Радіолокатор з пристроєм захисту від прицільних завад

МПК6 GO IS 7/36 Радіолокатор з пристроєм захисту від прицільних завад Винахід належить до області радіолокації і може бути використаний для захисту імпульсних радіолокаторів мікрохвильового діапазону від прицільних завад довільної лінійної або епілептичної поляризації, що приходять по головній пелюстці або по бокових пелюстках діаграми спрямування антени. Відомий компенсатор радіозавад з кореляційним зворотним зв'язком. Аналог містить два каналу прийому, загальний суматор і пристрій обчислення кореляційного моменту із зворотним зв'язком. Завада додаткового компенсаційного каналу використовується в аналозі для подавления завади в основному каналі прийому шляхом протифазного складання в загальному суматорі [1]. Недоліком цього аналогу є те, що він може разом з завадою подавляти також корисний сигнал у випадках, коли завада і сигнал не мають значних часових відмінностей. Аналог може ефективно працювати тільки у випадках, коли завада протяжна, а корисний сигнал у вигляді коротких радіоімпульсів, і не може за відсутності таких часових відмінностей. Прототипом вибрано радіолокатор з пристроєм компенсації завад відніманням. Принцип дії прототипу полягає в тому, що з сукупності завади і корисного сигналу віднімають заваду, яку приймають по додатковому каналу. До складу прототипу входять наступні основні елементи: імпульсний передавач мікрохвильового діапазону; приймально-передавальна антена сигналу з антенним перемикачем 'прийом-передача" ; допоміжна приймальна антена завад компенсаційного каналу; супергетеродинний приймач сигналу в основному каналі; супергетеродинний приймач завад у компенсаційному каналі; обмежувач знизу (пороговий пристрій) у компенсаційному каналі; пристрій віднімання завад з виходів приймачів на відеочастоті; індикатор сигналу Обидва прймачі прототипу однакові і мають загальний гетеродин та широкий динамічний діапазон. Основна приймально-передавальна антена прототипу має вузьку діаграму спрямування, а допоміжна приймальна антена завад має широку діаграму спрямування, що охоплює бокові пелюстки основної антени. Прототип захищає радіолокатор від завад, що приходять по бокових пелюстках основної антени. Заваду подавляють у пристрої віднімання на відеочастоті. При цьому використовують просторові відмінності завади і корисного луна-сигналу цілі. Пристрій віднімання прототипу подавляє заваду у тих випадках, коли рівень завади в компенсаційному каналі буде вище, ніж рівень завади в основному каналі прийому[2]. Недоліком прототипу є те, що він не захищає від завад, які приходять по головній пелюстці діаграми спрямування основної антени. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення радіолокатора з пристроєм захисту від прицільних завад, в якому на основі виконання антенної системи радіолокатора у вигляді дзеркальної антени з обертовим вібраторним опромінювачем, включення до складу радіолокатора вимірювача зсуву фаз і відношення амплітуд вертикальної та горизонтальної складових завад, обчислювача і керованого пристрою повороту вібратора опромінювача забезпечуються визначення оптимального положення цього вібратора і установка вібратора в це положення, при якому завада майже не буде попадати в основний канал прийому, що підвищує завадозахищеність радіолокатора від лінійно й епіліптично поляризованих прицільних завад, що приходять по головній пелюстці діаграми спрямування антени. Поставлена задача вирішується тим, що в радіолокаторі з пристроєм захисту від прицільних завад, яка містить передавач імпульсного сигналу, антенну систему з антенним перемикачем і фідерними лініями, приймач сигналу і пов'язаний з ним індикатор, згідно з винаходом з антенна система виконана у вигляді параболічної дзеркальної антени з вібраторним опромінювачем і контррефлектором; вібраторний опромінювач виконаний з вертикального і горизонтального