RU2152626C1 - Radar with inverse synthesizing of aperture and multifrequency probing signal - Google Patents
Radar with inverse synthesizing of aperture and multifrequency probing signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2152626C1 RU2152626C1 RU99111031A RU99111031A RU2152626C1 RU 2152626 C1 RU2152626 C1 RU 2152626C1 RU 99111031 A RU99111031 A RU 99111031A RU 99111031 A RU99111031 A RU 99111031A RU 2152626 C1 RU2152626 C1 RU 2152626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- radar
- unit
- key
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к разряду радиолокационных устройств и предназначено для аппаратурной реализации способа получения двумерных радиолокационных изображений (РЛИ) воздушных целей в интересах распознавания их классов [1]. The invention relates to the category of radar devices and is intended for hardware implementation of the method for obtaining two-dimensional radar images (RLI) of air targets in the interest of recognizing their classes [1].
Известна радиолокационная станция (РЛС) с инверсным радиолокационным синтезированием апертуры (ИРСА), используемая в Тихоокеанском ракетном испытательном центре США, алгоритм обработки сигналов в которой разработан специально для получения двумерных РЛИ целей [2]. В состав указанной РЛС входят задающий генератор (на диоде Ганна), делитель мощности (четырехплечий), генератор пилообразного напряжения, линия задержки, передающая антенна, 1-й и 2-й смесители, усилитель высокой (зондирующей) частоты, приемная антенна, фильтр высоких частот, частотный дискриминатор, усилитель промежуточной частоты, фильтр подавления неоднозначности, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой магнитофон, анализатор быстрого преобразования Фурье (реального масштаба времени), вычислитель, пульт управления магнитофоном, графопостроитель, декодирующее устройство углового положения, установка для вращения цели. При этом задающий генератор соединен своим входом с выходом генератора пилообразного напряжения, а выходом - со входом делителя мощности, 1-й выход которого подключен к передающей антенне, второй - к 1-му входу 1-го смесителя, третий - ко входу линии задержки, четвертый - ко 2-му входу 2-го смесителя, 1-й вход которого соединен с выходом линии задержки, а выход - со входом частотного дискриминатора, выход которого соединен со входом генератора пилообразного напряжения. Выход приемной антенны подключен ко входу усилителя высокой частоты, выход которого соединен со 2-м входом 1-го смесителя, выход которого подключен ко входу фильтра высоких частот, выход которого соединен со входом усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен одновременно со входом фильтра подавления неоднозначности и входом анализатора быстрого преобразования Фурье (БПФ), выход которого подключен ко входу вычислителя, выход которого соединен со входом графопостроителя. Кроме того, выход фильтра подавления неоднозначности соединен со входом АЦП, выход которого соединен со входом цифрового магнитофона, а установка для вращения цели механически связана с декодирующим устройством углового положения, электрический сигнал с выхода которого подается на 1-й вход пульта управления магнитофоном, на 2-й и 3-й входы которого подаются соответственно сигналы установки длительности записи и установки интервалов углов. Known radar station (radar) with inverse radar synthesizing aperture (IRSA), used in the Pacific Rocket Test Center in the United States, the signal processing algorithm in which is specially designed to obtain two-dimensional radar targets [2]. The composition of the specified radar includes a master oscillator (on the Gunn diode), a power divider (four shoulders), a sawtooth voltage generator, a delay line, a transmitting antenna, 1st and 2nd mixers, an amplifier of high (probing) frequency, a receiving antenna, a high-pass filter frequencies, frequency discriminator, intermediate-frequency amplifier, ambiguity suppression filter, analog-to-digital converter (ADC), digital tape recorder, fast Fourier transform analyzer (real-time), computer, tape recorder control panel , Plotter, decoder angular position, apparatus for rotation purposes. In this case, the master oscillator is connected by its input to the output of the sawtooth voltage generator, and the output is connected to the input of the power divider, the first output of which is connected to the transmitting antenna, the second to the 1st input of the 1st mixer, the third to the input of the delay line, the fourth - to the 2nd input of the 2nd mixer, the first input of which is connected to the output of the delay line, and the output - to the input of the frequency discriminator, the output of which is connected to the input of the sawtooth generator. The output of the receiving antenna is connected to the input of the high-frequency amplifier, the output of which is connected to the 2nd input of the 1st mixer, the output of which is connected to the input of the high-pass filter, the output of which is connected to the input of the intermediate-frequency amplifier, the output of which is connected simultaneously with the input of the ambiguity filter and the input of the fast Fourier transform analyzer (FFT), the output of which is connected to the input of the computer, the output of which is connected to the input of the plotter. In addition, the output of the ambiguity suppression filter is connected to the input of the ADC, the output of which is connected to the input of the digital tape recorder, and the installation for rotating the target is mechanically connected to the decoder of the angular position, the electrical signal from the output of which is fed to the first input of the control panel of the tape recorder, by 2 the 3rd and 3rd inputs of which are given, respectively, signals for setting the recording duration and setting the interval of angles.
Недостатком указанной РЛС с ИРСА является то, что в ней используются сложные частотно-модулированные (в полосе до 3 ГГц) импульсные сигналы (позволяющие достичь разрешающей способности по дальности до 5 см), что приводит к усложнению электронной аппаратуры обработки радиолокационной информации, росту ее стоимости, габаритов и т. д. Использование формируемых данной РЛС с ИРСА двумерных РЛИ в алгоритмах автоматического радиолокационного распознавания (РЛР) целей на средних и малых дальностях невозможно, так как двумерное РЛИ цели в данной РЛС можно получить на графопостроителе только через 15 с, что слишком много. The disadvantage of this radar with IRSA is that it uses complex frequency-modulated (in the band up to 3 GHz) pulsed signals (allowing to achieve a resolution in range of up to 5 cm), which complicates the electronic equipment for processing radar information and increases its cost , dimensions, etc. The use of two-dimensional radar sensors generated by a given radar with IRS in algorithms of automatic radar recognition (RLR) of targets at medium and short ranges is impossible, since a two-dimensional radar target in this R With the plotter is available at only 15 seconds, which is too much.
Известна также радиолокационная станция LRIR (Long-Range Imaging Radar), с помощью которой можно постучать двумерные РЛИ воздушных и космических целей методом инверсного радиолокационного синтезирования апертуры [3]. Указанная РЛС содержит задающий генератор, ключ, когерентный передатчик, антенный переключатель (циркулятор), антенну, когерентный приемник, смеситель, АЦП, первый вычислитель БПФ (для получения высокого разрешения но дальности), блок оценки погрешности вычисления дальности, блок регистрации данных, второй вычислитель БПФ (для получения высокого разрешения по азимуту), блок отображения РЛИ, моноимпульсную систему определения азимута и угла места цели, систему сопровождения цели (ССЦ), систему управления (ориентации) антенной. При этом выход задающего генератора (ЗГ) через ключ соединен либо с 1-м входом смесителя, либо со входом когерентного передатчика, выход которого соединен со входом антенного переключателя (АП), соединенного с антенной, выход АП соединен со входом когерентного приемника, выходной сигнал которого подается на второй вход смесителя, выход которого соединен со входом АЦП, выход которого соединен со входом 1-го вычислителя БПФ, выход которого соединен со входом блока оценки погрешности вычисления дальности, 1-й выход которого соединен с 1-м входом ССЦ, а второй -с 1-м входом блока регистрации данных, выход которого подключен ко входу 2-го вычислителя БПФ, выход которого соединен со входом блока отображения РЛИ. Первый выход ССЦ соединен одновременно со входом задающего генератора и 3-м входом блока регистрации данных, 2-й вход которого соединен с выходом моноимпульсной системы определения азимута и угла места цели, а также со 2-м входом ССЦ, 2-й выход которой соединен со входом системы управления антенной. Also known is the LRIR (Long-Range Imaging Radar) radar station, with which you can knock two-dimensional radar data of air and space targets by inverse radar aperture synthesis [3]. The specified radar contains a master oscillator, a key, a coherent transmitter, an antenna switch (circulator), an antenna, a coherent receiver, a mixer, an ADC, a first FFT calculator (for obtaining high resolution but range), a range calculation error estimation unit, a data recording unit, a second calculator FFT (for obtaining high resolution in azimuth), radar image display unit, monopulse system for determining azimuth and target elevation, target tracking system (SSC), antenna control (orientation) system. In this case, the output of the master oscillator (SG) through a key is connected either to the 1st input of the mixer or to the input of a coherent transmitter, the output of which is connected to the input of the antenna switch (AP) connected to the antenna, the output of the AP is connected to the input of the coherent receiver, the output signal which is fed to the second input of the mixer, the output of which is connected to the input of the ADC, the output of which is connected to the input of the 1st FFT calculator, the output of which is connected to the input of the range of the error calculating the range, the first output of which is connected to the 1st input SSC, and the second one with the 1st input of the data recording unit, the output of which is connected to the input of the 2nd FFT computer, the output of which is connected to the input of the radar display unit. The first output of the SSC is connected simultaneously with the input of the master oscillator and the 3rd input of the data recording unit, the 2nd input of which is connected to the output of the monopulse system for determining the azimuth and elevation of the target, as well as with the 2nd input of the SSC, the 2nd output of which is connected with the input of the antenna control system.
