RU2725418C1 - Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели - Google Patents

Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели Download PDF

Info

Publication number
RU2725418C1
RU2725418C1 RU2019104286A RU2019104286A RU2725418C1 RU 2725418 C1 RU2725418 C1 RU 2725418C1 RU 2019104286 A RU2019104286 A RU 2019104286A RU 2019104286 A RU2019104286 A RU 2019104286A RU 2725418 C1 RU2725418 C1 RU 2725418C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
total
outputs
difference
signals
test signal
Prior art date
Application number
RU2019104286A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Алексеевич Ванин
Владимир Ильич Герман
Андрей Бернатович Гузовский
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2019104286A priority Critical patent/RU2725418C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2725418C1 publication Critical patent/RU2725418C1/ru

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
    • 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
    • G01S13/4436—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing with means specially adapted to maintain the same processing characteristics between the monopulse signals
    • 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
    • G01S13/4481—Monopulse hybrid systems, e.g. conopulse
    • 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
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • 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
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • 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
    • 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
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4026—Antenna boresight

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области моноимпульсной радиолокации и может быть использовано в системах с амплитудным суммарно-разностным способом определения угловых координат целей. Технический результат изобретения заключается в уменьшении ошибок при определении угла пеленга цели и снижении требований к точности изготовления и стабильности характеристик каналов прохождения «суммарного» и «разностного» сигналов. Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели состоит из антенной системы, приемного устройства, содержащего приемные каналы «суммарного» и «разностного» сигналов, трактов передачи «суммарного» и «разностного» сигналов, соединяющих антенную систему и приемное устройство, выходы которого соединены с входами измерителей уровня «суммарного» и «разностного» сигналов, выходы измерителей уровня соединены с входами вычислительного устройства. Система отличается от прототипа тем, что в состав системы введен генератор тестового сигнала, вход включения/выключения которого соединен с одним из выходов вычислительного устройства, а выход соединен с дополнительным тестовым входом антенной системы. При этом в состав антенной системы введены постоянное запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения значения отношения коэффициентов передачи тестового сигнала от тестового входа антенной системы до ее «суммарного» и «разностного» выходов, а также тракты прохождения тестового сигнала от входа тестового сигнала антенной системы к выходам «суммарного» и «разностного» выходных сигналов антенной системы, при этом выход постоянного запоминающего устройства антенной системы соединен с входом вычислительного устройства. Вычислительное устройство выполнено с возможностью включения/выключения генератора тестового сигнала, вычисления отношения уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня «суммарного» и «разностного» сигналов, определения действительного угла пеленга цели с использованием вычисленного отношения уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня и полученного из постоянного запоминающего устройства антенной системы значения отношения коэффициентов передачи тестового сигнала от тестового входа антенной системы до ее «суммарного» и «разностного» выходов. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области моноимпульсной радиолокации и может быть использовано в системах с амплитудным суммарно-разностным способом определения угловых координат целей.
Из уровня техники известны различные системы и способы повышения точности определения угла пеленга цели. Например, одним из способов является повышение требований к точности изготовления элементов радиолокационной системы и стабильности характеристик суммарного и разностного каналов прохождения сигналов в системе моноимпульсной радиолокации (Леонов А.И., Фомичев К.И. «Моноимпульсная радиолокация» - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984, стр. 173, 175-176).
Известна система моноимпульсной радиолокации (Леонов А.И., Фомичев К.И. «Моноимпульсная радиолокация» - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984, стр. 69-71), состоящая из антенны с кольцевым волноводным мостом, имеющая выходы суммарного (Σ) и разностного (Δ) сигналов, приемного устройства, усиливающего и преобразующего поступающие от антенны сигналы, содержащего суммарный и разностный каналы, в состав которых входят, в том числе, смесители сигналов трактов передачи указанных сигналов от антенны к приемному устройству (от выходов «Σ» и «Δ» кольцевого волноводного моста до входов смесителей сигналов суммарного и разностного каналов), измерителя уровней указанных сигналов на выходах приемного устройства и вычислительного устройства. При этом вычислительное устройство определяет угол пеленга цели по отношению уровней суммарного и разностного сигналов от цели, и известной для данной антенны зависимости отношения уровней суммарного и разностного сигналов от угла пеленга цели. Недостатком данной системы является существенное усложнение конструкции антенной системы моноимпульсного радиолокатора.
