RU2541504C1 - Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode - Google Patents
Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541504C1 RU2541504C1 RU2014100445/07A RU2014100445A RU2541504C1 RU 2541504 C1 RU2541504 C1 RU 2541504C1 RU 2014100445/07 A RU2014100445/07 A RU 2014100445/07A RU 2014100445 A RU2014100445 A RU 2014100445A RU 2541504 C1 RU2541504 C1 RU 2541504C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- output
- input
- mixer
- antenna
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к разряду радиолокационных устройств и предназначено для селекции движущихся на фоне пассивных помех (ПП) воздушных объектов (летательных аппаратов) при поимпульсной перестройке несущей частоты на основе способа, изложенного в [1-4].The invention relates to the category of radar devices and is intended for the selection of moving airborne objects (aircraft) moving against the background of passive interference (PP) during pulse-frequency tuning of the carrier frequency based on the method described in [1-4].
В настоящее время режимы перестройки несущей частоты от импульса к импульсу представляют все больший интерес для отечественных и зарубежных разработчиков перспективных радиолокационных станций (РЛС). Это связано с тем, что поимпульсная перестройка частоты является одним из эффективных методов защиты РЛС от активных помех. Кроме того, использование сигналов с перестройкой частоты (СПЧ) также позволяет расширять информационные возможности радиолокационных станций в следующих направлениях: повышение разрешающей способности по дальности; обеспечение идентификации воздушных целей (ВЦ) и селекции ложных объектов; измерение радиальной протяженности ВЦ; определение состава групповой цели [5-22].At present, the regimes of carrier frequency tuning from pulse to pulse are of increasing interest for domestic and foreign developers of promising radar stations. This is due to the fact that pulse-frequency tuning is one of the effective methods for protecting the radar from active interference. In addition, the use of frequency tunable signals (HF) also allows you to expand the information capabilities of radar stations in the following areas: increase the resolution in range; identification of air targets (CC) and selection of false objects; measurement of the radial extent of the center; determination of the composition of the group goal [5-22].
Известно устройство селекции движущихся целей (СДЦ), реализованное в когерентно-импульсных РЛС, в состав которого входят модулятор, передатчик, антенный переключатель, антенна, вспомогательный смеситель, стабильный гетеродин, смеситель, когерентный гетеродин, фазовый детектор, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), генератор дополнительной частоты, фильтр, видеоусилитель и выходное устройство [23, с.348]. При этом выход модулятора соединен со входом передатчика, первый выход которого соединен с первым входом вспомогательного смесителя, а второй выход соединен с входом антенного переключателя, вход-выход которого соединен со входом-выходом антенны, а выход соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен со вторым выходом стабильного гетеродина, а выход соединен со входом УПЧ, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, первый вход которого соединен с выходом когерентного гетеродина, а выход соединен со входом фильтра, выход которого соединен со входом видеоусилителя, выход которого соединен со входом выходного устройства. Кроме того, второй выход передатчика соединен с первым входом вспомогательного смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом стабильного гетеродина, а выход соединен с первым входом когерентного гетеродина, второй вход которого соединен с выходом генератора дополнительной частоты.A device for moving targets selection (SAC), implemented in coherent-pulse radar, which includes a modulator, transmitter, antenna switch, antenna, auxiliary mixer, stable local oscillator, mixer, coherent local oscillator, phase detector, intermediate frequency amplifier (IF), additional frequency generator, filter, video amplifier and output device [23, p.348]. The output of the modulator is connected to the input of the transmitter, the first output of which is connected to the first input of the auxiliary mixer, and the second output is connected to the input of the antenna switch, the input-output of which is connected to the input-output of the antenna, and the output is connected to the first input of the mixer, the second input of which connected to the second output of the stable local oscillator, and the output is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the first input of which is connected to the output of the coherent local oscillator, and the output is connected to the course of the filter, the output of which is connected to the input of the video amplifier, the output of which is connected to the input of the output device. In addition, the second output of the transmitter is connected to the first input of the auxiliary mixer, the second input of which is connected to the first output of the stable local oscillator, and the output is connected to the first input of the coherent local oscillator, the second input of which is connected to the output of the additional frequency generator.
Селекция движущихся целей в описанном устройстве [23, с.348] основана на определении доплеровской частоты, которая зависит от радиальной скорости цели и величины несущей частоты зондирующего сигнала. Однако при использовании поимпульсной перестройки несущей частоты доплеровская частота от импульса к импульсу будет изменяться по неизвестному закону, определяемому конфигурацией цели и законом перестройки частоты, что не позволит обнаружить движущиеся на фоне пассивных помех воздушные цели. Селекция движущихся целей в режиме перестройки частоты должна быть основана на новых принципах и подходах [1-4, 24], что обуславливает необходимость разработки новых устройств СДЦ, т.е. устройств с обновленной структурой.The selection of moving targets in the described device [23, p.348] is based on the determination of the Doppler frequency, which depends on the radial velocity of the target and the magnitude of the carrier frequency of the probing signal. However, when using carrier-by-frequency tuning of the carrier frequency, the Doppler frequency from pulse to pulse will change according to an unknown law determined by the configuration of the target and the law of frequency tuning, which will not allow detecting air targets moving against the background of passive interference. Selection of moving targets in the frequency tuning mode should be based on new principles and approaches [1-4, 24], which necessitates the development of new SDC devices, i.e. devices with an updated structure.
Известно устройство СДЦ, реализованное в импульсно-доплеровской радиолокационной станции [23, с.367], включающее синхронизатор, импульсный модулятор, кварцевый генератор, стабильный задающий генератор, первый смеситель, генератор высокой частоты, антенный переключатель, антенну, фильтр, второй смеситель, первый широкополосный УПЧ, М каналов селекции по дальности, гетеродин и индикатор. При этом каждый канал селекции по дальности содержит селектор по дальности, фильтр одной боковой полосы, фильтр режекции основного луча, смеситель выделения доплеровских частот, N частотных каналов, каждый из которых содержит доплеровский фильтр, амплитудный детектор, последетекторный фильтр и пороговое устройство. При этом первый выход синхронизатора подключен к первым входам селекторов по дальности, второй выход синхронизатора соединен со входом импульсного модулятора, выход которого соединен с первым входом генератора высокой частоты, второй вход которого соединен со вторым выходом стабильного задающего генератора, первый выход которого соединен с первым входом первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом кварцевого генератора, первый выход генератора высокой частоты соединен со входом антенного переключателя, вход-выход которого соединен со входом-выходом антенны, а выход соединен со вторым входом второго смесителя, первый вход которого подключен к выходу фильтра, вход которого соединен с выходом первого смесителя; выход второго смесителя соединен со входом первого широкополосного УПЧ, выход которого подключен ко вторым входам селекторов по дальности. В каждом канале селекции по дальности выход селектора по дальности соединен со входом фильтра одной боковой полосы, выход которого соединен со входом фильтра режекции основного луча, выход которого соединен с первым входом смесителя выделения доплеровских частот, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход подключен ко входам доплеровских фильтров. В каждом частотном канале выход доплеровского фильтра соединен со входом амплитудного детектора, выход которого соединен с со входом последетекторного фильтра, выход которого соединен со входом порогового устройства. Выходы пороговых устройств каждого частотного канала подсоединены ко входу индикатора.A device is known SDS, implemented in a pulse-Doppler radar station [23, p. 367], including a synchronizer, a pulse modulator, a crystal oscillator, a stable master oscillator, a first mixer, a high-frequency generator, an antenna switch, an antenna, a filter, a second mixer, a first broadband UPCH, M range selection channels, local oscillator and indicator. Moreover, each range selection channel contains a range selector, a filter of one sideband, a main beam rejection filter, a Doppler frequency extraction mixer, N frequency channels, each of which contains a Doppler filter, an amplitude detector, a post-detector filter, and a threshold device. The first synchronizer output is connected to the first inputs of the range selectors, the second synchronizer output is connected to the input of the pulse modulator, the output of which is connected to the first input of the high-frequency generator, the second input of which is connected to the second output of the stable master oscillator, the first output of which is connected to the first input the first mixer, the second input of which is connected to the output of the crystal oscillator, the first output of the high-frequency generator is connected to the input of the antenna switch, the input-output of which -th output is connected to the antenna input, and an output connected to the second input of the second mixer having a first input connected to an output filter having an input connected to the output of the first mixer; the output of the second mixer is connected to the input of the first broadband amplifier, the output of which is connected to the second inputs of the range selectors. In each range selection channel, the range selector output is connected to the input of a filter of one sideband, the output of which is connected to the input of the main beam rejection filter, the output of which is connected to the first input of the Doppler frequency isolation mixer, the second input of which is connected to the local oscillator output, and the output is connected to the inputs of Doppler filters. In each frequency channel, the output of the Doppler filter is connected to the input of the amplitude detector, the output of which is connected to the input of the post-detector filter, the output of which is connected to the input of the threshold device. The outputs of the threshold devices of each frequency channel are connected to the indicator input.
