Вимірювач кута місця і швидкості цілі для секвентного радіолокатора
Формула / Реферат
Измеритель угла места и скорости цели для секвентного радиолокатора, содержащий приемопередающую антенну с антенным переключателем, передатчик периодических видеоимпульсов наносекундной длительности и приемник, отличающийся тем, что передатчик выполнен с частотой следования F зондирующих видеоимпульсов значительно большей максимальной допплеровской частоты на верхней частоте спектра зондирующего сигнала, на выходе приемника дополнительно установлен смеситель выходного напряжения приемника и зондирующего сигнала со второго выхода низкого уровня передатчика в виде диода с квадратичной вольт-амперной характеристикой, выход смесителя связан с фильтром нижних частот, полоса пропускания которого имеет величину от минимальной допплеровской частоты на частоте следования зондирующих импульсов до максимальной допплеровской частоты на верхней частоте спектра зондирующего сигнала, на выходе фильтра нижних частот включены параллельно два диода противоположной полярности, один из которых связан с измерителем периода следования Tд отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов эхо-сигналов однократно отраженных от земли радиоволн, а другой - с измерителем времени запаздывания tз отфильтрованного допплеровского видеоимпульса сигнала дважды отраженной от земли волны относительно допплеровского видеоимпульса эхо-сигнала прямой волны, выходы этих измерителей связаны с вычислителем радиальной скорости Vr и угла места цели q по соотношениям
где Vr - радиальная скорости цели;
q - угол места цели;
F - частота следования зондирующих видеоимпульсов;
c - скорость света;
Tд - период следования отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов эхо-сигналов цели для однократно отраженных от земли радиоволн;
tз - время запаздывания отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов сигнала дважды отраженной от земли волны относительно допплеровского импульса эхо-сигнала прямой волны;
h - высота подъема антенны над землей.
Текст
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в наземных секвентных радиолокаторах с несинусоидальным импульсным зондирующим сигналом в виде периодической последовательности наносекундных видеоимпульсов поля радиоволн без несущей частоты для измерения радиальной скорости и угла места цели. Известен измеритель радиальной скорости целей с непрерывным излучением и фильтрами дополнительных частот [1, с.393, рис.15.1]. В де текторном приемнике этого устройства происходит выделение низкочастотных колебаний, включающих все составляющие с допплеровскими частотами, сигналов, отраженных от цели и мешающих объектов. Это происходит потому, что на детектор вместе с эхо-сигналами поступает также прямой синусоидальный сигнал передатчика. Допплеровские частоты выделяются допплеровскими фильтрами, а величину допплеровской частоты определяют по номеру фильтра, на выходе которого имеется сигнал. По допплеровской частоте определяют радиальную скорости цели. Недостатком этого аналога является то, что для измерения скоростей в широком интервале требуется большое количество узкополосных допплеровских фильтров, а при малом количестве фильтров приходится расширять их полосу пропускания, что снижает точность измерения. Другой недостаток этого аналога состоит в том, что такой измеритель нельзя использовать в секвентном радиолокаторе. Это объясняется тем, что зондирующий сигнал секвентного радиолокатора имеет очень широкий спектр (порядка ГГц) и выделенных допплеровских частот окажется так много, что они выделятся во всех фильтрах такого измерителя. В результате определение радиальной скорости становится невозможным. Третьим недостатком аналога является то, что такой радиолокатор не может измерять угол места цели. Известен также фазовый измеритель угловой координаты (например, угла места) цели [1, с.31, рис.2.14]. Этот измеритель содержит две разнесенные по высоте антенны, а определение угла места цели осуществляют по измерению сдвига фаз сигналов, принятых этими антеннами. Недостаток этого аналога состоит в том, что для измерения угла места требуется две разнесенные по высоте антенны. Другой недостаток аналога состоит в том, что