Известна также антенная система (Патент US 7,911,376), в которой для поддержания ее характеристик в эксплуатации используется калибровка с использованием определенных при изготовлении антенны и сохраненных в ней параметров, используемых затем для калибровки. Данная система позволяет поддерживать в эксплуатации характеристики лишь антенны, но не позволяет поддерживать характеристики всей системы, в которой используется антенна.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является система амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной радиолокации (Леонов А.И., Фомичев К.И. «Моноимпульсная радиолокация» - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984, стр. 69-71), имеющая в своем составе антенную систему (АС), приемное устройство, содержащее приемные каналы «суммарного» (Σ) и «разностного» (Δ) сигналов, тракты передачи «суммарного» и «разностного» сигналов от АС к приемному устройству, измерители уровней «суммарного» и «разностного» сигналов, вычислительное устройство.
В процессе работы такой системы измерители уровней измеряют уровни «суммарного»
Figure 00000001
и «разностного»
Figure 00000002
сигналов от цели на соответствующих выходах приемного устройства и передают измеренные значения уровней в вычислительное устройство. Вычислительное устройство определяет отношение
Figure 00000003
измеренных уровней сигналов. Вычисленное значение отношения подставляется в виде аргумента в математическую функцию, связывающую отношение измеренных уровней сигналов на «суммарном» и «разностном» выходах АС с углом пеленга цели. Указанная функция определяется теоретически и/или экспериментально в процессе разработки и испытаний образцов АС или экспериментально в процессе изготовления АС. Результат вычисления значения функции при значении аргумента, равном величине отношения измеренных уровней сигналов, является углом пеленга цели и далее используется при работе системы. При этом обязательным условием отсутствия погрешностей вычисленного значения относительно действительного угла пеленга цели является равенство коэффициентов передачи уровней «суммарного» и «разностного» сигналов от соответствующих выходов АС до соответствующих выходов приемного устройства и неизменность этого равенства в течение всего периода эксплуатации системы.
Существенным недостатком данной системы моноимпульсной радиолокации является то, что коэффициенты передачи уровней «суммарного» и «разностного» сигналов от соответствующих выходов АС до соответствующих выходов приемного устройства зависят от многих факторов, которые подвержены изменениям как в процессе производства системы, так и в процессе ее эксплуатации. Так, коэффициенты передачи трактов между АС и приемным устройством зависят от размеров фидеров и эксплуатационных характеристик материалов, из которых они изготовлены, от параметров высокочастотных соединителей, имеющихся на выходах АС и на входах приемного устройства, подвержены влиянию температуры, влажности окружающей среды, естественному старению. Кроме этого, коэффициенты передачи «суммарного» и «разностного» каналов приемного устройства также не являются строго идентичными и неизменными в процессе эксплуатации. Указанные недостатки приводят к отклонению от номинальных значений коэффициентов передачи составных частей трактов прохождения «суммарного» и «разностного» сигналов от выходов «суммарного» и «разностного» сигналов АС до входов измерителей уровней этих сигналов, и соответственно, к снижению точности при определении угла пеленга цели.
Техническая проблема, решаемая созданием изобретения, заключается в повышенных требованиях к точности изготовления составных частей системы и необходимости обеспечения равенства и неизменности во времени в процессе эксплуатации системы коэффициентов передачи уровней «суммарного» и «разностного» сигналов от соответствующих выходов АС до соответствующих выходов приемного устройства, влияющих на точность определения угла пеленга цели.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в уменьшении ошибок при определении угла пеленга цели и снижении требований к точности изготовления и стабильности характеристик каналов прохождения «суммарного» и «разностного» сигналов.
