RU2038606C1 - Low-altitude noise-immuned radar - Google Patents

Abstract

FIELD: ground radar for detection of low-altitude targets. SUBSTANCE: radar includes meter 1 of elevation angle of clutter former, antenna system 2, two-beam reflector-type receiving antenna 3, excitation sources 4 and 5 for reception of lower and upper beams correspondingly, receivers 6 and 7, controlled phase inverter 8, amplitude limiters 9 and 10, subtracter 11, amplitude detector 12, unit 13 of target detection and range. EFFECT: suppression of intensive sighting noises, improved signal-to-noise ratio. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в наземных РЛС обнаружения маловысотных целей и в приемных установках радиолиний связи для защиты от активных прицельных радиопомех высокой интенсивности, угол прихода которых не совпадает с углом места полезного сигнала. The invention relates to radio engineering and can be used in ground-based radars for detecting low-altitude targets and in receiving installations of communication lines to protect against high-intensity active sighting radio interference, the angle of arrival of which does not coincide with the elevation angle of the useful signal.

Известен адаптивный компенсатор активных помех для радиолокационного приемника (патент США N 4544926, кл. G 01 S 7/36, опубл. 1985). Приемник этого устройства принимает эхо-сигналы щели совместно с сигналами активных помех. Прием сигналов осуществляется двумя антеннами, имеющими взаимно ортогональную линейную поляризацию. Эти антенны связаны с двумя приемными каналами, в каждом из которых имеется компенсатор с обратной связью, который подавляет помеху и выделяет эхо-сигнал цели. Для обнаружения цели выбирают канал, в котором интенсивность сигнала выше. Known adaptive active noise equalizer for a radar receiver (US patent N 4544926, CL G 01 S 7/36, publ. 1985). The receiver of this device receives slot echoes along with active interference signals. Reception of signals is carried out by two antennas having mutually orthogonal linear polarization. These antennas are connected to two receiving channels, each of which has a feedback compensator, which suppresses interference and emits a target echo. To detect the target, select a channel in which the signal intensity is higher.

Однако это устройство не может подавлять прицельные радиопомехи, длительность которых равна или меньше длительности импульса зондирующих сигналов РЛС. Это объясняется тем, что для автоматической настройки в режим подавления помехи в процессе работы адаптивный компенсатор затрачивает время, превышающее длительности импульса эхо-сигнала цели. В результате эхо-сигнал цели не будет подавлен компенсатором, а продолжительная помеха эффективно подавляется. Активные помехи в виде радиоимпульсов короткой длительности такой компенсатор подавить не успевает, так же как и короткие эхо-сигналы цели, и, наоборот, полезные сигналы большой протяженности такой компенсатор будет подавлять как помехи. However, this device cannot suppress targeted interference, the duration of which is equal to or less than the pulse width of the probing radar signals. This is explained by the fact that for automatic tuning to the mode of suppressing interference during operation, the adaptive compensator spends a time exceeding the duration of the pulse of the target echo signal. As a result, the echo of the target will not be suppressed by the compensator, and continuous interference is effectively suppressed. Such a compensator does not have time to suppress active interference in the form of short-duration radio pulses, as well as short echo signals of the target, and, conversely, useful compensator signals of a great length will suppress such interference.

Наиболее близкой к предлагаемой является амплитудно-разностная РЛС (Радиолокационные устройства/Под ред. В. В.Григоряна-Рябова. М. Сов.радио, 1970, с. 442), которую можно использовать, например, для обнаружения целей, измерения дальности и угла места цели и сопровождения цели по углу места. В этом случае зеркальная приемная антенна прототипа содержит два одинаковых разнесенных по высоте облучателя, первый из которых расположен выше фокуса параболического зеркала антенны, а второй ниже фокуса. Зеркальная антенна формирует две одинаковые, смещенные по углу места диаграммы направленности, первая из которых смещена по углу места вниз по оси зеркала, а вторая вверх. Равносигнальное направление совпадает с осью зеркала антенны. Closest to the proposed one is the amplitude-difference radar (Radar devices / Edited by V.V. Grigoryan-Ryabov. M. Sov.radio, 1970, p. 442), which can be used, for example, to detect targets, measure ranges and the elevation of the target and tracking the target by elevation. In this case, the mirror receiving antenna of the prototype contains two equally spaced apart irradiators in height, the first of which is located above the focus of the parabolic mirror of the antenna, and the second below the focus. The mirror antenna forms two of the same, shifted in the elevation angle of the radiation pattern, the first of which is shifted in elevation down the axis of the mirror, and the second up. The equal-signal direction coincides with the axis of the antenna mirror.

