Способ сопровождения радиоконтрастного объекта по направлению и устройство сопровождения радиоконтрастного объекта по направлению

Способ сопровождения радиоконтрастного объекта по направлению и устройство сопровождения радиоконтрастного объекта по направлению

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным угломерным системам, предназначенным для сопровождения радиоконтрастных объектов (РКО) по направлению и оценки их пеленгов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Известны способы сопровождения РКО по направлению и оценивания их пеленгов моноимпульсными радиолокационными системами (РЛС) [1, стр.5-39; 2, стр.5-14, 149-177, 183-196; 3, стр.261-298; 4, стр.216-224; 5]. В указанных способах и устройствах, их реализующих, одним из основных элементов является пеленгатор, состоящий из (см. фиг.1) антенны, квадратурного преобразователя и устройства обработки сигналов, который формирует сигналы, содержащие информацию о сторонах и величинах отклонения равносигнального направления (РСН) диаграммы направленности (ДН) антенны от направления на РКО (см. фиг.2) в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. По этим сигналам формируют сигналы управления антенной при сопровождении РКО по направлению, а также оценивают значения пеленгов РКО.

Наиболее часто используют способы сопровождения РКО по направлению и оценивания их пеленгов с применением моноимпульсных амплитудных суммарно-разностных систем обработки сигналов, описанных в литературе [1, стр.5-39; 3, стр.261-280]. К недостаткам указанных способов относят: наличие достаточно больших ошибок пеленгации, возникающих в результате взаимного влияния горизонтального и вертикального каналов пеленгатора; их неработоспособность, если амплитуда отраженного от РКО сигнала превысит динамический диапазон суммарного или разностных каналов пеленгатора [2, стр.209]. Перегрузка суммарного канала пеленгатора приводит к увеличению крутизны его пеленгационной характеристики (ПХ) и к уменьшению диапазона углов, в котором сохраняется ее линейность, причем при одновременной перегрузке суммарного и разностных каналов ПХ становится сигнатурной (см. фиг.3, а), называемой также релейной [6]. Выходные сигналы пеленгатора в этом случае несут информацию лишь о знаке угловых ошибок пеленгования РКО и не зависят от их величины. Это приводит к тому, что пространственная селекция РКО и сопровождение его по направлению на основе указанных выше способов становятся невозможными.

Из известных технических решений наиболее близким (прототипом) является моноимпульсный способ сопровождения РКО по направлению и определения его угловых координат, описанный в [5]. В нем: излучают сверхвысокочастотные (СВЧ) сигналы, принимают отраженные от РКО сигналы и формируют по ним три сигнала: суммарный и два разностных - ошибок пеленгации РКО в горизонтальной и вертикальной плоскостях. По этим сигналам формируют два нормированных разностных сигнала ошибок пеленгации РКО для упомянутых плоскостей. По этим сигналам и измеренным значениям углов положения антенны оценивают значения углов пеленга РКО и формируют сигналы для управления антенной. Значения оцененных углов пеленга РКО выдают потребителям информации.

Главным недостатком прототипа является низкая устойчивость и низкая точность сопровождения РКО по направлению в условиях, когда по каким-либо причинам (например, если амплитуда отраженного от РКО сигнала превысит динамический диапазон приемных каналов пеленгатора) ПХ пеленгатора приобретает сигнатурный характер.

Таким образом, задачей изобретения является обеспечение высокой устойчивости и точности сопровождения РКО по направлению в ситуациях, когда ПХ пеленгатора приобретает сигнатурный характер.

Поставленная задача достигается тем, что излучают СВЧ сигналы и принимают отраженные от РКО сигналы, по которым после их обработки формируют три сигнала: суммарный, нормированный разностный сигнал ошибки пеленгации в горизонтальной плоскости и нормированный разностный сигнал ошибки пеленгации в вертикальной плоскости. Измеряют значения углов поворота антенны в этих плоскостях. Определяют перегружены или нет приемные каналы пеленгатора.

