RU79186U1 - RADAR DEVICE FOR RECOGNIZING AIR TARGETS INVARIANT TO THE INFLUENCE OF TURBO-SCREW EFFECT - Google Patents

RADAR DEVICE FOR RECOGNIZING AIR TARGETS INVARIANT TO THE INFLUENCE OF TURBO-SCREW EFFECT Download PDF

Info

Publication number
RU79186U1
RU79186U1 RU2008130938/22U RU2008130938U RU79186U1 RU 79186 U1 RU79186 U1 RU 79186U1 RU 2008130938/22 U RU2008130938/22 U RU 2008130938/22U RU 2008130938 U RU2008130938 U RU 2008130938U RU 79186 U1 RU79186 U1 RU 79186U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
turboprop
recognition
signal
Prior art date
Application number
RU2008130938/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Александр Геннадьевич Прохоркин
Дмитрий Александрович Майоров
Original Assignee
Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил 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 Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации filed Critical Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации
Priority to RU2008130938/22U priority Critical patent/RU79186U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU79186U1 publication Critical patent/RU79186U1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Радиолокационное устройство распознавания воздушных целей, инвариантное к влиянию турбовинтового эффекта. Полезная модель относится к радиолокационной технике и может быть использовано в РЛС сопровождения цели. Назначение полезной модели - обеспечение работоспособности устройства распознавания воздушных целей в условиях негативного влияния турбовинтового эффекта. Для решения поставленной задачи в схему известного устройства предложено дополнительно ввести низкочастотный фильтр, подключив его вход к выходу приемника. Этот фильтр должен пропускать полезный низкочастотный отраженный планером цели сигнал и устранять высокочастотную модуляцию, вызванную турбовинтовым эффектом. Полоса пропускания фильтра выбирается меньшей по отношению к частоте первых турбовинтовых составляющих спектра отраженного сигнала. При прохождении через такой фильтр отражательная характеристика воздушной цели избавляется от турбовинтовой модуляции и становится информативной для извлечения информации о размерах воздушных целей. В результате за счет использования информативного признака, анализирующего величины изменения уровней сигналов, отраженных целями на каждой паре смежных углов пеленга при случайных рысканиях, тангажах и кренах, обеспечивается высокая достоверность распознавания.Radar device for recognition of air targets, invariant to the influence of the turboprop effect. The utility model relates to radar technology and can be used in target tracking radar. The purpose of the utility model is to ensure the operability of the device for recognition of air targets in the face of the negative influence of the turboprop effect. To solve this problem, it is proposed to additionally introduce a low-pass filter into the circuit of the known device by connecting its input to the output of the receiver. This filter should pass the useful low-frequency signal reflected by the target glider and eliminate high-frequency modulation caused by the turboprop effect. The passband of the filter is chosen smaller in relation to the frequency of the first turboprop components of the spectrum of the reflected signal. When passing through such a filter, the reflective characteristic of an air target gets rid of turboprop modulation and becomes informative for extracting information about the size of air targets. As a result, through the use of an informative feature that analyzes the magnitude of the change in signal levels reflected by targets on each pair of adjacent bearing angles during random yaw, pitch and roll, high recognition accuracy is ensured.

Description

Полезная модель относится к радиолокационной технике и может быть использована для распознавания воздушных целей различных классов.The utility model relates to radar technology and can be used to recognize airborne targets of various classes.

Известно радиолокационное устройство распознавания целей [1], состоящее из индикатора и приемопередатчика, содержащего генератор, импульсный модулятор, усилитель мощности, антенный переключатель, антенну, первый и второй смесители, гетеродин, усилитель промежуточной частоты и фазовый детектор. При этом гетеродин, смесители, усилитель промежуточной частоты и фазовый детектор входят в состав приемника, генератор связан своим выходом с первым входом первого смесителя и первым входом усилителя мощности, выход которого соединен с антенной через антенный переключатель, выход которого связан с первым входом второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого смесителя, а выход связан с входом усилителя промежуточной частоты, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, выход которого связан с индикатором, а первый вход связан с гетеродином, который также связан с вторым входом первого смесителя, и, кроме того, выход импульсного модулятора соединен со вторым входом усилителя мощности.A known radar target recognition device [1], consisting of an indicator and a transceiver containing a generator, a pulse modulator, a power amplifier, an antenna switch, an antenna, first and second mixers, a local oscillator, an intermediate frequency amplifier and a phase detector. In this case, the local oscillator, mixers, an intermediate frequency amplifier and a phase detector are included in the receiver, the generator is connected by its output to the first input of the first mixer and the first input of the power amplifier, the output of which is connected to the antenna through an antenna switch, the output of which is connected to the first input of the second mixer, the second input of which is connected to the output of the first mixer, and the output is connected to the input of the intermediate frequency amplifier, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the output of which is connected to the indicator Hur, a first input connected with a local oscillator which is also connected to a second input of the first mixer, and moreover, the pulse modulator output is connected to a second input of the power amplifier.

Данное устройство не обеспечивает высокую эффективность распознавания воздушных целей, так как оно не может распознавать неподвижные или малоподвижные цели на фоне местных предметов и метеообразований, а также цели, имеющие одинаковые радиальные составляющие вектора скорости.This device does not provide high recognition efficiency for air targets, since it cannot recognize stationary or inactive targets against local objects and meteorological conditions, as well as targets that have the same radial components of the velocity vector.

