Способ распознавания протяженной по угловой координате цели и устройство для его осуществления

Способ распознавания протяженной по угловой координате цели и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к системам для обнаружения объектов путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания протяженной по угловой координате цели.

Известен способ распознавания, заключающийся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, распознавании цели по принятому изображению геометрических размеров и конфигурации (патент США №3978480, кл. G01S 9/00, 1974 г.).

Известно устройство для радиолокационного распознавания целей, содержащее антенну, передатчик, приемник, антенный переключатель и канал распознавания, причем передатчик содержит модулятор, генератор СВЧ и первый ключ, где выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход - со входом приемника; канал распознавания содержит последовательно соединенные линию задержки, второй ключ, смеситель, фильтр низких частот и устройство воспроизведения образа цели, причем вход линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен со вторым выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора РЛС (Небабин В.Г., Сергеев В.В., Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984 г. с.36).

Недостатком данных способа и устройства является низкая информативность, обусловленная отсутствием возможности распознавания протяженной по угловой координате цели. На практике подавляющее большинство реальных объектов относится к классу сложных радиолокационных целей. Погрешности измерения координатных параметров, вызванных шумом цели, начинают возникать, когда физические размеры цели превышают 0,01 величины элемента разрешения по какой-либо координате (Радиолокационные характеристики летательных аппаратов /М.Е.Варганов, Ю.С.Зиновьев, Л.Ю.Астанин и др.; Под ред. Л.Т.Тучкова. - М.: Радио и связь, 1985. - 236 с. ил. с.17-18).

Практика показывает, что с уменьшением дальности до цели ее следует считать протяженной. Таким образом, находя отношение физических размеров цели к величине элемента разрешения по данной координате, можно судить о протяженности цели по данной координате. Величина элемента разрешения по угловой координате определяется шириной диаграммы направленности антенны Θ_А. При отражении от протяженной цели ширина диаграммы направленности антенны увеличивается на величину, пропорциональную угловым размерам цели ΔΘ_Ц. По величине отношения β=ΔΘ_Ц/Θ_А можно судить о протяженности по угловой координате цели. Так при β≤0,01 принимают решение о точечной по угловой координате цели, а при β≥0,01 принимают решение о протяженной по угловой координате цели.

Технической задачей изобретения является расширение информативности за счет обеспечения возможности распознавания протяженной или точечной по угловой координате цели.

Сущность предлагаемого способа распознавания протяженной по угловой координате цели состоит в том, что в способе распознавания, заключающемся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, дополнительно производят измерение ширины диаграммы направленности антенны при наличии цели Θ_Ц, определяют увеличение ширины диаграммы направленности ΔΘ_Ц=Θ_Ц-Θ_А, определяют отношение β=ΔΘ_Ц/Θ_А, при β≥0,01 принимают решение о протяженной по угловой координате цели, при β≤0,01 принимают решение о точечной по угловой координате цели.

Заявленный способ реализуется в устройстве, содержащем передатчик, антенный переключатель, антенну, приемник и канал распознавания, при этом передатчик содержит модулятор, генератор СВЧ и первый ключ, причем выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход - со входом приемника, канал распознавания содержит последовательно соединенные первую линию задержки, второй ключ и смеситель, причем вход первой линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен с выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены со входами индикатора кругового обзора РЛС, дополнительно содержит блок сканирования, механически соединенный с антенной, а канал распознавания содержит последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, измеритель ширины диаграммы направленности антенны для формирования сигнала, пропорционального ширине диаграммы направленности антенны Θ_Ц, вычитающее устройство для формирования сигнала, пропорционального величине ΔΘ_Ц=Θ_Ц-Θ_А, делитель для определения сигнала, пропорционального отношению β=ΔΘ_Ц/Θ_А и пороговое устройство, причем вход усилителя промежуточной частоты соединен с выходом смесителя, а первый и второй выходы порогового устройства являются выходами канала распознавания, соответственно для протяженной по угловой координате цели при β≥0,01 и для точечной по угловой координате цели при β≤0,01.

На чертеже приведена функциональная схема устройства распознавания протяженной по угловой координате цели, где 1 - передатчик; 2 - антенный переключатель; 3 - антенна; 4 - приемник; 5 - канал распознавания; 6 - модулятор; 7 - генератор СВЧ; 8, 10 - ключ; 9 - линия задержки; 11 - смеситель; 12 - усилитель промежуточной частоты; 13 - измеритель ширины диаграммы направленности антенны; 14 - вычитающее устройство; 15 - делитель; 16 - пороговое устройство; 17 - блок сканирования.