этому фазовому измерителю присуща неоднозначность определения угловой координаты. Эта неоднозначность не позволяет определить угол места цели в тех случаях, когда сдвиг фаз сигналов в антеннах будет больше 2p. Третьим недостатком аналога является то, что обратные помеховые отражения от земной поверхности мешают измерять угол места цели в секторе малых углов места. Четвертый недостаток аналога состоит в том, что такой радиолокатор не позволяет измерять радиальную скорость цели. В качестве прототипа выбран секвентный радиолокатор с разнесенной антенной системой для измерения угловой координаты цели [2]. Такое радиолокатор содержит антенную систему из двух разнесенных по высоте антенн, передатчик периодических видеоимпульсных сигналов наносекундной длительности без несущей частоты и приемники. Одна из антенн является приемо-передающей и содержит антенный переключатель для переключения ее от передатчика к приемнику, а другая антенна работает только на прием. Определение угла места цели q осуществляют по измерению времени запаздывания tзA видеоимпульса эхо-сигнала цели в нижней антенне относительно видеоимпульса эхосигнала в верхней антенне, а угол места цели определяют по соотношению где q - угол места цели; tзA - время запаздывания видеоимпульса эхо-сигнала в нижней антенне относительно видеоимпульса эхо-сигнала в вер хней антенне; d - расстояние между антеннами по высоте; c - скорость света. Прототип также можно использовать для измерения радиальной скорости цели Vr. Для этого на выходе одного из приемников прототипа следует установить известный измеритель радиальной скорости цели из набора секвентных допплеровских фильтров [2, с. 300 - 302. рис. 6.3.3]. Каждый такой фильтр представляет собой широкополосный усилитель видеоимпульсов с обратной связью в виде линии задержки [2, с. 23, рис. 1.3.1]. Такой усилитель усиливает только такие периодические сигналы, период следования которых точно равен времени задержки линии в цепи обратной связи. То есть усилитель обладает избирательностью по периоду следования (или частоте следования) видеоимпульсов. В результате эффекта Допплера период следования видеоимпульсов эхо-сигнала от движущейся цели будет немного отличаться от периода следования зондирующих видеоимпульсов. Хо тя эти изменения очень малы, но они могут быть замечены, измерены с помощью рассматриваемого измерителя но большого набора секвентных допплеровских фильтров и использованы для определения радиальной скорости. Линии задержки различных секвентных допплеровских фильтров немного отличаются по длине. При этом радиальную скорость цели определяют по номеру секвентного допплеровского фильтра, на выходе которого появится эхо-сигнал цели. Недостатком прототипа является то, что пассивные помехи от земли и отраженные от земли эхосигналы цели мешают измерять угол места цели и могут сорвать процесс измерения в секторе малых углов места. Другой недостаток прототипа состоит в том, что для измерения угла места цели требуется две разнесенные по высоте антенны. Третий недостаток прототипа состоит в том, что для измерения радиальной скорости цели требуется большой набор секвентных допплеровских фильтров с длинными линиями задержки. Четвертым недостатком прототипа является то, что измеритель радиальной скорости цели имеет низкую точность. Это объясняется тем, что период следования видеоимпульсов эхо-сигнала движущейся цели слабо зависит от радиальной скорости цели и небольшие погрешности измерения этого периода могут привести к большим погрешностям определения радиальной скорости. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования измерителя угла места и скорости цели для секвентного радиолокатора: в котором за счет выполнения передатчика с высокой частотой следования зондирующи х видеоимпульсов и дополнительного включения в состав устройства диодного смесителя сигналов передатчика и приемника, фильтра нижних частот и измерителей времени запаздывания и периода следования видеоимпульсов на выходе этого фильтра обеспечивается измерение угла места и радиальной скорости цели с помощью секвентного радиолокатора с одной приемопередающей антенной на фоне пассивных помех от земли, а также упрощаются технические средства для измерения