Принимаемые эхо-сигналы цели с выходов первого и второго облучателей антенны подаются соответственно в первый и второй каналы приема. В этих двух приемных каналах сигналы усиливаются, преобразуются на промежуточную частоту с помощью смесителей и общего гетеродина, детектируются и подаются на устройство вычитания. Напряжение на выходе устройства вычитания содержит информацию об угле места цели и пропорционально этому углу. Это напряжение может быть также использовано в системе управления антенной при автосопровождении цели по углу места. Импульсный эхо-сигнал цели, принимаемый по одному из двух приемных каналов до устройства вычитания, можно использовать также для обнаружения цели и измерения дальности цели. Received target echoes from the outputs of the first and second antenna feeds are respectively supplied to the first and second reception channels. In these two receiving channels, the signals are amplified, converted to an intermediate frequency using mixers and a common local oscillator, are detected and fed to the subtraction device. The voltage at the output of the subtraction device contains information about the elevation angle of the target and is proportional to this angle. This voltage can also be used in the antenna control system for auto tracking the target in elevation. The target pulse echo received on one of the two receiving channels to the subtractor can also be used to detect the target and measure the target's range.

Недостатком прототипа является то, что он практически не может обнаружить цели и измерять координаты целей при наличии интенсивных прицельных активных радиопомех на рабочей частоте РЛС. Когда источник таких радиопомех не находится на борту цели и угломестное направление на этот источник не совпадает с углом места цели, прототип может лишь пеленговать источник радиопомех по углу места, а обнаружение и сопровождение цели сильно затруднено и зачастую невозможно. The disadvantage of the prototype is that it practically cannot detect targets and measure the coordinates of targets in the presence of intense targeted active radio interference at the operating frequency of the radar. When the source of such radio interference is not on board the target and the elevation direction to this source does not coincide with the elevation angle of the target, the prototype can only detect the radio interference source in elevation, and the detection and tracking of the target is very difficult and often impossible.

Задачей изобретения является защита от интенсивных активных прицельных радиопомех произвольной длительности, угол прихода которых не совпадает с углом места маловысотной цели. The objective of the invention is to protect against intense active sighting radio interference of arbitrary duration, the angle of arrival of which does not coincide with the elevation angle of the low-altitude target.

Для этого в маловысотную помехозащищенную РЛС, содержащую двухлучевую приемную зеркальную антенну с двумя одинаковыми облучателями, один из которых расположен выше фокуса зеркала, а другой ниже, два приемных канала, входы которых связаны с соответствующими облучателями антенны, амплитудный детектор и устройство вычитания, вычитающее выходные напряжения приемных каналов, введен измеритель угла места Q_п постановщика помех, нижний луч двухлучевой приемной антенны направлен горизонтально, а верхний луч смещен вверх по углу места на половину угломестной ширины его диаграммы направленности по нулям, в каждом приемном канале до устройства вычитания установлены амплитудные ограничители с одинаковым порогом ограничения, амплитудный детектор установлен на выходе устройства вычитания, в приемном канале верхнего луча между выходом приемника по промежуточной частоте и амплитудным ограничителем установлен управляемый фазовращатель, изменяющий фазу выходного напряжения приемника верхнего луча на величину
φ

