RU2755518C1 - Радиолокационная станция - Google Patents

Радиолокационная станция Download PDF

Info

Publication number
RU2755518C1
RU2755518C1 RU2021107794A RU2021107794A RU2755518C1 RU 2755518 C1 RU2755518 C1 RU 2755518C1 RU 2021107794 A RU2021107794 A RU 2021107794A RU 2021107794 A RU2021107794 A RU 2021107794A RU 2755518 C1 RU2755518 C1 RU 2755518C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
mixer
frequency
intermediate frequency
Prior art date
Application number
RU2021107794A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Анатольевич Разин
Анатолий Васильевич Скнаря
Сергей Алексеевич Тощов
Дмитрий Андреевич Щелухин
Алексей Вячеславович Зайцев
Михаил Александрович Севостьянов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
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 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority to RU2021107794A priority Critical patent/RU2755518C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2755518C1 publication Critical patent/RU2755518C1/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
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/30—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves using more than one pulse per radar period
    • 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
    • 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
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Abstract

Изобретение относится к области радиолокации, в частности радиолокационным станциям. Технический результат изобретения заключается в сокращении времени измерения дальности и скорости цели путем излучения и приема квазинепрерывного сигнала с псевдослучайными параметрами. Радиолокационная станция содержит цифровую вычислительную машину 1, индикатор 2, синхронизатор 3, импульсный модулятор 4, формирователь частот 5, опорный генератор 6, формирователь несущей частоты 7, первый смеситель 8, второй фильтр 9, усилитель мощности 10, антенный переключатель 11, антенное устройство 12, усилитель СВЧ 15, формирователь первой промежуточной частоты 16, четвертый смеситель 17, первый фильтр 18, второй смеситель 19, первый усилитель промежуточной частоты 20, третий смеситель 21, второй усилитель промежуточной частоты 22, аналого-цифровой преобразователь 23, второе запоминающее устройство 24, двумерный коррелятор 25, первое запоминающее устройство 26. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиолокации, в частности, радиолокационным станциям (РЛС).
Известна «Радиолокационная система с перестройкой несущей частоты и режимом СДЦ» (RU 2245562 С2, опубл. 27.01.2005, МПК G01S 13/58), содержащая перестраиваемый СВЧ-генератор, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго строб-каскадов соответственно, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго генераторов строб-импульсов соответственно. При этом вход второго генератора строб-импульсов подключен к выходу линии задержки на длительность импульсов т, выходы первого и второго строб-каскадов подключены к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен с первым входом передатчика, второй вход передатчика соединен с выходом импульсного модулятора, выход передатчика подключен ко входу переключателя прием-передача, вход-выход которого соединен со входом-выходом приемопередающей антенны. Выход переключателя прием-передача соединен со входом усилителя высокой частоты, выход усилителя высокой частоты подключен к входам первого и второго полосовых фильтров, которые последовательно соединяются с первым смесителем, первым усилителем промежуточной частоты, первым фазовым детектором и вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, втором фазовым детектором соответственно, при этом вторые входы первого и второго смесителей подключены к третьему и четвертому выходам перестраиваемого СВЧ генератора. Вторые входы первого и второго фазовых детекторов подключены к пятому выходу перестраиваемого СВЧ генератора, выходы первого и второго фазовых детекторов подключены к первому и второму входам первой схемы коммутации, первый выход первой схемы коммутации подключен к первому входу линии задержки на период повторения, второй выход линии задержки на период повторения подключен к входу синхрогенератора. Выход синхрогенератора подключен ко второму входу линии задержки на период повторения, ко входу процессора, ко входу первого генератора строб-импульсов, ко входу линии задержки на длительность импульса т, ко входу импульсного модулятора, к первому входу второй схемы коммутации, при этом второй вход второй схемы коммутации подключен к выходу линии задержки на длительность импульса т.Первый выход процессора подключен к третьему входу первой схемы коммутации, второй выход процессора подключен ко входу перестраиваемого СВЧ генератора, третий выход соединен с третьим входом второй схемы коммутации. В нее дополнительно введен третий фазовый детектор, первый вход которого соединен со вторым выходом первой схемы коммутации, второй вход соединен с первым выходом линии задержки на период повторения.
