Радіолокатор кругового огляду

МІЖ6 GO IS 17/00 Радіолокатор кругового огляду Винахід належить до області радіолокації і може бути використаний в радіолокаторах мікрохвільового діапазону для швидкого кругового огляду по азимуту без механічного обертання антени. Відомий радіолокатор з фазованою антенною решіткою. Сканування діаграми спрямування передавальної антени по кутовій координаті в такому радіолокаторі здійснюють електрично, без обертання антени шляхом використання високочастотних керованих фазообертачів у випромінюваних елементах антенної решітки [1]. Недоліком такого аналогу є те, що його антена містить велику кількість високочастотних керованих фазообертачів. Другий недолік аналогу полягає в тому, що сектор сканування звичайно обмежений і важко забезпечити круговий огляд радіолокатора по азимуту шляхом електричного сканування діаграми спрямування антени. Третій недолік аналогу полягає в тому, що частотні і фазові зміни високочастотного сигналу передавача можуть призвести до зміни напряму максимуму випромінювання антени і до похибок у вимірі азимута цілі. Це ускладнює використання в такому радіолокаторі складних (наприклад, частотно модульованих) сигналів. Прототипом вибраний імпульсний радіолокатор кругового огляду. Прототип містить приймально-передавальну антену з антенним перемикачем «прийом-передача», передавач радіоімпульсів на несучій частоті мікрохвільового діапазону, приймач, індикатор кругового огляду і синхронізатор. Звичайно такий радіолокатор використовують для виміру дальності і азимута цілей. Круговий огляд простору по азимуту в прототипі здійснюють шляхом електромеханічного обертання антени, яка має вузьку діаграму спрямування по азимуту. Тому прототип містить також електродвигун для механічного обертання антени по азимуту. Азимут цілі в прототипі визначають за положенням антени в момент викриття цілі, а вібратори кожної лінійки пов'язані з проводами своєї двопровідної лінії металевими перемичками в протилежній полярності від вібратора до вібратора; передавач виконаний з генератора високої частоти f, генератора модулюючих імпульсів, генератора низької модулюючої частоти F, що дорівнює подвоєній частоті обертання по азимуту діаграми спрямування передавальної антени, N амплітудних модуляторів сигналу високої частоти f сигналами генератора низької частоти F, N фазообертачів сигналу низької частоти F, зсув фаз яких ф і,...ер N ВДВІЧІ більше відповідних азимутальних кутів a i,...ctN N лінійок передавальної антени, та N імпульсних модуляторів промодульованого по амплітуді сигналу високої частоти імпульсами генератора імпульсів; генератор низької частоти F пов'язаний зі входами N фазообертачів, виходи яких пов'язані зі входами модуляції N амплітудних модуляторів сигналу високої частоти f, а коефіцієнт модуляції цих модуляторів дорівнює і; вихід генератора модулюючих імпульсів пов'язаний зі входами модуляції N імпульсних модуляторів; виходи N амплітудних модуляторів пов'язані з відповідними входами N імпульсних модуляторів, виходи яких пов'язані двопровідними фідерними лініями з відповідними лінійками передавальної антени. Антенний перемикач і електродвигун механічного обертання антени по азимуту, які є в прототипі, з складу запропонованого пристрою виключені. Запропоноване виконання антенної системи і передавача радіолокатора та зазначені зв'язки між елементами передавача і антени забезпечують швидкий електричний круговий огляд по азимуту без механічного обертання антен і без використання у випромінюваних елементах антени високочастотних керованих фазообертачів. При цьому характеристики азимутального сканування не залежать від високочастотних фазових змін зондуючого сигналу і слабо залежать від зміни несучої частоти, що дозволяє використати в запропонованому радіолокаторі складні зондуючі сигнали. Технічна сутність і принцип дії запропонованого пристрою пояснюються фіг. 1,2,3. На фіг. 1 дається спрощена структурна схема запропонованого радіолокатора, на фіг.2 подано спрощений ескіз передавальної антени в двох проекціях, а на фіг. З показана розрахункова діаграма спрямування передавальної антени в горизонтальній площині. До складу запропонованого пристрою на фіг. 1 входять такі основні елементи: перший приймальний вібратор 1, що приймає луна-сигнали цілей