Технический результат достигается тем, что система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели (система) состоит из антенной системы, приемного устройства, содержащего приемные каналы «суммарного» и «разностного» сигналов, трактов передачи «суммарного» и «разностного» сигналов, соединяющих антенную систему и приемное устройство, выходы которого соединены с входами измерителей уровня «суммарного» и «разностного» сигналов, выходы измерителей уровня соединены с входами вычислительного устройства. Система отличается от прототипа тем, что в состав системы введен генератор тестового сигнала, вход включения/выключения которого соединен с одним из выходов вычислительного устройства, а выход соединен с дополнительным тестовым входом антенной системы. При этом в состав антенной системы введены постоянное запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения значения отношения коэффициентов передачи тестового сигнала от тестового входа антенной системы до ее «суммарного» и «разностного» выходов, определенное на этапе изготовления антенной системы, а также тракты прохождения тестового сигнала от входа тестового сигнала антенной системы к выходам «суммарного» и «разностного» выходных сигналов антенной системы, при этом выход постоянного запоминающего устройства антенной системы соединен с входом вычислительного устройства. Вычислительное устройство выполнено с возможностью включения/выключения генератора тестового сигнала, вычисления отношения уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня «суммарного» и «разностного» сигналов, определения действительного угла пеленга цели с использованием вычисленного отношения уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня и полученного из постоянного запоминающего устройства антенной системы значения отношения коэффициентов передачи тестового сигнала от тестового входа антенной системы до ее «суммарного» и «разностного» выходов.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемой системы моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели, которая включает следующие элементы:
1 - антенная система (АС),
2 - тракты передачи «суммарного» и «разностного» сигналов от антенной системы к приемному устройству,
3 - приемное устройство (ПУ),
4 - измерители уровня «суммарного» и «разностного» сигналов,
5 - вычислительное устройство (ВУ),
6 - генератор тестового сигнала (ГТС),
7 - постоянное запоминающее устройство в составе АС (ПЗУ АС),
8 - тракты тестового сигнала АС.
На фиг. 2 изображена блок-схема алгоритма работы вычислительного устройства 5 системы при осуществлении изобретения, которая включает в себя следующие блоки, исполняемые в порядке, указанном на блок-схеме:
1 - начало алгоритма;
2 - подача тестового сигнала на вход тестового сигнала АС 1 путем включения ГТС 6 по сигналу от ВУ 5, подаваемому на вход включения/выключения ГТС 6;
3 - получение от измерителей уровня 4 «суммарного» и «разностного» сигналов уровня
Figure 00000004
тестового сигнала на «суммарном» выходе ПУ 3 и уровня
Figure 00000005
тестового сигнала на «разностном» выходе ПУ 3;
4 - получение из ПЗУ АС 7 сохраненного в нем отношения KT_REF измеренных на этапе изготовления АС 1 коэффициентов передачи тестового сигнала от входа тестового сигнала АС 1 до ее выходов «суммарного» и «разностного» сигналов;
5 - сохранение (запись) в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) ВУ 5 значений уровней
Figure 00000006
и
Figure 00000007
, и значения отношения KT_REF для последующего использования;
6 - выключение ГТС 6 по сигналу от ВУ 5, подаваемому на вход включения/выключения ГТС 6;
7 - получение от измерителей уровня 4 «суммарного» и «разностного» сигналов уровня
Figure 00000008
сигнала от цели на «суммарном» выходе ПУ 3 и уровня
Figure 00000009
сигнала от цели на «разностном» выходе ПУ 3;
8 - считывание из ОЗУ ВУ 5 значений уровней
Figure 00000010
,
Figure 00000011
и значения отношения KT_REF;
9 - вычисление отношения уровней
Figure 00000012
сигналов от цели на выходах «суммарного»
Figure 00000013
и «разностного»
Figure 00000014
сигналов АС 1 по формуле
Figure 00000015
10 - вычисление действительного угла пеленга цели по формуле
Figure 00000016
где: θ - угол пеленга цели;
F() - функция, описывающая зависимость угла пеленга цели от отношения уровней сигналов цели на «суммарном» и «разностном» выходах АС 1;
11 - анализ требования обновления значений уровней
Figure 00000017
и
Figure 00000018
(например, по сигналу от таймера системы) и переход в соответствующую точку алгоритма.