Известно также радиолокационное устройство распознавания воздушных целей [2], содержащее блок распознавания и приемопередатчик, причем в состав приемопередатчика входят импульсный модулятор, генератор, антенна, связанная своим вход-выходом с вход-выходом антенного переключателя, выход которого соединен со входом приемника, выход которого связан со вторым входом первого коммутатора, первый вход которого подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом импульсного модулятора и входом генератора, выход которого подключен ко входу антенного переключателя, а блок распознавания содержит квадратор, соединенный своим выходом со входом первой линии задержки, первым входом первого амплитудного накопителя A radar recognition device for air targets [2] is also known, containing a recognition unit and a transceiver, and the transceiver includes a pulse modulator, a generator, an antenna connected to its input-output with the input-output of the antenna switch, the output of which is connected to the input of the receiver, the output of which connected to the second input of the first switch, the first input of which is connected to the output of the frequency divider, the input of which is connected to the output of the pulse modulator and the input of the generator, the output of which is is accessed to the input of the antenna switch, and the recognition unit contains a quadrator connected by its output to the input of the first delay line, the first input of the first amplitude storage

со сбросом и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу первой линии задержки, а выход - ко входу двухполупериодного выпрямителя, связанного своим выходом с первым входом второго амплитудного накопителя со сбросом, второй вход которого подключен к выходу второй линии задержки и ко второму входу первого амплитудного накопителя со сбросом, выход которого соединен со вторым входом делителя, первый вход которого подключен к выходу второго амплитудного накопителя со сбросом, а выход - к первому входу второго коммутатора, второй вход которого связан с выходом генератора импульсов сброса и входом второй линии задержки, а выход - со входом блока идентификации, причем выход первого коммутатора подключен ко входу квадратора.with a reset and the first input of the adder, the second input of which is connected to the output of the first delay line, and the output to the input of a half-wave rectifier connected with its output to the first input of the second amplitude storage device with a reset, the second input of which is connected to the output of the second delay line and to the second input the first amplitude drive with a reset, the output of which is connected to the second input of the divider, the first input of which is connected to the output of the second amplitude drive with a reset, and the output to the first input of the second switch, the second input of which is connected with the output of the reset pulse generator and the input of the second delay line, and the output is connected to the input of the identification unit, and the output of the first switch is connected to the input of the quad.

Данное устройство способно распознавать воздушные цели различных классов в режиме сопровождения с достаточной вероятностью правильного распознавания. Признак распознавания Q, используемый в предлагаемом устройстве и выражающий интенсивность изменения амплитуды отраженного сигнала в соответствии с ракурсом локации и размерами целей, является безразмерной величиной, не зависящей от дальности до цели, что позволяет обеспечить хорошее качество распознавания целей в широком диапазоне дальностей. Однако используемый признак распознавания Q обеспечивает качественную работоспособность устройства только в отношении целей, не имеющих открытых структур двигательных установок. При наличии отражений радиоволн от вращающихся элементов двигательных установок отражательная характеристика воздушной цели будет модулирована (изрезана) турбовинтовыми составляющими [3], в результате чего признак распознавания потеряет эффективность. Отражательная характеристика цели есть зависимость амплитуды отраженного целью сигнала от времени в реальных условиях сопровождения воздушной цели. В этом ее отличие от диаграммы обратного рассеяния. Для отражательной характеристики изменение углового положения цели происходит с переменной угловой скоростью, которая на атакующих ракурсах может даже менять свое направление.This device is capable of recognizing air targets of various classes in tracking mode with a sufficient probability of correct recognition. The recognition sign Q used in the proposed device and expressing the intensity of the change in the amplitude of the reflected signal in accordance with the view of the location and the size of the targets is a dimensionless quantity that does not depend on the distance to the target, which allows for good quality recognition of targets in a wide range of ranges. However, the used recognition feature Q provides high-quality operability of the device only in relation to targets that do not have open structures of propulsion systems. In the presence of reflections of radio waves from the rotating elements of the propulsion systems, the reflective characteristic of the air target will be modulated (cut) by the turboprop components [3], as a result of which the recognition sign will lose effectiveness. The reflective characteristic of the target is the dependence of the amplitude of the signal reflected by the target on time in real conditions of tracking an air target. This is its difference from the backscatter diagram. For the reflective characteristic, the change in the angular position of the target occurs with a variable angular velocity, which can even change its direction at the attacking angles.

Задачей полезной модели является обеспечение работоспособности устройства распознавания воздушных целей в условиях негативного влияния турбовинтового эффекта (ТВЭ).The objective of the utility model is to ensure the operability of the device for recognition of air targets in the face of the negative influence of the turboprop effect (TVE).

Для достижения указанной цели в состав известного устройства распознавания дополнительно вводят низкочастотный фильтр, выход которого подключают ко второму входу первого коммутатора, а вход - к выходу приемника, разрывая связь приемника со входом первого коммутатора.To achieve this goal, a low-pass filter is additionally introduced into the known recognition device, the output of which is connected to the second input of the first switch, and the input to the output of the receiver, breaking the connection between the receiver and the input of the first switch.

