Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами

Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами

Реферат

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам и технике радиоэлектронного подавления техники нелинейной радиолокации.

Известен способ имитации объекта с нелинейными электрическими свойствами (ОЭНС), применяемый в процессе эксплуатации выпускаемых серийно нелинейных РЛС (НРЛС) [1, С.10-15]. В комплект НРЛС входит имитатор ОЭНС в виде пассивного радиокомпонента с нелинейными электрическими свойствами (СВЧ-диод). Он используется для демонстрации принципа работы НРЛС - при облучении имитатора зондирующим сигналом (ЗС) на частоте 680 МГц приемник НРЛС обнаруживает сигнал отклика на второй гармонике ЗС (1360 МГц).

Недостатком этого способа имитации объекта с нелинейными электрическими свойствами является слабый уровень нелинейных откликов от ОЭНС на частотах гармоник. Это обусловлено как малым коэффициентом нелинейного преобразования сигнала в ОЭНС, так и отсутствием направленных свойств имитатора в пространстве (он не имеет антенны).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами (прототипом) к предлагаемому изобретению является ретранслятор направленного действия с решеткой Ван Атта [2, С.324-325]. Такой ретранслятор имитирует ложную радиолокационную цель в линейной локации. Принцип действия простейшего ретранслятора доступно изложен в [3, С.83-85]. Принимаемый приемной антенной решеткой ретранслятора сигнал усиливается усилителями и излучается строго в направлении прихода ЗС передающей антенной решеткой. Наличие антенных решеток с узконаправленной диаграммой излучения и усилителей обеспечивает требуемый высокий уровень ответного сигнала, имитирующего ложную радиолокационную цель.

Недостатком способа имитации радиолокационной цели с помощью ретранслятора с решеткой Ван Атта является невозможность реализации сигналов отклика на гармониках ЗС, необходимых для радиоподавления НРЛС. В связи с совершенствованием НРЛС постоянно растет дальность их действия, поэтому существует необходимость разработки имитатора ОЭНС, создающего отклики достаточной амплитуды на гармониках ЗС.

Технический результат выражается в увеличении спектральной плотности мощности сигнала отклика от имитатора ОЭНС на частотах гармоник ЗС.

Технический результат достигается тем, что в известном способе имитации ложной радиолокационной цели, заключающемся в приеме элементами приемной антенной решетки зондирующего сигнала нелинейной РЛС с несущей частотой f₀, распределении его по соответствующим приемным каналам, усилении и излучении элементами передающей антенной решетки в направлении нелинейной РЛС на той же несущей частоте, при этом приемная и передающая антенные решетки представляют собой решетку Ван-Атта, дополнительно в каждом приемном канале перед излучением принятый зондирующий сигнал подают на нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразование его спектра и формирование сигналов на гармониках зондирующего сигнала, которые усиливают с помощью широкополосного усилителя, с обеспечением увеличения спектральной плотности мощности излучаемого сигнала до необходимой для радиоподавления нелинейной РЛС, при этом элементы приемной и передающей антенных решеток выполняют широкополосными.

Заявляемый способ может быть использован как при конструировании имитатора радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами для проверки работоспособности существующих НРЛС [1, С.10-15], так и при формировании ответной помехи нелинейной РЛС путем имитации ОЭНС.

Сущность заявляемого способа основана на дополнении процедуры формирования сигналов отклика от имитатора ОЭНС новой операцией обогащения спектра ЗС.

Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами может быть реализован в устройстве, структурная схема которого приведена на чертеже. Схема состоит из элементов приемной антенной решетки 1, 2, 3, нелинейных преобразователей 4, 5, 6, широкополосных усилителей 7, 8, 9 и элементов передающей антенной решетки 10, 11, 12, соединенных, как показано на чертеже.

Элементы приемной антенной решетки 1, 2, 3 служат для выполнения операции приема ЗС НРЛС. Нелинейные преобразователи 4, 5, 6 (например, СВЧ-диоды) предназначены для формирования в каждом канале сигналов на гармониках ЗС. Широкополосные усилители каналов 7, 8, 9 обеспечивают необходимый уровень спектральных составляющих полученного сигнала. Элементы передающей антенной решетки 10, 11, 12 осуществляют излучение сигналов отклика в направлении НРЛС.