Если ни один из его приемных каналов не перегружен, то

по нормированным разностным сигналам ошибок пеленгации и значениям углов поворота антенны для обеих плоскостей оценивают значения углов пеленга РКО и угловых скоростей его линии визирования и формируют экстраполированные значения углов пеленга РКО на следующий такт обработки сигналов; по экстраполированным значениям углов пеленга РКО вычисляют значения границ телесного угла {ϕ _эмаксг, ϕ _эминг, ϕ _эмаксв, ϕ _эминв} (см. фиг.4, где приведены границы телесного угла для одной плоскости) (здесь и далее подстрочные индексы “г” и “в” показывают, что сигнал принадлежит горизонтальной или вертикальной плоскости либо соответствующему каналу обработки), в пределах которого, по расчетам, будет находиться РКО на следующем такте обработки сигналов, разбивают его в каждой из упомянутых плоскостей на М равноотстоящих друг от друга угловых позиций пеленгов РКО ϕ _0г, ϕ _1г,... ,ϕ _М-2г, ϕ _М-1г и ϕ _0в, ϕ _1в,... ,ϕ _М-2в, ϕ _М-1в (см. фиг.4) и для каждой из них вычисляют значение экстраполированной плотности вероятности (ПВ) Р_эmг и Р_эmв (см. фиг.3, б) нахождения РКО на этой угловой позиции для соответствующей плоскости;

иначе

в каждой, из упомянутых выше, плоскости для каждого возможного пеленга РКО ϕ _0г, ϕ _1г,... ,ϕ _М-2г, ϕ _М-1г и ϕ _0в, ϕ _1в,... , ϕ _М-2в, ϕ _М-1в вычисляют значения апостериорных ПВ; по измеренным значениям углов поворота антенны и вычисленным значениям апостериорных ПВ оценивают значения углов пеленга РКО и угловых скоростей его линии визирования и формируют экстраполированные значения углов пеленга РКО на следующий такт обработки сигналов; по экстраполированным значениям углов пеленга РКО вычисляют значения границ телесного угла {ϕ _эмаксг, ϕ _эминг, ϕ _эмаксв, ϕ _эминв} в котором, по расчетам, будет находиться РКО на следующем такте обработки сигналов, разбивают его в каждой из упомянутых плоскостей на М равноотстоящих друг от друга угловых позиций пеленгов РКО ϕ _0г, ϕ _1г,... , ϕ _М-2г, ϕ _М-1г и ϕ _0в, ϕ _1в,... ,ϕ _М-2в, ϕ _М-1в и для каждой из них вычисляют значение экстраполированной ПВ нахождения РКО на этой угловой позиции для соответствующей плоскости.

По оцененным значениям угловых скоростей линии визирования РКО и экстраполированным значениям его углов пеленга формируют сигналы управления антенной.

Далее процесс сопровождения РКО повторяют.

Согласно предлагаемому способу вводят и запоминают исходные данные: α - константу, отражающую маневренные свойства РКО; М - константу, задающую количество дискретных угловых позиций в телесном угле {ϕ _эмакст, ϕ _эминг, ϕ _эмаксв, ϕ _эминв} (см. фиг.4), в котором осуществляют обнаружение РКО; τ - интервал (такт) обработки сигналов; k_уг, К_ув - коэффициенты пропорциональности преобразования угловых ошибок положения антенны в напряжения; Dϕ _г, Dϕ _в - дисперсии ошибок оценивания углов пеленга РКО; Dξ _г, Dξ _в - дисперсии угловых шумов пеленгов РКО, задаваемые типом РКО, который предполагается сопровождать; Θ _г и Θ _в - ширину ДН антенны; U_пор - пороговое значение нормированного сигнала ошибки пеленгации,задаваемое типом используемого пеленгатора.

Далее приступают к сопровождению РКО, для чего:

1) излучают СВЧ сигналы для радиолокационного обзора пространства в заданном телесном угле {ϕ _задг, ϕ _задв} (см. фиг.4). Принимают отраженные от РКО СВЧ сигналы и из них формируют три сигнала: суммарный Σ , и два разностных сигнала ошибок пеленгации jΔ _г и jΔ _в, определяющих отклонение РСН антенны от направления на РКО в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно и сдвинутых по фазе на 90° относительно суммарного сигнала (здесь и далее символ j указывает на сдвиг фазы сигнала на 90° );

