Радіолокаційний імпульсний дальномір

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обнаружения и измерения дальности воздушных целей. Известен усилитель с обратной связью для усиления несинусоидальных периодических сигналов произвольной формы [1]. Этот аналог можно использовать, например, в радиолокационном дальномере с импульсным зондирующим сигналом в виде периодической последовательности видеоимпульсов поля радиоволн наносекундной длительности без несущей частоты. В состав этого устройства входят следующие элементы: широкополосный усилитель несинусоидальных сигналов; неискажающая линия задержки, время задержки которой равно периоду усиливаемого сигнала (эта линия образует кольцо обратной связи усилителя); входное устройство связи, связывающее вход усилителя с источником сигнала и выходом линии задержки; выходное устройство связи, связывающее выход усилителя со входом линии задержки и с потребителем усиленного сигнала. Этот аналог работает следующим образом. Импульс напряжения наносекундной длительности от источника сигнала поступает через входное устройство связи на вход широкополосного усилителя несинусоидальных видеоимпульсов, усиливается и через выходное устройство связи поступает на вход линии задержки. Эта линия задерживает сигнал на период следования. Задержанный импульс через входное устройство связи поступает на вход усилителя и в это же время на вход усилителя приходит второй импульс периодической последовательности от источника сигнала через входное устройство связи. Эти импульсы складываются, снова усиливаются и процесс повторяется. В результате многократного прохождения сигнала по цепи обратной связи сигнал накапливается и усиливается, а усиленный импульс можно выделить на выходе выходного устройства связи на фоне собственных шумов устройства. Устройство-аналог накапливает и усиливает только периодические сигналы, период которых соответствует времени задержки (или длине) линии задержки. Другие непериодические сигналы и шумы не будут накапливаться и усиливаться. То есть устройство обладает избирательностью. Дальномер с описанным выше усилителе имеет следующий недостаток. В таком дальномере период следования зондирующих импульсов T1 выбирают из соотношения T1 > 2rm/c, где rm - максимальная дальность обнаружения; c - скорость света, а меньше этого период брать нельзя из-за возникающей при этом неоднозначности определения дальности цели. Дальность цели r в таком дальномере определяют по времени запаздывания tз импульса эхо-сигнала относительно зондирующего импульса по соотношению Оценки показывают, что при максимальной дальности обнаружения порядка 300км в дальномере с несинусоидальным импульсным сигналом и описанным выше усилителем потребовалась бы линия задержки длиной 600км. Линию задержки такой длины для наносекундных импульсов невозможно практически реализовать, так как из-за потерь в линии сигнал на выходе будет очень мал и потеряется в шумах. Таким образом, недостатком дальномера с несинусоидальным импульсным сигналом и описанным выше усилителем-аналогом является то, что он сможет однозначно измерять дальность только на малых дальностях при большой частоте следования импульсов и приемлемой длине линии задержки, а для больших дальностей линию задержки реализовать нельзя. В качестве прототипа выбран импульсный радиолокационный дальномер [2]. В состав прототипа входят следующие основные элементы: приемо-передающая антенна с переключателем "прием - передача", приемник, синхронизатор, индикаторное устройство и передатчик зондирующи х сигналов в виде периодической последовательности радиоимпульсов микросекундной длительности на несущей частоте микроволнового диапазона с периодом следования T1 > 2rm/c. Указанное ограничение на период следования импульсов обусловлено необходимостью обеспечения однозначного измерения дальности. При этом дальность цели r определяют по соотношению (1) по результату измерения времени запаздывания tз импульса эхосигнала относительно зондирующего импульса. Синхронизатор обеспечивает синхронную работу всех систем прототипа, а индикаторное устройство используется для визуального наблюдения эхосигнала цели. Недостатком прототипа является то, что такой дальномер имеет малую дальность обнаружения целей, имеющих поглощающие покрытия, которые поглощают радиоволны на несущей частоте дальномера. Другой недостаток прототипа состоит в том, что этот дальномер имеет низкую точность измерения дальности и низкую разрешающую способность по дальности по сравнению с дальномером с несинусоидальным импульсным сигналом наносекундной длительности. Это объясняется тем, что зондирующий радиоимпульс на несущей частоте микроволнового диапазона имеет длительность порядка нескольких мкс и сделать его короче обычно не удается, В основу изобретения поставлена задача устранения указанных недостатков прототипа и аналога, а также увеличение дальности обнаружения и отношения сигнал/шум в канале приема при использовании в усилителе с обратной связью линии задержки приемлемой длины. Поставленная задача решается тем, что в радиолокационном импульсном дальномере, содержащем передатчик импульсных зондирующи х сигналов с периодом следования T1 > 2rm/c, приемо-передающую антенну с антенным переключателем, приемник, синхронизатор и индикатор, согласно изобретению антенна, приемник и передатчик выполнены для несинусоидальных импульсных сигналов наносекундной длительности без несущей частоты в виде периодической пачки n таких импульсов с периодом T1 и периодом следования импульсов в пачке T2