радиальной скорости. Поставленная задача решается тем, что в измерителе угла места и скорости цели для секвентного радиолокатора, содержащем приемо-передающую антенну с антенным переключателем, передатчик периодических видеоимпульсов наносекундной длительности и приемник, согласно изобретению передатчик выполнен с частотой следования F зондирующи х видеоимпульсов значительно большей максимальной допплеровской частоты на верхней частоте спектра зондирующего сигнала, на выходе приемника дополнительно установлен смеситель выходного напряжения приемника и зондирующего сигнала со второго выхода низкого уровня передатчика в виде диода с квадратичной вольт-амперной характеристикой, выход смесителя связан с фильтром нижних частот, полоса пропускания которого имеет величину от минимальной допплеровской частоты на частоте следования зондирующих импульсов до максимальной допплеровской частоты на верхней частоте спектра зондирующего сигнала, на выходе фильтра нижних частот включены параллельно два диода противоположной полярности, один из которых связан с измерителем периода следования Tд отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов эхосигналов однократно отраженных от земли радиоволн, а другой - с измерителем времени запаздывания tз отфильтрованного допплеровского видеоимпульса сигнала дважды отраженной от земли волны относительно допплеровского видеоимпульса эхо-сигнала прямой волны, выходы эти х измерителей связаны с вычислителем радиальной скорости Vr и угла места цели q по соотношениям где Vr - радиальная скорости цели; q - угол места цели; F - часто та следования зондирующи х видеоимпульсов; c - скорость света; Tд - период следования отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов эхо-сигналов цели для однократно отраженных от земли радиоволн; tз - время запаздывания отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов сигнала дважды отраженной от земли волны относительно допплеровского импульса эхо-сигнала прямой волны; h - высота подъема антенны над землей. При этом вторая антенна прототипа и секвентные допплеровские фильтры с линиями задержки в предложенном устройстве не используются. Выполнение передатчика секвентного радиолокатора с указанной высокой частотой следования зондирующи х видеоимпульсов и дополнительное использование в устройстве диодного смесителя сигналов передатчика и приемника, фильтра нижних частот и измерителей времени запаздывания и периода следования видеоимпульсов на выходе этого фильтра обеспечивают измерение угла места и радиальной скорости цели с помощью секвентного радиолокатора. Это повышает помехозащищенность от пассивных помех от земли и упрощает технические средства для измерения радиальной скорости. Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются рисунком на фиг.1, 2. На фиг.1 представлена упрощенная структурная схема предложенного устройства, а также показаны упрощенные эпюры зондирующего сигнала и сигналов на выходе измерителей периода следования импульсов Tд и времени запаздывания tз. На фиг.2 представлена расчетная эпюра отфильтрованного допплеровского сигнала на выходе фильтра нижних частот. В состав предложенного устройства на схеме фиг.1 входят следующие основные элементы: - приемо-передающая антенна 1; - антенный переключатель 2, закорачивающий вход приемника во время передачи зондирующего видеоимпульса; - передатчик несинусоидальных импульсных сигналов 3 в виде периодической последовательности видеоимпульсов наносекундной длительности t без несущей часто ты с высокой частотой следования F; - приемник 4 в виде широкополосного усилителя наносекундных видеоимпульсов; - смеситель 5 напряжения с выхода приемника и зондирующего си гнала со второго выхода низкого уровня передатчика в виде диода с квадратичной вольт-амперной характеристикой (выходы передатчика и приемника подключены к смесителю последовательно таким образом, чтобы полярность напряжений передатчика и приемника соответствовала полярности включения диода); - фильтр нижних частот 6 для выделения допплеровского спектра сигнала с выхода смесителя; - диоды 7, 8 для разделения положительных и отрицательных видеоимпульсов микросекундной длительности отфильтрованного допплеровского сигнала с