Недостатком описанного устройства является невозможность селекции движущихся целей при поимпульсной перестройке несущей частоты, связанная со сложностью определения доплеровской частоты, которая от импульса к импульсу имеет неизвестное значение, определяемое геометрической конструкцией или структурой воздушной цели и законом перестройки несущей частоты [2-4]. Указанный недостаток целесообразно устранить. Для этого необходимо внести изменения в конструкцию устройства СДЦ, описанного в [23, с.367], которые позволят реализовать способ [1].The disadvantage of the described device is the inability to select moving targets during pulse-by-wave tuning of the carrier frequency, associated with the difficulty of determining the Doppler frequency, which from pulse to pulse has an unknown value, determined by the geometric design or structure of the air target and the law of tuning of the carrier frequency [2-4]. The specified disadvantage is advisable to eliminate. For this, it is necessary to make changes to the design of the SDS device described in [23, p. 367], which will allow to implement the method [1].
Задача изобретения заключается в разработке новой усовершенствованной конструкции устройства СДЦ, способного проводить эффективную селекцию движущихся целей в режиме перестройки частоты от импульса к импульсу.The objective of the invention is to develop a new improved design of the device SDS, capable of conducting effective selection of moving targets in the frequency tuning mode from pulse to pulse.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в состав известного, описанного выше устройства [23, с.367], включающего кварцевый генератор, импульсный модулятор, стабильный задающий генератор, первый и второй смесители, генератор высокой частоты, антенный переключатель, антенну, фильтр, первый широкополосный УПЧ, индикатор, в котором выход стабильного задающего генератора соединен с первым входом первого смесителя, выход импульсного модулятора соединен с первым входом генератора высокой частоты, выход которого соединен со входом антенного переключателя, вход-выход которого соединен со входом-выходом антенны, выход фильтра соединен с первым входом второго смесителя, выход которого соединен со входом первого широкополосного УПЧ, дополнительно включают цифровую вычислительную машину (ЦВМ), синтезатор частот, датчик углового положения антенны, усилитель высокой частоты (УВЧ), третий и четвертый смесители, второй широкополосный УПЧ, а также N частотных каналов, каждый из которых содержит фильтр n-й частоты fn, где fn=fпр2+nΔf, fпр2 - вторая промежуточная частота,
Такое построение структурной схемы устройства СДЦ для режима перестройки частоты от импульса к импульсу придает ему способность селектировать движущиеся на фоне пассивных помех воздушные цели (объекты) в режиме поимпульсной перестройки несущей частоты.This construction of the structural diagram of the SDS device for the frequency-from-pulse to pulse-frequency tuning mode gives it the ability to select air targets (objects) moving against the background of passive interference in the carrier-frequency tuning mode.
Структурная схема предлагаемого устройства СДЦ для режима перестройки частоты от импульса к импульсу представлена на фиг.1.The structural diagram of the proposed device SDS for the regime of tuning the frequency from pulse to pulse is shown in figure 1.
Согласно данной схеме устройство СДЦ для режима перестройки частоты от импульса к импульсу содержит кварцевый генератор 1, импульсный модулятор 2, стабильный задающий генератор 3, первый смеситель 4, генератор высокой частоты 5, антенный переключатель 6, антенну 7, второй смеситель 8, фильтр 9, первый широкополосный УПЧ 10, индикатор 11, цифровую вычислительную машину 12, синтезатор частот 13, датчик углового положения антенны 14, усилитель высокой частоты 15, третий смеситель 16, четвертый смеситель 17, второй широкополосный УПЧ 18, а также содержит N частотных каналов, каждый из которых содержит фильтр n-й частоты 19, квадратурный фазовый детектор 20 и аналого-цифровой преобразователь 21 (фиг.1).According to this scheme, an SDC device for a frequency from pulse to pulse adjustment mode comprises a
Устройство СДЦ для режима перестройки частоты от импульса к импульсу работает следующим образом.The SDS device for the frequency tuning mode from pulse to pulse works as follows.
Стабильный задающий генератор 3 формирует высокостабильные высокочастотные электромагнитные колебания на основной несущей частоте f0, которые поступают на входы первого и четвертого смесителя. В качестве стабильного задающего генератора 3 целесообразно использовать отражательный клистрон. Структура и принцип работы стабильных задающих генераторов на базе отражательных клистронов известны и описаны в [25, с.207]. Для излучения сигналов со случайным законом изменения частоты в ЦВМ 12 формируется последовательность номеров частот излучения, которая распределяется по случайному закону и используется в пачке СПЧ. При этом будет сформирован вектор F, n-й элемент которого определяет порядковый номер
Для обеспечения режима поимпульсной перестройки несущей частоты в синтезаторе частот 13 постоянно генерируются высокочастотные колебания на всех n-х частотах fn=fпр2+nΔf. Указанные высокочастотные колебания с выхода синтезатора частот 13 последовательно поступают на второй вход первого смесителя 4 в соответствии с законом перестройки частоты, который определяется сигналами, поступающими в синтезатор частот 13 с выхода ЦВМ 12 в соответствии с сохраненным вектором F. Принцип работы синтезаторов частот описан в [26, с.29; 27, с.247]. Постоянство генерации колебаний исключает необходимость учета переходных процессов при быстром переключении частот. Кроме того, это позволяет использовать генерируемые синтезатором частот сигналы в качестве опорных для проведения квадратурного фазового детектирования отраженных сигналов в квадратурном ФД 20.To ensure the regime of pulse-wise tuning of the carrier frequency in the frequency synthesizer 13, high-frequency oscillations are constantly generated at all n-th frequencies f n = f pr2 + nΔf. These high-frequency oscillations from the output of the frequency synthesizer 13 are sequentially fed to the second input of the first mixer 4 in accordance with the law of frequency tuning, which is determined by the signals entering the frequency synthesizer 13 from the output of the
Для решения поставленной задачи предлагается разбить изображенную на фиг.2 зону обнаружения РЛС (область пространства вокруг РЛС, ограниченная по дальности ближней и дальней границами зоны обнаружения, в которой при отсутствии преднамеренных помех обеспечивается обнаружение воздушных целей с вероятностью не ниже заданной) на В=2π/Θβ азимутальных секторов, где Θβ - ширина характеристики направленности антенны в азимутальной плоскости, и D=2(RD-RB)/(cτi) дальностных каналов, где RB и RD - дальности до ближней и дальней границы зоны обнаружения, c - скорость распространения электромагнитных волн, τi - длительность импульса, дальность Rd=(RB+dcτi/2), где d - номер дальностного канала
Для реализации способа [1] в предлагаемом устройстве СДЦ необходимо формировать и периодически излучать в пространство с помощью вращающейся по азимуту антенны 7 три пары пачек импульсных сигналов с перестройкой несущей частоты по случайному закону. Время излучения тройки пачек импульсов должно соответствовать времени изменения азимута при вращении антенны на величину Θβ. Процесс вращения антенны и излучения ею троек пар пачек СПЧ в пространство является постоянным. Этим обеспечивается полный обзор зоны обнаружения РЛС. Объединение пар пачек в тройки необходимо для обработки отраженных сигналов согласно способу [1]. В интересах повышения помехоустойчивости закон изменения несущей частоты должен быть различным для каждой пары пачек. Внутри пары пачек СПЧ указанный закон должен быть одинаковым в обеих используемых пачках.To implement the method [1] in the proposed SDS device, it is necessary to form and periodically radiate into space using an antenna 7 rotating in azimuth three pairs of bursts of pulsed signals with tuning of the carrier frequency according to a random law. The radiation time of a triple of bursts of pulses should correspond to the time of azimuth change during antenna rotation by величину β . The process of rotation of the antenna and its emission of triples of pairs of HF packets into space is constant. This provides a complete overview of the radar detection area. The combination of pairs of packets in triples is necessary for processing the reflected signals according to the method [1]. In the interest of increasing noise immunity, the law of variation of the carrier frequency should be different for each pair of packs. Within a pair of packs of the HRC, this law should be the same in both packs used.
