RU2278397C2 - Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station - Google Patents
Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278397C2 RU2278397C2 RU2004127532/09A RU2004127532A RU2278397C2 RU 2278397 C2 RU2278397 C2 RU 2278397C2 RU 2004127532/09 A RU2004127532/09 A RU 2004127532/09A RU 2004127532 A RU2004127532 A RU 2004127532A RU 2278397 C2 RU2278397 C2 RU 2278397C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- processing unit
- channel
- doppler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к моноимпульсным когерентным радиолокационным системам (РЛС), работающим на подвижных носителях, предназначенных для обнаружения сигналов от надводных целей и выдачи их координат в систему управления в условиях естественных, организованных активных и пассивных помех.The present invention relates to monopulse coherent radar systems (radar) operating on mobile carriers designed to detect signals from surface targets and output their coordinates to the control system in conditions of natural, organized active and passive interference.
При селекции целей на фоне пассивных помех используется различия в доплеровских частотах сигналов от целей и источников помех, являющиеся следствием различия их радиальных скоростей [1, с.147]. Информационным признаком, используемым для селекции сигнала от цели, является доплеровская частота fД принимаемых сигналов - решение о наличии сигнала цели принимается, если |fД|≫0| и выходит за полосу доплеровского спектра помехи.When targets are selected against the background of passive interference, differences in the Doppler frequencies of signals from targets and interference sources are used, which are a consequence of differences in their radial velocities [1, p. 147]. The information sign used to select the signal from the target is the Doppler frequency f D of the received signals - the decision on the presence of the target signal is made if | f D | ≫0 | and goes beyond the band of the Doppler interference spectrum.
Недостатком этого способа является ошибочная селекция в тех случаях, когда селектируемый объект (истинная цель) неподвижен или движется в направлении, перпендикулярном направлению распространения излучения (fД≈0), а также когда источник помехи имеет доплеровский спектр сигнала (центральную частоту и ширину доплеровского спектра), близкий к доплеровскому спектру цели.The disadvantage of this method is erroneous selection in those cases when the object being selected (true target) is stationary or moving in a direction perpendicular to the direction of radiation propagation (f D ≈ 0), and also when the interference source has a Doppler signal spectrum (center frequency and Doppler spectrum width ) close to the Doppler spectrum of the target.
Известен другой способ селекции сигнала из помех, вызванных отражениями от земли, рассмотренный в описании к патенту [2], который основан на доплеровской фильтрации сигналов, принимаемых бортовой РЛС на две разнесенные вдоль фюзеляжа антенны. Выходы доплеровских фильтров сигналов, принятых на разнесенные антенны, поступают на фильтр, где определяется мощность каждой частотной компоненты Pi, разность фаз одноименных частотных компонент спектров сигналов, принятых разнесенными антеннами Δφi, и отклонения измеренных разностей фаз от расчетных значений для отражений от ЗемлиThere is another method for selecting a signal from interference caused by reflections from the ground, considered in the description of the patent [2], which is based on Doppler filtering of signals received by the airborne radar into two antennas spaced apart along the fuselage. The outputs of the Doppler filters of signals received at spaced antennas are fed to a filter where the power of each frequency component P i , the phase difference of the same frequency components of the spectra of signals received by spaced antennas Δφ i , and the deviations of the measured phase differences from the calculated values for reflections from the Earth are determined
где:Where:
Δi - отклонение измеренной разности фаз Δφi от расчетной для fДi Δ i is the deviation of the measured phase difference Δφ i from the calculated for f Di
d - база антенной системы,d is the base of the antenna system,
fДi - доплеровский сдвиг i-й частотной компоненты сигнала,f Di - Doppler shift of the i-th frequency component of the signal,
V - скорость летательного аппарата (ЛА) относительно Земли при измерении,V is the speed of the aircraft (LA) relative to the Earth when measured,
Δφi - разность фаз одноименных i-х частотных компонент спектра, принятых через разнесенные на расстояние d антенны.Δφ i is the phase difference of the i-th frequency components of the spectrum received via the antenna spaced at a distance d.
Выход доплеровского фильтра поступает на пороговое устройство, в котором сигнал подвижной цели селектируют от сигнала отражений от Земли (берега, моря) по двум критериям. Первый - превышение мощностью сигнала Рi заданного порогового соотношения сигнал/шум. Второй - превышение отклонения Δi порога nσφ (σφ - расчетное СКО Δi для отражений от берега (моря), n - весовой коэффициент порога). Для отражений от Земли Δi не превышает порога.The output of the Doppler filter is fed to a threshold device in which the signal of a moving target is selected from the signal of reflections from the Earth (coast, sea) according to two criteria. The first is the excess of signal power P i of a given threshold signal-to-noise ratio. The second is the excess of the deviation Δ i of the threshold nσ φ (σ φ is the calculated standard deviation Δ i for reflections from the coast (sea), n is the weight coefficient of the threshold). For reflections from the Earth, Δ i does not exceed the threshold.
Недостатком способа является то, что он различает только подвижные и неподвижные цели, соответственно не различает помеху в виде облака дипольных отражателей и цель. Кроме того, способ применим при расположении цели в пределах ±20° относительно нормали к базе антенной системы, при этом база антенной системы должна располагаться вдоль фюзеляжа.The disadvantage of this method is that it distinguishes only moving and stationary targets, respectively, does not distinguish between interference in the form of a cloud of dipole reflectors and the target. In addition, the method is applicable when the target is within ± 20 ° relative to the normal to the base of the antenna system, while the base of the antenna system should be located along the fuselage.
Способ и устройство по описанию патента [3] позволяет импульсно-доплеровской РЛС проводить селекцию цели на фоне пассивных помех, используя два критерия. По первому критерию сигнал во время-частотной области должен превышать первый высокий порог соотношения сигнал/шум. По второму критерию частотно-временной размер цели, определяемый по более низкому порогу обнаружения, должен находиться в пределах 1≤Kf≤Kfпор (Kf - ширина доплеровского спектра сигнала, отнесенная к разрешению РЛС по доплеровской частоте) и 1≤Kr≤Кrпор (Kr - временной размер отраженного сигнала, отнесенный к разрешению РЛС по времени).The method and device according to the description of the patent [3] allows the pulse-Doppler radar to select the target against the background of passive interference using two criteria. According to the first criterion, the signal in the time-frequency region should exceed the first high threshold of the signal-to-noise ratio. According to the second criterion, the time-frequency target size, determined by the lower detection threshold, should be within 1≤K f ≤K fpor (K f is the width of the Doppler spectrum of the signal, referred to the radar resolution by Doppler frequency) and 1≤K r ≤ K rpoor (K r is the time size of the reflected signal, referred to the radar resolution in time).
При этом в узком частотно-временном скользящем окне из Mf×Mr разрешаемых по частоте и дальности элементам должно находиться не более одной цели.At the same time, in a narrow frequency-time sliding window of M f × M r resolvable in frequency and range elements should be no more than one target.
При одновременном выполнении обоих критериев для анализируемых точек время-частотного скользящего окна размером Mf×Мr делается вывод о наличии сигнала цели. Все сигналы, не удовлетворяющие этому критерию, режектируются.With the simultaneous fulfillment of both criteria for the analyzed points of a time-frequency sliding window of size M f × M r , a conclusion is made about the presence of a target signal. All signals that do not meet this criterion are rejected.
Данный способ надежно отделяет истинные цели от ложных пассивных отражений от Земли и отражений от облаков дипольных отражателей (ОДО), если частотно-временной размер пассивной помехи с допустимой вероятностью превышает размер полезного сигнала. В ряде случаев это не выполняется. К примеру, если ракурс наблюдения надводного корабля (НК) и удаление его от РЛС таково, что ширина его доплеровского спектра сравнима с шириной спектра облака дипольных отражателей (ОДО) и даже больше. Проиллюстрируем это расчетом ширины спектра разрешаемого элемента НК, находящегося на дальности R=6 км, наблюдаемого под углом β=45° к вектору скорости ЛА. Пусть линейный азимутальный размер разрешаемого по дальности элемента НК равен ΔL=70 м, длина волны излучения РЛСλ=3 см и скорость ЛА V=300 м/сек.This method reliably separates true targets from false passive reflections from the Earth and reflections from clouds of dipole reflectors (ODO), if the time-frequency size of the passive interference with an acceptable probability exceeds the size of the useful signal. In some cases, this is not performed. For example, if the angle of observation of a surface ship (NK) and its removal from the radar is such that the width of its Doppler spectrum is comparable to the width of the spectrum of a cloud of dipole reflectors (ODO) and even more. We illustrate this by calculating the spectrum width of the resolved NK element located at a distance of R = 6 km, observed at an angle β = 45 ° to the aircraft velocity vector. Let the linear azimuthal size of the range-resolving element of the spacecraft be equal to ΔL = 70 m, the radar wavelength λ = 3 cm and the speed of the aircraft V = 300 m / s.
Ширина спектра сигнала, отраженного от разрешаемого элемента НК, для этих условий равна:The width of the spectrum of the signal reflected from the resolved NK element for these conditions is equal to:
что шире ожидаемой ширины спектра ОДО 52 Гц [6, с.272] учетом симметрии гауссовой огибающей спектра относительно центральной частоты [7, с.85-88].which is wider than the expected spectral width of the ODO of 52 Hz [6, p. 272] taking into account the symmetry of the Gaussian envelope of the spectrum with respect to the central frequency [7, p. 85-88].
Известен способ сопровождения цели моноимпульсной РЛС в условиях пассивных и активных помех [4], наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому и принятый в качестве прототипа. Согласно этому способу в моноимпульсной РЛС в заданном направлении излучается когерентный импульсный сигнал. Принятые отраженные сигналы после суммарно-разностного преобразования переносятся на промежуточную частоту и усиливаются. Усиленные суммарные и разностные сигналы с помощью квадратурно-фазового детектирования переносятся на видеочастоту. Далее, на видеочастоте последовательно осуществляется согласованная и многоканальная доплеровская фильтрация сигналов в заданном диапазоне дальностей. Результаты фильтрации в суммарном канале используются для порогового обнаружения сигналов и последующего определения ширины спектра сигнала на анализируемой дальности. Затем найденная ширина спектра сравнивается с заданным порогом. При превышении ширины спектра заданного порога принимают решение, что сигнал принадлежит ложной цели, а при отсутствии превышения - истинной цели. Кроме того, за счет узкополосной доплеровской фильтрации суммарного и разностного сигнала обеспечивается повышение разрешения РЛС по углу, соответственно соотношения сигнал/фон, и различение цели в полосе доплеровских флюктуации отражений от берега (моря) по превышению сигналом порогового значения сигнал/фон. Обнаруженная цель берется на автосопровождение по доплеровской частоте, дальности и углу. При этом для определения сигнала ошибки по дальности используется разность мощностей сигналов на выходах аналогичных доплеровских фильтров суммарного канала, настроенных на отслеживаемую доплеровскую частоту цели, на разнесенных дальностях. Сигнал ошибки по углу для отслеживаемой по доплеровской частоте и дальности цели определяется путем попарного перемножения результатов узкополосной доплеровской фильтрации одноименных квадратурных составляющих сигналов в суммарном и разностном каналах и суммирования этих произведений.There is a method of tracking the target of a monopulse radar in conditions of passive and active interference [4], the closest in technical essence to the proposed one and adopted as a prototype. According to this method, in a monopulse radar, a coherent pulse signal is emitted in a given direction. The received reflected signals after the sum-difference conversion are transferred to the intermediate frequency and amplified. Amplified sum and difference signals using quadrature-phase detection are transferred to the video frequency. Further, a consistent and multi-channel Doppler filtering of signals in a given range of ranges is sequentially performed at the video frequency. The results of filtering in the total channel are used for threshold detection of signals and the subsequent determination of the width of the spectrum of the signal at the analyzed range. Then the found spectrum width is compared with a given threshold. If the spectral width of a given threshold is exceeded, a decision is made that the signal belongs to a false target, and if there is no excess, it belongs to a true target. In addition, due to narrow-band Doppler filtering of the total and difference signal, the radar resolution is increased in angle, respectively, the signal / background ratio, and the target is distinguished in the Doppler fluctuation band of reflections from the coast (sea) when the signal exceeds the threshold signal / background value. The detected target is taken for auto tracking by Doppler frequency, range and angle. In this case, to determine the error signal in range, the difference in the power of the signals at the outputs of the similar Doppler filters of the total channel tuned to the monitored Doppler frequency of the target at spaced distances is used. The angle error signal for a target tracked by Doppler frequency and range is determined by pairwise multiplication of the results of narrow-band Doppler filtering of the same quadrature signal components in the total and difference channels and summing these products.
Недостатком способа [4] является то, что он надежно работает только при условии, что наблюдаемый частотный размер спектра пассивной помехи (отражений от моря, берега, ОДО) превышает максимальный предполагаемый частотный размер НК, что, как показано выше, имеет место не при всех условиях визирования (наблюдаемых угловых размерах цели).The disadvantage of the method [4] is that it works reliably only if the observed frequency size of the spectrum of passive interference (reflections from the sea, coast, ODO) exceeds the maximum expected frequency size of the NK, which, as shown above, does not hold for all conditions of sight (observed angular dimensions of the target).
Устройство, реализующее указанный способ, - когерентная моноимпульсная РЛС, описано в [5]. Для излучения используется импульсный (простой или сложный) сигнал. После согласованной фильтрации суммарного и разностного сигналов на видеочастоте производится пороговое обнаружение суммарного сигнала, РЛС переводится в режим автосопровождения по дальности и углу. Сигнал ошибки по углу на сопровождаемой дальности определяется как скалярное произведение квадратурных составляющих сигналов на выходах цифровых согласованных фильтров суммарного и разностного каналов. В режиме слежения за предполагаемым сигналом цели по дальности производится доплеровский спектральный анализ и определение ширины спектра сигнала. Если ширина спектра сигнала на сопровождаемой дальности не превышает расчетную границу, то принимается решение, что анализируемый сигнал принадлежит цели, в ином случае - помехе и исключается из дальнейшего рассмотрения.A device that implements this method is a coherent monopulse radar, described in [5]. For radiation, a pulsed (simple or complex) signal is used. After the combined filtering of the total and difference signals at the video frequency, threshold detection of the total signal is performed, the radar is switched to auto tracking mode in range and angle. The angle error signal at the followed range is defined as the scalar product of the quadrature components of the signals at the outputs of the digital matched filters of the sum and difference channels. In the tracking mode of the estimated target signal by range, Doppler spectral analysis and determination of the signal spectrum width are performed. If the width of the spectrum of the signal at the followed range does not exceed the calculated boundary, then a decision is made that the analyzed signal belongs to the target, otherwise it is an interference and is excluded from further consideration.
Недостатком способа, реализованного в когерентной моноимпульсной РЛС [5], является то, что он надежно классифицирует цель/пассивная помеха только при условии, что наблюдаемая ширина спектра пассивной помехи (отражений от моря, берега, ОДО) превышает максимальный предполагаемый частотный размер НК, что, как показано выше, имеет место не при всех условиях визирования.The disadvantage of the method implemented in a coherent monopulse radar [5] is that it reliably classifies the target / passive interference only provided that the observed width of the spectrum of passive interference (reflections from the sea, coast, ODO) exceeds the maximum estimated frequency size of the NK, which , as shown above, does not occur under all conditions of sight.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности классификации цель/пассивная помеха (за исключением помех типа уголковый отражатель) при углах визирования и дальностях, когда расчетная ширина спектра сигнала цели сравнима и даже больше ожидаемой ширины спектра ОДО.The technical task of the invention is to increase the reliability of the target / passive interference classification (with the exception of angular reflector type interference) at viewing angles and ranges when the calculated spectral width of the target signal is comparable to and even greater than the expected ODO spectrum width.
Поставленная цель достигается тем, что в способ, описанный в [4], включающий излучение когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой в заданном направлении, прием отраженных сигналов в заданном интервале дальностей, суммарно-разностное преобразование принимаемых сигналов, супергетеродинное преобразование их на промежуточную частоту, усиление суммарного и разностного сигналов на промежуточной частоте, преобразование спектра суммарного и разностного сигналов в область видеочастот посредством квадратурного фазового детектирования при помощи опорных колебаний с формированием квадратурных составляющих каждого сигнала, согласованную фильтрацию видеоимпульсов квадратурных составляющих сигналов, в суммарном и разностном каналах для каждого элемента дальности в заданном временном интервале осуществляют многоканальную доплеровскую фильтрацию комплексной огибающей импульсной последовательности в диапазоне частот Доплера от минус до плюс фильтрами с полосой δf, число фильтров где fп - частота повторения зондирующих импульсов, ширина полосы пропускания доплеровских фильтров δf выбирается как половина ширины спектра межпериодных флюктуации сигналов от ОДО (ΔfОДО), сравнивают мощности спектральных составляющих с первым пороговым уровнем обнаружения, определяют ширину спектра с наиболее мощной спектральной составляющей по заданному уровню из числа составляющих, превысивших порог обнаружения, сравнивают полученное значение ширины спектра со вторым заданным пороговым значением, при превышении ширины спектра второго порогового значения (второй критерий ложной цели) принимают решение о наличии сигнала от ложной цели, который как ложный отбрасывается, и переходят к следующему элементу дальности, а при отсутствии превышения вычисляют скалярное произведение квадратурных сигналов, полученных в результате фильтрации в одноименных доплеровских фильтрах суммарного и разностного каналов путем попарного перемножения одноименных квадратурных составляющих сигналов с суммированием этих произведений введено последовательное вычисление "пеленгов" (γi), "доплеровских углов" (βi) и дисперсии (Dψ) угловой разности между ними (ψi=γi-βi) для всех разрешаемых частотно-временных элементов сцены, не забракованных по первому и второму критерию и находящихся на одинаковых дальностях, "пеленг" (γi) разрешаемого элемента сцены определяется делением (нормировкой) вычисленного для него скалярного произведения на мощность суммарного сигнала для того же разрешаемого элемента сцены и умножением полученного результата на масштабирующий коэффициент, "доплеровский угол" разрешаемого элемента сцены (βi) определяется как произведение углового разноса между соседними доплеровскими направлениями (δβv) на номер доплеровского фильтра (i), в котором на анализируемой дальности обнаружен сигнал, найденная на каждой разрешаемой дальности дисперсия разности углов сравнивается с третьим порогом, при превышении дисперсией расчетного третьего порогового значения (третий критерий ложной цели) - сигнал сцены на этой дальности также отбрасывается, угловой разнос между соседними направлениями (δβv), разрешаемыми по частоте и находящимися в пределах узкой суммарной ДНА, определяется по известной связи доплеровского сдвига частоты отраженного сигнала с параметрами излучения, движения ЛА и условиями визирования по формуле:This goal is achieved by the fact that in the method described in [4], which includes emitting coherent radio pulses with a constant carrier frequency in a given direction, receiving reflected signals in a given range of ranges, sum-difference converting the received signals, converting them to an intermediate frequency, amplification the sum and difference signals at an intermediate frequency, the conversion of the spectrum of the sum and difference signals into the region of video frequencies by means of a quadrature phase detector Using reference oscillations with the formation of the quadrature components of each signal, the matched filtering of the video pulses of the quadrature components of the signals in the total and difference channels for each range element in a given time interval performs multichannel Doppler filtering of the complex envelope of the pulse sequence in the Doppler frequency range from minus up plus filters with band δf, number of filters where f p is the probe pulse repetition rate, the bandwidth of the Doppler filters δf is selected as half the width of the spectrum of inter-period fluctuations of the signals from the ODO (Δf ODO ), the power of the spectral components is compared with the first detection threshold level, the spectrum width with the most powerful spectral component is determined from the level of the number of components that exceeded the detection threshold, compare the obtained value of the width of the spectrum with a second predetermined threshold value, when exceeding the width of the spectrum of the threshold value (the second criterion of a false target), they decide on the presence of a signal from a false target, which is rejected as a false one, and proceed to the next range element, and if there is no excess, the scalar product of quadrature signals obtained by filtering in the Doppler filters of the same total and differential channels by pairwise multiplication of the same quadrature components of the signals with the summation of these products introduced sequential calculation of "bearings" ( i), "Doppler angle" (β i) and the dispersion (D ψ) angular difference therebetween (ψ i = γ i -β i ) for all resolvable time-frequency elements of the scene is not rejected by the first and the second criterion and being on of the same ranges, the "bearing" (γ i ) of the resolved scene element is determined by dividing (normalizing) the scalar product calculated for it by the power of the total signal for the same resolved scene element and multiplying the result by a scaling factor, the "Doppler angle" of the resolved scene element ( β i ) is defined as the product of the angular separation between adjacent Doppler directions (δβ v ) and the Doppler filter number (i), in which a signal is detected at the analyzed range, the dispersion of the angle difference found at each resolved range is compared with the third threshold, when the dispersion exceeds the calculated third the threshold value (the third criterion decoy) - signal at this stage is also discarded range, the angular spacing between adjacent directions (δβ v), resolvable frequency and located in the pre ah overall narrow beam is determined by the known association of the Doppler shift of the reflected signal with the frequency of the radiation parameters, and conditions for the aircraft motion of sight by the formula:
где:Where:
λ - длина волны излучаемого сигнала,λ is the wavelength of the emitted signal,
FП - частота повторения зондирующих импульсов,F P - repetition frequency of the probe pulses,
β - угол между продольной осью ЛА и равносигнальным направлением (РСН) антенной системы,β is the angle between the longitudinal axis of the aircraft and the equal signal direction (RSN) of the antenna system,
α - угол сноса ЛА.α is the drift angle of the aircraft.
