Череспериодная компенсация помех

Способ защиты радиолокационной станции от пассивных помех

Владельцы патента RU 2370785:

Заявляемое техническое решение относится к области радиолокации, в частности к области защиты радиолокационных станций (РЛС) от пассивных помех, и может быть использовано для обеспечения работы обзорных РЛС в условиях воздействия пассивных помех. Достигаемым техническим результатом является увеличение защищенности РЛС от пассивных помех. Технический результат достигается тем, что в каждом направлении зоны обзора РЛС осуществляется анализ принятого сигнала, основанный на различии ширины автокорреляционной функции (АКФ) принятого сигнала, отраженного от пассивных отражателей, и АКФ шумового сигнала. Средства защиты от пассивных помех применяются только в тех направлениях, в которых принятый сигнал является отражением зондирующего сигнала от пассивных отражателей. 3 ил.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к области защиты радиолокационных станций (РЛС) от пассивных помех, и может быть использовано для обеспечения работы обзорных РЛС в условиях воздействия пассивных помех.

Под пассивными помехами понимают сигналы, образующиеся на входе РЛС в результате рассеяния электромагнитных волн объектами, преднамеренно применяемыми в массовых количествах, например дипольными отражателями (Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. — М., Сов. радио, 1968, с.259), а также в результате рассеяния электромагнитных волн метеообразованиями и подстилающей поверхностью.

Наиболее эффективными средствами защиты от пассивных помех являются методы селекции движущейся цели, основанные на различии радиальной скорости цели и объектов-источников пассивных помех. В этих средствах защиты применяется череспериодная компенсация (ЧПК) помех, при которой путем череспериодного вычитания подавляются принятые сигналы с неизменной (мало изменяющейся) амплитудой и выделяются сигналы, амплитуда которых изменяется (изменяется более значительно) от периода к периоду (Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. — М., Сов. радио, 1978, с.463, 469).

Известная РЛС, реализующая известный способ защиты от пассивных помех, содержит устройство ЧПК, включающее схему синхронизации, схему дифференциальной автоматической регулировки усиления, два усилителя, два амплитудных детектора, схему вычитания (Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. — М., Сов. радио, 1978, с.469-473).

В известных технических решениях средства защиты от пассивных помех применяются по всем принятым сигналам: отраженным от пассивных отражателей и по активным шумовым сигналам, излучаемым постановщиками активных шумовых помех и другими электронными средствами. Поскольку по активным шумовым сигналам указанные средства защиты неэффективны, а время, выделяемое в РЛС на защиту от пассивных помех, ограничено и, как правило, недостаточно для обеспечения защиты всей зоны обзора, то значительная часть зоны обзора РЛС оказывается не защищенной от пассивных помех. Это является недостатком известных технических решений.

Наиболее близким к заявляемому является способ защиты от пассивных помех, включающий предварительное (до начала работы РЛС) назначение в зоне обзора РЛС границ области, в пределах которых наличие пассивных помех предполагается наиболее вероятным (это, как правило, нижняя часть зоны обзора), и применение в пределах назначенных границ средств защиты от пассивных помех (например, ЧПК) (Воздушно-космическая оборона, №4(11) 2003, с.17, кол. 1-2).

Наиболее близкое устройство (фиг.1), реализующее заявляемый способ, содержит передатчик 1, антенный переключатель 2, антенну 3, приемник 4, пороговое устройство 5, блок анализа границ работы ЧПК 6, блок ЧПК 7, индикаторное устройство 8, синхронизатор 9, при этом выход передатчика 1 соединен со входом антенного переключателя 2, вход/выход которого соединен с антенной 3, выход антенного переключателя 2 соединен с последовательно соединенными приемником 4, пороговым устройством 5, блоком анализа границ работы ЧПК 6, блоком ЧПК 7 и индикаторным устройством 8, вход блока ЧПК 7 соединен также со входом синхронизатора 9, координатный выход антенны 3 соединен со вторым входом блока анализа границ работы ЧПК 6 и вторым входом индикаторного устройства 8, второй выход блока анализа границ работы ЧПК 6 соединен с первым входом индикаторного устройства 8, первый и второй выходы синхронизатора 9 соединены с синхровходами передатчика 1 и блока ЧПК 7 соответственно (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана, — М., Сов. радио, 1970, стр.221).

Наиболее близкое устройство работает следующим образом.

В передатчике 1 по командам синхронизатора 9 (импульсам синхронизации) формируются зондирующие сигналы, соответствующие режиму регулярного обзора, которые с помощью антенны 3 излучаются в пространство. Принятые антенной 3 сигналы поступают в приемник 4, с выхода которого поступают на вход порогового устройства 5, где сравниваются с порогом, который задается исходя из допустимой вероятности ложных тревог. Сигналы, уровень которых превышает пороговый, с выхода порогового устройства 5 подаются в блок анализа границ работы ЧПК 6, на второй вход которого с координатного выхода антенны 3 подаются также координаты положения луча антенны 3. Если оказывается, что луч антенны находится в пределах заданных границ работы устройства ЧПК, то принятый сигнал с выхода блока анализа границ работы ЧПК 6 в качестве управляющего сигнала подается на вход синхронизатора 9, по которому изменяется режим работы передатчика 1, и передатчик 1 формирует зондирующие сигналы, соответствующие режиму ЧПК. Принятые затем сигналы с выхода блока анализа границ работы ЧПК 6 подаются на вход блока ЧПК 7 и далее — на вход индикаторного устройства 8 для отображения. Если луч антенны находится вне пределов указанных границ, то принятые сигналы подаются на вход индикаторного устройства 8, минуя блок ЧПК 7.