2) суммарный ∑ и разностные jΔ _г и jΔ _в сигналы одним из известных способов, например, описанным в [3, стр.268-272; 5], усиливают, фильтруют от шумов, преобразуют в цифровую форму и формируют по ним два нормированных сигнала ошибок пеленгации Δ _г/∑ и Δ _в/∑ в горизонтальной и вертикальной плоскостях, соответственно;

3) измеряют значения углов поворота антенны (ϕ _aг, ϕ _ав в соответствующих плоскостях;

4) модули амплитуд нормированных сигналов ошибок пеленгации |Δ _г/∑ | и |Δ _в/∑ | поочередно сравнивают с пороговым значением нормированного сигнала ошибки пеленгации U_пop, определяя этим: перегружен или нет приемный канал пеленгатора. Считают, что приемный канал пеленгатора перегружен, если |Δ _г/∑ |>U_пop или |Δ _в/∑ |>U_пор;

Если ни один из приемных каналов пеленгатора не перегружен, то выполняют действия, описанные в позициях 5-7 и 13, иначе - начиная с позиции 8;

5) по нормированным сигналам ошибок пеленгации Δ _г/∑ , Δ _в/∑ , и углам поворота антенны ϕ _aг и ϕ _ав одним из известных способов, например, описанным в [3, стр.289-298; 5; 7; 8, стр.35-32, 51-61], оценивают значения углов пеленга РКО , , угловых скоростей линии визирования , и экстраполированных на следующий такт обработки сигналов значений углов пеленга РКО ϕ _эг, ϕ _эв. Значения , и , выдают потребителям информации, а значения ϕ _эг, ϕ _эв, , запоминают;

6) вычисляют ϕ _эминг, ϕ _эмаксг, ϕ _эминв, ϕ _эмаксв - экстраполированные значения границ углов пеленга РКО по формулам:

Физически экстраполированные значения границ углов пеленга ϕ _эминг, ϕ _эмаксг, ϕ _эминв, ϕ _эмаксв (см. фиг.4) означают, что РКО, в силу своих маневренных свойств, определяемых коэффициентом α , и угловых шумов, определяемых дисперсиями Dξ _г и Dξ _в, на следующем такте обработки сигналов не может находиться вне пределов телесного угла {ϕ _эминг, ϕ _эмаксг, ϕ _эминв, ϕ _эмаксв}, заданного этими границами, в центре которого - экстраполированное значение пеленга РКО, определяемого углами ϕ _эг, ϕ _эв;

7) полученный телесный угол {ϕ _эминг, ϕ _эмаксг, ϕ _эминв, ϕ _эмаксв} в каждой из плоскостей разбивают на М равноотстоящих друг от друга угловых позиций ϕ _mг, ϕ _mв (см. фиг.4) (где , а черта над символами здесь и ниже означает, что значение переменной m изменяется от 0 до М-1 с шагом 1), для каждой из которой вычисляют Р_эmг и Р_эmв - экстраполированное значение ПВ нахождения РКО в этом направлении по формулам:

Значения угловых позиций ϕ _mг, ϕ _mв и экстраполированные значения ПВ Р_эmг и Р_эmв запоминают и переходят к выполнению действий, описанных в позиции 13;

8) поочередно сравнивают измеренное значение угла поворота антенны ϕ _аг в горизонтальной плоскости со всеми запомненными угловыми позициями ϕ _mг угла {ϕ _эминг, ϕ _эмаксг}, где . По результатам сравнения находят угловую позицию пеленга РКО ϕ _mг, равную углу ϕ _аг, определяя этим М_аг - номер угловой позиции пеленга РКО ϕ _mг, соответствующего значению угла поворота антенны ϕ _aг.

