RU2632477C1 - Monopulse radar location station with automatic calibration - Google Patents
Monopulse radar location station with automatic calibration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2632477C1 RU2632477C1 RU2016120481A RU2016120481A RU2632477C1 RU 2632477 C1 RU2632477 C1 RU 2632477C1 RU 2016120481 A RU2016120481 A RU 2016120481A RU 2016120481 A RU2016120481 A RU 2016120481A RU 2632477 C1 RU2632477 C1 RU 2632477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- monopulse
- monopulse radar
- automatic calibration
- channels
- power distribution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
- G01S13/4454—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing phase comparisons monopulse, i.e. comparing the echo signals received by an interferometric antenna arrangement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано в моноимпульсных радиолокационных станциях (РЛС).The invention relates to the field of radar technology and can be used in monopulse radar stations (radar).
Известен моноимпульсный радиолокатор, содержащий генератор внешнего контрольного сигнала в виде вынесенного контрольного ответчика, узла автоматической подстройки фазы (АПФ), компенсирующего с помощью управляемых фазовращателей фазовую ошибку в сквозных трактах высокой и промежуточной частоты, которая обнаруживается путем сравнения измеренного угла контрольного датчика с его известным истинным значением (Патент РФ №2183329, МПК G01S 13/44, 7/40; H01Q 3/00, 2000).A monopulse radar is known that contains an external control signal generator in the form of a remote control transponder, an automatic phase adjustment unit (ACE) that compensates for the phase error in the through paths of the high and intermediate frequencies, which is detected by comparing the measured angle of the control sensor with its known true value (RF Patent No. 2183329, IPC G01S 13/44, 7/40;
Недостатками данного решения являются трудность использования вынесенного контрольного ответчика в радиолокаторе, расположенных на мобильных носителях, невозможность оперативной перестройки частоты контрольного ответчика при перестройке рабочей частоты радиолокатора, отсутствие калибровки коэффициентов усиления приемных каналов, усложнение конструкции и возможное уменьшение чувствительности приемных каналов, связанное с введением дополнительных фазовращателей.The disadvantages of this solution are the difficulty of using the remote control transponder in the radar located on mobile carriers, the impossibility of promptly tuning the frequency of the monitoring transponder when tuning the operating frequency of the radar, the lack of calibration of the gain of the receiving channels, the complexity of the design and the possible decrease in the sensitivity of the receiving channels due to the introduction of additional phase shifters .
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является моноимпульсная РЛС с автоматической калибровкой, содержащая приемопередающую фазированную антенную решетку, моноимпульсный облучатель, трехканальное приемное устройство, аналого-цифровые преобразователи, передающее устройство, генератор сигналов и вычислитель, в которую дополнительно введен излучатель, вход которого соединен с генератором сигналов, а выход - с моноимпульсным облучателем, причем выход вычислителя является выходом моноимпульсной РЛС. При этом излучатель может быть выполнен в виде диэлектрической или рупорной антенны (Патент РФ №2389038, МПК G01S 13/44, 2008).Closest to the technical nature of the present invention is a monopulse radar with automatic calibration, containing a phased array transceiver, monopulse irradiator, three-channel receiving device, analog-to-digital converters, a transmitting device, a signal generator and a computer, in which an emitter is additionally inserted, the input of which is connected with a signal generator, and the output with a monopulse irradiator, and the output of the computer is the output of a monopulse radar. In this case, the emitter can be made in the form of a dielectric or horn antenna (RF Patent No. 2389038, IPC G01S 13/44, 2008).
Недостатками данного решения являются:The disadvantages of this solution are:
1. Наличие излучения в свободное пространство, вызванное использованием в методе излучателя, и появление ошибок из-за изменяющихся переотражений излучаемого сигнала от предметов, расположенных вблизи излучателя и моноимпульсного облучателя, в процессе эксплуатации РЛС.1. The presence of radiation in free space caused by the use of the emitter in the method, and the appearance of errors due to changing re-reflections of the emitted signal from objects located near the emitter and monopulse irradiator during the operation of the radar.
2. Применимость только для РЛС, выполненных на основе ФАР с оптическим распределением мощности между каналами, и невозможность применения его в РЛС, выполненных на основе ФАР, использующих фидерные распределители мощности;2. Applicability only for radars made on the basis of headlamps with optical power distribution between the channels, and the impossibility of using it in radars made on the basis of headlamps using feeder power distributors;
Перед авторами стояла задача разработать моноимпульсную РЛС с автоматической калибровкой, лишенной перечисленных недостатков.The authors were faced with the task of developing a monopulse radar with automatic calibration, devoid of the above disadvantages.