Недостатком в работе указанной станции является большое время измерения координат целей и низкая точность измерения частоты Доплера.
Известна «Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом» (RU 2677853 С1, опубл. 22.01.2019, МПК G01S 13/30), антенное устройство, соединенное с коммутирующим устройством, приемный и передающий тракты, центральное процессорное устройство (ЦПУ), соединенное с индикаторным устройством, при этом передающий тракт содержит последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр нижних частот, усилитель мощности, коммутирующее устройство. Приемный тракт содержит последовательно соединенные приемное устройство, второй смеситель, второй фильтр нижних частот, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом вход приемного устройства соединен с выходом коммутирующего устройства. Дополнительно введено устройство управления, передающий тракт дополнительно содержит генератор шума, блок широтно-импульсной модуляции, генератор несущей частоты и перемножитель сигналов, приемное устройство дополнительно содержит блок памяти и второй АЦП. При этом выходы генератора шума и блока широтно-импульсной модуляции соединены с входами перемножителя сигналов, выход которого соединен с первым входом первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, выход которого также соединен со вторым входом второго смесителя, управляющий вход усилителя мощности соединен с первым выходом устройства управления, вход которого соединен с выходом блока широтно-импульсной модуляции, второй выход устройства управления соединен с входом коммутирующего устройства. Вход второго АЦП соединен с выходом перемножителя сигналов, выходы первого и второго АЦП соединены с первым и вторым входами блока памяти, выход блока памяти соединен с входом ЦПУ, которое управляет работой блока широтно-импульсной модуляции, блока памяти и устройства управления, при этом работа радиолокационной станции основана на попеременном подключении приемного и передающего трактов к одной антенне посредством коммутирующего устройства в соответствии с широтно-импульсной модуляцией в сигнале, представляющем собой пачку шумовых импульсов случайной длительности, прием которых ведется только в моменты отсутствия их передачи.
Недостатком в работе указанной станции является невозможность когерентного накопления шумового сигнала и соответственно низкие характеристики по обнаружению целей.
Наиболее близким, к предлагаемому техническому решению, является «Устройство селекции движущихся целей для режима перестройки частоты от импульса к импульсу» (RU 2541504 С1, опубл. 20.02.2015, МПК G01S 13/52). Оно содержит кварцевый генератор, импульсный модулятор, стабильный задающий генератор, первый смеситель, генератор высокой частоты, антенный переключатель, антенну, второй смеситель, фильтр, первый широкополосный усилитель промежуточной частоты, 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 усилителя промежуточной частоты. 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 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.
Недостатком прототипа является большое время обзора пространства из-за необходимости излучения трех пар пачек импульсных сигналов для получения однозначного измерения скорости цели и как следствие большое время излучения сигнала.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сокращение времени активной работы радиолокационной станции.
Технический результат предлагаемой радиолокационной станции заключается в сокращении времени измерения дальности и скорости цели путем излучения, приема и обработки квазинепрерывного сигнала с псевдослучайными параметрами.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что радиолокационная станция содержит цифровую вычислительную машину (ЦВМ), индикатор, импульсный модулятор, опорный генератор, формирователь частот, первый фильтр, антенный переключатель, антенное устройство, усилитель СВЧ, первый, второй, третий, четвертый смесители, первый и второй усилители промежуточной частоты. При этом вход-выход индикатора соединен со вторым вход-выходом ЦВМ, первый выход ЦВМ соединен с третьим входом формирователя частот. Первый выход формирователя частот подключен ко второму входу первого смесителя, вход-выход антенного переключателя соединен с первым входом-выходом антенного устройства, второй вход-выход которого подключен к третьему входу-выходу цифровой вычислительной машины. Выход антенного переключателя соединен с входом усилителя СВЧ, выход которого подключен к первому входу второго смесителя, выход четвертого смесителя подключен к входу первого фильтра, выход которого соединен со вторым входом второго смесителя. Выход второго смесителя подключен к входу первого усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом третьего смесителя, выход которого подключен к входу второго усилителя промежуточной частоты.