Недостатком данной РЛС является то, что она использует в качестве зондирующего сложный сигнал с эффективной шириной полосы спектра импульсов В = 1 ГГц, что ведет к существенному усложнению аппаратуры приема и обработки и снижению ее надежности. К тому же, РЛС LRIR обеспечивает хорошее качество РЛИ только тех объектов, скорости вращения которых значительны, чего нельзя сказать о прямолинейно летящих воздушных целях, скорость изменения ракурса которых не превосходит 1o/с. Кроме того, получаемые РЛС LRIR двумерные РЛИ целей проблематично использовать в автоматических системах РЛР, так как обработка и идентификация многоэлементных изображений сами по себе являются очень сложными процессами и не могут выполняться в реальном масштабе времени.The disadvantage of this radar is that it uses a complex signal with an effective pulse width of the spectrum of pulses B = 1 GHz as a probe, which leads to a significant complication of the equipment for receiving and processing and a decrease in its reliability. In addition, the LRIR radar provides good quality radar only of those objects whose rotational speeds are significant, which cannot be said about rectilinearly flying air targets whose rate of change of angle does not exceed 1 o / s. In addition, the two-dimensional radar data obtained by LRIR radars is problematic to use in automatic radar systems, since the processing and identification of multi-element images are very complex processes in themselves and cannot be performed in real time.
Целью изобретения является получение двумерных РЛИ сопровождаемых воздушных целей с помощью когерентных РЛС с ИРСА, использующих многочастотные узкополосные зондирующие сигналы и обеспечивающих своевременное достоверное распознавание классов воздушных целей. The aim of the invention is to obtain two-dimensional radar tracking of airborne targets using coherent radars with IRS, using multi-frequency narrowband probing signals and providing timely reliable recognition of classes of air targets.
Поставленная цель достигается тем, что в состав известной, описанной выше РЛС [3] , содержащей ЗГ, ключ, смеситель, когерентный передатчик, АП, антенну, АЦП, систему управления антенной (причем данная система предполагается двухканальной, то есть управляющей антенной по углу места и по азимуту и состоящей из 1-го усилителя, усиливающего сигнал ошибки по углу места, 2-го усилителя, усиливающего сигнал ошибки по азимуту, угломестного привода и азимутального привода, причем каждый привод включает в себя двигатель и редуктор) и блок отображения РЛИ, в которой выход 3Г соединен со входом 1-го ключа, выход когерентного передатчика соединен со входом АП, дополнительно вводят два потенциометрических датчика, три фазовых детектора (ФД), моноимпульсный облучатель (МИО), блок элементов линейной части приемника суммарного канала (БЭЛЧПСК), блок элементов линейной части приемника разностного угломестного канала (БЭЛЧПРУК), блок элементов линейной части приемника разностного азимутального канала (БЭЛЧПРАК), синтезатор частоты на поверхностных акустических волнах (ПАВ), амплитудный детектор (АД), систему измерения дальности (СИД), 2-й и 3-й ключ, схему управления, четыре АЦП, блок расчета параметров движения цели (БРПДЦ), блок радиолокационного распознавания (БРЛР), цифровое устройство получения регулируемой задержки (ЦУПРЗ), блок компенсации поступательного движения (БКПД), блок двумерного БПФ, пульт управления оператора. This goal is achieved by the fact that the composition of the well-known radar described above [3], which contains a DG, a key, a mixer, a coherent transmitter, an AP, an antenna, an ADC, an antenna control system (this system is assumed to be two-channel, that is, a control antenna in elevation and in azimuth and consisting of the 1st amplifier amplifying the error signal in elevation, the 2nd amplifier amplifying the error signal in azimuth, elevation drive and azimuthal drive, each drive including a motor and gearbox) and a radar display unit in which the 3G output is connected to the input of the 1st key, the output of the coherent transmitter is connected to the AP input, two potentiometric sensors, three phase detectors (PD), a single-pulse feed (MIO), a block of elements of the linear part of the receiver of the total channel (BELCHPSK) are additionally introduced , a block of elements of the linear part of the receiver of the differential elevation channel (BELCHPRUK), a block of elements of the linear part of the receiver of the differential azimuth channel (BELCHPRUK), a frequency synthesizer on surface acoustic waves (SAW), an amplitude detector (A D), a range measuring system (LED), a 2nd and 3rd key, a control circuit, four ADCs, a target movement parameter calculation unit (BRPC), a radar recognition unit (BRLR), a digital device for receiving an adjustable delay (CEIR), translational motion compensation unit (BKPD), two-dimensional FFT block, operator control panel.
При этом 1-й выход МИО соединяют с 1-м входом БЭЛЧПРУК, выход которого соединяют с 1-м входом 1-го фазового детектора, 2-й выход МИО подключают к 1-му входу БЭЛЧПРАК, выход которого соединяют с 1-м входом 2-го фазового детектора, последовательно подключают БЭЛЧПСК, амплитудный детектор, СИД, 3-й АЦП, БРПДЦ, а к его 2-му и 3-му входам подключают выходы соответственно 1-го и 2-го АЦП. Выход ЗГ соединяют с 1-м входом 1-го ключа, 1-й выход 1-го ключа соединяют со 2-м входом БЭЛЧПРУК, 2-м входом БЭЛЧПРАК, 2-м входом БЭЛЧПСК, выход которого соединяют также со 2-м входом 1-го, 2-го и 1-м входом 3-го (разовых детекторов, 2-й выход 1-го ключа соединяют с 1-м входом смесителя. Выход 1-го фазового детектора соединяют со входом 1-го усилителя, выход которого соединяют со входом угломестного привода. Выход 2-го фазового детектора соединяют со входом 2-го усилителя, выход которого соединяют со входом азимутального привода. Вход-выход антенны подключают ко 2-му вход-выходу МИО, 1-й вход-выход которого соединяют с вход-выходом АП, выход которого соединяют с 1-м входом БЭЛЧПСК. Вход 1-го АЦП соединяют с выходом 1-го потенциометрического датчика, вход которого механически связывают с выходом угломестного привода и 1- м механическим входом антенны, 2-й механический вход которой механически связывают с выходом азимутального привода и входом 2-го потенциометрического датчика, выход которого подключают ко входу 2-го АЦП. Первый выход схемы соединяют со 2-м входом ЦУПРЗ, 2-й выход - со 2-м входом 1-го ключа, 3-й выход - со входом синтезатора частоты на ПАВ - а 4-й выход - со 2-м входом СИД. Выход синтезатора частоты на ПАВ соединяют со 2-м входом 3-го ФД и 2-м входом смесителя. Выход смесителя соединяют со входом когерентного передатчика, выход которого соединяют со входом АП. Второй выход БРПДЦ соединяют со 2-м входом БКПД, 1-й выход - с 3-м входом ЦУФРЗ, выход которого соединяют со 2-м входом 1-го и 2-го ключей. Выходы АД и 3-го ФД соединяют с 1-м входом 2-го и 3-го ключей соответственно, выходы которых аналогично соединяют со входами 4-го и 5-го АЦП. Выход 4-го АЦП соединяют с 1-м входом блока двумерного БПФ, а выход 5-го АЦП - с 1-м входом БКПД, выход которого соединяют со 2-м входом блока двумерного БПФ. Выход блока двумерного БПФ соединяют со 2-м входом блока отображения РЛИ и со входом БРЛР, выход которого соединяют с 1-м входом блока отображения РЛИ. Выход пульта управления оператора соединяют с 1-м входом ЦУПРЗ. In this case, the 1st output of the MIO is connected to the 1st input of BELCHPRUK, the output of which is connected to the 1st input of the 1st phase detector, the 2nd output of MIO is connected to the 1st input of BELCHPRUK, the output of which is connected to the 1st input Of the 2nd phase detector, BELCHPSK, amplitude detector, LEDs, 3rd ADC, BRPDC are connected in series, and the outputs of the 1st and 2nd ADCs are connected to its 2nd and 3rd inputs. The ZG output is connected to the 1st input of the 1st key, the 1st output of the 1st key is connected to the 2nd input of BELCHPRUK, the 2nd input of BELCHPRAK, the 2nd input of BELCHPSK, the output of which is also connected to the 2nd input 1st, 2nd and 1st input of the 3rd (one-time detectors, the 2nd output of the 1st key is connected to the 1st input of the mixer. The output of the 1st phase detector is connected to the input of the 1st amplifier, output which is connected to the input of the elevation drive. The output of the 2nd phase detector is connected to the input of the 2nd amplifier, the output of which is connected to the input of the azimuthal drive. The antenna input-output is connected to the 2nd input-output of the MIO, the first input-output of which is connected to the input-output of the AP, the output of which is connected to the 1st input of the BELCHPSK.The input of the 1st ADC is connected to the output of the 1st potentiometric sensor, the input of which is mechanically they are connected with the output of the elevation drive and the 1st mechanical input of the antenna, the 2nd mechanical input of which is mechanically connected with the output of the azimuthal drive and the input of the 2nd potentiometric sensor, the output of which is connected to the input of the 2nd ADC. The first output of the circuit is connected to the 2nd input of the control unit, the 2nd output to the 2nd input of the 1st key, the 3rd output to the input of the frequency synthesizer on the SAW, and the 4th output to the 2nd input of the LED . The output of the frequency synthesizer at the SAW is connected to the 2nd input of the 3rd PD and the 2nd input of the mixer. The output of the mixer is connected to the input of a coherent transmitter, the output of which is connected to the input of the AP. The second output of the BRPDC is connected to the 2nd input of the BKPD, the 1st output to the 3rd input of the central control unit, the output of which is connected to the 2nd input of the 1st and 2nd keys. The outputs of the AD and the 3rd PD are connected to the 1st input of the 2nd and 3rd keys, respectively, the outputs of which are similarly connected to the inputs of the 4th and 5th ADCs. The output of the 4th ADC is connected to the 1st input of the two-dimensional FFT block, and the output of the 5th ADC is connected to the 1st input of the BKPD, the output of which is connected to the 2nd input of the two-dimensional FFT block. The output of the two-dimensional FFT block is connected to the 2nd input of the radar image display unit and to the input of the radar detector, the output of which is connected to the 1st input of the radar image display unit. The output of the operator’s control panel is connected to the 1st input of the control unit.