· sinθ_п+

[1+signF(θ_п-2θ_o)-signF(θ_п)] (1) где h высота подъема антенны над земной поверхностью;
λ длина волны;
θ_п угол прихода помехи, измеренный измерителем угла места постановщика помех;
θ_o угол наклона оси зеркала антенны вверх, равный четверти угломестной ширины диаграммы направленности верхнего луча антенны по нулям;
F(θ_п-2θ_о,F θ_п) значения нормированных диаграмм направленности верхнего и нижнего лучей антенны соответственно в направлении постановщика помех;
sign знак числа.To do this, into a low-altitude noise-protected radar containing a two-beam receiving mirror antenna with two identical irradiators, one of which is located above the mirror focus and the other below, two receiving channels, the inputs of which are connected to the corresponding antenna irradiators, an amplitude detector and a subtraction device that subtracts output voltages of the receiving channels, a ground angle meter Q _{p of} the jammer is introduced, the lower beam of the two-beam receiving antenna is directed horizontally, and the upper beam is shifted upward along the floor angle at a different angular width of its radiation pattern at zeros, amplitude limiters with the same limit threshold are installed in each receiving channel to the subtraction device, an amplitude detector is installed at the output of the subtraction device, a controlled phase shifter is installed in the receiving channel of the upper beam between the receiver output at an intermediate frequency and the amplitude limiter, changing the phase of the output voltage of the upper beam receiver by
φ

Sinθ _n +

[1 + signF (θ _n -2θ _o ) -signF (θ _n )] (1) where h is the antenna elevation height above the earth's surface;
λ wavelength;
θ _{p the} angle of arrival of the interference, measured by the angle meter elevator interference;
θ _{o the} angle of inclination of the axis of the antenna mirror up, equal to a quarter of the elevation width of the radiation pattern of the upper beam of the antenna at zero;
F (θ _p -2θ _o , F θ _p ) the values of the normalized radiation patterns of the upper and lower rays of the antenna, respectively, in the direction of the jammer;
sign the sign of the number.

При этом приемную антенну РЛС по углу места не вращают и цель по углу места не сопровождают, так как задача предложенной РЛС состоит только в обнаружении маловысотных целей при наличии интенсивных прицельных радиопомех и измерении дальности и азимута такой цели. Кроме того, из состава устройства-прототипа исключен один из двух амплитудных детекторов и схема управления антенной по углу места. At the same time, the receiving radar antenna is not rotated in elevation and the target is not accompanied in elevation, since the task of the proposed radar is only to detect low-altitude targets in the presence of intense targeted interference and measure the range and bearing of such a target. In addition, one of two amplitude detectors and an antenna elevation control circuit were excluded from the structure of the prototype device.

На фиг. 1 представлена упрощенная структурная схема приемной части предлагаемого устройства, а также условно показаны приемная двухлучевая вертикальная антенна РЛС с двумя облучателями, антенная система измерителя угла постановщика помех и диаграммы направленности антенн. In FIG. 1 shows a simplified block diagram of the receiving part of the proposed device, and also conventionally shows the receiving two-beam vertical radar antenna with two irradiators, the antenna system of the angle meter of the jammer and the antenna pattern.

Маловысотная помехозащищенная РЛС содержит измеритель 1 угла места постановщика помех 1 со своей антенной системой 2 в виде двух разнесенных по высоте элементов, принимающих помеху, двухлучевую приемную зеркальную антенну, состоящую из параболического зеркала 3 и облучателей 4 и 5 нижнего и верхнего лучей соответственно, приемники 6 и 7, управляемый фазовращатель 8, амплитудные ограничители 9 и 10, блок 11 вычитания, амплитудный детектор 12, блок 13 обнаружения и измерения дальности до цели и передатчик 14. The low-altitude noise-protected radar contains an angle measuring device 1 of the jammer 1 with its antenna system 2 in the form of two spaced-apart elements receiving interference, a two-beam receiving mirror antenna consisting of a parabolic mirror 3 and irradiators 4 and 5 of the lower and upper rays, respectively, receivers 6 and 7, a controlled phase shifter 8, amplitude limiters 9 and 10, a subtraction unit 11, an amplitude detector 12, a target detection and measurement unit 13, and a transmitter 14.

Принцип действия предложенного устройства поясняется следующим. Для борьбы с активными прицельными помехами высокой интенсивности и произвольной длительности на несущей частоте полезного эхо-сигнала (в том числе и с ответными импульсными помехами) использовано отличие углов прихода помехи и эхо-сигнала в угломестной плоскости. The principle of operation of the proposed device is illustrated as follows. To combat active impact interference of high intensity and arbitrary duration at the carrier frequency of the useful echo signal (including response pulse interference), we used the difference between the arrival angles of the interference and the echo signal in the elevation plane.

