In a flat headlamp with electronic scanning, the angular position of the beam θ k is determined by the angular position of the normal of the headlamp θ kn , which is established by mechanical movement of the headlamp, and the deviation of the beam from the normal of the antenna due to electronic scanning θ ke .

Известно, что в плоской ФАР при отклонении луча от нормали антенны луч расширяется. Так, если ширина луча при его положении на нормали равна Δн, то при отклонении от нормали на угол θ ширина луча определяется в соответствии с формулой (Справочник по радиолокации. Ред. М.Сколник. М., Сов. радио, 1977, т.2, с.133).It is known that in a flat headlamp, when the beam deviates from the normal of the antenna, the beam expands. So, if the beam width at its position on the normal is Δ n , then when the angle θ ke deviates from the normal, the beam width is determined in accordance with the formula (Radar Reference. Ed. M. Skolnik. M., Sov. Radio, 1977, t.2, p.133).

Figure 00000005
Figure 00000005

Кроме того, в РЛС с программным обзором для обеспечения требуемой зоны обзора ширина луча намеренно (программно) изменяется. При этом появляется дополнительное (программное) приращение ширины луча Δkn и ширина луча равна:In addition, in a radar with a programmatic view, to ensure the required viewing area, the beam width is intentionally (programmatically) changed. In this case, an additional (program) increment of the beam width Δ kn appears and the beam width is equal to:

Figure 00000006
Figure 00000006

Таким образом, в РЛС с ФАР ширина луча при любых двух отличающихся по угловой координате положениях луча (k=i и k=j), как правило, различна. При этом равносигнальное направление антенной системы (в моноимпульсной РЛС) или равносигнальное направление при двух угловых положениях луча (в одноканальной РЛС) оказывается смещенным от середины углового расстояния между этими положениями луча.Thus, in a radar with a PAR, the beam width for any two beam positions that differ in the angular coordinate (k = i and k = j) is usually different. In this case, the equal-signal direction of the antenna system (in a monopulse radar) or the equal-signal direction at two angular positions of the beam (in a single-channel radar) is shifted from the middle of the angular distance between these positions of the beam.

В изобретениях учитывается указанное смещение равносигнального направления и за счет этого увеличивается точность измерения угловой координаты. Для этого для каждой пары измерений амплитуды сигнала (i-го и j-го) производится определение отклонения луча от нормали антенны (θ, θ) и с учетом программного изменения ширины луча (Δin, Δjn) в соответствии с формулой (4) определяются (полагая k=i и k=j) значения ширины луча Δi, Δj. После чего вычисляется угловая координата объекта θ0.In the inventions, the indicated offset of the equal-signal direction is taken into account, and thereby the accuracy of measuring the angular coordinate is increased. For this, for each pair of measurements of the signal amplitude (i-th and j-th), the beam deviation from the antenna normal (θ , θ ) is determined and taking into account the programmed change in the beam width (Δ in , Δ jn ) in accordance with the formula ( 4) the values of the beam width Δ i , Δ j are determined (assuming k = i and k = j). After that, the angular coordinate of the object θ 0 is calculated.

Угловая координата объекта θ0 в общем случае вычисляется путем решения уравнения:The angular coordinate of the object θ 0 in the general case is calculated by solving the equation:

Figure 00000007
Figure 00000007

которое следует из (1) путем замены функций, описывающих диаграмму направленности антенны в двух положениях луча Fi0, θi, Δ) и Fj0, θj, Δ) при одинаковой его ширине Δ, на функции Fi0, θi, Δi) и Fj0, θj, Δj), описывающие диаграмму направленности антенны в двух положениях луча при отличающихся Δi и Δj.which follows from (1) by replacing the functions describing the antenna pattern in two beam positions F i0 , θ i , Δ) and F j0 , θ j , Δ) with the same width Δ, by function F i0 , θ i , Δ i ) and F j0 , θ j , Δ j ) describing the radiation pattern of the antenna in two beam positions with different Δ i and Δ j .