выхода фильтра 6 (эти диоды подключены к выходу фильтра параллельно в противоположной полярности); - измеритель 9 периода следования Tд положительных допплеровских видеоимпульсов эхо-сигналов цели для однократно отраженных от земли радиоволн; - измеритель 10 времени запаздывания tз отрицательного допплеровского видеоимпульса сигнала дважды отраженной от земли волны относительно отрицательного допплеровского импульса эхо-сигнала прямой волны; - вычислитель 11 радиальной скорости Vr и угла места цели q по соотношениям (2), (3). Следует отметить, что соотношение (2) позволяет определить величину радиальной скорости Vr, но не позволяет определить направление полета цели (к радиолокатору или от него). Такую информацию о цели следует получить из други х источников, например, из анализа изменений дальности (или уровня эхосигнала) цели. Физическая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются следующим . Радиоволны от антенны до цели и обратно распространяются следующими четырьмя возможными путями: 1) антенна - цель - антенна; 2) антенна - земля – цель - антенна; 3) антенна - цель - земля - антенна; 4) антенна - земля - цель - земля - антенна. Самым коротким является первый путь, а самым длинным - четвертый. Эти пути отличаются друг от друга на расстояние где q - угол места цели; h - высота подъема антенны над землей. При отражении от земли или цели полярность видеоимпульсов поля радиоволн изменяется на противоположную [2]. Поэтому видеоимпульсы прямой волны (путь 1) и дважды отраженной от земли волны (путь 4) будут иметь отрицательную полярность, а видеоимпульсы путей 2) и 3) сложатся и образуют один импульс положительной полярности (при этом полярность зондирующего импульса передатчика принята положительной). То есть одному зондирующему положительному видеоимпульсу соответствует три видеоимпульса эхо-сигнала цели, два из которых отрицательны и один положительный. Пассивная помеха от земли будет иметь отрицательную полярность и представляет протяженное отрицательное периодическое напряжение с периодом T = 1/F, где F - частота следования зондирующих видеоимпульсов. Предлагается использовать эхо-сигналы цели прямой и дважды отраженной от земли радиоволн (пути 1 и 4) для определения угла места цели q, а эхо-сигналы цели однократно отраженных от земли радиоволн (пути 2 и 3) - для определения радиальной скорости цели Vr. Однако сделать это непосредственно не удается, так как эхо-сигналы цели теряются на фоне интенсивных пассивных помех от земли. Поэтому требуется сначала подавить пассивную помеху от земли. Для подавления пассивной помехи от земли используется эффект Допплера. Этот эффект проявляется в том, что каждая спектральная составляющая эхо-сигнала от движущейся цели имеет свой допплеровский сдвиг частоты, а пассивная помеха от земли практически не имеет допплеровского сдвига. Для подавления пассивной помехи от земли предлагается выделить допплеровский спектр широкополосных эхо-сигналов цели путем смешивания выходного напряжение приемника и зондирующего сигнала передатчика с помощью смесителя и отфильтровывания допплеровского спектра сигнала от спектра пассивных помех с помощью фильтра нижних частот. Для обеспечения такой возможности необходимо выбрать высокую частоту F следования зондирующи х видеоимпульсов (значительно выше максимальной допплеровской частоты эхо-сигнала цели), тогда спектр помехи не будет перекрываться с допплеровским спектром эхо-сигнала. При этом пассивную помеху можно будет подавить фильтром нижних частот, а допплеровский спектр эхо-сигнала выделить на выходе фильтра. Отфильтрованный допплеровский спектр видеоимпульсных эхо-сигналов движущейся цели также образует периодические видеоимпульсы микросекундной длительности, период следования которых существенно зависит от радиальной скорости цели и имеет порядок десятков мс. Это можно видеть из графика на фиг.2, где представлена расчетная эпюра видеоимпульсов отфильтрованного допплеровского сигнала на выходе фильтра нижних частот. Эти расчеты выполнены для следующих значений исходных параметров: длительность зондирующего видеоимпульса t = 1нс; полоса пропускания антенны 1ГГц; частота следования зондирующи х видеоимпульсов F = 20МГц; радиальная