Для обзора всей зоны обнаружения (фиг.2) антенна 7 должна изменять угловое положение по азимуту в диапазоне от 0 до 360 градусов. Способ [1] предполагает отсутствие амплитудной модуляции сигналов из состава одной пары пачек СПЧ характеристикой направленности антенны при ее вращении. Для реализации способа [1] скорость вращения антенны ωА и длительность пачек СПЧ Tp необходимо выбирать из условий, позволяющих пренебречь указанной амплитудной модуляцией. Из [28, 29] известно, что характеристику направленности антенны в азимутальной плоскости f(Θ) можно описать функцией арочного синуса f(Θ)=sinc[π L sin(Θ)/λ], где Θ - угол между направлением на расположенную в дальней зоне точку наблюдения и нормалью антенны, L - линейный размер антенны, λ - длина волны. Исследование зависимости модуляции отраженных сигналов от скорости вращения антенны целесообразно проводить в пределах ширины луча по половинной мощности (ширины диаграммы направленности антенны). Очевидно, что при таком подходе максимальные изменения функции f(Θ) будут наблюдаться при значениях угла Θ, близких к ±Θβ/2. На фиг.3 изображен основной лепесток диаграммы направленности антенны и его фрагмент при значениях Θ, близких к Θβ/2. На фиг.3 видно, что при изменении переменной Θ на величину Θβ/40 (повороте антенны на угол Θβ/40) значение функции f(Θ) изменяется не более чем на 0,026, при повороте на угол Θβ/20 - не более чем на 0,05, при повороте на угол Θβ/10 - не более чем на 0,1. Для возможности пренебрежения изменениями функции ее модуляция не должна превышать единицы процентов (до 5). На этой основе выработано требование к излучению одной пары пачек СПЧ за время поворота антенны на угол Θβ/20:To review the entire detection zone (figure 2), the antenna 7 must change the angular position in azimuth in the range from 0 to 360 degrees. Method [1] involves the absence of amplitude modulation of signals from one pair of HF packets by the directivity of the antenna during its rotation. To implement the method [1], the antenna rotation speed ω A and the duration of the FH packs T p must be chosen from conditions that allow us to neglect the specified amplitude modulation. It is known from [28, 29] that the directivity characteristic of the antenna in the azimuthal plane f (Θ) can be described by the arch sine function f (Θ) = sinc [π L sin (Θ) / λ], where Θ is the angle between the direction to the far zone the observation point and the normal of the antenna, L is the linear size of the antenna, λ is the wavelength. The study of the dependence of the modulation of the reflected signals on the rotation speed of the antenna is advisable to carry out within the beam width at half power (the width of the antenna pattern). Obviously, with this approach, the maximum changes in the function f (Θ) will be observed at values of the angle Θ close to ± Θ β / 2. Figure 3 shows the main lobe of the antenna pattern and its fragment at values of Θ close to Θ β / 2. Figure 3 shows that when the variable Θ changes by Θ β / 40 (turning the antenna through the angle Θ β / 40), the value of the function f (Θ) changes by no more than 0.026, when turning through the angle Θ β / 20 it does not more than 0.05, when turning the angle Θ β / 10 - no more than 0.1. To neglect changes in a function, its modulation should not exceed a few percent (up to 5). On this basis, a requirement has been developed for the emission of one pair of HF packets during the rotation of the antenna through an angle Θ β / 20:
Вариант последовательности зондирующих сигналов при ωA=Θβ/(40Тр) представлен на фиг.4.A variant of the sequence of sounding signals at ω A = Θ β / (40T p ) is presented in Fig.4.
С антенной 7 механически связан датчик углового положения антенны 14, предназначенный для формирования сигналов, преобразуемых далее в специальный код, несущий в себе информацию об угловом положении антенны 7 в момент излучения очередной (например, второй) пары пачек СПЧ из состава тройки. Указанный код поступает в ЦВМ.A sensor for the angular position of the antenna 14 is mechanically connected to the antenna 7, which is designed to generate signals that are further converted into a special code that carries information about the angular position of the antenna 7 at the moment of emission of the next (for example, second) pair of HF packets from the triple. The specified code goes to the digital computer.
Для формирования зондирующих импульсов с перестройкой несущей частоты сигнал стабильного задающего генератора 3 смешивается в первом смесителе 4 с одним из сигналов, формируемых синтезатором частот 13. Длительность импульсов τi, их период повторения Ti и порядок смены частот определяются цифровой вычислительной машиной 12. Принцип действия цифровых вычислительных машин известен и описан в [30, с.638; 31, с.77]. Сигналы с выхода ЦВМ управляют работой импульсного модулятора 2. Импульсный модулятор формирует видеоимпульсы длительностью τi, которые управляют работой генератора высокой частоты 5. Структура и принцип работы импульсных модуляторов известны и описаны в [30, с.312].To generate probe pulses with tuning of the carrier frequency, the signal of the
Полоса пропускания выходного фильтра первого смесителя 4 (на фиг.1 не показан) выбирается в диапазоне от f0+fпр2 до f0+fпр2+NΔf. В этом случае на выходе первого смесителя 4 будет присутствовать только узкополосный сигнал на одной из частот зондирования, а кратные гармоники будут подавляться. Следует отметить, что первый, второй, третий и четвертый смесители являются известными нелинейными элементами, предназначенными для преобразования частоты, основные принципы работы которых описаны в [32, с.222].The passband of the output filter of the first mixer 4 (not shown in FIG. 1) is selected in the range from f 0 + f CR 2 to f 0 + f CR 2 + NΔf. In this case, at the output of the first mixer 4, only a narrow-band signal will be present at one of the sensing frequencies, and multiple harmonics will be suppressed. It should be noted that the first, second, third and fourth mixers are known nonlinear elements designed for frequency conversion, the basic principles of which are described in [32, p.222].
Сигнал с выхода первого смесителя 4 на частоте f0+fпр2+nΔf поступает на второй вход генератора высокой частоты 5, в качестве которого целесообразно использовать пролетный клистрон. Структура и принцип работы пролетных клистронов известны и описаны в [25, с.199]. Генератор высокой частоты 5, используя сигналы с выхода импульсного модулятора 2, формирует сверхвысокочастотные импульсные сигналы с перестройкой частоты заданной длительности τi, которые через антенный переключатель 6 передаются в антенну 7, излучающую их в пространство. Антенный переключатель 6 является известным устройством, принципы его работы описаны в [30, с.166]. Для излучения СПЧ в пространство целесообразно использовать зеркальную антенну, структура и принцип действия которой описаны в [30, с.161]. Следует отметить, что описанный процесс формирования и излучения СПЧ в пространство относится лишь к одному из азимутальных положений антенны при обзоре. Процесс формирования и излучения зондирующих сигналов по мере вращения антенны 7 по азимуту является постоянным, что обеспечивает полный обзор зоны обнаружения РЛС.The signal from the output of the first mixer 4 at a frequency f 0 + f pr2 + nΔf is fed to the second input of the high-frequency generator 5, which is advisable to use a flying klystron. The structure and principle of operation of flying klystrons are known and described in [25, p.199]. The high-frequency generator 5, using the signals from the output of the
Отразившись от цели, излученные радиосигналы с измененной структурой возвращаются к антенне 7, улавливаются ею и проходят в приемный тракт, куда также «просачиваются» и зондирующие радиосигналы. Факт попадания зондирующих радиосигналов в приемник экспериментально подтвержден в [33-36]. С выхода антенны 7 принятые сигналы через антенный переключатель 6 поступают на вход УВЧ 15, который осуществляет их первичное усиление. Структура и принципы работы усилителей высокой частоты изложены в [27, с.353].Reflecting from the target, the radiated radio signals with a changed structure return to the antenna 7, are caught by it and pass into the receiving path, where the probing radio signals also “leak out”. The fact that probing radio signals entered the receiver was experimentally confirmed in [33–36]. From the output of the antenna 7, the received signals through the antenna switch 6 are fed to the input of the UHF 15, which carries out their primary amplification. The structure and principles of operation of high-frequency amplifiers are described in [27, p.353].