Новым в предлагаемом изобретении является то, что дополнительно введены синхронизатор, формирователь несущей частоты, формирователь первой промежуточной частоты, второй фильтр, усилитель мощности, аналого-цифровой преобразователь, первое запоминающее устройство, второе запоминающее устройство, двумерный коррелятор. Вход-выход синхронизатора соединен с первым входом-выходом цифровой вычислительной машины, второй выход синхронизатора подключен к входу импульсного модулятора, выход импульсного модулятора подключен ко второму входу усилителя мощности, первый выход опорного генератора подключен к входу формирователя несущей частоты. Второй выход опорного генератора соединен со вторым входом формирователя частот, четвертый выход опорного генератора подключен к входу формирователя первой промежуточной частоты, пятый выход опорного генератора подключен к входу синхронизатора, первый выход которого подключен к первому входу формирователя частот. Первый выход формирователя несущей частоты подключен к первому входу первого смесителя, второй выход формирователя несущей частоты подключен к первому входу четвертого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя первой промежуточной частоты, второй выход формирователя первой промежуточной частоты соединен со вторым входом третьего смесителя. Выход второго усилителя промежуточной частоты соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом второго запоминающего устройства. Выход второго запоминающего устройства соединен со вторым входом двумерного коррелятора, первый вход которого соединен с выходом первого запоминающего устройства, первый вход первого запоминающего устройства соединен со вторым выходом цифровой вычислительной машины. Второй вход первого запоминающего устройства соединен с третьим выходом опорного генератора, выход двумерного коррелятора соединен с входом цифровой вычислительной машины. Выход первого смесителя подключен к входу второго фильтра, выход которого подключен к первому входу усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен с входом антенного переключателя. Антенное устройство содержит фазированную антенную решетку и блок управления лучом. Выход блока управления лучом соединен с входом фазированной антенной решетки, вход-выход фазированной антенной решетки является первым входом-выходом антенного устройства, а вход-выход блока управления лучом является вторым входом-выходом антенного устройства. Двумерный коррелятор содержит блок дискретного преобразования Фурье, вход которого является вторым входом двумерного коррелятора, и К цифровых доплеровских фильтров, где К целое число больше единицы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных перемножителя, блока обратного дискретного преобразования Фурье и порогового обнаружителя. Первый вход каждого перемножителя соединен с выходом блока дискретного преобразования Фурье, а их вторые входы объединены в шину, которая является первым входом двумерного коррелятора. Выходы К пороговых обнаружителей объединены в шину, являющуюся выходом двумерного коррелятора.
На Фиг. 1 изображена структурная схема радиолокационной станции.
На Фиг. 2 изображена структурная схема примера выполнения двумерного коррелятора.
На Фиг. 3 изображена структура квазинепрерывного зондирующего сигнала с псевдослучайными несущей частотой, периодом повторения и длительностью импульсов, где обозначены f1, f2…fN - N несущих частот импульсов, ТП1, ТП2…ТПN - N периодов повторения импульсов, τИ1, τИ2…τИN - N длительностей импульсов.
На Фиг. 4 представлена функция неопределенности, полученная в двумерном корреляторе при наличии одиночной цели.