Недостатки наиболее близких технических решений заключаются в следующем. В наиболее близких технических решениях средства защиты от пассивных помех применяются по всем сигналам, принятым в пределах заданных границ. То есть указанные средства защиты применяются не только по отраженным сигналам, являющимися пассивными помехами (сигналам, отраженным от подстилающей поверхности, метеообразований, облаков искусственных отражателей), но также и по активным шумовым сигналам, излучаемым постановщиками активных шумовых помех и другими электронными средствами. Поскольку по активным шумовым сигналам указанные средства защиты не эффективны, то время (которое в обзорных РЛС всегда весьма ограничено) затрачивается при этом впустую. В результате в значительной части зоны обзора РЛС средства защиты от пассивных помех не включаются, и эта часть зоны оказывается не защищенной от пассивных помех. Защищенность РЛС от пассивных помех в целом по зоне обзора оказывается недостаточной.

Решаемой задачей (техническим результатом), таким образом, является увеличение защищенности РЛС от пассивных помех.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты радиолокационной станции (РЛС) от пассивных помех, создаваемых пассивными отражателями, включающий применение в направлениях зоны обзора средств защиты от пассивных помех, согласно изобретению в каждом направлении зоны обзора РЛС проводят анализ принятого сигнала, при котором определяют, является ли он отражением от пассивных отражателей или представляет собой активный шумовой сигнал, для чего формируют автокорреляционную функцию (АКФ) принятого сигнала, нормированную к его мощности, и сравнивают ширину нормированной АКФ по фиксированному уровню с порогом, который выбирают равным ширине нормированной АКФ, вероятность превышения которой в случае, когда принятый сигнал является активным шумовым сигналом, не превосходит заданного достаточно малого значения, при превышении указанного порога принимают решение о том, что принятый сигнал является отражением от пассивных отражателей, и применяют в данном направлении упомянутые средства защиты от пассивных помех.

Указанный технический результат достигается также тем, что в радиолокационную станцию, содержащую передатчик, антенный переключатель, антенну, приемник, пороговое устройство, блок ЧПК, индикаторное устройство, синхронизатор, при этом выход передатчика соединен со входом антенного переключателя, вход/выход которого соединен с антенной, выход антенного переключателя соединен с последовательно соединенными приемником и пороговым устройством, вход блока ЧПК соединен со входом синхронизатора, а выход его — с первым входом индикаторного устройства, второй вход индикаторного устройства соединен с координатным выходом антенны, первый и второй выходы синхронизатора соединены с синхровходами передатчика и блока ЧПК соответственно, согласно изобретению введен блок анализа принятых сигналов, вход и выход которого подключены соответственно к выходу порогового устройства и ко входу блока ЧПК, при этом блок анализа принятых сигналов содержит детектор огибающей сигнала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), n устройств задержки, n устройств умножения, квадратор, n+1 сумматоров, n устройств деления, блок определения ширины АКФ и устройство сравнения с порогом, причем вход детектора огибающей сигнала является входом блока анализа принятых сигналов, а выход его соединен со входом АЦП, выход которого соединен со входами n устройств задержки, входом квадратора и первыми входами n устройств умножения, выходы n устройств задержки соединены со вторыми входами соответствующих n устройств умножения, выходы которых соединены со входами n соответствующих сумматоров, выход квадратора соединен со входом n+1-го сумматора, выходы n сумматоров соединены с первыми входами соответствующих n устройств деления, выход n+1-го сумматора соединен с их вторыми входами, выходы n устройств деления соединены с соответствующими n входами блока определения ширины АКФ, выход которого соединен со входом устройства сравнения с порогом, выход устройства сравнения с порогом является выходом блока анализа принятых сигналов.

Суть изобретения состоит в следующем.

Известно, что в качестве средств защиты обзорной РЛС от пассивных помех, как правило, применяют устройства селекции движущихся целей, основанные на череспериодной компенсации принятых (ЧПК) помех. При работе РЛС в режиме ЧПК в каждом анализируемом направлении зоны обзора последовательно излучают не менее двух зондирующих сигналов РЛС. Принятые сигналы вычитают (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана, — М., Сов. радио, 1970, стр.466-471). Сигналы, отраженные от достаточно быстро движущихся объектов, раскоррелированы по времени и пространству и поэтому в устройстве ЧПК не компенсируются, а сигналы, отраженные от неподвижных или медленно движущихся отражателей (дипольных отражателей, метеообразований, местных предметов), которые, как правило, и являются источниками пассивных помех, имеют высокую степень корреляции и компенсируются.

Смотрите так же:  Все выплаты и льготы за третьего ребенка

Таким образом, средства защиты от пассивных помех используют достаточно много времени, которое в обзорных РЛС весьма ограничено.

Известно также, что в зоне обзора РЛС кроме пассивных отражателей сигналов существует множество активных шумовых источников излучения: постановщиков активных шумовых помех, соседних РЛС, других электронных средств, сигналы которых принимаются РЛС, и по ним в наиболее близких технических решениях также включаются средства защиты от пассивных помех. Поскольку по сигналам, излучаемым активными шумовыми источниками, средства защиты от пассивных помех неэффективны, то временные ресурсы РЛС, отвлекаемые при этом, растрачиваются напрасно. В результате в значительной части зоны обзора РЛС средства защиты от пассивных помех не включаются, и эта часть зоны оказывается не защищенной от пассивных помех. Защищенность РЛС от пассивных помех в целом по зоне обзора оказывается недостаточной.