В предлагаемом устройстве осуществляется двойное преобразование частоты, необходимое для исключения влияния помех по зеркальному каналу. Преобразование частоты проводится с помощью кварцевого генератора 1, четвертого смесителя 17, фильтра 9, второго смесителя 8, третьего смесителя 16. Кварцевый генератор 1 формирует непрерывные стабильные электромагнитные колебания на первой промежуточной частоте fпр1, которые поступают на третий 16 и четвертый 17 смесители. В четвертом смесителе 17 эти колебания смешиваются с колебаниями стабильного задающего генератора 3, в результате чего на его выходе формируется комбинация высокочастотных колебаний на частотах, кратных сумме и разности основной несущей частоты f0 и первой промежуточной частоты fпр1, которые поступают на фильтр 9. Полоса пропускания фильтра 9 выбирается такой, чтобы на его выходе проходил только узкополосный радиосигнал на разностной частоте, равной f0-fпр1.In the proposed device, a double frequency conversion is carried out, which is necessary to eliminate the influence of interference on the mirror channel. Frequency conversion is carried out using a
После первичного усиления отраженные радиосигналы с выхода УВЧ 15 поступают на второй вход второго смесителя 8, на первый вход которого поступает сигнал с выхода фильтра 9. Полоса пропускания выходного фильтра второго смесителя 8 (на фиг.1 не показан) выбирается в диапазоне от fпр1+fпр2 до fпр1+fпр2+NΔf.After the initial amplification, the reflected radio signals from the output of the UHF 15 are fed to the second input of the second mixer 8, the first input of which receives the signal from the output of the filter 9. The passband of the output filter of the second mixer 8 (not shown in Fig. 1) is selected in the range from f pr1 + f CR2 to f CR1 + f CR2 + NΔf.
Основное усиление принятых сигналов производится в двух широкополосных усилителях промежуточной частоты 10 и 18. Принцип действия и структура УПЧ известны и описаны в [27, с.376]. Сигналы с выхода второго смесителя 8 поступают в первый широкополосный УПЧ 10. Полоса пропускания первого широкополосного УПЧ 10 выбирается в диапазоне от fпр1+fпр2 до fпр1+fпр2+NΔf, а полоса пропускания второго широкополосного УПЧ 18 - в диапазоне от fпр2 до fпр2+NΔf. Усиленные отраженные сигналы на частоте fпр1+fпр2+nΔf с выхода первого широкополосного УПЧ 10 поступают на первый вход третьего смесителя 16 (на втором входе которого присутствуют сигналы на первой промежуточной частоте fпр1), который осуществляет перенос спектра сигналов на вторую промежуточную частоту fпр2. Для этого полоса пропускания выходного фильтра третьего смесителя 16 (на фиг.1 не показан) выбирается в диапазоне от fпр2 до fпр2+NΔf. Отраженные сигналы на частоте fпр2+nΔf с выхода третьего смесителя 16 поступают на вход второго широкополосного УПЧ 18, в котором осуществляется их усиление.The main amplification of the received signals is carried out in two broadband amplifiers of intermediate frequency 10 and 18. The principle of operation and structure of the amplifier are known and described in [27, p.376]. The signals from the output of the second mixer 8 enter the first broadband amplifier 10. The bandwidth of the first broadband amplifier 10 is selected in the range from f pr1 + f pr2 to f pr1 + f pr2 + NΔf, and the passband of the second broadband amplifier 18 is in the range from f pr2 up to f pr2 + NΔf. The amplified reflected signals at a frequency f pr1 + f pr2 + nΔf from the output of the first broadband amplifier 10 are fed to the first input of the third mixer 16 (at the second input of which there are signals at the first intermediate frequency f pr1 ), which transfers the signal spectrum to the second intermediate frequency f pr2 . For this, the passband of the output filter of the third mixer 16 (not shown in FIG. 1) is selected in the range from f CR2 to f CR2 + NΔf. The reflected signals at a frequency f pr2 + nΔf from the output of the third mixer 16 are fed to the input of the second broadband amplifier 18, in which they are amplified.
Выход второго широкополосного УПЧ 18 соединяют одновременно со входом каждого фильтра n-й частоты 19 соответствующего n-го частотного канала, с помощью которых производится распределение сигналов по частотным каналам. Число каналов равно числу частот N. Полоса пропускания фильтра n-й частоты 19 выбирается в диапазоне fпр2+nΔf±Δf/2. В n-м частотном канале фильтр 19 настроен на свою n-ю частоту. То есть фильтр 19 пропускает в свой n-й канал сигналы только соответствующей номеру канала частоты. При этом для правильной расфильтровки сигналов необходимо выполнение условия τi>1/(2Δf). Предполагается, что фильтры 19 и фильтр 9 представляют собой полосовые фильтры, структура и принцип действия которых описаны в [37, с.202].The output of the second broadband amplifier 18 is connected simultaneously with the input of each filter of the nth frequency 19 of the corresponding n-th frequency channel, with which the signals are distributed over the frequency channels. The number of channels is equal to the number of frequencies N. The passband of the filter of the nth frequency 19 is selected in the range f pr2 + nΔf ± Δf / 2. In the nth frequency channel, filter 19 is tuned to its nth frequency. That is, the filter 19 passes signals into its nth channel only to the frequency channel number. Moreover, for the correct filtering of the signals, it is necessary to fulfill the condition τ i > 1 / (2Δf). It is assumed that the filters 19 and the filter 9 are band-pass filters, the structure and principle of operation of which are described in [37, p.202].
В интересах проведения дальнейшей обработки принятые сигналы с выходов фильтра n-й частоты 19 поступают на вход квадратурного фазового детектора 20 соответствующего n-го канала, где они разделяются на квадратурные составляющие (синусную Im и косинусную Re). Принципы квадратурной обработки принятых сигналов с помощью квадратурного фазового детектора 20 известны и описаны в [38-40]. Для проведения квадратурной обработки на квадратурный фазовый детектор 20 каждого n-го частотного канала подаются опорные колебания на частоте fпр2+nΔf, постоянно генерируемые синтезатором частот 13 для формирования зондирующих сигналов (ЗС).In the interest of further processing, the received signals from the outputs of the filter of the nth frequency 19 are fed to the input of the
В каждом частотном канале полученные с помощью квадратурного ФД 20 квадратурные составляющие принятых сигналов Re и Im поступают в АЦП 21, где они преобразовываются в цифровую форму. Аналого-цифровой преобразователь 21 является известным устройством, основные принципы работы которого описаны в [41, с.291; 42, с.11]. Частота дискретизации АЦП 21 выбирается по теореме Котельникова, согласно которой для однозначного восприятия функции дискретными значениями частота дискретизации Fд должна выбираться как минимум в два раза больше частоты дискретизируемой функции (аналогового сигнала на выходе УПЧ). Например, максимальная частота входного сигнала АЦП 21 при fпр2=30 МГц и ΔF=150 МГц составляет 180 МГц. Следовательно, при указанных параметрах сигналов частоту дискретизации Fд следует выбирать не менее 360 МГц (Fд≥360 МГц).In each frequency channel, the quadrature components of the received signals Re and Im obtained using
На выходе АЦП 21 n-х частотных каналов формируются отсчеты соответствующих квадратурных составляющих (синусной и косинусной) отраженного сигнала на частоте fпр2+nΔf, которые в комплексном виде (в виде комплексного числа) поступают на соответствующие n-е входы ЦВМ 12, где проводится их многоканальная цифровая обработка согласно способу [1]. Она включает в себя: согласованную фильтрацию принятых сигналов, формирование частотных характеристик (ЧХ) в каждом дальностном канале, компенсацию радиального движения пассивной помехи (перефазирование ЧХ), формирование разностных частотных характеристик, компенсацию радиального движения ВЦ (перефазирование разностных ЧХ), построение дальностных портретов ВЦ, получение трех оценок радиальной скорости ВЦ и сравнение их между собой, на основании чего принимается решение о наличии ВЦ в обрабатываемом дальностном канале на выбранном азимуте. Следует отметить, что описанный процесс приема и обработки отраженных сигналов относится лишь к одному из азимутальных положений антенны при обзоре. Данный процесс по мере вращения антенны 7 по азимуту является непрерывным, что обеспечивает полный обзор зоны обнаружения радиолокационной станции.At the ADC output of 21 n-frequency channels, samples of the corresponding quadrature components (sine and cosine) of the reflected signal at a frequency f pr2 + nΔf are generated, which in a complex form (as a complex number) are fed to the corresponding n-th inputs of
