Вимірювач кутових координат цілі оглядових моноімпульсних систем в умовах дії активних корельованих перешкод

Реферат: Вимірювач кутових координат цілі оглядових моноімпульсних систем в умовах дії активних  корельованих перешкод, який містить пристрій ділення і помножувач; канал формування Z 0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, узгодженого фільтра і  квадратичного детектора; канал формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача і узгодженого фільтра; блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і інтегратора, та блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і інтегратора, причому додатково введено канал формування Zкс  , який складений з послідовно з'єднаних помножувача, узгодженого фільтра і квадратичного детектора, канал формування Zкс  , який складений з послідовно з'єднаних помножувача і узгодженого фільтра, а також помножувач, пристрій ділення, блок порівняння, логічний елемент, блок формування контрольного сигналу (КС) та датчик КС. UA 109822 U (12) UA 109822 U UA 109822 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі радіолокації і може бути використана, зокрема, в моноімпульсних радіолокаційних станціях (РЛС) огляду простору для вимірювання кутових координат всіх об'єктів, що знаходяться в межах діаграми спрямованості та розділяються за дальністю при програмному керуванні положення променя у просторі в умовах дії зовнішніх (по відношенню до РЛС) активних корельованих перешкод. Відомий "Пристрій адаптації до дії корельованих перешкод" [1], який містить лінійну антенну решітку (АР), блок затримки сигналу, суматори та пристрій вагової обробки сигналу. Недоліком відомого пристрою є наявність систематичних похибок вимірювання напряму приймання сигналу. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Пристрій вимірювання кутових координат цілей на фоні корельованих перешкод" [2], який  містить: матричні помножувачі, пристрої ділення, суматор, помножувач і блок визначення  у ;  канал формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача,  узгодженого фільтра і квадратичного детектора; канал формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача і узгодженого фільтра; блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і інтегратора, та блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і інтегратора. Недоліком пристрою-прототипу є те, що незміщена оцінка, яка отримана в умовах дії перешкод по головній пелюстці діаграми спрямованості (ДС), має великий рівень середньоквадратичної похибки (СКП) вимірювання кутової координати [3] та її незміщеність забезпечується при достатньо великому значенні відношення параметра виявлення q2   . Крім того, вид дискримінаторної характеристики залежить від конкретної перешкодової обстановки, що ускладнює її попереднє градуювання і визначення напряму цілі, що знаходиться в межах нерухомої ДС решітки. В основу корисної моделі поставлена задача створити вимірювач кутових координат цілі оглядових моноімпульсних систем в умовах дії активних корельованих перешкод, який забезпечить підвищення результуючої точності вимірювання, що визначається дисперсією і зміщенням оцінки. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у пристрої-прототипі, який містить:  матричні помножувачі, пристрої ділення, суматор, помножувач і блок визначення  у ; канал  формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача,  узгодженого фільтра і квадратичного детектора; канал формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача і узгодженого фільтра; блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і інтегратора, та блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і  інтегратора, вилучено матричні помножувачі, пристрій ділення, суматор і блок визначення  у та додатково введено канал формування Zкс  , який складений з послідовно з'єднаних помножувача, узгодженого фільтра і квадратичного детектора, канал формування Zкс  , який складений з послідовно з'єднаних помножувача і узгодженого фільтра, а також помножувач, пристрій ділення, блок порівняння, логічний елемент, блок формування контрольного сигналу (КС) та датчик КС. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у забезпеченні додаткової обробки і отриманні оцінок напряму приходу контрольного сигналу для різних та відомих його значень в околиці напряму настройки нерухомої АР, компенсації систематичної похибки вимірювання кутової координати цілі та зменшенні рівня флуктуаційних похибок вимірювання для випадку дії перешкоди по головній пелюстці ДС АР. На Фіг. 1 зображена структурна схема запропонованого пристрою. На Фіг. 2 зображені дискримінаторні характеристики вимірювачів напряму приходу детермінованого сигналу. На Фіг. 3 зображені пеленгаційні характеристики каналів запропонованого пристрою. Запропонований вимірювач кутових координат цілі оглядових моноімпульсних систем в  умовах