Таким образом, средства защиты от пассивных помех должны применяться только в тех направлениях, в которых принятые сигналы являются сигналами, отраженными от пассивных отражателей, и не должны применяться в направлениях, в которых принятые сигналы представляют собой излучения активных шумовых источников. Это требование реализовано в заявляемых технических решениях.

В заявляемых технических решениях в каждом направлении зоны обзора РЛС осуществляется анализ принятого сигнала, при котором определяется, является ли он отражением от пассивных отражателей или представляет собой излучение активного шумового источника. Данный анализ основан на различии ширины АКФ принятого сигнала, отраженного от пассивного отражателя, и АКФ шумового сигнала, поскольку известно, что АКФ принятого сигнала, отраженного от пассивного отражателя, всегда шире, чем АКФ шумового сигнала (Гоноровский И.С.Радиотехнические цепи и сигналы. — М.: Сов. радио, 1977, с.146-150).

В процессе анализа принятого сигнала формируют АКФ принятого сигнала, нормированную к его мощности (Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. — М., Мир, 1978, с.444):

где i — порядковый номер дискреты принятого сигнала;

n — количество дискрет принятого сигнала;

р — количество дискрет, на которое задерживается принятый сигнал в процессе формирования АКФ (р=1,…, n), при этом время задержки сигнала равно: , где τИ — длительность зондирующего сигнала;

хi — амплитуда принятого сигнала в i-й дискрете,

после чего измеряют ширину полученной АКФ по фиксированному уровню (обычно по уровню половинной мощности) ΔR0,5 и сравнивают ее с порогом ΔRa0,5, который выбирают равным ширине нормированной АКФ, вероятность превышения которой в случае, когда принятый сигнал является активным шумовым сигналом, не превышает заданного достаточно малого значения (например, 0.01).

Если измеренная ширина АКФ ΔR0,5 превышает выбранный порог ΔRa0,5, принимают решение о том, что принятый сигнал является отражением от пассивных отражателей, и в этом направлении применяют средства защиты от пассивных помех (например, ЧПК), в противном случае принимают решение о том, что принятый сигнал является излучением активного шумового источника, и средства защиты от пассивных помех не применяют.

Таким образом, в заявляемых технических решениях время, выделяемое в РЛС на защиту от пассивных помех, используется более эффективно. В результате увеличивается количество направлений зоны обзора, в которых применяются средства защиты от пассивных помех, и, следовательно, увеличивается защищенность РЛС от пассивных помех в целом по зоне обзора, то есть достигается заявляемый технический результат.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

Фиг.1 — функциональная схема наиболее близкой РЛС, реализующей наиболее близкий способ защиты от пассивных помех.

Фиг.2 — функциональная схема заявляемой РЛС, реализующей заявляемый способ защиты от пассивных помех.

Фиг.3 — функциональная схема блока анализа принятого сигнала.

Заявляемая РЛС содержит (фиг.2) передатчик 1, антенный переключатель 2, антенну 3, приемник 4, пороговое устройство 5, блок ЧПК 7, индикаторное устройство 8, синхронизатор 9 и блок анализа принятых сигналов 10, при этом выход передатчика 1 соединен со входом антенного переключателя 2, вход/выход которого соединен с антенной 3, выход антенного переключателя 2 соединен с последовательно соединенными приемником 4, пороговым устройством 5, блоком анализа принятых сигналов 10, блоком ЧПК 7 и индикаторным устройством 8, при этом вход блока ЧПК 7 соединен также со входом синхронизатора 9, второй вход индикаторного устройства 8 соединен с координатным выходом антенны 3, первый и второй выходы синхронизатора 9 соединены с синхровходами передатчика 1 и блока ЧПК 7 соответственно. Блок анализа принятых сигналов 10 (фиг.3) содержит детектор огибающей сигнала 11, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, n устройств задержки 13, n устройств умножения 14, квадратор 15, n+1 сумматоров 16, n устройств деления 17, блок определения ширины АКФ 18 и устройство сравнения с порогом 19, причем вход детектора огибающей сигнала 11 является входом блока анализа принятых сигналов 10, а выход его соединен со входом АЦП 12, выход которого соединен с n входами устройств задержки 13, первыми входами n устройств умножения 14, входом квадратора 15, выходы устройств задержки 13 соединены со вторыми входами соответствующих устройств умножения 14, выходы которых соединены со входами n соответствующих сумматоров 16, выход квадратора 15 соединен со входом n+1-го сумматора 16, выходы n сумматоров 16 соединены с первыми входами n соответствующих устройств деления 17, вторые входы которых соединены с выходом n+1-го сумматора 16, выходы n устройств деления 17 соединены с соответствующими n входами блока определения ширины АКФ 18, выход которого соединен со входом устройства сравнения с порогом 19, выход устройства сравнения с порогом 19 является выходом блока анализа принятых сигналов 10.

Радиолокационная станция может быть выполнена с использованием следующих функциональных элементов.

Передатчик 1 — импульсного типа (Справочник по основам радиолокационной техники. — М., 1967, с.278).

Антенный переключатель 2 — выполнен на циркуляторе (Справочник по основам радиолокационной техники. — М., 1967, с.146-147).

Антенна 3 — фазированная антенная решетка с электронным сканированием по одной или обеим угловым координатам и с круговым механическим вращением (Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника, т.2, — М.: Сов. радио, 1977, с.132-138).

