приемный тракт локатора
Классы МПК: | G01S7/285 приемники |
Автор(ы): | Болховский Л.В., Торгушин Е.И., Кротов И.Д. |
Патентообладатель(и): | Нижегородский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-04-27 публикация патента:
20.03.1997 |
Изобретение относится к области радиолокационной и гидролокационной техники и, в частности, может быть использовано в радиолокационных станциях кругового обзора, обеспечивающих наблюдение за наземными объектами и объектами, находящимися вблизи поверхности земли. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности обнаружения в ближней зоне обзора локатора объектов с малой эффективной отражающей поверхностью. Приемный тракт локатора содержит последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты с временной регулировкой коэффициента усиления, первый согласованный фильтр, первый амплитудный детектор с видеоусилителем и первый пороговый блок, формирователь регулирующего напряжения, выход которого подключен к входу управления усилителя промежуточной частоты с временной регулировкой коэффициента усиления, и, кроме того, последовательно соединенные амплитудный ограничитель, второй согласованный фильтр, усилитель с автоматической регулировкой усиления, второй амплитудный детектор с видеоусилителем и второй пороговый блок, а также элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго пороговых блоков, при этом вход амплитудного ограничителя соединен с входом усилителя промежуточной частоты с временной регулировкой коэффициента усиления и является входом приемного тракта локатора, выходом которого является выход элемента ИЛИ. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Приемный тракт локатора, содержащий последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты с временной регулировкой коэффициента усиления, первый согласованный фильтр, первый амплитудный детектор с видеоусилителем и первый пороговый блок, формирователь регулирующего напряжения, выход которого подключен к входу управления усилителя промежуточной частоты с временной регулировкой коэффициента усиления, отличающийся тем, что введены последовательно соединенные амплитудный ограничитель, второй согласованный фильтр, усилитель с автоматической регулировкой усиления, второй амплитудный детектор с видеоусилителем и второй пороговый блок, а также элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго пороговых блоков, при этом вход амплитудного ограничителя соединен с входом усилителя промежуточной частоты с временной регулировкой коэффициента усиления и является входом приемного тракта локатора, выходом которого является выход элемента ИЛИ.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области радиолокационной и гидролокационной техники и, в частности, может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) кругового обзора, обеспечивающих наблюдение за наземными объектами и объектами, находящимися вблизи поверхности земли. Известно [1, с.256-263] [2, с.156] что как в РЛС кругового обзора наземного типа, так и в РЛС других типов в течение всего времени обзора на вход приемного тракта помимо полезных эхо-сигналов (э-с) поступают различного рода помехи. В частности, весьма распространенными являются помехи, связанные с отражениями зондирующих импульсов в приземном слое атмосферы от дождя, тумана, скоплений птиц и насекомых, а также от оптических ненаблюдаемых объектов, для которых принято собирательное название "angels" "ангелы" (в гидролокации аналогичные по характеристикам помехи называются реверберационными). Эффективная отражающая поверхность (ЭПР) указанных отражателей достаточно велика и лишь немного меньше ЭПР реактивного истребителя [1, с.256] Наличие помех данного типа, в особенности на малых дальностях, может вызывать перегрузку входных каскадов приемника, что приводит к ухудшению возможности обнаружения и разрешения э-с от близкорасположенных целей в системах автоматической обработки и на индикаторе кругового обзора (ИКО) РЛС, который в присутствии этих помех может быть даже полностью засвечен [см. 1, с.258-262, рис.15-20]Различие э-с от групп ближних объектов на фоне мешающих отражений возможно при уменьшении коэффициента усиления приемника, но при этом падает его чувствительность по э-с от дальних объектов. По этой причине задача обнаружения и разрешения э-с от ближних и дальних объектов, как правило, решается [1, 2] посредством регулировки коэффициента усиления приемника в каждом такте приема э-с пропорционально времени в квадрате [2, с.158] которая называется временной автоматической регулировкой усиления (ВАРУ). Достоинством приемного тракта локатора с ВАРУ является отсутствие перегрузок по сильным сигналам. Однако ему свойственен существенный недостаток, который заключается в том, что приемный тракт с ВАРУ практически исключает возможность учета различий в уровнях э-с, отраженных от объектов с различными ЭПР. Прототипом заявляемого технического решения является типовой приемный тракт РЛС обнаружения [3, с.13, рис.1.1] Устройство-прототип содержит усилитель промежуточной частоты (УПЧ) с временной регулировкой коэффициента усиления, к выходу которого подключены последовательно соединенные согласованный фильтр, амплитудный детектор с видеоусилителем, пороговый блок (решающее устройство), и формирователь функции ВАРУ, выходом подключенный к входу управления усилением УПЧ. Основным недостатком этого устройства является пропуск в ближней зоне обзора РЛС эхо-сигналов от объектов, имеющих относительно малую ЭПР. Указанный недостаток поясняется эпюрами напряжений сигналов и помех, которые приведены на фиг.1. При этом на фиг.1а представлена огибающая смеси сигналов и помехи на входе усилителя с ВАРУ, где Uнас- уровень сигнала, при котором наступает перегрузка приемника, на фиг.1б возможная зависимость коэффициента усиления от времени, на фиг.1в смесь сигнала и помехи на входе порогового блока, на фиг.1г выходной сигнал порогового блока, который представляет собой нормированные по амплитуде э-с, превышающие порог обнаружения Uпор, устанавливаемый в пороговом блоке, исходя из заданных вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения. В каждом цикле обзора в момент излучения зондирующего сигнала синхроимпульсом запускается формирователь функции ВАРУ, который создает на своем выходе нарастающий во времени сигнал Uk (как правило, по закону Uk
![приемный тракт локатора, патент № 2075762](/images/patents/397/2075015/8776.gif)
Усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ) 7 осуществляет нормирование поступающих на его вход сигналов к установленному уровню поддержания. При выборе постоянной времени цепи АРУ несколько большей интервала разрешения локатора во времени нормировке будет подвергаться только помеха, интервал корреляции огибающей которой существенно больше интервала разрешения, тогда как разрешаемые полезные э-с пройдут через блок 7 практически неподавленными. В результате временные диаграммы сигнала и помехи на выходе усилителя с АРУ 7 и второго амплитудного детектора с видеоусилителем 8 будут иметь вид, представленный соответственно на фиг.3б, 3в. Во втором пороговом блоке 9, порог обнаружения которого, как и блока 4, устанавливается исходя из заданных вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения, будут обнаружены как э-с от дальних целей, так и э-с от объектов с малой ЭПР, находящихся в ближней зоне обзора см. фиг.3г. При конъюнкции (логическом сложении) выходных сигналов обоих пороговых блоков 4 и 9 элементом ИЛИ 11 на его выходе и, следовательно, выходе приемного тракта локатора будет сформирована последовательность импульсов Uвых (см. фиг.3д), образованная э-с от объектов, расположенных в дальней и ближней зоне обзора, причем имеющих как малую, так и большую ЭПР. Следовательно, введение в приемный тракт локатора дополнительного канала, образованного амплитудным ограничителем, вторым согласованным фильтром, усилителем с АРУ, вторым амплитудным детектором и вторым пороговым блоком, вкупе с логическим суммированием выходных сигналов первого и второго пороговых блоков обеспечивает повышение надежности обнаружения в ближней зоне обзора локатора объектов с малой ЭПР. При этом характеристики приемного тракта по обнаружению э-с от объектов с большой ЭПР, находящихся в ближней зоне обзора, и э-с от объектов в дальней зоне остаются теми же, что в устройстве-прототипе. Таким образом, совокупность вышеперечисленных отличий достаточна для достижения ожидаемого от использования изобретения технического результата. Заявителю неизвестны описанные ранее структуры приемного тракта локатора с вышеперечисленной совокупностью признаков. Разработанное устройство может найти применение в существующих РЛС, поскольку его использование требует лишь незначительной доработки приемного тракта. В качестве примера на фиг.4 приведена фотография ИКО РЛС, в которой штатный приемный тракт с ВАРУ (прототип) и заявляемый включались поочередно через обзор. При этом верхний сектор ИКО соответствует режиму, когда включался штатный приемный тракт, а на нижней половине ИКО зеркально отображена та же зона обзора РЛС в случае, когда использовался заявляемый. Из сравнения верхнего и нижнего секторов ИКО на фиг.4 видно, что на нижнем секторе наблюдается гораздо большее количество объектов с различной ЭПР (более широкие азимутальные отметки -- азимутальные пакеты соответствуют объектам с большой ЭПР, а точечные отметки объектам со сравнительно малой ЭПР). Этим экспериментально подтверждается, что предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает отображение э-с от объектов, ЭПР которых меняется в существенно более широких пределах. Таким образом, проведенный анализ свидетельствует о новизне и изобретательском уровне решения, а выполненная техническая проработка подтверждает возможность его промышленной применимости.