Нижний луч приемной зеркальной антенны является основным и принимает эхо-сигналы маловысотных целей, а также попадающие в него помехи. Верхний луч приемной зеркальной антенны является вспомогательным и принимает главным образом помеху, которая затем используется для подавления помехи в основном приемном канале (приемник 6) нижнего луча. Эхо-сигналы маловысотных целей верхний луч приемной зеркальной антенны 3 почти не принимает, так как нижний первый нуль этого луча направлен в горизонтальном направлении. Кроме того, верхний луч приемной зеркальной антенны 3 практически не принимает отраженные от земли радиоволны. С учетом этих замечаний комплексная амплитуда напряжения помехи

на выходе приемника 7 верхнего луча определяется следующим выражением:

= K_уλ

F(θ_п-2θ_o)e

e

, (2) где К_у коэффициент усиления приемника;
λ длина волны;
R_вх входное сопротивление приемника;
G_m максимальный коэффициент усиления антенны;
S_n плотность потока мощности прямой волны помехи вблизи РЛС;
φ_п фаза прямой волны помехи в точке расположения антенны на поверхности земли;
θ_п угол места постановщика помех;
θ_o угол наклона вверх оси зеркала антенны (верхний луч антенны смещен по углу места вверх на величину 2 θ_o, равную половине его угломестной ширины по нулям).The lower beam of the receiving mirror antenna is the main one and receives the echo signals of low-altitude targets, as well as interference that enters into it. The upper beam of the receiving mirror antenna is auxiliary and receives mainly interference, which is then used to suppress interference in the main receiving channel (receiver 6) of the lower beam. The echo signals of low-altitude targets the upper beam of the receiving mirror antenna 3 almost does not accept, since the lower first zero of this beam is directed in the horizontal direction. In addition, the upper beam of the receiving mirror antenna 3 practically does not receive radio waves reflected from the ground. Given these observations, the complex amplitude of the interference voltage

the output of the receiver 7 of the upper beam is determined by the following expression:

= K _at λ

F (θ _n -2θ _o ) e

e

(2) where R _y receiver gain;
λ wavelength;
R _{in the} input impedance of the receiver;
G _m maximum antenna gain;
S _n the power flux density of the direct interference wave near the radar;
φ _p phase of the direct interference wave at the location of the antenna on the earth's surface;
θ _p the elevation angle of the jammer;
θ _{o the} angle of inclination of the axis of the antenna mirror upward (the upper beam of the antenna is shifted in elevation up to 2 θ _o equal to half its angular width at zero).

F(θ_п-2θ_o) значение нормированной диаграммы направленности верхнего луча антенны в направлении постановщика помех;
n высота подъема антенны над земной поверхностью.F (θ _n -2θ _o ) the value of the normalized radiation pattern of the upper beam of the antenna in the direction of the jammer;
n the elevation of the antenna above the earth's surface.

Нижний луч антенны 3 направлен горизонтально, почти симметричен в вертикальной плоскости относительно горизонтали и по форме одинаков с верхним лучом. Этот луч принимает как прямые, так и отраженные от земли радиоволны. При этом комплексная амплитуда напряжения помехи

на выходе приемника 6 нижнего луча определена формулой

= K_уλ

F(θ_п)e

e

+

e

, (3) где F(θ_п) значение нормированной диаграммы направленности нижнего луча антенны в направлении постановщика помех (с учетом знака).The lower beam of the antenna 3 is directed horizontally, is almost symmetrical in the vertical plane relative to the horizontal and is identical in shape to the upper beam. This beam receives both direct and reflected from the earth radio waves. In this case, the complex amplitude of the interference voltage

at the output of the receiver 6 of the lower beam is determined by the formula

= K _at λ

F (θ _p ) e

e

+

e

, (3) where F (θ _p ) is the value of the normalized radiation pattern of the lower beam of the antenna in the direction of the jammer (taking into account the sign).

коэффициент отражения радиоволн от земной поверхности при вертикальной или горизонтальной поляризации.

reflectance of radio waves from the earth's surface with vertical or horizontal polarization.