Приемник 4 — супергетеродинного типа (Справочник по основам радиолокационной техники. — М.: 1967, с.343-344).

Синхронизатор 6 — выполнен на основе задающего генератора и последовательно соединенной с ним цепочки делителей частоты (Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). Под ред. В.В.Григорина-Рябова. — М., Сов. радио, 1970, с.602-603).

Блок ЧПК 7 — в соответствии с функциональной схемой, приведенной в источнике: Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана, — М., Сов. радио, 1970, стр.469, рис.17.4.

Индикаторное устройство 8 — устройство отображение информации (Автоматизация обработки, передачи и отображения радиолокационной информации. Под ред. В.Г.Корякова, — М., Сов. радио, 1975, с.176-221).

Пороговое устройство 5, детектор огибающей сигнала 11, аналого-цифровой преобразователь 12, устройство задержки 13, устройство умножения 14, квадратор 15, сумматор 16, устройство деления 17, блок определения ширины АКФ 18, устройство сравнения с порогом 19-цифровые устройства, выполненные на стандартных микросхемах (Интегральные микросхемы. Справочник под ред. Т.В.Тарабрина, — М.: «Радио и связь», 1984).

Работа заявляемой РЛС, реализующей заявляемый способ защиты от пассивных помех, происходит следующим образом. В передатчике 1 по командам синхронизатора 9 (импульсам синхронизации) формируются зондирующие сигналы, соответствующие режиму регулярного обзора, которые излучаются с помощью антенны 3. Принятые антенной 3 сигналы поступают в приемник 4 и далее — на вход порогового устройства 5, где сравниваются с порогом, который задается исходя из допустимой вероятности ложных тревог. Сигналы, уровень которых превышает пороговый, с выхода порогового устройства 5 подаются в блок анализа принятых сигналов 10, где определяется, является ли принятый сигнал отражением зондирующего сигнала от пассивных отражателей или представляет собой излучение активного источника шумового сигнала. Анализ принятого сигнала в блоке 10 проводится по ширине его автокорреляционной функции, нормированной к мощности принятого сигнала. Для этого с помощью детектора огибающей 11 исключается высокочастотное заполнение принятого сигнала, т.е. выделяется его огибающая. В аналого-цифровом преобразователе (АЦП) 12 полученный таким образом сигнал из аналогового вида преобразуется в цифровой, при котором он представляется в виде n дискрет, и подается на входы n устройств задержки 13. В каждом из этих устройств сигнал задерживается на время одной дискреты, равное . C выхода n устройств задержки 13 сигналы поступают на первые входы n устройств умножения 14, на вторые входы которых с выхода АЦП 12 поступает незадержанный сигнал. Таким образом, произведения, полученные в устройствах умножения 14, определяются для каждой дискреты сигнала. Сигнал с выхода АЦП 12 поступает также на вход квадратора 15, в котором сигнал возводится во вторую степень, и таким образом определяется (для каждой дискреты сигнала) его мощность.

С выходов n устройств умножения 14 и квадратора 15 сигналы подаются на входы n+1 соответствующих сумматоров 16, где осуществляется соответственно суммирование полученных n произведений и квадратов сигнала. Полученные на выходах n сумматоров сигналы поступают на первые входы n устройств деления (в качестве делимого), на вторые входы которых поступает сигнал с выхода n+1-го сумматора (в качестве делителя). В результате на выходах n устройств деления 17 формируются значения АКФ принятого сигнала, нормированной к его мощности (1), причем каждое значение АКФ соответствует своему времени задержки . Полученные значения АКФ принятого сигнала поступают на вход блока определения ширины АКФ 18, в котором путем сравнения определяется порядковый номер устройства деления 17 (величина k), на выходе которого нормированная к мощности сигнала величина АКФ наиболее близка к фиксированному уровню, принятому для определения ширины АКФ (обычно это половинная мощность, то есть величина 0.5). Измеренная таким образом ширина нормированной АКФ с выхода блока 18 поступает на вход устройства сравнения с порогом 19. Величина порога в устройстве 19 устанавливается равной заранее определенной ширине нормированной АКФ принятого сигнала, вероятность превышения которой принятым сигналом в случае, когда он является активным шумовым сигналом, не превышает заданного достаточно малого значения. При превышении указанного порога принимается решение о том, что принятый сигнал является отражением зондирующего сигнала от пассивных отражателей, в противном случае считается, что принятый сигнал представляет собой излучение активного шумового источника.

Смотрите так же:  Деньги под залог недвижимости от физического лица

Если результаты анализа в блоке анализа принятых сигналов 10 показывают, что принятый сигнал является отражением зондирующего сигнала от пассивных отражателей, то он в качестве управляющего сигнала подается на вход синхронизатора 9, по которому изменяется режим работы передатчика 1, и передатчик 1 формирует зондирующие сигналы, соответствующие режиму ЧПК. Принятые затем сигналы с выхода блока анализа принятых сигналов 10 подаются на вход блока ЧПК 7 и, если они являются отражениями от пассивных неподвижных или медленно движущихся отражателей, то подавляются в ЧПК 7, если же сигналы отражены от пассивного отражателя, являющегося движущейся с достаточно большой скоростью целью, то они в блоке ЧПК 7 не подавляется и подаются на индикаторное устройство 8.

Если же при анализе в блоке анализа принятых сигналов 10 оказывается, что принятый сигнал не является отражением зондирующего сигнала от пассивных отражателей, то он с выхода блока анализа принятых сигналов 10 не выдается.