Предложенное построение схемы позволяет заявляемому устройству проводить распознавание воздушных целей разных размеров или конфигураций в условиях наличия ТВЭ. Распознавание предполагается обеспечивать, как и в [2], за счет анализа величин изменения уровней сигналов, отраженных целями на каждой паре смежных углов пеленга при случайных рысканиях, тангажах и кренах.The proposed construction of the circuit allows the inventive device to recognize air targets of different sizes or configurations in the presence of TVE. Recognition is supposed to be provided, as in [2], by analyzing the magnitude of changes in signal levels reflected by targets on each pair of adjacent bearing angles during random yaw, pitch and roll.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого радиолокационного устройства распознавания воздушных целей, инвариантного к влиянию турбовинтового эффекта.Figure 1 shows the structural diagram of the proposed radar device for the recognition of air targets, invariant to the influence of the turboprop effect.

Устройство состоит из приемопередатчика 1 и блока распознавания 2.The device consists of a transceiver 1 and a recognition unit 2.

Приемопередатчик 1 содержит: импульсный модулятор 3, генератор 4, антенный переключатель 5, антенну 6, приемник 7, делитель частоты 8, первый коммутатор 9, низкочастотный фильтр 21. Импульсный модулятор 3 связан своим выходом со входом делителя частоты 8 и входом генератора 4, выход которого связан со вход-выходом антенны 6 через антенный переключатель 5, выход которого подключен ко входу приемника 7, который содержит в своем составе преобразователи частоты, фильтры, усилители и детектор (на фиг.1 не показаны). Видеосигнал с выхода приемника 7 поступает на вход низкочастотного фильтра 21, осуществляющего выделение низкочастотной планерной составляющей отраженного сигнала [3]. Отфильтрованный сигнал с выхода блока 21 поступает на второй вход первого коммутатора 9, который по сигналам, поданным на его управляющий (первый) вход с выхода делителя частоты 8, осуществляет коммутацию выходного сигнала низкочастотного фильтра 21 с выходом первого коммутатора 9 (входом блока распознавания 2) по закону, определяемому делителем частоты 8.The transceiver 1 contains: pulse modulator 3, generator 4, antenna switch 5, antenna 6, receiver 7, frequency divider 8, first switch 9, low-pass filter 21. Pulse modulator 3 is connected by its output to the input of the frequency divider 8 and the input of the generator 4, output which is connected to the input-output of the antenna 6 through the antenna switch 5, the output of which is connected to the input of the receiver 7, which contains frequency converters, filters, amplifiers and a detector (not shown in Fig. 1). The video signal from the output of the receiver 7 is fed to the input of a low-pass filter 21, which selects the low-frequency glider component of the reflected signal [3]. The filtered signal from the output of block 21 is fed to the second input of the first switch 9, which, according to the signals supplied to its control (first) input from the output of the frequency divider 8, switches the output signal of the low-pass filter 21 with the output of the first switch 9 (input of the recognition unit 2) according to the law determined by the frequency divider 8.

Блок распознавания 2 содержит: квадратор 10, 1-й амплитудный накопитель со сбросом 11, сумматор 12, 1-ую линию задержки 13, двухполупериодный выпрямитель 14, 2-й амплитудный накопитель со сбросом 15, делитель 16, второй коммутатор 17, генератор импульсов сброса 18, 2-ю линию задержки 19 и блок идентификации 20. При этом выход первого коммутатора 9 приемопередатчика 1 подключен ко входу квадратора 10, связанного своим выходом одновременно с первым входом 1-го амплитудного накопителя со сбросом 11, входом 1-й линии задержки 13 и первым (инверсным) входом сумматора 12, вторым (прямым) входом которого служит выход 1-й линии задержки 13. Выход сумматора 12 соединен со входом двухполупериодного выпрямителя 14, выход которого связан с первым входом 2-го амплитудного накопителя 15, выход которого подключен к 1-му входу делителя 16, вторым входом которого Recognition unit 2 contains: a quadrator 10, a 1st amplitude storage with a reset 11, an adder 12, a 1st delay line 13, a half-wave rectifier 14, a 2nd amplitude storage with a reset 15, a divider 16, a second switch 17, a reset pulse generator 18, the 2nd delay line 19 and the identification unit 20. In this case, the output of the first switch 9 of the transceiver 1 is connected to the input of the quad 10 connected to its output simultaneously with the first input of the 1st amplitude drive with reset 11, the input of the 1st delay line 13 and the first (inverse) input of the adder 12, the second (direct) input of which is the output of the 1st delay line 13. The output of the adder 12 is connected to the input of a half-wave rectifier 14, the output of which is connected to the first input of the 2nd amplitude storage 15, the output of which is connected to the 1st input of the divider 16 whose second input

является выход 1-го амплитудного накопителя со сбросом 11. Выход делителя 16 связан с 1-м входом коммутатора 17, выход которого соединен со входом блока идентификации 20. Выход генератора импульсов сброса 18 связан одновременно со вторым (управляющим) входом коммутатора 17 и входом 2-й линии задержки 19, выход которой соединен одновременно со вторым входом 1-го амплитудного накопителя со сбросом 11 и вторым входом второго амплитудного накопителя со сбросом 15.is the output of the 1st amplitude drive with a reset 11. The output of the divider 16 is connected to the 1st input of the switch 17, the output of which is connected to the input of the identification unit 20. The output of the reset pulse generator 18 is connected simultaneously with the second (control) input of the switch 17 and input 2 -th delay line 19, the output of which is connected simultaneously with the second input of the 1st amplitude drive with reset 11 and the second input of the second amplitude drive with reset 15.