скорость цели Vr = 300м/с; угол места цели q = 2°; дальность цели r = 60км; высота подъема антенны над землей h = 20м; средний коэффициент отражения радиоволн от земли Rr = 0,9; поляризация радиоволн горизонтальная; амплитуда зондирующего видеоимпульса на втором выходе низкого уровня передатчика Umr = 1В; коэффициент вольт-амперной характеристики диода смесителя a = 0,001A/B * B; полоса пропускания фильтра нижних частот от 2Гц до 60кГц; уровень внеполосного ослабления фильтра нижних частот 30дБ. Отфильтрованные допплеровские видеоимпульсы сигнала для соответствующи х путей радиоволн предлагается использовать для определения радиальной скорости и угла места движущейся цели. Для подтверждения возможности реализации предложенного устройства и обоснования его существенных о тличительных признаков ниже приводятся необходимые математические соотношения. Зондирующий сигнал передатчика Ur представляет периодическую последовательность наносекундных видеоимпульсов положительной полярности и сможет быть представлен следующим рядом Фурье где t - время, отсчитываемое от середины зондирующего импульса; Umr - коэффициент, пропорциональный амплитуде видеоимпульса; F - часто та следования зондирующи х видеоимпульсов; fв - верхняя граничная частота полосы пропускания антенны; n - текущий номер гармоники спектра сигнала; N - количество гармоник излучаемого сигнала. В соотношении (5) начальная фаза гармоник зондирующего сигнала условно принята равной нулю для упрощения дальнейшего анализа. Это допустимо, так как такая начальная фаза не имеет существенного значения для результатов этого анализа. Полярность видеоимпульсов зондирующего сигнала условно принята положительной. При отражении от движущейся цели в результате эффекта Допплера каждая спектральная составляющая сигнала приобретает свое допплеровское смещение частоты, равное где Vr - радиальная скорость цели (отрицательная при приближении и положительная при удалении цели); n - номер гармоники спектра сигнала; c - скорость света. Одному зондирующему видеоимпульсу соответствует три видеоимпульса эхо-сигнала цели на выходе приемника 4, а эхо-сигнал цели можно приближенно представить следующим рядом Фурье где tz1, tz2 , tz 3 - время запаздывания видеоимпульсов прямой, однократно отраженной и двукратно отраженных от земли радиоволн относительно соответствующего зондирующего импульса; Umc1, Umc2 , Umc 3 - коэффициенты, пропорциональные амплитудам видеоимпульсов этих волн соответственно. Знаки перед суммами в соотношении (7) учитывают полярность соответствующи х видеоимпульсов эхосигнала цели. При этом где h - высота подъема антенны над землей; q - угол места цели. Напряжение пассивной помехи от земли на выходе приемника 4 представляет протяженное периодическое напряжение с периодом следования T = 1/F и имеет отрицательную полярность и высокую интенсивность. Поэтому суммарное напряжение пассивной помехи и эхо-сигналов на выходе приемника 4 всегда буде т отрицательным. Это позволяет выполнить смеситель 5 на одном диоде с квадратичной вольт-амперной характеристикой. Для обеспечения работы такого смесителя необходимо подключить к нему выходное напряжение приемника и зондирующий сигнал со второго выхода передатчика последовательно, чтобы полярность выходного напряжения приемника и зондирующего видеоимпульса передатчика соответствовала полярности включения диода как показано на схеме фиг.1. При этом диод будет пропускать на выход как сигналы приемника, так и передатчика, и смеситель на одном диоде будет нормально работать. Смеситель 5 имеет квадратичную вольт-амперную характеристику, а напряжение на нагрузке смесителя пропорционально току через диод и сопротивлению нагрузки RН. Поэтому напряжение на нагрузке смесителя (или на входе фильтра нижних частот 6) можно приближенно представить в следующем виде где Uсм - напряжение на нагрузке смесителя; RН- сопротивление нагрузки смесителя (входное сопротивление фильтра нижних частот 6); UП - напряжение пассивной помехи от земли на выходе приемника 4; UГ - напряжение на втором выходе передатчика; a - коэффициент вольт-амперной характеристики диода смесителя 5; UС1, UС2, UС3 - напряжения эхо-сигнала прямой, однократно отраженных и двукратно отраженной от