Техническим результатом заявляемого моноимпульсной РЛС с автоматической калибровкой является исключение ошибок калибровки, вызванных переотражениями от предметов, расположенных вблизи излучателя и моноимпульсного облучателя и расширение номенклатуры моноимпульсных РЛС, в которых применимо заявляемое решение.The technical result of the claimed monopulse radar with automatic calibration is the elimination of calibration errors caused by reflections from objects located near the emitter and monopulse irradiator and the expansion of the range of monopulse radars in which the claimed solution is applicable.
Технический результат достигается за счет того, что в моноимпульсную РЛС с автоматической калибровкой, содержащую приемопередающую ФАР с суммарно-разностной схемой и системой распределения мощности между каналами, приемное устройство, аналого-цифровые преобразователи, усилитель мощности, генератор сигналов и вычислитель, в систему распределения мощности ФАР введен элемент связи, на который подают пилот-сигнал с генератора, представляющий собой сверхвысокочастотный сигнал с частотой, находящейся в полосе приемного устройства РЛС, при этом вход элемента связи соединен с одним из выходов генератора сигналов.The technical result is achieved due to the fact that in a monopulse radar with automatic calibration, containing a transceiver headlamp with a sum-difference circuit and a power distribution system between channels, a receiving device, analog-to-digital converters, a power amplifier, a signal generator and a computer, in a power distribution system HEADLAND A communication element has been introduced to which a pilot signal from the generator is supplied, which is a microwave signal with a frequency in the band of the radar receiver, etc. This input coupling element connected to one of the outputs of the signal generator.
Элемент связи выполнен в виде направленного ответвителя.The communication element is made in the form of a directional coupler.
Заявляемая моноимпульсная РЛС с автоматической калибровкой обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The inventive monopulse radar with automatic calibration has a combination of essential features not known from the prior art for products of this purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the invention.
Заявляемая моноимпульсная РЛС с автоматической калибровкой, по мнению заявителей и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.The inventive monopulse radar with automatic calibration, according to applicants and authors, meets the criterion of "inventive step", because for specialists, it does not explicitly follow from the prior art, i.e. not known from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.
Сущность предлагаемого решения поясняется при помощи чертежей, где:The essence of the proposed solution is illustrated using the drawings, where:
- на фиг. 1 показана структурная схемы моноимпульсной РЛС;- in FIG. 1 shows a block diagram of a monopulse radar;
- на фиг. 2 - пример схемы реализации ФАР с фидерной системой распределения мощности.- in FIG. 2 is an example of a headlamp implementation scheme with a feeder power distribution system.
В состав моноимпульсной РЛС с автоматической калибровкой входят: фазированная антенная решетка 1 с суммарно-разностной схемой и системой распределения мощности между каналами, трехканальное приемное устройство 2, аналого-цифровые преобразователи 3, усилитель 4 мощности, генератор 5 сигналов, вычислитель 6. В систему распределения мощности ФАР введен элемент 7 связи, вход которого соединен с одним из выходов генератора 5 сигналов. При этом ФАР с фидерным распределением мощности может быть реализована в соответствии со схемой, на которой в состав ФАР входят: СВЧ сумматор 8, четыре строчных распределителя, выполненных на основе направленных ответвителей 9. СВЧ сумматор 8, четыре строчных распределителя, выполненных на основе направленных ответвителей 9, образуют фидерную систему распределения мощности ФАР. Направленные ответвители 9 подключены к входам фазовращателей 10, выходы которых подключены к излучателям 11. В один из строчных распределителей, выполненных на основе направленных ответвителей 9, введен дополнительный направленный ответвитель 12, который является элементом 7 связи, введенным в систему распределения мощности ФАР.The monopulse radar with automatic calibration includes:
Моноимпульсная РЛС с автоматической калибровкой работает следующим образом.Monopulse radar with automatic calibration operates as follows.
