RU71779U1

RU71779U1 - DEVICE OF AN INTERFERABLE AUTODYNE RADIO SENSOR

Info

Publication number: RU71779U1
Application number: RU2007140191/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Мартюшин; Юрий Митрофанович Голубинский; Ярослав Владимирович Михеев; Евгений Михайлович Устинов
Original assignee: Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2008-03-20

Abstract

Предлагается устройство автодинного радиодатчика, относящегося к доплеровским радиолокационным системам. Устройство может использоваться для повышения помехоустойчивости радиовзрывателей к различным внешним помехам. Целью изобретения является повышение надежности работы автодинного радиодатчика в момент воздействия на него как пассивных, так и активных, искусственно созданных внешних помех. Устройство помехоустойчивого радиодатчика содержит автодин, усилитель низкой частоты, диодно-емкостной накопитель, дифференцирующую цепь, счетный триггер, две схемы совпадения, электронный ключ, блок коррекции частоты и исполнительный каскад. Обеспечение помехоустойчивости достигается за счет комплексного распознавания обрабатываемого сигнала с помощью его дифференцирования и соответствующей коррекции частоты излучения.An autodyne radio sensor device related to Doppler radar systems is proposed. The device can be used to increase the noise immunity of radio fuses to various external interference. The aim of the invention is to increase the reliability of the autodyne radio sensor at the time of exposure to it, both passive and active, artificially created external interference. The noise-resistant radio sensor device comprises an autodyne, a low-frequency amplifier, a diode-capacitive storage device, a differentiating circuit, a counting trigger, two matching circuits, an electronic key, a frequency correction unit, and an executive stage. Ensuring noise immunity is achieved through integrated recognition of the processed signal by means of its differentiation and appropriate correction of the radiation frequency.

Description

Предлагается устройство автодинного радиодатчика, относящегося к доплеровским системам ближней радиолокации, с целью повышения помехоустойчивости к различным внешним помехам и может быть использовано для радиовзрывателей.A device for an autodyne radio sensor, related to Doppler near-radar systems, is proposed with the aim of increasing noise immunity to various external noise and can be used for radio fuses.

Устойчивость автодинных радиодатчиков взрывателей к организованным внешним помехам крайне низка. Главными причинами низкой устойчивости являются:The stability of the autodyne radio detectors fuses to organized external interference is extremely low. The main reasons for low stability are:

1. Малая по сравнению с мощностью излучения современных станций помех мощность излучения. Отношение мощностей излучения станции помех и неконтактного радиодатчика Р_v/Р_∑≥10⁵...10⁹;1. Low radiation power compared to the radiation power of modern jamming stations. The ratio of the radiation power of the interference station and the non-contact radio sensor P _v / P _∑ ≥10 ⁵ ... 10 ⁹ ;

2. Простота правила принятия решения на срабатывание. Для срабатывания радиодатчика (РД) необходимо и достаточно, как правило, обеспечить превышение мгновенного значения напряжения на выходе диодно-емкостного накопителя (ДЕН) U_ден над порогом срабатывания исполнительного каскада ;2. The simplicity of the decision rule for triggering. For the operation of the radio sensor (RD), it is necessary and sufficient, as a rule, to ensure that the instantaneous voltage at the output of the diode-capacitive storage (DEN) U _den exceeds the threshold of operation of the executive stage ;

3. Широкие возможности современных станций помех, по разведке работающих РД и их обслуживанию, приводящие к преждевременному срабатыванию радиовзрывателей;3. The wide possibilities of modern jamming stations for the exploration of operational taxiways and their maintenance, leading to premature operation of radio fuses;

4. Ограниченные возможности применения в РД взрывателей классических методов повышения помехозащищенности радиотехнических устройств, обусловленные особенностями функционирования радиовзрывателя, а именно:4. The limited possibilities of using classical methods for increasing the noise immunity of radio engineering devices in fuse blades due to the features of the operation of a radio fuse, namely:

- полной автономностью работы;- full autonomy of work;

- многообразием условий встречи боеприпаса с целью, а, следовательно, непостоянством частоты доплеровского сигнала;- the variety of conditions for the meeting of ammunition with the goal, and, consequently, the inconstancy of the frequency of the Doppler signal;

- ограниченностью времени действия доплеровского сигнала;- limited duration of the Doppler signal;

- необратимостью принятия решения на срабатывание.- the irreversibility of the decision to trigger.