Устройство распознавания протяженной по угловой координате цели содержит передатчик 1, антенный переключатель 2, антенну 3, приемник 4, блок сканирования 17, механически соединенный с антенной 3, и канал распознавания 5, причем передатчик 1 содержит модулятор 6, генератор 7 СВЧ и первый 8 ключ, выход генератора 7 СВЧ соединен со вторым входом первого 8 ключа и первым выходом передатчика 1, выход генератора 7 СВЧ соединен со вторым входом первого 8 ключа и вторым выходом передатчика 1, выход первого 8 ключа является третьим выходом передатчика 1 и соединен с первым входом антенного переключателя 2, второй вход которого соединен с антенной 3, а выход - со входом приемника 4, канал распознавания 5 содержит последовательно соединенные первую 9 линию задержки, второй 10 ключ, смеситель 11, усилитель промежуточной частоты 12, измеритель 13 ширины диаграммы направленности антенны, вычитающее устройство 14, делитель 15, и пороговое устройство 16, причем вход первой 9 линии задержки является первым входом канала распознавания 5 и соединен с первым выходом передатчика 1, второй вход смесителя 11 является вторым входом канала распознавания 5 и соединен со вторым выходом передатчика 1, второй вход второго 10 ключа является третьим входом канала распознавания 5 и соединен с выходом приемника 4, первый выход передатчика 1 и выход приемника 4 соединены со входами индикатора кругового обзора радиолокационной станции.

Устройство функционирует следующим образом. Блок сканирования 17 осуществляет сканирование антенной 3 пространства. Отраженный от цели сигнал поступает на вход антенны 3 и через антенный переключатель 2, приемник 4 и второй 10 ключ поступает на первый вход смесителя 11. На второй вход смесителя 11 поступает сигнал с выхода генератора 7 СВЧ, таким образом, на выходе смесителя 11 получается сигнал на промежуточной частоте. Этот сигнал поступает через усилитель промежуточной частоты 12 на вход измерителя 13 ширины диаграммы направленности антенны, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный ширине диаграммы направленности антенны Θ_Ц. Данный сигнал поступает на вход вычитающего устройства 14, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный выражению ΔΘ_Ц=Θ_Ц-Θ_А, который поступает на вход делителя 15. На выходе делителя 15 формируется сигнал, пропорциональный β=ΔΘ_Ц/Θ_А. Значение ширины диаграммы направленности антенны Θ_А введено в делитель 15 в качестве константы. Сигнал с выхода делителя 15, пропорциональный величине β=ΔΘ_Ц/Θ_А, поступает на вход порогового устройства 16, где сравнивается с порогом, равным 0,01. При превышении порога выдается сигнал «протяженная», в противоположном случае выдается сигнал «точечная». Данные сигналы являются выходными сигналами канала распознавания 5.

1. Способ распознавания протяженной по угловой координате цели, заключающийся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, отличающийся тем, что производят измерение ширины диаграммы направленности антенны при наличии цели Θ_Ц, определяют увеличение ширины диаграммы направленности ΔΘ_Ц=Θ_Ц-Θ_А, где Θ_А - значение ширины диаграммы направленности антенны, определяют отношение β=ΔΘ_Ц/Θ_А, при β≥0,01 принимают решение о протяженной по угловой координате цели, при β<0,01 принимают решение о точечной по угловой координате цели.

2. Устройство распознавания протяженной по угловой координате цели, содержащее передатчик, антенный переключатель, антенну, приемник и канал распознавания, при этом передатчик содержит модулятор, генератор сверхвысокочастотный (СВЧ) и первый ключ, причем выход модулятора соединен с первым входом первого ключа и первым выходом передатчика, выход генератора СВЧ соединен со вторым входом первого ключа и вторым выходом передатчика, выход первого ключа является третьим выходом передатчика и соединен с первым входом антенного переключателя, второй вход которого соединен с антенной, а выход - со входом приемника, канал распознавания содержит последовательно соединенные первую линию задержки, второй ключ и смеситель, причем вход первой линии задержки является первым входом канала распознавания и соединен с первым выходом передатчика, второй вход смесителя является вторым входом канала распознавания и соединен со вторым выходом передатчика, второй вход второго ключа является третьим входом канала распознавания и соединен с выходом приемника, первый выход передатчика и выход приемника соединены с входами индикатора кругового обзора радиолокационной станции (РЛС), отличающееся тем, что дополнительно содержит блок сканирования, механически соединенный с антенной, а канал распознавания дополнительно содержит последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, измеритель ширины диаграммы направленности антенны для формирования сигнала, пропорционального ширине диаграммы направленности антенны Θ_Ц, вычитающее устройство, для формирования сигнала пропорционального величине ΔΘ_Ц=Θ_Ц-Θ_А, где Θ_А - значение ширины диаграммы направленности антенны, делитель для определения сигнала, пропорционального отношению β=ΔΘ_Ц/Θ_А, и пороговое устройство, причем вход усилителя промежуточной частоты соединен с выходом смесителя, а первый и второй выходы порогового устройства являются выходами канала распознавания соответственно для протяженной по угловой координате цели при β≥0,01 и для точечной по угловой координате цели при β<0,01.