Зондирующий сигнал, сформированный генератором 5 сигналов и усиленный усилителем 4 мощности, поступает на вход "Передача" ФАР 1, где сигнал для деления мощности поступает в СВЧ сумматор 8 и затем на четыре строчных распределителя, выполненных на основе направленных ответвителей 9. Разделенный сигнал поступает на фазовращатели 10, с выхода которых, после внесения необходимого фазового сдвига, поступает на излучатели 11 и излучается в направлении цели.The probe signal generated by the
Принятый отраженный от цели зондирующий сигнал поступает на излучатели 11 ФАР 1, с которых, после внесения необходимого фазового сдвига фазовращателями 10, поступает на систему распределения мощности ФАР, состоящую из СВЧ сумматора 8 и четырех строчных распределителей, выполненных на основе направленных ответвителей 9, после чего сигналы поступают на входы приемного устройства 2, с которого после преобразования на промежуточную частоту и преобразования в цифровой вид аналого-цифровыми преобразователями 3 поступают на входы вычислителя 6.The received sounding signal reflected from the target is supplied to the HEADLIGHTER
При настройке моноимпульсной РЛС с автоматической калибровкой коэффициенты передачи и фазовые характеристики разностных и суммарного каналов корректируются в цифровом виде в вычислителе 6 путем умножения в цифровом виде сигналов разностных каналов на комплексные корректирующие коэффициенты, которые выбираются такими, чтобы обеспечить оптимальную пеленгационную чувствительность и максимальную точность определения угловых координат цели. Комплексные корректирующие коэффициенты запоминаются в вычислителе 6. После этого на элемент связи 7, выполненного в виде направленного ответвителя 12, введенного в систему распределения мощности ФАР 1, с генератора 5 подается пилот-сигнал, представляющий собой сверхвысокочастотный сигнал с частотой, находящейся в полосе приемного устройства 2 моноимпульсной РЛС. В связи с тем, что элемент 7 связи выполнен в виде направленного ответвителя 12, пилот-сигнал с него распространяется только в направлении СВЧ сумматора 8; в направлении фазовращателей 10 и излучателей 11 пилот-сигнал не распространяется (или распространяется с сильным ослаблением за счет направленных свойств направленных ответвителей 9) и, следовательно, не излучается в открытое пространство, чем обеспечивается отсутствие излучения в свободное пространство и исключение ошибок из-за изменяющихся переотражений излучаемого сигнала от предметов, расположенных вблизи РЛС.When tuning a monopulse radar with automatic calibration, the transmission coefficients and phase characteristics of the difference and total channels are digitally corrected in
Пилот-сигнал с элемента 7 связи, выполненного в виде направленного ответвителя 12, через систему распределения мощности ФАР 1 (строчный распределитель и СВЧ сумматор 8), с которой комплексные сигналы поступают на входы приемного устройства 2 с которого после преобразования на промежуточную частоту и преобразования в цифровой вид аналого-цифровыми преобразователями 3 поступают на входы вычислителя 6 для вычисления комплексных коэффициентов пилот-сигнала и запоминания их в памяти вычислителя 6.The pilot signal from the
При эксплуатации моноимпульсной РЛС периодически во время работы проводится ее автоматическая калибровка. При этом на элемент 7 связи, введенный в систему распределения мощности ФАР 1, с генератора 5 подается пилот-сигнал, представляющий собой сверхвысокочастотный сигнал с частотой, находящейся в полосе приемного устройства 2 моноимпульсной РЛС. Пилот-сигнал с элемента 7 связи через систему распределения мощности ФАР 1 поступает на суммарно-разностную схему, с которой комплексные сигналы поступают на входы приемного устройства 2, затем после преобразования на промежуточную частоту и преобразования в цифровой вид аналого-цифровыми преобразователями 3 поступают на входы вычислителя 6 для автоматического вычисления комплексных коэффициентов пилот-сигнала. Вычисленные комплексные коэффициенты пилот-сигнала сравнивают с комплексными коэффициентами пилот-сигнала, сохраненными в памяти вычислителя 6 в процессе настройки моноимпульсной РЛС.When operating a monopulse radar, it is periodically automatically calibrated during operation. At the same time, a pilot signal is supplied to the
В случае отклонения вычисленных комплексных коэффициентов пилот-сигнала от сохраненных в памяти вычислителя 6 в процессе настройки моноимпульсной РЛС производится соответствующая коррекция комплексных корректирующих коэффициентов в вычислителе 6, чем достигается обеспечение оптимальной пеленгационной чувствительности и максимальной точности определения угловых координат цели.In case of deviation of the calculated complex coefficients of the pilot signal from those stored in the memory of the
В связи с тем, что при проведении автоматической калибровки задействованы все блоки моноимпульсной РЛС, кроме усилителя 4 мощности, ее результаты служат достаточным критерием их исправности, то есть автоматическая калибровка моноимпульсной РЛС может быть использована в качестве системы встроенного контроля РЛС.Due to the fact that during the automatic calibration all blocks of a monopulse radar are used, except for the
Для подтверждения эффективности калибровки моноимпульсной РЛС на предприятии были разработаны и освоены в производстве ряд моноимпульсных РЛС различных диапазонов длин волн, выполненных с применением ФАР с различными типами систем распределения мощности между каналами ФАР. Кроме того, в заявляемом устройстве был реализован режим встроенного контроля. Опыт эксплуатации РЛС показал ее высокую надежность и точность при простоте реализации. Вышесказанное, по нашему мнению, подтверждает соответствие заявляемой моноимпульсной РЛС критерию «промышленная применимость».To confirm the effectiveness of the calibration of monopulse radars at the enterprise, a number of monopulse radars of various wavelength ranges were developed and mastered in production using PARs with various types of power distribution systems between the PAR channels. In addition, in the inventive device, a built-in control mode was implemented. The operational experience of the radar showed its high reliability and accuracy with ease of implementation. The above, in our opinion, confirms the compliance of the claimed monopulse radar to the criterion of "industrial applicability".
