Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к моноимпульсным пеленгаторам (МП) радиолокационных целей с суммарно-разностной и корреляционной обработкой сигналов.
Известен МП, в котором суммарно-разностный преобразователь включен до устройства корреляционной обработки сигналов и формирование сигнала ошибки (СО) осуществляется в виде функции угла первого порядка, например [Н.М.Царьков. Многоканальные радиолокационные измерители. - М.: Сов. радио, 1980, рис.7.1 и формулы 7.6, 7.7 на с.149 и 150, Л1]; Патент US 4646095, G01S 13/44, 1985; Патент GB 1402711, G01S 3/22, 1971 и др.
Более близким по составу элементов и их функциональным связям является МП, формирующий СО в виде квадратичной функции угла, в котором устройство корреляционной обработки включено до суммарно-разностного преобразователя [Л1, формула 7.11 на с.152].
Данный МП содержит двухканальную амплитудочувствительную антенну, каждый канал которой через включенные последовательно отдельные приемник, коррелятор и общий суммарно-разностный преобразователь подключены к входам делителя разностного сигнала на суммарный, выход которого является выходом МП для СО.
Приемники сигналов каждого из антенных каналов, например А и В, содержат устройство для преобразования частоты, усиления и аналого-цифрового преобразования сигналов и формируют значения комплексных амплитуд сигналов и в виде их квадратурных составляющих
UA=UA1+jUA2; UB=UB1+jUB2.
Корреляторы каждого из указанных сигналов и выполняют операции умножения их комплексно сопряженных значений и усреднения во времени. В случае амплитудной пеленгации они формируют квадратичные значения амплитуд (т.е. служат квадратичными амплитудными детекторами)
например, [Л1, формула 7.10 на с.151].
Суммарно-разностный преобразователь этих сигналов и делитель разностного сигнала на суммарный обеспечивают формирование СО в виде
Данный МП служит для пеленгации в одной плоскости, т.е. является однокоординатным.
Известен также МП в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, например, по азимуту α и углу места β, содержащий два функционально независимых однокоординатных МП, двухканальные амплитудочувствительные антенны которых размещены в виде квадратной антенной решетки (АР) [А.Н.Леонов, К.Н.Фомичев. Моноимпульсная радиолокация. М.: Радио и связь, 1984, с.76-78, Л2].
Однако точность данного МП существенно снижается из-за того, что в нем сигналы антенных каналов А и В, служащие для пеленгации в одной плоскости, не используются для пеленгации в другой плоскости.
Технической задачей, решаемой данным изобретением, является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности МП посредством комплексирования приемников антенных каналов двух однокоординатных МП [Защита от радиопомех. Под ред. М.В.Максимова. М.: «Советское Радио», 1976, гл.9, раздел 9.2, с.452].
Данная техническая задача решается тем, что в предлагаемый МП дополнительно введены четыре сумматора, причем выходы приемников левой и правой пар каналов АР соответственно через первый и второй сумматоры подключены к входам корреляторов одного из однокоординатных МП, а выходы приемников верхней и нижней пар каналов АР соответственно через третий и четвертый сумматоры подключены к входам корреляторов другого однокоординатного МП, выходы делителей первого и второго однокоординатных МП являются выходами соответственно для азимутального и угломестного СО.
Комплексирование приемников антенных каналов двух одноканальных МП, осуществляемое введенными отличительными признаками, повышает точность пеленгования в каждой из плоскостей.
Функциональная схема предлагаемого МП в двух взаимно перпендикулярных плоскостях изображена на прилагаемом чертеже.
1 - амплитудочувствительная квадратная АР с каналами А, В, С, D;
21...4 - приемники каналов АР;
31...4 - сумматоры;
41...4 - корреляторы;
51, 2 - суммарно-разностные преобразователи;
61, 2 - делители.
Приемники 21 и 23 для двух левых (А и С) и приемники 22 и 24 для двух правых (В и D) каналов АР 1 соответственно через первый 31 и второй 32 сумматоры подключены к входам первого 41 и второго 42 корреляторов.
Приемники 21 и 22 для двух верхних (А и В) и приемники 23 и 24 для двух нижних (С и D) каналов АР 1 соответственно через третий 33 и четвертый 34 сумматоры подключены к входам третьего 43 и четвертого 44 корреляторов.
