Моноимпульсная радиолокационная станция кругового обзора

Моноимпульсная радиолокационная станция кругового обзора

Реферат

 

Использование: радиолокация, радиолокационные станции кругового обзора. Сущность изобретения: радиолокационная станция кругового обзора содержит два генератора зондирующих импульсов, два управляемых сверхвысокочастотных (СВЧ) вентиля, возбудитель, устройство хронизации, делитель, K передающих фазовращателей, K выходных усилителей мощности, K циркуляторов, M делителей передающих строк фазированной антенной решетки, фазированную антенную решетку, P СВЧ-делителей, 2P приемных фазовращателей, два СВЧ-сумматора, два приемных канала, четыре передающих канала, два устройства управления фазами передающих и приемных фазовращателей, клапан, две схемы ИЛИ, устройство анализа помеховой обстановки, клапан управления, два устройства задержки, два клапана, один инвертор, два устройства обнаружения и определения координат целей, четыре клапана. Цель изобретения - сокращение времени обзора пространства путем исключения зоны занимаемой пассивными помехами. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации.

Известны моноимпульсные радиолокационные станции (РЛС), например: RAT-32S, Италия и AN/TPS-59, США.

В обзорной трехкоординатной РЛС PAT-31S с фазированной антенной решеткой (ФАР) обзор зоны по углу места от 0 до 30^о осуществляется с помощью трех узконаправленных лучей с суммарно-разностными (по углу места) приемными диаграммами направленности антенн (ДНА). При этом передающие ДНА совмещены с суммарными приемными ДНА. Каждая из ДНА, формирующихся в ФАР, с помощью фазового управления дискретно перемещается в пределах своей зоны ответственно: первая - в двух положениях от 0 до 3^о, вторая - в двух положениях от 3 до 6^о, третья - в восьми положениях от 6 до 30^о по углу места, при электромеханическом вращении антенной системы по азимуту. При таком построении РЛС обеспечивается защита от местных предметов и подавление метеообразований, а защита от пассивных помех (ПП) искусственного происхождения в области углов места от 6 до 30^о не обеспечивается вследствие облучения целей и помех в этой области только одним зондирующим сигналом, что характерно для моноимпульсных способов обзора.

Наиболее близка к заявленной станции РЛС AN/TPS-5, которая является трехкоординатным радиолокатором кругового обзора. Примененный в РЛС AN/TPS-59 способ пространства включает дискретное электронное сканирование группы приемопередающих ДНА в угломестной плоскости с излучением зондирующих сигналов на некоторых несущих частотах при электрическом вращении антенной системы в азимутальной плоскости. Ширина приемопередающих ДНА по азимуту и углу места выбрана таким образом, что при заданных угломестном секторе обзора и азимутальной скорости вращения антенны обеспечивается обзор пространства без пропуска угловых направлений. Это означает, что после дискретных перемещений от минимального до максимального угломестных положений группа приемопередающих ДНА должна снова попасть в нижнее угломестное направление, результирующая приемопередающая ДНА в двух смежных азимутальных положениях должна пересекаться на заданном уровне (например 3 дБ).

Таким образом, обзор осуществляется с помощью регулярного перемещения группы приемопередающих ДНА от нижнего до верхнего положений, причем время этого перемещения (время одного "скана") должно оставаться постоянным во избежание пропусков целей по азимуту.

Указанная регулярность обзора может нарушиться при наличии ПП естественного или искусственного происхождения, когда возникает необходимость посылать в угломестных направлениях, пораженных ПП, большее число зондирующих сигналов, чем это требуется для регулярного обзора. В этом случае для сохранения требуемого времени "скана" приходится уменьшать время между зондирующими сигналами (т. е. дальность действия РЛС) либо верхний угол места, либо то и другое одновременно, что приводит в конечном счете к уменьшению заданной зоны обзора. Так, при наличии метеообразований РЛС AN/TPS-59 переводится в специальный "погодный" режим, в котором под нижними углами места ДНА останавливается на время, соответствующее двум или более интервалам между зондирующими сигналами, что приводит к нарушению временного баланса, а следовательно, к невозможности обзора заданного сектора ответственности без пропусков. Во избежание таких пропусков в этих случаях в РЛС AN/TPS-59 уменьшается зона обзора по дальности и высоте, что является существенным недостатком выбранного в РЛС AN/TPS-59 способа обзора пространства.

Целью изобретения является исключение уменьшения заданной зоны обзора РЛС, работающей в моноимпульсном режиме, при воздействии ПП естественного и искусственного происхождения.

Поставленная цель достигается тем, что в известной РЛС, использующей дискретное электронное сканирование группы приемопередающих ДНА в угломестной плоскости с излучением зондирующих сигналов на некоторых несущих частотах при электромеханическом вращении антенной системы в азимутальной плоскости, формируют дополнительные группы приемопередающих ДНА с излучением зондирующих сигналов на несущих частотах, отличных от несущих частот зондирующих сигналов, используемых для упомянутого дискретного сканирования, причем угломестное положение дополнительных групп ДНА фиксируют в определенной области углов места на время прохождения ДНА азимутальной протяженности ПП естественного и искусственного происхождения, а сканирование упомянутой основной группы ДНА осуществляют путем регулярного перемещения этой группы ДНА во всей угломестной зоне обзора без остановок в областях, пораженных ПП естественного и искусственного происхождения.