Схема работает следующим образом. Зондирующий сигнал с частотой f₀ принимается элементами приемной антенной решетки 1, 2, 3 и вследствие запаздывания фронта электромагнитной волны при ее распространении от элемента к элементу распределяется по соответствующим каналам, затем в каждом из каналов принятый ЗС подается на нелинейные преобразователи 4, 5, 6, осуществляющие преобразование его спектра и формирование сигналов на гармониках ЗС. Далее полученные в результате преобразования спектральные составляющие усиливаются до необходимого уровня в широкополосных усилителях 7, 8, 9 и сигналы гармоник ЗС излучаются элементами передающей антенной решетки 10, 11, 12 в направлении нелинейной РЛС.

С целью формирования требуемого спектрального состава нелинейных откликов на гармониках ЗС в качестве нелинейных элементов 4, 5, 6 могут использоваться, помимо СВЧ-диодов, также биполярные транзисторы в режиме отсечки коллекторного тока. Известно [4, С.280, 283-286], что путем изменения напряжения смещения на базе транзистора можно изменять угол отсечки коллекторного тока. В свою очередь, значение угла отсечки влияет на количество и амплитуды гармоник формируемого сигнала.

К усилителям в схеме имитатора радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами накладывается дополнительное требование - они должны быть широкополосными и обеспечивать усиление сигналов на гармониках ЗС до требуемого уровня мощности. Элементы приемной и передающей антенных решеток также должны быть широкополосными.

При многочастотном воздействии на имитатор спектр ответного излучения содержит также сигналы на комбинационных частотах ЗС.

Сформированный таким образом сигнал отклика нелинейной РЛС имеет высокую спектральную плотность мощности на частотах гармоник ЗС за счет направленных свойств решетки Ван Атта и усиления сигналов на частотах гармоник ЗС в широкой полосе частот.

Предлагаемое техническое решение заявляемого способа имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами технически применимо, поскольку может быть реализовано с помощью стандартных устройств - антенн, усилителей на микросхемах, СВЧ-диодов.

Возможность реализации способа экспериментально исследована в лаборатории антенн ВВВАИУ.

В качестве элементов приемной и передающей антенн использовались широкополосные рупорные антенны П6-23, в коаксиальный тракт которых в качестве нелинейных преобразователей включались СВЧ-диоды типа 2А605 В. В качестве усилителей использовался приемный тракт анализатора спектра СК4-75. Нелинейная РЛС имитировалась с помощью генератора стандартных сигналов Г4-76А с антенной П6-23. Частота излучения выставлялась равной 1 ГГц.

В эксперименте установлено, что сигналы на гармониках с частотами 2 ГГц и 3 ГГц имели уровень на 30 дБ и 42 дБ соответственно ниже уровня ЗС.

Тем самым экспериментально определены требования к коэффициенту усиления по мощности усилителей, встраиваемых в тракт решетки Ван Атта.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию «новизна». При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому можно сделать вывод об их существенности. Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку в опубликованных научных данных и известных технических решениях явным образом не решается задача формирования ответной помехи нелинейной РЛС путем имитации объекта с нелинейными электрическими свойствами.

Таким образом, применение новой технологической операции формирования гармоник при переизлучении ЗС с помощью ретранслятора с решеткой Ван Атта обеспечивает возможность имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами для нелинейной РЛС.

Источники информации

1. Техническое описание нелинейного радиолокатора (досмотрового комплекса) «Циклон». Техническое описание. Инструкция по эксплуатации. ВИ461.342.001.ТУ.1993.

2. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. / Под ред. Перунова Ю.М. - М.: Радиотехника, 2003, с.324-325.

3. Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - М.: Воениздат, 1989, с.83-85.

4. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2000, с.280, 283-286.

Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, заключающийся в приеме элементами приемной антенной решетки зондирующего сигнала нелинейной радиолокационной станции (РЛС) с несущей частотой f₀, распределении его по соответствующим приемным каналам, усилении и излучении элементами передающей антенной решетки в направлении нелинейной РЛС на той же несущей частоте, при этом приемная и передающая антенные решетки представляют собой решетку Ван-Атта, отличающийся тем, что в каждом приемном канале перед излучением принятый зондирующий сигнал подают на нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразование его спектра и формирование сигналов на гармониках зондирующего сигнала, которые усиливают с помощью широкополосного усилителя, с обеспечением увеличения спектральной плотности мощности излучаемого сигнала до необходимой для радиоподавления нелинейной РЛС, при этом элементы приемной и передающей антенных решеток выполняют широкополосными.