Аналогичные действия выполняют и для вертикальной плоскости, определяя номер угловой позиции пеленга РКО М_ав, соответствующий значению угла поворота антенны ϕ _ав;

9) используя найденные номера угловых позиций пеленга РКО М_аг, М_ав вычисляют значения апостериорных ПВ Р_аmг и Р_аmв для каждой угловой позиции пеленга РКО ϕ _mг, ϕ _mв в соответствующей плоскости по формулам:

10) вычисляют значения углов пеленга РКО ϕ _г, ϕ _в по формулам:

11) используя значения дисперсий ошибок оценивания углов пеленга РКО Dϕ _г, Dϕ _в и дисперсий угловых шумов пеленга РКО Dξ _г, Dξ _в, по вычисленным значениям углов пеленга РКО ϕ _г, ϕ _в одним из известных способов калмановской [3, стр.289-298; 8, стр.25-32] или адаптивной [7; 8, стр.51-61] фильтрации формируют оцененные значения углов пеленга РКО , , угловых скоростей линии визирования , , экстраполированные значения углов пеленга РКО ϕ _эг, ϕ _эв на следующий такт обработки сигналов, а также новые значения дисперсий ошибок оценивания углов пеленга РКО Dϕ _г, Dϕ _в.

Оцененные значения , и , выдают потребителям информации, а значения ϕ _эг, ϕ _эв, , , Dϕ _г, Dϕ _в запоминают;

12) выполняют действия, описанные в позициях 6 и 7;

13) по экстраполированным значениям углов пеленга РКО ϕ _эг, ϕ _эв и оцененным значениям угловых скоростей линии визирования , одним из известных способов, например, описанным в [3, стр.266, 284-285; 5; 6] формируют сигналы управления антенной u_aг и u_ав.

После этого описанный выше процесс сопровождения РКО повторяют.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом обладает более широкими возможностями по сопровождению РКО по направлению и оценке его пеленгов, в частности он позволяет устойчиво формировать оценки углов пеленга РКО и угловых скоростей линии визирования РКО даже в случае перегрузки приемных каналов пеленгатора.

Перейдем к рассмотрению устройства сопровождения РКО по направлению, связанного единым изобретательским замыслом с вышеописанным способом сопровождения РКО по направлению.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому устройству по своей технической сущности является устройство сопровождения РКО по направлению (Monopolse tracking apparatus) [5].

Главным недостатком этого устройства является низкая устойчивость и низкая точность сопровождения РКО по направлению в условиях, когда ПХ пеленгатора приобретает сигнатурный характер.

Таким образом, задачей изобретения является обеспечение высокой устойчивости устройства сопровождения РКО по направлению и высокой точности определения угловых координат РКО в любых условиях применения, в том числе и в случаях, когда приемные каналы устройства перегружены.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство, содержащее антенну, антенный переключатель, квадратурный преобразователь, устройство обработки сигналов (УОС), передатчик, синхронизатор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), первый вычислитель, запоминающее устройство (ЗУ), дополнительно введены второй вычислитель, устройство обнаружения перегрузки (УОП) и два коммутатора.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства сопровождения РКО по направлению, которое содержит: 1 - антенну с входящими в ее состав моноимпульсным устройством суммарно-разностной обработки сигналов, приводом и датчиком углового положения антенны; 2 - квадратурный преобразователь; 3 - антенный переключатель; 4 - УОС; 5 - передатчик; 6 - синхронизатор; 7 - УОП; 8 - первый вычислитель; 9 - ЗУ; 10 - ЦАП; 11 - первый коммутатор; 12 - второй вычислитель; 13 - второй коммутатор. На данной фигуре символом РКО обозначен радиоконтрастный объект. Блоки 1, 2 и 4 и их связи по совместному функционированию образуют пеленгатор.

На фиг.2 изображены две парциальные диаграммы направленности (ДН) антенны; точками О и РКО обозначено положение заявляемого устройства и радиоконтрастного объекта; прямая O-РСН определяет равносигнальное направление (РСН) антенны; прямая O-Х определяет направление, относительно которого осуществляют измерения всех углов; ϕ _а, ϕ _рко - угловое положение антенны и РКО, соответственно. Для обеих плоскостей пеленгации формы ДН и ее пеленгационной характеристики одинаковы.

На фиг.3, а приведена ПХ пеленгатора в состоянии перегрузки, где u_вых - значение выходного сигнала пеленгатора, а точки ϕ _а и ϕ _э определяют текущее значение угла поворота антенны и экстраполированное значение угла пеленга РКО соответственно; символом u_выхпр обозначено предельное значение выходного сигнала пеленгатора.