Эти особенности функционирования РВ приводят к тому, что при воздействии на РВ активной помехи ее аддитивная смесь с полезным доплеровским сигналом с высокой степенью вероятности будет иметь место только в случае воздействия на РВ заградительной или прицельной помехи. При этом аддитивная смесь доплеровского сигнала и помехи будет иметь место на конечном участке траектории, когда доплеровский сигнал по своему уровню начинает превосходить уровень внутренних шумов. В случае же воздействия на РВ импульсной ответной помехи на безопасном для прикрываемого объекта расстоянии наличие аддитивной смеси доплеровского сигнала и помехи маловероятно из-за наличия у любой станции помех в приземном слое «мертвой» зоны, обусловленной влиянием земли на диаграмму направленности антенны станции помех.These features of the functioning of the RS lead to the fact that when the RS is exposed to active interference, its additive mixture with a useful Doppler signal will, with a high degree of probability, occur only in the case of a barrage or impact interference on the RS. In this case, an additive mixture of the Doppler signal and interference will take place on the final section of the trajectory, when the Doppler signal in its level begins to exceed the level of internal noise. In the case of exposure to a pulsed response interference at a safe distance for the object to be covered, the presence of an additive mixture of the Doppler signal and interference is unlikely due to the presence of interference in the near-surface layer of the “dead” zone due to the influence of the earth on the radiation pattern of the antenna of the interference station.

Особенности функционирования РД при воздействии станции помех позволяет сделать вывод о том, что в низкочастотном тракте датчика практически никогда не будет аддитивной смеси сигнала с помехой, а будет присутствовать или сигнал, или помеха.Features of the functioning of the taxiway when exposed to an interference station allows us to conclude that in the low-frequency path of the sensor there will almost never be an additive mixture of the signal with interference, but there will be either a signal or an interference.

При этом известные схемы построения радиодатчиков не обеспечивают надежной работы автодинного радиодатчика в условия активного воздействия внешних помех.Moreover, well-known schemes for constructing radio sensors do not provide reliable operation of an autodyne radio sensor under conditions of active exposure to external interference.

Предлагаемое устройство, представленное на рисунке 1, повышает устойчивость автодинного радиодатчика к организованным помехам и способствует решению задачи по поражению цели за счет обеспечения распознавания доплеровского сигнала от сигнала, наведенного на радиодатчике внешней помехой.The proposed device, shown in Figure 1, increases the stability of the autodyne radio sensor to organized interference and helps to solve the problem of hitting the target by providing recognition of the Doppler signal from the signal induced on the radio sensor by external noise.

Устройство включает в свой состав типовые элементы автодин (А), генерирующий СВЧ сигнал, излучаемый в пространство и принимающий отраженный от цели сигнал, содержащий полезную информацию о цели, преобразующий информацию в электрический сигнал низкой частоты, The device includes typical autodyne elements (A), generating a microwave signal emitted into space and receiving a signal reflected from the target, containing useful information about the target, converting the information into an electrical signal of low frequency,

подключенный к его выходу усилитель низкой частоты (УНЧ), усиливающий входной сигнал до величины, достаточной для управления схемой, соединенный с выходом усилителя полосовой фильтр (ПФ), обеспечивающий частотную селекцию полезного сигнала, диодно-емкостной накопитель (ДЕН), имеющий два входа, первый соединен с выходом полосового фильтра, второй - с выходом электронного ключа и исполнительный каскад (ПК), вход которого подключен к выходу схемы совпадения И1.a low-frequency amplifier (VLF) connected to its output, amplifying the input signal to a value sufficient to control the circuit, a band-pass filter (PF) connected to the amplifier output, providing frequency selection of the useful signal, a diode-capacitive storage (DEN) having two inputs, the first is connected to the output of the bandpass filter, the second is connected to the output of the electronic key and the executive stage (PC), the input of which is connected to the output of the matching circuit I1.