Для проведения согласованной фильтрации отраженных сигналов n-й частоты в оперативном запоминающем устройстве ЦВМ 12 производится «запоминание» просочившегося в приемный тракт зондирующего сигнала n-й частоты. Факт попадания зондирующих сигналов в приемный тракт экспериментально подтвержден в [33-36]. Запись информации о зондирующем импульсе n-й частоты начинается в момент подачи сигнала на его излучение, который поступает с выхода ЦВМ 12 на вход синтезатора частот 13. «Просочившийся» в приемный тракт из-за неидеальности антенного переключателя 6 зондирующий сигнал оцифровывается, преобразуется в комплексную форму и запоминается в комплексно-сопряженном виде. Это необходимо для проведения цифровой согласованной фильтрации по методике, изложенной в [34-36]. Отклик цифрового согласованного фильтра вычисляется в виде свертки (суммы произведений со сдвигом) дискретных значений принятых сигналов и комплексно-сопряженного ЗС в опорные моменты времени td каждого дальностного канала, на интервале, равном длительности пачки Tp.To carry out a coordinated filtering of the reflected signals of the nth frequency in the random access memory of the
Затем в оперативном запоминающем устройстве ЦВМ 12 осуществляется селекция по дальности путем разделения откликов согласованных фильтров на дальностные каналы протяженностью сτi/2, где с - скорость распространения электромагнитных волн. В каждом d-м дальностном канале обрабатываемого азимутального канала формируется вектор G1d (ЧХ) из N элементов, при этом в n-й элемент этого вектора записывается комплексное значение отклика согласованного приемника на n-й частоте в точке опорной дальности d-го канала дальности td (или n-й член ЧХ). В результате в оперативном запоминающем устройстве ЦВМ 12 будет сформировано D частотных характеристик. Данная операция поясняется фиг.5. Она аналогична операции создания двумерной матрицы из D*N элементов.Then, in the random access memory of
Частотные характеристики, полученные в каждом d-м канале дальности в результате обработки первой пачки СПЧ (векторы G1d), сохраняются в оперативном запоминающем устройстве ЦВМ 12 для их последующего вычитания из перефазированных частотных характеристик, полученных в результате обработки второй пачки СПЧ. Для осуществления перефазирования каждый элемент векторов G2d умножается на комплексный фазовый множитель
В результате в каждом дальностном канале обрабатываемого азимутального канала будет сформирована двумерная матрица G2d данных из V1=(2VrПП max/ΔVrПП+1) строк и N столбцов. Далее производится вычитание n-х элементов вектора G1d из строк матрицы G2d, в результате которого в каждом дальностном канале будет сформирована двумерная матрица Sd данных, состоящая из V1 строк и N столбцов. Перечисленные операции схематично поясняются фиг.6.As a result, a two-dimensional matrix G2 d of data from V1 = (2V rPP max / ΔV rPP +1) rows and N columns will be generated in each range channel of the processed azimuth channel. Next, the n-th elements of the vector G1 d are subtracted from the rows of the matrix G2 d , as a result of which a two-dimensional data matrix S d consisting of V1 rows and N columns will be generated in each range channel. The above operations are schematically explained in Fig.6.
Следующим этапом цифровой обработки принятых сигналов в ЦВМ 12 является перефазирование разностных ЧХ в каждом дальностном канале обрабатываемого азимутального канала путем умножения каждого n-го элемента разностной ЧХ на фазовый множитель
Затем в каждом дальностном канале обрабатываемого азимутального канала путем проведения обратного быстрого преобразования Фурье с комплексными векторами данных каждой строки трехмерной матрицы Wd формируется трехмерная матрица W1d, равная по размерам матрице Wd. После этого в матрице W1d находится максимальное значение модуля комплексного сигнала, и комплексные величины всех элементов этой матрицы делятся на найденное значение (нормирование элементов матрицы W1d). После этого рассчитывается величина энтропии данных Н для каждой строки матрицы W1d. В результате в каждом дальностном канале формируется двумерная матрица Hd из V1*V2 элементов. Указанные операции поясняются фиг.7. Первые индексы элементов матриц, показанных на фиг.7, обозначают номер частоты, вторые - подбираемое значение радиальной скорости ПП, третьи - подбираемое значение радиальной скорости цели.Then, in each range channel of the azimuth channel being processed, by performing the inverse fast Fourier transform with complex data vectors of each row of the three-dimensional matrix W d , a three-dimensional matrix W1 d is formed , which is equal in size to the matrix W d . After that, the maximum value of the modulus of the complex signal is found in the matrix W1 d , and the complex values of all elements of this matrix are divided by the found value (normalization of the elements of the matrix W1 d ). After that, the entropy value of the data H is calculated for each row of the matrix W1 d . As a result, a two-dimensional matrix H d of V1 * V2 elements is formed in each range channel. These operations are illustrated in Fig.7. The first indices of the matrix elements shown in Fig. 7 indicate the frequency number, the second - the selected value of the radial velocity of the PP, the third - the selected value of the radial velocity of the target.
На конечном этапе в каждом дальностном канале обрабатываемого азимутального канала находится номер столбцов
Полученные в каждом дальностном канале обрабатываемого азимутального канала оценки радиальной скорости
На этом обработка первой пары пачек СПЧ прекращается. Для исключения ложной тревоги и принятия правильного решения о наличии цели в обрабатываемом дальностном канале необходимо излучение и обработка как минимум еще двух пар пачек СПЧ с другими законами изменения частоты. Для этого описанный выше процесс излучения и обработки сигналов повторяется дважды. Обработка каждой пары пачек СПЧ по описанному выше алгоритму позволяет получить еще две оценки радиальной скорости цели
где ΔV - порог, определяемый точностью оценки (измерения) скорости, принимается решение о наличии в d-м дальностном канале цели, движущейся с радиальной скоростью
Решение о принадлежности цели b-му азимутальному каналу вырабатывается ЦВМ 12 на основании сигнала, формируемого датчиком углового положения антенны 14 и несущего в себе информацию о положении нормали антенны 7 в момент излучения второй пары обрабатываемых пачек СПЧ из состава тройки.The decision on whether the target belongs to the b-th azimuth channel is generated by the
Результаты обработки с первого выхода ЦВМ 12 поступают на вход индикатора 11. В качестве индикатора 11 целесообразно использовать индикатор кругового обзора, являющийся известным устройством визуального отображения информации, основные принципы устройства и работы которого описаны в [30, с.397; 42, с.264]. Результаты обработки сигналов отображаются в виде информации об азимуте, дальности и скорости цели на индикаторе 11.The processing results from the first output of the
Предложенное новое построение схемы устройства селекции движущихся целей обладает преимуществом по сравнению с устройством-прототипом, что выражается в придании помехоустойчивому режиму зондирования с перестройкой несущей частоты способности селектировать движущиеся на фоне пассивных помех ВЦ и измерять их радиальные скорости. Новая структура устройства позволяет реализовать многоканальную обработку отраженных ВЦ сигналов, которая обеспечивает эффективную селекцию движущихся целей в локаторе обзора воздушного пространства при перестройке несущей частоты радиолокационной станции от импульса к импульсу.The proposed new construction of a moving target selection device circuit has an advantage over the prototype device, which is expressed in giving the noise-free sounding mode with tuning of the carrier frequency the ability to select moving CCs against the background of passive interference and measure their radial velocities. The new device structure allows for multi-channel processing of reflected HF signals, which provides effective selection of moving targets in the airspace survey locator when tuning the carrier frequency of the radar station from pulse to pulse.
Предложенное устройство рекомендуется к использованию в перспективных РЛС кругового или секторного обзора службы организации воздушного движения, а также в посадочных РЛС аэродромов.The proposed device is recommended for use in promising radars of a circular or sector review of the air traffic control service, as well as in landing radars of aerodromes.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2419107. Способ селекции движущихся целей в режиме перестройки частоты от импульса к импульсу. Митрофанов Д.Г., Майоров Д.А. и др. G01S 13/52. Опубл. 20.05.2011.1. RF patent No. 2419107. A method for selecting moving targets in the frequency tuning mode from pulse to pulse. Mitrofanov D.G., Mayorov D.A. et al. G01S 13/52. Publ. 05/20/2011.