Таким образом, в заявляемой РЛС средство защиты от пассивных помех — блок ЧПК 7 — включается только в направлениях зоны обзора РЛС, содержащих пассивные отражатели. В результате за счет более эффективного использования времени, выделяемого в РЛС на защиту от пассивных помех, увеличивается защищаемая от пассивных помех область зоны обзора, то есть достигается заявляемый технический результат.

Способ защиты радиолокационной станции (РЛС) от пассивных помех, создаваемых пассивными отражателями, включающий применение в направлениях зоны обзора средств защиты от пассивных помех, отличающийся тем, что в каждом направлении зоны обзора РЛС проводят анализ принятого сигнала, при котором определяют, является ли он отражением от пассивных отражателей или представляет собой активный шумовой сигнал, для чего формируют автокорреляционную функцию (АКФ) принятого сигнала, нормированную к его мощности, и сравнивают ширину нормированной АКФ по фиксированному уровню с порогом, который выбирают равным ширине нормированной АКФ, вероятность превышения которой в случае, когда принятый сигнал является активным шумовым сигналом, не превосходит заданного достаточно малого значения, при превышении указанного порога принимают решение о том, что принятый сигнал является отражением от пассивных отражателей, и применяют в данном направлении упомянутые средства защиты от пассивных помех.

Череспериодная компенсация

Череспериодная компенсация (ЧПК), способ выделения отражённых от цели радиосигналов на фоне пассивных радиолокационных помех, основанный на применении различия источника движения помех и скоростей цели. Используется в когерентно-импульсных радиолокационных станциях (см. кроме этого Радиолокация).

Указанное различие скоростей разрешает при действии помехи и полезного сигнала на совокупность, в которой употребляется ЧПК (совокупность ЧПК), скомпенсировать либо существенно уменьшить помеху, сохранив наряду с этим на выходе нужный сигнал. Совокупности на базе ЧПК строятся с применением запоминающих устройств (памятью помогают ультразвуковые линии задержки, потенциалоскопы либо сдвигающие регистры).

В несложной совокупности посредством, к примеру, ультразвуковой линии задержки и вычитающего устройства на выходе приобретают разность сигналов, принятых в соседних периодах повторения — реализовывают их череспериодное вычитание, которое делают на промежуточной частоте или на видеочастоте. В последнем случае перед вычитанием используют фазовое детектирование сигналов, при котором величина сигнала (на выходе детектора) зависит от его фазы довольно опорных колебаний; фаза последних привязана к фазе зондирующих импульсов.

Сигналы от цели на выходе вычитающего устройства совокупности ЧПК отсутствуют (будут скомпенсированы), в случае если цель неподвижна (т. е. есть источником пассивных помех) либо если она движется с т. н. слепой скоростью (за период повторения зондирующих импульсов удаляется от радиолокационной станции либо приближается к ней на расстояние, равное целому числу полуволн); сигналы же от цели, движущейся со скоростью, хорошей от слепой, не скомпенсируются и будут зарегистрированы.

В случае если движется источник помех, компенсация мешающих сигналов возможно достигнута введением в совокупность ЧПК нужных дополнительных фазовых сдвигов. К факторам, снижающим эффективность ЧПК на видеочастоте, не считая явления слепых скоростей, относится нежелательная амплитудная модуляция импульсов на выходе совокупности (частота модуляции равна частоте Доплера, в случае если последняя меньше половины частоты повторения зондирующих импульсов).

Эту модуляцию ликвидируют посредством 2 квадратурных каналов с опорными колебаниями, различающимися по фазе на p/2. С явлением слепых скоростей борются, используя изменяющийся период повторения зондирующих импульсов (вобуляцию частоты повторения).

Эффективность ЧПК, оцениваемая повышением отношения сигнал/помеха, зависит от скорости цели и от спектра помехи. Она возможно увеличена (при узких спектрах помехи) при помощи применения нескольких ступеней компенсации. Ещё более высокую эффективность снабжают совокупности, сочетающие многократное вычитание и весовую обработку сигналов.

Лит. см. при ст. Радиолокация.

Связанные статьи:

Поперечная компенсация, параллельное включение компенсирующих устройств в электрическую совокупность в целях трансформации реактивных параметров линий…

Умножитель частоты, электронное (реже электромагнитное) устройство, предназначенное для повышения в целое число раз частоты подводимых к нему…

Череспериодная компенсация помех

1. ЧКП, обусловленных отражениями от неподвижных объектов.

Эти устройства являются разновидностью систем СДЦ и находят применение в импульсных РЛС с большой скважностью импульсов для подавления в приемнике сигналов, отраженных от облаков ДО, подстилающей поверхности и различных неподвижных сооружений на земле.

Сигнал, отраженный от неподвижной цели

Отраженный от подвижной цели

Так как несущая частота импульсов НП остается равной w, а несущая частота отражения от цели отличается от w на ±wд в зависимости от направления движения цели, то появляется возможность компенсировать сигналы от НП. Такая компенсация, называемая череспериодной, осуществляется в тракте ПЧ приемника или видеочастоте.

Сигнал на ПЧ подается на ультразвуковую ЛЗ и усилитель У2. Линия задержки обеспечивает задержку импульсных сигналов на Ти. Напряжение с выходов У1 и У2 подаются на вычитающее устройство (ВУ) и далее на ФД, куда поступает и опорное напряжение Uоп(t). Последнее должно быть когерентным с сигналом ПЧ Uc(t).

