Спосіб вимірювання коефіцієнта придушення перешкод кореляційного автокомпенсатора та пристрій для
Винахід відноситься до радіолокації, зокрема пеленгації постановників активних шумових перешкод. Технічний результат полягає у вимірі коефіцієнта придушення кореляційного автокомпенсатора перешкод в умовах, коли немає різниці між корисним сигналом і перешкодою. Для цього обчислюється відношення сигналів, що приймаються додатковою антеною, що має провал у напрямку головної пелюстки діаграми спрямованості основної антени, і сигналу з виходу автокомпенсатора. Запропоновано пристрій для реалізації способу вимірювання коефіцієнта придушення автокомпенсатора. Даний пристрій містить основну і додаткову антени, виходи яких з'єднані з основним і компенсаційним входами кореляційного автокомпенсатора, який додатково введені два аналого-цифрових перетворювача і блок обчислення відношення сигналу, причому вхід першого аналого-цифрового перетворювача з'єднаний з виходом кореляційного автокомпенсатора, з виходом додаткової антени, при цьому виходи аналого-цифрових перетворювачів з'єднані з входами блоку обчислення відношення сигналу, вихід якого є виходом пристрою. 2 с.п.ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до радіолокації, зокрема пеленгації постановників активних шумових перешкод (ПАШП). При їх пеленгації "корисні" сигнали та завадові мають однакову структуру. "Корисним" вважається сигнал джерела перешкод, що знаходиться в головній пелюстці діаграми спрямованості, а сигнали постановників, що впливають по бічним пелюсткам діаграми спрямованості (ДН) антени, - завадовими та повинні компенсуватися кореляційним автокомпенсатором.
В реальнихситуаціях під час пеленгації ПАШП часто потрібна інформація про коефіцієнт придушення перешкод в адаптивних пристроях для кожного кутового напрямку. Знання коефіцієнта придушення дозволяє правильно оцінити потужність перешкод на виході пристрою адаптації, а відтак визначити поріг виявлення при автоматизованому виявленні. Останнє особливо важливо у разі пеленгації щодо слабких ПАШП на фоні сильних, що впливають по бічних пелюстках ДН антени. Тому що в цьому випадку менш інтенсивні ПАШП можуть виявитися пропущеними.
Коефіцієнт придушення автокомпенсатора визначається як відношення [1] де Pп вх, Pп вих – потужність перешкодового сигналу на вході та виході кореляційного автокомпенсатора.
Відомий спосіб визначення коефіцієнта придушення кореляційного автокомпенсатора (АКП), заснований на використанні сигналу спеціального джерела (генератора) шуму і полягає в обчисленні відношення де Pгш вих АКПвикл, Pгш вих АКПвкл - потужності сигналу генератора шуму на виході пристрою адаптації при вимкненому і включеному АКП відповідно.
Найбільш близьким рішенням, що збігається з заявляється способом з більшості істотних ознак, є спосіб, заснований на обчисленні відносини [2].
де Pвих АКПвикл, PвихАКПвкл - потужності перешкодових коливань на виході пристрою адаптації при вимкненому та включеному АКП відповідно.
Слід зазначити, що всі перераховані вище способи абсолютно непридатні для вимірювання коефіцієнта придушення перешкод адаптивних пристроях, що здійснюють пеленгацію джерел стохастичних (шумових) сигналів. У цьому випадку корисний сигнал має шумову структуру, повністю подібну до структури перешкодових (заважають) сигналів, т.к. останні при дії по головномупелюстку ДН антени, своєю чергою, є корисними сигналами.
У першому способі (2) інформація про коефіцієнт придушення не залежить від завадової обстановки, а його значення (при повністю справній апаратурі) буде завжди близько до свого паспортного значення, реальне значення залишається невідомим.
У другому способі (3) мають місце труднощі, пов'язані з неможливістю визначення рівня АПШ через вплив корисного сигналу, що має однакову структуру з перешкодами. Крім того, спосіб вимагає тимчасових витрат, пов'язаних з включенням, виключенням АКП, що при нестаціонарності перешкод, що завжди має місце при огляді простору, неминуче призводитиме до суттєвих похибок у визначенні коефіцієнта придушення АКП. Таким чином, недоліком прототипу є неможливість отримання реального значення коефіцієнта придушення АКП адаптивних пристроях обробки при пеленгації джерел АШП.