Способы решения уравнений вида (5) известны (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана. М., Сов. радио, 1970, стр.276-282). Однако определение угловой координаты в соответствии с ними требует значительных вычислительных и временных ресурсов, которые в некоторых случаях, например, в мобильных РЛС, могут отсутствовать. Поэтому в изобретении предложен другой вариант, не требующий значительных вычислительных и временных ресурсов - в соответствии с формулами (2). Он основан на том известном факте, что нормированные к своему максимальному значению диаграммы направленности практически всех реальных видов в области главного луча (если применяется спадающее к краям раскрыва антенны амплитудное распределение поля, что обычно имеет место) с высокой точностью описываются гауссовой кривой (Раков В.И. Индикаторные устройства радиолокационных станций. Л. Судпромгиз, 1962, с.24-29):Methods for solving equations of the form (5) are known (Theoretical Foundations of Radar. Edited by Ya.D.Shirman. M., Sov. Radio, 1970, pp. 276-282). However, the determination of the angular coordinate in accordance with them requires significant computational and time resources, which in some cases, for example, in mobile radars, may be absent. Therefore, the invention proposed another option that does not require significant computational and time resources - in accordance with formulas (2). It is based on the well-known fact that the radiation patterns normalized to their maximum value in almost all real species in the region of the main beam (if the amplitude distribution of the field that decreases to the edges of the aperture of the antenna, which usually takes place) are described with high accuracy by a Gaussian curve (Rakov V. I. Indicator devices of radar stations. L. Sudpromgiz, 1962, p.24-29):

Figure 00000008
Figure 00000008

Если используются отраженные сигналы более чем из двух положений луча антенны, то для получения однозначного измерения при вычислении в (2) выбираются два соседних положения луча (θi, θj) с наибольшими амплитудами отраженных сигналов.If reflected signals from more than two positions of the antenna beam are used, then to obtain an unambiguous measurement when calculating in (2), two adjacent beam positions (θ i , θ j ) with the largest amplitudes of the reflected signals are selected.

Заявляемый способ может быть применен и для измерения обеих угловых координат объекта. В этом случае указанные действия производятся независимо по каждой угловой координате.The inventive method can be applied to measure both angular coordinates of the object. In this case, the indicated actions are performed independently for each angular coordinate.

Заявляемый способ может быть реализован как в одноканальной РЛС, где измерения осуществляются последовательно во времени, так и в многоканальной (двухканальной - моноимпульсной) РЛС, где прием сигналов осуществляется одновременно несколькими (двумя) каналами, лучи которых смещены по угловой координате.The inventive method can be implemented both in a single-channel radar, where measurements are carried out sequentially in time, and in a multi-channel (two-channel - monopulse) radar, where signals are received simultaneously by several (two) channels, whose rays are shifted in angular coordinate.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

Фиг.1 - блок-схема известной РЛС.Figure 1 is a block diagram of a known radar.

Фиг.2 - блок-схема наиболее близкой к заявляемой РЛС.Figure 2 is a block diagram closest to the claimed radar.

Фиг.3 - блок-схема заявляемой РЛС.Figure 3 - block diagram of the inventive radar.

Фиг.4 - блок-схема устройства управления 1.4 is a block diagram of a control device 1.

Фиг.5 - блок-схема устройства управления лучом 8.5 is a block diagram of a beam control device 8.

Заявляемый способ измерения угловых координат объекта реализуется радиолокационной станцией (фиг.3), которая содержит последовательно соединенные устройство управления 1, передатчик 2, антенный переключатель 3, приемник 4, запоминающее устройство 5, счетно-решающее устройство 6, а также антенну 7, вход/выход которой соединен со входом/выходом антенного переключателя 3, устройство управления лучом 8, вход которого соединен со вторым выходом устройства управления 1, первый выход - с управляющим входом антенны 7, второй выход - со вторым входом запоминающего устройства 5, устройство определения ширины луча 9, при этом третий выход устройства управления 1 соединен со вторым входом счетно-решающего устройства 6, первый и второй входы устройства определения ширины луча 9 соединены соответственно со вторым и третьим выходами устройства управления лучом 8, выход его соединен с третьим входом запоминающего устройства 5.The inventive method for measuring the angular coordinates of an object is implemented by a radar station (Fig. 3), which contains a serially connected control device 1, a transmitter 2, an antenna switch 3, a receiver 4, a memory device 5, a computing device 6, and also an antenna 7, input / the output of which is connected to the input / output of the antenna switch 3, the beam control device 8, the input of which is connected to the second output of the control device 1, the first output to the control input of the antenna 7, the second output to the second input behind ablation device 5, a device for determining the width of the beam 9, while the third output of the control device 1 is connected to the second input of the computer 6, the first and second inputs of the device for determining the width of the beam 9 are connected respectively to the second and third outputs of the device for controlling the beam 8, its output connected to the third input of the storage device 5.

Заявляемая радиолокационная станция может быть выполнена с использованием следующих функциональных элементов.The inventive radar station can be performed using the following functional elements.