Когерентность напряжений Uc(t) и Uоп(t) может обеспечиваться генераторами, входящими в состав РЛС, или при использовании сигналов, отраженных от неподвижного объекта. Поэтому различают РЛС с внешней и внутренней когерентностями. Типовая схема РЛС с внутренней когерентностью при использовании в передатчике магнетрона.

ГПИ – генератор пусковых импульсов;

СМГ – стабильный местный гетеродин.

На выходе СМГ образуется сигнал ПЧ wпр, синхронизирующий фазу колебаний когерентного гетеродина (КГ). Одновременно СИГНАЛ связан с СМ1, второй выход которого соединен с антенным переключателем (АП).

Вычитающим устройством первой схемы формируется напряжение

.

После ФД, выполняющего умножение на и выделение напряжения разностной фазы, имеем

Если бы на выход Прм РЛС поступал сигнал от неподвижной цели с той же интенсивностью, что и от подвижного объекта, то wд = 0 и

.

Это напряжение не зависит от времени в пределах существования импульса и равно нулю при

.

Последнее означает, что полная компенсация отражений от неподвижных объектов, возможна лишь в тех случаях, когда wпр кратна периоду повторения зондирующих импульсов. На практике ЛЗ не обеспечивает точной величины задержки на Ти. Высокое качество сохраняется при ошибке не превышающей нескольких процентов от периода

4.10.4 Устройство череспериодной компенсации

В аналоговых системах СДЦ устройства череспериодного вычитания (ЧПВ) или череспериодной компенсации (ЧПК) могут быть реализованы на вычитающих потенциалоскопах и на ультразвуковых линиях задержки (УЛЗ). Эквивалентные структурные схемы таких ЧПВ с однократным и двухкратным вычитанием представлены на рис.4.53.

Рис.4.53. Эквивалентные схемы устройств ЧПК: а − с однократным вычитанием; б − с двухкратным вычитанием

АЧХ этих устройств определяются соответственно соотношениями:

Рассмотрим особенности технической реализации устройств ЧПК на ультразвуковых линиях задержки (УЛЗ).

Скорость распространения звука значительно меньше скорости света (табл.4.5), что позволяет реализовать достаточно большое время задержки при приемлемых размерах линии.

Структурная схема устройства ЧПК на УЛЗ показана на рис.4.54. В УЛЗ (рис.4.55) электромагнитная энергия преобразуется в энергию ультразвуковых колебаний с помощью входного пьезоэлектрического преобразователя (кристаллы кварца, титаната бария и т.д.). Выходной преобразователь осуществляет обратное преобразование.

Скорость распространения ультразвука, м/с

Температурный коэфф. изменения скорости при 20 о С

В качестве звукопровода могут применяться: ртуть, вода, плавленный кварц, монокристаллы солей NaCl, KCl, BaF2 и др. Для уменьшения габаритов в ней используют многократные отражения.

Рис.4.54. Структурная схема устройства ЧПК на УЛЗ

Рис.4.55. Основные элементы УЛЗ

К УЛЗ предъявляются следующие основные требования: минимально возможные искажения и ослабление задерживаемых сигналов; минимальный уровень паразитных отражений; высокая стабильность времени задержки.

Для обеспечения первого требования пьезоэлектрический преобразователь должен возбуждаться радиоимпульсами на частоте, близкой или равной его резонансной частоте. С этой целью видеоимпульсы с выхода ФД преобразуются в радиоимпульсы с помощью модулирующего гетеродина и модулятора (рис.4.54). Принцип переноса спектра видеосигналов в область радиочастот иллюстрируется эпюрами, показанными на рис.4.56.

Ослабление сигналов при прохождении УЛЗ вызывается затуханием энергии сигналов в преобразователях, среде и отражателях. Суммарный коэффициент ослабления сигналов при прохождении через УЛЗ может достигать 60-70 дБ. Поэтому после УЛЗ необходимо усиливать сигналы до уровня, достаточного для линейного детектирования или нормальной работы последующих устройств.

В любой реальной ЛЗ имеют место многократные паразитные отражения энергии, возникающие на границе сред с различными акустическими сопротивлениями. Источниками этих отражений могут быть приемный и передающий преобразователи, торцы звукопровода, держатели преобразователей и другие конструктивные элементы линии.

Смотрите так же:  Требования к передвижным компрессорным установкам

Рис.4.56. Принцип переноса спектра видеосигналов в область радиочастот

Для уменьшения влияния паразитных отражений применяются следующие способы.

1. Обеспечение такого затухания энергии в линии, при котором отражения, вторично попадая на выходной преобразователь, не превышали бы уровень шумов. Необходимое ослабление отражений обычно достигается подбором вида звукопроводящей среды и несущей частоты передаваемых сигналов (5-35 МГц).

2. Поглощение энергии отражений в пространстве за преобразователем достигается с помощью применения поглощающих насадок, представляющие собой геометрические тела особой конфигурации, исключающие попадание паразитных отражений в звукопровод.

Важным при реализации устройств ЧПК является обеспечение равенства периода повторения импульсов Тп суммарному времени задержки в УЛЗ Тлз и компенсирующем усилителе Тку. Одна из таких возможных причин неравенства – зависимость времени Тлз от температуры.

Чтобы обеспечить равенство Тп = Тлз + Тку целесообразно использовать для регулирования периода повторения импульсов ту же УЛЗ, которая применяется для ЧПК.

С целью обеспечения индентичности АЧХ задерживающего и прямого каналов в состав последнего входят аттенюатор, имитирующий затухание в УЛЗ, и компенсирующий усилитель, подобный используемому после УЛЗ.