На первом входе сумматора 12 предполагается наличие инвертора, который обеспечивает формирование на выходе сумматора напряжения, пропорционального разности сигналов на его втором и первом входах, что необходимо для правильной работы предлагаемого устройства. В отличие от сумматора, на выходе которого амплитуда сигнала определяется как сумма амплитуд сигналов, поданных одновременно на все его входы, амплитудные накопители 11 и 15 формируют на выходе сигнал, равный сумме амплитуд сигналов, поступающих на его вход последовательно.At the first input of the adder 12, it is assumed that there is an inverter, which ensures the formation at the output of the adder of a voltage proportional to the difference of the signals at its second and first inputs, which is necessary for the correct operation of the proposed device. Unlike the adder, at the output of which the signal amplitude is defined as the sum of the amplitudes of the signals supplied simultaneously to all its inputs, the amplitude storage devices 11 and 15 form a signal at the output equal to the sum of the amplitudes of the signals arriving at its input in series.

Радиолокационное устройство распознавания воздушных целей, инвариантное к влиянию турбовинтового эффекта, работает следующим образом.A radar device for the recognition of air targets, invariant to the influence of the turboprop effect, works as follows.

В приемопередатчике 1 с помощью импульсного модулятора 3 возбуждается высокочастотный генератор 4, вырабатывающий радиосигналы на несущей частоте fo, которые, пройдя антенный переключатель 5, излучаются в направлении воздушной цели через антенну 6. Отраженный сигнал принимается антенной 6 и через антенный переключатель 5 подается на вход приемного устройства 7, с выхода которого видеосигнал поступает на вход низкочастотного фильтра 21. Низкочастотный фильтр 21 выделяет из принятого сигнала его низкочастотную составляющую [3, 4], обусловленную отражениями волн только от планера воздушной цели. Для этого полоса пропускания низкочастотного фильтра должна быть не более 500 Гц, т.к. частоты турбовинтовых составляющих, модулирующих отражательную характеристику воздушной цели, составляют от единиц до десятков кГц [5]. Выходной сигнал низкочастотного фильтра 21 поступает на вход первого коммутатора 9, который в моменты прихода на его управляющий вход сигнала с выхода делителя частоты 8 осуществляет прямую передачу выходного сигнала низкочастотного фильтра 21 на вход блока распознавания 2, а именно - на вход квадратора 10.In the transceiver 1, using a pulse modulator 3, a high-frequency generator 4 is excited, generating radio signals at the carrier frequency f o , which, having passed the antenna switch 5, are emitted in the direction of the air target through the antenna 6. The reflected signal is received by the antenna 6 and fed through the antenna switch 5 to the input the receiving device 7, from the output of which the video signal is input to the low-pass filter 21. The low-pass filter 21 extracts its low-frequency component from the received signal [3, 4], due to Reflections of waves only from the glider of an air target. For this, the passband of the low-pass filter should be no more than 500 Hz, because frequencies of turboprop components modulating the reflective characteristic of an air target range from units to tens of kHz [5]. The output signal of the low-pass filter 21 is fed to the input of the first switch 9, which, at the moments when the signal from the output of the frequency divider 8 arrives at its control input, directly transmits the output signal of the low-pass filter 21 to the input of recognition unit 2, namely, to the input of quad 10.

Коэффициент деления Кд делителя частоты 8 выбирается таким, чтобы полученный (в результате деления им частоты повторения импульсов Fи импульсного модулятора 3) период повторения отселектированых импульсов Ти обеспечивал поворот воздушной цели, случайно рыскающей в атмосфере с угловой The division coefficient K d of the frequency divider 8 is selected so that the obtained (as a result of dividing the pulse repetition rate F and pulse modulator 3) the repetition period of the selected pulses T and ensures the rotation of an air target randomly scouring in the atmosphere with an angular

скоростью ωΨ, на угловую величину Δψ=ωψТдиψТи КдψКд/Fи. Величина дискретизации по углу локации Δψ должна удовлетворять условию фиксации самого узкого лепестка отражательной характеристики в 3-4 точках. Так для самолета протяженностью L=50 м при длине волны λ=2 см ширина лепестка диаграммы обратного рассеяния согласно [6, с.148] будет равна Δθ≈λ/(2L)≈0,01°. Величина угловой дискретизации в этом случае составит Δψ=Δθ/4≈0,0025°. Тогда даже при максимальной угловой скорости рыскания планера ωψ, равной 2,5°/с, период дискретизации будет равен Тди≈Δψ/ωψ≈10-3 с. Поэтому Кд следует выбирать на основе соотношения Кд≈ТдиFи≈10-3Fи, т.е. для РЛС с частотой повторения Fи=10 кГц получим Кд=10.speed ω Ψ, the angular value Δψ = ω ψ T di = ω ψ T and K d = ω ψ K d / F and. The discretization value according to the location angle Δψ should satisfy the condition for fixing the narrowest lobe of the reflection characteristic at 3-4 points. So for an aircraft with a length of L = 50 m at a wavelength of λ = 2 cm, the width of the lobe of the backscatter diagram according to [6, p.148] will be Δθ≈λ / (2L) ≈ 0.01 °. The value of angular discretization in this case will be Δψ = Δθ / 4≈0.0025 °. Then, even at the maximum angular yaw rate of the glider ω ψ equal to 2.5 ° / s, the sampling period will be T di ≈Δψ / ω ψ ≈10 -3 s. Therefore, K d should be selected based on the ratio of K d ≈T di F and ≈10 -3 F and , i.e. for radars with a repetition rate of F and = 10 kHz we get K d = 10.