Устройство управления 1 (фиг.4) и устройство управления лучом 8 (фиг.5) выполнены на основе задающего генератора 10 и последовательно соединенной с ним цепочки делителей частоты 11. В качестве задающего генератора может быть использован генератор с самовозбуждением и кварцевой стабилизацией. В качестве делителей частоты могут использоваться блокинг-генераторы, работающие в режиме деления (Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). Под ред. В.В.Григорина-Рябова, стр.602-603),The control device 1 (Fig. 4) and the beam control device 8 (Fig. 5) are made on the basis of a master oscillator 10 and a chain of frequency dividers 11 connected in series with it. As a master oscillator, a self-excitation generator with quartz stabilization can be used. As frequency dividers blocking generators operating in the division mode can be used (Radar devices (theory and construction principles). Edited by V.V. Grigorin-Ryabov, pp. 602-603),

Передатчик 2 - импульсного типа (Справочник по основам радиолокационной техники. М., 1967, с.278).Transmitter 2 - pulse type (Handbook of the basics of radar technology. M., 1967, p. 278).

Антенный переключатель 3 - выполнен на циркуляторе или волноводном мосте (Справочник по основам радиолокационной техники. М., 1967, стр.146-147).Antenna switch 3 - is made on a circulator or waveguide bridge (Reference on the basics of radar technology. M., 1967, pp. 146-147).

Приемник 4 - супергетеродинного типа (Справочник по основам радиолокационной техники. М., 1967, стр.343-344).Receiver 4 - superheterodyne type (Handbook on the basics of radar technology. M., 1967, pp. 343-344).

Запоминающее устройство 5 - Интегральные микросхемы. Справочник под ред. Т.В.Тарабрина, М., Радио и связь, 1984.Storage device 5 - Integrated circuits. Handbook Ed. T.V. Tarabrina, M., Radio and Communications, 1984.

Счетно-решающее устройство 6 - цифровой вычислитель, осуществляющий вычисления по формулам (2).Calculating and solving device 6 is a digital computer that performs calculations by formulas (2).

Антенна 7 - фазированная антенная решетка с электронным сканированием по одной или обеим угловым координатам и с круговым механическим вращением (Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника. М., Сов. радио, 1977, т.2, стр.132-138).Antenna 7 - phased antenna array with electronic scanning along one or both angular coordinates and with circular mechanical rotation (Radar Reference. Edited by M. Skolnik. M., Sov. Radio, 1977, v. 2, pp. 132-138 )

Устройство определения ширины луча 9 - цифровой вычислитель, осуществляющий вычисления в соответствии с формулой (4).The device for determining the beam width 9 is a digital computer that performs calculations in accordance with formula (4).

Работа заявляемой РЛС при измерении угловой координаты объекта происходит следующим образом. По команде устройства управления 1 устройство управления лучом 8 выдает сигналы в антенну 7, по которым полотно ФАР и фазовращатели ФАР устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить излучение зондирующего сигнала в требуемом (k-м, k=1,2,...,i,j,...) направлении зоны обзора РЛС. Сигнал, пропорциональный угловой координате луча θk со второго выхода устройства управления лучом 8 подается в запоминающее устройство 5 и хранится там. Этот же сигнал и сигнал, пропорциональный соответствующей угловой координате нормали антенны θ, с третьего выхода устройства управления лучом 8 поступают на первый и второй входы устройства определения ширины луча 9 соответственно, где производится определение отклонения луча от нормали антенны θ и с учетом программных изменений ширины луча Δkn - определение ширины луча антенны Δk (в соответствии с (4)). Сигнал с выхода устройства 9, пропорциональный значению ширины луча Δk, подается на третий вход запоминающего устройства 5 и хранится там. В передатчике 2 формируется зондирующий сигнал, который через антенный переключатель 3 поступает в антенну 7 и излучается. Отраженный от объекта сигнал принимается антенной 7 и через антенный переключатель 3 поступает в приемник 4 и далее - в запоминающее устройство 5, где его амплитуда Uk запоминается. По команде устройства управления 1 выбирается следующее направление зоны обзора для излучения зондирующего сигнала и операции повторяются. Таким образом, в процессе осмотра зоны обзора в запоминающем устройстве 5 записываются амплитуды отраженных сигналов и соответствующие им угловые положения луча и величины ширины луча. В счетно-решающем устройстве 6 из всех направлений луча выбираются два соседних направления (θi, θj) с наибольшими амплитудами отраженных сигналов и в соответствии с формулами (2) вычисляется угловая координата объекта.The operation of the claimed radar when measuring the angular coordinate of the object is as follows. At the command of the control device 1, the beam control device 8 provides signals to the antenna 7, through which the headlight and phase shifters of the headlight are installed in such a way as to provide radiation of the probe signal in the desired (k-m, k = 1,2, ..., i, j, ...) the direction of the radar field of view. A signal proportional to the angular coordinate of the beam θ k from the second output of the beam control device 8 is supplied to the storage device 5 and stored there. The same signal and a signal proportional to the corresponding angular coordinate of the antenna normal θ kн are supplied from the third output of the beam control device 8 to the first and second inputs of the device for determining the beam width 9, respectively, where the beam deviation from the antenna normal θ ke is determined and taking into account program changes beam width Δ kn - determination of the antenna beam width Δ k (in accordance with (4)). The signal from the output of the device 9, proportional to the value of the beam width Δ k , is fed to the third input of the storage device 5 and stored there. A transmitter signal is formed in the transmitter 2, which, through the antenna switch 3, enters the antenna 7 and is emitted. The signal reflected from the object is received by the antenna 7 and through the antenna switch 3 enters the receiver 4 and then to the storage device 5, where its amplitude U k is stored. At the command of the control device 1, the next direction of the field of view is selected for the emission of the probe signal and the operations are repeated. Thus, during the inspection of the field of view in the storage device 5, the amplitudes of the reflected signals and the corresponding angular positions of the beam and the values of the beam width are recorded. In the computing device 6, two adjacent directions (θ i , θ j ) with the largest amplitudes of the reflected signals are selected from all directions of the beam, and the angular coordinate of the object is calculated in accordance with formulas (2).