На фиг.3, б изображена зависимость экстраполированной ПВ Р_э нахождения РКО в каждой из М угловых позиций ϕ ₀, ϕ ₁ ...,ϕ _м-2, ϕ _м-1 возможного пеленга РКО от значения угла пеленга РКО ϕ . Точки ϕ _эмин, ϕ _эмакс определяют экстраполированные значения границ пеленга РКО.

На фиг.4 точками О и РКО показано положение заявляемого устройства и радиоконтрастного объекта соответственно; прямая О-Х определяет линию горизонта; угол ϕ _{зад г} определяет заданную зону обзора; угол ϕ _эг определяет экстраполированное положение РКО на следующий такт работы устройства; углами ϕ _эмаксг и ϕ _эминг заданы границы угла {ϕ _эмаксг, ϕ _эминг}, в котором по расчетам будет находиться РКО при следующем такте работы устройства; углы ϕ _0г, ϕ _1г,... ,ϕ _М-2г, ϕ _М-1г определяют М угловых позиций в пределах угла {ϕ _эмаксг, ϕ _эминг};

Устройство сопровождения РКО по направлению содержит антенну 1, первый (разностного сигнала горизонтального канала jΔ _г) и второй (разностного сигнала вертикального канала jΔ _в) выходы которой соединены соответственно с первым и вторым входами квадратурного преобразователя 2, выход которого соединен с первым входом УОС 4, третий (суммарного сигнала ∑ ) выход антенны 1, являющийся одновременно и ее первым входом, соединен с первым входом, являющимся одновременно и первым выходом, антенного переключателя 3, четвертый (сигнала угла поворота антенны в горизонтальной плоскости ϕ _аг) и пятый (сигнала угла поворота антенны в вертикальной плоскости ϕ _ав) выходы антенны 1 соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого 8 и второго 12 вычислителей, второй вход УОС 4 соединен с вторым выходом антенного переключателя 3, второй вход которого соединен с выходом передатчика 5, выход синхронизатора 6 соединен с синхровходами передатчика 5, УОС 4,первого 8 и второго 12 вычислителей, первый (нормированного сигнала ошибок пеленгации горизонтального канала Δ _г/∑ ) и второй (нормированного сигнала ошибок пеленгации вертикального канала Δ _в/∑ ) выходы УОС 4 соединены соответственно: с первым и вторым входами УОП 7, четвертым и пятым входами первого вычислителя 8, четвертым и пятым входами второго вычислителя 12, выход УОП 7 соединен с управляющими входами первого 11, второго 13 коммутаторов и третьими входами первого 8 и второго 12 вычислителей, первый (сигнала управления антенной u_aг в горизонтальной плоскости) и второй (сигнала управления антенной u_ав в вертикальной плоскости) выходы первого вычислителя 8 соединены соответственно с первым и вторым входами первого коммутатора 11, первый и второй выходы ЗУ 9, являющиеся одновременно его первым и вторым входами, соединены соответственно с шестыми входами, являющимися одновременно и их выходами, первого 8 и второго 12 вычислителей, третий выход ЗУ 9 соединен с третьим входом УОП 7, на третий вход ЗУ 9 подают исходные данные от внешнего источника, первый (сигнала управления антенной u_aг в горизонтальной плоскости) и второй (сигнала управления антенной u_ав в вертикальной плоскости) выходы первого вычислителя 8 соединены соответственно с первым и вторым входами первого коммутатора 11, первый (сигнала управления антенной u_aг в горизонтальной плоскости) и второй (сигнала управления антенной u_ав в вертикальной плоскости) выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами ЦАП 10, первый (сигнала управления антенной u_aг в горизонтальной плоскости) и второй (сигнала управления антенной u_ав в вертикальной плоскости) выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами антенны 1, третий (оцененных значений углов пеленга РКО , и угловых скоростей линии визирования , ) выход первого вычислителя 8 соединен с первым входом второго коммутатора 13, первый (сигнала управления антенной u_aг в горизонтальной плоскости) и второй (сигнала управления антенной u_ав в вертикальной плоскости) выходы второго вычислителя 12 соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого коммутатора 11, третий (оцененных значений углов пеленга РКО , и угловых скоростей линии визирования, , ) выход второго вычислителя 12 соединен с вторым входом второго коммутатора 13, с выхода которого оцененные значений углов пеленга РКО , и угловых скоростей линии визирования , выдают потребителям.