Метою пропонованого способу є отримання коефіцієнта придушення АКП, найбільш близького до реального при дії по головному пелюстку ДН помехопостановителя значно меншої інтенсивності, ніж по бічних пелюстках (фіг.1).
Поставлена мета вирішується квазіоптимальним способом визначення коефіцієнта придушення перешкод адаптивних пеленгаторах, сутність якого полягає в наступному. За рівень перешкод, що приймаються бічними пелюстками основної антени, приймається рівень перешкод додаткової антени, діаграма спрямованості якої має провал у напрямку основної пелюстки, а на інших напрямках має рівень, що перевищує рівень основної антени на 3 дБ (фіг.1). Тут суцільною лінією позначена діаграма спрямованості основної антени, штрихової - ДН додаткової антени, кутовий напрямок виражено вЧастиною ширини ДН основної антени, стрілками вказані положення перешкодоустановників з інтенсивностями, пронормованими до потужності власних шумів приймального тракту. Заявляється пристрій, що реалізує пропонований спосіб, наведено на фіг.2, де введені наступні позначення: 1 - основна антена, 2 - кореляційний автокомпенсатор, 3 - суматор, 4 - аналого-цифровий перетворювач, 5 - додаткова антена, 6 - підсилювач регульований, 7 - блок обчислення відношення сигналів; 8 - перемножувач-усреднитель (пристрій визначення кореляційного моменту перешкод).
Пристрій містить основну 1 і додаткову антени 5, виходи яких є входами пристрою, послідовно з'єднані кореляційний автокомпенсатор перешкод 2, що містить послідовно з'єднані перемножувач-усреднитель 8, регульований підсилювач 6 і суматор 3, при цьому вихід додаткової антени 5 з'єднаний з першими входами та перемножувача-усреднителя 8, другий вхід якого з'єднаний з виходом суматора 3, що є виходом АКП. Другий вхід суматора 3 з'єднаний з виходом основної антени 1. Вихід АКП 2 через аналого-цифровий перетворювач 4 з'єднаний з першим входом блоку обчислення відношення сигналів 7, другий вхід якого через 2-й аналого-цифровий перетворювач 4 з'єднаний з виходом додаткової антени 5. Вихід блоку обчислення відношення сигналів 7 є виходом пристрою.
Пристрій працює наступним чином. З виходу основної антени на вхід АК надходить адитивна суміш "корисного" і перешкодових сигналів де G o c і G ni - коефіцієнти посилення основної антени в напрямку сигналу та i-го постановника перешкод по основному та бічним пелюсткам відповідно; 2 c і 2 пi - потужності сигналу та i-ої перешкоди відповідно; 2 ш - внутрішнішуми приймальних каналів
З виходу додаткової антени на компенсаційний вхід АК надходить суміш перешкодових коливань У цьому випадку співвідношення між рівнем перешкод у додатковій антені та рівнем перешкод на виході суматора 3 при включеному автокомпенсатор з коефіцієнтом придушення Kп визначатиметься виразом <4 де G д c і G д i - коефіцієнти посилення додаткової антени в напрямку сигналу і i-го постановника перешкод відповідно.
З огляду на знайдемо з (6) виміряний коефіцієнт придушення.
де - потужність перешкод додаткової антени 5; - потужність залишків перешкод на виході автокомпенсатора 2.
Значення потужностей перешкод на виходах додаткової антени та автокомпенсатора перетворюються на цифровий код аналого-цифровими перетворювачами 4, після чого в блоці обчислення відношення сигналів 7 визначається їх відношення відповідно до виразу (8). Слід зазначити, що вираз (8) з достатньою мірою точності справедливо лише за умов (7). За інших умов проблема визначення точного значення коефіцієнта придушення АКП не стоїть, так як і не існує проблеми виявлення сильних джерел випромінювань на тлі слабких.