земли радиоволн на выходе приемника 4 соответственно. В выражении (10) составляющие UГ2, UП2, UС12, UС22 , UС32 имеют постоянную составляющую и спектр, начинающийся с частоты 2F, поэтому они будут подавлены фильтром 6 и не пройдут на выход этого фильтра. Составляющие 2UГUП, 2UС1UС2, 2UС1UС3, 2UС2UС3 не имеют допплеровского спектра частот, поэтому они тоже будут подавлены фильтром 6. Так как напряжение передатчика U Г значительно больше напряжения пассивной помехи UГ >> /U П/, то составляющими 2UПUС1, 2UПUС2, 2UПUС3 можно пренебречь по сравнению с составляющими 2UГUС1, 2UГUС2, 2UГUС3. В последних составляющих имеется спектр допплеровских частот, а также спектр суммарных частот. Последний спектр будет подавлен фильтром 6. В результате напряжение на выходе фильтра нижних частот 6 можно приближенно представить в следующем виде Соотношение (1) получено из (10) путем подстановки в (10) соотношений (5), (7), (8), (9). Анализ соотношения (11) показывает, что отфильтрованный сигнал на выходе фильтра 6 представляет собой периодическую последовательность положительных и отрицательных допплеровских видеоимпульсов длительностью порядка сотен мкс и периодом следования видеоимпульсов порядка десятков мс. Это можно видеть из графика на фиг.2, где представлена рассчитанная по формуле (11) эпюра отфильтрованного допплеровского сигнала на выходе фильтра 6. Отрицательные видеоимпульсы на этом рисунке соответствуют прямой и дважды отраженной от земли радиоволнам, а положительные однократно отраженным от земли радиоволнам эхо-сигнала цели. Пассивная помеха от земли на выходе фильтра нижних частот 6 буде т практически подавлена этим фильтром, а гармоники зондирующего сигнала также не пройдут на вы ход фильтра. Это обеспечено указанным выше выбором высокой частоты F следования зондирующих видеоимпульсов. Из соотношения (11) видно, что период следования отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов равен а время запаздывания tз отрицательного допплеровского видеоимпульса для дважды отраженной от земли радиоволны относительно отрицательного допплеровского видеоимпульса для прямой волны эхо-сигнала цели будет Из формул (12), (13) получены соотношения (2), (3), которые рекомендуется использовать для определения радиальной скорости Vr и угла места цели q по результатам измерения периода следования Tд положительных допплеровских видеоимпульсов и времени запаздывания tз друг относительно друга отрицательных допплеровских видеоимпульсов. Для обеспечения проведения этих измерений положительные и отрицательные допплеровские видеоимпульсы на выходе фильтра 6 отделяют друг от др уга с помощью диодов 7, 8 противоположной полярности, включенных параллельно к выходу фильтра 6. Выходы эти х диодов связаны с измерителями Tд и tз соответственно. Таким образом, предложенное устройство может быть практически реализовано, а указанные выше его отрицательные признаки являются существенными и принципиально необходимы для реализации этого устройства. Высокая точность определения радиальной скорости Vr и угла места цели q обеспечена тем, что период следования Tд отфильтрованных допплеровских видеоимпульсов существенно зависит от радиальной скорости (обратно пропорционален Vr) и изменяется в широких пределах при изменении Vr, кроме того время запаздывания tз отрицательных допплеровских видеоимпульсов сравнительно велико (порядка нескольких мс) и может быть измерено с высокой точностью известными измерительными средствами. Следует отметить, что предложенное устройство эффективно подавляет пассивные помехи от земли и обеспечивает измерение Vr и q на фоне помех, а наличие этих пассивных помех даже необходимо для обеспечения нормальной работы смесителя 5. Основные элементы предложенного устройства на схеме фиг.1 выполнены следующим образом. Антенна 1, передатчик 3 и приемник 4 выполнены для излучения и приема несинусоидальных импульсных сигналов в виде периодической последовательности видеоимпульсов поля радиоволн длительностью t ~ 1нс и менее без несущей частоты с высокой частотой F следования видеоимпульсов. Такие системы могут быть практически реализованы, так как физические основы и принципы построения этих систем для секвентных РЛС известны и описаны в