Первый 41 и второй 42 корреляторы своими выходами через первый суммарно-разностный преобразователь 51 подключены к входам первого делителя 61 разностного сигнала на суммарный.
Третий 43 и четвертый 44 корреляторы своими выходами через второй суммарно-разностный преобразователь 52 подключены к входам второго делителя 62 разностного сигнала на суммарный.
Выходы первого 61 и второго 62 делителей являются выходами предлагаемого МП соответственно для азимутального Uα и угломестного UβCO.
Амплитудочувствительная квадратная АР 1 для пеленгации в двух плоскостях приведена, например, в [Л.2 рис.4.8 на с.77].
Приемники 21...4 формируют значения комплексных амплитуд сигналов для АР 1 в виде квадратурных составляющих
и известны, например, из Патента US 5315304, G01S 7/40, 1994 г.
Сумматоры 31...4 формируют сигналы, соответствующие левой правой верхней и нижней парам каналов АР 1
Корреляторы 41...4 посредством умножения комплексно сопряженных значений входных сигналов и усреднения во времени формируют квадратичные значения их амплитуд
Суммарно-разностный преобразователь 51 и делитель 61 формируют из сигналов UЛ 2 и UП 2 азимутальный UαСО, а суммарно-разностный преобразователь 52 и делитель 62 формируют из сигналов UВ 2 и UН 2 угломестный UβCO
Введенные отличительные признаки (сумматоры 31...4 и их функциональные связи) обеспечивают выигрыш в соотношении сигнал/шум на основании следующего.
Так, в главных сечениях координатной плоскости по сравнению с прототипом он равен на входах корреляторов 41...4 и двум для квадратичных значений сигналов и шумов на их выходах [Защита от радиопомех. Под ред. М.В.Максимова. - Москва.: Сов. Радио, 1976, гл.9, раздел 9.2, с 452]. Например, для левой пары каналов АР 1
UЛ 2=(UA1+UC1)2+(UA2+UC2)2=UA 2+UC 2+2·UA·UC=(UA+UC)2,
где UA 2=UA1 2+UA2 2; UC 2=U2 C1+U2 C2 - квадратичные значения амплитуд сигналов;
2·UA·UC=2·(UA1·UC1+UA2·UC2) - удвоенное значение скалярного произведения векторов [А.Г.Цыпкин. Справочник по математике. - М.: Наука, 1983, с.292].
В результате соотношение квадратичных значений для сигналов на выходах корреляторов в предлагаемом устройстве и прототипе равно четырем, UЛ 2=4·UA 2=4·UС 2, а для шумов - двум, что обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум в два раза.
Аналогичные соотношения имеют место и на выходах других корреляторов.
Указанный выигрыш в соотношении сигнал/шум на выходах корреляторов 41...4 создает соответствующий эффект повышения точности пеленгования (т.е. уменьшение дисперсии и среднеквадратической ошибки, обусловленной влиянием шумов), например [Л.2, формула 6.10 на с.136].
Данный технический результат достигается при фиксированных габаритах АР, что особенно важно применительно к бортовой аппаратуре в силу ограничений по массогабаритным параметрам и потребляемой мощности.
Моноимпульсныйпеленгатор(МП),содержащийдваоднокоординатныхМП,каждыйизкоторыхсодержитдвухканальнуюамплитудочувствительнуюантеннусотдельнымиприемникамиканалов,атакжедвакоррелятора,вкоторыхпосредствомумножениякомплексносопряженныхзначенийвходныхсигналовиусреднениявовремениформируютсяквадратичныезначенияихамплитуд,выходыуказанныхкорреляторовчерезсуммарно-разностныйпреобразовательподключеныковходамделителяразностногосигналанасуммарный,причемантенныобоиходнокоординатныхМПразмещеныввидеквадратнойантеннойрешетки(АР),отличающийсятем,чтоондополнительносодержитчетыресумматора,причемвыходыприемниковлевойиправойпарканаловАРсоответственночерезпервыйивторойсумматорыподключеныковходамкоррелятороводногоизоднокоординатныхМП,авыходыприемниковверхнейинижнейпарканаловАРсоответственночерезтретийичетвертыйсумматорыподключеныковходамкорреляторовдругогооднокоординатногоМП,выходыделителейпервогоивторогооднокоординатныхМПявляютсявыходамисоответственнодляазимутальногоиугломестногосигналовошибки.