Антенная система 1 выполнена в виде двух антенных блоков, сигналы от которых поступают на устройство сложения/вычитания. Устройство сложения/вычитания может быть выполнено, например, на основе суммарно-разностного кольцевого моста. С «суммарного» и «разностного» выходов устройства сложения/вычитания «суммарный» и «разностный» сигналы поступают по соответствующим трактам на «суммарный» и «разностный» выходы АС 1. «Суммарный» и «разностный» сигналы на выходы АС 1 поступают через устройства, осуществляющие передачу тестового сигнала в тракт соответствующего сигнала. В качестве таких устройств могут использоваться, например, направленные ответвители. Антенные блоки выполняют функцию приема приходящих сигналов и их передачи на свои выходы с амплитудой и фазой, определяемой диаграммами направленности блоков и длиной пути распространения радиосигнала от цели до каждого из антенных блоков. Устройство сложения/вычитания выполняет функцию суммарно-разностного преобразователя и формирует на своих «суммарном» и «разностном» выходах сигналы, соответствующие суммарной и разностной диаграммам направленности АС 1.
Тракты передачи сигналов с входящими в их состав устройствами передачи тестового сигнала выполняют функции передачи сигналов от выходов устройства сложения/вычитания к выходам АС 1, и функцию передачи тестового сигнала к выходам АС 1.
Тракты передачи 2 «суммарного» и «разностного» сигналов от АС 1 к ПУ 3 выполнены на основе линий передачи СВЧ-сигналов, например, на основе коаксиальных или волноводных линий передачи, и выполняют функцию передачи «суммарного» и «разностного» сигналов на входы ПУ 3. Электрические (затухание, электрическая длина) и конструктивные (физическая длина и т.д.) свойства трактов определяются особенностями размещения системы моноимпульсной радиолокации на объекте, при этом электрические свойства трактов могут меняться как от объекта к объекту, так и в процессе эксплуатации от воздействия внешних воздействующих факторов.
Приемное устройство 3, содержащее приемные каналы «суммарного» и «разностного» сигналов, выполнено в виде двухканального приемника по супергетеродинной схеме. ПУ 3 предназначено для усиления сигнала до необходимого уровня и его преобразования в вид, требуемый для нормального функционирования измерителя уровня сигнала. Каждый канал ПУ 3 осуществляет усиление и перенос поступающего сигнала на частоту своего тракта промежуточной частоты, усиление и амплитудное детектирование сигнала промежуточной частоты по логарифмическому закону. Сигналы с выходов детекторов каждого канала поступают на соответствующий выход ПУ 3. Преобразование амплитуды сигнала по логарифмическому закону позволяет заменить в вычислительном устройстве операцию деления амплитуд сигналов на операцию вычитания их логарифмов, выполняющуюся быстрее и требующую меньших вычислительных ресурсов.
Измерители уровня 4 «суммарного» и «разностного» сигналов выполнены в виде аналого-цифровых преобразователей. Измерители уровня «суммарного» и «разностного» сигналов выполняют функцию измерения амплитуды входного сигнала, т.е. определения значения отношения амплитуды входного сигнала и уровня опорного напряжения, как правило, одинакового для двух каналов. Относительные значения уровней «суммарного» и «разностного» сигналов с выходов измерителей уровня в цифровом виде подаются на входы вычислительного устройства 5.
Вычислительное устройство 5 выполнено на базе интегральных микросхем в виде взаимосвязанных функциональных модулей процессора, осуществляющего логические, арифметические операции и операции управления выполнением программы, постоянного запоминающего устройства, хранящего коды программы и неизменяющиеся в процессе выполнения программы константы, оперативного запоминающего устройства, хранящего в процессе выполнения программы значения изменяющихся переменных, и устройства ввода/вывода, осуществляющего связь ВУ 5 с внешними устройствами, в том числе с измерителями уровней «суммарного» и «разностного» сигналов на выходах измерителей уровня 4, постоянным запоминающим устройством антенной системы 7 и генератором тестового сигнала 6.