Низкочастотный отраженный от цели сигнал на видеочастоте с выхода первого коммутатора 9 поступает на вход квадратора 10, после преобразования в котором подается на входы трех элементов: 1-го амплитудного накопителя со сбросом 11 (на его 1-й вход), 1-й линии задержки 13 и сумматора 12 (на его инверсный вход, названный первым). На выходе 1-го амплитудного накопителя со сбросом 11 формируется сигнал, равный сумме квадратов сигналов, пришедших за определенный интервал времени с выхода приемника 7 через низкочастотный фильтр 21 и первый коммутатор 9. Линия задержки 13 обеспечивает задержку видеосигнала на время Тди и, таким образом, подает со своего выхода задержанный сигнал на прямой вход сумматора 12. При этом каждому сигналу i-го момента времени на прямом входе сумматора 12 соответствует сигнал (i+1)-гo момента времени на его инверсном входе. Во временном исчислении разница моментов приема сигналов, поступающих одновременно на входы сумматора 12, составляет Тди. На выходе сумматора 12 вырабатываются сигналы, равные разности квадратов отраженных от цели сигналов на каждой паре смежных углов визирования с угловым смещением Δψ. Разностные сигналы с выхода сумматора 12 выпрямляются двухполупериодным выпрямителем 14 и подаются на первый вход второго амплитудного накопителя 15, работающего аналогично первому, показанному блоком 11. С выхода второго амплитудного накопителя 15 сигнал поступает на первый вход делителя 16, на второй вход которого подается выходной сигнал первого амплитудного накопителя со сбросом 11.The low-frequency signal reflected from the target at the video frequency from the output of the first switch 9 is fed to the input of a quad 10, after which it is fed to the inputs of three elements: the 1st amplitude drive with reset 11 (at its 1st input), and the 1st delay line 13 and adder 12 (at its inverse input, called the first). At the output of the 1st amplitude storage device with a reset 11, a signal is generated equal to the sum of the squares of the signals received during a certain time interval from the output of the receiver 7 through the low-pass filter 21 and the first switch 9. The delay line 13 provides a delay of the video signal for a time T di and, thus , sends from its output a delayed signal to the direct input of the adder 12. In this case, each signal of the i-th time instant on the direct input of the adder 12 corresponds to a signal (i + 1) -th moment of time at its inverse input. In terms of time, the difference in the moments of reception of signals arriving simultaneously at the inputs of the adder 12 is T di . The output of the adder 12 produces signals equal to the difference of the squares of the signals reflected from the target on each pair of adjacent viewing angles with an angular offset Δψ. The difference signals from the output of the adder 12 are rectified by a half-wave rectifier 14 and fed to the first input of the second amplitude drive 15, which operates similarly to the first shown by block 11. From the output of the second amplitude drive 15, the signal is fed to the first input of the divider 16, the second input of which gives the output signal of the first amplitude drive with reset 11.

На выходе делителя 16 формируется сигнал, пропорциональный отношению уровней сигналов, поступивших на его 1-й и 2-й входы. Данный сигнал подается на 1-й вход второго коммутатора 17, который пропускает его на вход блока идентификации 20 только в момент прихода на управляющий вход коммутатора 17 сигнала сброса с выхода генератора импульсов сброса 18. Одновременно At the output of the divider 16, a signal is formed proportional to the ratio of the levels of the signals received at its 1st and 2nd inputs. This signal is fed to the 1st input of the second switch 17, which passes it to the input of the identification unit 20 only when the reset signal arrives at the control input of the switch 17 from the output of the reset pulse generator 18. At the same time

с этим блок 18 с периодичностью интервала сброса Тс подает сигналы сброса на вход второй линии задержки 19.with this unit 18 with a periodicity of the reset interval T s provides reset signals to the input of the second delay line 19.

Выбор интервала Тс производится с учетом обеспечения анализа достаточного интервала изменения ракурса (угла визирования) цели ψ. Ширина наиболее узких лепестков диаграммы обратного рассеяния Δθ, как уже было указано, в квазиоптической области отражения определяется зависимостью Δθ≈λ/(2L), где L - расстояние между наиболее удаленными по азимуту локальными рассеивателями на поверхности воздушной цели, т.е. в сантиметровом диапазоне Δθ составляет около 0,01°. Этому значению соответствует величина угловой дискретизации Δψ≈0,0025°. Полный интервал изменения ракурса цели должен соответствовать угловой величине лепестка диаграммы обратного рассеяния малоразмерной цели, т.е. составлять величину порядка 0,25°. Тогда для цели с минимальной угловой скоростью рыскания, равной, например, 0,50/с, импульс сброса должен поступать на вторые (управляющие) входы 1-го и 2-го амплитудных накопителей 11, 15 с периодичностью порядка 0,5 с. Это время определяет длительность одного цикла распознавания, что соответствует временным нормативам быстродействия устройств распознавания целей в современных РЛС.The choice of the interval T s is made taking into account the analysis of a sufficient interval of change in the angle (angle of sight) of the target ψ. The width of the narrowest lobes of the backscattering diagram Δθ, as already indicated, in the quasi-optical reflection region is determined by the dependence Δθ≈λ / (2L), where L is the distance between the most distant azimuthal local scatterers on the surface of an air target, i.e. in the centimeter range, Δθ is about 0.01 °. This value corresponds to the angular discretization Δψ≈0.0025 °. The full interval of the change in the angle of the target should correspond to the angular value of the petal of the backscatter diagram of the small-sized target, i.e. be about 0.25 °. Then, for a target with a minimum angular yaw rate equal to, for example, 0.5 0 / s, the reset pulse should be supplied to the second (control) inputs of the 1st and 2nd amplitude drives 11, 15 with a frequency of about 0.5 s. This time determines the duration of one recognition cycle, which corresponds to the time standards for the performance of target recognition devices in modern radars.