В качестве прототипа устройства, реализующего предлагаемый способ, взята когерентная моноимпульсная РЛС [5].As a prototype of a device that implements the proposed method, taken coherent monopulse radar [5].
Цель достигается также и тем, что в устройство моноимпульсной РЛС, содержащее последовательно соединенные антенный переключатель, суммарно-разностный преобразователь и антенну, усилитель мощности, привод антенны, двухканальный приемник, первый выход которого через квадратурно-фазовый детектор суммарного канала соединен с входом видеоусилителя суммарного канала, второй выход двухканального приемника через квадратурно-фазовый детектор разностного канала соединен с входом видеоусилителя разностного канала, цифровые согласованные фильтры суммарного и разностного каналов, блок объединения квадратур, дискриминатор угла, блок первичной обработки и блок вторичной обработки, при этом привод антенны кинематически связан с третьим входом антенны, второй выход суммарно-разностного преобразователя соединен со вторым входом двухканального приемника, третий выход антенного переключателя соединен с первым входом двухканального приемника, синхронизатор через импульсный модулятор соединен со вторым входом усилителя мощности, второй выход возбудителя соединен с третьим входом двухканального приемника, третий выход возбудителя соединен со вторыми входами квадратурных фазовых детекторов суммарного и разностного каналов, второй выход блока вторичной обработки соединен с входом привода антенны, второй выход которого соединен с седьмым входом блока первичной обработки, вход блока объединения квадратур соединен с первым входом дискриминатора угла, выход блока объединения квадратур соединен со вторым входом блока первичной обработки, четвертый выход возбудителя соединен с входом синхронизатора, первый выход блока вторичной обработки соединен с четвертым входом блока первичной обработки, первый выход которого соединен с первым входом блока вторичной обработки, двухканальный приемник содержит последовательно соединенные по двум входам-выходам суммарного и разностного каналов двухканальный усилитель высокой частоты, двухканальный балансный смеситель, третий (гетеродинный) вход которого является третьим гетеродинным входом двухканального приемника, первый и второй выходы усилителя высокой частоты являются входами балансного смесителя, а первый и второй выходы двухканального усилителя промежуточной частоты - выходами суммарного и разностного каналов двухканального приемника соответственно, введены многоканальные доплеровские фильтры суммарного и разностного каналов, фазовращатель, делитель и измеритель скорости и сноса, при этом третий выход возбудителя через фазовращатель соединен с третьими входами квадратурных фазовых детекторов суммарного и разностного каналов, выход видеоусилителя суммарного канала через цифровой согласованный фильтр суммарного канала подключен к первому входу многоканального доплеровского фильтра суммарного канала, выход видеоусилителя разностного канала через цифровой согласованный фильтр разностного канала подключен к первому входу многоканального доплеровского фильтра разностного канала, выход блока объединения квадратур соединен с первым входом делителя, выход которого соединен с пятым входом блока первичной обработки, первый выход возбудителя через усилитель мощности соединен с первым входом антенного переключателя, четвертый выход возбудителя соединен со вторыми входами цифровых согласованных фильтров суммарного и разностного каналов, вторыми входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного и разностного каналов и первым входом блока первичной обработки, первый выход синхронизатора дополнительно соединен с входом возбудителя и пятыми входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного и разностного каналов, выход многоканального доплеровского фильтра суммарного канала соединен с входом блока объединения квадратур, выход многоканального доплеровского фильтра разностного канала соединен со вторым входом дискриминатора угла, выход которого соединен со вторым входом делителя, второй выход синхронизатора соединен с третьим входом блока первичной обработки; четвертый выход синхронизатора соединен с третьими входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного и разностного каналов и шестым входом блока вторичной обработки, третий выход синхронизатора соединен с четвертыми входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного и разностного каналов, седьмым входом блока вторичной обработки и шестым входом блока первичной обработки, третий выход блока вторичной обработки соединен со вторым входом импульсного модулятора, второй выход блока первичной обработки соединен с пятым входом блока вторичной обработки, первый и второй выходы измерителя скорости и сноса соединены с третьим и четвертым входами блока вторичной обработки соответственно, второй выход привода антенны дополнительно соединен со вторым входом блока вторичной обработки, четвертый выход блока вторичной обработки соединен с восьмым входом блока первичной обработки, блок первичной обработки содержит последовательно соединенные пороговый обнаружитель, первую схему И, пороговый селектор размера цели, последовательно соединенные интегратор, схема вычисления разности, вычислитель дисперсии, пороговое устройство и устройство выдачи информации, последовательно соединенные измеритель доплеровской частоты цели, вторая схема И, и устройство выдачи информации, первый и второй выходы которого являются вторым и первыми выходами блока первичной обработки, сумматор, соединенный со вторым входом устройства выдачи информации, причем второй вход блока первичной обработки соединен со вторыми входами порогового обнаружителя и измерителя доплеровской частоты цели, четвертым входом вычислителя математического ожидания и шестым входом вычислителя дисперсии, выход порогового обнаружителя соединен с первыми входами вычислителя дисперсии и второй схемы И, третий вход блока первичной обработки соединен с третьими входами порогового обнаружителя, интегратора, измерителя доплеровской частоты цели, вычислителя математического ожидания, шестым входом устройства выдачи информации, вторым входом порогового селектора размера цели и первым входом вычислителя дисперсии, первый вход блока первичной обработки соединен с четвертым входом вычислителя дисперсии и первыми входами порогового обнаружителя, интегратора и измерителя доплеровской частоты цели и вторым входом первой схемы И, четвертый вход блока первичной обработки соединен со вторым входом интегратора, второй выход порогового селектора размера цели соединен с пятым входом устройства выдачи информации, выход схемы вычисления разности соединен со вторым входом вычислителя математического ожидания, выход первой схемы И дополнительно соединен с первым входом вычислителя математического ожидания, пятый вход блока первичной обработки соединен с первым входом сумматора и вторым входом схемы вычисления разности, седьмой вход блока первичной обработки соединен со вторым входом сумматора, шестой вход блока первичной обработки соединен с четвертым входом устройства выдачи информации.The goal is also achieved by the fact that in a monopulse radar device containing a series-connected antenna switch, a sum-difference converter and an antenna, a power amplifier, an antenna drive, a two-channel receiver, the first output of which is connected to the input of the video amplifier of the total channel through a quadrature-phase detector of the total channel , the second output of the two-channel receiver through the quadrature-phase detector of the differential channel is connected to the input of the video amplifier of the differential channel, digital matched fi liters of total and difference channels, quadrature combining unit, angle discriminator, primary processing unit and secondary processing unit, while the antenna drive is kinematically connected to the third input of the antenna, the second output of the sum-difference converter is connected to the second input of the two-channel receiver, the third output of the antenna switch is connected with the first input of the two-channel receiver, the synchronizer is connected via a pulse modulator to the second input of the power amplifier, the second output of the exciter is connected to the third input a two-channel receiver house, the third output of the pathogen is connected to the second inputs of the quadrature phase detectors of the total and difference channels, the second output of the secondary processing unit is connected to the input of the antenna drive, the second output of which is connected to the seventh input of the primary processing unit, the input of the quadrature combining unit is connected to the first input of the discriminator angle, the output of the block combining quadrature is connected to the second input of the primary processing unit, the fourth output of the pathogen is connected to the input of the synchronizer, the first output d of the secondary processing unit is connected to the fourth input of the primary processing unit, the first output of which is connected to the first input of the secondary processing unit, the two-channel receiver contains a two-channel high-frequency amplifier, a two-channel balanced mixer, and a third (heterodyne) amplifier connected in series at the two inputs-outputs of the total and difference channels the input of which is the third heterodyne input of the two-channel receiver, the first and second outputs of the high-frequency amplifier are inputs of a balanced mixer and the first and second outputs of a two-channel intermediate frequency amplifier — by the outputs of the total and difference channels of the two-channel receiver, respectively, multi-channel Doppler filters of the total and difference channels, a phase shifter, a divider and a velocity and drift meter are introduced, while the third exciter output is connected to the third quadrature inputs through a phase shifter phase detectors of the total and difference channels, the output of the video amplifier of the total channel through a digital matched filter of the total channel It is connected to the first input of the multi-channel Doppler filter of the total channel, the output of the video amplifier of the difference channel through a digitally matched filter of the differential channel is connected to the first input of the multi-channel Doppler filter of the differential channel, the output of the quadrature combining unit is connected to the first input of the divider, the output of which is connected to the fifth input of the primary processing unit, the first pathogen output through the power amplifier is connected to the first input of the antenna switch, the fourth pathogen output is connected about the second inputs of digital matched filters of the total and difference channels, the second inputs of the multi-channel Doppler filters of the total and difference channels and the first input of the primary processing unit, the first synchronizer output is additionally connected to the pathogen input and the fifth inputs of the multi-channel Doppler filters of the total and difference channels, the output of the multi-channel Doppler filter the total channel is connected to the input of the quadrature combining unit, the output of the multi-channel Doppler filter is different the channel is connected to the second input of the angle discriminator, the output of which is connected to the second input of the divider, the second output of the synchronizer is connected to the third input of the primary processing unit; the fourth synchronizer output is connected to the third inputs of the multi-channel Doppler filters of the total and differential channels and the sixth input of the secondary processing unit, the third synchronizer output is connected to the fourth inputs of the multi-channel Doppler filters of the total and differential channels, the seventh input of the secondary processing unit and the sixth input of the primary processing unit, the third output the secondary processing unit is connected to the second input of the pulse modulator, the second output of the primary processing unit is connected to the fifth input ohm of the secondary processing unit, the first and second outputs of the speed and drift meter are connected to the third and fourth inputs of the secondary processing unit, respectively, the second output of the antenna drive is additionally connected to the second input of the secondary processing unit, the fourth output of the secondary processing unit is connected to the eighth input of the primary processing unit, the primary processing unit contains a series-connected threshold detector, a first circuit AND, a threshold target size selector, a series-connected integrator, a circuit in difference numbers, a dispersion calculator, a threshold device and an information output device, a target Doppler frequency meter connected in series, a second AND circuit, and an information output device, the first and second outputs of which are the second and first outputs of the primary processing unit, an adder connected to the second input of the device information, and the second input of the primary processing unit is connected to the second inputs of the threshold detector and meter Doppler frequency of the target, the fourth input of the calculator of mathematical expectation and the sixth input of the dispersion calculator, the output of the threshold detector is connected to the first inputs of the dispersion calculator and the second circuit AND, the third input of the primary processing unit is connected to the third inputs of the threshold detector, integrator, Doppler frequency meter, calculator, the sixth input of the output device information, the second input of the threshold target size selector and the first input of the variance calculator, the first input of the primary processing unit is connected to the fourth input the house of the dispersion calculator and the first inputs of the threshold detector, integrator and target Doppler frequency meter and the second input of the first circuit And, the fourth input of the primary processing unit is connected to the second input of the integrator, the second output of the threshold target size selector is connected to the fifth input of the information output device, the output of the calculation circuit the difference is connected to the second input of the calculator, the output of the first circuit And is additionally connected to the first input of the calculator, the fifth input primary processing unit connected to the first input of the adder and a second input of the difference calculation circuit, the seventh input of the primary processing unit connected to the second input of the adder, a sixth input of the primary processing unit coupled to a fourth input of the device issuing information.
Согласно предлагаемому способу принимаемые сигналы как в суммарном, так и разностном каналах после усиления на промежуточной частоте преобразуют на видеочастоту посредством квадратурно-фазового детектирования при помощи опорных колебаний, генерируемых возбудителем передатчика с формированием двух квадратурных составляющих для каждого сигнала, затем проводят согласованную фильтрацию квадратурных составляющих импульсных сигналов на видеочастоте, которая в случае сложных, в частности ЛЧМ сигналов, приводит к сжатию сигнала по времени, в результате чего на выходах квадратурных каналов соотношение сигнал/шум по мощности повышается в Nсж раз (Nсж - коэффициент сжатия), при этом получаются сжатые сигналы:According to the proposed method, the received signals in both the sum and difference channels after amplification at an intermediate frequency are converted to a video frequency by means of quadrature-phase detection using the reference oscillations generated by the transmitter exciter with the formation of two quadrature components for each signal, then the filtering of the quadrature components of the pulse signals on the video frequency, which in the case of complex, in particular chirp signals, leads to compression of the signal in time audio, whereby at the outputs of the quadrature channels of the signal / noise power increases in the compression channel N times (N SJ - compression ratio), the obtained despread signals:
UΣcosφ, UΣsinφ и UΔcosφ, UΔsinφ,U Σ cosφ, U Σ sinφ and U Δ cosφ, U Δ sinφ,
где:Where:
φ - начальная фаза принимаемых колебаний относительно опорных колебаний,φ is the initial phase of the received oscillations relative to the reference oscillations,
UΣ и UΔ - амплитуда сигналов после согласованных фильтров в суммарном и разностном каналах соответственно, причем величина UΔ может быть как положительной, так и отрицательной (в зависимости от положения направления на цель относительно равносигнального направления).U Σ and U Δ are the amplitude of the signals after the matched filters in the total and difference channels, respectively, and the value of U Δ can be either positive or negative (depending on the position of the direction to the target relative to the equal-signal direction).
Следующей операцией является многоканальная доплеровская фильтрация огибающей суммарного сигнала в диапазоне частот Доплера fД:The next operation is multichannel Doppler filtering of the envelope of the total signal in the frequency range of the Doppler f D :
где FП - частота повторения зондирующих импульсов РЛС.where F P - the repetition frequency of the probe pulses of the radar.
Частота повторения зондирующих импульсов FП выбирается из соображений обеспечения измерения как максимальной задержки отраженного сигнала цели, так и однозначного измерения максимальной ширины доплеровского спектра сигнала пассивных помех ΔfДmax:The probe pulse repetition frequency F P is selected for reasons of measuring both the maximum delay of the reflected target signal and the unambiguous measurement of the maximum width of the Doppler spectrum of the passive interference signal Δf Дmax :
Полоса пропускания доплеровских фильтров δfД выбирается ниже в два раза минимальной полосы ΔfОДО спектра межпериодных флюктуации ОДО для обеспечения возможности правильного измерения ширины доплеровского спектра пассивной помехи по дискретным выборкам и определения центра тяжести спектра для задания начальных условий последующего автосопровождении сигнала цели по дальности. Общее число доплеровских фильтров при этом равно которое обеспечивает, при априорно неопределенной радиальной скорости цели, возможность определить ширину доплеровского спектра сигнала.The bandwidth of the Doppler filters δf D is chosen to be twice as low as the minimum band Δf of the ODO of the spectrum of inter-period fluctuations of the ODO to enable the correct measurement of the width of the Doppler spectrum of passive interference from discrete samples and to determine the center of gravity of the spectrum to set the initial conditions for the subsequent auto-tracking of the target signal in range. The total number of Doppler filters is equal to which provides, with a priori uncertain radial velocity of the target, the ability to determine the width of the Doppler spectrum of the signal.
Многоканальная доплеровская фильтрация (когерентное накопление сигнала с фиксированных направлений) во всем диапазоне рабочих задержек сигнала позволяет повысить разрешение РЛС по азимутальному углу, что позволяет отделить сигнал цели от помехи, если их спектры не перекрываются, увеличить соотношение сигнал/помеха от берега (моря). Если спектры сигнала цели и помехи перекрывается, то увеличение разрешения РЛС по углу в ряде случаев позволяет обнаружить сигнал цели, если при этом эффективная площадь рассеяния (ЭПР) цели оказывается больше ЭПР разрешаемого элемента поверхности (помехи).Multichannel Doppler filtering (coherent signal accumulation from fixed directions) in the entire range of working signal delays allows increasing the radar resolution in the azimuthal angle, which makes it possible to separate the target signal from interference, if their spectra do not overlap, and increase the signal / noise ratio from the coast (sea). If the spectra of the target signal and interference overlap, then an increase in the radar resolution in the angle in some cases makes it possible to detect the target signal if the effective scattering area (ESR) of the target is greater than the ESR of the resolved surface element (interference).
Покажем это. Пусть линейный азимутальный размер разрешаемого элемента поверхности на анализируемой дальности равен δLаз. При угле между вектором скорости ЛА и осью РСН βVO обеспечивается выбором полосы пропускания доплеровских фильтров δfД, равнойShow it. Let the linear azimuthal size of the resolved surface element at the analyzed range be equal to δL az . When the angle between the velocity vector of the aircraft and the RSN axis β VO is ensured by the choice of the bandwidth of the Doppler filters δf D equal to
где: β - угол между осью ЛА и РСН антенной системы,where: β is the angle between the axis of the aircraft and the RSN of the antenna system,
α - угол сноса ЛА.α is the drift angle of the aircraft.
При линейном азимутальном размере ПК ΔL<δLаз соотношение сигнал/помеха равно With a linear azimuthal size of the PC ΔL <δL az the signal-to-noise ratio is
где:Where:
σЦ - эффективная площадь цели,σ C - effective target area,
σO - удельная эффективная площадь отражения от поверхности Земли,σ O is the specific effective area of reflection from the Earth’s surface,
- угол между нормалью к разрешаемому элементу поверхности Земли и направлением разрешаемый элемент-РЛС, - the angle between the normal to the resolved element of the Earth’s surface and the direction of the resolved radar element,
δR - разрешение РЛС по дальности.δR - radar resolution in range.
Видно, что соотношение С/П увеличивается при увеличении разрешения РЛС по поверхности Земли (уменьшении δLаз и δR). При σЦ=200 м2, σO=0,03, δR=20 м, ΔL==20 м и значение С/П>20 дБ. Этого вполне достаточно для надежной селекции полезного сигнала ПК на фоне отражений от моря (берега). При ухудшении разрешения по углу (доплеровской частоте) в 10 раз это соотношение ухудшается на 10 дБ, и вероятность правильной селекции сигнала НК на фоне отражений от моря становится недопустимо малой.It is seen that the C / P ratio increases with increasing radar resolution on the Earth's surface (decreasing δL az and δR). When σ C = 200 m 2 , σ O = 0.03, δR = 20 m, ΔL == 20 m and S / N value> 20 dB. This is quite enough for reliable selection of a useful PC signal against reflections from the sea (coast). If the resolution of the angle (Doppler frequency) deteriorates by 10 times, this ratio deteriorates by 10 dB, and the probability of correct selection of the NK signal against reflections from the sea becomes unacceptably small.
После проведения многоканальной доплеровской фильтрации производится определение по заданному уровню ширины спектра ΔfД с наиболее мощной спектральной составляющей из числа составляющих, превысивших первый порог обнаружения (Рпор1), определяемый допустимой вероятностью ложного обнаружения за счет шумов.After conducting multi-channel Doppler filtering, a determination is made by a given level of the spectrum width Δf D with the most powerful spectral component from among the components that exceed the first detection threshold (P por1 ), which is determined by the allowable probability of false detection due to noise.
где:Where:
ΔjД - число доплеровских ячеек, занимаемых сигналом цели на анализируемой дальности,Δj D is the number of Doppler cells occupied by the target signal at the analyzed range,
jmax - номер доплеровского фильтра, соответствующий максимальной частоте спектра сигнала на анализируемой дальности,j max is the number of the Doppler filter corresponding to the maximum frequency of the signal spectrum at the analyzed range,
jmin - номер доплеровского фильтра, соответствующий минимальной частоте спектра сигнала на анализируемой дальности,j min is the number of the Doppler filter corresponding to the minimum frequency of the signal spectrum at the analyzed range,
FП - частота повторения зондирующих импульсов,F P - repetition frequency of the probe pulses,
N - число когерентно накапливаемых выборок сигнала на анализируемой дальности.N is the number of coherently accumulated signal samples at the analyzed range.