Радиолокационная станция содержит цифровую вычислительную машину (1), индикатор (2), синхронизатор (3), импульсный модулятор (4), формирователь частот (5), опорный генератор (6), формирователь несущей частоты (7), первый смеситель (8), второй фильтр (9), усилитель мощности (10), антенный переключатель (11), антенное устройство (12), усилитель СВЧ (15), формирователь первой промежуточной частоты (16), четвертый смеситель (17), первый фильтр (18), второй смеситель (19), первый усилитель промежуточной частоты (20), третий смеситель (21), второй усилитель промежуточной частоты (22), аналого-цифровой преобразователь (23), второе запоминающее устройство (24), двумерный коррелятор (25), первое запоминающее устройство (ЗУ) (26). Вход-выход индикатора (2) соединен со вторым входом-выходом цифровой вычислительной машины (1), первый вход-выход цифровой вычислительной машины (1) соединен с входом-выходом синхронизатора (3), первый выход цифровой вычислительной машины (1) соединен с третьим входом формирователя частот (5). Второй выход синхронизатора (3) подключен к входу импульсного модулятора (4), выход импульсного модулятора (4) подключен ко второму входу усилителя мощности (10). Первый выход формирователя частот (5) подключен ко второму входу первого смесителя (8). Выход первого смесителя (8) подключен к входу второго фильтра (9), выход которого подключен к первому входу усилителя мощности (10), выход усилителя мощности (10) соединен с входом антенного переключателя (11). Вход-выход антенного переключателя (11) соединен с первым входом-выходом антенного устройства (12), второй вход-выход которого подключен к третьему входу-выходу цифровой вычислительной машины (1), выход антенного переключателя (11) соединен с входом усилителя СВЧ (15), выход которого подключен к первому входу второго смесителя (19). Выход четвертого смесителя (17) подключен к входу первого фильтра (18), выход которого соединен со вторым входом второго смесителя (19), выход второго смесителя (19) подключен к входу первого усилителя промежуточной частоты (20), выход которого соединен с первым входом третьего смесителя (21), выход которого подключен к входу второго усилителя промежуточной частоты (22). Первый выход опорного генератора (6) подключен к входу формирователя несущей частоты (7), второй выход опорного генератора (6) соединен со вторым входом формирователя частот (5), третий выход опорного генератора (6) соединен со вторым входом первого запоминающего устройства (26), четвертый выход опорного генератора (6) подключен к входу формирователя первой промежуточной частоты (16), пятый выход опорного генератора (6) подключен к входу синхронизатора (3), первый выход которого подключен к первому входу формирователя частот (5). Первый выход формирователя несущей частоты (7) подключен к первому входу первого смесителя (8), второй выход формирователя несущей частоты (7) подключен к первому входу четвертого смесителя (17), второй вход которого соединен с первым выходом формирователя первой промежуточной частоты (16), второй выход формирователя первой промежуточной частоты (16) соединен со вторым входом третьего смесителя (21). Выход второго усилителя промежуточной частоты (22) соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (23), выход которого соединен с входом второго запоминающего устройства (24). Выход второго запоминающего устройства (24) соединен со вторым входом двумерного коррелятора (25), первый вход которого соединен с выходом первого запоминающего устройства (26). Первый вход первого запоминающего устройства (26) соединен со вторым выходом цифровой вычислительной машины (1). Выход двумерного коррелятора (25) соединен с входом цифровой вычислительной машины (1).
Антенное устройство (12) состоит из фазированной антенной решетки (ФАР) (13) и блока управления лучом (14), при этом выход блока управления лучом (14) соединен с входом фазированной антенной решетки (13), вход-выход фазированной антенной решетки (13) является первым входом-выходом антенного устройства (12), а вход-выход блока управления лучом (14) является вторым входом-выходом антенного устройства (12).
Двумерный коррелятор (25), пример выполнения которого приведен на Фиг. 2, состоит из блока дискретного преобразования Фурье (ДПФ) (27), вход которого является вторым входом двумерного коррелятора (25), и К цифровых доплеровских фильтров (31) (К - целое число больше единицы), каждый из которых состоит из последовательно соединенных перемножителя (28), блока обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ) (29) и порогового обнаружителя (30). Первый вход каждого перемножителя (28) соединен с выходом блока ДПФ (27), а их вторые входы объединены в шину, которая является первым входом двумерного коррелятора (25). Выходы К пороговых обнаружителей (30) объединены в шину, являющуюся выходом двумерного коррелятора (25).
Радиолокационная станция работает следующим образом. В ЦВМ (1) формируют кодовую последовательность, в соответствии с которой будут варьировать параметры излучаемых импульсов пачки -несущую частоту, период повторения и длительность импульсов. Для пачки из N импульсов кодовая последовательность задает
f1, f2…fN - N несущих частот импульсов, ТП1, ТП2…ТПN - N периодов повторения импульсов, τИ1, τИ2…τИN - N длительностей импульсов, i - текущий номер импульса. Кодовая последовательность поступает на вход-выход синхронизатора (3) с первого входа-выхода ЦВМ (1).