Известно, что при малых углах скольжения

≈ -1 при любой поляризации радиоволн, а при горизонтальной поляризации над морем это условие выполняется в более широком секторе углов скольжения. При этом формула (3) упрощается:

= K_уλ

F(θ)sin

sin

e

. (4)
Из формул (2) и (4) найдем сдвиг фаз φ φ_н φ_в напряжений помехи

и

на выходах приемников 6 и 7. Этот сдвиг фаз φ определен формулой (1). Для подавления интенсивной помехи следует выравнять фазы и амплитуды напряжений помех

,

и вычесть эти напряжения в блоке 11 вычитания. Выравнивание амплитуд напряжений интенсивных помех осуществляется амплитудными ограничителями 9 и 10 с одинаковым порогом ограничения. Выравнивание фаз напряжений

,

осуществляет управляемый фазовращатель 8, который изменяет фазу напряжения

в приемном канале верхнего луча (приемник 7) на φ в соответствии с формулой (1) по заранее измеренному углу места θ_п постановщика помех. После этого интенсивная помеха на выходе блока 11 вычитания будет почти полностью подавлена. Полезный эхо-сигнал маловысотной цели не будет подавлен в блоке 11 вычитания, так как угол места цели θ_c отличен от угла места постановщика помех θ_п сдвиг фаз эхо-сигналов в приемных каналах нижнего и верхнего лучей иной, чем у помех, и управляемый фазовращатель 8 не выравнивает фазы напряжений эхо-сигналов.It is known that at small sliding angles

≈ -1 for any polarization of radio waves, and for horizontal polarization above the sea this condition is satisfied in a wider sector of glancing angles. In this case, formula (3) is simplified:

= K _at λ

F (θ) sin

sin

e

. (4)
From formulas (2) and (4) we find the phase shift φ φ _n φ _in the interference voltage

and

at the outputs of the receivers 6 and 7. This phase shift φ is determined by formula (1). To suppress intense interference, equalize the phases and amplitudes of the interference voltages.

,

and subtract these voltages in the subtraction unit 11. The equalization of the amplitudes of the voltages of intense interference is carried out by amplitude limiters 9 and 10 with the same threshold limit. Voltage Phase Alignment

,

carries out a controlled phase shifter 8, which changes the phase of the voltage

in the receiving channel of the upper beam (receiver 7) by φ in accordance with formula (1) according to the previously measured elevation angle θ _{p of} the jammer. After that, the intense interference at the output of the subtraction unit 11 will be almost completely suppressed. The useful echo signal of the low-altitude target will not be suppressed in the subtraction unit 11, since the target elevation angle θ _c is different from the interference angle θ _{p the} phase shift of the echo signals in the receiving channels of the lower and upper beams is different from that of the interference, and the controlled phase shifter 8 does not equalize the phase of the voltage of the echo signals.

У прототипа амплитудные детекторы приемных каналов включены перед блоком вычитания. В предложенном устройстве это недопустимо, так как в этом случае при наличии интенсивной помехи напряжение на выходе блока вычитания было бы близко к нулю и обнаружение цели стало бы практически невозможно. Следовательно, в предложенном устройстве следует использовать только один амплитудный детектор и включить его на выходе блока 11 вычитания. The prototype amplitude detectors of the receiving channels are included in front of the subtraction unit. In the proposed device, this is unacceptable, since in this case, if there was intense interference, the voltage at the output of the subtraction block would be close to zero and target detection would be practically impossible. Therefore, in the proposed device, you should use only one amplitude detector and turn it on at the output of the subtraction unit 11.

Таким образом, указанные выше отличительные признаки предложенного устройства (наличие измерителя угла места постановщика помех, управляемого фазовращателя и амплитудных ограничителей, место включения амплитудного детектора и направленные свойства двухлучевой зеркальной антенны) являются существенными и принципиально необходимы для работы предложенного устройства. Thus, the above distinctive features of the proposed device (the presence of a measuring angle of the interference director, a controlled phase shifter and amplitude limiters, the place of inclusion of the amplitude detector and directional properties of a two-beam mirror antenna) are essential and fundamentally necessary for the operation of the proposed device.

