Радиолокатор

Радиолокатор

Реферат

 

Использование: в радиолокации. Сущность изобретения: введение в радиолокатор устройства обработки сигнала, считываемого с экрана осциллографа, подключенного к выходу приемного устройства, позволяет повысить точность определения угла места. 3 ил.

Изобретение относится к технике радиолокации и может быть использовано в системах определения координат цели.

Известен радиолокатор, работающий в режиме кругового обзора, использующий при излучении импульсные сигналы. Входящий в состав радиолокатора синхронизатор, задает частоту излучения сигнала и формирует опорный сигнал, подаваемый на индикатор, для получения информации о дальности до цели. Радиолокатор позволяет определять азимут и угол места цели, которые вместе с дальностью отображаются на индикаторе [1] Известен радиолокатор [2] выбранный в качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения, который, работая в импульсном режиме, при осуществлении кругового обзора пространства, позволяет получить информацию о дальности, азимуте и угле места цели. Принцип его работы заключается в следующем. Синхронизатор выдает разрешение импульсному передатчику на излучение импульса, который, пройдя через двойной Т-мост, двойной антенный переключатель, поступает в антенну и излучается в пространстве. Отразившись от объекта, сигнал поступает в антенну и, далее, через двойной антенный переключатель подается на вход двухканального приемника. С первого и второго выходов этого приемника сигналы поступают в блок сравнения амплитуд, где производится определение угломестного направления. Однако, из-за погрешности работы элементов, входящих в указанный блок сравнения, точность определения угломестного направления не всегда обеспечивается. Дальность в радиолокаторе определяется по временному рассогласованию между моментами излучения и приема отраженного сигнала, а азимут с помощью датчика азимутальных меток, жестко связанного с приводом антенны. Отображение информации производится на экране индикатора.

Предлагаемое устройство предназначено для увеличения точности определения угломестного направления.

Технический результат достигается тем, что в радиолокатор, содержащий импульсный передатчик, двойной Т-мост, двойной антенный переключатель, антенну, двухканальный приемник, привод, датчик азимутальных меток, индикатор, преобразователь дальности и синхронизатор, в котором выход синхронизатора соединен с первым входом преобразователя дальности и, через импульсный передатчик, с входом двойного Т-моста, первый и второй выходы которого подключены соответственно, к первому и второму входам двойного антенного переключателя, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходом антенны, первый, второй, третий и четвертый выходы двойного антенного переключателя соединены соответственно с первым входом двухканального приемника, вторым входом двухканального приемника, первым входом антенны и вторым входом антенны, жестко связанной с приводом, который жестко связан с датчиком азимутальных меток, групповой выход которого подключен к первому групповому входу индикатора, второй групповой вход которого соединен с групповым выходом преобразователя дальности, введены двухлучевой осциллограф, телевизионный датчик, волоконнооптическая линейка с гибким жгутом, симметричный триггер, однострочный телевизионный датчик, первый и второй блоки элементов совпадения, первый и второй амплитудные селекторы, блок сравнения, первая линия задержки и блок определения длительности сигнала, при этом блок определения длительности сигнала состоит из тактового генератора, блока последовательно соединенных линий задержки, третьего и четвертого блоков элементов совпадения, дешифратора временных единиц, блока преобразования десятичного кода в двоичный, блока суммирования следующих друг за другом кодов, второй линии задержки, элемента совпадения и инвертора, и при этом телевизионный датчик оптически сопряжен и жестко связан с двухлучевым осциллографом и волоконнооптической линейкой с гибким жгутом, а вход телевизионного датчика через первую линию задержки подключен к выходу синхронизатора, который соединен с третьим входом двухлучевого осциллографа, первый и второй входы которого подключены соответственно, к первому и второму выходам двухканального приемника, выход телевизионного датчика соединен через первый амплитудный селектор с входом симметричного триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно, с вторыми входами первого и второго блоков элементов совпадения, групповые выходы которых соединены с первым и вторым входами блока сравнения, групповой выход которого подключен к третьему групповому входу индикатора, выход двухлучевого осциллографа, через последовательно соединенные волоконнооптическую линейку с гибким жгутом, однострочный телевизионный датчик и второй амплитудный селектор, подключен к второму входу преобразователя дальности, выход первого амплитудного селектора соединен через вход блока определения длительности сигнала с входом второй линии задержки, выход которой соединен с первым входом элемента совпадения, выход первого амплитудного селектора соединен также, через вышеупомянутый вход блока определения длительности сигнала, с вторым входом третьего блока элементов совпадения и с входом инвертора, выход которого соединен со вторым входом элемента совпадения, выход которого подключен к второму входу четвертого блока элементов совпадения, групповой выход которого подключен через выход блока определения длительности сигнала к групповым входам первого и второго блоков элементов совпадения, а групповой вход четвертого блока элементов совпадения соединен с групповым выходом блока суммирования следующих друг за другом кодов, групповой вход которого соединен с групповым выходом блока преобразования десятичного кода в двоичный, групповой вход которого соединен с групповым выходом дешифратора временных единиц, имеющего групповой вход, подключенный к групповому выходу третьего блока элементов совпадения, а выход тактового генератора соединен с входом блока последовательно соединенных линий задержки, групповой выход которого соединен с групповым входом третьего блока элементов совпадения.