Синхронизатор (3) на основе команд от ЦВМ (1), формирует циклограмму работы РЛС в реальном масштабе времени путем выработки импульсов синхронизации. Тактовую частоту синхронизатора (3) задает высокостабильный опорный генератор (6). Периоды повторения и длительность импульсов синхронизации выбираются из набора значений в заданном диапазоне в соответствии с кодовой последовательностью.
Импульсы синхронизации со второго выхода синхронизатора (3) управляют работой импульсного модулятора (4). Импульсный модулятор (4) формирует видеоимпульсы, которые с его выхода поступают на второй вход усилителя мощности (10), и управляют временем его работы.
В формирователе частот (5) генерируются высокочастотные колебания для каждого i-го импульса из их общего числа N импульсов в пачке (i, N - целые положительные числа) с частотой fnp2+nΔf с постоянным дискретом изменения частоты Δf, где fпр2 - вторая промежуточная частота приемного тракта, a n - номер несущей частоты. Порядковый номер n определяется кодовой последовательностью, заданной в ЦВМ (1). Переключение порядкового номера п управляется сигналами с первого выхода синхронизатора (3).
Высокочастотные колебания с первого выхода формирователя частот (5) поступают на второй вход первого смесителя (8). Для формирования зондирующего импульсного сигнала с перестройкой несущей частоты, периода повторения и длительности импульса сигнал на основной несущей частоте f0 с первого выхода формирователя несущей частоты (7) поступает на первый вход первого смесителя (8) и смешивается с сигналом с первого выхода формирователя частот (5) на частоте fпр2+nΔf. С выхода первого смесителя (8) сигнал на i-ой несущей частоте fi=f0+fпр2+nΔf с примесью кратных гармоник поступает на вход второго фильтра (9). На выходе второго полосового фильтра (9) будет присутствовать только узкополосный сигнал на частоте зондирования fi без кратных гармоник. Сигнал на заданной несущей частоте fi поступает на первый вход усилителя мощности (10), который формирует радиоимпульс с заданными импульсным модулятором (4) периодом повторения и длительностью ТПi, τИi на заданной несущей частоте fi.
Импульсный сигнал с выхода усилителя мощности (10) через антенный переключатель (11) поступает на ФАР (13), которая производит излучение в пространство.
Описанный процесс формирования и излучения импульса повторяют в соответствии с кодовой последовательностью N раз. Осциллограмма сформированной и излученной пачки импульсов представлена на Фигуре 3.
Цифровой зондирующий сигнал формируется в ЦВМ (1) в соответствии с заданной кодовой последовательностью для всех N импульсов пачки и записывается в первое ЗУ (26) со второго выхода ЦВМ (1) на его первый вход и является эталонным. Кроме того, в первом ЗУ (26) так же сохраняют, сформированные в ЦВМ (1), К комплексно-сопряженных образов сигнала в спектральной области, сдвинутые по частоте с шагом доплеровского фильтра AFD, с которым в дальнейшем будет осуществляться корреляционная обработка принятого сигнала в двумерном корреляторе (25). Количество образов К соответствует количеству доплеровских фильтров.
Блок управления лучом (14) производит электронное сканирование лучом ФАР (13) в заданной зоне обзора. Отраженные от цели радиоимпульсы на частоте f0+fпр2+nΔf+FD, где FD - частота Доплера цели, попадают в приемный тракт ФАР (13) и через антенный переключатель (11) поступают на вход усилителя СВЧ (15), который осуществляет их первичное усиление. Полученные в формирователе первой промежуточной частоты (16) стабильные колебания на первой промежуточной частоте поступают на третий и четвертый смесители (21) и (17). В четвертом смесителе (17) эти колебания смешиваются с колебаниями на основной несущей частоте с выхода формирователя несущей частоты (7). В результате на выходе четвертого смесителя (17) формируется комбинация высокочастотных колебаний на частотах, кратных сумме и разности основной несущей частоты f0 и первой промежуточной частоты fпр1, которые поступают на первый полосовой фильтр (18). Полоса пропускания первого полосового фильтра (18) выбирается такой, чтобы на его выходе проходил только узкополосный радиосигнал на разностной частоте, равной f0+fпр1. После первичного усиления отраженные радиосигналы с выхода усилителя СВЧ (15) поступают на первый вход второго смесителя (19), на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого фильтра (18). Основное усиление принятых сигналов производится в двух усилителях промежуточной частоты (20) и (22). Сигналы с выхода второго смесителя (19) поступают в первый УПЧ (20). Усиленные отраженные сигналы на частоте fпр1+fпр2+nΔf+FD с выхода первого УПЧ (20) поступают на первый вход третьего смесителя (21). На втором входе третьего смесителя (21) присутствуют сигналы на первой промежуточной частоте fпр1, который осуществляет перенос спектра сигналов на вторую промежуточную частоту fпр2. Отраженные сигналы на частоте fпр2+nΔf+FD с выхода третьего смесителя (21) поступают на вход второго УПЧ (22), в котором осуществляется их усиление.