ВУ 5 выполняет алгоритм работы системы моноимпульсной радиолокации, а также выполняет дополнительную последовательность действий по повышению точности определения угла пеленга цели, в том числе:
- управляет подачей тестового сигнала (включением/выключением ГТС 6) на «суммарный» и «разностный» выходы АС 1 в процессе работы системы;
- вычисляет отношение уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня 4 «суммарного» и «разностного» сигналов в процессе работы системы;
- получает из ПЗУ АС 7 сохраненное в нем при изготовлении АС 1 значение отношения коэффициентов передачи тестового сигнала на «суммарный» и «разностный» выходы АС 1;
- использует вычисленное отношение уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня 4 и полученное из ПЗУ АС 7 значение отношения коэффициентов передачи тестового сигнала для определения действительного угла пеленга цели.
Перечисленная дополнительная последовательность действий ВУ 5 по повышению точности определения угла пеленга цели выполняется в соответствии с алгоритмом, представленным в виде блок-схемы на фиг. 2.
Определение уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня и заведомо известное (определенное на этапе изготовления АС 1 и сохраненное в ПЗУ АС 7) значение отношения коэффициентов передачи тестового сигнала от тестового входа АС 1 до выходов АС 1 позволяют с помощью ВУ 5 определить действительное отношение коэффициентов передачи приемных каналов от выходов АС 1 до выходов измерителей уровня 4. Определение действительного значения отношения коэффициентов передачи может быть проведено в любое время, в том числе непосредственно перед определением (или после определения) уровней сигналов от цели при пеленгации цели. Определенное ВУ 5 действительное отношение коэффициентов передачи приемных каналов используется затем для определения угла пеленга цели по известной для АС 1 зависимости угла пеленга цели от отношения уровней «суммарного» и «разностного» сигналов от цели на выходах АС 1.
Генератор тестового сигнала 6 выполнен в виде генератора СВЧ-сигнала, включаемого и выключаемого по команде от ВУ 5. В системе моноимпульсной радиолокации предназначен для формирования тестового сигнала и его подачи на дополнительный вход тестового сигнала АС 1 в определенные моменты времени в процессе работы системы. При этом вход включения/выключения ГТС 6 соединен с одним из выходов ВУ 5, а выход соединен с дополнительным тестовым входом АС 1.
ПЗУ АС 7 выполнено на базе интегральной микросхемы и осуществляет хранение в АС 1 значения отношения коэффициентов передачи тестового сигнала от входа тестового сигнала до «суммарного» и «разностного» выходов АС 1, определенного при ее изготовлении. В процессе работы системы значение отношения коэффициентов передачи передается из ПЗУ АС 7 в ВУ 5.
Тракты тестового сигнала АС 8 выполнены на основе линий передачи СВЧ-сигнала и устройств СВЧ, в совокупности обеспечивающих подачу тестового сигнала в тракты «суммарного» и «разностного» сигналов АС 1, соединенные с ее «суммарным» и «разностным» выходами. Устройства СВЧ выполняют функции подачи тестового сигнала в тракты «суммарного» и «разностного» сигналов АС 1 и взаимной развязки «суммарного» и «разностного» сигналов АС 1 до уровня, необходимого для обеспечения заданного функционирования системы моноимпульсной радиолокации.
Работа системы моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели осуществляется следующим образом.
При эксплуатации системы моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели на выходы антенной системы 1 поступают «суммарный» и «разностный» сигналы от цели при ее пеленгации, проходят от соответствующих выходов АС 1 через тракты передачи 2 на соответствующие входы приемного устройства 3, усиливаются и преобразуются в нем. Затем с выходов приемного устройства 3 сигналы поступают на соответствующие входы измерителей уровня 4, с выходов которых информация об уровне «суммарного» и «разностного» сигналов поступает на входы вычислительного устройства 5.