На фиг. 1 приведена структурная схема радиолокатора, где: 1 - синхронизатор; 2 импульсный передатчик; 3 двойной Т-мост; 4 двойной антенный переключатель; 5 антенна; 6 первый амплитудный селектор; 7 - телевизионный датчик; 8 двухлучевой осциллограф; 9 двухканальный приемник; 10 привод; 11 симметричный триггер; 12 волоконнооптическая линейка с гибким жгутом; 13 блок определения длительности сигнала; 14 третий блок элементов совпадения; 15 дешифратор временных единиц; 16 блок преобразования десятичного кода в двоичный; 17 блок суммирования следующих друг за другом кодов; 18 блок последовательно соединенных линий задержки; 19 вторая линия задержки; 20 инвертор; 21 четвертый блок элементов совпадения; 22 тактовый генератор; 23 элемент совпадения; 24 первый блок элементов совпадения; 25 однострочный телевизионный датчик; 26 второй блок элементов совпадения; 27 второй амплитудный селектор; 28 блок сравнения; 29 преобразователь дальности; 30 первая линия задержки; 31 индикатор; 32 датчик азимутальных меток.

На фиг. 2 показаны сигналы на выходах первого и второго каналов двухканального приемника, отображенные на экране двухлучевого осциллографа (поз. 1, 2, соответственно), расположение волоконнооптической линейки (поз. 3) и расположение строк телевизионного датчика относительно экрана двухлучевого осциллографа (поз. 4).

На фиг. 3 показан вариант выполнения блоков 14, 18 и связей между ними, где позициями 14-1, 14-2.14-N обозначены элементы совпадения, составляющие блок элементов совпадения, а позициями 18-1.18-N линии задержки, составляющие блок последовательно соединенных линий задержки.

Работа радиолокатора осуществляется следующим образом.

Синхронизатор 1 выдает разрешение импульсному передатчику 2 на излучение импульса, который, пройдя через двойной Т-мост 3, двойной антенный переключатель 4, поступает в антенну 5 и излучается в пространство. Антенна 5 формирует две пересекающиеся в угломестной плоскости диаграммы направленности. Отраженный от цели сигнал поступает в антенну 5 и далее, через двойной антенный переключатель, на вход двухканального приемника 9. Блок 4 состоит из двух однотипных, разделенных друг от друга, антенных переключателей. С первого и второго выходов двухканального приемника 9 сигналы поступают на первый и второй входы двухлучевого осциллографа 8, развертки которого запускаются синхроимпульсом с синхронизатора 1. Длительность разверток равна максимальному времени запаздывания отраженного от цели сигнала, определяемому техническими характеристиками радиолокатора. С экраном двухлучевого осциллографа 8 жестко связан и оптически с ним сопряжен телевизионный датчик 7 и волоконнооптическая линейка с гибким жгутом 12, которая расположена горизонтально на экране двухлучевого осциллографа и передает световую энергию в однострочный телевизионный датчик 25. Кадровая развертка телевизионного датчика 7 производится слева направо, а строчная снизу вверх. Развертки однострочного телевизионного датчика 25 и двухлучевого осциллографа 8 осуществляется слева направо. Для запуска развертки двухлучевого осциллографа 8, кадровой развертки телевизионного датчика 7 и развертки однострочного телевизионного датчика 25 используется один и тот же сигнал синхронизатора 1, но для запуска разверток блоков 7 и 25, сигнал синхронизатора 1 предварительно поступает на вход линии задержки 30, обеспечивающей его задержку по отношению к моменту запуска развертки блока 8, на время, несколько превышающее послесвечение его экрана. На фиг. 2 показано как строчная развертка телевизионного датчика 7 проходит через два сигнала (от первого и второго канала) от одной и той же цели.