Для сравнительной оценки выигрыша предложенного устройства по сравнению с прототипом были рассчитаны отношения Р_с/Р_п мощности сигнала к мощности помехи на выходе предложенной РЛС и на выходе нижнего приемного канала прототипа при прочих равных условиях в зависимости от угла места θ_п постановщика помех при фиксированном угле места θ_с 0,335^о маловысотной цели. Результаты расчетов представлены на фиг. 2, где сплошной кривой показана зависимость Р_с/Р_п для предложенного устройства, а штриховой для нижнего канала прототипа.For a comparative assessment of the gain of the proposed device in comparison with the prototype, the ratios P _c / P _p of the signal power to the interference power at the output of the proposed radar and at the output of the lower receiving channel of the prototype were calculated, ceteris paribus depending on the elevation angle θ _{p of} the jammer at a fixed angle places θ _from 0.335 ^{about a} low-altitude target. The calculation results are presented in FIG. 2, where the solid curve shows the dependence of P _s / P _p for the proposed device, and dashed for the lower channel of the prototype.

Эти расчеты проведены для частной реализации предложенного устройства со следующими параметрами:
длина волны λ 0,35 м;
высота подъема антенны над земной поверхностью h 15 м;
вертикальный размер параболического зеркала антенны θ_o 10 м;
угол наклона оси зеркала антенны вверх θ_o= 1,5;
угломестная ширина диаграммы направленности одного луча антенны по нулям 4θ_o 6^о;
угол наклона верхнего луча вверх 2 θ_o 3^о;
угломестный рабочий сектор маловысотной РЛС θ 0-3^о.These calculations were carried out for the private implementation of the proposed device with the following parameters:
wavelength λ 0.35 m;
the height of the antenna above the earth's surface h 15 m;
the vertical size of the parabolic mirror of the antenna θ _o 10 m;
the angle of inclination of the axis of the mirror of the antenna up θ _o = 1,5;
angular width of the radiation pattern of one beam of the antenna at zeros 4θ _o 6 ^about ;
the angle of inclination of the upper beam up 2 θ _o 3 ^about ;
angular working sector of low-altitude radar θ 0-3 ^about .

При этом полагалось, что уровень собственных шумов приемника был на 20 дБ ниже максимального уровня эхо-сигнала, а порог ограничения амплитудных ограничителей на 10 дБ выше максимального уровня эхо-сигнала маловысотной цели. Кроме того, полагалось, что плотность мощности прямой радиоволны помехи вблизи РЛС была на 40 дБ выше плотности мощности прямой волны эхо-сигнала маловысотной цели. It was assumed that the receiver's own noise level was 20 dB lower than the maximum level of the echo signal, and the limit threshold of the amplitude limiters was 10 dB higher than the maximum level of the echo signal of a low-altitude target. In addition, it was assumed that the power density of the direct interference radio wave near the radar was 40 dB higher than the power density of the direct wave of the echo signal of a low-altitude target.

Как видно на фиг. 2, предложенное устройство нигде не уступает прототипу по отношению сигнал/помеха, а выигрыш достигает 30 дБ. As seen in FIG. 2, the proposed device is not inferior to the prototype anywhere in the signal / noise ratio, and the gain reaches 30 dB.

Перечисленные выше элементы структурной схемы предложенного устройства (фиг.1) выполнены следующим образом. Двухлучевая приемная зеркальная антенна имеет два одинаковых (например, рупорных) облучателя, один из которых смещен вверх из фокуса зеркала, а другой на такое же расстояние вниз. Величина смещения облучателей из фокуса выбрана таким образом, чтобы верхний луч был смещен по углу места относительно нижнего луча на половину угломестной ширины диаграммы направленности луча по нулям. Ось зеркала смещена вверх по углу места на четверть угломестной ширины этой диаграммы направленности. При этом нижний луч антенны будет направлен горизонтально. The above elements of the structural diagram of the proposed device (figure 1) are as follows. A two-beam receiving reflector antenna has two identical (for example, horn) irradiators, one of which is shifted upward from the focus of the mirror, and the other downward by the same distance. The magnitude of the displacement of the irradiators from the focus is selected so that the upper beam is shifted in elevation relative to the lower beam by half the elevation beam width of the beam in zeros. The axis of the mirror is shifted up the elevation angle by a quarter of the elevation width of this radiation pattern. In this case, the lower beam of the antenna will be directed horizontally.