В отличие от прототипа система имеет дополнительный канал прохождения тестового сигнала, функционирующий следующим образом.
При изготовлении системы известными методами измеряют коэффициенты передачи трактов прохождения тестового сигнала 8 от дополнительного входа тестового сигнала до «суммарного» и «разностного» выходов антенной системы 1. Значение отношения измеренных коэффициентов передачи сохраняют в ПЗУ АС 7, входящем в состав антенной системы 1.
В период эксплуатации системы моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели по командам включения/выключения, поступающим от ВУ 5, генератором тестового сигнала 6 в заданные интервалы времени формируется и подается на дополнительный тестовый вход антенной системы 1 тестовый сигнал, который по трактам тестового сигнала 8 АС поступает на «суммарный» и «разностный» выходы АС 1. С «суммарного» и «разностного» выходов антенной системы 1 тестовые сигналы подаются далее в тракты передачи 2 «суммарного» и «разностного» сигналов от АС 1 на соответствующие входы приемного устройства 3. В приемном устройстве 3, включающем «суммарный» и «разностный» приемные каналы, тестовые сигналы усиливаются и преобразуются. Затем с выходов приемного устройства 3 «суммарный» и «разностный» тестовые сигналы поступают на соответствующие входы измерителей уровня 4 «суммарного» и «разностного» сигналов, с выходов которых информация об уровне тестовых сигналов в «суммарном» и «разностном» каналах поступает на входы вычислительного устройства 5.
Вычислительное устройство 5 получает из ПЗУ АС 7 значение отношения измеренных на этапе изготовления системы коэффициентов передачи тестового сигнала от входа тестового сигнала АС 1 до ее выходов «суммарного» и «разностного» сигналов.
Вычислительное устройство 5 вычисляет значение отношения
Figure 00000019
сигналов от цели на «суммарном» и «разностном» выходах АС 1 по формуле:
Figure 00000020
где:
Figure 00000021
- отношение уровней сигналов от цели на «суммарном» и «разностном» выходах антенной системы;
Figure 00000022
- отношение уровней сигналов от цели на «суммарном» и «разностном» выходах приемного устройства;
Figure 00000023
- отношение уровней тестовых сигналов на «суммарном» и «разностном» выходах приемного устройства;
Figure 00000024
- отношение измеренных на этапе изготовления системы коэффициентов передачи тестового сигнала от входа тестового сигнала АС 1 до ее выходов «суммарного» и «разностного» каналов, сохраненное в ПЗУ АС 7 на этапе изготовления системы.
После чего вычислительное устройство 5 определяет действительный угол пеленга цели, используя значение отношения уровней сигналов от цели на «суммарном» и «разностном» выходах АС
Figure 00000025
и известную для АС 1 зависимость угла пеленга цели от указанного отношения уровней сигналов по формуле:
Figure 00000026
где: θ - угол пеленга цели;
F() - функция, описывающая зависимость угла пеленга цели от отношения уровней сигналов цели на «суммарном» и «разностном» выходах АС 1.
При таком построении системы вычисленное отношение уровней сигналов от цели на «суммарном» и «разностном» выходах АС 1 не зависит от значений коэффициентов передачи трактов прохождения «суммарного» и «разностного» сигналов в системе, что подтверждается следующим.
При эксплуатации системы уровни
Figure 00000027
сигнала от цели на входах измерителей уровня 4 «суммарного» («разностного») сигнала с учетом уровня
Figure 00000028
сигнала от цели на «суммарном» («разностном») выходах АС 1, коэффициента
Figure 00000029
передачи тракта сигнала от выхода АС 1 до входа приемного устройства 3 и коэффициента
Figure 00000030
передачи канала «суммарного» («разностного») сигнала приемного устройства от входа приемного устройства 3 до входа измерителя уровня 4 определяются следующим образом:
Figure 00000031
Отношение уровней
Figure 00000032
«суммарного» и «разностного» сигналов на выходах АС 1 определяется на основе предыдущих выражений следующим образом:
Figure 00000033
Отношение произведений коэффициентов передачи
Figure 00000034
может быть определено по значениям уровней
Figure 00000035
тестового сигнала на входах измерителей уровня 4 «суммарного» («разностного») сигнала.