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120481A RU2632477C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Monopulse radar location station with automatic calibration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120481A RU2632477C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Monopulse radar location station with automatic calibration |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2632477C1 true RU2632477C1 (en) | 2017-10-05 |
Family
ID=60040737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120481A RU2632477C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Monopulse radar location station with automatic calibration |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2632477C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755796C2 (en) * | 2019-08-26 | 2021-09-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Monopulse radar system with increased accuracy of determining bearing angle of target and preserved interchangeability of antenna as part of the system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1980002326A1 (en) * | 1979-04-17 | 1980-10-30 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Monopulse radar with pilot signal generator |
RU2124809C1 (en) * | 1996-08-05 | 1999-01-10 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Device and method for monitoring of emission power using work load message |
US20060227040A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-10-12 | Christian Michael R | System and method for radar calibration using antenna leakage |
RU2389038C2 (en) * | 2008-06-06 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро аппаратостроения" | Monopulse radar with automatic calibration |
RU2456631C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-07-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for adaptive spatial compensation of interference during monopulse amplitude integral-differential direction finding and presence of receiving channel calibration errors |
-
2016
- 2016-05-25 RU RU2016120481A patent/RU2632477C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1980002326A1 (en) * | 1979-04-17 | 1980-10-30 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Monopulse radar with pilot signal generator |
RU2124809C1 (en) * | 1996-08-05 | 1999-01-10 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Device and method for monitoring of emission power using work load message |
US20060227040A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-10-12 | Christian Michael R | System and method for radar calibration using antenna leakage |
RU2389038C2 (en) * | 2008-06-06 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро аппаратостроения" | Monopulse radar with automatic calibration |
RU2456631C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-07-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for adaptive spatial compensation of interference during monopulse amplitude integral-differential direction finding and presence of receiving channel calibration errors |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755796C2 (en) * | 2019-08-26 | 2021-09-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Monopulse radar system with increased accuracy of determining bearing angle of target and preserved interchangeability of antenna as part of the system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10983193B2 (en) | Communication unit, integrated circuits and methods for cascading integrated circuits | |
US8957808B2 (en) | Phased array antenna and its phase calibration method | |
CN102955155B (en) | Distributed active phased array radar and beam forming method thereof | |
US8405541B2 (en) | Multi-range radar system | |
US7522096B2 (en) | Method for phase calibrating antennas in a radar system | |
US10809366B2 (en) | Multimodal radar system | |
US6414631B1 (en) | Time sharing type multi-beam radar apparatus having alternately arranged transmitting antennas and receiving antennas | |
US9673846B2 (en) | Temperature compensation system and method for an array antenna system | |
KR20120065652A (en) | Homodyne rf transceiver for radar sensor | |
JP2010074781A (en) | Antenna apparatus | |
JP2017158086A (en) | Active phased array transmitter, active phased array receiver and active phased-array transmitter-receiver | |
JP2007093480A5 (en) | ||
KR101544821B1 (en) | Monopulse radar system | |
JP6701124B2 (en) | Radar equipment | |
KR101544820B1 (en) | Calibration method of monopulse radar system | |
US20170350963A1 (en) | Radar device and transmission power control method | |
KR101547986B1 (en) | Apparatus for automatic phase matching and antenna tracking angle matching of mono-pulse tracking system using self transmitting signal and method thereof | |
RU2460087C2 (en) | Radar station with wideband continuous linearly frequency-modulated radiation | |
US10379216B2 (en) | Positioning system | |
KR101568239B1 (en) | Apparatus and method for processing signal for millimeter wave seeker | |
RU2632477C1 (en) | Monopulse radar location station with automatic calibration | |
US9985772B1 (en) | Digital simultaneous transmit and receive communication system | |
US20150198719A1 (en) | Radio frequency position transducer | |
US20190018105A1 (en) | Method for Calibrating an Active Sensor System | |
RU2688836C1 (en) | Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array |