литературе [2]. Антенный переключатель 2 закорачивает вход приемника на время излучения зондирующего видеоимпульса. Приемник 4 представляет собой широкополосный усилитель видеоимпульсов наносекундной деятельности. Диоды 7, 8 выполнены для разделения положительных и отрицательных допплеровских видеоимпульсов. Смеситель 5 выполнен на диоде с квадратичной вольт-амперной характеристикой. Фильтр нижних частот 6 пропускает на выход спектр допплеровских частот несинусоидальных эхо-сигналов движущейся цели и подавляет пассивную помеху от земли и гармоники спектра зондирующего сигнала. Полоса пропускания фильтра 6 имеет величину от F 1 до F 2, где где Vгмин, Vгмакс - диапазон измерения радиальных скоростей цели; F - часто та следования зондирующи х видеоимпульсов; fв - верхняя граничная частота полосы пропускания антенны. Измеритель 9 периода следования допплеровских видеоимпульсов должен обеспечивать измерение периода следования микросекундных видеоимпульсов в интервале от мс до нескольких сотен мс. Измеритель 10 времени запаздывания допплеровских видеоимпульсов tз должен обеспечивать измерение времени в интервале от сотен мкс до нескольких десятков мс. Вычислитель 11 представляет микроЭВМ для вычислений по формулам (2), (3). Динамика работы предложенного устройства осуществляется следующим образом. Передатчик 3 формирует, а антенна 1 излучает зондирующий сигнал в виде периодических наносекундных видеоимпульсов с высокой частотой следования F. Зондирующие видеоимпульсы поля радиоволн отражаются от земли и цели, принимаются антенной 1 и усиливаются приемником 4. При этом одному зондирующему видеоимпульсу будут соответствовать три видеоимпульса эхо-сигнала прямой волны и волн, однократно и двукратно отраженных от земли. Пассивная помеха от земли на выходе приемника 4 представляет протяженное несинусоидальное периодическое напряжение с периодом T = 1/F, а суммарное напряжение помехи и сигнала имеет отрицательную полярность. Смеситель 5 смешивает выходное напряжение приемника 4 с зондирующим сигналом со второго выхода низкого уровня передатчика 3. При атом полярность напряжения передатчика и приемника соответствует полярности включения диода смесителя 5. Фильтр нижних частот 6 отфильтровывает допплеровский спектр сигнала с выхода смесителя 5 и подавляет пассивную помеху от земли и гармоники спектра зондирующего сигнала. Этот допплеровский спектр образует периодическую последовательность допплеровских видеоимпульсов положительной и отрицательной полярности микросекундной длительности с периодом следования Tд порядка десятков мс. Диоды 7, 8 разделяют положительные и отрицательные допплеровские видеоимпульсы. Измеритель 9 измеряет период следования Tд положительных допплеровских видеоимпульсов, а измеритель 10 - время запаздывания tз друг относительно друга отрицательных допплеровских видеоимпульсов. Измеренные значения Tд и tз поступают на вычислитель 11, который вычисляет радиальную скорость цели Vr и угол места цели q по соотношениям (2), (3). Таким образом, предложенное устройство может быть практически реализовано, устраняет отмеченные недостатки аналогов и прототипа, обеспечивает измерение радиальной скорости и угла места цели с помощью секвентного радиолокатора на фоне пассивных помех от земли, повышает точность измерений и упрощает технические средства секвентного радиолокатора.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMeasuring device for angle of elevation and target velocity for sequential radar
Автори англійськоюZhukov Serhii Anatoliiovych
Назва патенту російськоюИзмеритель угла места и скорости цели для секвентного радиолокатора
Автори російськоюЖуков Сергей Анатольевич
МПК / Мітки
МПК: G01S 13/06
Мітки: радіолокатора, секвентного, кута, цілі, вимірювач, місця, швидкості
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-17466-vimiryuvach-kuta-miscya-i-shvidkosti-cili-dlya-sekventnogo-radiolokatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вимірювач кута місця і швидкості цілі для секвентного радіолокатора</a>
Попередній патент: Спосіб фарбування шкір
Наступний патент: Секвентний радіолокатор з супергетеродинним приймачем
Випадковий патент: Спосіб відеоасистованого здухвинно-стегнового протезування