приймальних вібраторів завад, розташованих на відстані чверть довжини хвилі від контррефлектора, і приймально-передавального вібратора сигналу, розташованого на відстані три чверті довжини хвилі від контррефлектора; до складу радіолокатора додатково включений вимірник відношення амплітуд і зсуву фаз завад вертикальної і горизонтальної поляризації, що складається з двох однакових приймачів завад вертикальної і горизонтальної поляризації, пов'язаних фідерними лініями з відповідними приймальними вібраторами опромінювача антени, і пов'язаного з цими приймачами фазометра зсуву фаз завад; крім того, до складу радіолокатора включені також обертове зчленування, пов'язане коаксиальною фідерною лінією з приймальнопередавальним вібратором опромінювача антени та з антенним перемикачем; пов'язаний з виходами приймачів завад і фазометра обчислювач кута повороту цього вібратора і пов'язане з обчислювачем пристрою повороту приймальнопередавального вібратора на кут P=X-arclg Ur z (1) и uj при sin/й (2) Cf\Q /Y 4 - С І П / / ? . РПС ff% -4 Ur U2r el n /? або на кут /? + — в противному випадку, де Р (або /? + —) - кут повороту приймально-передавального вібратора І . опромінювача антени від горизонталі проти годинникової стрілки, —s-- відношення амплітуд вихідних напруг приймачів завад иг вертикальної і горизонтальної поляризації, Ф - зсув фаз напруги завади вертикальної поляризації відносно до напруги завади горизонтальної поляризації. При цьому наявні в прототипі компенсаційна антена, приймач компенсаційного каналу з обмежувачем знизу і пристрій віднімання із складу запропонованого пристрою виключені. Для завадозахисту запропонованого радіолокатора принцип компенсації завад відніманням не використовується, а завадозахист засновано на управлінні поляризацією випромінюваних і приймальних сигналів таким чином, щоб поляризаційні параметри сигналу суттєво відрізнялися від виміряних поляризаційних характеристик завад, що ускладнює попадання завад в основний канал прийому. Технічна сутність і принцип дії запропонованого пристрою пояснюються фіг. 1,2. На фіг. 1 дана спрощена структурна схема запропонованого радіолокатора. На фіг.2 показаний спрощений ескіз можливого варіанту виконання вібраторного опромінювача дзеркальної антени запропонованого пристрою з пристроєм повороту приймальнопередавального вібратора опромінювача, фідерними лініями і обертовим зчленуванням коаксиальної фідерної лінії живлення приймальнопередавального вібратора. До складу запропонованого пристрою на фіг. 1 входять такі основні елементи: дзеркало антени 1 у вигляді металевого параболоїда обертання; контррефлектор 2 опромінювача антени у вигляді плоского металевого диску, встановленого у фокусі параболічного дзеркала; 5 обертовий приймально-передавальний вібратор сигналу 3 у вигляді симетричного напівхвильового вібратора, який живиться фідером (цей вібратор віддалений від контррефлектора на три чверті довжини хвилі -Я); приймальний вертикальний вібратор завад 4, віддалений від контррефлектора на чверть довжини хвилі А/4; приймальний горизонтальний вібратор завад 5, віддалений від контрефлектора на Х/4; коаксиальна фідерна лінія приймально-передавального вібратора 6; обертове сполучення 7 у вигляді безконтактного зчленування коаксиального фідера приймально-передавального вібратора ; фідерна лінія вертикального вібратора 8 у вигляді двопровідного екранованого кабеля; фідерна лінія горизонтального вібратора 9 у вигляді двопровідного екранованого кабеля; пристрій повороту приймально-передавального вібратора на кут р 10 у вигляді електродвигуна з механізмом передачі і схеми управління цим електродвигуном; антенний перемикач 13 для переключення антени радіолокатора з прийому на передачу; передавач імпульсного сигналу 12 у вигляді радіоімпульсів на несучій частоті мікрохвильового діапазону; приймач сигналу 13; індикатор 14 