Выделенный аналоговый сигнал с выхода второго УПЧ (22) преобразуется в цифровой вид на АЦП (23) и когерентно накапливается во втором ЗУ (24). Таким образом, к моменту окончания излучения и приема сигнала (пачки из N импульсов) первое ЗУ (26) содержит комплексно-сопряженные образы излученного сигнала, а второе ЗУ (24) -принятый сигнал. На двумерный коррелятор (25) с тактовой частотой, определяемой опорным генератором (6), с выхода первого ЗУ (26), передаются комплексно сопряженные образы излученного сигнала в спектральной области, сдвинутые по частоте с шагом AFD. Принятый сигнал из второго ЗУ (24) передается на двумерный коррелятор (25), где производится дискретное преобразование Фурье в блоке ДПФ (27). Принятый сигнал в спектральной области перемножается с комплексно-сопряженными образами излученного сигнала, сдвинутого по частоте с шагом доплеровского фильтра AFD в каждом из К перемножителей (28) цифровых доплеровских фильтров (31). Количество цифровых фильтров К может определяться как ближайшая степень двойки к числу 2 L - 1, где L -длина исходной сигнальной выборки с заданным шагом дискретизации. Длина сигнальной выборки определяется
Figure 00000001
где TНак - время когерентного накопления пачки сигнала,
Figure 00000002
- частота дискретизации АЦП (23).
После перемножения производится обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ) в блоках ОДПФ (29) и выделяется пороговое значение в пороговом обнаружителе (30) на каждом значении времени задержки. Полученные на выходе каждого из пороговых обнаружителей (3) отсчеты объединяются по К частотным каналам в функцию неопределенности принятого сигнала. Функция неопределенности квазинепрерывного сигнала с псевдослучайными значениями несущей частоты, периода повторения и длительности импульсов имеет низкий уровень боковых лепестков, как по задержке, так и по частоте Доплера и представлена на Фиг. 4. Далее функция неопределенности в виде массива ее значений в координатах задержка, частота Доплера передается на вход ЦВМ (1) с выхода двумерного коррелятора (25). ЦВМ (1) производит вторичную обработку данных и, сравнивая значения функции неопределенности с заранее заданным порогом, определяет наличие сигнала. При наличии сигнала ЦВМ (1) преобразует его координаты из времени задержки и частоты Доплера в дальность и скорость. Далее ЦВМ (1) осуществляет выдачу информации о цели со своего второго входа-выхода на вход-выход индикатора (2).
Таким образом, предлагаемая радиолокационная станция позволяет излучать квазинепрерывный сигнал с псевдослучайными значениями параметров и производить двумерную корреляционную обработку принятой сигнальной выборки длительностью, равной длительности пачки и эквивалентной по энергетике когерентному накоплению сигнала внутри пачки. Двумерная корреляционная обработка сигнала с псевдослучайными значениями несущей частоты, периода повторения и длительности импульсов позволяет однозначно измерить дальность и частоту Доплера за время, равное длительности одной пачки. Предложенное изобретение обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в сокращении времени измерения дальности и скорости цели, и решение технической проблемы сокращения времени активной работы радиолокационной станции.