Найденная ширина спектра ΔjД сравнивается с заранее выбранным вторым пороговым значением (Kпор2), соответствующим максимальной ширине спектра сигнала, отраженного от цели для тех же условий визирования.The found spectrum width Δj D is compared with a preselected second threshold value (K por2 ) corresponding to the maximum spectral width of the signal reflected from the target for the same viewing conditions.
гдеWhere
δβv - азимутальное угловое разрешение по поверхности Земли, соответствующее реализуемому частотному разрешению ΔfД,δβ v - azimuthal angular resolution on the Earth’s surface, corresponding to the realized frequency resolution Δf D ,
ΔfОДО - расчетная ширина доплеровского спектра сигнала, отраженного от ОДО (зависит только от λ),Δf ODO - the estimated width of the Doppler spectrum of the signal reflected from the ODO (depends only on λ),
β - угол между осью ЛА и РСН антенной системы,β is the angle between the axis of the aircraft and the RSN of the antenna system,
α - угол сноса ЛА.α is the drift angle of the aircraft.
При превышении ΔjД>Kпор2 принимается решение о наличии ложной цели и о переходе к анализу следующего элемента дальности. При наличии мощной узкополосной спектральной составляющей проводится определение соответствия принятого сигнала третьему критерию ложной цели: дисперсия разности пеленга и доплеровского угла (ψ) на анализируемой дальности больше третьего порога (Dψ>Dпор3). Для его пояснения рассмотрим отличия в сигналах, отраженных НК и ОДО, выявляющиеся при многоканальной доплеровской фильтрации и последующей моноимпульсной оценке пеленга разрешаемого элемента сцены.If Δj D > K pore2 is exceeded , a decision is made on the presence of a false target and on the transition to the analysis of the next range element. In the presence of a powerful narrow-band spectral component, the correspondence of the received signal to the third criterion of the false target is determined: the variance of the difference between the bearing and the Doppler angle (ψ) at the analyzed distance is greater than the third threshold (D ψ > D pore3 ). To clarify it, we consider the differences in the signals reflected by the NK and the ODO, which are revealed during multichannel Doppler filtering and subsequent monopulse estimation of the bearing of the resolved scene element.
Корпус корабля (НК) представляет жесткую конструкцию, поэтому отражающие зондирующий сигнал диполи, находящиеся в пределах элемента, разрешаемого по дальности и по доплеровской частоте, имеют близкую радиальную скорость относительно ЛА, соответственно угловой азимутальный разнос между разрешаемыми элементами (ΔβVЦ), определяемый по доплеровскому сдвигу, равен угловому разносу (ΔγЦ), определяемому по моноимпульсным пеленгам тех же разрешаемых элементов.The hull of the ship (NK) is a rigid structure, therefore, dipoles reflecting the probing signal located within the element resolved by range and Doppler frequency have a close radial velocity relative to the aircraft, respectively, the angular azimuthal separation between the resolved elements (Δβ VT ), determined by the Doppler the shift is equal to the angular separation (Δγ C ), determined by monopulse bearings of the same resolved elements.
где:Where:
ΔfДЦ - доплеровский разнос частоты отраженных сигналов для разрешаемых элементов НК.Δf DC - Doppler frequency separation of the reflected signals for the resolved elements of the SC.
Ширина спектра НК на анализируемой дальности не зависит от скорости НК, она зависит только от углового азимутального размера разрешаемого по дальности элемента НК:The width of the NK spectrum at the analyzed range does not depend on the NK speed, it depends only on the angular azimuthal size of the NK element permitted by the range:
где:Where:
ΔβНК - угловой азимутальный размер НК на разрешаемой дальности R,Δβ NK - the angular azimuthal size of the NK at the resolved range R,
ΔLНК - линейный азимутальный размер НК на разрешаемой дальности R.ΔL NK - the linear azimuthal size of the NK at the resolved range R.
Радиальная скорость НК приводит к смещению доплеровского сдвига отраженного сигнала относительно доплеровской частоты сигнала от того же разрешаемого элемента при неподвижном НК на величинуThe radial velocity of the NK leads to a shift in the Doppler shift of the reflected signal relative to the Doppler frequency of the signal from the same resolvable element with a fixed NK by
где: Vрнк - проекция скорости НК на направление ЛА-НК.where: V RNA - the projection of the speed of the aircraft on the direction of LA-NC.
Из модели отражения сигнала от НК следует, что для разности "пеленга" и "доплеровского" углов, разрешаемых элементов НК на анализируемой дальности и определяемых выражением:From the model of reflection of the signal from the NK, it follows that for the difference between the "bearing" and the "Doppler" angles, the resolved elements of the NK at the analyzed range and determined by the expression:
ψi=γi-βi,ψ i = γ i -β i ,
Dψ=M{(ψi-Mψ)2}<Dпор3,D ψ = M {(ψ i -M ψ ) 2 } <D por3 ,
где:Where:
(AΣ(i), AΔ(i)) - скалярное произведение суммарного AΣ(i) и разностного AΔ(i) сигналов от i-того разрешаемого по частоте элемента НК,(A Σ (i), A Δ (i)) is the scalar product of the total A Σ (i) and difference A Δ (i) signals from the ith frequency-resolved NK element,
k1 - масштабирующий коэффициент,k1 is the scaling factor,
Mψ - математическое ожидание разности углов,M ψ is the mathematical expectation of the difference of angles,
Dψ - дисперсия разности углов,D ψ is the variance of the difference of angles,
γi - пеленг i-того разрешаемого по частоте элемента НК от РСН,γ i - bearing of the i-th frequency-resolved NK element from RSN,
βi - "доплеровский угол" i-того разрешаемого по частоте элемента НК,β i - "Doppler angle" of the i-th frequency-resolved NC element,
δfД - полоса пропускания доплеровских фильтров (разрешение РЛС по частоте).δf D is the bandwidth of Doppler filters (radar resolution in frequency).
В отличие от НК ОДО состоит из множества хаотично расположенных в облаке диполей, каждый из которых движется в турбулентной среде со своей скоростью и направлением, соответственно, радиальная скорость РЛС - одиночный диполь имеет большой разброс относительно среднего значения. Соответственно, спектр отражений от ОДО относительно центральной частоты доплеровского спектра имеет вид [6, с.272], где ввиду симметрии показана только половина.In contrast to the ND, the ODL consists of many dipoles randomly located in the cloud, each of which moves in a turbulent medium with its speed and direction, respectively, the radar speed of a radar - a single dipole has a large spread relative to the average value. Accordingly, the spectrum of reflections from the ODO relative to the central frequency of the Doppler spectrum has the form [6, p.272], where only half is shown due to symmetry.
В разрешаемом по дальности элементе объема ОДО диполи с одинаковыми радиальными скоростями отражают зондирующий сигнал со случайной амплитудой и фазой. Суммарный сигнал от этих диполей соответствует отражению сигнала от энергетического центра, случайно расположенного в пределах разрешаемого по дальности объема ОДО. Соответственно его пеленг случайно расположен в пределах разрешаемого по дальности объема ОДО. Угловые положения энергетических центров отражения от диполей с другими радиальными скоростями в текущий момент времени независимы в пределах того же разрешаемого по дальности объема. Из модели отражения сигнала от ОДО следует, что геометрический угловой размер ОДО не совпадает как с угловым размером ОДО, вычисляемым по ширине спектра, так и по пеленгам разрешаемых по дальности и частоте элементам ОДО. При этом:In the range-resolved volume element of the ODL, dipoles with the same radial velocities reflect a probing signal with a random amplitude and phase. The total signal from these dipoles corresponds to the reflection of the signal from the energy center, randomly located within the range of the allowed ODO range. Accordingly, its bearing is randomly located within the range of the allowed ODO volume. The angular positions of the energy centers of reflection from dipoles with other radial velocities at the current time are independent within the same volume-resolved range. From the model of signal reflection from the ODL, it follows that the geometric angular size of the ODL does not coincide with both the angular size of the ODL calculated by the width of the spectrum, and the bearings resolved in range and frequency of the ODL elements. Wherein:
ψi=γi-βi≠const,ψ i = γ i -β i ≠ const,
Δγi≠Δβi,Δγ i ≠ Δβ i ,
ΔiД=imax-imin,Δi D = i max -i min ,
Δγi=γimax-γimin,Δγ i = γ imax -γ imin,
Dψ>Dпор3 D ψ > D por3
где:Where:
ΔiД - разница номеров доплеровских фильтров, соответствующих границам доплеровского спектра ОДО,Δi D is the difference in the numbers of Doppler filters corresponding to the boundaries of the Doppler spectrum of the ODO,
Δγi - угловой размер ОДО, вычисленный по пеленгам разрешаемых элементов на границах доплеровского спектра,Δγ i is the angular size of the ODO calculated from bearings of the resolved elements at the boundaries of the Doppler spectrum,
Δβi - угловой размер ОДО, вычисленный по разности доплеровских частот на границах доплеровского спектра,Δβ i is the angular size of the ODO calculated from the difference of the Doppler frequencies at the boundaries of the Doppler spectrum,
Dψ - дисперсия оценки разности углов ψi на анализируемой дальности.D ψ is the variance of the estimate of the difference in the angles ψ i at the analyzed range.
Для всех целей, оставшихся после селекции по трем критериям, фиксируется их дальность (R), доплеровский сдвиг сигнала (fД), азимутальный угол, отсчитанный от вектора скорости (βV) как сумма текущего угла РСН (β), отсчитанного от продольной оси ЛА, угла сноса (α) и пеленга (γ):For all goals remaining after selection according to three criteria, their range (R), Doppler signal shift (f D ), azimuthal angle, measured from the velocity vector (β V ) as the sum of the current RSN angle (β), counted from the longitudinal axis, are recorded LA, drift angle (α) and bearing (γ):
βV=β+γ-α.β V = β + γ-α.
Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и чертежами РЛС, реализующей данный способ:The invention is illustrated by a further description and drawings of the radar that implements this method:
Фиг.1 - структурная схема устройства предлагаемой моноимпульсной РЛС,Figure 1 - structural diagram of the device of the proposed monopulse radar,
Фиг.2 - структурная схема возбудителя (В),Figure 2 - structural diagram of the pathogen (B),
Фиг.3 - структурная схема генератора программируемого сигнала (ГПС),Figure 3 is a structural diagram of a programmable signal generator (GPS),
Фиг.4 - структурная схема синхронизатора (С),Figure 4 is a structural diagram of a synchronizer (C),
Фиг.5 - структурная схема цифрового согласованного фильтра (ЦСФ),5 is a structural diagram of a digital matched filter (CSF),
Фиг.6 - структурная схема многоканального доплеровского фильтра (МДФ),6 is a structural diagram of a multi-channel Doppler filter (MDF),
Фиг.7 - структурная схема пакета доплеровских фильтров (ПДФ),7 is a structural diagram of a package of Doppler filters (PDF),
Фиг.8 - структурная схема блока объединения квадратур (БОК),Fig. 8 is a block diagram of a quadrature combining unit (BOC),
Фиг.9 - структурная схема дискриминатора угла (ДУ),Fig.9 is a structural diagram of an angle discriminator (DU),
Фиг.10 - алгоритм работы блока вторичной обработки (БВО),Figure 10 - algorithm of the secondary processing unit (BWO),
Фиг.11 - структурная схема порогового обнаружителя (ПО),11 is a structural diagram of a threshold detector (ON),
Фиг.12 - структурная схема порогового селектора размера цели (ПСРЦ),12 is a structural diagram of a threshold target size selector (PSRC),
Фиг.13 - структурная схема вычислителя дисперсии (ВДО),Figure 13 is a structural diagram of a dispersion calculator (VDO),
Фиг.14 - структурная схема интегратора (ИНТ),Fig - structural diagram of an integrator (INT),
Фиг.15 - структурная схема вычислителя математического ожидания (ВМО),Fig is a structural diagram of a calculator mathematical expectation (WMO),
Фиг.16 - структурная схема измерителя доплеровской частоты цели (ИДЧЦ),Fig is a structural diagram of a meter of the Doppler frequency of the target (IDC),
Фиг.17 - структурная схема устройства выдачи информации (УВИ).Fig is a structural diagram of a device for issuing information (UVI).
На фиг.1 представлена структурная схема устройства предлагаемой моноимпульсной РЛС, где приняты следующие обозначения:Figure 1 presents the structural diagram of the device of the proposed monopulse radar, where the following notation:
1 - привод антенны (ПА),1 - antenna drive (PA),
2 - антенна (А),2 - antenna (A),
3 - суммарно-разностный преобразователь (СРП),3 - total differential Converter (PSA),
4 - антенный переключатель (АП),4 - antenna switch (AP),
5 - усилитель мощности (УМ),5 - power amplifier (PA),
6 - возбудитель (В),6 - pathogen (B),
7 - синхронизатор (С),7 - synchronizer (C),
8 - импульсный модулятор(ИМ),8 - pulse modulator (IM),
9 - двухканальный приемник (Пр),9 - two-channel receiver (PR),
10 - квадратурный фазовый детектор суммарного канала (КФД-С),10 - quadrature phase detector of the total channel (KFD-S),
11 - квадратурный фазовый детектор разностного канала (КФД-Р),11 - quadrature phase difference channel detector (KFD-R),
12 - фазовращатель (ФВ),12 - phase shifter (PV),
13 - видеоусилитель суммарного канала (ВУ-С),13 - video amplifier total channel (VU-S),
14 - видеоусилитель разностного канала (ВУ-Р),14 - video amplifier differential channel (VU-R),
15 - цифровой согласованный фильтр суммарного канала (СФ-С),15 - digital matched filter of the total channel (SF-S),
16 - цифровой согласованный фильтр разностного канала (СФ-Р),16 - digital matched filter differential channel (SF-R),
17 - многоканальный доплеровский фильтр суммарного канала (МДВ-С),17 - multi-channel Doppler filter of the total channel (MDV-S),
18 - многоканальный доплеровский фильтр разностного канала (МДВ-Р),18 - multi-channel Doppler filter of the difference channel (MDV-R),
19 - блок объединения квадратур (БОК),19 - block combining quadratures (BOK),
20 - дискриминатор угла (ДУ),20 - angle discriminator (DU),
21 - делитель (Дел),21 - divider (Affairs),
22 - блок первичной обработки (БПО),22 - primary processing unit (BPO),
23 - блок вторичной обработки (БВО),23 - block secondary processing (BVI),
24 - измеритель скорости и сноса (ИСС),24 - speed and drift meter (ASC),
25 - двухканальный усилитель высокой частоты (УВЧ),25 - two-channel high frequency amplifier (UHF),
26 - двухканальный балансный смеситель (БСМ),26 - two-channel balanced mixer (BSM),
27 - двухканальный усилитель промежуточной частоты (УПЧ),27 - two-channel intermediate frequency amplifier (UPCH),
28 - пороговый обнаружитель (ПО),28 - threshold detector (ON),
29 - первая схема И (И1),29 - the first circuit And (I1),
30 - пороговый селектор размера цели (ПСРЦ),30 - threshold target size selector (PSRTS),
31 - вычислитель дисперсии (ВДО),31 - variance calculator (VDO),
32 - интегратор (ИНТ),32 - integrator (INT),
33 - схема вычисления разности (СВР),33 is a difference calculation circuit (CBP),
34 - вычислитель математического ожидания (ВМО),34 - calculator mathematical expectation (WMO),
35 - пороговое устройство (ПУ),35 - threshold device (PU),
36 - измеритель доплеровской частоты цели (ИДЧЦ),36 - meter Doppler frequency of the target (IDC),
37- вторая схема И (И 2),37 - the second scheme And (And 2),
38- сумматор (Сум),38- adder (Sum),
39 - устройство выдачи информации (УВИ).39 - information output device (UVI).