дії активних корельованих перешкод містить канал формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача 1, узгодженого фільтра 5 і квадратичного  детектора 10; канал формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача 11 і узгодженого фільтра 15; канал формування Zкс  , який складений з 1 UA 109822 U 5 10 15 послідовно з'єднаних помножувача 6, узгодженого фільтра 7 і квадратичного детектора 8, канал формування Zкс  , який складений з послідовно з'єднаних помножувача 16 і узгодженого фільтра 15; блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача 2, суматора 3 і інтегратора 4; блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача 12, суматора 13 і інтегратора 14; блок формування контрольного сигналу 21; блок порівняння 19; датчик контрольного сигналу 22, помножувачі 9 і 23, пристрої ділення 18 і 24 та логічний елемент. Робота запропонованого вимірювача кутових координат цілі оглядових моноімпульсних систем в умовах дії активних корельованих перешкод полягає у наступному (Фіг. 1). Для отримання оцінки кутової координати цілі при багатоканальному прийманні як достатня статистика для вимірювання використовується модуль вагового інтеграла:   1   T   Z   Y t R t,  dt , (1) 2       де Yt ,Rt,  - вектори-стовпці комплексних амплітуд прийнятого коливання та вагової функції відповідно;  - кутова координата очікуваного сигналу; т, - знаки транспонування та комплексного спряження. 25 2  Для визначення вихідного ефекту дискримінатора Z  в околиці відомого напрямку  настройки АР  0 розкладається в ряд Тейлора та обмежується першими трьома членами:   2 2  1   2       2 Z   Z 0    Z 0      0    Z 0      0 2 . (2) 2    Розв'язання рівняння правдоподібності має вигляд:     Re( Z( 0 )Z ( 0 ))   , (3) 1   у   0    ( ) 2 Z 0  - похідна вагового інтегралу    де Z( 0 ) Z  по  при   0 ;   у - текуча оцінка напряму приходу сигналу. При обробці квазідетермінованого сигналу на фоні флуктуаційних шумів оцінка напряму  приходу сигналу  у1 з використанням алгоритму (3) є незміщеною (Фіг. 2, крива 1). У випадку дії 30 корельованих за простором перешкод з напрямку п компенсація цього впливу призводить до викривлення результуючої характеристики спрямованості, а оцінка кутової координати є  зміщеною  у 2 . Суттєвим це зміщення є при дії постановників перешкод по головній пелюстці характеристики спрямованості (Фіг. 2, крива 2).    При використанні Z та настройки АР в напрямку  текуча оцінка  напряму приходу 20 0 у  сигналу визначається для заданої перешкодової обстановки в околиці  0 шляхом формування  текучих оцінок напряму приходу КС  у кс , які відповідають різним та відомим його значенням 35 40 кс (в межах ширини ДС). При заданій орієнтації ДС реалізується алгоритм (3) для КС та формується дискримінаторна характеристика (ДХ):   Re( Z( кс )Z ( кс )) , (4)  кс  2  Z( кс ) зі зміщеним нулем для відомих напрямків КС кс . У блоку порівняння відбувається зрівняння ДХ (3) і (4)   1(0 , с , п ) відповідно). У випадку рівності цих характеристик вимірювача формується текуча оцінка напряму приходу сигналу (Фіг. 3, крива кс (0, кс , п ) і (Фіг. 3, відрізок О1О2) на виході    у  кс . Точність отриманої оцінки значно вище точності вимірювання напряму приходу корисного сигналу, що обумовлено відсутністю зовнішніх перешкод на вході каналу КС та можливістю вибору енергії КС. 2 UA 109822 U 5 Джерела інформації: 1. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1989. - 440 с. 2. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь. 1981. - 416 с. 3. Багдасарян С.Т., Белов А.А., Рябуха В.П., Таршин В.А. Неследящее измерение в РЛС с адаптивной антенной решеткой информативных параметров сигнала со случайными амплитудой и начальной фазой на фоне помех. – М.: ИПРЖ, Антенны. - 2000. - № 2(45). - С. 7883. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Вимірювач кутових координат цілі оглядових моноімпульсних систем в умовах дії активних  корельованих перешкод, який містить пристрій ділення і помножувач; канал формування Z 0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, узгодженого фільтра і  квадратичного детектора; канал формування Z0  , який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача і узгодженого фільтра; блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і інтегратора, та блок адаптації, який складений з послідовно з'єднаних матричного помножувача, суматора і інтегратора, який відрізняється тим, що додатково введено канал формування Zкс  , який складений з послідовно з'єднаних помножувача, узгодженого фільтра і квадратичного детектора, канал формування Zкс  , який складений з послідовно з'єднаних помножувача і узгодженого фільтра, а також помножувач, пристрій ділення, блок порівняння, логічний елемент, блок формування контрольного сигналу (КС) та датчик КС. 3 UA 109822 U 4 UA 109822 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5