Такое построение структурной схемы радиолокатора преобразует его в моноимпульсную РЛС сопровождения цели с суммарно-разностной обработкой узкополосного многочастотного когерентного сигнала, способную на основе метода ИРСА и двумерного БПФ строить двумерное РЛИ сопровождаемых целей и производить их РЛР. This construction of the structural diagram of the radar converts it into a single-pulse target tracking radar with total-difference processing of a narrow-band multi-frequency coherent signal, capable of building a two-dimensional radar image of the tracking targets and producing their radar data based on the IRS and two-dimensional FFT methods.
Структурная схема предлагаемой радиолокационной станции с ИРСА и многочастотным зондирующим сигналом представлена на чертеже. The structural diagram of the proposed radar station with IRSA and multi-frequency probing signal is presented in the drawing.
Согласно данной схеме радиолокационная станция с ИРСА и многочастотным зондирующим сигналом содержит 1-й потенциометрический датчик 1, 2-й потенциометрический датчик 2, 1-й усилитель 3, привод угломестный 4, антенну 5, привод азимутальный 6, 2-й усилитель 7, 1-й АЦП 8, 1-й ФД 9, БЭЛЧ-ПРУК 10, МИО 11, БЭЛЧПРАК 12, 2-й ФД 13, ЗГ 14, 1-й ключ 15, 2-й АЦП 16, БЭЛЧПРСК 17, АП 18, когерентный передатчик 19, смеситель 20, СИД 21, АД 22, 3-й ФД 23, синтезатор частоты на ПАВ 24, 3-й АЦП 25, 2-й ключ 26, 3-й ключ 27, ЦУПРЗ 28, БРПДЦ 29, 4-й АЦП 30, 5-й АЦП 31, БРЛР 32, БКПД 33, схему управления 34, блок отображения РЛИ 35, блок двумерного БПФ 36 и пульт управления оператора 37. According to this scheme, a radar station with IRSA and a multi-frequency probe signal contains a 1st potentiometric sensor 1, a 2nd potentiometric sensor 2, a 1st amplifier 3, an angular drive 4, an antenna 5, an azimuthal drive 6, a 2nd amplifier 7, 1 1st ADC 8, 1st PD 9, BELCH-PRUK 10, MIO 11, BELCHPRAK 12, 2nd PD 13, ZG 14, 1st key 15, 2nd ADC 16, BELCHPRSK 17, AP 18, coherent transmitter 19, mixer 20, LED 21, HELL 22, 3rd PD 23, frequency synthesizer for SAW 24, 3rd ADC 25, 2nd key 26, 3rd key 27, TsUPRZ 28, BRPDC 29, 4- th ADC 30, 5th ADC 31, BRLR 32, BKPD 33, control circuit 34, radar display unit And 35, two-dimensional BPF 36 block and operator control panel 37.
Радиолокационная станция с инверсным синтезированием апертуры и многочастотным зондирующим сигналом работает следующим образом. A radar station with inverse aperture synthesis and a multi-frequency sounding signal operates as follows.
ЗГ 14 формирует высокостабильные высокочастотные электромагнитные колебания на несущей частоте f0 и через 1-й ключ 15 попеременно подает их то на 1-й вход смесителя 20, то на 2-е входы БЭЛЧПСК 17, БЭЛЧПРУК 10 и БЭЛЧПРАК 12. Управление 1-м ключом 15 осуществляется с помощью сигналов, поступающих на его 2-й вход со 2-го выхода схемы управления 34. Схема управления 34 формирует импульсные сигналы с периодом повторения Tu, которые определяют период повторения зондирующих сигналов радиолокационной станции, а также управляют 1-м ключом 15, работой когерентного передатчика 19 и работой СИД 21. Указанные импульсы с выхода схемы управления 34 поступают на управляющий вход 1-го ключа 15, который на время их действия коммутирует выход ЗГ 14 с 1-м входом смесителя 20. В остальное время (когда нет управляющего сигнала из блока 34) сигнал ЗГ 14 проходит на вторые входы БЭЛЧПСК 17, БЭЛЧПРУК 10 и БЭЛЧПРАК 12.ZG 14 generates highly stable high-frequency electromagnetic oscillations at the carrier frequency f 0 and through the 1st key 15 alternately delivers them to the 1st input of the mixer 20, then to the 2nd inputs BELCHPSK 17, BELCHPRUK 10 and BELCHPRAK 12. Management of the 1st the key 15 is carried out using signals arriving at its 2nd input from the 2nd output of the control circuit 34. The control circuit 34 generates pulsed signals with a repetition period T u that determine the repetition period of the probing signals of the radar station, and also control the 1st key 15, the work of coherent n the transmitter 19 and the operation of the LED 21. These pulses from the output of the control circuit 34 are fed to the control input of the 1st key 15, which for the duration of their operation switches the output of the ЗГ 14 with the 1st input of the mixer 20. The rest of the time (when there is no control signal from block 34) the signal ЗГ 14 passes to the second inputs BELCHPSK 17, BELCHPRUK 10 and BELCHPRAK 12.