Предлагаемое устройство моноимпульсной РЛС по фиг.1 содержит последовательно соединенные антенный переключатель 4, суммарно-разностный преобразователь 3 и антенну 2, усилитель мощности 5, привод антенны 1, двухканальный приемник 9, первый выход которого через квадратурно-фазовый детектор 10 суммарного канала соединен с входом видеоусилителя 13 суммарного канала, второй выход двухканального приемника 9 через выход квадратурно-фазовый детектор 11 разностного канала соединен с входом видеоусилителя 14 разностного канала, цифровые согласованные фильтры 15 суммарного и 16 разностного каналов, блок объединения квадратур 19, дискриминатор угла 20, блок первичной обработки 22 и блок вторичной обработки 23, при этом привод антенны 1 кинематически связан с третьим входом антенны 2, второй выход суммарно-разностного преобразователя 3 соединен со вторым входом двухканального приемника 9, третий выход антенного переключателя 4 соединен с первым входом двухканального приемника 9, синхронизатор 7 через импульсный модулятор 8 соединен со вторым входом усилителя мощности 5, второй выход возбудителя 6 соединен с третьим входом двухканального приемника 9, третий выход возбудителя 6 соединен со вторыми входами квадратурных фазовых детекторов 10 суммарного и 11 разностного каналов, первый выход двухканального приемника 9 соединен с первым входом квадратурного фазового детектора 10 суммарного канала, второй выход двухканального приемника 9 соединен с первым входом квадратурного фазового детектора 11 разностного канала, второй выход блока вторичной обработки 23 соединен с входом привода антенны 1, второй выход которого соединен с седьмым входом блока первичной обработки 22, вход блока объединения квадратур 19 соединен с первым входом дискриминатора угла 20, выход блока объединения квадратур 19 соединен со вторым входом блока первичной обработки 22, четвертый выход возбудителя 6 соединен с входом синхронизатора 7, первый выход блока вторичной обработки 23 соединен с четвертым входом блока первичной обработки 22, первый выход которого соединен с первым входом блока вторичной обработки 23, двухканальный приемник 9 содержит последовательно соединенные по двум входам-выходам суммарного и разностного каналов двухканальный усилитель высокой частоты 25, балансный смеситель 26, третий (гетеродинный) вход которого является третьим гетеродинным входом приемника 9, первый и второй выходы усилителя высокой частоты 25 являются входами, а первый и второй выходы усилителя промежуточной частоты 27 выходами суммарного и разностного каналов приемника 9 соответственно, введены многоканальные доплеровские фильтры суммарного 17 и разностного 18 каналов, фазовращатель 12, делитель 21 и измеритель скорости и сноса 24, при этом третий выход возбудителя 6 через фазовращатель 12 соединен с третьими входами квадратурных фазовых детекторов суммарного 10 и разностного 11 каналов, выход видеоусилителя суммарного канала 13 через цифровой согласованный фильтр суммарного канала 15 подключен к первому входу многоканального доплеровского фильтра суммарного канала 17, выход видеоусилителя разностного канала 14 через цифровой согласованный фильтр разностного канала 16 подключен к первому входу многоканального доплеровского фильтра разностного канала 18, выход блока объединения квадратур 19 соединен с первым входом делителя 21, выход которого соединен с пятым входом блока первичной обработки 22, первый выход возбудителя 6 через усилитель мощности 5 соединен с первым входом антенного переключателя 4, четвертый выход возбудителя 6 соединен со вторыми входами цифровых согласованных фильтров суммарного 15 и разностного 16 каналов, вторыми входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного 17 и разностного 18 каналов и первым входом блока первичной обработки 22, первый выход синхронизатора 7 дополнительно соединен с входом возбудителя 6 и пятыми входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного 17 и разностного 18 каналов, выход многоканального доплеровского фильтра суммарного канала 15 соединен с входом блока объединения квадратур 19, выход многоканального доплеровского фильтра разностного канала 18 соединен со вторым входом дискриминатора угла 20, выход которого соединен со вторым входом делителя 21, второй выход синхронизатора 7 соединен с третьим входом блока первичной обработки 22, четвертый выход синхронизатора 7 соединен с третьими входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного 17 и разностного 18 каналов и шестым входом блока вторичной обработки 23, третий выход синхронизатора 7 соединен с четвертыми входами многоканальных доплеровских фильтров суммарного 17 и разностного 18 каналов, седьмым входом блока вторичной обработки 23 и шестым входом блока первичной обработки 22, третий выход блока вторичной обработки 23 соединен со вторым входом импульсного модулятора 8, второй выход блока первичной обработки 22 соединен с пятым входом блока вторичной обработки 23, первый и второй выходы измерителя скорости и сноса 24 соединены с третьим и четвертым входами блока вторичной обработки 23 соответственно, второй выход привода антенны 1 дополнительно соединен со вторым входом блока вторичной обработки 23, четвертый выход блока вторичной обработки 23 соединен с восьмым входом блока первичной обработки 22, блок первичной обработки 22 содержит последовательно соединенные пороговый обнаружитель 28, первую схему И 29, пороговый селектор размера цели 30, последовательно соединенные интегратор 32, схема вычисления разности 33, вычислитель дисперсии 31, пороговое устройство 35 и устройство выдачи информации 39, последовательно соединенные измеритель доплеровской частоты цели 36, вторая схема И 37, и устройство выдачи информации 39, первый и второй выходы которого являются вторым и первыми выходами блока первичной обработки 22, сумматор 38, соединенный со вторым входом устройства выдачи информации 39, причем второй вход блока первичной обработки 22 соединен со вторыми входами порогового обнаружителя 28 и измерителя доплеровской частоты цели 36, четвертым входом вычислителя математического ожидания 34 и шестым входом вычислителя дисперсии 31, выход порогового обнаружителя 28 соединен с первыми входами вычислителя дисперсии 31 и второй схемы И 37, третий вход блока первичной обработки 22 соединен с третьими входами порогового обнаружителя 28, интегратора 32, измерителя доплеровской частоты цели 36, вычислителя математического ожидания 34, шестым входом устройства выдачи информации 39, вторым входом порогового селектора размера цели 30 и первым входом вычислителя дисперсии 31, первый вход блока первичной обработки 22 соединен с четвертым входом вычислителя дисперсии 31 и первыми входами порогового обнаружителя 28, интегратора 32 и измерителя доплеровской частоты цели 36 и вторым входом первой схемы И 29, четвертый вход блока первичной обработки 22 соединен со вторым входом интегратора 32, выход порогового селектора размера цели 30 соединен с пятом входом устройства выдачи информации 39, выход схемы вычисления разности 33 соединен со вторым входом вычислителя математического ожидания 34, выход первой схемы И 29 дополнительно соединен с первым входом вычислителя математического ожидания 34, пятый вход блока первичной обработки 22 соединен с первым входом сумматора 38 и вторым входом схемы вычисления разности 33, седьмой вход блока первичной обработки 22 соединен со вторым входом сумматора 38, шестой вход блока первичной обработки 22 соединен с четвертым входом устройства выдачи информации 39.The proposed monopulse radar device of figure 1 contains a series-connected antenna switch 4, a sum-difference converter 3 and an antenna 2, a power amplifier 5, an antenna drive 1, a two-channel receiver 9, the first output of which is connected to the input through a quadrature-phase detector 10 of the total channel the video amplifier 13 of the total channel, the second output of the two-channel receiver 9 through the output of the quadrature-phase detector 11 of the differential channel is connected to the input of the video amplifier 14 of the differential channel, digital matched e filters 15 of the total and 16 difference channels, the quadrature combining unit 19, the angle discriminator 20, the primary processing unit 22 and the secondary processing unit 23, while the drive of the antenna 1 is kinematically connected to the third input of the antenna 2, the second output of the sum-difference converter 3 is connected to the second input of the two-channel receiver 9, the third output of the antenna switch 4 is connected to the first input of the two-channel receiver 9, the synchronizer 7 through the pulse modulator 8 is connected to the second input of the power amplifier 5, the second output of the exciter 6 is connected to the third input of the two-channel receiver 9, the third output of the pathogen 6 is connected to the second inputs of the quadrature phase detectors 10 of the total and 11 differential channels, the first output of the two-channel receiver 9 is connected to the first input of the quadrature phase detector 10 of the total channel, the second output of the two-channel receiver 9 is connected to the first input of the quadrature phase detector 11 of the difference channel, the second output of the secondary processing unit 23 is connected to the input of the drive of the antenna 1, the second output of which is connected to the seventh input the primary processing unit 22, the input of the quadrature combining unit 19 is connected to the first input of the angle discriminator 20, the output of the quadrature combining unit 19 is connected to the second input of the primary processing unit 22, the fourth output of the pathogen 6 is connected to the input of the synchronizer 7, the first output of the secondary processing unit 23 is connected with the fourth input of the primary processing unit 22, the first output of which is connected to the first input of the secondary processing unit 23, the two-channel receiver 9 contains in total connected in series at the two inputs-outputs o and differential channels, a two-channel high-frequency amplifier 25, a balanced mixer 26, the third (heterodyne) input of which is the third heterodyne input of the receiver 9, the first and second outputs of the high-frequency amplifier 25 are inputs, and the first and second outputs of the intermediate-frequency amplifier 27 are outputs of the total and differential channels of the receiver 9, respectively, introduced multi-channel Doppler filters total 17 and differential 18 channels, a phase shifter 12, a divider 21 and a speed and drift meter 24, while the third output the wake-up device 6 through a phase shifter 12 is connected to the third inputs of the quadrature phase detectors of the total 10 and difference 11 channels, the output of the video amplifier of the total channel 13 through a digitally matched filter of the total channel 15 is connected to the first input of a multi-channel Doppler filter of the total channel 17, the output of the video amplifier of the differential channel 14 through digitally matched the differential channel filter 16 is connected to the first input of the multi-channel Doppler filter of the differential channel 18, the output of the block combining quadrature 19 s is single with the first input of the divider 21, the output of which is connected to the fifth input of the primary processing unit 22, the first output of the pathogen 6 through the power amplifier 5 is connected to the first input of the antenna switch 4, the fourth output of the pathogen 6 is connected to the second inputs of the digital matched filters of total 15 and differential 16 channels, the second inputs of multi-channel Doppler filters total 17 and differential 18 channels and the first input of the primary processing unit 22, the first output of the synchronizer 7 is additionally connected to the excitation input Pouring 6 and the fifth inputs of the multi-channel Doppler filters of the total 17 and the differential 18 channels, the output of the multi-channel Doppler filter of the total channel 15 is connected to the input of the quadrature combining unit 19, the output of the multi-channel Doppler filter of the differential channel 18 is connected to the second input of the angle discriminator 20, the output of which is connected to the second the input of the divider 21, the second output of the synchronizer 7 is connected to the third input of the primary processing unit 22, the fourth output of the synchronizer 7 is connected to the third inputs of the multi-channel Doppler filters of total 17 and differential 18 channels and the sixth input of the secondary processing unit 23, the third output of the synchronizer 7 is connected to the fourth inputs of multi-channel Doppler filters of total 17 and differential 18 channels, the seventh input of the secondary processing unit 23 and the sixth input of the primary processing unit 22, third output the secondary processing unit 23 is connected to the second input of the pulse modulator 8, the second output of the primary processing unit 22 is connected to the fifth input of the secondary processing 23, the first and second outputs are speed and drift booster 24 are connected to the third and fourth inputs of the secondary processing unit 23, respectively, the second output of the antenna drive 1 is additionally connected to the second input of the secondary processing unit 23, the fourth output of the secondary processing unit 23 is connected to the eighth input of the primary processing unit 22, the primary processing unit 22 comprises a threshold detector 28 connected in series, a first AND circuit 29, a target size threshold selector 30, an integrator 32 connected in series, a difference calculation circuit 33, a disperser calculator these 31, the threshold device 35 and the information output device 39, the doppler frequency meter of the target 36 connected in series, the second circuit AND 37, and the information output device 39, the first and second outputs of which are the second and first outputs of the primary processing unit 22, the adder 38 connected with the second input of the information output device 39, and the second input of the primary processing unit 22 is connected to the second inputs of the threshold detector 28 and the Doppler frequency meter of the target 36, the fourth input of the mathematical calculator liquid 34 and the sixth input of the dispersion calculator 31, the output of the threshold detector 28 is connected to the first inputs of the dispersion calculator 31 and the second circuit And 37, the third input of the primary processing unit 22 is connected to the third inputs of the threshold detector 28, the integrator 32, the Doppler frequency meter of the target 36, the calculator mathematical expectation 34, the sixth input of the information output device 39, the second input of the threshold selector of the size of the target 30 and the first input of the variance calculator 31, the first input of the primary processing unit 22 is connected to the fourth the input of the dispersion calculator 31 and the first inputs of the threshold detector 28, the integrator 32 and the Doppler frequency meter of the target 36 and the second input of the first circuit And 29, the fourth input of the primary processing unit 22 is connected to the second input of the integrator 32, the output of the threshold selector of the size of the target 30 is connected to the fifth input information output devices 39, the output of the difference calculation circuit 33 is connected to the second input of the mathematical calculator 34, the output of the first circuit And 29 is additionally connected to the first input of the mathematical calculator 34, the fifth input of the primary processing unit 22 is connected to the first input of the adder 38 and the second input of the difference calculation circuit 33, the seventh input of the primary processing unit 22 is connected to the second input of the adder 38, the sixth input of the primary processing unit 22 is connected to the fourth input of the information output device 39 .
На фиг.2 представлена структурная схема возбудителя (В) 6, где приняты следующие обозначения:Figure 2 presents the structural diagram of the pathogen (B) 6, where the following notation:
40 - первый умножитель частоты (УЧ 1),40 - the first frequency multiplier (UCH 1),
41 - первый генератор программируемого сигнала (ГПС 1),41 - the first programmable signal generator (GPS 1),
42 - первый генератор сдвинутого сигнала (ГСС 1),42 - the first generator of the shifted signal (GSS 1),
43 - второй умножитель частоты (УЧ 2),43 - the second frequency multiplier (UCH 2),
44 - задающий генератор (ЗГ),44 - master oscillator (ZG),
45 - третий умножитель частоты (УЧ 3),45 - the third frequency multiplier (UCH 3),
46 - четвертый умножитель частоты (УЧ 4),46 - the fourth frequency multiplier (UCH 4),
47 - второй генератор программируемого сигнала (ГПС 2),47 - the second programmable signal generator (GPS 2),
48 - второй генератор сдвинутого сигнала (ГСС 2),48 - the second generator of the shifted signal (GSS 2),
49 - пятый умножитель частоты (УЧ 5).49 - the fifth frequency multiplier (UCH 5).
На схеме возбудителя 6 (фиг.2) последовательно соединены задающий генератор 44, первый умножитель частоты 40, первый генератор сдвинутого сигнала 42 и второй умножитель частоты 43, выход которого является вторым выходом возбудителя 6, выход первого генератора программируемого сигнала 41 соединен со вторым входом генератора сдвинутого сигнала 42, вход возбудителя 6 соединен с первыми входами первого 41 и второго 47 генераторов программируемого сигнала, выход задающего генератора 44 дополнительно соединен с входами четвертого умножителя частоты 46, третьего умножителя частоты 45, вторыми входами первого 41 и второго 47 генераторов программируемого сигнала и является четвертым выходом возбудителя 6, выход второго генератора программируемого сигнала 47 через последовательно соединенные второй генератор сдвинутого сигнала 48 и пятый умножитель частоты 49 подключен к первому выходу возбудителя 6, выход четвертого умножителя частоты 46 соединен с первым входом второго генератора сдвинутого сигнала 48, выход третьего умножителя частоты 45 является третьим выходом возбудителя 6.In the driver circuit 6 (Fig. 2), the master oscillator 44, the
На фиг.3 представлены структурные схемы генераторов программируемого сигнала (ГПС) 41 и 47, которые аналогичны. На фиг.3 приняты следующие обозначения:Figure 3 presents the structural diagrams of the programmable signal generators (GPS) 41 and 47, which are similar. In figure 3, the following notation:
50 - первый счетчик (СИ 1),50 - the first counter (SI 1),
51 - первое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ 1),51 - the first read-only memory (ROM 1),
52 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП),52 - digital-to-analog converter (DAC),
53 - первый фильтр низкой частоты (ФНЧ).53 - the first low-pass filter (low-pass filter).
На схеме генератора программируемого сигнала 41 (фиг.3) первый и второй входы первого счетчика 50 являются первым и вторым входом генератора программируемого сигнала 41 соответственно, выход первого счетчика 50 через последовательно соединенные первое ПЗУ 51, цифроаналоговый преобразователь 52 и фильтр низкой частоты 53 подключен к выходу генератора программируемого сигнала 41.In the diagram of the programmable signal generator 41 (Fig. 3), the first and second inputs of the
На фиг.4 представлена структурная схема синхронизатора (С) 7, где приняты следующие обозначения:Figure 4 presents the structural diagram of the synchronizer (C) 7, where the following notation:
54 - первая кодовая шина (КШ 1),54 - the first code bus (KSh 1),
55 - второй счетчик (СИ 2),55 - the second counter (SI 2),
56 - первый триггер (ТГ 1),56 - the first trigger (TG 1),
57 - вторая кодовая шина (КШ 2),57 - the second code bus (KSh 2),
58 - третий счетчик (СИ 3),58 - the third counter (SI 3),
59 - четвертый счетчик (СИ 4),59 - the fourth counter (SI 4),
60 - второй триггер (ТГ 2),60 - the second trigger (TG 2),
61 - пятый счетчик (СИ 5),61 is the fifth counter (SI 5),
62 - третья кодовая шина (КШ 3),62 - the third code bus (KSh 3),
63 - четвертая кодовая шина (КШ 4),63 - the fourth code bus (KSh 4),
64 - дешифратор (ДС).64 - decoder (DS).
На схеме синхронизатора 7 (фиг.4) вход синхронизатора соединен с первыми входами второго счетчика 55, третьего счетчика 58 и пятого счетчика 61, выход второго счетчика 55 через первый триггер 56 соединен со вторым входом третьего счетчика 58, выход третьего счетчика 58 соединен со вторым входом первого триггера 56, второй выход первого триггера 56 соединен со вторым и первым входами второго 55 и четвертого 59 счетчиков соответственно и является первым выходом синхронизатора 7, выходы первой кодовой шины 54, второй кодовой шины 57, третьей кодовой шины 62 и четвертой кодовой шины 63 соединены с третьими входами второго 55, третьего 58, четвертого 59 и пятого 61 счетчиков соответственно, выход четвертого счетчика 59 соединен с первым входом второго триггера 60, первый выход которого соединен со вторым входом пятого счетчика 61, второй выход пятого счетчика 61 соединен с входом дешифратора 64 и является третьим выходом синхронизатора 7, первый выход пятого счетчика 61 соединен со вторым входом второго триггера 60, второй выход которого соединен со вторым входом четвертого счетчика 59, выход дешифратора 64 является вторым выходом синхронизатора 7.In the synchronizer circuit 7 (Fig. 4), the input of the synchronizer is connected to the first inputs of the second counter 55, the third counter 58 and the fifth counter 61, the output of the second counter 55 through the first trigger 56 is connected to the second input of the third counter 58, the output of the third counter 58 is connected to the second the input of the first trigger 56, the second output of the first trigger 56 is connected to the second and first inputs of the second 55 and fourth 59 counters, respectively, and is the first output of the synchronizer 7, the outputs of the first code bus 54, second code bus 57, third code bus 62 and the fourth code bus 63 is connected to the third inputs of the second 55, third 58, fourth 59 and fifth 61 counters, respectively, the output of the fourth counter 59 is connected to the first input of the second trigger 60, the first output of which is connected to the second input of the fifth counter 61, the second output of the fifth counter 61 connected to the input of the decoder 64 and is the third output of the synchronizer 7, the first output of the fifth counter 61 is connected to the second input of the second trigger 60, the second output of which is connected to the second input of the fourth counter 59, the output of the decoder 64 is is the second output of the synchronizer 7.
На фиг.5 представлена структурная схема цифрового согласованного фильтра (ЦСФ) 15 (16), где приняты следующие обозначения:Figure 5 presents the structural diagram of a digital matched filter (CSF) 15 (16), where the following notation:
65 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП 1),65 - the first analog-to-digital Converter (ADC 1),
66 - первый сдвиговый регистр (СДР 1),66 - the first shift register (SDR 1),
67 - первый весовой умножитель (ВУм 1),67 - the first weight multiplier (VUM 1),
68 - второй сумматор (Сум 2),68 - the second adder (Sum 2),
69 - третий сумматор (Сум 3),69 - the third adder (Sum 3),
70 - второй весовой умножитель (Вум 2),70 - the second weight multiplier (Vum 2),
71 - второй аналого-цифровой умножитель (АЦП 2),71 - the second analog-to-digital multiplier (ADC 2),
72 - второй сдвиговый регистр (СДР 2).72 - the second shift register (SDR 2).
На схеме (фиг.5) квадратурная косинусная составляющая сигнала, поступающая на первый вход цифрового согласованного фильтра 15, подключена к первому входу первого АЦП 65, а синусная - к первому входу второго АЦП 71, второй вход цифрового согласованного фильтра 15 подключен ко вторым входам первого 65 и второго 71 АЦП, первого 66 и второго 72 сдвигающих регистров, выход первого АЦП 65 подключен к первому (информационному) входу первого сдвигающего регистра 66, выходы которого с первого по Q-й через первые весовые усилители с первого по Q-й (поз. 671...67Q) подключены к одноименным входам второго сумматора 68, выход второго АЦП 71 подключен к первому (информационному) входу второго сдвигающего регистра 72, выходы которого с первого по Q-й через вторые весовые усилители с первого по Q-й (поз. 701...70Q) подключены к одноименным входам третьего сумматора 69, выходы второго 68 и третьего сумматора 69 являются квадратурными составляющими выхода цифрового согласованного фильтра 15.In the diagram (Fig. 5), the quadrature cosine component of the signal supplied to the first input of the digital matched filter 15 is connected to the first input of the
На фиг.6 представлена структурная схема многоканального доплеровского фильтра (МДФ) 17 (18), где приняты следующие обозначения:Figure 6 presents the structural diagram of a multi-channel Doppler filter (MDF) 17 (18), where the following notation:
73 - третий сдвиговый регистр (СДР 3),73 - the third shift register (SDR 3),
74k - k-й блок доплеровских фильтров (БДФ k),74 k - k-th block of Doppler filters (BDF k),
75k - первый регистр (РГ 1k),75 k - the first register (WP 1k),
76k - первый пакет к-го доплеровского фильтра (ПДФ 1k),76 k - the first packet of the k-th Doppler filter (PDF 1k),
77 - мультиплексор.77 - multiplexer.
Согласно схемы фиг.6 второй вход третьего сдвигового регистра 73 является вторым входом многоканального доплеровского фильтра 17, первый вход которого соединен со вторыми входами блоков доплеровских фильтров с первого (поз.741) по m-й (поз.74m), третий вход многоканального доплеровского фильтра 17 соединен с третьими входами блоков доплеровских фильтров с первого (поз.741) по m-й (поз.74m), пятый вход многоканального доплеровского фильтра 17 соединен с первым входом третьего сдвигового регистра 73 и четвертыми входами блоков доплеровских фильтров с первого (поз.741) по m-й (поз.74m), выходы третьего сдвигового регистра 73 с первого по m-й соединены с первыми входами блоков доплеровских фильтров с первого по m-й (поз. с 741 по 74m) соответственно, N выходов каждого из блоков доплеровских фильтров с первого по m-й (поз. с 741 по 74m) соединены с входами со второго по (m·N+1)-й мультиплексора 77, причем номер входа мультиплексора 77 для i-го выхода k-го блока доплеровских фильтров (где i=1...N, k=1...m) равен (k-1)·N+1+i, первый вход мультиплексора 77 является четвертым входом многоканального доплеровского фильтра 17, выход мультиплексора 77 является выходом многоканального доплеровского фильтра 17, первый вход каждого из m блоков доплеровских фильтров (741...74m) соединен с первым входом первого регистра 75k, выход которого соединен с входом пакета доплеровских фильтров 76k, второй вход блока доплеровских фильтров 74р соединен со вторым входом первого регистра 75k, третий вход блока доплеровских фильтров 74k соединен со вторым входом пакета доплеровских фильтров 76k, четвертый вход блока доплеровских фильтров 74k соединен с третьим входом пакета доплеровских фильтров 76k, выходы пакета доплеровских фильтров 76k с первого по N-й являются выходами блока доплеровских фильтров 74k с первого по N-й соответственно.According to the scheme of Fig.6, the second input of the third shift register 73 is the second input of the multi-channel Doppler filter 17, the first input of which is connected to the second inputs of the blocks of Doppler filters from the first (item 74 1 ) to the m-th (item 74 m ), the third input a multi-channel Doppler filter 17 is connected to the third inputs of the blocks of Doppler filters from the first (item 74 1 ) to the m-th (item 74 m ), the fifth input of the multi-channel Doppler filter 17 is connected to the first input of the third shift register 73 and the fourth inputs of the blocks of Doppler filters from the first (pos. 74 1 ) to the mth (pos. 74 m ), the outputs of the third shift register 73 from the first to the mth are connected to the first inputs of the Doppler filter blocks from the first to the mth (pos. 74 1 to 74 m ), respectively, N outputs of each of the blocks of Doppler filters from the first to the mth (pos. 74 1 to 74 m ) are connected to the inputs from the second to (m · N + 1)
На фиг.7 представлена структурная схема пакета доплеровских фильтров (ПДФ) 76, где приняты следующие обозначения:Figure 7 presents the structural diagram of a package of Doppler filters (PDF) 76, where the following notation:
78 - третий триггер (ТГ 3),78 - the third trigger (TG 3),
79 - третья схема И (И 3),79 - the third scheme And (And 3),
80 - четвертая схема И (И 4),80 - the fourth scheme And (And 4),
81 - шестой счетчик (СИ 6),81 - sixth counter (SI 6),
82i - i-й доплеровский фильтр (ДФi),82 i - i-th Doppler filter (DF i ),
83i - второе постоянное запоминающее устройство (ПЗУ 2i),83 i - second read-only memory (ROM 2 i ),
84i - первый умножитель (Умн 1i),84 i - the first multiplier (Smart 1 i ),
85i - второй умножитель (Умн 2i),85 i - the second multiplier (Smart 2 i ),
86i - третий умножитель (Умн 3i),86 i - the third multiplier (Smart 3 i ),
87i - четвертый умножитель (Умн 4i),87 i - the fourth multiplier (Smart 4 i ),
88i - вторая схема вычисления разности (СВР 2i),88 i - the second scheme for calculating the difference (SVR 2 i ),
89i - четвертый сумматор (Сум 4i),89 i - the fourth adder (Sum 4 i ),
90i - второй интегратор (Инт 2i),90 i - second integrator (Int 2 i ),
91i - третий интегратор (Инт 3i).91 i is the third integrator (Int 3 i ).