Результати розрахунків Kп відповідно до виразів (3) і (8) наведені на фіг. 3. Розрахунки проводилися за умови, що постановник "перешкодного" сигналу відносною інтенсивністю 400 впливає по першому бічному пелюстку ДН основної антени, що має рівень 20 дБ (фіг.1), коефіцієнт придушення автокомпенсатора - 10 дБ.
На фіг.3 суцільною лінією 1 показана залежність Kп від потужності "корисного" сигналу для заявляється способу і пристрою, що його реалізує, і прототипу - суцільною лінією 2. З наведених залежностей слід, що за відсутностікорисного сигналу коефіцієнт придушення перешкод, який визначається обома способами, - 10 дБ і відповідає реальному значенню. Зі збільшенням потужності корисного сигналу виміряні значення коефіцієнта придушення значно різняться. Наприклад, при значенні 2 c = 10 виміряне значення Kп для прототипу дорівнює 5 дБ, а у запропонованого способу і пристрою 9 при реальному Kп= 10. Таким чином, виграш в точності визначення Kп за рахунок використання способу, що заявляється, і пристрою, що його реалізує, становить 3 дБ за відмінності виміряних і реальних значень Kп вдвічі.
Таким чином, розглянута пропозиція забезпечує відповідність заявляється критерію: "технічне рішення задачі" і "позитивний ефект".
Аналіз науково-технічної, патентної та кон'юнктурно-економічної інформації показав, що пропонований спосіб та пристрій, що його реалізує, є новими та відповідають критерію "винахідницький рівень".
Необхідність використання способу, що заявляється, і пристрою полягає в прагненні мати значення коефіцієнта придушення автокомпенсатора, найбільш близького до реального значення при пеленгації слабких постановників на тлі сильніших.
Порівняння способу, що заявляється, і пристрої з іншими технічними рішеннями показує: додаткова антена, кореляційний автокомпенсатор, блок обчислення відношення сигналів широко відомі [3, 4].
Однак при їх введенні у зазначеному зв'язку в пристрій вищевказані елементи виявляють нові властивості, що дозволяють точніше визначати коефіцієнт придушення автокомпенсатора при пеленгації слабких постановників на тлі сильніших. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявляється критерію "суттєві відмінності".
Джерела інформації: 1.Ширман Я.Д. Теоретичні засади радіолокації. -М: Рад. радіо, 1970, 560 с.
2. Батурін І. Г., Гомозов В.І., Єкімов В.Ф. та ін. Теорія та техніка генерування, випромінювання та прийому радіолокаційних сигналів. / За ред. Ю.М. Сєдишева, -Харків: ВІРТА, 1984, 650 с.
3. Монзінго Р. А., Міллер Г.У. Адаптивні антенні решітки: Введення в теорію: Пер. з англ. -М: Радіо і зв'язок, 1986, 448 с.
4. Алмазов В.Б., Манжос В.М. Отримання та обробка радіолокаційної інформації. -Харків: ВІРТА, 1985, 427 с.
1. Спосіб вимірювання коефіцієнта придушення перешкод кореляційного автокомпенсатора, який відрізняється тим, що обчислюють відношення сигналів, прийнятих додатковою антеною, що має провал у напрямку головної пелюстки діаграми спрямованості основної антени, і вихідного сигналу автокомпенсатора.
2. Пристрій для реалізації способу по п.1, що містить основну і додаткову антени, виходи яких приєднані до основного і компенсаційного входів автокомпенсатора, що містить послідовно з'єднані перемножник-усреднитель, підсилювач регульований і суматор, при цьому другий вхід суматора є основним входом автокомпенсатора, а з'єднані між собою другі входи регульованого підсилювача і перемножувача-усреднителя - компенсаційним входом автокомпенсатора, вихід суматора, з'єднаний з першим входом перемножувача-усреднителя є виходом автокомпенсатора, що відрізняється тим, що в нього додатково введені два аналого-цифрових перетворювача і блок обчислення відносин сигналів, вхід першого аналого-цифрового перетворювача з'єднаний з виходом автокомпенсатора, а вхід другого аналого-цифрового перетворювача з'єднаний з виходом додаткової антени, при цьому виходи першого та другого аналого-цифрових перетворювачівз'єднані відповідно з першим та другим входами блоку обчислення відношення сигналів, вихід якого є виходом пристрою.