Для распознавания доплеровского сигнала от ответной немодулированной, заградительной и прицельной помех за счет разного характера отклика ДЕН в схему включены дополнительные элементы. В состав дополнительных элементов входят, подключенные к выходу ДЕН, схема совпадения И1 с тремя входами, дифференцирующая цепь (ДЦ) и триггер Шмитта (ТШ), выходы которых соединены со входами счетного триггера (СТ), а второй выход ТШ управляет электронным ключом (ЭК) и схемой совпадения (И2) с двумя входами, второй вход И2 подключен к выходу СТ, а выход схемы И2 управляет схемой корректировки частоты (СК), изменяющей частоту излучения автодина и спусковой схемой (СС), выход которой подключен ко второму входу схемы совпадения И1, третий вход которой подключен к выходу СТ.To recognize the Doppler signal from the response unmodulated, barrage and impact interference due to the different nature of the DEN response, additional elements are included in the circuit. The additional elements include connected to the output of the DEN, coincidence circuit I1 with three inputs, a differentiating circuit (DC) and a Schmitt trigger (TS), the outputs of which are connected to the inputs of the counting trigger (ST), and the second output of the TS controls an electronic key (EC ) and a coincidence circuit (I2) with two inputs, the second I2 input is connected to the output of the CT, and the output of the I2 circuit controls the frequency correction circuit (SC) that changes the frequency of the autodyne emission and the trigger circuit (CC), the output of which is connected to the second input of the coincidence circuit I1, the third input of which connected to CT output.

При обработке сигнала помехи на выходе ДЦ формируется импульс, изменяющий исходное состояние счетного триггера (логическая единица на входе схемы И1) на противоположное (логический ноль на входе схемы И1) за счет чего производится блокировка ИК. Триггер Шмитта возвращает СТ в исходное состояние (деблокирует ИК) после прекращения действия помехи и снижении напряжения на выходе ДЕН ниже порога отпускания.When an interference signal is processed, an impulse is generated at the output of the DC, which changes the initial state of the counting trigger (logical unit at the input of circuit I1) to the opposite (logical zero at the input of circuit I1), which blocks IR. The Schmitt trigger returns the ST to its original state (releases IR) after the cessation of the interference and the voltage at the output of the DEN decreases below the release threshold.

Если распознавание помехи за счет дифференцирования отклика ДЕН не произошло (такое возможно в случае воздействия амплитудно-модулированной помехи), то происходит распознавание сигнала за счет зависимости частоты обрабатываемого в радиодатчике низкочастотного If the recognition of interference due to differentiation of the DEN response did not occur (this is possible in the case of exposure to amplitude-modulated interference), then the signal is recognized due to the dependence of the frequency of the low-frequency processed in the radio sensor

сигнала от частоты зондирующего сигнала (для доплеровского сигнала эта зависимость пропорциональна, для ответных помех эта зависимость равна разности частот радиодатчика и станции помех). Для этого используется тот же триггер Шмитта, импульс напряжения с выхода которого поступает через схему совпадения И2, т.к. счетный триггер не сработал и на его выходе присутствует логическая единица, на вход схемы корректировки частоты. СК обеспечивает скачкообразное увеличение частоты излучения автодина для сохранения радиочастотной чувствительности автодина. При этом изменение частоты излучения автодина c f₀ на f₁ не приведет к исчезновению обрабатываемого сигнала, если сигнал является доплеровским (хотя его параметры - частота, амплитуда и фаза - несколько изменятся), а при правильном выборе полосы частот ПФ учитывающем возможные изменения частот Доплера произойдет дельнейший рост напряжения на выходе ДЕН, что в конечном итоге приведет к срабатыванию ПК за счет наличия на входе схемы И1 логической единицы, разрешающей прохождение сигнала от ДЕН к ИК.signal from the frequency of the probing signal (for the Doppler signal this dependence is proportional, for response interference this dependence is equal to the frequency difference between the radio sensor and the interference station). For this, the same Schmitt trigger is used, the voltage pulse from the output of which comes through the coincidence circuit I2, because the counting trigger did not work and there is a logical unit at its output, at the input of the frequency correction circuit. SC provides an abrupt increase in the frequency of radiation of the autodyne to preserve the radio frequency sensitivity of the autodyne. In this case, a change in the radiation frequency of the autodyne cf ₀ to f ₁ will not lead to the disappearance of the processed signal if the signal is Doppler (although its parameters - frequency, amplitude and phase - will change somewhat), and if the frequency band of the FS is correctly selected, taking into account possible changes in Doppler frequencies will occur a further increase in the voltage at the output of the DEN, which ultimately will lead to the operation of the PC due to the presence of a logical unit at the input of the I1 circuit, allowing the signal to pass from the DEN to the IR.