Claims (3)

1. Радиолокационная станция, содержащая цифровую вычислительную машину, индикатор, импульсный модулятор, опорный генератор, формирователь частот, первый фильтр, антенный переключатель, антенное устройство, усилитель СВЧ, первый, второй, третий, четвертый смесители, первый и второй усилители промежуточной частоты, при этом вход-выход индикатора соединен со вторым вход-выходом цифровой вычислительной машины, первый выход цифровой вычислительной машины соединен с третьим входом формирователя частот, первый выход формирователя частот подключен ко второму входу первого смесителя, вход-выход антенного переключателя соединен с первым входом-выходом антенного устройства, второй вход-выход которого подключен к третьему входу-выходу цифровой вычислительной машины, выход антенного переключателя соединен с входом усилителя СВЧ, выход которого подключен к первому входу второго смесителя, выход четвертого смесителя подключен к входу первого фильтра, выход которого соединен со вторым входом второго смесителя, выход второго смесителя подключен к входу первого усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом третьего смесителя, выход которого подключен ко входу второго усилителя промежуточной частоты, отличающаяся тем, что дополнительно введены синхронизатор, формирователь несущей частоты, формирователь первой промежуточной частоты, второй фильтр, усилитель мощности, аналого-цифровой преобразователь, первое запоминающее устройство, второе запоминающее устройство, двумерный коррелятор, причем вход-выход синхронизатора соединен с первым вход-выходом цифровой вычислительной машины, второй выход синхронизатора подключен к входу импульсного модулятора, выход импульсного модулятора подключен ко второму входу усилителя мощности, первый выход опорного генератора подключен к входу формирователя несущей частоты, второй выход опорного генератора соединен со вторым входом формирователя частот, четвертый выход опорного генератора подключен к входу формирователя первой промежуточной частоты, пятый выход опорного генератора подключен к входу синхронизатора, первый выход которого подключен к первому входу формирователя частот, первый выход формирователя несущей частоты подключен к первому входу первого смесителя, второй выход формирователя несущей частоты подключен к первому входу четвертого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя первой промежуточной частоты, второй выход формирователя первой промежуточной частоты соединен со вторым входом третьего смесителя, выход второго усилителя промежуточной частоты соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом второго запоминающего устройства, выход второго запоминающего устройства соединен со вторым входом двумерного коррелятора, первый вход которого соединен с выходом первого запоминающего устройства, первый вход первого запоминающего устройства соединен со вторым выходом цифровой вычислительной машины, второй вход первого запоминающего устройства соединен с третьим выходом опорного генератора, выход двумерного коррелятора соединен с входом цифровой вычислительной машины, выход первого смесителя подключен к входу второго фильтра, выход которого подключен к первому входу усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен со входом антенного переключателя.
2. Радиолокационная станция по п. 1, отличающаяся тем, что антенное устройство содержит фазированную антенную решетку и блок управления лучом, при этом выход блока управления лучом соединен с входом фазированной антенной решетки, вход-выход фазированной антенной решетки является первым входом-выходом антенного устройства, а вход-выход блока управления лучом является вторым входом-выходом антенного устройства.
3. Радиолокационная станция по п. 1, отличающаяся тем, что двумерный коррелятор содержит блок дискретного преобразования Фурье, вход которого является вторым входом двумерного коррелятора, и К цифровых доплеровских фильтров, где К - целое число больше единицы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных перемножителя, блока обратного дискретного преобразования Фурье и порогового обнаружителя, причем первый вход каждого перемножителя соединен с выходом блока дискретного преобразования Фурье, а их вторые входы объединены в шину, которая является первым входом двумерного коррелятора, выходы К пороговых обнаружителей объединены в шину, являющуюся выходом двумерного коррелятора.