Сигналы с выхода блока синтезатора частоты на ПАВ 24 с частотами fпр+n•Δf (где fпр - промежуточная частота, Δf - частотный интервал дискретизаций, n - номер излучаемого импульса), в соответствии с управляющими импульсами с 3-го выхода схемы управления 35, подаются на 2-й вход смесителя 20 и на 2-й вход 3-го ФД 23. Вариант построения синтезатора частоты на ПАВ 24 показан в [25, с. 108-109, рис. 5.35]. Длительность управляющих импульсов с 3-го выхода схемы управления 34 равна периоду повторения зондирующих сигналов (ЗС) РЛС Tu. Полоса пропускания выходного фильтра смесителя 20 выбирается от f0 + fпр до f0+fпр+N•Δf (где N - количество частот зондирования). При этом должно выполнятся условие fпр > N•Δf. В этом случае на выходе смесителя 20 будет присутствовать только узкополосный сигнал на одной из частот зондирования, а кратные гармоники будут подавляться. Сигнал с выхода смесителя 20 поступает на когерентный передатчик 19, который формирует сверхвысокочастотные импульсные сигналы заданной длительности и через АП 18 и 2-й вход-выход МИО 11 передает их в антенну 5, которая излучает электромагнитные волны в направлении цели. Вариант построения когерентного передатчика показан в [6, с. 61, рис. 4.3]. Отразившись от цели, излученные сигналы с измененной структурой возвращаются к антенне 5, улавливаются ею и поступают на 2-й вход-выход МИО 10, устройство которого также широко известно в радиолокации [7, с.387, рис. 13.13]. МИО 11 имеет также 1-й вход-выход суммарного канала, выход разностного угломестного канала и выход разностного азимутального канала. Уровень сигналов в данных каналах зависит от положения цели относительно равносигнального направления. В разностных каналах сигнал появляется только тогда, когда имеет место отклонение цели от равносигнального направления в соответствующей плоскости. Таким образом, МИО 11 является главным элементом, обеспечивающим слежение антенной системы за целью. С 1-го вход-выхода МИО 11 (представляющего суммарный канал) сигнал через АП 18 подается на 1-й вход БЭЛЧПСК 17. Выход угломестного разностного канала МИО 11 подключен к 1-му входу БЭЛЧПРУК 10, а выход разностного азимутального канала МИО - к 1-му входу БЭЛЧПРАК 12. Как видно из чертежа, начальная часть структурной схемы РЛС с ИРСА построена по классической схеме амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной (без схемы автоматической регулировки усиления) системы сопровождения цели по направлению [4, с. 424; 8, с. 450]. Однако в ней в качестве суммарно-разностного преобразователя используется МИО 11, а элементы приемных трактов (смесители, фильтры, усилители промежуточной частоты) объединены в блоки элементов линейной части приемников. Поступившие в блоки элементов линейной части приемников сигналы фильтруются (освобождаются от сигналов посторонних частот), их частота понижается в смесителях до промежуточной, после чего они усиливаются до величин, необходимых для работы последующих устройств. С выходов БЭЛЧПРУК и БЭЛЧПРАК 10 и 12 усиленные сигналы поступают соответственно на первые входы 1-го и 2-го ФД 9 и 13.The signals from the output of the frequency synthesizer block at SAW 24 with frequencies f pr + n • Δf (where f pr is the intermediate frequency, Δf is the sampling frequency interval, n is the number of the emitted pulse), in accordance with the control pulses from the 3rd output of the control circuit 35 are fed to the 2nd input of the mixer 20 and to the 2nd input of the 3rd PD 23. A variant of constructing a frequency synthesizer on SAW 24 is shown in [25, p. 108-109, fig. 5.35]. The duration of the control pulses from the 3rd output of the control circuit 34 is equal to the repetition period of the probing signals (CC) of the radar T u . The passband of the output filter of the mixer 20 is selected from f 0 + f CR to f 0 + f CR + N • Δf (where N is the number of sounding frequencies). In this case, the condition f pr > N • Δf should be satisfied. In this case, only a narrowband signal at one of the sounding frequencies will be present at the output of the mixer 20, and multiple harmonics will be suppressed. The signal from the output of the mixer 20 is fed to a coherent transmitter 19, which generates microwave signals of a given duration and through AP 18 and the 2nd input-output of MIO 11 transmits them to the antenna 5, which emits electromagnetic waves in the direction of the target. A variant of the construction of a coherent transmitter is shown in [6, p. 61, fig. 4.3]. Reflecting from the target, the radiated signals with a changed structure return to the antenna 5, are captured by it and fed to the 2nd input-output of the MIO 10, the device of which is also widely known in radar [7, p. 387, Fig. 13.13]. MIO 11 also has a 1st input-output of the total channel, the output of the differential elevation channel and the output of the differential azimuth channel. The signal level in these channels depends on the position of the target relative to the equal signal direction. In difference channels, a signal appears only when the target deviates from the equal-signal direction in the corresponding plane. Thus, MIO 11 is the main element that provides tracking of the antenna system for the target. From the 1st input-output of MIO 11 (representing the total channel), the signal through AP 18 is fed to the first input of BELCHPSK 17. The output of the elevation difference channel MIO 11 is connected to the first input of BELCHPRUK 10, and the output of the differential azimuth channel of MIO 11 is connected to 1st input BELCHPRAC 12. As can be seen from the drawing, the initial part of the structural diagram of the radar with IRSA is constructed according to the classical scheme of the amplitude total-difference monopulse (without the automatic gain control circuit) target tracking system [4, p. 424; 8, p. 450]. However, it uses the MIO 11 as a sum-difference converter, and the elements of the receiving paths (mixers, filters, amplifiers of intermediate frequency) are combined into blocks of elements of the linear part of the receivers. The signals received in blocks of elements of the linear part of the receivers are filtered (freed from signals of extraneous frequencies), their frequency is reduced in the mixers to an intermediate one, after which they are amplified to the values necessary for the operation of subsequent devices. From the outputs BELCHPRUK and BELCHPRAK 10 and 12, the amplified signals arrive respectively at the first inputs of the 1st and 2nd PD 9 and 13.
Информация о величине рассогласования цели относительно линии визирования (равносигнального направления) по угловым координатам заложена в амплитуде сигналов разностных каналов, а о направлении рассогласования - в их фазах [4, 8] . Поэтому для выделения напряжений, пропорциональных угловым рассогласованиям, применяются фазовые детекторы 9 и 13, преобразующие разностные сигналы в видеосигналы. В качестве опорного напряжения фазовых детекторов 9 и 13, подаваемого на их 2-е входы, используется выходной сигнал БЭЛЧПСК 17. С выхода ФД 9 и 13 видеосигнал, пропорциональный угловому рассогласованию цели относительно линии визирования соответственно в угломестной и в азимутальной плоскостях, поступает соответственно на вход 1-го и 2-го усилителей (усилителей мощности) 3 и 7, где происходит его увеличение до значений, достаточных для работы приводов 4 и 6, в состав которых могут входить электродвигатели, редукторы и т.п. Принцип работы и параметры указанных выше элементов хорошо раскрыты в [9]. Наиболее простым для понимания составом приводов является двигатель и редуктор, механически связывающий двигатель с антенной. Примерами подобного построения моноимпульсной системы сопровождения цели являются [10, с. 17, рис. 1.12, а; 11, с. 154, рис. 4.23, 4.25; 12, с. 447, рис. 10.15; 13, с. 406, рис. 18.12; 14, с. 71, рис. 4.5, с. 77, рис. 4.8, 4.9, с. 78, рис. 4.10; 15, с. 18, рис. 1.9, с. 186, рис. 6.3]. При наличии сигналов рассогласования на выходах разностных каналов МИО 11 выходные сигналы фазовых детекторов 9 и 13, усиленные в блоках усилителей 3 и 7, поступают соответственно на входы угломестного привода 6 и азимутального привода 4, которые механически связаны с антенной 5. Редукторы приводов воздействуют на антенну таким образом, чтобы развернуть ее в направлении цели. С приводами и также механически связаны соответственно 1-и и 2-й потенциометрические датчики 1 и 2, выходные сигналы которых пропорциональны текущим значениям угловых координат. Выходное напряжение 1-го датчика 1 пропорционально углу места цели, а 2-го датчика 2 - азимуту цели. Напряжение с выхода блока 1 поступает на вход 1-го АЦП 8, а напряжение с выхода 2-го датчика 2 подается на вход 2-го АЦП 16, в которых аналоговая информация преобразуется в цифровую и поступает в БРПДЦ 29. БРПДЦ представляет собой электронно-вычислительную машину, то есть вычислительный комплекс, пример реализации и применения которого приведен в [18, с. 255, рис. 7.1. с. 287, рис. 7.10. с. 291, рис. 7.11; 19; 20, с. 77, рис. 3.20, с. 79, рис. 3.21, с. 133, рис. 4.22; 21, с. 66, рис. 7; 22, с. 108, рис. 2]. Information about the magnitude of the mismatch of the target relative to the line of sight (equal signal direction) along the angular coordinates is embedded in the amplitude of the signals of the difference channels, and the direction of the mismatch is in their phases [4, 8]. Therefore, to isolate voltages proportional to angular mismatches, phase detectors 9 and 13 are used, which convert the difference signals into video signals. The output signal BELCHPSK 17 is used as the reference voltage of the phase detectors 9 and 13 supplied to their 2nd inputs. From the output of the PD 9 and 13, a video signal proportional to the angular mismatch of the target relative to the line of sight in the elevation and azimuthal planes, respectively, goes to the input of the 1st and 2nd amplifiers (power amplifiers) 3 and 7, where it increases to values sufficient for the drives 4 and 6, which may include motors, gearboxes, etc. The principle of operation and parameters of the above elements are well disclosed in [9]. The simplest to understand composition of the drives is the motor and gearbox, mechanically linking the motor to the antenna. Examples of such a construction of a monopulse target tracking system are [10, p. 17, fig. 1.12, a; 11, p. 154, fig. 4.23, 4.25; 12, p. 447, fig. 10.15; 13, p. 406, fig. 12/18; 14, p. 71, fig. 4.5, p. 77, fig. 4.8, 4.9, p. 78, fig. 4.10; 15, p. 18, fig. 1.9, p. 186, fig. 6.3]. If there are mismatch signals at the outputs of the differential channels of the MIO 11, the output signals of the phase detectors 9 and 13, amplified in the amplifier blocks 3 and 7, are respectively supplied to the inputs of the elevation drive 6 and azimuthal drive 4, which are mechanically connected to the antenna 5. The drive reducers act on the antenna so as to turn it towards the target. The 1st and 2nd potentiometric sensors 1 and 2, the output signals of which are proportional to the current values of the angular coordinates, are also mechanically connected to the drives and, respectively. The output voltage of the 1st sensor 1 is proportional to the elevation angle of the target, and the 2nd sensor 2 is the azimuth of the target. The voltage from the output of unit 1 is fed to the input of the 1st ADC 8, and the voltage from the output of the 2nd sensor 2 is fed to the input of the 2nd ADC 16, in which the analog information is converted to digital and fed to the BRPDC 29. The BRPDC is an electronic a computer, that is, a computer complex, an example of the implementation and application of which is given in [18, p. 255, fig. 7.1. with. 287, fig. 7.10. with. 291, fig. 7.11; 19; 20 p. 77, fig. 3.20, p. 79, fig. 3.21, p. 133, fig. 4.22; 21, p. 66, fig. 7; 22, p. 108, fig. 2].