Значения уровней
Figure 00000036
тестового сигнала на входах измерителей уровня 4 «суммарного» («разностного») сигнала определяются уровнем UT тестового сигнала на тестовом входе АС 1, коэффициентами
Figure 00000037
передачи тестового сигнала от тестового входа АС 1 до выхода «суммарного» («разностного») сигнала АС 1, коэффициентами
Figure 00000038
передачи тракта 2 сигнала от выхода АС 1 до входа приемного устройства 3 и коэффициентами
Figure 00000039
передачи канала «суммарного» («разностного») сигнала приемного устройства 3 следующим образом:
Figure 00000040
Произведение коэффициентов передачи
Figure 00000041
определяется на основании предыдущих выражений следующим образом:
Figure 00000042
после проведения преобразований:
Figure 00000043
После подстановки выражения для отношения произведений коэффициентов передачи в выражение для отношения уровней
Figure 00000044
«суммарного» и «разностного» сигналов на выходах АС 1 получаем следующее выражение:
Figure 00000045
Анализ полученного выражения показывает, что после определения уровней
Figure 00000046
и
Figure 00000047
сигнала от цели на выходах «суммарного» и «разностного» каналов приемного устройства 3, определения уровней
Figure 00000048
и
Figure 00000049
на выходах «суммарного» и «разностного» каналов приемного устройства 3 системы при подаче на тестовый вход АС 1 тестового сигнала, и извлечения из ПЗУ АС 7 значения KT_REF, имеется возможность определения значения отношения
Figure 00000050
сигналов на выходах АС 1, при этом значение отношения не будет зависеть от изменений коэффициентов передачи трактов передачи сигналов от выходов АС 1 до входов измерителей уровня 4 «суммарного» и «разностного» сигналов.
Дополнительно введенные блоки и тракты в совокупности с результатами определения уровней тестового сигнала на «суммарном» и «разностном» выходах приемного устройства в процессе эксплуатации системы позволяют исключить влияние производственных допусков параметров составных частей системы, влияние изменения коэффициентов затухания трактов передачи «суммарного» и «разностного» сигналов от антенны к приемному устройству и влияние неопределенности или изменения коэффициентов передачи приемных каналов «суммарного» и «разностного» сигналов приемного устройства на значение угла пеленга цели, определяемое по величине отношения уровней сигналов от цели в «суммарном» и «разностном» каналах приемного устройства.

Claims (1)

  1. Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели (система), состоящая из антенной системы (АС), приемного устройства (ПУ), содержащего приемные каналы «суммарного» и «разностного» сигналов, трактов передачи «суммарного» и «разностного» сигналов, соединяющих АС и ПУ, выходы которого соединены с входами измерителей уровня «суммарного» и «разностного» сигналов, выходы измерителей уровня «суммарного» и «разностного» сигналов соединены с входами вычислительного устройства (ВУ), отличающаяся тем, что в состав системы введен генератор тестового сигнала (ГТС), вход включения/выключения которого соединен с одним из выходов ВУ, а выход соединен с дополнительным тестовым входом АС, при этом в состав АС введены постоянное запоминающее устройство (ПЗУ АС), выполненное с возможностью хранения значения отношения коэффициентов передачи тестового сигнала от тестового входа АС до ее «суммарного» и «разностного» выходов, определенное на этапе изготовления АС, а также тракты прохождения тестового сигнала от входа тестового сигнала АС к выходам «суммарного» и «разностного» выходных сигналов АС, при этом выход ПЗУ АС соединен с входом ВУ, причем ВУ выполнено с возможностью включения/выключения ГТС, вычисления отношения уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня «суммарного» и «разностного» сигналов, определения действительного угла пеленга цели с использованием вычисленного отношения уровней тестового сигнала на выходах измерителей уровня и полученного из ПЗУ АС значения отношения коэффициентов передачи тестового сигнала.
