Устройство апертурного синтеза

Устройство апертурного синтеза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

{11)74738О (6f) Дополнительное н авт, саид-ву

Н О! 0 2!/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300581.Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 300581

И) НЖ621. 396 (088.8) (72) Автор изобретения

Б.A,ÄóáHíñêèé

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники AH CCCP (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО AIIEPTУР!{ОГО СИЕ!ТЕЗА

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиоастрономии для измерения углового расположения источников радиоизлучения в том случае, когда угловые расстояния между ними меньше ширины диаграммы направленности используемых антенн.

Известно устройство апертурного синтеза, содержащее последовательно соединенные двухантекный интерферометр с базой переменной длины, которая вращается вокруг оси, неподвижной относительно объекта, регистратор откликов интерферометра, измеритель амплитуд и фаз откликов и вычислительный блок, осуществляющий преобразование Фурье (1! .

Недостатком этого устройства является необходимость через кажiвай о6орот изменять длину базы с шагом, равным половине диаметра наибольшей иэ антенн интерферометра. Это приводит, во-первых, к усложнению конструкции интерферометра, так как одна из антенн должна быть подвижной, во-вторых к увеличению времени. необходимого для синтеза апертуры.

Известно также устройство для апертурного синтеза, содержащее пос- . ледонательно соединенные днухактенкый интерферометр с горизонтальной базой фиксированной длины, которая

5 вращается с заданной скоростью вокруг вертикальной оси, блок регистрации, преобразователь частотномодулиронанных сигналов, период модуляции которых синхронен с периодом нращения базы, а индекс модуляции ранен !

О индексу модуляции отклика интерферометра на точечные источники, находящиеся под нулевым углом склонения; анализатор комплексного спектра и вычислительный блок (2).

Это устройство позволяет синтезировать диаграмму направленности,экнивалентную диаграмме линейной апертуры, вращающейся в горизонтальной плоскости, с длиной, ранной длине базы.

20 С помощью такой синтезированной диаграммы возможно определение только азимута объектов.

Целью изобретения является синтез диаграм{ы направленности круглой апертуры, позволяющей определить как азимут, так и угол места объектов.

Кель достигается введением в устройство блока управления индексом модуляции частотномодулиронакныХ ко

30 лебаний преобразователя в соответст747380 вии с выбранным направлением луча синтезируемой апертуры, который ""оединен с блоком регистрации и с преобразователем частотномодулиронанных колебаний.

Кроме того,. между преобразователем и вычислительным блоком включен автокоррелятор.

На чертеже представлена блок-схема устройства агертурного синтеза.

Устройство содержит днухантенный интерферометр 1 с вращающейся базой постоянной длины, блок регистрации 2. преобразователь частотномодулирован-ных колебаний с регулируемым индексом модуляции 3, включающий, например гетеродин 4, смесители 5„ блоки сложения б и ьычитания 7, анализатор спектра мощности 8, вычислительный блок 9, блок извлечения квадратичного корня 10 и блок управления 11.

Сигнал отклика интерферометра 1, сформиронанньй относительно некото- рого опорного направления (а пределах ширины главной диаграммы напранленнос ти интерферометра)„ и показания датчика угла понорота базы пос:óïàâò на вход блока регистрации 2 и записываются в его памяти„ при этом отклик записынается в преобразованном ниде н форме узкополосного колебания, несущая частота которого выбрана, исходя из конкретных особенностей устройства. Использование показаний датчика позволяет представить отклик (Ч) как функцию угла поворота базы !t() где Ч,V — модуль и фаза отклика интерферометра соответственно; М -от— ношение несущей частоты колебания отклика к частоте вращения базь, V о произвольная постоянная ф" çà,. Блок управления 11 осуществляет пуск Вос произведения колебаний„зарегистрированных в памяти блока ?, а также управление индекс ом модуляции частотномодулированных колебаний прес1бразонателя н соответствии с выбранным направлением луча синтеэируемой апертуры. Для каждого из выбранных напран пений луча в преобразователе формируются четыре частотномодулиронанных колебания, зависимости которых от угла понорота базы определяются следующим ныраженviåì:

, ) -- М С ь(1 В „рсоа((- у+ c, .) +(., . °;.,1

jJ1

1 де i, =12; у,=- р;Фт-.ч,, —.р =;; 2 каждому значению индекса 1 .) соответствует один из смесителeé 5, н котором соответствующее колебание ().; исполь1,) зуется н качестве гетеродинного, V постоянная амплитуда колебания, 2ТРУиндекс модуляции, 11 — длина базы, выуаженная в длинах рабочей волны, Т вЂ” произвольная постоянная фаза, Р, V — полярные координаты вектора, который представляет собой проекцию на плоскость вращения разности векторов единичной длины, направления которых определяются соответственно выбранным направлением луча синтезированной апертуры и опорным напранлением. В результате гетеродиниронания и низкочастотной фильтрации отклика в смесителях 5 происходит преобразование его фазы . Отклики, преобразонанные н смесителях с разноименными значениями индекса поступают далее в анализатор спектра мощности, элементы которого выполнены, например, в виде идентичных гребенок Фильтров с квадратичными детекторами на выходах. В гребенках фильтров четные гармоники выделяются из суммы откликов, образуемой в блоке 6, а нечетные иэ разности, образуемой н блоке 7. Надлежащее совмещение результатов фильтрации обеих комбинаций откликон позволяет получить на выходах гребенок квадраты амплитуд полного ряда гармоник с периодами, кратными периоду вращения базы, н пределах спектра частот преобразованных откликов. Далее в интеграторе 9 зти величины умножаются на весовые коэффициенты и суммируются, н блоке 10 из суммы извлекается корень квадратный. Полученное число поступает на выход устройства как величина мощности радиоизлучения объекта в выбранном направлении луча синтезированной апертуры.. Для обзора всех заданных направлений описанные выше операции над откликом производятся для каждого из них отдельно, Форма луча синтезированной апертуры или, что то же самое, иэображение точечного источника, определяется при этом формулой

Ь I (- - (о с„." (: где б — упомянутые выше весовые коэффициент"-I Jk — функции Бесселя

i-.åðâîго ряда К.-го порядка; — произведение максимальной частоты, пропускаемой низкочастотными фильтрами смесителей 5, и периода вращения базы. Устройство проектируется так, чтобы величина 9 превышала значения аргумента. Бесселевых функций, принимаемые аргументом в пределах сектора углов обзора. В этом случае последнее аналитическое выражение описывает oceñèììåòðè÷íóIO диаграмму направленности круглой апертуры, расположенной в плоскости вращения, диаметр которой равен длине базы р .

Переход от анализатора комплексного спектра к анализатору спектра мощности позволяет произвести модификацию предлагаемого устройства, заключающуюся в замене анализатора антокоррелятором с последующим взве-, шенным интегрированием автокорреля747380

Формула изобретения

I

) Составитель

Техред A.Ñàâêà

Корректор Л.Иван

Подписное

Редактор Л. Павлова

Заказ 3369/51 Тираж 634

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ционной функции в вычислительном блоке. Такая модификация расширяет технические возможности реализации устройства.

Изобретение позволяет при том же массиве данных получить более полную информацию об объекте наблюдения.

1 . Устрой ст во апертурного синтез а, ключающее последовательно соединенные двухантенный интерферометр с вращающейся базой постоянной длины. блок регистрации, преобразователь частотномодулированных колебаний, анализатор спектра и вычислительный блок, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью синтеза диаграммы направленнос1 ! !

1

l ти круглой апертуры, в него введен блок управления индексом модуляции частотномодулированных колебаний, который соединен с блоком регистрации и преобразователем частотномодулированных колебаний.

2. Устройство по п.l,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что между преобразователем и вычислительным блоком включен автокоррелятор.

Источники информации, принятые во внимание ори экспертизе

1. Христиансен У. и Хегбом И. Радиотелескопы. и,, Мир,1968, с.186-187.

2. Hacphie R.Н. Tlute Circular

Synthetic Radar — 1ЕЕЕ Transactions

on aегоs — расе ance electronic systems, Ju I y, 1973, v 9, рр. 608-611.