С выхода БЭЛЧПСК 17 через АД 22 сигнал поступает на СИД 21. СИД построена по классической схеме [8, с. 323, рис. 7.23] и состоит из регулируемой цепи задержки (РЦЗ), генератора двух следящих полустробов, временного различителя и управляющего устройства. СИД представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования. Сигнал с выхода АД 22 поступает на 1-й вход временного различителя, 2-й и 3-й входы которого связаны с соответствующими выходами генератора двух следящих полустробов, вход которого связан с выходом регулируемой цепи задержки, 1-й вход которой связан с выходом управляющего устройства, вход которого связан с выходом временного различителя. РЦЗ запускается сигналами синхронизации, роль которых выполняют импульсы схемы управления, поступающие на 2-й вход СИД. То есть 2-й вход СИД является входом РЦЗ, которая вырабатывает импульсы задержки. Длительность этих импульсов пропорциональна управляющему напряжению дальности, приходящему с выхода управляющего устройства. Задний срез импульса задержки дифференцируется и сформированный при этом сигнал запускает генератор двух следящих полустробов. Полученные в нем полустробы поступают на временной различитель, состоящий из 2-х каскадов совпадения и схемы сравнения. Полустробы поочередно открывают каскады совпадения, вследствие чего часть отраженного сигнала с выхода АД 22 проходит через 1-й, а часть - через 2-й каскады совпадений. На выходе временного различителя стоит схема сравнения, вырабатывающая напряжение сигнала ошибки, пропорциональное отклонению отраженного сигнала от стыка полустробов. Полярность сигнала ошибки определяется направлением отклонения. From the output of BELCHPSK 17 through HELL 22, the signal is supplied to LED 21. The LED is constructed according to the classical scheme [8, p. 323, fig. 7.23] and consists of an adjustable delay circuit (RCH), a generator of two tracking half-gates, a temporary discriminator and a control device. LED is a closed loop control system. The signal from the output of the AD 22 is fed to the 1st input of the temporary discriminator, the 2nd and 3rd inputs of which are connected to the corresponding outputs of the generator of two servo gates, the input of which is connected to the output of the adjustable delay circuit, the 1st input of which is connected with the output of the control a device whose input is connected to the output of a temporary discriminator. The RCH is triggered by synchronization signals, the role of which is played by the pulses of the control circuit supplied to the 2nd input of the LED. That is, the 2nd input of the LED is the input of the RCW, which generates delay pulses. The duration of these pulses is proportional to the range control voltage coming from the output of the control device. The back slice of the delay pulse is differentiated and the signal generated in this case starts the generator of two servo-tracking half-gates. The half-gates received in it are fed to a time discriminator, consisting of 2 coincidence stages and a comparison circuit. Half-gates alternately open coincidence cascades, as a result of which part of the reflected signal from the output of HELL 22 passes through the 1st and part through the 2nd coincidence cascades. At the output of the temporary discriminator is a comparison circuit that generates an error signal voltage proportional to the deviation of the reflected signal from the junction of the half-gates. The polarity of the error signal is determined by the direction of the deviation.
При движении цели положение отраженного ею сигнала на выходе АД 22 будет изменяться, вызывая рассогласование между импульсом от цели и стыком полустробов. Это приводит к изменению сигнала ошибки, который после преобразования и усиления в управляющем устройстве изменяет напряжение на его выходе (это и есть сигнал, пропорциональный дальности до цели), которое заставляет регулируемую цепь задержки сместить полустробы в положение, при котором сигнал ошибки будет равен нулю. Выходом СПД 21 является выход управляющего устройства. С выхода СИД 21 сигнал, пропорциональный дальности до цели, поступает на вход 3-го АЦП 25, который переводит аналоговый сигнал дальности в цифровую форму и подает его для дальнейшего использования в БРПДЦ 29. When the target moves, the position of the signal reflected by it at the output of HELL 22 will change, causing a mismatch between the pulse from the target and the junction of the half-gates. This leads to a change in the error signal, which, after conversion and amplification in the control device, changes the voltage at its output (this is a signal proportional to the distance to the target), which forces the adjustable delay circuit to shift half-gates to the position at which the error signal will be zero. The output of the SPD 21 is the output of the control device. From the output of the LED 21, a signal proportional to the range to the target is fed to the input of the 3rd ADC 25, which converts the analog range signal to digital form and provides it for further use in the BRPDC 29.
БРПДЦ 29 рассчитывает значение радиальной скорости цели Vr, время инверсного синтезирования апертуры Tc и коэффициент m, определяющий период оцифровки амплитуды и фазы отраженного сигнала. Значения Vr и Tc рассчитываются по формулам [26, 27]
Vr = Δr/Δt,
γ = arccos(cosεcosβ),
V = Vr/cosγ,
где Δr - изменение значения наклонной дальности до цели за промежуток времени Δt;
r - расстояние до цели от РЛС;
λi - длина волны зондирующего сигнала в i-м импульсе;
λcp - среднее значение длины волны:
V - линейная скорость движения цели;
ΔL - необходимое линейное разрешение в поперечном направлении;
γ - угол между вектором скорости цели и линией визирования цели;
ε, β - угловые координаты цели (угол места, азимут).BRPDC 29 calculates the value of the radial velocity of the target V r , the time of inverse synthesis of the aperture T c and the coefficient m, which determines the period of digitization of the amplitude and phase of the reflected signal. The values of V r and T c are calculated by the formulas [26, 27]
V r = Δr / Δt,
γ = arccos (cosεcosβ),
V = V r / cosγ,
where Δr is the change in the value of the slant range to the target over a period of time Δt;
r is the distance to the target from the radar;
λ i is the wavelength of the probe signal in the i-th pulse;
λ cp - the average value of the wavelength:
V is the linear velocity of the target;
ΔL is the required linear resolution in the transverse direction;
γ is the angle between the target velocity vector and the target line of sight;
ε, β are the angular coordinates of the target (elevation, azimuth).
Коэффициент m рассчитывается по формуле
где f(*) - в данном случае функция, выполняющая округление аргумента до следующего целого числа;
Tu - период следования импульсов.The coefficient m is calculated by the formula
where f (*) - in this case, a function that rounds the argument to the next integer;
T u - the pulse repetition period.