Таким образом, заявляемые технические решения позволяют увеличить точность измерения угловой координаты объекта, т.е. обеспечивают достижение заявляемого технического результата.Thus, the claimed technical solutions allow to increase the accuracy of measuring the angular coordinate of the object, i.e. ensure the achievement of the claimed technical result.

Claims (3)

1. Способ измерения угловой координаты объекта, включающий излучение зондирующих сигналов, прием отраженных сигналов не менее чем при двух угловых положениях луча антенны, разнесенных по угловой координате, измерение амплитуд принятых сигналов, соответствующих этим положениям луча, вычисление угловой координаты объекта, отличающийся тем, что при каждом угловом положении луча дополнительно определяют отклонение луча от нормали антенны, определяют его ширину в соответствии с формулой1. A method of measuring the angular coordinate of an object, including the emission of sounding signals, receiving reflected signals at least at two angular positions of the antenna beam spaced along the angular coordinate, measuring the amplitudes of the received signals corresponding to these positions of the beam, calculating the angular coordinate of the object, characterized in that at each angular position of the beam, the deviation of the beam from the normal of the antenna is additionally determined, its width is determined in accordance with the formula Δiн/cos(θ)+Δin, Δjн/cos(θ)+Δjn,Δ i = Δ n / cos (θ ) + Δ in , Δ j = Δ n / cos (θ ) + Δ jn , где Δi, Δj - ширина луча при i-м и j-м (i≠j) его положениях соответственно;where Δ i , Δ j is the beam width at the ith and jth (i ≠ j) positions, respectively; θ, θ - измеренное отклонение луча от нормали антенны при электронном сканировании при i-м и j-м его положениях соответственно;θ ie , θ je is the measured deviation of the beam from the normal of the antenna during electronic scanning at the ith and jth positions, respectively; Δin, Δjn - программное изменение ширины луча при i-м и j-м его положениях соответственно;Δ in , Δ jn is the programmed change in the beam width at the ith and jth positions, respectively; Δн - ширина луча при его положении на нормали антенны, после чего вычисляют угловую координату объекта.Δн is the beam width at its position on the antenna normal, after which the angular coordinate of the object is calculated. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что угловую координату вычисляют в соответствии с формулами:2. The method according to claim 1, characterized in that the angular coordinate is calculated in accordance with the formulas:
Figure 00000009
, при Δi≠Δj;
Figure 00000009
, when Δ i ≠ Δ j ;
Figure 00000010
, при Δij=Δ,
Figure 00000010
, when Δ i = Δ j = Δ,
где θo - измеряемая угловая координата объекта;where θ o is the measured angular coordinate of the object; θi, θj - угловые координаты луча при i-м и j-м (i≠j) его положениях соответственно;θ i , θ j are the angular coordinates of the beam at the ith and jth (i ≠ j) positions, respectively; Ui, Uj - амплитуды принятого сигнала при i-м и j-м положениях луча соответственно.U i , U j are the amplitudes of the received signal at the i-th and j-th beam positions, respectively.
3. Радиолокационная станция, содержащая последовательно соединенные устройство управления, передатчик, антенный переключатель, приемник, запоминающее устройство, счетно-решающее устройство, а также антенну, вход/выход которой соединен со входом/выходом антенного переключателя, устройство управления лучом, вход которого соединен со вторым выходом устройства управления, первый выход - с управляющим входом антенны, второй выход - со вторым входом запоминающего устройства, третий выход устройства управления соединен со вторым входом счетно-решающего устройства, отличающаяся тем, что введен блок определения ширины луча, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами устройства управления лучом, а выход соединен с третьим входом запоминающего устройства.3. A radar station, containing a control device, a transmitter, an antenna switch, a receiver, a storage device, a computing device, and an antenna, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna switch, a beam control device, the input of which is connected to the second output of the control device, the first output with the control input of the antenna, the second output with the second input of the storage device, the third output of the control device is connected to the second input of the counting o-solving device, characterized in that a block for determining the beam width is introduced, the first and second inputs of which are connected respectively to the second and third outputs of the beam control device, and the output is connected to the third input of the storage device.
RU2004126132/09A 2004-08-26 2004-08-26 Method of measurement of angular coordinate of object and radar station for realization RU2274874C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126132/09A RU2274874C1 (en) 2004-08-26 2004-08-26 Method of measurement of angular coordinate of object and radar station for realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126132/09A RU2274874C1 (en) 2004-08-26 2004-08-26 Method of measurement of angular coordinate of object and radar station for realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004126132A RU2004126132A (en) 2006-02-27
RU2274874C1 true RU2274874C1 (en) 2006-04-20