На чертеже показана функциональная схема моноимпульсной РЛС кругового обзора.

РЛС содержит генераторы 1 и 2 зондирующих импульсов, которые через управляемые СВЧ-вентили 3 подключены к возбудителю 4, выход которого соединен с входом делителя 6. Выходные каналы делителя 6 содержат последовательно включенные передающие фазовращатели 7, выходные усилители 8 мощности, циркуляторы 9, делители 10 передающих строк ФАР 11. Другие выходы циркуляторов 9 подключены к СВЧ-делителям 12. Выходы делителей 12 подключаются к прямым фазовращателям 13 и 14, выходы которых соединяются с СВЧ-сумматорами 15 и 16. К выходу сумматоров 15 подключены одинаковые каналы 17. Выход каналов 17 соединен с устройствами 25 задержки, которые подключены к входам клапанов 26. Выходы клапанов 26 подсоединяются к устройству 28 обнаружения и определения координат целей первого типа.

К выходам СВЧ-сумматора 16 подключены одинаковые цепи, содержащие последовательно включенные каналы 18, устройства 30 задержки и клапаны 29, выходы которых подключены к входам устройства 31 обнаружения и измерения координат второго типа.

Выходы каналов 17 подключены также к входам устройства 22 анализа помеховой обстановки, выходы которого подключены к клапанам 29 и через инвертор 27 к клапанам 26. Выход устройства 22 соединяется также с устройством 23 управления фазами передающих и приемных фазовращателей. Выход устройства 23 подключен к входам приемных фазовращателей 14 и к входу клапана 24 управления, другой вход которого соединен с выходом устройства 5 хронизации. Выход клапана 24 подключен к входу схемы ИЛИ 21.

Выход устройства 19 управления фазами передающих и приемных фазовращателей подключен также к входу клапана 20, другой вход которого соединен с выходом устройства 5 хронизации. Выходы клапанов 24 и 20 подключены к входам схемы ИЛИ 21, выход которой соединен с входами передающих фазовращателей 7.

Выход устройств 28 и 31 обнаружения и измерения координат целей подключены к входу схемы ИЛИ 32, являющимся выходом РЛС.

Генераторы 1 и 2 зондирующих сигналов формируют зондирующие сигналы на несущих частотах основных и дополнительных приемных каналов соответственно, которые через управляемые СВЧ-вентили 3 подаются на возбудитель 4. Управление вентилями 3 производится от устройства 5 хронизации таким образом, что указанные зондирующие сигналы следуют во времени последовательно друг за другом. Зондирующие сигналы А на частоте излучения f₁ используются для формирования основной группы ДНА, предназначенных для регулярного обзора заданной угломестной зоны обзора, а зондирующие сигналы Б на частоте излучения f₂ - для формирования дополнительной группы ДНА, используемых для обзора областей пространства, пораженных ПП естественного и искусственного происхождения. Образование основных и дополнительных групп ДНА на разных несущих частотах позволяет обеспечить развязку между основными и дополнительными приемными каналами в одних и тех же угломестных направлениях.

Интервал времени между сигналами А и Б используется для изменения фаз передающих фазовращателей 7 при излучении сигналов Б.

Сигналы СВЧ с выхода возбудителя 4 передатчика подаются на СВЧ-делитель 6 и затем на передающие фазовращатели 7. Далее сигналы поступают на выходные усилители 8 мощности и через циркуляторы 9 на делители 10 строк ФАР 11. Циркуляторы 9 осуществляют развязку между передающими и приемными каналами. С помощью ФАР 11 формируются ДНА на прием и передачу.

Принимаемые эхо-сигналы с выходов ФАР 11 поступают на циркуляторы 9 и далее на СВЧ-делители 12. Выходы делителей 12 подключены к приемным фазовращателям 13 и 14 соответственно. Группа приемных фазовращателей 13 предназначена для формирования ДНА группы основных приемных каналов, группа приемных фазовращателей 14 - для формирования ДНА дополнительной группы каналов.

Для формирования указанных ДНА также используются СВЧ-сумматоры 15 и 16 соответственно. К выходам устройства 15 подключена группа (например пара), основных приемных каналов 17, к выходам устройства 16 - группа (например четверка) дополнительных каналов 18, содержащих устройства селекции движущихся целей.

Приемные и передающая ДНА основной группы каналов перемещаются в вертикальной плоскости под воздействием управляющих сигналов, формируемых в устройстве 19 управления фазами передающих и приемных фазовращателей основной группы каналов.