Коэффициент m вводится в связи с тем, чтобы время накопления данных о значениях амплитуды и фазы соответствовало времени инверсного синтезирования апертуры для получения требуемого разрешениями ΔL. При этом необходимо обеспечить запоминание сигналов при изменении частоты от импульса к импульсу за минимально возможное время, то есть фиксировать значение каждого сигнала, приходящего на 4-й и 5-й АЦП 30 и 31 [1]. Таким образом формируется столбец матрицы данных, используемой в дальнейшем для построения РЛИ методом двумерного БПФ [1]. Запоминание следующего столбца необходимо производить через время T3= m•N•Tu. Как правило, время запоминания всех значений матрицы будет несколько больше расчетного из-за округления значения m, что однако не ухудшает качество получаемого двумерного РЛИ.The coefficient m is introduced due to the fact that the time of accumulation of data on the values of the amplitude and phase corresponds to the time of inverse synthesis of the aperture to obtain the required resolution ΔL. It is necessary to ensure the memorization of signals when changing the frequency from pulse to pulse for the minimum possible time, that is, to fix the value of each signal arriving at the 4th and 5th ADCs 30 and 31 [1]. Thus, a column of the data matrix is formed, which is used in the future for constructing radar images by the two-dimensional FFT method [1]. Remembering the next column must be done after time T 3 = m • N • T u . As a rule, the time of memorizing all values of the matrix will be slightly longer than the calculated one due to rounding of the value of m, which however does not impair the quality of the resulting two-dimensional radar image.
Например, частоты повторения современных РЛС в режиме квазинепрерывного излучения составляют десятки-сотни кГц. Пусть частота повторения Fu = 100 кГц, в этом случае Tu = 10 мкс. Предположим, что необходимо сформировать матрицу 128х128 элементов и время синтезирования апертуры равно 1 с. Тогда по вышеприведенной формуле m=6. Из этого следует, что запоминание следующего столбца будет происходить через интервал, равный mNTu=7,68 мс. Это соответствует пропуску между моментами запоминания элементов столбцов 768 периодов зондирующего сигнала Tu.For example, the repetition frequencies of modern radars in the regime of quasi-continuous radiation are tens to hundreds of kHz. Let the repetition frequency F u = 100 kHz, in this case T u = 10 μs. Suppose that it is necessary to form a 128x128 matrix of elements and the aperture synthesis time is 1 s. Then, according to the above formula, m = 6. It follows that the memorization of the next column will occur after an interval equal to mNT u = 7.68 ms. This corresponds to the gap between the moments of memorization of the elements of the columns 768 periods of the probing signal T u .
На основе вышеизложенного оцифровка значений амплитуд и фаз отраженных сигналов происходит следующим образом. Сигнал с выхода БЭЛЧПСК 17 поступает на АД 22 и 3-й ФД 23, а затем на входы ключей 26 и 27, которые пропускают сигнал на входы 4-го и 5-го АЦП 30 и 31 соответственно при наличии импульсного сигнала, соответствующего логической единице на выходе ЦУПРЗ 28. Пример реализации данного устройства показан в [17, рис. 9.46, с. 503-504]. При этом в качестве кода управляющего сигнала используется двоичное значение m с 1-го выхода БРПДЦ 29, в качестве тактовых им пульсов - импульсы с 1-го выхода схемы управления 34, а в качестве входного сигнала - сигнал с выхода пульта управления оператора 37. Период следования гагатовых импульсов равен сумме периодов ЗС на всех излучаемых частотах T0=NTu. Сигнал на выходе блока 28 будет сформирован только при одновременном наличии на 3-м входе ЦУПРЗ 28 из БРПДЦ 29 отличного от нуля значения коэффициента m, на 1-м входе ЦУПРЗ 28 единичного сигнала с выхода пульта управления оператора 37 и на 2-м входе ЦУПРЗ 28 - последовательности тактовых импульсов с 1-го выхода схемы управления 34. При этом длительность импульса на выходе ЦУПРЗ 28 будет равна T0, а период их следования равен mT0. Необходимые сигналы на 2-й и 3-й вход ЦУПРЗ подаются непрерывно. Сигнал на выходе блока 37 для подачи на 1-й вход ЦУФРЗ формируется следующим образом. После перехода РЛС на автосопровождение цели оператор принимает решение на радиолокационное распознавание цели и нажимает на соответствующую кнопку на пульте управления оператора. Пульт управления оператора представляет собой блок, в котором может находиться некоторое количество кнопок, тумблеров и реле, коммутирующих различные режимы работы РЛС. В данном конкретном случае пульт управления оператора содержит одну кнопку, реле и источник питания, принципиально необходимые для правильной работы РЛС с ИРСА, с помощью которых включается режим накопления сигналов. После нажатия кнопки срабатывает и встает на самоблокировку реле, обеспечивающее подачу на выход пульта управления оператора 37 постоянного положительного сигнала управления для ЦУПРЗ 28.Based on the foregoing, the digitization of the amplitudes and phases of the reflected signals occurs as follows. The signal from the output of BELCHPSK 17 is fed to the AD 22 and 3rd PD 23, and then to the inputs of the keys 26 and 27, which pass the signal to the inputs of the 4th and 5th ADCs 30 and 31, respectively, in the presence of a pulse signal corresponding to a logical unit at the output of TsUPRZ 28. An example of the implementation of this device is shown in [17, Fig. 9.46, p. 503-504]. In this case, the binary value m from the 1st output of the BRPDC 29 is used as the control signal code, the pulses from the 1st output of the control circuit 34 as the clock pulses, and the signal from the output of the operator’s control panel 37 as the input signal. Period the following of the jet pulses is equal to the sum of the periods of the ES at all emitted frequencies T 0 = NT u . The signal at the output of block 28 will be generated only if there is a non-zero coefficient m at the 3rd input of TsUPRZ 28 from the BRPDC 29, at the 1st input of TsUPRZ 28 a single signal from the output of the operator control panel 37 and at the 2nd input of TsUPRZ 28 is a sequence of clock pulses from the 1st output of the control circuit 34. In this case, the pulse duration at the output of the central control unit 28 will be equal to T 0 , and their repetition period will be equal to mT 0 . The necessary signals to the 2nd and 3rd input of the central control system are fed continuously. The signal at the output of block 37 for supplying to the 1st input of the central control unit is formed as follows. After the radar switches to auto tracking of the target, the operator makes a decision on radar target recognition and presses the corresponding button on the operator’s control panel. The operator’s control panel is a unit in which there may be a number of buttons, toggle switches and relays that switch different radar operating modes. In this particular case, the operator’s control panel contains one button, a relay and a power source, which are fundamentally necessary for the correct operation of the radar from the IRS, with which the signal accumulation mode is activated. After pressing the button, the relay is activated and gets into self-locking, which provides the output of the control panel of the operator 37 with a constant positive control signal for the central control unit 28.
После оцифровки данных о значениях амплитуды и фазы отраженного сигнала код амплитуды подается непосредственно на блок 2-мерного БПФ 36, а код фазы - только после обработки в БКПД 33. БКПД представляет собой электронно-вычислительную машину, то есть вычислительный комплекс, пример реализации и применения которого приведен в [18, с. 255, рис. 7.1, с. 287, рис. 7.10, с. 291, рис. 7.11; 19; 20, с. 77, рис. 3.20, с. 79, рис. 3.21, с. 133, рис. 4.22; 21, с. 66, рис. 7; 22, с. 108, рис. 2]. After digitizing the data on the values of the amplitude and phase of the reflected signal, the amplitude code is fed directly to the 2-dimensional FFT 36, and the phase code is only processed in the BKPD 33. The BKPD is an electronic computer, that is, a computer complex, an example of implementation and application which is given in [18, p. 255, fig. 7.1, p. 287, fig. 7.10, p. 291, fig. 7.11; 19; 20 p. 77, fig. 3.20, p. 79, fig. 3.21, p. 133, fig. 4.22; 21, p. 66, fig. 7; 22, p. 108, fig. 2].
БКПД 33 рассчитывает изменение фазы Δфi обусловленное поступательным движением цели [28] , по формуле Δф = kVrTui где k - волновое число, i - номер запоминаемого импульса. Данные о Vr поступают на второй вход БКПД 33 со 2-го входа блока 29, работа которого приводилась ранее. Физический смысл операции компенсации поступательного движения приведен в [28]. В итоге на выход блока 33 проходит результирующее значение фазы фвр i, связанное только с вращательным движением цели и равное
фврi = фΣi-Δфi,
где фвр i - значение фазы принятого сигнала в i-й момент времени, связанное только с поворотом цели;
фΣi - входное (суммарное) значение фазы сигнала i-го момента времени на входе блока 33;
Δфi - компенсируемое значение фазы сигнала в i-й момент времени, рассчитываемое в блоке 33.BKPD 33 calculates the phase change Δf i due to the translational motion of the target [28], according to the formula Δf = kV r T u i where k is the wave number, i is the number of the stored pulse. Data on V r is supplied to the second input of the BKPD 33 from the 2nd input of block 29, the operation of which was given earlier. The physical meaning of the translation compensation operation is given in [28]. As a result, the output value of the phase f BP i passes to the output of block 33, associated only with the rotational movement of the target and equal to
f bi = f Σi -Δph i ,
where f BP i - the phase value of the received signal at the i-th point in time, associated only with the rotation of the target;
f Σi is the input (total) value of the phase of the signal of the i-th time at the input of block 33;
Δph i is the compensated value of the phase of the signal at the i-th time instant, calculated in block 33.