Антенна 1 с входящими в ее состав устройством суммарно-разностной обработки сигналов, приводом антенны и датчиками ее углового положения в горизонтальной и вертикальной плоскостях построена известным способом [5]. Она осуществляет:

- преобразование мощных сверхвысокочастотных (СВЧ) импульсов, подаваемых на ее первый вход, в радиосигналы и излучение их в пространство;

- прием отраженных от РКО радиосигналов, их усиление, пространственную селекцию и формирование трех сигналов: разностного сигнала горизонтального канала jΔ _г (первый выход антенны), разностного сигнала вертикального канала jΔ _в (второй выход) и суммарного сигнала ∑ (третий выход),

- обеспечение сопровождения РКО по углам пеленга посредством разворота зеркала антенны в направление на РКО приводом антенны по сигналам управления антенной u_aг в горизонтальной и u_ав в вертикальной плоскостях, подаваемых на ее второй и третий входы соответственно;

- измерение значений углов поворота антенны ϕ _aг (четвертый выход), ϕ _ав (пятый выход) в соответствующих плоскостях датчиками углового положения, расположенными на приводе антенны.

Квадратурный преобразователь 2 построен известным образом [5]. Он выполняет следующие преобразования разностных сигналов ошибок пеленгации jΔ _г, jΔ _в:

- сдвигает фазу разностного сигнала ошибки пеленгации jΔ _г в горизонтальной плоскости на 90° , формируя разностный сигнал ошибки пеленгации Δ _г;

- суммирует разностный сигнал ошибки пеленгации Δ _г в горизонтальной плоскости с разностным сигналом ошибки пеленгации jΔ _в в вертикальной плоскости, формируя комбинированный сигнал ошибок пеленгации Δ =Δ _г+jΔ _в.

Антенный переключатель 3 также известен [5]. Он передает мощные СВЧ сигналы передатчика 5 на вход антенны 1, не пропуская их на вход УОС 4, и передает суммарный сигнал ∑ с выхода антенны 1 на вход УОС 4, не пропуская его на вход передатчика 5.

УОС 4 построен известным образом (см. прототип [5]). Он выполняет следующие действия над поданными в него сигналами:

- преобразует комбинированный сигнал ошибок пеленгации Δ и суммарный сигнал ∑ с СВЧ на промежуточную частоту (ПЧ), на которой путем их сложения и вычитания формирует два сигнала Σ +Δ и Σ -Δ (тем самым осуществляет временное уплотнение сигналов);

- полученные сигналы Σ +Δ и Σ -Δ в течение первого временного интервала, равного половине интервала обработки сигналов, усиливает соответственно в первом (А) и втором (В) усилительных каналах, формируя соответственно сигналы [ Σ +Δ ] _А и [ Σ -Δ ] _в, а затем, в течение второго временного интервала, равного по длительности первому, наоборот - во втором (В) и первом (А) усилительных каналах, формируя соответственно сигналы [Σ +Δ ]_в и [ Σ +Δ ] _А;

- полученные сигналы [ Σ +Δ ] _А, [ Σ +Δ ] _В, [ Σ -Δ ] _В и [ Σ -Δ ] _А гетеродинированием преобразует с ПЧ на видеочастоту и затем по ним формирует два видеосигнала [ Σ +Δ ] ₁=[ Σ +Δ ] _А+[ Σ +Δ ] _В и [ Σ -Δ ] ₂=[ Σ -Δ ] _В+[ Σ -Δ ] _А;

- полученные видеосигналы [ Σ +Δ ] ₁ и [ Σ -Δ ] ₂ преобразует в цифровую форму и подвергают их узкополосной фильтрации путем быстрого преобразования Фурье и затем разделяет их на суммарный сигнал ∑ и комбинированный разностный сигнал ошибок пеленгации Δ ;

- делением комбинированного разностного сигнала ошибок пеленгации Δ на суммарный сигнал ∑ формирует нормированный сигнал ошибок пеленгации Δ /∑ ;

- сравнением фазы полученного нормированного сигнала ошибок пеленгации Δ /∑ с фазой суммарного сигнала ∑ , а затем с фазой суммарного сигнала, сдвинутой на 90° , разделяет его на два нормированных сигнала ошибок пеленгации Δ _г/∑ и Δ _в/∑ в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно.