По приходу сигнала сброса второй коммутатор 17 пропускает сигнал с выхода делителя 16 на вход блока идентификации 20, где происходит его сравнение с набором пороговых сигналов для определения класса цели, выбранной для распознавания.Upon the arrival of the reset signal, the second switch 17 passes the signal from the output of the divider 16 to the input of the identification unit 20, where it is compared with a set of threshold signals to determine the class of the target selected for recognition.

Блок идентификации 20 представляет собой устройство, структурно состоящее из блока хранения порогов, запоминающего устройства, схемы сравнения и табло вывода результатов (на фиг.1 не показаны). Сигнал с выхода делителя 16 через 2-й коммутатор 17 поступает на вход запоминающего устройства, которое подает входной сигнал на 1-й вход схемы сравнения в течение промежутка времени, необходимого для сравнения входного сигнала с набором пороговых сигналов, поступающих поочередно на 2-й вход схемы сравнения. При превышении сигналом запоминающего устройства очередного порога (пороги подаются в порядке убывания) на выход схемы сравнения проходит сигнал, пропорциональный уровню порога. Этот сигнал отключает от схемы сравнения блок хранения порогов и обнуляет выход запоминающего устройства до начала следующего цикла распознавания. Кроме того, этот сигнал поступает на табло вывода результатов, в котором в соответствии с уровнем входного сигнала загорается и встает на самоблокировку индикатор (светодиод, лампа) распознанного класса воздушной цели.The identification unit 20 is a device structurally consisting of a threshold storage unit, a storage device, a comparison circuit, and a result display board (not shown in FIG. 1). The signal from the output of the divider 16 through the 2nd switch 17 is fed to the input of the storage device, which supplies an input signal to the 1st input of the comparison circuit for the period of time necessary to compare the input signal with a set of threshold signals that are supplied alternately to the 2nd input comparison schemes. If the memory signal exceeds the next threshold (thresholds are given in descending order), a signal proportional to the threshold level passes to the output of the comparison circuit. This signal disconnects the threshold storage unit from the comparison circuit and resets the output of the memory device until the start of the next recognition cycle. In addition, this signal enters the scoreboard, in which, in accordance with the level of the input signal, the indicator (LED, lamp) of the recognized target class lights up and locks itself.

Задержанный во 2-й линии задержки 19 на величину Тди импульс сброса поступает с ее выхода на второй (управляющий) вход 1-го и 2-го амплитудных накопителей со сбросом 11 и 15 для перевода их в нулевое положение, т.е. для подготовки к очередному циклу накопления отраженных сигналов в интересах распознавания целей на основе оценки признака Q. Этот признак в предлагаемом устройстве, за исключением первоначального цикла распознавания, в который попадает первый из отраженных целью импульсов, выражаетсяA reset pulse delayed in the 2nd delay line 19 by the amount of T di is supplied from its output to the second (control) input of the 1st and 2nd amplitude drives with a reset of 11 and 15 to put them in the zero position, i.e. to prepare for the next cycle of accumulation of reflected signals in the interest of recognizing targets based on the assessment of the Q attribute. This feature in the proposed device, with the exception of the initial recognition cycle, into which the first of the impulses reflected by the target falls, is expressed

где - амплитуда отраженного воздушной целью сигнала на выходе приемного устройства в очередной, отселектированный первым коммутатором 9, n-й момент времени; N - количество отселектированных коммутатором 9 сигналов за интервал времени Тc.Where - the amplitude of the reflected target signal at the output of the receiving device in the next, selected by the first switch 9, the n-th time; N is the number of signals selected by the switch 9 per time interval T c .

Как видно из формулы, признак распознавания Q, используемый в предлагаемом устройстве, является безразмерной величиной, не зависящей от дальности до цели. Это позволяет обеспечить хорошее качество распознавания воздушных целей, сопровождаемых РЛС в широком диапазоне дальностей.As can be seen from the formula, the recognition sign Q used in the proposed device is a dimensionless quantity independent of the range to the target. This allows you to ensure good quality recognition of air targets, accompanied by radars in a wide range of ranges.