Согласно схеме фиг.7 второй вход пакета доплеровских фильтров 76 соединен с первыми входами третьего триггера 78, третьей 79 и четвертой 80 схемы И, третий вход пакета доплеровских фильтров 76 соединен со вторыми входами третьего триггера 78 и четвертой схемы И 80, выход третьего триггера 78 соединен со вторым входом третьей схемы И 79, выход которой соединен со вторым входом шестого счетчика 81 и вторыми входами доплеровских фильтров с первого по N-й (поз.821...82N), выход четвертой схемы И 80 соединен с первым входом шестого счетчика 81 и первыми входами доплеровских фильтров с первого по N-й (поз.821...82N), выход шестого счетчика 81 соединен с третьими входами доплеровских фильтров с первого по N-й (поз.821...82N), первый вход пакета доплеровских фильтров 76 соединен с четвертыми входами доплеровских фильтров с первого по N-й (поз.821...82N), каждый доплеровский фильтр 82; содержит второе ПЗУ 83i, умножители с первого 84i по четвертый 87i, вторую схему вычисления разности 88i, четвертый сумматор 89i, второй 90i и третий интегратор 91i, при этом косинусные составляющие фильтруемого сигнала с четвертого входа доплеровского фильтра 82i подключены к первым входам первого 84i и третьего 86i умножителей, синусные составляющие фильтруемого сигнала с четвертого входа доплеровского фильтра 82i подключены к первым входам второго 85i и четвертого 87i умножителей, вторые входы первого 84i и четвертого 87i умножителей соединены с синусным выходом второго ПЗУ 83i, косинусный выход которого соединен со вторыми входами второго 85i и третьего 86i умножителей, выходы первого 84i и второго 85i умножителей соединены с первым и вторым входом второй схемы вычисления разности 88i, выход которой соединен со вторым входом второго интегратора 90i, выходы третьего 86i и четвертого 87i умножителей соединены с первым и вторым входом четвертого сумматора 89i, выход которого соединен со вторым входом третьего интегратора 91i, первый вход доплеровского фильтра 82i соединен с первыми входами второго 90i и третьего интеграторов 91i, второй вход доплеровского фильтра 82i соединен с третьими входами второго 90i и третьего интеграторов 91i, выходы второго 90i и третьего 91i интеграторов являются квадратурными выходами доплеровского фильтра 82i, выходы N доплеровских фильтров (поз.821...82N) являются выходами пакета доплеровских фильтров 76 с первого по N-й.According to the diagram of Fig. 7, the second input of the packet of Doppler filters 76 is connected to the first inputs of the third trigger 78, the third 79 and the fourth 80 of circuit I, the third input of the packet of Doppler filters 76 is connected to the second inputs of the third trigger 78 and the fourth circuit And 80, the output of the third trigger 78 connected to the second input of the third And 79 circuit, the output of which is connected to the second input of the sixth counter 81 and the second inputs of the Doppler filters from the first to the Nth (pos. 82 1 ... 82 N ), the output of the fourth And 80 circuit is connected to the first input sixth counter 81 and the first inputs d first-to-Nth Opler filters (pos. 82 1 ... 82 N ), the output of the sixth counter 81 is connected to the third inputs to the first to N-Doppler filters (pos. 82 1 ... 82 N ), the first input the packet of Doppler filters 76 is connected to the fourth inputs of the Doppler filters from the first to the Nth (pos. 82 1 ... 82 N ), each Doppler filter 82; contains the second ROM 83 i , multipliers from the first 84 i to the fourth 87 i , the second difference calculation circuit 88 i , the fourth adder 89 i , the second 90 i and the third integrator 91 i , while the cosine components of the filtered signal from the fourth input of the Doppler filter 82 i connected to the first inputs of the first 84 i and third 86 i multipliers, the sine components of the filtered signal from the fourth input of the Doppler filter 82 i are connected to the first inputs of the second 85 i and fourth 87 i multipliers, the second inputs of the first 84 i and fourth 87 i multipliers the sine output of the second ROM 83 i , the cosine output of which is connected to the second inputs of the second 85 i and the third 86 i multipliers, the outputs of the first 84 i and the second 85 i multipliers are connected to the first and second input of the second difference calculation circuit 88 i , the output of which is connected to the second the input of the second integrator 90 i , the outputs of the third 86 i and the fourth 87 i multipliers are connected to the first and second input of the fourth adder 89 i , the output of which is connected to the second input of the third integrator 91 i , the first input of the Doppler filter 82 i is connected to the first inputs and the second 90 i and the third integrators 91 i , the second input of the Doppler filter 82 i is connected to the third inputs of the second 90 i and the third integrators 91 i , the outputs of the second 90 i and the third 91 i integrators are quadrature outputs of the Doppler filter 82 i , the outputs of N Doppler filters (pos. 82 1 ... 82 N ) are the outputs of the packet of Doppler filters 76 from the first to the Nth.
На фиг.8 представлена структурная схема блока объединения квадратур (19), где приняты следующие обозначения:On Fig presents a structural diagram of a block combining quadratures (19), where the following notation:
92 - пятый умножитель (Умн 5),92 - the fifth multiplier (Smart 5),
93 - шестой умножитель (Умн 6),93 - the sixth multiplier (Smart 6),
94 - пятый сумматор (Сум 5).94 - the fifth adder (Sum 5).
На фиг.8 косинусная квадратурная составляющая входного сигнала блока объединения квадратур 19 подключена к первому и второму входам шестого умножителя 93, выход которого соединен с первым входом пятого сумматора 94, синусная составляющая квадратурного входного сигнала блока объединения квадратур 19 подключена к первому и второму входам пятого умножителя 92, выход которого соединен со вторым входом пятого сумматора 94, выход пятого сумматора 94 является выходом блока объединения квадратур 19.In Fig. 8, the cosine quadrature component of the input signal of the quadrature combining unit 19 is connected to the first and second inputs of the
На фиг.9 представлена структурная схема дискриминатора угла (ДУ) 20, где приняты следующие обозначения:Figure 9 presents the structural diagram of the angle discriminator (DU) 20, where the following notation:
95 - седьмой умножитель (Умн 7),95 - the seventh multiplier (Smart 7),
96 - восьмой умножитель (Умн 8),96 - the eighth multiplier (Smart 8),
97 - шестой сумматор (Сум 6).97 - the sixth adder (Sum 6).
На схеме фиг.9 синусная квадратурная составляющая с первого входа дискриминатора угла 20 соединена с первым входом седьмого умножителя 95, выход которого соединен со вторым входом шестого сумматора 97, косинусная квадратурная составляющая с первого входа дискриминатора угла 20 соединена с первым входом восьмого умножителя 96, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора 97, синусная квадратурная составляющая со второго входа дискриминатора угла 20 соединена со вторым входом седьмого умножителя 95, косинусная квадратурная составляющая со второго входа дискриминатора угла 20 соединена со вторым входом восьмого умножителя 96, выход шестого сумматора 97 является выходом дискриминатора угла 20.In the diagram of Fig. 9, the sine quadrature component from the first input of the angle discriminator 20 is connected to the first input of the
На фиг.10 представлен алгоритм работы блока вторичной обработки (БВО) 23, где приняты следующие обозначения:Figure 10 shows the algorithm of the secondary processing unit (BWO) 23, where the following notation:
РС1 - первое разрешение съема информации,PC1 - the first permission to retrieve information,
РС2 - второе разрешение съема информации.PC2 - the second permission to retrieve information.
На фиг.11 представлена структурная схема порогового обнаружителя (28), где приняты следующие обозначения:Figure 11 presents the structural diagram of the threshold detector (28), where the following notation:
98 - третий сдвиговый регистр (СДР 3),98 - the third shift register (SDR 3),
99k - третий весовой умножитель (ВУм 3k),99 k - the third weight multiplier (VUM 3 k ),
100 - пятая кодовая шина (КШ 5),100 - fifth code bus (KSh 5),
101 - седьмой сумматор (Сум 7),101 - seventh adder (Sum 7),
102 - первый компаратор (Комп 1).102 - the first comparator (Comp 1).
На фиг.11 первый, второй и третий входы порогового обнаружителя (28) соединены со вторым, первым и третьим входами третьего сдвигового регистра 98 соответственно, выходы сдвигового регистра 98 с первого по q-й через третьи весовые умножители (поз.991...99q) соединены с входами с первого по q-й седьмого сумматора 101 соответственно, выход седьмого сумматора 101 соединен с первым входом первого компаратора 102, выход пятой кодовой шины 100 соединен со вторым входом первого компаратора 102, выход которого является выходом порогового обнаружителя 28.11, the first, second and third inputs of the threshold detector (28) are connected to the second, first and third inputs of the
На фиг.12 представлена структурная схема порогового селектора размера цели (ПСРЦ) 30, где приняты следующие обозначения:On Fig presents a structural diagram of a threshold selector size target (PSRTS) 30, where the following notation:
103 - седьмой счетчик (СИ 7),103 - seventh counter (SI 7),
104 - второй компаратор (Комп 2),104 - second comparator (Comp 2),
105 - четвертый триггер (ТГ 4).105 - the fourth trigger (TG 4).
На схеме фиг.12 первый вход порогового селектора размера цели 30 соединен с первым (счетным) входом седьмого счетчика 103, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 104, третий вход порогового селектора размера цели 30 соединен со вторым входом второго компаратора 104, выход которого соединен со вторым входом четвертого триггера 105, второй вход порогового селектора размера цели 30 соединен со вторым входом седьмого счетчика 103 и первым входом четвертого триггера 105, выход которого является выходом порогового селектора размера цели 30.In the diagram of Fig. 12, the first input of the threshold target size selector 30 is connected to the first (counting) input of the seventh counter 103, the output of which is connected to the first input of the
На фиг.13 представлена структурная схема вычислителя дисперсии (ВДО) 31, где приняты следующие обозначения:On Fig presents a structural diagram of a calculator of dispersion (VDO) 31, where the following notation:
106 - четвертый сдвиговый регистр (СДР 4),106 - the fourth shift register (SDR 4),
107 - третья схема вычисления разности (СВР 3),107 is a third difference calculation scheme (CBP 3),
108 - схема вычисления квадрата (KB),108 is a diagram of the calculation of the square (KB),
109 - пятый сдвиговый регистр (СДР 5),109 - fifth shift register (SDR 5),
110 - пятая схема И (И 5),110 - the fifth scheme And (And 5),
111 - девятый умножитель (Умн 9),111 - the ninth multiplier (Smart 9),
112 - четвертый интегратор (Инт 4),112 - fourth integrator (Int 4),
113 - второй делитель (Дел 2).113 - the second divider (Div. 2).
На фиг.13 четвертый вход вычислителя дисперсии 31 соединен со вторыми входами четвертого 106 и пятого 109 сдвиговых регистров и пятой схемы И 110, первый вход вычислителя дисперсии 31 соединен с третьими входами четвертого 106 и пятого 109 сдвиговых регистров и четвертого интегратора 112, выход которого соединен с первым входом второго делителя 113, второй вход вычислителя дисперсии 31 соединен с первым входом четвертого сдвигового регистра 106, выход которого соединен с первым входом третьей схемы вычисления разности 107, пятый вход вычислителя дисперсии 31 соединен со вторым входом третьей схемы вычисления разности 107, выход которой соединен с входом схемы вычисления квадрата 108, выход которой соединен со вторым входом девятого умножителя 111, шестой вход вычислителя дисперсии 31 соединен с первым входом девятого умножителя 111, выход которого соединен со вторьм входом четвертого интегратора 112, третий вход вычислителя дисперсии 31 соединен с первьм входом пятого сдвигового регистра 109, выход которого соединен с первым входом пятой схемы И 110, выход пятой схемы И 110 соединен с первым входом четвертого интегратора 112, седьмой вход вычислителя дисперсии 31 соединен со вторым входом второго делителя 113, выход которого является выходом вычислителя дисперсии.13, the fourth input of the dispersion calculator 31 is connected to the second inputs of the fourth 106 and fifth 109 shift registers and the fifth AND circuit 110, the first input of the dispersion calculator 31 is connected to the third inputs of the fourth 106 and fifth 109 shift registers and the fourth integrator 112, the output of which is connected with the first input of the second divider 113, the second input of the dispersion calculator 31 is connected to the first input of the fourth shift register 106, the output of which is connected to the first input of the third difference calculation circuit 107, the fifth input of the dispersion calculator and 31 is connected to the second input of the third difference calculation circuit 107, the output of which is connected to the input of the square calculation circuit 108, the output of which is connected to the second input of the ninth multiplier 111, the sixth input of the dispersion calculator 31 is connected to the first input of the ninth multiplier 111, the output of which is connected to the second the input of the fourth integrator 112, the third input of the dispersion calculator 31 is connected to the first input of the fifth shift register 109, the output of which is connected to the first input of the fifth circuit And 110, the output of the fifth circuit And 110 is connected to the first input of even ertogo integrator 112, the seventh input variance calculator 31 is connected to a second input of the second divider 113, whose output is the output of the calculator dispersion.
На фиг.14 представлена структурная схема интегратора (Инт) 32, (90, 91) где приняты следующие обозначения:On Fig presents a structural diagram of the integrator (Int) 32, (90, 91) where the following notation:
114 - восьмой сумматор (Сум 8),114 - the eighth adder (Sum 8),
115 - второй регистр (РГ 2).115 - the second register (WP 2).
На схеме фиг.14 второй вход интегратора 32 соединен с первым входом восьмого сумматора 114, выход которого соединен с первым входом второго регистра 115, выход второго регистра 115 соединен со вторым входом восьмого сумматора 114 и является выходом интегратора 32, второй и третий входы второго регистра 115 являются третьим и первым входом интегратора 32 соответственно.In the diagram of Fig. 14, the second input of the integrator 32 is connected to the first input of the eighth adder 114, the output of which is connected to the first input of the
На фиг.15 представлена структурная схема вычислителя математического ожидания (ВМО) 34, где приняты следующие обозначения:On Fig presents a structural diagram of a calculator mathematical expectation (WMO) 34, where the following notation:
116 - пятый интегратор (Инт 5),116 - fifth integrator (Int 5),
117 - третий регистр (РГ 3),117 - the third register (WP 3),
118 - третий делитель (Дел 3),118 - the third divider (Del 3),
119 - десятый умножитель (Умн 10),119 - the tenth multiplier (Smart 10),
120 - шестой интегратор (Инт 6),120 - sixth integrator (Int 6),
121 - четвертый регистр (РГ 4).121 - the fourth register (WP 4).
На фиг.15 третий вход вычислителя математического ожидания 34 соединен с третьими входами пятого 116 и шестого 120 интеграторов, вторыми входами третьего 117 и четвертого 121 регистров, первый вход вычислителя математического ожидания 34 соединен с первыми входами пятого 116 и шестого 120 интеграторов, второй вход вычислителя математического ожидания 34 через последовательно соединенные десятый умножитель 119, пятый интегратор 116, третий регистр 117 и третий делитель 118 соединен с первым выходом вычислителя математического ожидания 34, выход шестого интегратора 120 через четвертый регистр 121 соединен со вторым входом третьего делителя 118 и вторым выходом вычислителя математического ожидания 34, вторые входы десятого умножителя 119 и шестого интегратора 120 соединены с четвертым входом вычислителя математического ожидания 34.On Fig the third input of the
На фиг.16 представлена структурная схема измерителя доплеровской частоты цели (ИДЧЦ) 36, где приняты следующие обозначения:On Fig presents a structural diagram of a meter of the Doppler frequency of the target (IDC) 36, where the following notation:
122 - шестой сдвиговый регистр (СДР 6),122 - sixth shift register (SDR 6),
123 - четвертый весовой умножитель (ВУм 4),123 - the fourth weight multiplier (VUM 4),
124 - девятый сумматор (Сум 9),124 - ninth adder (Sum 9),
125 - детектор нуля (ДО).125 - zero detector (DO).
На фиг.16 первый, второй и третий входы шестого сдвигового регистра 122 являются вторым, первым, и третьим входом измерителя доплеровской частоты цели 36 соответственно, выходы шестого сдвигового регистра 122 с первого по q-й через q четвертых весовых умножителей 1231...l23q соединен с одноименными входами девятого сумматора 124, выход которого через детектор нуля 125 соединен с выходом измерителя доплеровской частоты цели 36.In Fig.16, the first, second and third inputs of the
На фиг.17 представлена структурная схема устройства выдачи информации (УВИ) 39, где приняты следующие обозначения:On Fig presents a structural diagram of a device for issuing information (UVI) 39, where the following notation:
126 - пятый регистр (РГ 5),126 - fifth register (WP 5),
127 - шестой регистр (РГ 6),127 - sixth register (WP 6),
128 - седьмой регистр (РГ 7),128 - seventh register (WP 7),
129 - восьмой регистр (РГ 8),129 - eighth register (WP 8),
130 - девятый регистр (РГ 9),130 - ninth register (WP 9),
131 - десятый регистр (РГ 10),131 - tenth register (WP 10),
132 - схема ИЛИ,132 - OR circuit,
133 - одиннадцатый регистр (РГ 11),133 - eleventh register (WP 11),
134 - шестая схема И (И 6),134 - the sixth scheme And (And 6),
135 - формирователь разрешения съема информации (ФРС).135 - Shaper permission information retrieval (Fed).
На схеме фиг.17 первый вход устройства выдачи информации 39 соединен со вторыми входами пятого 126, шестого 127 и седьмого 128 регистров, второй вход устройства выдачи информации 38 соединен с первым входом пятого регистра 126, выход которого соединен с первым входом восьмого регистра 129, код адреса опрашиваемой ячейки (i, j) вводится в устройство выдачи информации 39 через четвертый вход, причем код строки i с четвертого входа устройства выдачи информации 39 подключен к первому входу шестого регистра 127, выход которого соединен с первым входом девятого регистра 130, код столбца j с четвертого входа устройства выдачи информации 39 подключен к первому входу седьмого регистра 128, выход которого соединен с первым входом десятого регистра 131, третий и пятый входы устройства выдачи информации 39 соединены с первым и вторым входами схемы ИЛИ 132, выход которой через последовательно соединенные одиннадцатый регистр 133 и шестую схему И 134 подключен к входу формирователя разрешения съема информации 135, вторые входы одиннадцатого регистра 133 и шестой схемы И 134 соединены с шестым входом устройства выдачи информации 39, выход формирователя разрешения съема информации 135 соединен со вторыми входами восьмого 129, девятого 130 и десятого 131 регистров и является вторым выходом устройства выдачи информации 39, выходы восьмого 129, девятого 130 и десятого 131 регистров совместно являются первым выходом устройства выдачи информации 39.In the diagram of FIG. 17, the first input of the information output device 39 is connected to the second inputs of the fifth 126, sixth 127 and seventh 128 registers, the second input of the information output device 38 is connected to the first input of the fifth register 126, the output of which is connected to the first input of the eighth register 129, code the address of the interrogated cell (i, j) is input into the information output device 39 through the fourth input, and the line code i from the fourth input of the information output device 39 is connected to the first input of the sixth register 127, the output of which is connected to the first input of the ninth register 130, the column code j from the fourth input of the information output device 39 is connected to the first input of the seventh register 128, the output of which is connected to the first input of the tenth register 131, the third and fifth inputs of the information output device 39 are connected to the first and second inputs of the OR circuit 132, output which through serially connected the eleventh register 133 and the sixth circuit And 134 is connected to the input of the imaging permissions former information 135, the second inputs of the eleventh register 133 and the sixth circuit And 134 are connected to the sixth input of the issuing device Info 39, output driver authorization information reading 135 is coupled to second inputs of the eighth 129, ninth 130 and tenth 131 registers and a second output device issuing information 39, the outputs of the eighth 129, ninth 130 and tenth 131 registers jointly represent the first output of the device issuing information 39.