RU2019104286A 2019-02-15 2019-02-15 Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели RU2725418C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104286A RU2725418C1 (ru) 2019-02-15 2019-02-15 Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104286A RU2725418C1 (ru) 2019-02-15 2019-02-15 Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725418C1 true RU2725418C1 (ru) 2020-07-02

Family

ID=71510240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104286A RU2725418C1 (ru) 2019-02-15 2019-02-15 Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725418C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808578A (en) * 1996-12-20 1998-09-15 Barbella; Peter F. Guided missile calibration method
RU2255349C1 (ru) * 2004-02-17 2005-06-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Устройство формирования угловой ошибки при приеме шумового сигнала
RU2338219C1 (ru) * 2007-02-05 2008-11-10 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Способ сопровождения цели и устройство моноимпульсной рлс, реализующей способ
JP2010066069A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Toshiba Corp 二次監視レーダ装置
RU2439608C1 (ru) * 2010-08-11 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Моноимпульсная радиолокационная система обнаружения и самонаведения
DE102011012843A1 (de) * 2011-03-03 2012-09-06 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Fahrerassistenzeinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Radargeräts

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808578A (en) * 1996-12-20 1998-09-15 Barbella; Peter F. Guided missile calibration method
RU2255349C1 (ru) * 2004-02-17 2005-06-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Устройство формирования угловой ошибки при приеме шумового сигнала
RU2338219C1 (ru) * 2007-02-05 2008-11-10 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Способ сопровождения цели и устройство моноимпульсной рлс, реализующей способ
JP2010066069A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Toshiba Corp 二次監視レーダ装置
RU2439608C1 (ru) * 2010-08-11 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Моноимпульсная радиолокационная система обнаружения и самонаведения
DE102011012843A1 (de) * 2011-03-03 2012-09-06 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Fahrerassistenzeinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Radargeräts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛЕОНОВ А.И., ФОМИЧЕВ К.И. Моноимпульсная радиолокация, Москва, Радио и связь, 1984, с.69-71. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101915909B (zh) 一种对系统接收通道的幅度及相位进行校准的实现方法
CN100373812C (zh) 用于阵列接收机自动增益控制电路的校准装置及方法
US20170322288A1 (en) Method for calibrating a radar system
US20170356987A1 (en) System and Method for Using Combining Couplers with Asymmetric Split Ratios in a Lidar System
RU2584972C1 (ru) Способ измерения расстояния от измерительной станции до ретранслятора
RU2725418C1 (ru) Система моноимпульсной радиолокации с повышенной точностью определения угла пеленга цели
US8174434B2 (en) Method and device for determining a distance to a target object
WO2020000204A1 (zh) 相位校准方法、相关装置及设备
US10578711B2 (en) Radar apparatus, radar output control system, and radar output control method
US9389310B2 (en) Method for operating a distance sensor and device for carrying out the method
US20200166565A1 (en) Method and system for microwave mixer phase response measurement
US11156697B2 (en) Radar signal processing device and radar system
US3031615A (en) Direct voltage standing wave ratio measurement
US3243815A (en) Radar testing apparatus
RU2325665C1 (ru) Цифровой измеритель частоты
CN113595629A (zh) 一种基于相移增益比的微波光子频率测量装置
US11402344B2 (en) Soil sensor and soil measurement method
RU165382U1 (ru) Приемо-передающий модуль радиолокационной системы
RU2800496C1 (ru) Способ скалярной градуировки генераторов шума с контролем нестабильности
US20210328560A1 (en) Integrated phase difference measurement
KR20180074335A (ko) 교차위상 재밍 시스템
UA56024A (ru) Устройство для измерения параметров поляризации
US3566286A (en) System for determining the gain compression of an r.f. amplifier
CN115085828B (zh) 相位移相精度测试方法和装置
RU2752022C1 (ru) Устройство для автоматического измерения модуля и аргумента комплексного коэффициента отражения микроволновых узлов