После регулировки двухлучевого осциллографа 8, его развертки должны просматриваться менее ярко, чем сигнал от объекта (цели).

В телевизионном датчике 7 и в однострочном телевизионном датчике 25 световая энергия преобразуется в электрические сигналы, которые далее поступают в соответствующие амплитудные селекторы 6 и 27, где сигналы ограничиваются по амплитуде, что необходимо для дальнейшей обработки. В частности, с выхода амплитудного селектора 6, в течение времени развертки одной строки, последовательно поступают два сигнала от одного и того же объекта (цели), устанавливающие симметричный триггер 11 то в одно, то в другое положение. Эти сигналы имеют разные размеры по вертикали (на экране осциллографа), зависящие от от угломестного положения соответствующей цели, и от их соотношения в процессе дальнейшей обработки зависит значение угла места цели. Триггер 11 является симметричным, и для его установки то в одно, то в другое положение, достаточно иметь один вход, на который последовательно подаются сигналы, Эти же сигналы поступают на вход блока определения длительности сигнала 13, который работает следующим образом. Тактовый генератор 22 формирует тактовые импульсы, которые поступают в блок последовательно соединенных линий задержки 18, с суммарной задержкой, равной длительности импульса. После каждого элемента задержки сигнал поступает на соответствующий элемент совпадения блока элементов совпадения 14, как это показано на фиг. 3. Как только импульс с тактового генератора 22 совпадает сигналом амплитудного селектора 6, на выходе блока элементов совпадения 14 появится определенное количество разрядов от 1 до 10, которые преобразуются в дешифраторе временных единиц 15 в десятичный код, а затем, в блоке преобразования десятичного кода в двоичный 16 соответственно, в двоичный код. Далее эти сигналы поступают в блок суммирования следующих друг за другом кодов 17. В процессе поступления последующих импульсов с тактового генератора 22 происходит суммирование двоичных кодов до момента окончания сигнала, поступающего с амплитудного селектора 6. В момент окончания сигнала, на выходе второй линии задержки 19, задержка которой равна длительности импульса, необходимого для срабатывания элемента совпадения 23, будет наблюдаться положительный сигнал, а на выходе инвертора 20 так же будет наблюдаться положительный сигнал, но через время, задаваемое второй линией задержки 19. При этом на вход инвертора 20 уже поступает положительный сигнал с амплитудного селектора 8, что вызывает срабатывание элемента совпадения 23, фиксирующего окончание сигнала, что дает разрешение четвертому блоку элементов совпадения 21 на прохождение через него кода с блока суммирования следующих друг за другом кодов 17 на входы первого и второго блоков элементов совпадения 24 и 26. Выбор того или иного блока элементов совпадения (24 или 26) осуществляет симметричный триггер 11, чередуя прохождение следующих друг за другом кодов на входы блока сравнения 28, то через первый блок элементов совпадения 24, то через второй 26. По результату сравнения амплитуд определяется угол места цели, информация о котором поступает в индикатор 31. Одновременно на него поступает информация и о дальности до цели, что обеспечивается, как уже отмечалось, общей синхронизацией однострочного датчика 25 с двухлучевым осциллографом 8 (с учетом задержки в блоке 30). Во втором амплитудном селекторе 27 происходит ограничение сигнала по амплитуде до величины, достаточной для дальнейшей обработки в преобразователе дальности 29, который определяет временное рассогласование между синхроимпульсом, поступающим с синхронизатора 1 и сигналом со второго амплитудного селектора 27 и выдает информацию об этом рассогласовании в индикатор 31. Информация об азимуте цели поступает в индикатор 31 с датчика азимута 32, жестко связанного с приводом 10, осуществляющим вращение антенны 5.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения угломестных координат цели и может найти применение в системах управления воздушным движением и иных отраслях техники, где решение задачи точного определения координат цели является первостепенным. Источники информации: 1. Финкельштейн М.Н. Основы радиолокации, М. Сов. радио, 1983, стр. 21, 422 - 428. 2. Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы, М. Высшая школа, 1990, стр. 194 198, 252 253, 408.