RU2021107794A 2021-03-23 2021-03-23 Радиолокационная станция RU2755518C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107794A RU2755518C1 (ru) 2021-03-23 2021-03-23 Радиолокационная станция

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107794A RU2755518C1 (ru) 2021-03-23 2021-03-23 Радиолокационная станция

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755518C1 true RU2755518C1 (ru) 2021-09-16

Family

ID=77745841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107794A RU2755518C1 (ru) 2021-03-23 2021-03-23 Радиолокационная станция

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755518C1 (ru)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5986605A (en) * 1997-05-23 1999-11-16 Raytheon Company Method for improving monopulse processing of aperture segment outputs
RU56653U1 (ru) * 2006-03-15 2006-09-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Радиолокационная станция
WO2007057474A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Plextek Limited Radar system
RU136192U1 (ru) * 2013-09-04 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Радиолокационное устройство обнаружения беспилотных летательных аппаратов
RU2541504C1 (ru) * 2014-01-09 2015-02-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Устройство селекции движущихся целей для режима перестройки частоты от импульса к импульсу
GB2519417A (en) * 2013-08-23 2015-04-22 Agd Systems Ltd Radar apparatus and method
RU2609144C1 (ru) * 2015-12-29 2017-01-30 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Радиолокационная станция
RU170728U1 (ru) * 2016-12-27 2017-05-04 Акционерное общество "Ульяновский механический завод" Радиолокационная станция для самоходной огневой установки
RU2713624C1 (ru) * 2019-03-11 2020-02-05 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Моноимпульсная радиолокационная система

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5986605A (en) * 1997-05-23 1999-11-16 Raytheon Company Method for improving monopulse processing of aperture segment outputs
WO2007057474A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Plextek Limited Radar system
RU56653U1 (ru) * 2006-03-15 2006-09-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Радиолокационная станция
GB2519417A (en) * 2013-08-23 2015-04-22 Agd Systems Ltd Radar apparatus and method
RU136192U1 (ru) * 2013-09-04 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Радиолокационное устройство обнаружения беспилотных летательных аппаратов
RU2541504C1 (ru) * 2014-01-09 2015-02-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Устройство селекции движущихся целей для режима перестройки частоты от импульса к импульсу
RU2609144C1 (ru) * 2015-12-29 2017-01-30 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Радиолокационная станция
RU170728U1 (ru) * 2016-12-27 2017-05-04 Акционерное общество "Ульяновский механический завод" Радиолокационная станция для самоходной огневой установки
RU2713624C1 (ru) * 2019-03-11 2020-02-05 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Моноимпульсная радиолокационная система

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101908196B1 (ko) Fmcw 레이더에서의 주파수 변조 방식
US9864043B2 (en) FMCW radar with phase encoded data channel
CN112882018B (zh) 一种海洋和电离层一体化探测高频雷达系统及其控制方法
JP5660973B2 (ja) レーダ装置
RU2553272C1 (ru) Способ измерения дальности и радиальной скорости в рлс с зондирующим составным псевдослучайным лчм импульсом
Zhang et al. 24GHz software-defined radar system for automotive applications
JP5460290B2 (ja) レーダ装置
Yao et al. A novel low-power multifunctional ionospheric sounding system
CN101788671A (zh) 应用于外差探测啁啾调幅激光测距装置的多周期调制方法
US20210190903A1 (en) Radar apparatus and signal processing method
JP4005947B2 (ja) パルスレーダ装置とその信号処理方法
RU2724116C1 (ru) Способ функционирования импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции истребителя при воздействии по основному лепестку диаграммы направленности антенны помехи типа DRFM
RU2755518C1 (ru) Радиолокационная станция
RU2293997C1 (ru) Способ корреляционной обработки сигналов, отраженных от быстродвижущихся целей
JPH04357485A (ja) パルス・ドップラーレーダ装置
GB2134741A (en) Radar apparatus
Pardhu et al. Design of matched filter for radar applications
KR101634455B1 (ko) 선형 주파수 변조 신호와 잡음 신호를 이용한 레이더 및 이의 제어 방법
JP4005007B2 (ja) レーダ信号処理装置
RU2533198C1 (ru) Способ управления величиной разрешающей способности радиолокационной станции
RU2360265C1 (ru) Способ радиолокационного обнаружения подвижных целей с фазовой селекцией по дальности и устройство для его реализации
RU2392704C1 (ru) Способ повышения широкополосности приемопередающего модуля фазированной антенной решетки, использующего генерацию сигналов методом прямого цифрового синтеза, и варианты его реализации
RU2806652C1 (ru) Способ формирования и обработки импульсных радиолокационных сигналов с линейной частотной модуляцией
RU2803413C1 (ru) Способ импульсно-доплеровской радиолокации и устройство с автодинным приёмопередатчиком для его реализации
Kenney et al. An all-cots high sampling frequency pulse-Doppler imaging radar