Для компенсации действия дополнительной задержки при запуске Тзап в компенсирующем усилителе прямого канала после детектора включается специальная (обычно регулируемая электрически) ЛЗ с временем задержки Тзад равным Тзад = Тзап + Тку.

Равенство коэффициентов усиления задерживающего и прямого каналов поддерживается с помощью дифференциальной АРУ (ДАРУ) с постоянной времени, значительно превышающей Тп (рис.4.54).

В качестве схемы вычитания в устройствах ЧПК на УЛЗ может применяться дифференциальный детектор (рис.4.57). Если обе половины дифференциального детектора имеют одинаковые параметры и характеристики, то сигнал на выходе детектора

где kД − коэффициент передачи детекторов, UвхЗ, UвхПР – амплитуды соотвестсвенно задерживающего и прямого сигналов на входе дифференциального детектора.

Рис.4.57. Дифференциальный детектор

Таким образом, нескомпенсированные сигналы могут быть как положительной, так и отрицательной полярности. Дальнейшее их усиление и преобразование определяется кратностью вычитания и особенностями устройства накопления сигналов (индикатора).

Книги / Обработка сигналов и вычислительная техника

Помехозащита радиоэлектронных систем управления летательными аппаратами и оружием

Рассмотрены теоретические основы и принципы построения помехозащищенных бортовых радиоэлектронных систем. Проанализированы методы, устройства и алгоритмы защиты радиолокационных станций самолетов и головок самонаведения ракет от помех, а также показана их эффективность. Дан анализ перспективных средств создания помех и способов борьбы с ними.
Для инженеров и научных работников. Может быть полезна студентам и преподавателям вузов.

М: Издательство «Радиотехника», 2017 г. – 416 стр.: , ил.

ISBN 978-5-93108-141-0
Формат: 60×90/16, Переплет

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ

1.1. Радиолокационная система и ее основные режимы работы

1.2. Критерий и показатели эффективности систем

1.3. Классификация помех радиолокационным системам

1.4. Воздействие помех на радиолокационные системы

1.4.1. Искажение формы сигнала

1.4.2. Перегрузка приемника

1.4.3. Подавление сигнала в нелинейных элементах приемника

1.4.4. Маскировка полезного сигнала помехами

1.4.5. Имитация полезного сигнала и внесение ложной информации

1.4.6. Воздействие радиопомех на моноимпульсные радиолокационные системы

1.5. Помехоустойчивость радиолокационных систем и ее количественные показатели

1.5.1. Показатели помехоустойчивости

1.5.2. Дальность обнаружения цели импульсно-доплеровской РЛС с ВЧП при действии совмещенной с целью шумовой помехи

1.5.3. Дальность обнаружения цели РЛС с СЧП при действии совмещенной с целью шумовой помехи

1.6. Методы повышения помехоустойчивости и скрытности

1.7. Принципы построения средств обеспечения помехоустойчивости

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОМЕХОВЫХ СИГНАЛОВ

2.1. Математические модели помех различного вида

2.2. Корреляционные функции и спектральные характеристики естественных помех и мешающих отражений

2.3. Пространственно-временные характеристики источников помеховых сигналов

2.4. Корреляционные функции пассивных имитирующих помех

2.5. Энергетические соотношения в радиолокации, радиотехнической разведке и при подавлении РЛС

2.5.1. Дальность действия импульсной РЛС

2.5.2. Дальность действия РЛС с непрерывным излучением

2.5.3. Учет поглощения радиоволн в атмосфере на максимальную дальность РЛС

2.5.4. Дальность обнаружения излучения РЛС

2.5.5. Энергетические соотношения при подавлении РЛС

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ И ОЦЕНИВАНИЯ ИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ПОМЕХ

3.1. Постановка задачи синтеза

3.2. Методы решения интегрального уравнения Фредгольма

3.3. Оптимальные алгоритмы обнаружения когерентных сигналов

3.4. Потенциальные характеристики эффективности обнаружения сигнала на фоне помех

3.5. Обнаружение сигнала с неизвестными параметрами

3.5.1. Обнаружение импульсного сигнала с неизвестным временным положением

3.5.2. Обнаружение сигнала с неизвестной частотой

3.5.3. Статистические законы распределения выборок максимальных значений. Эффективность обнаружения

3.6. Фильтрация параметров электромагнитного поля при действии помех

АЛГОРИТМЫ ВТОРИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В УСЛОВИЯХ ПОМЕХ

4.1. Основные методы пеленгации источников излучения

4.2. Измерение угловых координат источника помех

4.3. Типы и характеристики угловых дискриминаторов

4.4. Алгоритмы сопровождения целей в условиях помех

4.5. Особенности сопровождения маневрирующих объектов

4.5.1. Алгоритмы идентификации и адаптивной фильтрации

4.5.2. Многомодельные фильтры

4.6. Идентификация помех, действующих по боковым лепесткам

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ

5.1. Оптимальный алгоритм обнаружения сигналов при действии помех, не совмещенных с целью

5.2. Эффективность оптимального алгоритма пространственной обработки

5.3. Обеспечение помехоустойчивости радиолокационных систем по боковым лепесткам ДНА

5.3.1. Некогерентный компенсатор помех по боковым лепесткам

5.3.2. Когерентные компенсаторы помех по боковым лепесткам

5.4. Бланкирование помех, принятых по боковым лепесткам. Угловое стробирование

5.5. Адаптивный компенсатор помех по боковым лепесткам диаграммы направленности

5.6. Поляризационные методы обеспечения помехоустойчивости

5.6.1. Общие сведения о поляризации

5.6.2. Оптимальный и квазиоптимальные алгоритмы обнаружения сигнала на фоне помехи, отличающейся от сигнала только поляризацией