2. Майоров Д.А., Савостьянов В.Ю., Митрофанов Д.Г. Применение зондирующих сигналов с перестройкой частоты для оценивания радиальной скорости воздушных объектов методом минимума энтропии // Электромагнитные волны и электронные системы. 2007. №9. С.54-60.2. Mayorov D.A., Savostyanov V.Yu., Mitrofanov D.G. The use of sounding signals with frequency tuning for estimating the radial speed of airborne objects by the method of entropy minimum // Electromagnetic waves and electronic systems. 2007. No9. S.54-60.
3. Майоров Д.А., Савостьянов В.Ю., Митрофанов Д.Г. Измерение радиальной скорости воздушных объектов в режиме перестройки частоты // Измерительная техника. 2008. №2. С.43-47.3. Mayorov D.A., Savostyanov V.Yu., Mitrofanov D.G. Measurement of the radial speed of airborne objects in the frequency tuning mode // Measuring technique. 2008. No2. S.43-47.
4. Савостьянов В.Ю., Митрофанов Д.Г., Мельник Н.Г., Майоров Д.А. Оценка радиальной скорости объекта при перестройке несущей частоты // Радиопромышленность. 2009. №1. С.57-71.4. Savostyanov V.Yu., Mitrofanov D.G., Melnik N.G., Mayorov D.A. Estimation of the radial speed of an object during the tuning of the carrier frequency // Radio industry. 2009. No1. S.57-71.
5. Радиоэлектронные системы. Справочник. Основы построения и теория / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника, 2007. 510 с.5. Radio-electronic systems. Directory. Fundamentals of construction and theory / Ed. POISON. Shirman. M .: Radio engineering, 2007.510 s.
6. Патент РФ №2152626. РЛС с инверсным синтезированием апертуры и многочастотным зондирующим сигналом. Митрофанов Д.Г., Силаев Н.В. G01S 13/90. Опубл. 10.07.2000.6. RF patent No. 2152626. Radar with inverse aperture synthesis and multi-frequency probing signal. Mitrofanov D.G., Silaev N.V. G01S 13/90. Publ. 07/10/2000.
7. Митрофанов Д.Г. Метод построения радиолокационных изображений аэродинамических летательных аппаратов // Полет, 2006. №11. С.52-60.7. Mitrofanov D.G. The method of constructing radar images of aerodynamic aircraft // Flight, 2006. No. 11. S.52-60.
8. Сафонов А.В., Митрофанов Д.Г. Применение нейросетевой технологии для распознавания целей по радиолокационным изображениям // Нейрокомпьютеры: разработка и применение, 2006. №3. С.60-68.8. Safonov A.V., Mitrofanov D.G. The use of neural network technology for target recognition by radar images // Neurocomputers: development and application, 2006. No. 3. S.60-68.
9. Митрофанов Д.Г. Построение двумерного изображения объекта с использованием многочастотного зондирующего сигнала // Измерительная техника, 2001. №2. С.57-62.9. Mitrofanov D.G. Building a two-dimensional image of an object using a multi-frequency sounding signal // Measuring equipment, 2001. No. 2. S.57-62.
10. Митрофанов Д.Г., Силаев Н.В. Способ построения изображений воздушных целей с использованием многочастотного сигнала // Оборонная техника, 2000. №3-4. С.32-36.10. Mitrofanov D.G., Silaev N.V. A method of constructing images of air targets using a multi-frequency signal // Defense technology, 2000. No. 3-4. S.32-36.
11. Митрофанов Д.Г., Силаев Н.В. Использование многочастотного узкополосного зондирующего сигнала для построения двумерного радиолокационного изображения объекта. Киев: Радиоэлектроника. Известия вузов, 2000. Т.43. №12. С.39-46.11. Mitrofanov D.G., Silaev N.V. Using a multi-frequency narrow-band probe signal to construct a two-dimensional radar image of an object. Kiev: Radioelectronics. University News, 2000. V.43. No. 12. S.39-46.
12. Митрофанов Д.Г. Комплексный адаптивный метод построения радиолокационных изображений в системах управления двойного назначения // Теория и системы управления. Известия РАН, 2006. №1. С.101-118.12. Mitrofanov D.G. A complex adaptive method for constructing radar images in dual-purpose control systems // Theory and Control Systems. Proceedings of the Russian Academy of Sciences, 2006. No. 1. S.101-118.
13. Патент РФ №2099743. МПК G01S 13/89. Способ построения двумерного радиолокационного изображения прямолинейно летящей цели при многочастотном узкополосном зондировании. Митрофанов Д.Г. Опубл. 20.12.97.13. RF patent No. 2099743. IPC G01S 13/89. A method of constructing a two-dimensional radar image of a rectilinearly flying target with multi-frequency narrow-band sounding. Mitrofanov D.G. Publ. 12/20/97.
14. Митрофанов Д.Г. Модернизированный адаптивный метод формирования радиолокационных изображений воздушных целей для сигналов со ступенчатой перестройкой несущей частоты. Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2012. №71. С.102-108.14. Mitrofanov D.G. A modernized adaptive method of forming radar images of air targets for signals with stepwise tuning of the carrier frequency. Proceedings of the Russian Academy of Missile and Artillery Sciences. 2012. No. 71. S.102-108.
15. Патент РФ №2439611. Митрофанов Д.Г. Радиолокационная станция с поимпульсной перестройкой несущей частоты, нейросетевым распознаванием объектов и инверсным синтезированием апертуры антенны. Опубл. 09.03.2011.15. RF patent No. 2439611. Mitrofanov D.G. A radar station with pulse-wise tuning of the carrier frequency, neural network recognition of objects and inverse synthesis of the antenna aperture. Publ. 03/09/2011.
16. Патент РФ №2412451. Радиолокационная станция с перестройкой частоты, инверсным синтезированием апертуры и двухуровневым нейросетевым распознаванием объектов по совокупности признаков. Перехожев В.А., Новиков А.В., Митрофанов Д.Г., Васильченко О.В., Гаврилов А.Д., Сафонов А.В., Волошко П.В., Фахрутдинов Т.М. Опубл. 21.07.2009.16. RF patent No. 2412451. A radar station with frequency tuning, inverse aperture synthesis and two-level neural network recognition of objects by a set of features. Perekhozhev V.A., Novikov A.V., Mitrofanov D.G., Vasilchenko O.V., Gavrilov A.D., Safonov A.V., Voloshko P.V., Fakhrutdinov T.M. Publ. 07/21/2009.
17. Патент РФ №2280263. Способ селекции ложных воздушных целей. Прохоркин А.Г., Митрофанов Д.Г., Оверченко А.Г., Маркевич А.А., Романенко А.В., Абраменков А.В. Опубл. 20.07.2006.17. RF patent No. 2280263. The method of selection of false air targets. Prokhorkin A.G., Mitrofanov D.G., Overchenko A.G., Markevich A.A., Romanenko A.V., Abramenkov A.V. Publ. 07/20/2006.
18. Патент РФ №2389039. Способ измерения радиальной скорости воздушной цели в режиме перестройки несущей частоты от импульса к импульсу по случайному закону при пониженном отношении сигнал-шум. Митрофанов Д.Г., Силаев Н.В., Майоров Д.А., Тулузаков В.Г., Немцов А.В. Опубл. 10.12.2008.18. RF patent No. 2389039. A method of measuring the radial speed of an air target in the mode of tuning the carrier frequency from pulse to pulse according to a random law with a reduced signal-to-noise ratio. Mitrofanov D.G., Silaev N.V., Mayorov D.A., Tuluzakov V.G., Nemtsov A.V. Publ. 12/10/2008.
19. Патент на полезную модель №91185. Устройство двухуровневого нейросетевого распознавания воздушных объектов по совокупности признаков. Перехожев В.А., Митрофанов Д.Г., Сафонов А.В. Опубл. 2.07.2009.19. Patent for utility model No. 91185. A device for a two-level neural network recognition of airborne objects by a set of features. Perekhozhev V.A., Mitrofanov D.G., Safonov A.V. Publ. 2.07.2009.