Family

ID=36114048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004126132/09A RU2274874C1 (en) 2004-08-26 2004-08-26 Method of measurement of angular coordinate of object and radar station for realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2274874C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605433C1 (en) * 2015-07-27 2016-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method of measuring of angular coordinate of an object and radar station for its implementation
RU2649880C1 (en) * 2016-11-30 2018-04-05 Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ Method of target angular coordinates measuring

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Теоретические основы радиолокации. /Под ред. Я.Д.ШИРМАНА. - М.: Советское радио, 1970, с.221, рис.5.4. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605433C1 (en) * 2015-07-27 2016-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method of measuring of angular coordinate of an object and radar station for its implementation
RU2649880C1 (en) * 2016-11-30 2018-04-05 Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ Method of target angular coordinates measuring

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004126132A (en) 2006-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200209380A1 (en) Radar device
US7928897B2 (en) Target detection method for use in radar and radar device using the target detection method
JP6778336B2 (en) RF signal arrival angle determination method and system
US20200355788A1 (en) Radar apparatus
Van Doan et al. Optimized algorithm for solving phase interferometer ambiguity
RU2546999C1 (en) Short-pulse radar with electronic scanning in two planes and with high-precision measurement of coordinates and speeds of objects
CN106291454A (en) A kind of interferometer near field test device, method of testing and calibration steps
JP2021139750A (en) Radar apparatus
CN113419208B (en) Interference source real-time direction finding method and device, storage medium and electronic equipment
RU2274874C1 (en) Method of measurement of angular coordinate of object and radar station for realization
CA1159934A (en) Cancellation of group delay error by dual speed of rotation
JP4788290B2 (en) Pulse radar equipment
JPH01161180A (en) Direction finder
RU2722224C1 (en) Method of determining coordinates of a ground target by a radar system consisting of two multibeam radio transmitters and a receiver
RU2292563C2 (en) Mode of detection and tracking the trajectory of an object and surveillance radar station for its realization
RU2317567C1 (en) Mode of measurement of angular coordinates of an object and a radar set for its realization
RU2750335C1 (en) Method for amolitude-phase direction finding by rotating antenna system
RU2362182C1 (en) Radial velocity measurement method and radiolocation station for its implementation
RU2321015C1 (en) Mode of direction finding and direction finder for its realization
RU2333502C2 (en) Embedded control method of characteristics of phased antenna array
RU2260814C1 (en) Method for automatic inspection of radio-frequency emission sources
RU2183329C1 (en) Monopulse radar
RU2729704C1 (en) Mobile radar station
RU2287839C2 (en) Device for mono-impulse measurement of bearing of radio signals sources
RU2169376C1 (en) Method of built-in control over characteristics of phased array

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20111216