Поскольку при описанных преобразованиях упомянутых сигналов с СВЧ на ПЧ, видеочастоту и переводе их в цифровую форму с их информационными составляющими (фазой, знаком и др.) преобразований не производится, то их обозначения не изменены.

Сигнал с синхронизатора 6 обеспечивает в УОС 4 синхронность описанного алгоритма.

Передатчик 5 известен [5]. Он формирует мощные СВЧ сигналы заданной длительности в момент прихода на его вход видеоимпульсов с синхронизатора 6.

Синхронизатор 6 построен известным способом [5]. Он вырабатывает видеоимпульсы, являющиеся синхроимпульсами для всех блоков заявляемого устройства.

УОП 7 представляет собой совокупность двух однотипных сравнивающих устройств, на один вход каждого из которых подают постоянное пороговое напряжение нормированного сигнала ошибки пеленгации U_пop, значение которого задают, исходя из типа используемого пеленгатора, а на вторые входы - модули амплитуд нормированных сигналов |Δ _г/∑ | и |Δ _в/∑ | ошибок пеленгации РКО. Выходы обоих сравнивающих устройств соединены между собой, поэтому при превышении амплитудой любого из нормированных сигналов |Δ _г/∑ | и |Δ _в/∑ | амплитуды порогового напряжения U_пop вырабатывается управляющий сигнал u_упp, который поступает на выход УОП 7.

Каждый из вычислителей - первый 8 и второй 12 представляет собой типовую электронно-вычислительную машину общего назначения, входящую в настоящее время в состав любой радиолокационной станции. Отличие вычислителей заключается в том, что при отсутствии управляющего сигнала u_упp первый вычислитель 8 включается (то есть выполняет возложенные на него функции), а второй вычислитель 12 - выключается (то есть не выполняет возложенные на него функции), и наоборот: при наличии управляющего сигнала u_упp второй вычислитель 12 включается, а первый вычислитель 8 выключается. Сигналы с синхронизатора 6 обеспечивают синхронность выполняемых в них вычислений.

ЗУ 9 - стандартное оперативное запоминающее устройство, связанное обычным способом с первым 8 и вторым вычислителями 12.

ЦАП 10 - стандартный цифроаналоговый преобразователь.

Первый коммутатор 11 представляет собой типовое коммутирующее устройство, которое при отсутствии управляющего сигнала u_упp коммутирует сигналы с его первого и второго входов на первый и второй выходы соответственно, а при наличии управляющего сигнала u_упp коммутирует сигналы с его третьего и четвертого входов на первый и второй выходы соответственно.

Второй коммутатор 13 представляет собой типовое коммутирующее устройство, которое при отсутствии управляющего сигнала u_упp коммутирует сигналы с его первого входа на выход, а при наличии управляющего сигнала - с его второго входа на выход.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

В ЗУ 9 вводят значения следующих констант: α - константу, отражающую маневренные свойства РКО; М - константу, задающую количество дискретных угловых позиций в телесном угле, в котором осуществляют обнаружение РКО; τ - интервал обработки сигналов; k_уг, k_ув - коэффициенты пропорциональности преобразования угловых ошибок положения антенны в напряжения в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно; Dξ _г, Dξ _в - дисперсии ошибок оценивания углов пеленга РКО, задаваемые исходя из типа используемого пеленгатора; Dξ _г, Dξ _в - дисперсии угловых шумов пеленгов РКО, задаваемые исходя из типа РКО, который предполагается сопровождать; Θ _г и Θ _в - ширину ДН антенны в горизонтальной и вертикальной плоскости, соответственно; U_пop - пороговое значение нормированного сигнала ошибки пеленгации, задаваемое исходя из типа используемого пеленгатора.