Однако при турбовинтовой модуляции отраженного сигнала отражательная характеристика цели становится сильно изрезанной. Наличие непредсказуемых амплитудных выбросов в отражательной характеристике приводит к нарушению закономерностей между размерами воздушной цели и шириной наиболее узких лепестков отражательной характеристики. При ТВЭ узкие лепестки отражательной характеристики принадлежат турбовинтовым составляющим [5]. Их ширина не зависит от размеров и конфигурации цели. В результате признак распознавания Q перестает реагировать на изрезанность планерной составляющей в отражательной характеристике. Для обеспечения работоспособности признака распознавания Q отражательную характеристику, изрезанную турбовинтовой модуляцией (фиг.2а) необходимо сгладить, т.е. пропустить через низкочастотный фильтр. Этот фильтр должен пропускать полезный низкочастотный сигнал и устранять высокочастотную модуляцию. Для этого полоса фильтра выбирается меньшей по отношению к частоте первых турбовинтовых составляющих спектра отраженного сигнала. Так как частоты составляющих ТВЭ лежат в диапазоне от единиц до десятков кГц [5], полосу пропускания фильтра 21 целесообразно выбрать равной 500 Гц. При прохождении через такой фильтр отражательная характеристика избавляется от турбовинтовой модуляции However, with turboprop modulation of the reflected signal, the reflection characteristic of the target becomes very rugged. The presence of unpredictable amplitude emissions in the reflection characteristic leads to a violation of the laws between the size of the air target and the width of the narrowest lobes of the reflection characteristic. In TVE, the narrow lobes of the reflection characteristic belong to the turboprop components [5]. Their width does not depend on the size and configuration of the target. As a result, the recognition sign Q ceases to respond to the indentation of the glider component in the reflection characteristic. To ensure the operability of the recognition sign Q, the reflection characteristic cut by the turboprop modulation (Fig. 2a) must be smoothed, i.e. pass through a low-pass filter. This filter should pass a useful low-frequency signal and eliminate high-frequency modulation. For this, the filter band is selected smaller in relation to the frequency of the first turboprop components of the spectrum of the reflected signal. Since the frequencies of the components of the fuel assemblies lie in the range from units to tens of kHz [5], it is advisable to select the passband of the filter 21 equal to 500 Hz. When passing through such a filter, the reflection characteristic gets rid of turboprop modulation

(фиг.2б) и становится информативной для извлечения информации о размерах воздушных целей.(figb) and becomes informative for extracting information about the size of air targets.

Таким образом, дополнение схемы устройства низкочастотным фильтром обеспечивает достижение сформулированной задачи полезной модели и целесообразность использования заявляемого объекта в современных и перспективных радиолокаторах.Thus, the addition of the device circuit with a low-pass filter ensures the achievement of the formulated task of the utility model and the feasibility of using the inventive object in modern and promising radars.

Источники информацииInformation sources

1. Авиационные радиолокационные устройства / Под ред. П.И.Дудника. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1986, С.201, рис.7.13 (аналог).1. Aviation radar devices / Ed. P.I. Dudnika. M .: VVIA them. N.E. Zhukovsky, 1986, C.201, Fig. 7.13 (analogue).

2. Патент РФ №2079857. МПК6 G01S 13/02. Радиолокационное устройство распознавания воздушных целей. Митрофанов Д.Г., Ермоленко В.П., Максаков И.М., Аникина Е.А. Заявка №95104681. Приоритет 31.05.95 г. Опубл. 20.05.97 г. (прототип).2. RF patent No. 2079857. IPC 6 G01S 13/02. Radar recognition device for air targets. Mitrofanov D.G., Ermolenko V.P., Maksakov I.M., Anikina E.A. Application No. 95104681. Priority May 31, 1995 Publ. 05/20/97, (prototype).

3. Митрофанов Д.Г. Формирование радиолокационных изображений при негативном влиянии турбовинтовой модуляции. М.: Измерительная техника. №7. 2005. с.60-64.3. Mitrofanov D.G. The formation of radar images with the negative impact of turboprop modulation. M .: Measuring equipment. Number 7. 2005.S.60-64.

4. Митрофанов Д.Г., Прохоркин А.Г., Нефедов С.И. Измерение поперечных размеров летательных аппаратов по частотной протяженности доплеровского портрета. М.: Радиотехника. №1. 2008. с.84-90.4. Mitrofanov D.G., Prokhorkin A.G., Nefedov S.I. Measurement of the transverse dimensions of aircraft by the frequency extent of the Doppler portrait. M .: Radio engineering. No. 1. 2008.S. 84-90.

5. Радиоэлектронные системы. Справочник. Основы построения и теория / Под ред. Я.Д.Ширмана. - М.: Радиотехника. 2007. 510 с.5. Radio-electronic systems. Directory. Fundamentals of construction and theory / Ed. J.D. Shirman. - M .: Radio engineering. 2007.510 s.

6. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. - М: Радио и связь, 1983. - 536 с.6. Finkelstein M.I. Basics of radar. - M: Radio and communications, 1983 .-- 536 p.

Claims (1)