Антенна 2 может быть построена в виде зеркала с 2-рупорным облучателем, соединенным волноводами с суммарно-разностным преобразователем 3.
Суммарно-разностный преобразователь 3 может быть построен на основе волноводных Т-мостов.Sum-
Антенный переключатель 4 может быть выполнен в виде трехплечевого ферритового Y-циркулятора.
Усилитель мощности 5 может быть реализован в зависимости от требуемой мощности и полосы усиливаемых частот на основе амплитрона, клистрона, лампы бегущей волны или полупроводникового прибора [11, с.19, 20, 25, 42...47].The
Импульсный модулятор 8 в зависимости от параметров усилителя мощности 5 реализуется по известным схемам [11, с.103...107, рис.43...45].The pulse modulator 8, depending on the parameters of the
Блок вторичной обработки 23 может быть построен на базе цифрового процессора, работа которого состоит в последовательном решении задач, представленных на блок-схеме алгоритма (фиг.10).The secondary processing unit 23 can be built on the basis of a digital processor, the operation of which consists in sequentially solving the tasks presented on the block diagram of the algorithm (Fig. 10).
Измерителем скорости и угла сноса 24 может быть доплеровский измеритель скорости и угла сноса [10, с.368...370, рис.11.16].The Doppler speed and drift
Двухканальный усилитель высокой частоты 25 в двухканальном приемнике 9 может быть реализован в виде транзисторного двухканального СВЧ усилителяA two-channel high-frequency amplifier 25 in a two-
Двухканальный балансный смеситель 26 в двухканальном приемнике 9 может быть выполнен по схеме [11, с.144].A two-channel balanced mixer 26 in a two-
Пороговый обнаружитель 28 может быть выполнен по схеме, аналогичной [9, с.181 рис 2.36].The threshold detector 28 can be performed according to a scheme similar to [9, p.181 Fig 2.36].
Измеритель доплеровской частоты цели 36 может быть выполнен по схеме, аналогичной [9, с.255 рис 3.17].The Doppler frequency meter of target 36 can be performed according to a scheme similar to [9, p. 255 Fig. 3.17].
В соответствии со схемами фиг.1-17 РЛС, реализующая предлагаемый способ, работает следующим образом.In accordance with the diagrams of FIGS. 1-17, a radar that implements the proposed method works as follows.
Перед началом работы в блок вторичной обработки 23 РЛС, алгоритм работы которого приведен на фиг.10, вводятся из системы управления данные о начале βн и конце βк сектора сканирования, далее информация о начальном положении сектора сканирования βн с блока вторичной информации 23 вводится в привод антенны 1. Привод антенны 1 с этого момента поворачивает антенну 2 в заданное положение и выдает в блок вторичной обработки 23 данные о текущем угле между поворачиваемой осью РСН антенны 2 и осью ЛА. Блок вторичной обработки 23 сравнивает эту информацию с заданным начальным положением. При совпадении текущего угла β с заданным βн блок вторичной обработки 23 включает излучение подачей соответствующей команды на второй вход импульсного модулятора 8. СВЧ сигналы, генерируемые возбудителем 6 на частоте Fc, проходят в усилитель мощности 5, в котором они усиливаются, и под действием импульсного модулятора 8, управляемого импульсами от синхронизатора 7, следующими с частотой повторения FП, формируются зондирующие импульсы. Они проходят антенный переключатель 4, суммарно-разностный преобразователь 3 и излучаются антенной 2 в заданное пространство. Отраженные сигналы принимаются антенной 2, проходят на суммарно-разностный преобразователь 3, где на первом выходе формируется суммарный, а на втором разностный сигналы. Суммарный сигнал с первого выхода суммарно-разностного преобразователя 3 через антенный переключатель 4 поступает на первый (суммарный) вход двухканального усилителя высокой частоты 25. Одновременно сигналы разности со второго выхода суммарно-разностного преобразователя 3 поступают на второй (разностный) вход усилителя высокой частоты 25. Суммарный и разностные сигналы усиливаются в двухканальном усилителе высокой частоты 25 и попадают с двухканальный балансный смеситель 26. В смесителе 26 происходит супергетеродинное преобразование принимаемых сигналов на промежуточную частоту, причем в качестве гетеродинных колебаний используется колебания СВЧ частоты Fr, формируемые в возбудителе 6 и поступающие со второго выхода возбудителя 6 на третий (гетеродинный) вход двухканального балансного смесителя 26.Before starting work in the secondary processing unit 23 of the radar, the operation algorithm of which is shown in Fig. 10, data from the control system β n and the end β to the scanning sector are input from the control system, then information about the initial position of the scanning sector β n from the secondary information unit 23 is entered to the
Возбудитель 6 (фиг.2) работает следующим образом. Задающий генератор 44 генерирует непрерывные колебания стабильной частоты FO, из которых путем умножения в трех умножителях частот 40, 45 и 46 получают частоты F1, F2 и F3, равныеPathogen 6 (figure 2) works as follows. The master oscillator 44 generates continuous oscillations of a stable frequency F O , from which, by multiplying in three
F1=n1·FO - частота на выходе первого умножителя 40,F1 = n1 · F O - frequency at the output of the
F2=n2·FO - частота на выходе четвертого умножителя 46,F2 = n2 · F O is the frequency at the output of the
F3=(n1-n2)·n3·FO=Fпр - частота на выходе третьего умножителя 45.F3 = (n1-n2) · n3 · F O = F ol - the frequency at the output of the
Колебания с частотой F1 сдвигаются по частоте на величину частоты, генерируемой первым программируемым генератором (ГПС1) 41 с помощью первого генератора сдвинутого сигнала (ГСС1) 42. Далее частота с выхода генератора сдвинутого сигнала 42 умножается в n3 раз во втором умножителе частоты 43 и становится равной гетеродинной Fг:Oscillations with a frequency of F1 are shifted in frequency by the amount of frequency generated by the first programmable generator (GPS1) 41 using the first shifted signal generator (GCC1) 42. Next, the frequency from the output of the shifted
Fг=n3·FГССl=n3·(F1+FГПС1)=n3·(n1·FO+fсм),F g = n3 · F GCCl = n3 · (F1 + F GPS1 ) = n3 · (n1 · F O + f cm ),
гдеWhere
fсм - частота смещения выбрана максимально возможной, исходя из возможностей генератора программируемого сигнала 41 (47) формировать сигнал в заданной полосе частот,f cm - the offset frequency is selected as possible, based on the capabilities of the programmable signal generator 41 (47) to generate a signal in a given frequency band,
FГССl - частота на выходе первого генератора сдвига 42,F GCCl - the frequency at the output of the
FГПС1 - частота на выходе первого программируемого генератора 41,F GPS1 - the frequency at the output of the first
n3 - коэффициент умножения частоты во втором умножителе 43.n3 is the frequency multiplier in the
Аналогично формируется частота несущей Fc путем сдвига частоты F2 на величину частоты, формируемой вторым программируемым генератором (ГПС2) 47 и последующем умножении ее в умножителе 49 на коэффициент n3, равный коэффициенту умножения во втором умножителе 43. В отличие от ГПС1 41, генератор ГПС2 47 формирует ЛЧМ-сигнал с частотой FГПС2=fсм+kO·t, поэтому частота несущей равна:Similarly, the carrier frequency F c is formed by shifting the frequency F2 by the frequency generated by the second programmable generator (GPS2) 47 and then multiplying it in the
Fc=n·FГСС2=n3·(F2+FГПС2)=n3·(F2+fсм+kO·t)=n3·(n2·FO+fсм+kO·t).F c = n · F GCC2 = n3 · (F2 + F GPS2 ) = n3 · (F2 + f cm + k O · t) = n3 · (n2 · F O + f cm + k O · t).
Промежуточная частота при смешивании отраженного сигнала с гетеродином будет равнаThe intermediate frequency when mixing the reflected signal with the local oscillator will be equal to
Fпр=Fc-FГ=(n2-n1)·n3·FO F CR = F c -F G = (n2-n1) · n3 · F O
и соответствует частоте на выходе третьего умножителя частоты.and corresponds to the frequency at the output of the third frequency multiplier.
Частота задающего генератора 44 FO без умножения поступает на четвертый выход возбудителя 6 и используется для хронизации всех процессов обработки сигнала.The frequency of the master oscillator 44 F O without multiplication enters the fourth output of the
Генератор программируемого сигнала 41 (47) может быть выполнен по схеме фиг 3. На его второй вход приходит хронирующая частота FO, на первый вход - модулирующий импульс с первого выхода синхронизатора 7. Период и длительность модулирующего импульса соответствуют зондирующему. При приходе модулирующего импульса на первый вход первого счетчика 50 снимается запрет счета хронирующих импульсов, поступающих на его второй вход. С этого момента код счетчика 50 линейно изменяется и поступает на адресный вход первого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 51, в памяти которого с шагом периода хронирующих импульсов записаны оцифрованные выборки сигнала с частотой либо FГПС1 либо с частотой FГПС2 в зависимости от исполнения. Оцифрованные выборки выходного сигнала на выходе первого ПЗУ 51 с помощью цифроаналогового преобразования 52 переводятся в аналоговую форму, и после фильтрации высокочастотных составляющих аналоговый сигнал на выходе фильтра низкой частоты 53 является выходом генератора программируемой частоты 41 (47). Частота хронизации выбирается, исходя из обеспечения 4·FГПС<FO (условия правильного восстановления сигнала по его дискретным выборкам и возможности подавления нежелательных гармоник частоты FO в аналоговом сигнале FГПС путем фильтрации.The programmable signal generator 41 (47) can be made according to the scheme of FIG. 3. A timing frequency F O arrives at its second input, a modulating pulse from the first output of the
Генераторы сдвига сигнала 42 и 48 могут быть реализованы с помощью схемы с фазовой автоподстройкой частоты [7, с.190 рис.4.10, 4.11]. Подобный вариант получения сигнала, сдвинутого по частоте, обеспечивает получение выходного сигнала с наилучшими спектральными характеристиками по амплитудным и фазовым шумам.
После супергетеродинного преобразования сигналов в двухканальном балансном смесителе 26 сигналы в суммарном и разностном каналах усиливаются по промежуточной частоте в двухканальном усилителе промежуточной частоты 27, затем поступают на первые (сигнальные) входы соответствующих квадратурных фазовых детекторов 10 в суммарном канале и 11 в разностном канале.After the superheterodyne signal conversion in the two-channel balanced mixer 26, the signals in the total and difference channels are amplified by the intermediate frequency in the two-channel amplifier of the intermediate frequency 27, then they are fed to the first (signal) inputs of the corresponding
На вторые входы (входы опорной частоты) квадратурных фазовых детекторов 10 и 11 - поступают опорные колебания с третьего выхода возбудителя 6. На третьи входы квадратурных фазовых детекторов 10 и 11 опорная частота с третьего выхода возбудителя 6 поступает через 90-градусный фазовращатель 12. После квадратурно-фазового детектирования образуются видеоимпульсы, которые через соответствующие видеоусилители суммарного 13 и разностного каналов 14 поступают на цифровые согласованные фильтры 15 и 16. Полоса пропускания видеоусилителей 13 и 14 равна ширине спектра зондирующего сигнала. Цифровые согласованные фильтры 15 и 16 аналогичны и могут быть выполнены по схеме фиг.5. Косинусная составляющая входного квадратурного сигнала цифрового согласованного фильтра 15 (16) приходит на первый вход первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП 1) 65 и оцифровывается с периодом хронирующих импульсов То, приходящих на его второй вход. Аналогично синусная составляющая входного сигнала проходит на первый вход второго АЦП 71 и оцифровывается с тем же периодом. Выходные сигналы первого 65 и второго 71 АЦП поступают на два квадратурных канала сжатия, построенных по аналогичной схеме. Канал сжатия косинусной составляющей состоит из первого сдвигового регистра 66, первых весовых умножителей 671...67Q и второго сумматора 68. Канал сжатия синусной составляющей построен аналогично с отличием в значениях коэффициентов умножения весовых умножителей 701...70Q) от весовых коэффициентов умножителей 671...67Q. В косинусном квадратурном канале опорная функция ЛЧМ сигнала записана в виде коэффициентовThe second inputs (reference frequency inputs) of the
где:Where:
- номер выборки сигнала, взятого с периодом хронирующих импульсов TO=1/FO, - the sample number of the signal taken with the period of the timing pulses T O = 1 / F O ,
Q - длина опорного сигнала (соответствует длине зондирующего), выраженная в числе выборок с периодом ТO,Q - the length of the reference signal (corresponds to the length of the probing), expressed in the number of samples with a period T O ,
kO и n3 - коэффициенты, используемые при формировании несущей частоты FC,k O and n3 are the coefficients used in the formation of the carrier frequency F C ,
р - заранее известная константа.p is a previously known constant.
В синусном квадратурном канале опорная функция в виде весовых коэффициентов весовых умножителей 701...70Q равна - sin(2π·kO·n3·q2·T2 O)=cos(p·q)2. Квадратурные составляющие сжатого сигнала снимаются с выходов второго 68 и третьего 69 сумматоров и представляют выходной сигнал цифрового согласованного фильтра 15 (16). Развертки сжатых по времени сигналов суммарного и разностного каналов с цифровых согласованных фильтров 15 и 16 поступают в многоканальные доплеровские фильтры суммарного 17 и разностного 18 каналов соответственно.In the sinus quadrature channel, the support function in the form of weighting coefficients of weighting factors 70 1 ... 70 Q is - sin (2π · k O · n3 · q 2 · T 2 O ) = cos (p · q) 2 . The quadrature components of the compressed signal are removed from the outputs of the second 68 and third 69 adders and represent the output signal of the digital matched filter 15 (16). The sweeps of the time-compressed signals of the total and difference channels from the matched digital filters 15 and 16 enter the multichannel Doppler filters of the total 17 and
Многоканальные доплеровские фильтры 17 и 18 аналогичны и могут быть выполнены по схеме фиг.6, работа каждого их них происходит в следующей последовательности.Multichannel Doppler filters 17 and 18 are similar and can be performed according to the scheme of Fig.6, the work of each of them occurs in the following sequence.
Сигнал модуляции периода и длительности зондирующего сигнала ТП с первого выхода синхронизатора 7 поступает на первый (информационный) вход третьего сдвигового регистра 73, импульсы сдвига с частотой выборки сигнала FO поступают на второй вход третьего сдвигового регистра 73. Информационный сигнал, проходя через сдвиговый регистр 73, задерживается и снимается с m выходов. Величина задержки сигнала относительно входного на k-м выходе равна k·ТO. Таким образом, на m выходах третьего сдвигового регистра 73 имеем импульсы, используемые для синхронизации выборок из развертки входного сжатого сигнала на m дальностях. С первого выхода третьего сдвигового регистра 73 сигнал поступает на первый (управляющий) вход регистра 1l (поз.75l) первого блока доплеровских фильтров 74]. По сигналу, поступившему на управляющий вход регистра 1l (поз.75l), с развертки сжатого по времени сигнала, поступившего на первый вход многоканального доплеровского фильтра 17 (18) делается выборка квадратурного сигнала с первой дальности. Содержание регистра 1l (поз.75l) обновляется в каждом периоде зондирующих импульсов и подается на пакет доплеровских фильтров 76l, в котором производится многочастотная доплеровская фильтрация сигнала, приходящего с первой анализируемой дальности. Аналогично производится многочастотная доплеровская фильтрация на остальных (m-1) дальностях в блоках доплеровской фильтрации 742...74m. Все пакеты доплеровских фильтров 76k аналогичны и обеспечивают получение квадратурных составляющих спектра на N частотах с равномерным шагом, равным FП/N. Полоса пропускания каждого фильтра пакета равна Значения найденных спектральных квадратур последовательно в соответствии с кодом опрашиваемой разрешаемой ячейки частота-дальность, приходящем с третьего выхода синхронизатора 7 на первый вход мультиплексора 77, подаются на выход многоканального доплеровского фильтра 17 (18).The signal modulating the period and duration of the probe signal T P from the first output of the
Структурная схема варианта построения пакета доплеровских фильтров 76 приведена на фиг.7. Работа пакета доплеровских фильтров 76 происходит следующим образом. Выборка оцифрованного сжатого сигнала с анализируемой дальности поступает с первого входа пакета доплеровских фильтров 76 на N доплеровских фильтров 821...82N (ввиду идентичности схем доплеровских фильтров на фиг.7 изображены 1-й и i-й, где i=1...N), информационными входами которых являются первые входы первых 841...84N, вторых 851...85N, третьих 861...86N, и четвертых умножителей 871...87N. Период повторения зондирующих импульсов ТП=1/FП (такт выборки сигнала на анализируемой дальности) выбирается из условия обеспечения однозначного определения как максимальной задержки отраженного сигнала цели Rmax так и максимальной ширины доплеровского спектра сигнала ΔfДmax:The structural diagram of a variant of constructing a package of Doppler filters 76 is shown in Fig.7. The operation of the package of Doppler filters 76 is as follows. A sample of the digitized compressed signal from the analyzed range comes from the first input of the packet of Doppler filters 76 to N Doppler filters 82 1 ... 82 N (due to the identity of the Doppler filter circuits in Fig. 7, the 1st and the i-th ones are shown, where i = 1. ..N), the information inputs of which are the first inputs of the first 84 1 ... 84 N , the second 85 1 ... 85 N , the third 86 1 ... 86 N , and the fourth multipliers 87 1 ... 87 N. The repetition period of the probe pulses T P = 1 / F P (clock cycle of the signal at the analyzed range) is selected from the condition of providing an unambiguous determination of both the maximum delay of the reflected signal of the target R max and the maximum width of the Doppler spectrum of the signal Δf Дmax :
Каждый из фильтров 82i состоит из генератора квадратур опорной частоты, выполненного на втором постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ 2i) поз.83i, умножителей квадратур опоры с квадратурами оцифрованного сжатого сигнала на анализируемой дальности Умн 1i, Умн 2i, Умн 3i и Умн 4i (поз.84i, 85i, 86i и 87i), второй схемы вычисления разности 88i, четвертого сумматора 89i, интеграторов Инт 2i (поз.90i) и Инт 3i (поз.91i). Выходы интеграторов Инт 2i (поз.90i) и Инт 3i (поз.91i) являются квадратурными выходами доплеровского фильтра 82i, выдаваемыми на i-м выходе пакета доплеровских фильтров 76. Накопление сигнала происходит в течение Ткг=N·TП, где N - число накапливаемых выборок сигнал, учтено прошивкой второго ПЗУ 83i. При этом значения квадратур (косинусная C(i) и синусная S(i) составляющие на частоте fi) отфильтрованного в полосе 1/Ткг сигнала равны:Each of the filters 82 i consists of a reference frequency quadrature generator executed on a second read-only memory (ROM 2 i ) pos. 83 i , reference quadrature multipliers with squared digitized compressed signal at the analyzed
где:Where:
Ac(q) и As(q) - значения косинусных и синусных квадратур входного сигнала в q-й выборке, поступающего на первые входы умножителей 84i, 85i, 86i и 87i,Ac (q) and As (q) are the values of the cosine and sine quadratures of the input signal in the qth sample received at the first inputs of the multipliers 84 i , 85 i , 86 i and 87 i ,
- номер выборки сигнала. - signal sample number.