Передатчик 5 по синхросигналам, поступающим из синхронизатора 6, формирует СВЧ сигналы, которые через антенный переключатель 3 подают в антенну 1, которая излучает их в направление РКО. На выходе антенны 1, после приема ею отраженных от РКО сигналов и их пространственной селекции, моноимпульсным устройством суммарно-разностной обработки формируют три сигнала: суммарный (и два разностных сигнала ошибок пеленгации jΔ _г и jΔ _в, определяющих отклонение РСН антенны от направления на РКО соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем разностные сигналы ошибок пеленгации jΔ _г и jΔ _в сдвинуты по фазе на 90° относительно фазы суммарного сигнала ∑ (здесь и далее символ j указывает на сдвиг фазы сигнала на 90° ). С первого и второго выходов антенны 1 разностные сигналы ошибок пеленгации jΔ _г и jΔ _в подают соответственно на первый и второй входы квадратурного преобразователя 2, в котором (см. прототип [5]) разностный сигнал ошибки пеленгации jΔ _г горизонтального канала сдвигают по фазе на 90° , суммируют его с разностным сигналом ошибки пеленгации jΔ _в в вертикальной плоскости, формируя комбинированный сигнал ошибок пеленгации Δ =Δ _г+jΔ _в, который с выхода квадратурного преобразователя 2 подают на первый вход УОС 4. Суммарный сигнал (с выхода антенны 1 через антенный переключатель 3 подают на второй вход УОС 4. В этом устройстве известным способом, описанным выше, поданные в него упомянутые сигналы усиливают, фильтруют от шумов, преобразуют в цифровую форму и формируют по ним для каждой из двух плоскостей соответственно нормированные сигналы ошибок пеленгации Δ _г/∑ и Δ _в/∑ , которые с первого и второго выходов УОС 4 подают соответственно на первый и второй входы УОП 7, четвертый и пятый входы первого вычислителя 8, четвертый и пятый входы второго вычислителя 12.

С помощью датчиков углового положения, расположенных в антенне 1, измеряют значения углов поворота антенны ϕ _aг и ϕ _ав в соответствующих плоскостях, которые через четвертый и пятый выходы антенны 1 подают соответственно на первый и второй входы первого вычислителя 8 и на первый и второй входы второго вычислителя 12.

В УОП 7 модули амплитуд сигналов |Δ _г/∑ | и |Δ _в/∑ | ошибок пеленгации сравнивают с пороговым значением нормированного сигнала ошибки пеленгации U_пop, подаваемого из ЗУ 9 на третий вход УОП 7. Если {|Δ _г/∑ |≤ U_пop и |Δ _в/∑ |≤ U_пop}, то из УОП 7 управляющий сигнал u_упp не выдают. В этом случае в первом вычислителе 8 по разностным сигналам Δ _г/∑ и Δ _в/∑ и по значениям углов ϕ _aг, ϕ _ав, одним из известных способов, например, описанным в [3, стр.289-298], оценивают значения углов пеленга , РКО и угловых скоростей линии визирования , и, с его третьего выхода через второй коммутатор 13, выдают их потребителям информации.

Также в первом вычислителе 8 по формулам

определяют экстраполированные значения углов пеленга ϕ _эг, ϕ _эв РКО на следующий такт обработки сигналов, и по ним и измеренным значениям углов поворота антенны ϕ _aг и ϕ _ав в соответствии с формулами

находят сигналы управления антенной u_aг и u_ав, которые соответственно с первого и второго выходов первого вычислителя 8 подают на первый и второй входы первого коммутатора 11 и далее с его первого и второго выходов - на первый и второй входы ЦАП 10, где их преобразуют в аналоговую форму и далее соответственно с его первого и второго выходов через второй и третий входы антенны 1 подают на привод управления антенной, который поворачивает антенну в направление РКО.

В вышеприведенных формулах: τ - интервал обработки сигналов; k_уг, k_ув - коэффициенты пропорциональности преобразования угловых ошибок положения антенны в напряжения в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно, которые в первый вычислитель 8 подают из ЗУ 9.

Оцененные значения угловых скоростей линии визирования , и экстраполированные значения углов пеленга ϕ _эг, ϕ _эв запоминают в ЗУ 9.

Кроме этого в первом вычислителе 8 вычисляют ф_эминг, ϕ _эмаксг, ϕ _эминв, ϕ _эмаксв - экстраполированные значения границ углов пеленга РКО по формулам

определяя этим телесный угол {ϕ _эминг, ϕ _эмаксг, ϕ _эминв, ϕ _эмаксв}, который в каждой из плоскостей разбивают на М равноотстоящих друг о