Радиолокационное устройство распознавания воздушных целей, инвариантное к влиянию турбовинтового эффекта, содержащее блок распознавания и приемопередатчик, причем в состав приемопередатчика входят импульсный модулятор, генератор, антенна, связанная своим вход-выходом с вход-выходом антенного переключателя, выход которого соединен со входом приемника, а также первый коммутатор, первый вход которого подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом импульсного модулятора и входом генератора, выход которого подключен ко входу антенного переключателя, а в состав блока распознавания входят квадратор, соединенный своим выходом со входом первой линии задержки, первым входом первого амплитудного накопителя со сбросом и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу первой линии задержки, а выход - ко входу двухполупериодного выпрямителя, связанного своим выходом с первым входом второго амплитудного накопителя со сбросом, второй вход которого подключен к выходу второй линии задержки и ко второму входу первого амплитудного накопителя со сбросом, выход которого соединен со вторым входом делителя, первый вход которого подключен к выходу второго амплитудного накопителя со сбросом, а выход - к первому входу второго коммутатора, второй вход которого связан одновременно с выходом генератора импульсов сброса и входом второй линии задержки, а выход - со входом блока идентификации, причем выход первого коммутатора, являясь выходом приемопередатчика, подключен ко входу квадратора, являющемуся входом блока распознавания, отличающееся тем, что в состав приемопередатчика дополнительно включают низкочастотный фильтр, выход которого соединяют со вторым входом первого коммутатора, а вход - с выходом приемника.
Figure 00000001
A radar recognition device for air targets, invariant to the influence of the turboprop effect, containing a recognition unit and a transceiver, the transceiver comprising a pulse modulator, a generator, an antenna connected by its input-output to the input-output of the antenna switch, the output of which is connected to the input of the receiver, and also the first switch, the first input of which is connected to the output of the frequency divider, the input of which is connected to the output of the pulse modulator and the input of the generator, the output of which is connected It is connected to the input of the antenna switch, and the recognition unit includes a quadrator connected by its output to the input of the first delay line, the first input of the first amplitude storage with a reset and the first input of the adder, the second input of which is connected to the output of the first delay line, and the output to the input a half-wave rectifier connected by its output to the first input of the second amplitude storage device with a reset, the second input of which is connected to the output of the second delay line and to the second input of the first amplitude storage with a reset, the output of which is connected to the second input of the divider, the first input of which is connected to the output of the second amplitude storage with a reset, and the output to the first input of the second switch, the second input of which is connected simultaneously with the output of the reset pulse generator and the input of the second delay line, and the output - with the input of the identification unit, and the output of the first switch, being the output of the transceiver, is connected to the input of the quad, which is the input of the recognition unit, characterized in that the transceiver includes They include a low-pass filter, the output of which is connected to the second input of the first switch, and the input to the output of the receiver.
Figure 00000001
RU2008130938/22U 2008-07-29 2008-07-29 RADAR DEVICE FOR RECOGNIZING AIR TARGETS INVARIANT TO THE INFLUENCE OF TURBO-SCREW EFFECT RU79186U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130938/22U RU79186U1 (en) 2008-07-29 2008-07-29 RADAR DEVICE FOR RECOGNIZING AIR TARGETS INVARIANT TO THE INFLUENCE OF TURBO-SCREW EFFECT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130938/22U RU79186U1 (en) 2008-07-29 2008-07-29 RADAR DEVICE FOR RECOGNIZING AIR TARGETS INVARIANT TO THE INFLUENCE OF TURBO-SCREW EFFECT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU79186U1 true RU79186U1 (en) 2008-12-20

Family

ID=48229331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008130938/22U RU79186U1 (en) 2008-07-29 2008-07-29 RADAR DEVICE FOR RECOGNIZING AIR TARGETS INVARIANT TO THE INFLUENCE OF TURBO-SCREW EFFECT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU79186U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533349C1 (en) * 2013-08-02 2014-11-20 Василий Андреевич Егоров Radar set

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533349C1 (en) * 2013-08-02 2014-11-20 Василий Андреевич Егоров Radar set

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103210319B (en) Radar system
US10620304B2 (en) Radar system and associated apparatus and methods
Jian et al. Experimental study on radar micro-Doppler signatures of unmanned aerial vehicles
EP3460513A1 (en) Radar altimeter sea state estimation
JPH01203988A (en) Stormy weather detector and detection of stormy weather
Kwag et al. Multi-mode SDR radar platform for small air-vehicle Drone detection
Kong et al. Wind turbine radar interference studies by polarimetric measurements of a scaled model
CA2748347A1 (en) Procede pour filtrer les echos radars produits par des eoliennes
Weber et al. Low altitude wind shear detection using airport surveillance radars
Beasley et al. bladerad: Development of an active and passive, multistatic enabled, radar system
RU79186U1 (en) RADAR DEVICE FOR RECOGNIZING AIR TARGETS INVARIANT TO THE INFLUENCE OF TURBO-SCREW EFFECT
RU2622908C1 (en) Radar location method for detecting aircrafts
RU81807U1 (en) RADAR DEVICE FOR RECOGNITION TYPES OF GOALS
RU2095827C1 (en) Radar device recognizing composition of target
RU2079857C1 (en) Radar device to identify aerial targets
Sisan et al. Analysis of rotating structures for stepped frequency radar
Tikkinen et al. Utilization of long coherent integration time in helicopter recognition by passive coherent location (PCL) radar
RU2377596C1 (en) Device for identifying aircraft with adaptive selection of moment of analysis of echo signal
RU2425395C2 (en) Device for classification of radar surveillance objects according to intensity of amplitude fluctuations
Feng et al. The design of a phased array radar for detecting unmanned aerial vehicle
RU2099735C1 (en) Gear identifying aircraft
Clancy et al. Mitigation of range folded clutter by a nonrecurrent waveform
RU90221U1 (en) RADAR DEVICE FOR IDENTIFICATION OF AN AIR OBJECT WITH ADAPTIVE SELECTION OF THE TIME OF MAXIMIZING ANGULAR SPEED OF CHANGING ITS ANGLE AT TRAJECTOR INSTABILITY OF FLIGHT IN THE ATMOSPHERE
RU2099736C1 (en) Target identifier
RU2533659C1 (en) Self-contained radar installation for aerial target selection

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090730