Временная развертка квадратур опорного сигнала с частотой fi=i/Tкг; записанного в ПЗУ 83i, обеспечивается линейно возрастающим кодом шестого счетчика 81, поступающим на вход ПЗУ 83i. Шестой счетчик 81 с нулевого значения, устанавливаемого импульсом, приходящим на его второй вход, считает число излученных импульсов с периодом ТП, приходящие на его первый вход с четвертой схемы И 80 в течение времени накопления сигнала (единичного значения сигнала РС1 на втором входе пакета доплеровских фильтров 76, приходящего с четвертого выхода синхронизатора 7). Выходные импульсы четвертой схемы И 80, кроме того, поступают на первые входы второго 90i и третьего 91i интеграторов, синхронизируя прием в них входной информации. Входными импульсами третьей схемы И 79 являются положительный импульс РС1 и он же, задержанный на период ТП, с выхода третьего триггера 78. Третья схема И 79 формирует импульс установки шестого счетчика 81 и интеграторов Инт 2i (поз.90i) и Инт 3i (поз.91i) в исходное положение. Длительность импульса с выхода третьей схемы И 79 равна ТП и предшествует началу следующего интервала накопления (PC1=1), благодаря этому результат фильтрации в течение интервала опроса, когда PC1=0, сохраняется до его окончания.The time base of the quadrature reference signal with a frequency f i = i / T kg ; recorded in the ROM 83 i , is provided by a linearly increasing code of the
Схемы интеграторов 32, 90 и 91 аналогичны и приведены на фиг.14. Входной интегрируемый сигнал приходит на первый вход восьмого сумматора 114. На второй его вход приходит выходной сигнал интегратора 32, снимаемый с выхода второго регистра 115. Результат суммирования с выхода восьмого сумматора 114 записывается во второй регистр 115 с тактом поступления входного сигнала (импульсы, приходящие на третий вход второго регистра 115). Обнуление интегратора производится перед началом его работы импульсом, приходящим на второй вход третьего регистра 115.
Для случая работы интегратора в доплеровском фильтре такт поступления информации равен периоду зондирующих импульсов ТП, а обнуление его производится положительным фронтом импульса PC1=0 (соответствует концу опроса разрешаемых ячеек сцены и началу когерентного накопления), формируемого на втором выходе синхронизатора 7.For the case of the integrator working in the Doppler filter, the information acquisition cycle is equal to the probe pulse period T P , and its zeroing is performed by the positive pulse front PC1 = 0 (corresponds to the end of the survey of allowed cells in the scene and the beginning of coherent accumulation) generated at the second output of the
Выходы многоканальных доплеровских фильтров суммарного 17 и разностного 18 каналов подключены к дискриминатору угла 20 (фиг.9), который вычисляет скалярное произведение входных сигналов:The outputs of multichannel Doppler filters total 17 and differential 18 channels are connected to the angle discriminator 20 (Fig.9), which calculates the scalar product of the input signals:
W(i, j)=CΣ(i, j)-CΔ(i, j)+SΣ(i, j)-SΔ(i, j),W (i, j) = C Σ (i, j) -C Δ (i, j) + S Σ (i, j) -S Δ (i, j),
где:Where:
i и j - номера разрешаемых элементов по частоте и дальности соответственно.i and j are the numbers of resolved elements in frequency and range, respectively.
SΔ(i, j) - синусная квадратурная составляющая на выходе многоканального доплеровского фильтра разностного канала для (i, j) разрешаемого элемента сцены,S Δ (i, j) is the sine quadrature component at the output of the multi-channel Doppler filter of the difference channel for (i, j) the resolved scene element,
SΣ(i, j) - синусная квадратурная составляющая на выходе многоканального доплеровского фильтра суммарного канала для (i, j) разрешаемого элемента сцены,S Σ (i, j) is the sine quadrature component at the output of the multi-channel Doppler filter of the total channel for (i, j) the resolved scene element,
CΔ(i, j) - косинусная квадратурная составляющая на выходе многоканального доплеровского фильтра разностного канала для (i, j) разрешаемого элемента сцены,C Δ (i, j) is the cosine quadrature component at the output of the multi-channel Doppler filter of the difference channel for (i, j) the resolved element of the scene,
CΣ(i, j) - косинусная квадратурная составляющая на выходе многоканального доплеровского фильтра суммарного канала для (i, j) разрешаемого элемента сцены.C Σ (i, j) is the cosine quadrature component at the output of the multi-channel Doppler filter of the total channel for (i, j) the resolved scene element.
Выход квадратур разрешаемых элементов сцены многоканального доплеровского фильтра суммарного канала поступает также на блок объединения квадратур 19 (фиг.8), вычисляющий мощность суммарного сигнала для каждого элемента сцены по формуле:The output of the quadratures of the resolved scene elements of the multi-channel Doppler filter of the total channel is also supplied to the quadrature combining unit 19 (Fig. 8), which calculates the power of the total signal for each scene element according to the formula:
P(i, j)=|AΣ(i, j)|2=(CΣ(i, j))2+(CΔ(i, j))2 P (i, j) = | A Σ (i, j) | 2 = (C Σ (i, j)) 2 + (C Δ (i, j)) 2
Результат вычисления P(i, j) используется в дальнейшем для обнаружения сигнала и получения пеленга разрешаемого элемента сцены γ(i, j) - отклонения углового положения разрешаемого (i, j) элемента сцены от РСН. Пеленг вычисляется в делителе 21 и равенThe result of the calculation of P (i, j) is further used to detect the signal and obtain the bearing of the resolved scene element γ (i, j) - the deviation of the angular position of the resolved (i, j) scene element from the RSN. The bearing is calculated in
где k1 - масштабирующий коэффициент.where k1 is the scaling factor.
Выходы делителя 21 и блока объединения квадратур 19 поступают в блок первичной обработки 22, работа которого происходит в следующей последовательности.The outputs of the
При окончании накопления сигнала сигнал РС1 на выходе синхронизатора 7 переходит в логический ноль и поступает на блок вторичной обработки 23, подготавливая его к приему информации об измеренных координатах целей с блока первичной обработки 22, а также на третьи входы многоканальных доплеровских фильтров каналов суммы 17 и разности 18, прекращая когерентное накопление сигналов. В течение времени, когда PC1=0, производится опрос значений измеренных суммарных и разностных сигналов в разрешаемых частотно-временных ячейках многоканальных фильтров суммы и разности 17 и 18. Код опрашиваемых ячеек формируется синхронизатором 7 на третьем выходе в течение времени, когда РС1=0. По окончании опроса задним фронтом сигнала РС1=0 обнуляется измеренная за время накопления информация о разрешаемых частотно-временных элементах сцены в многоканальных доплеровских фильтрах 17 и 18. Код опрашиваемых частотно-временных ячеек изменяется от нуля вверх построчно, начиная с опроса ячеек по частоте с минимальным номером на минимальной рабочей дальности. Переход на соседнюю дальность производится после опроса частотной ячейки с максимальным номером. При окончании опроса каждой частотной строки синхронизатор 7 выдает импульс Tстр, поступающий на блок первичной обработки 22 для обнуления результатов анализа сигналов по строке.When the accumulation of the signal ends, the PC1 signal at the output of the
Первый этап селекции анализируемых в блоке первичной обработки сигналов 22 - обнаружение сигналов по превышению первого порога, определяемого расчетным соотношением сигнал/шум, выполняется пороговым обнаружителем 28, на второй вход которого с блока объединения квадратур 19 приходит развертка строки сигнала по частоте в суммарном канале на текущей дальности. Темп приема информации синхронизирован импульсами хронизации с частотой FO, поступившими на первый вход БПО 22 с четвертого выхода возбудителя 6. Вариант схемы построения порогового обнаружителя 28 приведен на фиг.11, работа которого описана в [9, с.181, рис 2.36] и происходит в следующей последовательности.The first stage of selection of the signals analyzed in the
Развертка строки сигнала по частоте с выхода БОК 19 приходит на первый (информационный) вход третьего сдвигового регистра 98 и записывается с тактом хронирующих импульсов ТO, приходящих на его второй (сдвиговый) вход, в скользящем окне длиною q элементов. Выходы сдвигового регистра 98 через весовые усилители 991...99q подключены к седьмому сумматору 101, выход которого поступает на первый компаратор 102, на второй вход которого с пятой кодовой шины 100 подается значение порога обнаружения. При превышении порога обнаружения на выходе первого компаратора 102 появляется логическая единица. Число разрядов q, подключенных к седьмому сумматору 101, определяется шириной спектра истинной цели, весовые коэффициенты весовых умножителей 991...99q описывают ожидаемый спектр полезного сигнала. В конце строки перед приемом следующей содержание третьего регистра 98 обнуляется импульсом Тстр, приходящим на его третий вход.The frequency line scan of the signal from the output of the BOC 19 comes to the first (information) input of the
Параллельно обнаружению сигнала в частотной строке в измерителе доплеровской частоты цели 36 (фиг.16) производится определение положения энергетического центра доплеровского спектра (соответствующий номер доплеровского фильтра). Схема измерителя 36 аналогична измерителю, описанному в [9, с.255, рис.3.17]. На его вход приходят те же сигналы, что и на пороговый обнаружитель 28. Структурно схема измерителя доплеровской частоты цели 36 близка к схеме обнаружителя 28. На девятый сумматор 124 приходят взвешенные сигналы с выходов шестого сдвигового регистра 122. Весовые коэффициенты выбраны так, чтобы выход девятого сумматора 124 соответствовал выходу дифференциального коррелятора, определяющего в скользящем окне из q элементов отклонение центра окна от энергетического центра спектра. При прохождении сигнала рассогласования энергетического центра спектра сигнала через нуль на выходе сумматора 124 изменится знак, который будет обнаружен детектором нуля 125. При этом на его выходе появится импульс длительностью То в виде логической единицы, который позволит в устройстве выдачи информации 39 сосчитать код доплеровской частоты цели (код положения разрешаемой ячейки по частоте). Выход детектора нуля 125 является выходом измерителя доплеровской частоты цели 36.In parallel with the detection of the signal in the frequency line in the Doppler frequency meter of target 36 (Fig. 16), the position of the energy center of the Doppler spectrum is determined (the corresponding Doppler filter number). The meter 36 circuit is similar to the meter described in [9, p. 255, Fig. 3.17]. The same signals arrive at its input as at the threshold detector 28. The structural diagram of the Doppler frequency meter of target 36 is close to that of the detector 28. Weighing signals from the outputs of the
Пороговый селектор размера цели 30 (фиг.12) определяет ширину доплеровского спектра предполагаемой цели (частотный размер цели) по числу импульсов То, прошедших через первую схему И 29 и совпавших с сигналом обнаружения с выхода порогового обнаружителя 28. Данное число определяется на каждой опрашиваемой строке сигнала по частоте, ограниченной периодом сигнала Тстр. Пороговый селектор размера цели 30 работает следующим образом.The threshold target size selector 30 (Fig. 12) determines the width of the Doppler spectrum of the intended target (target frequency size) based on the number of pulses That passed through the first circuit AND 29 and coincided with the detection signal from the output of the threshold detector 28. This number is determined on each line being polled signal frequency limited by the period of the signal T p . The threshold target size selector 30 operates as follows.
Сигнал Тстр в конце каждой строки (до начала развертки строки) обнуляет седьмой счетчик 103. При приходе импульсов с первой схемы И 29 на счетный вход седьмого счетчика 103 они сосчитываются, увеличивая выходной код счетчика. Задним фронтом импульса Tстр в конце строки код седьмого счетчика 103 обнуляется. В процессе счета (измерения частотного размера цели) код седьмого счетчика 103 сравнивается со вторым порогом (Kпор2), приходящем на второй вход второго компаратора 104 с четвертого выхода блока вторичной обработки 23. При превышении кодом счетчика 103 второго порога срабатывает второй компаратор 104, выходной импульс которого устанавливает четвертый триггер 105 в единицу. Данное состояние триггера 105 держится до появления заднего фронта импульса Тстр в конце строки. Выход четвертого триггера 105 является вторым выходом порогового селектора размера цели 30, единичное состояние которого означает запрет устройству выдачи информации 39 в выдаче координат этой цели в систему управления, так как ее сигнал по ширине спектра соответствует сигналу пассивной помехи.The signal T page at the end of each line (before the start of line scanning) resets the seventh counter 103. When pulses arrive from the first circuit AND 29 at the counting input of the seventh counter 103, they are counted, increasing the output code of the counter. The trailing edge of the pulse T page at the end of the line code of the seventh counter 103 is reset. In the process of counting (measuring the frequency size of the target), the code of the seventh counter 103 is compared with the second threshold (K por2 ) coming to the second input of the
До начала опроса сигналов в многоканальных доплеровских фильтрах 17 и 18, когда на шестом входе блока вторичной обработки (БВО) 23 сигнал PC1=1, согласно алгоритма фиг.10 блок БВО 23 принимает информацию с измерителя скорости и угла сноса 24 о текущем угле сноса α и скорости ЛА V и угле визирования РСН относительно оси ЛА β с привода антенны 1. На основе этого БВО 23 определяет текущий угловой разнос направлений на соседние разрешаемые по частоте элементы сцены δβV и выдает его на четвертый вход блока первичной обработки 22. В процессе изменения адреса опроса разрешаемых ячеек сцены по дальности (приходит на его седьмой вход, при РС1=РС2=0 на шестом и первом входе соответственно) блок вторичной обработки 22 рассчитывает второй порог Кпор2 и выдает его с четвертого выхода на восьмой вход блока первичной обработки 22 (третий вход порогового селектора размера цели).Prior to the start of the polling of signals in multichannel Doppler filters 17 and 18, when at the sixth input of the secondary processing unit (BWO) 23, the signal PC1 = 1, according to the algorithm of Fig. 10, the BWO 23 receives information from the speed meter and drift
Rj=j·ΔR=j·c·To/2R j = j · ΔR = j · c · To / 2
где:Where:
] [ - целая часть числа,] [ - the integer part of number,
ΔL - максимальный ожидаемый тангенциальный линейный размер НК на анализируемой дальности в условиях визирования,ΔL is the maximum expected tangential linear size of the NK at the analyzed range in terms of sight,
ΔR - цена младшего разряда кода опрашиваемой дальности (шаг между соседними опрашиваемыми ячейками сцены по дальности),ΔR is the price of the least significant bit of the code of the interrogated range (the distance between adjacent interrogated cells of the scene in range),
j - адрес опрашиваемой ячейки по дальности (времени). Код j приходит на седьмой вход блока вторичной обработки 23 с третьего выхода синхронизатора 7.j is the address of the interrogated cell in range (time). Code j arrives at the seventh input of the secondary processing unit 23 from the third output of the
Значение δβV c четвертого входа блока первичной обработки 22 поступает на интегратор 32, выходной код которого с тактом опроса ячеек по частоте То увеличивается на величину входного сигнала и соответствует "доплеровскому углу" βi=i·δβV,The value δβ V c of the fourth input of the
текущего i-го опрашиваемого по частоте элемента разрешения. В конце опроса строки перед началом приема новой информация интегратора 32 обнуляется сигналом Тстр, приходящем на его третий вход. Информация о цели/ОДО содержится в дисперсии разности ψi "доплеровского угла" βi и "пеленга" γi разрешаемых по частоте элементов на одной дальности. Для ее расчета сначала в схеме вычисления разности 33 определяется разность "доплеровского угла" на выходе интегратора 32 и "пеленга" с выхода делителя 21.the current ith frequency-polled permission element. At the end of the line scan before starting to receive new information, the integrator 32 is reset to zero by the signal T p coming to its third input. Information about the target / ODO is contained in the variance of the difference ψ i of the "Doppler angle" β i and the "bearing" γ i of the frequency-resolved elements at the same range. For its calculation, the difference between the “Doppler angle” at the output of the integrator 32 and the “bearing” from the output of the
Далее для вычисленной в текущей строке разности углов ψi определяется математическое ожидание Mψ, в вычислителе математического ожидания 34. Схема вычислителя 34 приведена на фиг.15. Работа его происходит следующим образом. Информация о разности углов ψi со схемы вычислителя разности 33 поступает на первый вход десятого умножителя 119, на второй вход которого приходит сигнал с блока объединения квадратур 19 в качестве весового. Результат умножения поступает на второй (информационный) вход пятого интегратора 116. Значения весов (сигналов с блока объединения квадратур) поступают на второй (информационный) вход шестого интегратора 120, работающего аналогично пятому интегратору 116 с теми же тактами приема и сброса. Результаты интегрирования с выходов пятого 116 и шестого 120 интеграторов считываются в третий 117 и четвертый регистр 121 соответственно в конце строки импульсом Тстр, приходящим на их вторые входы. Выходы третьего 117 и четвертого регистров 121 поступают на третий делитель 118, вследствие чего на его выходе имеем вычисленное математическое ожидание, равноеNext, for the difference in the angles ψ i calculated in the current row, the mathematical expectation M ψ is determined in the
где Pi - выход блока объединения квадратур на i-й частоте. Результат накопления весов с четвертого регистра 121 поступает на второй выход вычислителя математического ожидания 34 и используется в вычислителе дисперсии 31 (фиг.13), работа которого происходит следующим образом.where P i is the output of the block combining quadratures at the i-th frequency. The result of the accumulation of weights from the
Текущая по строке разность углов ψi приходит на первый (информационный) вход четвертого сдвигового регистра 106 со схемы вычисления разности 33, а математическое ожидание Mψ - на второй вход третьей схемы вычисления разности 107 с вычислителя математического ожидания 34. Четвертый сдвиговый регистр 106 имеет N разрядов, равное числу опрашиваемых по частотной строке фильтров, поэтому обеспечивает задержку входного сигнала ψi на длину строки. Эта задержка соответствует задержке формирования Мψ, в вычислителе математического ожидания 34. Синхронизация приема входной информации в четвертый сдвиговый регистр 106 производится импульсами с частотой Fo, приходящими с синхронизатора 7 на его второй вход. Выход третьей схемы вычисления разности 107 равен (ψi-Mψ) и через схему вычисления квадрата 108 поступает на девятый умножитель 111. На первый вход девятого умножителя 111 приходит сигнал Pi с выхода блока объединения квадратур 19 в качестве весового. Результат умножения интегрируется четвертым интегратором 112 и поступает на второй делитель 113. На второй вход второго делителя 113 приходит найденная ранее в вычислителе математического ожидания 34 сумма весов ΣPi. В результате деления получаем искомую дисперсию сигнала:The angle difference ψ i , current in the line, comes to the first (informational) input of the
Синхронизация приема информации с девятого умножителя 111 в четвертый интегратор 112 производится путем задержки выходного сигнала порогового обнаружителя 28 на длину строки и пропускании импульсов такта опроса сигналов по строке (импульсов с частотой Fo) через пятую схему И 110 при единичном значении задержанного сигнала обнаружения на выходе пятого сдвигового регистра 109. Обнуление сдвиговых регистров 106, 109 и интегратора 112 производится в конце строки импульсом Тстр, приходящим на первый вход вычислителя дисперсии 31 с синхронизатора 7. Выход второго делителя 113 является выходом вычислителя дисперсии 31.Information is synchronized from the
Найденное значение дисперсии Dψ поступает на пороговое устройство 35, которое при превышении расчетного третьего порога формирует на выходе второй сигнал запрета, поступающий на третий вход устройства выдачи информации 39 (фиг.17), работа которого происходит следующим образом.The found dispersion value D ψ is supplied to a threshold device 35, which, when the calculated third threshold is exceeded, generates a second inhibit signal output to the third input of the information output device 39 (Fig. 17), which operates as follows.