20. Патент на полезную модель №77980. Радиолокационная станция с инверсным синтезированием апертуры и двухуровневым нейросетевым распознаванием целей. Сафонов А.В., Митрофанов Д.Г., Гаврилов А.Д., Бортовик В.В., Прохоркин А.Г., Майоров Д.А., Перехожев В.А., Дерябин Ю.А. Опубл. 01.07.2008.20. Patent for utility model No. 77980. Radar with inverse aperture synthesis and two-level neural network target recognition. Safonov A.V., Mitrofanov D.G., Gavrilov A.D., Bortovik V.V., Prokhorkin A.G., Mayorov D.A., Perekhozhev V.A., Deryabin Yu.A. Publ. 07/01/2008.
21. Митрофанов Д.Г., Сафонов А.В., Прохоркин А.Г. Моделирование задачи распознавания целей по их радиолокационным изображениям нейросетевым способом // Радиотехника. 2007. №2. С.3-9.21. Mitrofanov D.G., Safonov A.V., Prokhorkin A.G. Modeling the task of recognizing targets by their radar images in a neural network way // Radio Engineering. 2007. No2. C.3-9.
22. Патент РФ №2234110. Способ построения двумерного радиолокационного изображения воздушной цели. Митрофанов Д.Г., Бортовик В.В., Сафонов А.В., Николаев А.В., Зотов М.Ю., Митрофанов А.Д., Прохоркин А.Г. Опубл. 10.08.2004.22. Patent of the Russian Federation No. 2234110. A method of constructing a two-dimensional radar image of an air target. Mitrofanov D.G., Bortovik V.V., Safonov A.V., Nikolaev A.V., Zotov M.Yu., Mitrofanov A.D., Prokhorkin A.G. Publ. 08/10/2004.
23. Григорин-Рябов В.В. Радиолокационные устройства. М.: Сов. радио, 1970. 680 с. (с.348 - аналог, с.367 - прототип).23. Grigorin-Ryabov V.V. Radar devices. M .: Sov. Radio, 1970.680 s. (p.348 - analog, p.367 - prototype).
24. Григорян Д.С., Майоров Д.А., Митрофанов Д.Г. Способ селекции движущихся целей при использовании сигналов с перестройкой частоты // Вопросы радиоэлектроники. 2009. Т.2. №1. С.112-119.24. Grigoryan D.S., Mayorov D.A., Mitrofanov D.G. A method for selecting moving targets when using signals with frequency tuning // Questions of radio electronics. 2009.V.2. No. 1. S.112-119.
25. Окунь Е.Л. Радиопередающие устройства. М.: Сов. радио, 1973. 400 с.25. Perch E.L. Radio transmitting devices. M .: Sov. Radio, 1973. 400 p.
26. Белов Л.А. Синтезаторы частот и сигналов. М.: Сайнс-Пресс, 2002. 80 с.26. Belov L.A. Synthesizers of frequencies and signals. M.: Saynes-Press, 2002. 80 p.
27. Радиопередающие устройства: учебник для вузов / Под ред. Шахгильдяна В.В. М.: Радио и связь, 2003. 560 с.27. Radio transmitting devices: a textbook for high schools / Ed. Shahgildyan V.V. M .: Radio and communications, 2003.560 s.
28. Антенны УКВ / Под ред Г.З. Айзенберга. М.: Связь, 1977. 384 с.28. Antennas for VHF / Ed. G.Z. Eisenberg. M.: Communication, 1977.384 s.
29. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. М.: Связь, 1977. 440 с.29. Fradin A.Z. Antenna feeder devices. M .: Communication, 1977.440 s.
30. Справочник по основам радиолокационной техники / Под ред. В.В. Дружинина. М.: Воениздат, 1967. 768 с.30. Guide to the basics of radar technology / Ed. V.V. Druzhinina. M .: Military Publishing, 1967.768 p.
31. Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. М.: Радио и связь, 1984. 152 с.31. Nebabin V.G., Sergeev V.V. Methods and techniques of radar recognition. M .: Radio and communications, 1984. 152 p.
32. Радиоприемные устройства / Под ред. Сифорова В.И. М.: Сов. радио, 1974. 560 с.32. Radio receivers / Ed. Siforova V.I. M .: Sov. Radio, 1974. 560 p.
33. Крючков И.В., Нефедов С.И., Ротов М.К. Возможности регистрации и обработки длительных когерентных сигналов на базе высокоскоростных АЦП и сигнальных процессоров // Сб. докладов Всероссийской научно-технической конференции «Информационно-телекоммуникационные технологии». М.: МЭИ, 2004.33. Kryuchkov I.V., Nefedov S.I., Rotov M.K. Possibilities for recording and processing long-term coherent signals based on high-speed ADCs and signal processors // Sat. reports of the All-Russian scientific and technical conference "Information and telecommunication technologies." M .: MPEI, 2004.
34. Митрофанов Д.Г., Прохоркин А.Г., Нефедов С.И. Измерение поперечных размеров летательных аппаратов по частотной протяженности доплеровского портрета // Радиотехника, 2008. №1. С.84-90.34. Mitrofanov D.G., Prokhorkin A.G., Nefedov S.I. Measurement of the transverse dimensions of aircraft by the frequency extent of the Doppler portrait // Radio Engineering, 2008. No. 1. S.84-90.
35. Митрофанов Д.Г. Экспериментальные исследования параметров траекторных нестабильностей полета воздушных объектов. Воронеж: НПФ «САКВОЕЕ» ООО. Сборник докладов XV международной конференции «RLNC-2009», 2009. С.1536-1547.35. Mitrofanov D.G. Experimental studies of the parameters of trajectory instabilities of flight of air objects. Voronezh: NPF SAKVOEE LLC. Collection of reports of the XV international conference "RLNC-2009", 2009. S.1536-1547.
36. Митрофанов Д.Г. Исследование отражательных характеристик воздушных объектов в условиях проявления траекторных нестабильностей // Известия института инженерной физики, 2009. №3. С.37-46.36. Mitrofanov D.G. The study of the reflective characteristics of air objects in the conditions of manifestation of trajectory instabilities // Bulletin of the Institute of Engineering Physics, 2009. No. 3. S.37-46.
37. Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Компьютеризированный курс. М.: Форум Инфра-М, 2005. 432 с.37. Kaganov V.I. Radio circuits and signals. Computerized course. M .: Forum Infra-M, 2005.432 p.
38. Патент на полезную модель №9556. МПК H03C 3/38. Квадратурный фазовый детектор. Афанасьев В.В., Дедов А.И. Опубл. 16.03.1999. http://bankpatentov.ru/node/394433.38. Patent for utility model No. 956.
39. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. М.: Радио и связь, 1987.39. Shilo V.L. Popular digital circuits. M .: Radio and communications, 1987.
40. А.с. СССР №470907. Импульсный фазовый детектор. Опубл. 15.05.75.40. A.S. USSR No. 470907. Pulse phase detector. Publ. 05/15/75.
41. Охрименко А.Е. Основы радиолокации и радиоэлектронная борьба. Ч.1. Основы радиолокации. М.: Воениздат, 1983. 587 с.41. Okhrimenko A.E. Basics of radar and electronic warfare.
42. Плекин В.Я. Цифровые устройства селекции движущихся целей. М.: Сайнс-Пресс, 2003. 80 с.42. Plekin V.Ya. Digital devices for moving targets. M.: Saynes-Press, 2003. 80 p.
