Угловой дискриминатор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 260179 (21) 2743909/18-09 Союз Советских Социалистических Республик(51)М Кл э с присоединением заявки йо С 01 Я 13/44 Государственный комитет СССР оо делам изобретений н открытий(53) УДК 621.396. .967 (088, 8) Дата опубликования описания 3001 В 1 С.С.Поддубный, В.Р.Луцив и В.В,Пыраев(72) Авторыизобретения енинградский институт авиационного прибороЬтрсени(71) Заявител 54) УГЛОВОЙ ДИСКРИМИНАТ 10 Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для определения дальности обьектов путем передачи импульсно-модулированИ 5 ных колебаний, в которых информация о дальности, угле места и азимуте извлекаются из одного общего зондирующего импульса.Известен угловой дискриминатор, содержащий фазированную антенную решетку (ФАР) иэ И приемных элементов, первый и второй сумматоры импульсов промежуточной частоты,выходы которых подключены к входам фазового дискриминатора, выход которого через блок управления фазовращателями подключен к управляющим входам приемных элементов ФАР,блок задержки и амплитудный детектор (1).Однако в данном дискриминаторе наличие двухзтапного измерения угла прихода широкополосного сигнала приводит к снижению его быстродействия.Цель изобретения - повышение быстродействия измерения угловых координат и обеспечение инвариант- ности по отношению к переизлученным сигналам с моделируемой амплитудой. З 0 Указанная цель достигается тем, что в угловой дискриминатор, содержащий фаэированную антенную решетку (ФАР) иэ В приемных элементов, первый и второй сумматоры импульсов промежуточной частоты, выходы которых подключены и входам фазового дискриминатора, выход которого через блок управления фаэовращателями подключен к управляющим входам приемных элементов ФАР, блок задержки и амплитудный детектор, введены два сумматора видеоимпульсов, Ндополнительных амплитудных детекторов и последовательно соединенные первый блок разности, ограничитель по максимуму, второй блок разности, ограничитель по минимуму, пиковый детектор и блок управления, антенной, причем выходы первой и второй половин приеМных элементов ФАР подключены к входам первого и второго сумматоров импульсов промежуточной частоты и через амплитудные детекторы соединены с входами первогои второго сумматоров.видеоимпульсов,вы ходы которых подключены к входам первого блока разности, выход ограничителя по максимуму через блок задержки подключен к второму вхо"ду второго блока разности, выходблока управления антенной подключен к ФАР.На фиг.1 представлена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогодискриминатора) на фиг.2- временные диаграммы, поясняющие его рабоРУДискриминатор содержит фазированную антенную решетку из 2 И приемных элементов 1, амплитудные детекторы 2, сумматоры 3 и 4 видеоимпульсов, первый блок 5 разности, ограничитель б. по максимуму, второйблок 7 разности, ограничитель.8по минимуму, пиковый .детектор 9,блок )О задержки, сумматоры 11 и 12импульсов промежуточной частоты,блок 13 управления фазовращателями,фазовый дискриминатор 14 и блок 15управления антенной.,Цискриминатор работает следующимобразом.Отражаемый от цели широкополосный сигнал принимается приемнымиэлементами 1 ФАР, в которых производится усиление принимаемых сигналовна высокой частоте, перенос их напромежуточную частоту с соответствующим усилением в усилителе промежуточной частоты с автоматической регулировкой усиления (АРУ) и согласованная фильтрация сигналов. Радиосигналы с выходов первой половиныприемных элементов 1 ФАР поступаютна входы сумматора 11 импульсов промежуточной частоты и, продетектированные амплитудными детекторами 2,поступают на входы сумматора 3 видеоимпульсов. Радиосигналы с выходоввторой половины приемных элементов1 ФАР поступают на входы сумматора12 импульсов промежуточной частотыи, продетектированные амплитуднымидетекторами 2, поступают на входысумматора 4 видеоимпульсов. Еслинаправление прихода сигнала не совпадает с равносигнальным направлени-ем (РСН) ФАР, то сигналы на выходахприемных элементов 1 отключаются какв запаздывании огибающих, так и в.начальных фазах. Сигналы на выходахамплитудных детекторов 2 для шестиэлементной ФАР приведены на фиг.2 а 2 е,Рассмотрим сначала действие сисфеы измерения угловой координаты по запаздыванию огибающих на выходах приемных элементов ФАР, Для получения дискриминационной характеристики по угловой информации, .заключенной ьо времени запаздывания огибающих сигналов, принимаемых элементами 1 ФАР, производится суммирование огибающих сигналов с выходов первой половины ФАР (Фиг,2 ж) и огибающих сигналов, снимаемых со второй половины элементов ФАР(фиг.2 з). Выходные сигналы суммато. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ров 3 и 4 видеоимпульсов подаются на входы блока 5 .разности и вычитаются (фиг.2 и) . Разностный сигнал с выхода блока 5 поступает на вход с(граничителя б по максимуму, который выполняет двухстороннее ограничение по максимуму (фиг.2 и; уровень ограничения обозначен пунктиром) . Ограниченный сигнал (фиг,2 к) с выхода ограничителя б по максимуму поступает на первый вход блока 7 разности непосредственно и на второй вход блока 7 через блок задержки 10, задержанный на длительность импульса (;ц (фиг.2 л) .Блок 7 производит вычитание поступающих на его входы сигналов. Разностный сигнал с выхода блока 7 (Фиг.2 м) поступает на вход ограничителя 8 по минимуму, который выполняет двухстороннее ограничение поступающих на его вход сигналов по минимуму. Пороги ограничения ограничителя Ю по минимуму (на фиг.2 м нанесены пунктиром) имеют такую же,величину, как и у оРраничителя б по максимуму. Выходной сигнал ограничителя 8 (фиг.2 н) имеет длительность, пропорциональную величине угла отклонения объекта от РСН ФАР, а его полярность зависит от направления отклонения относительно РСН ФАР. Далее для получения дискриминационной характеристики производится преобразование длительности импульса (фиг.2 н), снимаемого с выхода .ограничителя 8 в амплитуду напряжения. Такое преобразование осуществляется пиковым детектором 9, который является выходным элементом дискриминатора, работающего по угловой информации, заключенной в запаздывании огибающих сигналов на выходах элементов 1 ФАР . Выходное напряжение пикового детектора 9 представлено на фиг.2 о. Постоянная времени заряда пикового детектора 9 выбирается исходя из максимального заданного возможного угла прихода сигналаот объекта. Такой выбор постоянной времени заряда пикового детектора 9 позволяет получить однозначную связь между углом прихода отраженного сигнала и величиной напряжения на выходе дискриминатора по запаздыванию огибающих принимаемых элементами ФАР сигналов. Таким образом осуществляется моноимпульсное измерение угловой координаты цели по угловой информации, заключенной во времени запаздывания огибающих принимаемых элементами 1 ФАР сигналов. Длительность импульса, получаемого на выходе ограничителя 8 по минимуму, определяется так:Г = (И) й з 3.п/с, где И - количество приемных элементов в ФАР;где Формула изобретения й - шаг ФАР 1угол прихода сигнала от объекта относительно РСН ФАР;с - скорость света в воздухе.Тогда дискриминационная характеристика на выходе пикового детектора 9, при условии идеального интегрирования, имеет видУр )с з 1 пг)с=А(И) й/сЭто дает возможность однозначно измерить координату моноимпульсным ,методом в более широком угловом диапазоне,чем известное устройство.Для получения йнформации об уловом положении цели, заключенной в разности фаз сигналов, принимаемой первой и второй половинами элементов 1 ФАР, сумма радиоимпульсов, снимаемых с первой половины элементов 1 ФАР и с выхода сумматора 11 импульсов промежуточной частоты пО ступает на первый вход фазового дискриминатора 14. На второй вход фазового дискриминатора 14 с выхода сумматора 12 импульсов промежуточной частоты поступает сумма Радиоимпульсов, снимаемых со второй половины элементов 1 ФАР. На выходЕ Фазового дискриминатора 14, который может быть выполнен по любой из известных схем фазовых дискриминато-, ров, получается дискриминационная характеристика по Фазовому рассогласованию принимаемых первой и второй половинами элементов 1 ФАР сигналов.Совместное использование дискриминационных характеристик, получаемых на выходах фазового дискриминатора 14 и пикового детектора 9,дает возможнооть построить неследящий моноимпульсный измеритель угловой координаты объекта при широкополосЙых принимаемых сигналах, сохраня" ющий точность определения угловой координаты фазовым дискриминатором в широком диапазоне углов. Для слежения за изменением углового положения цели сигналы, снимаемые с вы" хода ограничителя 8 по минимуму, поступают через пиковый детектор 9 на вход блока 15 управления антенной. Блок осуществляет поворот ФАР так, чтобы компенсировать временное запаздывание огибающих сигналов, принимаемых элементами 1 ФАР. Сигналы с выхода Фазового дискриминатора 14 поступают на вход блока 13 управления фазовращателями. Блок 13 вырабатывает управляющие напряжения на управляемые фазовращатели приемных элементов 1 ФАР таким образом, чтобы компенсировать разность фаз сигналов, принимаемых элементами первой и второй половин ФАР.В предлагаемом угловом дискриминаторе, по сравнению с известным,не происходит этрат времени на первом этапе измерения угловой координаты и не тратится время на сканирование заданного сектора обзора спомощью изменения настройки линийзадержки. Выигрыш во времени измерения зависит от величины угловогосектора возможного появления объек"та и точности априорных сведенийотносительно угла появления объекта.Угловой дискриминатор инвариантенк переизлученным сигналам с модулированной амплитудой, в то время какизвестное устройство на первом этапегрубого измерения угловой координа"ты - сканирования чувствительно к 1 э переизлученному сигналу с модулированной амплитудой, что приводит ксущественным ошибкам в определенииуглового положения объекта. Угловой дискриминатор, содержащийфазированную антенную решетку ФАР) 2 р из В приемных элементов, первый ивторой сумматоры импульсов промежуточной частоты, выходы которыхподключены к входам фазового дискримийатора,выход которого через блокуправления Фаэовращателями подключен к управляющим входам приемных элементов ФАР, блок задержки иамплитудный детектор, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения угловых координат и обеспечения инвариантности по отношению к переиэлученным сигналам с модулируемой амплитудой, в него введены два сумматоравидеоимпульсов, 0-1 дополнительных 40 амплитудных детекторов и последовательно соединенные первый блок разности, ограничитель по максимуму,второй блок разности, ограничительпо минимуму, пиковый детектор и блок 45 управления антенной, причем выходыпервой и второй половин приемныхэлементов ФАР подключены к входампервогои второго сумматоров импульсов промежуточной частоты и черезамплитудные детекторы соединены свходами первого и второго сумматороввидеоимпульсов, выходы которых подключены к входам первого блока разности, выход огРаничителя по максимуму через блок задержки подключен Ю к второму Ъходу второго блока разности, выход блока управления антенной подключен к ФАРИсточники информации, щ принятые во внимание при экспертизе1. Амиантов И.Н, Иэбранные вопросы статистической теории связи. М.,Советское радио, 1971, с.39-421 нрототип) .800931 Рцгедактор М.Митроваказ 10414/62ВНИИПИпо113035, М Корректор Н. Стец ПП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна л г 1 е,Составитель Е,ПогиблТехред М.Голинка Тираж 743 ПодписноГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д,4/5