5.6.3. Эффективность поляризационной селекции

ЧАСТОТНЫЕ И ВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ

6.1. Оптимальный алгоритм обнаружения сигналов при действии помех, отличающихся частотными параметрами

6.2. Эффективность оптимального алгоритма частотной обработки

6.3. Селекция движущихся целей

6.3.1. Общие сведения об устройствах и алгоритмах СДЦ

6.3.2. Череспериодная компенсация пассивных помех

6.3.3. Фильтровые системы селекции движущихся целей

6.3.4. Особенности обеспечения устойчивости к действию пассивных помех в импульсно-доплеровских радиолокационных системах

6.4. Изменение рабочей частоты радиолокационных систем

6.5. Оптимальный алгоритм обнаружения сигнала при действии помехи, отличающейся временными параметрами

6.6. Квазиоптимальные методы обеспечения устойчивости к помехам, отличающимся от полезного сигнала временем задержки, периодом повторения и длительностью импульсов

6.6.1. Селекция импульсов по временному положению

6.6.2. Селекция импульсов по периоду повторения

6.6.3. Селекция импульсов по длительности

АМПЛИТУДНЫЕ, КОМБИНИРОВАННЫЕ И ДРУГИЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

7.1. Оптимальный алгоритм обнаружения сигнала при действии помехи, отличающейся от сигнала только амплитудой

7.2. Амплитудное ограничение

7.3. Накопление сигнала

7.4. Защита приемника и системы обработки сигналов от перегрузки

7.4.1. Усилители с логарифмической амплитудной характеристикой

7.4.2. Автоматическая регулировка усиления

7.4.3. Загрубление приемного канала

7.4.4. Стабилизация вероятности ложной тревоги

7.5. Обнаружение слабых сигналов. Нормировка входного сигнала

7.6. Амплитудно-частотный метод обеспечения помехоустойчивости

7.7. Пространственно-временной метод обеспечения помехоустойчивости

7.8. Функциональная обработка сигналов и помех

КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ И АДАПТАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ПОМЕХОЗАЩИТЫ

8.1. Общие сведения о комплексировании устройств обнаружения сигналов и оценивания их параметров

8.2. Оптимальный комплексный обнаружитель сигнала при действии помех

8.3. Оптимальные комплексные алгоритмы и устройства оценивания параметров сигнала в условиях помех

8.3.1. Оптимальный инвариантный комплексный измеритель

8.3.2. Оптимальный неинвариантный комплексный измеритель

8.4. Основы теории адаптации

8.5. Адаптивные методы обеспечения помехоустойчивости

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СКРЫТНОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

9.1. Скрытность и ее основные показатели

9.2. Оптимальный метод обеспечения скрытности РЛС

9.2.1. Оптимальное обнаружение неизвестного сигнала

9.2.2. Оценка параметров сигнала

9.2.3. Характеристики скрытности РЛС

9.3. Квазиоптимальные методы обеспечения скрытности РЛС

9.4. Методы обеспечения скрытности, основанные на использовании энергетической избыточности РЛС

9.4.1. Пространственные методы обеспечения скрытности

9.4.2. Частотные методы обеспечения скрытности

9.4.3. Временные методы обеспечения скрытности

9.4.4. Амплитудные методы обеспечения скрытности

9.5. ЭМС радиоэлектронного оборудования самолета

9.5.1. Организационно-технические меры обеспечения ЭМС

9.5.2. Конструктивно-технологические меры обеспечения ЭМС

9.5.3. Системно-технические меры обеспечения ЭМС

Возможно Вас заинтересует:

  • Федеральный закон о ветеранах боевых действий в афганистане Какие льготы положены ветеранам боевых действий в 2019 году? С 1 февраля 2019 года увеличилась денежная выплата ветеранам боевых действий – это категория федеральных льготников, пользующихся особой поддержкой государства. Кроме того, в […]
  • Приказ о закреплении автомобиля за сотрудником бланк Примерная форма приказа о закреплении автомобилей за сотрудниками (подготовлено экспертами компании "Гарант") Приказ о закреплении автомобилей за сотрудниками г. [ место издания приказа ] [ число, месяц, год ] В целях обеспечения сохранности и […]
  • Льготы на покупку машины Какие автомобили подходят под льготный автокредит? Предлагаем Вашему вниманию список автомобилей, которые можно приобрести по государственной программе льготного автокредитования и субсидирования. Данная программа начала свое действие еще в 2015 […]
  • Гражданско-правовая ответственность за нарушение персональных данных Ответственность за нарушение закона о персональных данных Лицам, нарушившим требования закона о персональных данных, в зависимости от конкретных обстоятельств и серьезности деяния может грозить не только административная и уголовная […]
  • Как восстановить документы на квартиру в собственности Как и где восстановить документы на квартиру при утере? Пропажа документов на квартиру – весьма неприятное происшествие. Однако своевременные и правильные действия помогут минимизировать затраченное время и средства на восстановление документов и […]
  • Ст 116 как снять судимость Как снять судимость по ст 116 ч 1 УК РФ, если прошло 7 лет? 03.06.2010 мировым судьей суд участка 114 г.норильска район Талнах ст 116 ч.1 ук рф.штраф.когда возможность снять ст?почему у меня уже 7 лет не смогла снять ст.куда обратиться? Ответы […]

Author: admin