з передньої напівсфери; другий приймальний вібратор 2, який приймає луна-сигнали цілей з задньої напівсфери; плоский металевий рефлектор 3 приймальної антени; перший 4 і другий 5 приймачі, пов'язані відповідно з першим і другим вібраторами фідерними лініями; перший 6 і другий 7 індикатори, пов'язані відповідно з виходами першого і другого приймачів; генератор 8 високої частоти f передавача; генератор 9 низької модулюючої частоти F, що вдвічі вище частоти електричного обертання по азимуту діаграми спрямування передавальної антени; генератор 10 модулюючих імпульсів (частота слідування цих імпульсів порядка декількох сотень Гц і значно більше частоти F низькочастотного генератора 9); N фазообертачів 11 сигналу низької частоти F генератора 9 (зсуви фаз цих фазообертачів ер і,...ер N вдвічі більше азимутальних кутів а і,...а N ЛІНІЙОК передавальної антени); N амплітудних модуляторів 12 сигналу високої частоти f генератора 8 низькочастотними сигналами частоти F генератора 9; N імпульсних модуляторів 13 заздалегідь промодульованого по амплітуді сигналу високої частоти f модулюючими імпульсами генератора 10 (виходи цих імпульсних модуляторів пов'язані фідерними лініями з відповідними лінійками передавальної антени). Для забезпечення синхронної роботи всіх систем до складу запропонованого радіолокатора входить також синхронізатор, який на фіг. І не показаний. До складу передавальної антени радіолокатора на фіг.2 входять такі елементи: симетричні напівхвильові горизонтальні вібратори 14, які виконані з чвертьхвильових відрізків зовнішньої металевої оболонки двопровідних екранованих ліній (по два відрізка в кожному вібраторі); N горизонтальних лінійок вібраторів 15, які нахилені один до одного по азимуту на кут я/N (ці лінійки можуть бути розміщені або в одній горизонтальній площині, або в декількох паралельних горизонтальних площинах, а вібратори в кожній лінійці заживлюються синфазно); металеві перемички 16, плечі, що пов'язують плечі вібраторів 14 з проводами відповідної внутрішньої двопровідної лінії (полярність підключення плечей вібраторів до цієї лінії чергується від вібратора до вібратора в лінійці); N двопровідних екранованих фідерних ліній 17, що пов'язують лінійки вібраторів з виходами відповідних імпульсних модуляторів передавача. Принцип дії запропонованого пристрою пояснюється наступним. Для забезпечення кругового огляду по азимуту пропонується використати дві слабо направлені нескановані приймальні антени, одна з яких перекриває передню напівсферу, а інша - задню напівсферу, а також нерухому передавальну антену з вузькою діаграмою спрямування і електричним скануванням по азимуту. Передавальну антену пропонується виконати у вигляді N однакових синфазних горизонтальних лінійок симетричних напівхвильових вібраторів. Ці лінійки мають загальний центр, розміщені в одній горизонтальної площині і нахилені один до одного на кут тс/N. Кожна така лінійка вібраторів має вузьку діаграму спрямування по азимуту і не направлена по куту місця. При цьому в горизонтальній площині діаграма спрямування однієї такої лінійки має два промені, один з яких направлений в передню напівсферу, а інший - в задню. Сканування передавальної антени по азимуту забезпечене шляхом чергового переключення енергії передавача між лінійками цієї антени. Однак реалізувати таке переключення за допомогою простого електромеханічного перемикача надто важко. Тому для чергового розподілу енергії передавача між лінійками передавальної антени запропоновано інше технічне рішення, яке полягає в наступному. Для живлення N лінійок передавальної антени пропонується використати N передавачів, кожний з яких пов'язаний зі своєю лінійкою вібраторів і має амплітудно модульований сигнал, що також ще промодульований імпульсами генератора імпульсів. Частоту слідування зондуючих імпульсів вибирають так же, як в звичайному імпульсному радіолокаторі, і ця частота складає декілька сотень Гц. Амплітудну модуляцію сигналів-передавачів здійснюють синусаідальною напругою низької частоти F, що складає декілька Гц і вдвічі більше частоти обертання діаграми спрямованості всієї передавальної антени по азимуту. Модулюючі напруги низької частоти F сигналів різноманітних лінійок передавальної антени зсунуті відносно один одного по фазі на величину