Управляющие сигналы с выхода указанного устройства подаются на фазовращатели 13 основной группы ДНА и через клапаны 20 управления и схему ИЛИ 21 на передающие фазовращатели 7, обеспечивая перемещение указанной группы ДНА в вертикальной плоскости от минимального до максимального угла места по заданному закону, например регулярное перемещение по углу места от одного зондирующего сигнала к следующему.

Эхо-сигналы от целей и ПП из основных приемных каналов 17 при их регулярном перемещении в вертикальной плоскости от минимального до максимального угла места подаются на устройство 22 анализа помеховой обстановки, где определяются азимутальные угломестные направления и участки дистанции, на которых присутствуют ПП естественного и искусственного происхождения. В указанных областях пространства в реальном времени в устройстве 22 анализа формируются стробы-признаки ПП, которые с выхода указанного устройства подаются на устройство 23 управления фазами передающих и приемных фазовращателей дополнительных каналов.

Устройство 23 управления фазами выдает через клапан 24 управления и схему ИЛИ 21 сигналы управления на передающие фазовращатели 7, а также сигналы управления на приемные фазовращатели 14 дополнительной группы приемных каналов для установки указанной группы ДНА на соответствующих азимутах в угломестные положения, в которых находится пассивная помеха. Таким образом, дополнительная группа ДНА при вращении антенны останавливается на определенных азимутах в определенных угломестных секторах, обеспечивая прием пачек эхо-сигналов от целей в областях, пораженных ПП естественного и искусственного происхождения.

Эхо-сигналы основных приемных каналов 17 через устройства 25 задержки, обеспечивающие задержку эхо-сигналов на время анализа помеховой обстановки в устройстве 22, поступают на вентили 26 приемных каналов, которые запираются сигналом инвертора 27 во время строба-признака ПП, подаваемого на вход инвертора 27 с выхода устройства 22 анализа помеховой обстановки.

Выход клапанов 26 подключен к устройству 28 обнаружения и измерения координат целей, эхо-сигналы от которых приняты основной группой приемных каналов.

Строб-признак ПП с выхода устройства 22 открывают клапаны 29 дополнительных приемных каналов, которые в течение действия этого строба пропускают эхо-сигналы дополнительной группы приемных каналов 18, задержанные в устройстве 30 задержки, на устройство 31 обнаружения и измерения координат целей, эхо-сигналы от которых приняты дополнительной группой приемных каналов.

Выходы устройства 28 и 31 подключены к схеме ИЛИ 32. На выходе схемы 32 присутствует информация о координатах целей, эхо-сигналы от которых приняты основными и дополнительными приемными каналами.

При этом в отсутствие строба-признака ПП на выходе схемы 32 имеется информация о координатах целей, принятых основными каналами, а во время наличия указанного строба - информация о координатах целей, принятых дополнительными каналами.

Формула изобретения

МОНОИМПУЛЬСНАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ КРУГОВОГО ОБЗОРА, содержащая фазированную антенную решетку, первый блок управления фазами, первый блок обнаружения и измерения координат, последовательно соединенные первый генератор зондирующего сигнала, первый СВЧ-вентиль, другой вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, возбудитель и СВЧ-делитель, выходы которого через цепочки из последовательно соединенных передающего фазовращателя, усилителя мощности и циркулятора подключены к соответствующим элементам фазированной антенной решетки, размещенным в горизонтальной плоскости, а также первые приемные фазовращатели, выходы которых соединены с соответствующими входами первого СВЧ-сумматора, и подключенные к выходам первого СВЧ-сумматора первые приемные блоки, при этом выходы первого блока управления фазами соединены с управляющими входами соответствующих первых фазовращателей, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени обзора пространства путем исключения зоны, занимаемой пассивными помехами, в него введены элемент ИЛИ, второй СВЧ-сумматор, второй блок обнаружения и измерения координат, второй блок управления фазами, подключенные к выходам блоков управления фазами вентили управления, между приемными выходами циркуляторов и входами соответствующих приемных фазовращателей включены СВЧ-делители, между выходами первых приемных блоков и соответствующими входами первого блока обнаружения и измерения координат включены цепочки из последовательно соединенных первого блока задержки и первого вентиля, между выходами второго СВЧ-сумматора и соответствующими входами второго блока обнаружения и измерения координат включены цепочки из последовательно соединенных второго приемного блока, второго блока задержки и второго вентиля, между выходами первых приемных блоков и объединенными между собой управляющими входами вторых вентилей и второго блока управления фазами включен блок анализа помеховой обстановки, выход которого через инвертор соединен также с объединенными между собой управляющими входами первых вентилей, между выходами одноименных вентилей управления и соответствующими управляющими входами передающих фазовращателей включены элементы ИЛИ, к входу возбудителя подключена цепочка из последовательно соединенных второго генератора тактовых импульсов и второго СВЧ-вентиля, управляющий вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, при этом выходы синхронизатора соединены также с управляющими входами соответствующих групп вентилей управления, взятых в обратном порядке, выходы второго блока управления соединены также с управляющими входами соответствующих вторых приемных фазовращателей, а выходы блоков обнаружения измерения координат соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.

РИСУНКИ

Рисунок 1