Координаты (коды) текущих опрашиваемых частотно-временных ячеек (i, j) приходят с синхронизатора 7 на четвертый вход УВИ 39. Соответствующий азимутальный угол βЦi=β+γi, опрашиваемого разрешаемого элемента сцены определен сумматором 38 и приходит на второй вход устройства выдачи информации 39. (β - угол между РСН и осью ЛА, приходит с привода антенны 1, γi - пеленг разрешаемой ячейки, приходит с делителя 21).The coordinates (codes) of the current interrogated time-frequency cells (i, j) come from the
Входная перечисленная информация (i,j, βЦi) поступает на пятый 126, шестой 127 и седьмой 128 регистры и записывается в них сигналом с выхода второй схемы И 37 (сигналом, индицирующим нахождение в текущей опрашиваемой ячейке энергетического центра спектра сигнала). Записанная в регистрах 126, 127 и 128 информация переписывается в соответствующие регистры 129, 130 и 131 и поступает с них на выход в конце строки по переднему фронту импульса РС2, формируемого формирователем импульса 135 при отсутствии сигналов запрета на опрашиваемой строке на входах схемы ИЛИ 132. Импульсы запрета обнуляются в конце каждой строки, но запоминаются на период Тстр в одиннадцатом регистре 133 по переднему фронту импульса Тстр, поступающему на второй его вход, поэтому при наличии логической единицы на выходе одиннадцатого регистра 133 на выход шестой схемы И 134 не проходит импульс Тстр, соответственно, не обновляется информация о найденной цели, но и не вводится ложная. Задним фронтом импульса на выходе шестой схемы И 134 запускается формирователь разрешения съема информации 135, формирующий нормированный по длительности импульс разрешения съема информации РС2, длительность которого выбирается достаточной для надежного его обнаружения блоком вторичной обработки 22, но не более половины периода импульсов Tстр.The listed input information (i, j, β Цi ) goes to the fifth 126th, sixth 127th and seventh 128 registers and is written to them by the signal from the output of the second And 37 circuit (a signal indicating the presence in the current interrogated cell of the energy center of the signal spectrum). The information recorded in
Блок вторичной обработки 23 представляет процессор, работающий по алгоритму, приведенному на фиг 10, предназначенный для приема исходных данных из системы управления для обзора сцены в заданном угловом секторе от βн до βк выдачи исходных данных о положении начала сектора сканирования βн в привод антенны 1, включения и выключения излучения, расчета углового разноса между соседними направлениями на разрешаемые по частоте элементы сцены δβV, порога Кпор2, и выдачи их в блок первичной обработки 22, приема из блока первичной обработки 22 результата измерения координат целей и выдачу их в систему управления.The secondary processing unit 23 represents a processor operating according to the algorithm shown in FIG. 10, designed to receive source data from a control system for viewing a scene in a given angular sector from β n to β to output initial data about the position of the beginning of the scanning sector β n to the
Отдельные фрагменты алгоритма работы блока вторичной обработки 23 во взаимодействии с другими элементами схемы были описаны выше. Ниже описывается его алгоритм работы (фиг.10) более подробно. Началом работы, как отмечалось выше, является приход в блок 23 из системы управления исходных данных о границах сектора обзора сцены βн и βк. Блок вторичной обработки 23 на основании исходных данных выдает на привод антенны 1 требуемое начальное положение сектора обзора βн. Привод антенны 1 отрабатывает принятую информацию и перемещает ось РСН в требуемое направление. Блок вторичной обработки 23 переходит к анализу текущих данных об угловом положении РСН β, поступающих со второго выхода привода антенны 1 на его второй вход. При достижении β требуемого βн с блока вторичной обработки 23 выдается команда на второй вход импульсного модулятора 8, разрешающая излучение зондирующих импульсов. Далее происходит анализ сигнала РС1, формируемого синхронизатором 7. При РС1=1 (во время когерентного накопления сигнала) блок вторичной обработки 23 производит прием текущего значения скорости ЛА V и угла сноса α с измерителя скорости и угла сноса 24 и текущего значения азимутальной ориентации РСН относительно продольной оси ЛА (3 с привода антенны 1. На основании этих данных рассчитывается δβV и выдается на четвертый вход блока первичной обработки 22. Данный цикл, когда РС1=1, может повторяться до тех пор, пока значение РС1 не изменится на РС1=0 (то есть накопление закончено, начался опрос частотно-временных ячеек многоканальных доплеровских фильтров). Далее блок вторичной обработки 23 анализирует логический уровень сигнала РС2, приходящего на его первый вход с блока первичной обработки 22. При РС2=0 блок вторичной обработки 23 считывает код адреса опрашиваемых ячеек, выдаваемый синхронизатором 7 и поступающий на седьмой вход блока вторичной обработки 23, выделяет из него адрес дальности (j) и проводит расчет Кпор2. Результат расчета Кпор2 выдается на восьмой вход блока первичной обработки 22. После этого блок вторичной обработки 22 ожидает изменения нулевого логического уровня сигнала РС2 на единичный. При РС2=1 (разрешение съема информации с блока первичной обработки 22) блок вторичной обработки 23 принимает координаты обнаруженной цели (i,j, βЦi) с первого выхода устройства выдачи информации 39 и определяет азимутальную координату цели относительно вектора скорости с учетом угла сносаIndividual fragments of the operation algorithm of the secondary processing unit 23 in interaction with other elements of the circuit have been described above. Below is described its operation algorithm (figure 10) in more detail. The beginning of the work, as noted above, is the arrival in block 23 of the source data management system about the boundaries of the scene viewing sector β n and β k . The secondary processing unit 23, based on the source data, provides the required initial position of the viewing sector β n to the
βVi=βЦi-α.β Vi = β i i -α.
Очередной прием координат обнаруженных целей производится при РС1=0 (продолжается опрос частотно-временных ячеек сцены) и появлении нового сигнала РС2=1 (сигнал обнаружения цели на новой строке опроса). При РС1=1 (закончен опрос частотно-временных ячеек сцены, начато когерентное накопление сигнала) сравнивается текущий азимутальный угол ориентации антенны β с заданной верхней границей сектора обзора βк. При не достижении границы (β≠βк), блок вторичной обработки 23 начинает повторять цикл, связанный с расчетом δβV, порогов Кпор2, накоплением сигнала, считыванием измеренных координат целей на новом азимутальном направлении антенны β, рассмотренный выше и начинающийся с проверки состояния сигнала РС1. Конец цикла связан с проверкой достижения угла между РСН антенны и продольной осью ЛА β границы βк. При достижении угла β границы βк блок вторичной обработки 23 выключает излучение (снимает разрешение работы с импульсного модулятора 8) и выдает координаты целей (i, j, βVi) в систему управления.The next reception of the coordinates of the detected targets is performed at PC1 = 0 (the interrogation of the frequency-time cells of the scene continues) and the appearance of a new signal PC2 = 1 (target detection signal on a new poll line). When PC1 = 1 (the interrogation of the frequency-time cells of the scene is completed, coherent signal accumulation has begun), the current azimuthal angle of orientation of the antenna β is compared with the specified upper boundary of the viewing sector β k . If the boundary is not reached (β ≠ β k ), the secondary processing unit 23 starts repeating the cycle associated with the calculation of δβ V , thresholds K por2 , signal accumulation, reading of the measured coordinates of the targets in the new azimuthal direction of the antenna β, discussed above and starting with checking the status PC1 signal. The end of the cycle is associated with checking the achievement of the angle between the RSN antenna and the longitudinal axis of the aircraft β border β to . Upon reaching the angle β of the boundary β to the secondary processing unit 23 turns off the radiation (removes the resolution from the pulse modulator 8) and provides the coordinates of the targets (i, j, β Vi ) in the control system.
Синхронизатор 7 (фиг.4) предназначен для формирования импульсов модуляции зондирующих импульсов по периоду повторения и длительности (импульс ТП), интервалов накопления сигнала и опроса результатов накопления сигналов от разрешаемых элементов частотно-временной сцены (сигнала РС1), кода адреса опрашиваемых элементов сцены (i, j) и интервала опроса строки частотно-временного массива (импульс Тстр). Работа синхронизатора 7 происходит следующим образом. Хронирующие импульсы с периодом То поступают на счетные (первые) входы второго 55 и третьего 58 счетчиков. В режиме счета они работают по очереди и управляются первым триггером 56. Когда на первом выходе первого триггера 56 логическая единица, поступающая на второй (установочный) вход третьего счетчика 58, он не считает, в нем устанавливается код в соответствии с кодом, приходящим со второй кодовой шины 57. В то же время логический ноль на втором выходе первого триггера 56, поступая на второй установочный вход второго счетчика 55, разрешает ему счет импульсов, приходящих на его первый вход. Импульс переноса на выходе второго счетчика 55 возникает при переходе кода счетчика через максимальное значение. Этот импульс, поступая на первый вход первого триггера 56, изменяет его состояние на противоположное, при котором разрешается счет третьему счетчику 58, запрещается счет второму счетчику 55, и устанавливается начальный код счетчика 55 в соответствии с кодом, приходящим с первой кодовой шины 54 на его третий вход. Задавая соответствующие коды на шинах 54 и 57 на втором выходе первого триггера 56, формируется расчетный импульс модуляции периода и длительности зондирующих импульсов ТП. Формирование сигнала РС1 и кода адреса (i, j) опрашиваемых частотно-временных ячеек сцены производится аналогично рассмотренному формированию импульса ТП с помощью четвертого счетчика 59, второго триггера 60, пятого счетчика 61 и кодовых шин 62 и 63. Отличие в том, что четвертый счетчик 59 вместо импульсов То считает импульсы ТП. Объем пятого двоичного счетчика 61 (Vсч=2S) выбран кратным удвоенному максимальному коду адреса опрашиваемой ячейки сцены Кmax=jmax·imax=2S-1, где s - число разрядов счетчика 61, imax - максимальное значение номера доплеровского фильтра (в нашем случае imax=2s-1=N), jmax - максимальное значение кода разрешаемой по дальности ячейки сцены. В этом случае начальное значение младших (s-1) разрядов кода счетчика 61 (минимальное значение кода адреса опрашиваемых ячеек) равно нулю. При приходе на пятый счетчик 61 в режиме счета Кmax импульсов (формировании на втором выходе максимального кода опрашиваемой ячейки сцены) на первом выходе появится импульс переноса, запрещающий через второй триггер 60 этот счет и устанавливающий код счетчика 61 в начальное состояние в соответствии с кодом четвертой кодовой шины 63. Выход второго триггера 60 (сигнал РС1) является четвертым выходом синхронизатора 7. Единичное значение РС1 соответствует интервалу когерентного накопления, равному NTП, где N - число доплеровских фильтров в пакетах доплеровских фильтров 76, а нулевое - интервалу опроса разрешаемых ячеек сцены. Интервал опроса частотной строки Тстр формируется дешифратором 64, на вход которого подается текущий код адреса опрашиваемых ячеек со второго выхода пятого счетчика 61. Период импульсов Тстр равен NTo.Synchronizer 7 (Fig. 4) is intended for generating pulses of modulation of probe pulses by the repetition period and duration (pulse T P ), signal accumulation intervals and polling of the results of signal accumulation from resolved elements of the time-frequency scene (PC1 signal), address code of the scene elements being polled (i, j) and the polling interval of the line of the time-frequency array (pulse T p ). The operation of the
Техническим преимуществом предлагаемого способа и устройства пред прототипами [4] и [5] является повышение достоверности классификации цель/пассивная помеха (за исключением помех типа уголковый отражатель) за счет расширения возможности селекции сигналов ОДО в условиях, когда ширина его спектра близка и даже меньше ожидаемой ширины спектра сигнала цели.The technical advantage of the proposed method and device over prototypes [4] and [5] is to increase the reliability of the target / passive interference classification (with the exception of angular reflector type interference) by expanding the ability to select ODO signals in conditions when the width of its spectrum is close and even less than expected the width of the spectrum of the target signal.
Проведем расчет, подтверждающий эффективность предлагаемого решения. Пусть цель наблюдается в диапазоне R от 6 до18 км в диапазоне излучения λ=3 см, под углом β=45° относительно вектора скорости. Будем считать, что линейные азимутальные размеры НК в зависимости от условий визирования с борта ЛА и ориентации НК находятся в диапазоне 20...70 м, скорость ЛА V=300 м/с. Ширину спектра сигнала цели найдем по формулеWe will carry out a calculation confirming the effectiveness of the proposed solution. Let the target be observed in the R range from 6 to 18 km in the radiation range λ = 3 cm, at an angle β = 45 ° relative to the velocity vector. We assume that the linear azimuthal dimensions of the aircraft depending on the conditions of sighting from the aircraft and the orientation of the aircraft are in the range of 20 ... 70 m, the speed of the aircraft is V = 300 m / s. We find the width of the spectrum of the target signal by the formula
Из анализа табл., ширины спектра ОДО для λ=3 см, равного 53 Гц [6, с.272], и задачи отсеивания сигналов пассивных помех (ОДО, берег) целесообразно выбрать разрешение по частоте δfдс=25 Гц. Это позволяет иметь число спектральных отсчетов ОДО 2...3, найти дисперсию Dψ, сравнить с порогом и сделать правильную классификацию во всех оговоренных выше условиях R и ДЕ. В прототипе правильная классификация на R=18 км и ΔL=70 м при выбранном разрешении по частоте невозможна, так как оказалось, что ширина спектра НК равна ширине спектра ОДО и при этом вероятность правильного решения и ложной тревоги 50%. На R=6 км и ΔL=20 м расчетная ширина спектра НК равна ширине спектра ОДО, соответственно вероятность правильного решения и ложной тревоги также 50%. Продолжая анализ получим, что на дальности R=6 км при Δ L=70 м в прототипе НК будет ошибочно классифицирован как берег, так как ширина его спектра выше ширины спектра ОДО, в то же время сигнал ОДО, как узкополосный будет классифицирован как цель. Моделированием показано, что в предлагаемом способе и устройстве этого не происходит, что подтвердило достижение указанного в материалах заявки технического результата.From the analysis of the table, the width of the ODO spectrum for λ = 3 cm, equal to 53 Hz [6, p.272], and the task of screening out passive interference signals (ODO, shore), it is advisable to choose a frequency resolution of δf ds = 25 Hz. This allows us to have the number of spectral samples of the
Таким образом, технический эффект в использовании предлагаемого способа и устройства состоит в повышении достоверности классификации цель/пассивная помеха (за исключением помех типа уголковый отражатель) за счет расширения возможности селекции сигналов ОДО в условиях, когда ширина его спектра близка и даже меньше ожидаемой ширины спектра сигнала цели. При этом сохранены безусловно полезные возможности прототипов: 1) селекции сигналов от береговой черты и ОДО при превышении ширины их спектра расчетной ширины спектра сигнала НК, 2) повышенной помехозащищенности к активным прицельным шумоподобным помехам за счет применения сложного сигнала и узкополосной доплеровской фильтрации.Thus, the technical effect in using the proposed method and device consists in increasing the reliability of the target / passive interference classification (with the exception of angular reflector type interference) by expanding the ability to select ODO signals in conditions when the width of its spectrum is close to or even less than the expected width of the signal spectrum goals. At the same time, the unconditionally useful capabilities of the prototypes were preserved: 1) selection of signals from the coastline and ODO when the spectrum width of the calculated spectrum of the NK signal was exceeded, 2) increased noise immunity to active impact-like noise interference due to the use of a complex signal and narrow-band Doppler filtering.
На основании приведенного описания и чертежей предлагаемое устройство может быть изготовлено при использовании известных комплектующих изделий, известного в радиоэлектронной промышленности технологического оборудования и использовано на подвижных носителях в качестве РЛС для селекции целей на фоне пассивных отражений от Земли и ОДО, определения их начальных координат для выдачи в систему управления и последующего автосопровождения.Based on the above description and drawings, the proposed device can be manufactured using known components, known in the electronic industry of technological equipment and used on mobile carriers as a radar for target selection against passive reflections from the Earth and ODO, determining their initial coordinates for output to control system and subsequent auto tracking.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. П.А.Бакулев. Радиолокация движущихся целей. - М.: Советское радио, 1964 г. (с.147).1. P.A. Bakulev. Radar of moving targets. - M.: Soviet Radio, 1964 (p. 147).
2. Патент США 6137439 от 24.10.2000, кл. G 01 S 13/52. Continuous wave Doppler system with suppression of ground clutter.2. US patent 6137439 from 10.24.2000, CL G 01 S 13/52. Continuous wave Doppler system with suppression of ground clutter.
3. Патент США 4119966 от 10.10.1978, кл. G 01 S 13/52. Clutter discriminating apparatures for use with pulsed Doppler radar systems and like.3. US patent 4119966 from 10.10.1978, cl. G 01 S 13/52. Clutter discriminating apparatures for use with pulsed Doppler radar systems and like.
4. Патент России 2117960 от 20.08.1998, кл. G 01 S 13/44. Способ сопровождения моноимпульсной радиолокационной станцией (прототип способа).4. Patent of Russia 2117960 from 08.20.1998, cl. G 01 S 13/44. A method of tracking a monopulse radar station (prototype method).
5. Патент России 2099739 от 20.12.1997, кл. G 01 S 13/42. Радиолокационная станция, (прототип устройства)5. Patent of Russia 2099739 from 12.20.1997, cl. G 01 S 13/42. Radar station, (prototype device)
6. С.А.Вакин, Л.Н.Шустов. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. - М.: Советское радио, 1968 г. (с.272).6. S.A. Vakin, L.N. Shustov. Fundamentals of radio countermeasures and electronic intelligence. - M.: Soviet Radio, 1968 (p. 272).
7. Защита от радиопомех под ред. Максимова М.В. - М: Советское радио, 1976 г. (с.85-88).7. Protection against radio interference, ed. Maximova M.V. - M: Soviet Radio, 1976 (p. 85-88).
8. В.Манасевич. Синтезаторы частоты, теория и проектирование. - М.: Связь, 1979 г. (с.190 рис.4.10, 4.11).8. V. Manasevich. Frequency synthesizers, theory and design. - M.: Communication, 1979 (p. 190 Fig. 4.10, 4.11).
9 В.А.Лихарев. Цифровые методы и устройства в радиолокации. - М.: Советское Радио, 1973. (с.181, рис.2.36; с.255 рис.3.17).9 V.A. Likharev. Digital methods and devices in radar. - M.: Soviet Radio, 1973. (p. 181, fig. 2.36; p. 255 fig. 3.17).
10. Е.Колчинский, И.А.Мандуровский, М.И.Константиновский. Доплеровские устройства и системы навигации. - М.: Советское Радио, 1975. (с.368-370 рис.11.16).10. E.Kolchinsky, I.A. Mandurovsky, M.I. Konstantinovsky. Doppler devices and navigation systems. - M .: Soviet Radio, 1975. (p. 368-370 fig. 11.16).
11 Справочник по радиолокации под ред. М. Сколник, т.3. - М.: Советское Радио, 1979 г. (с 19...47, 103...107, 144).11 Radar Handbook, Ed. M. Skolnik, v. 3. - M .: Soviet Radio, 1979 (from 19 ... 47, 103 ... 107, 144).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127532/09A RU2278397C2 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127532/09A RU2278397C2 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004127532A RU2004127532A (en) | 2006-02-20 |
RU2278397C2 true RU2278397C2 (en) | 2006-06-20 |
Family
ID=36050727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004127532/09A RU2278397C2 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2278397C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457629C1 (en) * | 2011-07-12 | 2012-07-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Phase radio-navigation system |
WO2018194477A1 (en) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационный Центр Самоцвет" | Method and device for radar determination of the coordinates and speed of objects |
US20190369231A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Thales | Method and system for determining a characteristic dimension of a ship |
-
2004
- 2004-09-14 RU RU2004127532/09A patent/RU2278397C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по радиолокации. Под ред. СКОЛНИК М. Т.3. - М.: Советское радио, 1979, с. 19-47, 103-107, 144 ЛИХАРЕВ В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. - М.: Советское радио, 1973, с.181, рис.2.36, с. 255, рис.3.17 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457629C1 (en) * | 2011-07-12 | 2012-07-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Phase radio-navigation system |
WO2018194477A1 (en) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационный Центр Самоцвет" | Method and device for radar determination of the coordinates and speed of objects |
US20190369231A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Thales | Method and system for determining a characteristic dimension of a ship |
US11635511B2 (en) * | 2018-06-01 | 2023-04-25 | Thales | Method and system for determining a characteristic dimension of a ship |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004127532A (en) | 2006-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3015880B1 (en) | Ambiguity resolution in a doppler radar system | |
EP2697666B1 (en) | Method and system for target detection | |
US5128683A (en) | Radar system with active array antenna, elevation-responsive PRF control, and beam multiplex control | |
US5361072A (en) | Gated FMCW DF radar and signal processing for range/doppler/angle determination | |
US5103233A (en) | Radar system with elevation-responsive PRF control, beam multiplex control, and pulse integration control responsive to azimuth angle | |
US5173706A (en) | Radar processor with range sidelobe reduction following doppler filtering | |
US5115243A (en) | Radar system with active array antenna, beam multiplex control and pulse integration control responsive to azimuth angle | |
US5115244A (en) | Radar system with active array antenna, elevation-responsive PRF control, and pulse integration control responsive to azimuth angle | |
US20050270229A1 (en) | Positioning system with a sparse antenna array | |
KR20110067120A (en) | Methods and system for multi-path mitigation in tracking objects using reduced attenuation rf technology | |
RU2534217C1 (en) | Radar method of detecting low-visibility unmanned aerial vehicles | |
US11885905B2 (en) | Radar apparatus and method for determining range side lobe | |
US4067014A (en) | Correlation receiver for doppler microwave landing system | |
WO2018194477A1 (en) | Method and device for radar determination of the coordinates and speed of objects | |
Benjamin | Modulation, resolution and signal processing in radar, sonar and related systems: international series of monographs in electronics and instrumentation | |
EP0509842A2 (en) | Radar processor with range sidelobe reduction following doppler filtering | |
RU2278397C2 (en) | Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station | |
RU2099739C1 (en) | Radar | |
Fabrizio | High frequency over-the-horizon radar | |
RU2267137C1 (en) | Monopulse radar station | |
Navrátil et al. | Utilization of terrestrial navigation signals for passive radar | |
RU2117960C1 (en) | Method of target tracking by monopulse radar | |
Sedivy et al. | Doppler frequency estimation using moving target detection filter bank | |
RU2319168C1 (en) | Device for compensating signals received through side directional lobes | |
Malanowski et al. | Optimization of confirmation time of bistatic tracks in passive radar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |