МУЛЬТИПЛИКАТИВНАЯ АНТЕННА

Предлагаемая мультипликативная антенна предназначена для использования в радиолокационной и радионавигационной технике, гидролокации, радиоастрономии и т.п., в частности, может быть использована в РЛС на основе ФАР.

Применение мультипликативной антенны в РЛС имеет преимущество по сравнению с аддитивной антенной, т.к. позволяет увеличить точность измерения угловых координат или при заданной точности измерения угловых координат - уменьшить линейные размеры апертуры вдвое вследствие сужения диаграммы направленности при перемножении сигналов.

Мультипликативная антенна (см., напр. Лавров А.С., Резников Г.Б. Антенно-фидерные устройства, "Советское радио", М., 1974, стр.273) изучена сравнительно хорошо (см., напр., диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук "Некоторые вопросы статистической теории мультипликативной обработки сигнала в приемных устройствах РЛС" автора Синицына Ю.П., ВНИИ "Альтаир", М., 1972).

Однако применение упомянутых мультипликативных антенн связано с одним из недостатков, заключающегося в том, что для них не существует методов борьбы с пассивными помехами. Все известные методы борьбы с пассивными помехами основаны на различии спектральных характеристик отраженных сигналов от подвижной цели и неподвижной пассивной помехи.

Так как при перемножении сигналов и выделении низкочастотной составляющей в мультипликативной антенне теряется информация о частоте и фазе сигналов, то применение известных методов борьбы с пассивными помехами становится невозможным.

В качестве прототипа выбрано устройство, описанное в названной выше книге Лаврова А.С. и Резникова Г.Б. Мультипликативная антенна содержит две приемные апертуры, перемножитель сигналов и генератор, причем выходы приемных апертур соединены со входами перемножителя, а выход перемножителя со входом интегратора. Наряду с достижением некоторых преимуществ по точности измерения угловых координат это устройство исключает возможность селекции подвижных целей на ее выходе, поскольку сигналы любой частоты на входах перемножителя обеспечивают только постоянную составляющую на выходе мультипликативной антенны. Это является недостатком известного устройства.

Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности селекции подвижных целей.

Поставленная цель достигается тем, что в мультипликативную антенну, содержащую две приемные апертуры (или формирователь двух приемных лучей общей апертуры), выходы которых соединены с входами перемножителя сигналов, и интегратор выходного сигнала мультипликативной антенны, введены два узкополосных фильтра, согласованных с сигналом от неподвижной цели и подключенных к выходам приемных апертур, перемножитель сигналов, входы которого соединены с выходами узкополосных фильтров, вычитающее устройство, входы которого подключены к выходу первого перемножителя через линию задержки и к выходу второго перемножителя, а выход вычитающего устройства соединен с интегратором.

Сущность решения задачи подавления пассивных помех заключается в том, что от суммарного спектра полезного сигнала и пассивной помехи вычитается легко выделяемый спектр только пассивной помехи, пропускаемый через узкополосные фильтры. Таким образом, на выходе вычитающего устройства в случае наличия цели будет присутствовать нескомпенсированная составляющая спектра полезного сигнала, а в противном случае на выходе вычитающего устройства сигнал отсутствует.

На фиг.1 изображена функциональная схема заявляемого устройства. Заявляемое устройство содержит две приемные апертуры 1 и 2, перемножитель сигналов 3, интегратор 4, узкополосные фильтры 5 и 6, перемножитель сигналов 7, вычитающее устройство 8 и линия задержки 9, причем выходы приемных апертур подключены ко входам перемножителя 3 и узкополосным фильтрам 5 и 6, выходы которых соединены с входами перемножителя сигналов 7, выход которого подключен к одному из входов вычитающего устройства 8, второй вход которого подключен к выходу перемножителя 3 через линию задержки 9, а выход вычитающего устройства подключен ко входу интегратора 4.

Устройство работает следующим образом. Сигналы от приемных апертур 1 и 2 перемножаются на перемножителе 3 и через узкополосные фильтры 5 и 6 подаются на перемножитель 7.

Поскольку фильтры 5 и 6 согласованы со спектром от неподвижной пассивной помехи, то на выходе перемножителя 7 содержатся только составляющие частотного спектра сигналов от неподвижных объектов. Эти составляющие вычитаются из суммарного спектра, получаемого на выходе перемножителя 3, что приводит к исключению на выходе мультипликативной антенны мешающих сигналов от неподвижных объектов. Линия задержки 9 введена для компенсации задержки сигналов в фильтрах 5 и 6.

Предложенное устройство выгодно отличается от прототипа возможностью эффективного ослабления помех от неподвижных объектов. Для этого достаточно согласовать введенные фильтры со спектром пассивной помехи, что легко сделать при настройке. Предложенная схема может быть реализована на промежуточной частоте приемника, где практическое выполнение узкополосных высокодобротных активных фильтров и перемножителей сигналов не вызывает затруднений. При реализации на СВЧ могут быть использованы СВЧ полосковые фильтры и СВЧ перемножители, напр. по патенту США №3737686, опубл. 5.06.1973 г. Для измерения скорости целей легко может быть использовано (без дополнительной предварительной обработки) устройство авторов Стрюнова Б.А и Зверева Ю.М., 567150, 2111504, опубл. 10.03.1975, М. кл. G01S 9/44 под названием: "Измеритель скорости", где высокая точность измерения достигается введением частотного дискриминатора.

При перестройке фильтров 5 и 6 на частоту подвижных целей (что легко осуществимо в активных R-C фильтрах) можно получить хорошо очищенный сигнал от неподвижных объектов (облака, местные предметы). Такая задача актуальна в радиометеорологии и при составлении плана учебных полетов.