Блок 2-мерного БПФ 36 содержит накопительный каскад (буфер) и БПФ-процессор. В накопительном каскаде формируется матрица со значениями амплитуд и фаз отраженного сигнала, причем в столбцы записывается информация на различных частотах зондирования, а в строках размещаются значения сигналов на одной частоте, но соответствующих различным моментам времени ИРСА. Алгоритм преобразования детально описан в [1] . БПФ-процессор начинает выполнять преобразование матрицы после накопления N2 значений сигнала. Получаемое на выходе блока БПФ 36 двумерное РЛИ поступает в БРЛР 32 и в блок отображения РЛИ 35, где отображается в соответствии с выбранным порогом. Для этого в устройстве отображения РЛИ 35 строится квадрат, разделенный на N строк и N столбцов, представляющий собой графическую матрицу, элементы которой соответствуют элементам матрицы, полученной на выходе блока 36.Block 2-dimensional FFT 36 contains a storage cascade (buffer) and FFT processor. A matrix with values of amplitudes and phases of the reflected signal is formed in the storage cascade, moreover, information is recorded in columns at different sounding frequencies, and the values of signals at the same frequency, but corresponding to different IRSA times, are placed in rows. The transformation algorithm is described in detail in [1]. The FFT processor begins to perform matrix conversion after the accumulation of N 2 signal values. Obtained at the output of the FFT block 36 two-dimensional radar image received in the radar 32 and in the display unit of the radar image 35, where it is displayed in accordance with the selected threshold. For this, a square divided into N rows and N columns is constructed in the RLI 35 display device, which is a graphic matrix whose elements correspond to the elements of the matrix obtained at the output of block 36.
В блоке РЛР 32 по правилу сравнения [23] производится распознавание сопровождаемой цели, то есть отнесение ее к одному из определенных классов в соответствии с заранее установленным алфавитом путем сравнения полученной матрицы на выходе блока 36 с набором эталонов. Один из возможных вариантов построения данного блока показан в [29, с. 368-369, рис. 15.1.]. Результат распознавания из блока 32 поступает для отображения на 1-й вход блока 35. In the block RLR 32 according to the comparison rule [23], the target is recognized, that is, it is assigned to one of certain classes in accordance with a predetermined alphabet by comparing the resulting matrix at the output of block 36 with a set of standards. One of the possible options for constructing this block is shown in [29, p. 368-369, fig. 15.1.]. The recognition result from block 32 is received for display on the 1st input of block 35.
Проверка качества распознавания целей трех классов (крупноразмерные, среднеразмерные, малоразмерные) по указанному правилу методом математического моделирования, описанного в [16] , показала, что оценка вероятности правильного распознавания целей составляет величины порядка 0,85-0,92 [24]. Примечательно то, что, во-первых, согласно [1], цикл распознавания цели на основе признаков двумерного РЛИ не превышает 3,5 с, а во-вторых, указанные признаки в виду их высокой информативности могут использоваться в более сложных системах автоматического (без вмешательства оператора РЛС) РЛР в совокупности с траекторными, тактическими и другими признаками [23], что является явным преимуществом по сравнению с оптическими РЛИ. Checking the quality of recognition of targets of three classes (large, medium, small) according to the indicated rule by the method of mathematical modeling described in [16] showed that the estimate of the probability of correct recognition of targets is of the order of 0.85-0.92 [24]. It is noteworthy that, firstly, according to [1], the target recognition cycle based on the signs of two-dimensional radar data does not exceed 3.5 s, and secondly, these signs, in view of their high information content, can be used in more complex automatic systems (without operator intervention of the radar) radar in combination with trajectory, tactical and other signs [23], which is a clear advantage compared with optical radar.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Патент РФ N 2099743 от 20.12.97 г. Митрофанов Д.Г. Способ формирования двумерного радиолокационного изображения прямолинейно летящей цели при многочастотном узкополосном зондировании. Заявка N 95120882. Приоритет 7.12.95 г.USED BOOKS
1. RF patent N 2099743 from 12.20.97 G. Mitrofanov D.G. The method of forming a two-dimensional radar image of a rectilinearly flying target with multi-frequency narrow-band sounding. Application N 95120882. Priority 7.12.95,
2. Астанин Л.Ю. Просыпкин С.Е. Степанов А.В. Аппаратура и средства для широкополосных измерений радиолокационных характеристик // Зарубежная радиоэлектроника. 1991. N 1. C.117 (аналог). 2. Astanin L.Yu. Prosypkin S.E. Stepanov A.V. Equipment and means for broadband measurements of radar characteristics // Foreign Radioelectronics. 1991. N 1. C.117 (analogue).
3. Пасмуров А.Я. Получение радиолокационных изображений летательных аппаратов//Зарубежная радиоэлектроника. 1987. N 12. С.26 (прототип). 3. Pasmurov A.Ya. Obtaining radar images of aircraft // Foreign Radio Electronics. 1987. N 12. P.26 (prototype).
4. Финкельштейн М.П. Основы радиолокации. М.: Радио и связь. 1983. 536 с. 4. Finkelstein M.P. Basics of radar. M .: Radio and communication. 1983. 536 p.
5. Крохин В.В. Информационно-управляющие космические радиолинии. Москва. 1993. Часть 2. 5. Krokhin VV Information and control space radio links. Moscow. 1993. Part 2.
6. Радиолокационные станции воздушной разведки./ Под ред. Г.С. Кондратенкова. М.: Воениздат. 1983. 152 с. 6. Aerial reconnaissance radars. / Ed. G.S. Kondratenkova. M .: Military Publishing. 1983. 152 p.
7. Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. М.: Сов. радио. 1978, 608 с. 7. Theoretical foundations of radar. Ed. V.E.Dulevich. M .: Sov. radio. 1978, 608 p.
8. Теоретические основы радиолокации/ Под ред. В.Е.Дулевича. М.: Сов. радио. 1964. 732 с. (рис.7.23, с.323)
9. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. М.: Машиностроение. 1978. 736 с.8. Theoretical Foundations of Radar / Ed. V.E.Dulevich. M .: Sov. radio. 1964.732 s. (fig. 7.23, p. 323)
9. Ivashchenko N.N. Automatic regulation. Theory and elements of systems. M .: Engineering. 1978. 736 p.
10. Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика. Учеб. для вузов по спец. "Радиотехника". М.: Высшая школа. 1990. 335 с. 10. Konovalov G.F. Radio Automation. Textbook for universities for special. "Radio engineering". M .: Higher school. 1990.335 s.
11. Артемьев В.М. Яшугин Е.А. Основы автоматического управления систем радиоэлектронных средств. Учебник. Воениздат. 1984. 456 с. 11. Artemyev V.M. Yashugin E.A. Fundamentals of automatic control of electronic systems. Textbook. Military Publishing. 1984. 456 p.
12. Справочник по основам радиолокационной техники./ Под ред. В.В.Дружинина. М.: Воениздат. 1967. 768 с. 12. Guide to the basics of radar technology. / Ed. V.V.Druzhinina. M .: Military Publishing. 1967.768 s.
13. Радиотехнические системы. Учеб. для вузов по спец. "Радиотехника". Под ред. Ю.М.Казаринова. М.: Высшая школа. 1990. 496 с. 13. Radio engineering systems. Textbook for universities for special. "Radio engineering". Ed. Yu.M. Kazarinova. M .: Higher school. 1990.496 s.
14. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М.: Радио и связь. 1984. 312 с. 14. Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. M .: Radio and communication. 1984. 312 p.
15. Моделирование в радиолокации/ Под ред. А.И.Леонова. М.: Сов. радио. 1979. 264 с. 15. Modeling in radar / Ed. A.I. Leonova. M .: Sov. radio. 1979. 264 p.
16. Митрофанов Д. Г. Синтез радиолокационного изображения цели методом математического моделирования ее доплеровских портретов// Радиоэлектроника. 1994. N4. с.72-75 (Изв. высш. учеб. заведений). 16. Mitrofanov DG Synthesis of a radar image of a target by the method of mathematical modeling of its Doppler portraits // Radioelectronics. 1994. N4. p. 72-75 (Izv. higher education. institutions).
17. Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства. Учеб. пособие для вузов по специальности "Радиотехника". М.: Высшая школа. 1989. 527 с. 17. Erofeev Yu.N. Impulse devices. Textbook manual for universities in the specialty "Radio Engineering". M .: Higher school. 1989.572 s.
18. Кузьмин С.3. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Радио и связь. 1986. 18. Kuzmin C.3. Fundamentals of designing systems for digital processing of radar information. M .: Radio and communication. 1986.
19. Фуллер С.X., Устерхут Дж. К. и др. Мультимикропроцессорные системы. Обзор и пример практической реализации // ТИИЭР. 1978. Т.66. N 2. с.135. 19. Fuller S.X., Usterhut J.K. et al. Multimikroprocessor systems. Review and example of practical implementation // TIIER. 1978.V.66. N 2.p. 135.
20. Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. М.: Радио и связь. 1984. 152 с. 20. Nebabin V.G., Sergeev V.V. Methods and techniques of radar recognition. M .: Radio and communication. 1984. 152 p.
21. Сарычев В. А, Грошев С.А. Семенов А.А. Методы получения некоординатной информации о целях бортовыми РЛС// Зарубежная радиоэлектроника. N 1.1991. с.66, рис.7. 21. Sarychev V. A, Groshev S. A. Semenov A.A. Methods for obtaining non-coordinate information about targets by airborne radars // Foreign Radio Electronics. N, 1,1991. p.66, fig. 7.
22. Панько С.П. Сверхширокополосная радиолокация// Зарубежная радиоэлектроника. N 1. 1991. С. 108. рис.2. 22. Panko S.P. Ultrawideband Radar // Foreign Radio Electronics. N 1. 1991.P. 108. Fig. 2.
23. Селекция и распознавание на основе локационной информации. А.Л.Горелик, Ю. Л.Барабаш, О.В.Кривошеев. С.С.Эпштейн; Под ред. А.Л.Горелика. М.: Радио и связь. 1990. 240 с. 23. Selection and recognition based on location information. A.L. Gorelik, Yu.L. Barabash, O.V. Krivosheev. S.S. Epstein; Ed. A.L. Gorelika. M .: Radio and communication. 1990.240 s.
24. Митрофанов Д. Г. Ермоленко В. 11. Распознавание воздушных целей за счет измерения их пространственной протяженности //Зарубежная радиоэлектроника. N 1.1996. С. 53. 24. Mitrofanov D. G. Ermolenko V. 11. Recognition of air targets by measuring their spatial extent // Foreign Radio Electronics. N, 1.1996. S. 53.
25. Радиоприемные устройства: Учебное издание/ под редакцией А.П. Жуковского, - М.: Высшая школа, 1989. 342 с. 25. Radio receivers: Training Edition / edited by A.P. Zhukovsky, - M.: Higher School, 1989.342 p.
26. Зиновьев Ю.С. Пасмуров А.Я. Методы обращенного синтезирования апертуры в радиолокации с помощью узкополосных сигналов// Зарубежная радиоэлектроника. 1985. N 3. с. 27-29. 26. Zinoviev Yu.S. Pasmurov A.Ya. Methods of reverse synthesis of aperture in radar using narrowband signals // Foreign Radio Electronics. 1985. N 3. p. 27-29.
27. Лавров P.Ф. Вопросы теории ПУАЗО. М.: Оборонгиз. 1960. 480 с. 27. Lavrov P.F. Questions of the Poiseau theory. M .: Oborongiz. 1960.480 s.
28. Митрофанов Д.Г. Способ повышения точности и достоверности формируемых доплеровских портретов и радиолокационных изображений целей// Радиоэлектроника. 1998. N 11. с. 28-34. (Изв. высш. учеб. заведений). 28. Mitrofanov D.G. A way to improve the accuracy and reliability of the generated Doppler portraits and radar images of targets // Radioelectronics. 1998. N 11. p. 28-34. (Izv. Higher education. Institutions).
29. Вопросы статистической теории распознавания/ под ред. Б.В. Варского. М.: Советское радио. 1967. 399 с. 29. Questions of the statistical theory of recognition / ed. B.V. Varsky. M .: Soviet radio. 1967.399 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99111031A RU2152626C1 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Radar with inverse synthesizing of aperture and multifrequency probing signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99111031A RU2152626C1 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Radar with inverse synthesizing of aperture and multifrequency probing signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2152626C1 true RU2152626C1 (en) | 2000-07-10 |
Family
ID=20220366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99111031A RU2152626C1 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Radar with inverse synthesizing of aperture and multifrequency probing signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2152626C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467350C2 (en) * | 2009-06-15 | 2012-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского союза Н.Г.Кузнецова" | Method and device of signal detection with alternating doppler effect present |
RU2704130C2 (en) * | 2014-12-02 | 2019-10-24 | СИТА ИНФОРМЕЙШН НЕТВОРКИНГ КОМПЬЮТИНГ ЮКей ЛИМИТЕД | Device for tracking position of aircrafts |
RU2723706C1 (en) * | 2019-07-15 | 2020-06-17 | Алексей Сергеевич Грибков | Method of obtaining a two-dimensional radar image of an object in multi-frequency pulse sounding and inverse synthesis of an aperture with determination of the third coordinate of the elements of the formed image |
-
1999
- 1999-05-17 RU RU99111031A patent/RU2152626C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПАСМУРНОВ А.Я, Получение радиолокационных изображений летательных аппаратов. В: Зарубежная радиоэлектроника, N 12, М., 1987, с. 26. АСТАНИН Л.Ю. и др. Аппаратура и средства для широкополосных измерений радиолокационных характеристик. В: Зарубежная радиоэлектроника, N 1, М., 1991, с. 117. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467350C2 (en) * | 2009-06-15 | 2012-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского союза Н.Г.Кузнецова" | Method and device of signal detection with alternating doppler effect present |
RU2704130C2 (en) * | 2014-12-02 | 2019-10-24 | СИТА ИНФОРМЕЙШН НЕТВОРКИНГ КОМПЬЮТИНГ ЮКей ЛИМИТЕД | Device for tracking position of aircrafts |
RU2723706C1 (en) * | 2019-07-15 | 2020-06-17 | Алексей Сергеевич Грибков | Method of obtaining a two-dimensional radar image of an object in multi-frequency pulse sounding and inverse synthesis of an aperture with determination of the third coordinate of the elements of the formed image |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3618089A (en) | Range and time measure system | |
US2837738A (en) | Passive range measuring device | |
RU74217U1 (en) | COMPLEX FOR VERIFICATION OF A SHIP RADAR SYSTEM | |
US3334344A (en) | Doppler radar altimeter | |
US5196854A (en) | Inflight weather and ground mapping radar | |
RU2416105C1 (en) | Method of determining motion parametres of aerial objects in surveillance radar by using coherent properties of reflected signals | |
US4660044A (en) | Spinning linear polarization radar mapping method | |
US2688743A (en) | Frequency tracking radar | |
US4644356A (en) | Bistatic coherent radar receiving system | |
RU2315332C1 (en) | Radiolocation station | |
RU2439611C1 (en) | Radar station with pulse-by-pulse carrier frequency tuning, neural network recognition of objects and inverse antenna aperture synthesis | |
RU2337378C1 (en) | Method for defining air target path parameters in surveillance rls | |
RU2562614C1 (en) | Method of simulating radar targets | |
Shoykhetbrod et al. | Concept for a fast tracking 60 GHz 3D-radar using frequency scanning antennas | |
RU2541504C1 (en) | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode | |
RU2152626C1 (en) | Radar with inverse synthesizing of aperture and multifrequency probing signal | |
Welch et al. | Long baseline radar bistatic measurements of geostationary satellites | |
RU2660450C1 (en) | Device of radar location station with continuous linear-frequency-modulated signal and synthesis of aperture | |
RU2358288C1 (en) | Multifrequency radar station with inverse aperture synthesising and two-level target identification | |
US3697986A (en) | Collision avoidance system | |
US3662388A (en) | Method and apparatus for recording high range resolution radar data | |
GB2298538A (en) | Dual Mode Radar System | |
RU77980U1 (en) | RADAR STATION WITH INVERSE APERTURE SYNTHESIS AND TWO LEVEL NEURAL NETWORK RECOGNITION | |
RU2129286C1 (en) | Radar with inverse synthetic aperture | |
Meta et al. | High resolution airborne FM-CW SAR: digital signal processing aspects |