Claims (1)
отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно включают цифровую вычислительную машину, синтезатор частот, датчик углового положения антенны, усилитель высокой частоты, третий и четвертый смесители, второй широкополосный усилитель промежуточной частоты, а также N частотных каналов, где N - количество используемых в устройстве частот перестройки, каждый из которых содержит фильтр n-й частоты fn, квадратурный фазовый детектор и аналого-цифровой преобразователь, причем первый выход цифровой вычислительной машины соединяют со входом индикатора, второй выход цифровой вычислительной машины соединяют со входом импульсного модулятора, третий выход цифровой вычислительной машины соединяют со входом синтезатора частот, каждый n-й выход которого соединяют с первым входом квадратурного фазового детектора соответствующего n-го частотного канала, a (N+1)-й выход соединяют со вторым входом первого смесителя, выход которого соединяют со вторым входом генератора высокой частоты, выход антенного переключателя соединяют со входом усилителя высокой частоты, выход которого соединяют со вторым входом второго смесителя, вход фильтра связывают с выходом четвертого смесителя, первый вход которого соединяют с выходом стабильного задающего генератора, выход кварцевого генератора соединяют со вторым входом четвертого смесителя и со вторым входом третьего смесителя, первый вход которого соединяют с выходом первого широкополосного усилителя промежуточной частоты, а выход соединяют со входом второго широкополосного усилителя промежуточной частоты, выход которого соединяют одновременно со входом каждого фильтра n-й частоты соответствующего n-го частотного канала, в каждом n-м частотном канале выход фильтра n-й частоты соединяют со вторым входом квадратурного фазового детектора, первый и второй выходы которого подключают к соответствующим первому и второму входам аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя каждого n-го частотного канала подключают к соответствующему n-му входу цифровой вычислительной машины, (N-1)-й вход которой соединяют с выходом датчика углового положения антенны, механический вход которого механически связывают с механическим выходом антенны. A device for moving targets for pulse-to-frequency tuning, including a crystal oscillator, pulse modulator, stable master oscillator, first mixer, high-frequency generator, antenna switch, antenna, second mixer, filter, first intermediate-frequency broadband amplifier, indicator, wherein the output of the stable master oscillator is connected to the first input of the first mixer, the output of the pulse modulator is connected to the first input of the high-frequency generator, the output of which oedinen to the input of the antenna switch, whose input-output connected to the input-output of the antenna filter output is connected to a first input of a second mixer whose output is connected to the input of a first broadband intermediate frequency amplifier,
characterized in that the device also includes a digital computer, a frequency synthesizer, an antenna angle sensor, a high-frequency amplifier, a third and fourth mixer, a second intermediate-frequency broadband amplifier, and N frequency channels, where N is the number of frequencies used in the device tunings, each of which contains a filter of the nth frequency f n , a quadrature phase detector and an analog-to-digital converter, the first output of a digital computer connected to the input ohm of the indicator, the second output of the digital computer is connected to the input of the pulse modulator, the third output of the digital computer is connected to the input of the frequency synthesizer, each n-th output of which is connected to the first input of the quadrature phase detector of the corresponding n-th frequency channel, a (N + 1 ) -th output is connected to the second input of the first mixer, the output of which is connected to the second input of the high-frequency generator, the output of the antenna switch is connected to the input of the high-frequency amplifier, the output of which is connected they are removed from the second input of the second mixer, the input of the filter is connected to the output of the fourth mixer, the first input of which is connected to the output of the stable master oscillator, the output of the quartz generator is connected to the second input of the fourth mixer and to the second input of the third mixer, the first input of which is connected to the output of the first broadband amplifier intermediate frequency, and the output is connected to the input of the second broadband amplifier of the intermediate frequency, the output of which is connected simultaneously with the input of each filter of the nth the frequency of the corresponding nth frequency channel, in each nth frequency channel the output of the filter of the nth frequency is connected to the second input of the quadrature phase detector, the first and second outputs of which are connected to the corresponding first and second inputs of the analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital the converter of each n-th frequency channel is connected to the corresponding n-th input of a digital computer, the (N-1) -th input of which is connected to the output of the antenna angle sensor, the mechanical input of which is mechanically ki associated with the mechanical output of the antenna.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100445/07A RU2541504C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100445/07A RU2541504C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2541504C1 true RU2541504C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53288678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014100445/07A RU2541504C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541504C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2628526C1 (en) * | 2016-12-16 | 2017-08-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Radar location method with carrier frequency tuning from pulse to pulse |
RU2701721C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-10-01 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for direct identification of aerial targets |
RU2708078C1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-12-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Direct air target identification method |
RU2755518C1 (en) * | 2021-03-23 | 2021-09-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Radar station |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2234719C2 (en) * | 2002-09-16 | 2004-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ульяновский механический завод" | Radar system for retuning carrier frequency from pulse to pulse in mode of moving target selection |
RU2360265C1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) | Method of radar detection of mobile targets with phase selection on range and device to this end |
US7903024B2 (en) * | 2007-10-25 | 2011-03-08 | Lockheed Martin Corporation | Adaptive moving target indicator (MTI) clutter rejection filter for radar systems |
RU2419107C1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-05-20 | ОАО "Научно-производственное объединение "ЛЭМЗ" | Method of selecting moving targets in pulse-wise carrier frequency tuning |
US20110309972A1 (en) * | 2008-09-05 | 2011-12-22 | Raytheon Company | Adaptive sidelobe blanking for motion compensation |
EP2631673A1 (en) * | 2012-02-27 | 2013-08-28 | Fujitsu Limited | Moving object tracking apparatus, moving object tracking method, and program |
-
2014
- 2014-01-09 RU RU2014100445/07A patent/RU2541504C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2234719C2 (en) * | 2002-09-16 | 2004-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ульяновский механический завод" | Radar system for retuning carrier frequency from pulse to pulse in mode of moving target selection |
US7903024B2 (en) * | 2007-10-25 | 2011-03-08 | Lockheed Martin Corporation | Adaptive moving target indicator (MTI) clutter rejection filter for radar systems |
RU2360265C1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) | Method of radar detection of mobile targets with phase selection on range and device to this end |
US20110309972A1 (en) * | 2008-09-05 | 2011-12-22 | Raytheon Company | Adaptive sidelobe blanking for motion compensation |
RU2419107C1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-05-20 | ОАО "Научно-производственное объединение "ЛЭМЗ" | Method of selecting moving targets in pulse-wise carrier frequency tuning |
EP2631673A1 (en) * | 2012-02-27 | 2013-08-28 | Fujitsu Limited | Moving object tracking apparatus, moving object tracking method, and program |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГРИГОРИН-РЯБОВ В.В. Радиолокационные устройства. Москва, Советское радио, 1970, с. 367. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2628526C1 (en) * | 2016-12-16 | 2017-08-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Radar location method with carrier frequency tuning from pulse to pulse |
RU2701721C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-10-01 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for direct identification of aerial targets |
RU2708078C1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-12-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Direct air target identification method |
RU2755518C1 (en) * | 2021-03-23 | 2021-09-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Radar station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Malanowski et al. | Analysis of detection range of FM‐based passive radar | |
EP2697666B1 (en) | Method and system for target detection | |
US20190346533A1 (en) | Method and System for Determining an Unambiguous Angle of Arrival Using Interferometry | |
RU2541504C1 (en) | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode | |
US11002819B2 (en) | Angular resolution of targets using separate radar receivers | |
Matuszewski | The analysis of modern radar signals parameters in electronic intelligence system | |
RU2553272C1 (en) | Method of measuring range and radial velocity in radar station with probing composite pseudorandom chirp pulse | |
Matuszewski | The radar signature in recognition system database | |
Chen et al. | Synthetic impulse and aperture radar (SIAR): a novel multi-frequency MIMO radar | |
RU2315332C1 (en) | Radiolocation station | |
Tian et al. | Coherent integration method of high-speed target for frequency agile radar | |
Barott et al. | Experimental time-modulated beamformer for interference mitigation in a radio spectrometer | |
RU2439611C1 (en) | Radar station with pulse-by-pulse carrier frequency tuning, neural network recognition of objects and inverse antenna aperture synthesis | |
RU2419107C1 (en) | Method of selecting moving targets in pulse-wise carrier frequency tuning | |
RU2724116C1 (en) | Method for operation of a pulse-doppler onboard radar station of a fighter, when the main lobe of antenna pattern is exposed with drfm-type interference | |
Borowiec et al. | Accelerating rocket detection using passive bistatic radar | |
Smith et al. | Extended time processing for passive bistatic radar | |
Matuszewski | The specific radar signature in electronic recognition system | |
Lu et al. | Robust direction of arrival estimation approach for unmanned aerial vehicles at low signal‐to‐noise ratios | |
Fabrizio | High frequency over-the-horizon radar | |
Maasdorp | Doppler-only target tracking for a multistatic radar exploiting FM band illuminators of opportunity | |
RU2267137C1 (en) | Monopulse radar station | |
RU77980U1 (en) | RADAR STATION WITH INVERSE APERTURE SYNTHESIS AND TWO LEVEL NEURAL NETWORK RECOGNITION | |
Pardhu et al. | Design of matched filter for radar applications | |
RU2358288C1 (en) | Multifrequency radar station with inverse aperture synthesising and two-level target identification |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200110 |