Формула изобретения

Радиолокатор, содержащий импульсный передатчик, двойной Т-мост, двойной антенный переключатель, антенну, двухканальный приемник, привод, датчик азимутальных меток, индикатор, преобразователь дальности и синхронизатор, при этом выход синтезатора соединен с первым входом преобразователя дальности и через импульсный передатчик, с входом двойного Т-моста, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам двойного антенного переключателя, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходом антенны, первый, второй, третий и четвертый выходы двойного антенного переключателя соединены соответственно с первым входом двухканального приемника, вторым входом двухканального приемника, первым входом антенны и вторым входом антенны, жестко связанной с приводом, который жестко связан с датчиком азимутальных меток, групповой выход которого подключен к первому групповому входу индикатора, второй групповой вход которого соединен с групповым выходом преобразователя дальности, отличающийся тем, что в него введены двуплечевой осциллограф, телевизионный датчик, волоконно-оптическая линейка с гибким жгутом, симметричный триггер, однострочный телевизионный датчик, первый и второй блоки элементов совпадения, первый и второй амплитудные селекторы, блок сравнения, первая линия задержки и блок определения длительности сигнала, при этом блок определения длительности сигнала состоит из тактового генератора, блока последовательно соединенных линий задержки, третьего и четвертого блоков элементов совпадения, дешифратора временных единиц, блока преобразования десятичного кода в двоичный, блока суммирования следующих друг за другом кодов, второй линии задержки, элементы совпадения и инвертора, при этом телевизионный датчик оптически сопряжен и жестко связан с двухлучевым осциллографом и волоконно-оптической линейкой с гибким жгутом, вход телевизионного датчика через первую линию задержки подключен к выходу синхронизатора, выход синхронизатора соединен с третьим входом двухлучевого осциллографа, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам двухканального приемника, выход телевизионного датчика соединен через первый амплитудный селектор с входом симметричного триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков элементов совпадения, групповые выходы которых соединены с первым и вторым входами блока сравнения, групповой выход которого подключен к третьему групповому входу индикатора, выход двуплечего осциллографа через последовательно соединенные волоконно-оптическую линейку с гибким жгутом, однострочный телевизионный датчик и второй амплитудный селектор, подключен к второму входу преобразователя дальности, выход первого амплитудного селектора соединен через вход блока определения длительности сигнала с входом второй линии задержки, выход которой соединен с первым входом элемента совпадения, выход первого амплитудного селектора соединен также через вышеупомянутый вход блока определения длительности сигнала, с вторым входом третьего блока элементов совпадения и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого подключен к второму входу четвертого блока элементов совпадения, групповой выход которого подключен через выход блока определения длительности сигнала к групповым входам первого и второго блоков элементов совпадения, а групповой вход четвертого блока элементов совпадения соединен с групповым выходом блока суммирования следующих друг за другом кодов, групповой вход которого соединен с групповым выходом блока преобразования десятичного кода в двоичный, групповой вход которого соединен с групповым выходом дешифратора временных единиц, имеющего групповой вход, подключенный к групповому выходу третьего блока элементов совпадения, а выход тактового генератора соединен с входом блока последовательно соединенных линий задержки, групповой выход которого соединен с групповым входом третьего блока элементов совпадения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3