радіолокатора; приймач завад вертикальної поляризації 15, пов'язаний двопровідною фідерною лінією 8 з приймальним вертикальним вібратором завад 4; приймач завад горизонтальної поляризації 16, пов'язаний двопровідною фідерною лінією 9 з приймальним горизонтальним вібратором завади 5; фазометр 17 зсуву фаз ер завади вертикальної поляризації відносно завади горизонтальної поляризації; б обчислювач 18 кута повороту (3 рухомого приймально-передавального вібратора опромінювача антени поза виміряним значенням UB, Vr і ер за допомогою співвідношень (1), (2). На фіг.2, де представлено спрощений ескіз можливого варіанту виконання опромінювача антени з фідерним трактом і обертальним зчленуванням, показані наступні основні елементи: дзеркало антени 1; контррефлектор 2 опромінювача антени; обертальний приймально-передавальний вібратор сигналу 3; приймальний вертикальний вібратор завад 4; приймальний горизонтальний вібратор завад 5; коаксиальна фідерна лінія приймально-передавального вібратора 6; безконтактне сполучення коаксиального фідера 27 (безконтактне сполучення зовнішніх оболонок і внутрішніх провідників рухомої і нерухомої частин коаксиального фідера забезпечене розімкнутими чвертьхвильовими відрізками коаксиальних ліній); двопровідна екранована лінія вертикального приймального вібратора 8; двопровідна екранована лінія горизонтального приймального вібратора 9; підшипники 19 між рухомою і нерухомою частинами опромінювача антени; діелектрична труба 20 для кріплення приймальних вібраторів і контррефлектора (ця труба з'єднана з металевою трубою 21, в якій розміщені двопровідні фідерні лінії 8, 9 приймальних вібраторів); чвертьхвильова склянка 22 на обертальній частині опромінювача (ця склянка забезпечує симетричність живлення плечей приймальнопередавального вібратора 3 коаксиального фідерною лінією 6); електродвигун 23 для повороту приймально-передавального вібратора З на кут Р; шестерня 24 на валу електродвигуна 23; шестерня 25 на рухомій частині обертового зчленування 27; коробка передачі 26, в якій розміщений зубчатий механізм передачі обертального руху з шестерень 24, 25. Принцип дії і суттєві відмітні ознаки запропонованого пристрою пояснюються наступним. Відомо, що в загальному випадку еліптичної поляризації завади вектор напруженості електричного поля завади описує в просторі еліпс, положення і розміри якого визначені амплітудами і фазами вертикальної і горизонтальної складових завади. Для визначення положення поляризаційного еліпса достатньо виміряти зсув фаз і відношення амплітуд вертикальної і горизонтальної складових завади. При цьому кут нахилу однієї з осей поляризаційного еліпса до горизонталі і відношення осей еліпса визначене співвідношеннями (1), (2), висновок яких є в літературі [3]. В окремому випадку довільної лінійної поляризації завади (при зсуві фаз складових J4 для того, щоб радіохвилі завади, відбиті від дзеркала і контррефлектора складались у вібраторах у фазі. Рухомий приймально-передавальний вібратор сигналу віддалений від контррелектора на^Я також для того, щоб відбиті від дзеркала і контррефлектора радіохвилі сигналу складались в цьому вібраторі у фазі. Різне віддалення нерухомих вібраторів завад І рухомого вібратора сигналу від контррефлектора необхідно для того, щоб нерухомі вібратори завад не заважали обертати приймально-передавальний вібратор сигналу. Можливість обертання приймально-передавального вібратора сигналу забезпечена також безконтактним обертовим зчленуванням коаксиальної фідерної лінії цього вібратора і керованим пристроєм повороту вібратора на кут р. Пристрій повороту складається з електродвигуна з механізмом передачі і схеми управління електродвигуном і забезпечує поворот приймально-передавального опромінювача на заданий кут, заздалегідь визначений обчислювачем 18 за співвідношеннями (1), (2) і виміряними параметрами завад ер и в і Uг Для виміру зсуву фаз