В случае же обработки сигнала помехи при переходе частоты c f₀ на f₁ произойдет уменьшение или полное исчезновение сигнала на выходе автодина и как следствие уменьшение напряжения на выходе ДЕН до порога отпускания ТШ и изменение рабочей частоты автодина на первоначальную. Возврат частоты излучения c f₁ на f₀ не исключает возобновления воздействия на датчик ответной помехи и соответственно роста напряжения на выходе ДЕН. Для исключения преждевременных срабатываний напряжение на выходе ДЕН при повторном воздействии помехи будет происходить с нуля за счет наличия в схеме электронного ключа (ЭК), обеспечивающего обнуление ДЕН при возврате c f₁ на f₀.In the case of processing the interference signal during the transition of the frequency cf ₀ to f ₁ , the signal at the autodyne output decreases or completely disappears and, as a result, the voltage at the DEN output decreases to the TS release threshold and the autodyne operating frequency changes to the original one. The return of the radiation frequency cf ₁ to f ₀ does not exclude the resumption of exposure to the sensor response noise and, accordingly, the increase in voltage at the output of the DEN. To exclude premature tripping, the voltage at the output of the DEN during repeated exposure to interference will occur from scratch due to the presence in the circuit of an electronic key (EC), which ensures the reset of the DEN when cf ₁ returns to f ₀ .

Для исключения переходных процессов, приводящих к преждевременному срабатыванию радиодатчика, в момент изменения частоты излучения (при появлении на выходе И2 логической «1») введена спусковая схема (СС), обеспечивающая за счет снятия с входа схемы И1 To exclude transient processes leading to premature operation of the radio sensor, a trigger circuit (CC) was introduced at the moment of changing the radiation frequency (when logical “1” appears at the output I2), which ensures by removing the I1 circuit from the input

логической единицы блокировку ИК на время изменения частоты излучения радиодатчика. В остальное время на выходе СС присутствует логическая единица, и влияния на работу радиодатчика она не оказывает.logical unit blocking IR for the time the frequency of the radiation of the radio sensor changes. The rest of the time, a logical unit is present at the SS output, and it does not affect the operation of the radio sensor.

Обеспечение надежности работы схемы в условиях воздействия на радиовзрыватель всего многообразия организованных помех, в том числе скользящих и ответных импульсных помех переменной мощности и отсутствие ложных срабатываний достигается выполнением следующих условий:Ensuring the reliability of the circuit in terms of exposure to the fuse of the whole variety of organized interference, including moving and response pulsed interference of variable power and the absence of false positives is achieved by the following conditions:

1. Импульс запуска СТ по счетному входу должен иметь амплитуду, удовлетворяющую условию:1. The start pulse of the CT at the counting input should have an amplitude that satisfies the condition:

2. Порог срабатывания ТШ должен быть равен2. TS threshold must be equal

3. Изменение рабочей частоты автодина при срабатывании ТШ происходит в большую сторону, а величина3. The change in the operating frequency of the autodyne when TS is triggered occurs upward, and the value

Δf₀≥0,07f₀.Δf ₀ ≥0.07f ₀ .

Использование данного устройства радиодатчика при выполнении всех необходимых условий позволяет обеспечить его надежное функционирование при отсутствии помех и отсутствие преждевременных срабатываний в любой помеховой обстановке.The use of this device of the radio sensor when all the necessary conditions are met allows to ensure its reliable operation in the absence of interference and the absence of premature responses in any interference environment.

Реализация изобретения позволит существенно повысить помехозащищенность автодинных радиодатчиков ко всему многообразию внешних организованных помех.The implementation of the invention will significantly increase the noise immunity of the autodyne radio sensors to the whole variety of external organized interference.

Claims

A device of a noise-resistant autodyne radio sensor for recognizing a useful signal from external active organized interference, consisting of a self-drive (A) connected to its output of a low-frequency amplifier (VLF) connected to the output of a band-pass filter amplifier (PF), a diode-capacitive storage device (DEN), having two inputs, the first is connected to the output of the bandpass filter, the second to the output of the electronic key and the executive stage (PC), the input of which is connected to the output of the matching circuit I1, characterized in that, for the purpose of recognition useful signal from interference, the I1 coincidence circuit with three inputs, a differentiating circuit (DC) and a Schmitt trigger (TS) connected to the inputs of the counting trigger (ST), and the second TS output controls the electronic key (connected to the DEN output, are inserted into the device) EC) and a coincidence circuit (I2) with two inputs, the second I2 input is connected to the output of the CT, and the output of the I2 circuit controls the frequency correction circuit (SC) and the trigger circuit (CC), the output of which is connected to the second input of the coincidence circuit I1, the third input which is connected to the output of CT, and the output to go IR.