В качестве измерителя 1 угла места постановщика помех 1 можно использовать, например, известную фазоразностную приемную систему с двумя разнесенными по высоте антенными элементами (например, рупорами). Для того, чтобы отраженные от земли радиоволны помех не снижали точность измерения угла места постановщика помех, целесообразно антенную систему 2 наклонить вверх по углу места так, чтобы она принимала прямые радиоволны помехи и не принимала отраженные от земли радиоволны. Высокий коэффициент усиления у антенной системы 2 не требуется. Для того, чтобы эхо-сигналы не снижали точности измерения угла места постановщика помех, целесообразно на время проведения текущего измерения этого угла включать передатчик РЛС. As a measurer 1 of the elevation angle of the jammer 1, for example, a well-known phase difference receiving system with two antenna elements spaced apart in height (for example, horns) can be used. In order for the interference radio waves reflected from the ground not to reduce the accuracy of measuring the elevation angle of the jammer, it is advisable to tilt the antenna system 2 upward in the elevation so that it receives direct interference radio waves and does not receive radio waves reflected from the ground. High gain for antenna system 2 is not required. In order for the echo signals not to reduce the accuracy of measuring the elevation angle of the jammer, it is advisable to turn on the radar transmitter for the duration of the current measurement of this angle.

Приемники 6 и 7, управляемый фазовращатель 8, амплитудные ограничители 9 и 10, блок 11 вычитания на промежуточной частоте приемника и амплитудный детектор 12 выполнены по обычным известным схемам. Приемники 6 и 7 одинаковы. Высокая идентичность коэффициентов усиления приемников не требуется, но требуется высокая идентичность порогов ограничения амплитудных ограничителей 9 и 10. Управляемый фазовращатель 8, амплитудные ограничители 9 и 10, блок 11 вычитания и амплитудный детектор 12 целесообразно реализовать в цифровом виде с помощью спецвычислителя с соответствующей программой работы в реальном масштабе времени. В состав спецвычислителя при этом должны входить аналого-цифровые преобразователи, преобразующие выходные напряжения приемников 6 и 7 и измеренный угол места постановщика помех в цифровую форму. The receivers 6 and 7, the controlled phase shifter 8, the amplitude limiters 9 and 10, the subtraction unit 11 at the intermediate frequency of the receiver and the amplitude detector 12 are made according to the usual known schemes. Receivers 6 and 7 are the same. A high identity of the gain of the receivers is not required, but a high identity of the limiting thresholds of the amplitude limiters 9 and 10 is required. The controlled phase shifter 8, the amplitude limiters 9 and 10, the subtraction unit 11 and the amplitude detector 12 are expediently implemented in digital form using a special calculator with the corresponding program of work in real time. In this case, the special calculator should include analog-to-digital converters that convert the output voltages of receivers 6 and 7 and the measured elevation angle of the jammer into digital form.

Маловысотная помехозащищенная РЛС работает следующим образом. Low-altitude interference-free radar operates as follows.

Сначала измеряют угол места θ_п постановщика помех измерителя 1. По этому углу места и формуле (1) определяют сдвиг фаз φ и устанавливают этот сдвиг фаз на управляемом фазовращателе 8. Далее включают передатчик РЛС и излучают зондирующий сигнал в направлении маловысотной цели. Зеркальная антенна РЛС принимает эхо-сигналы цели и помеху от постановщика помех. Принятые сигналы усиливаются приемниками 6 и 7 нижнего и верхнего лучей антенны и преобразуются на промежуточную частоту с помощью смесителей и общего гетеродина. Фазовращатель 8 выравнивает фазы помех в обоих каналах приема, а амплитудные ограничители 9 и 10 выравнивают интенсивные помехи по амплитуде. В блоке 11 вычитания помехи подавляются, а эхо-сигнал маловысотной цели остается, детектируется амплитудным детектором 12 и используется далее в блоке 13 обнаружения и измерения дальности цели.First, the elevation angle θ _{p of} the interference director of meter 1 is measured. Using this elevation angle and formula (1), the phase shift φ is determined and this phase shift is set on the controlled phase shifter 8. Next, the radar transmitter is turned on and the probe signal is emitted in the direction of the low-altitude target. The radar reflector antenna receives the target echoes and interference from the jammer. The received signals are amplified by the receivers 6 and 7 of the lower and upper beams of the antenna and are converted to an intermediate frequency using mixers and a common local oscillator. The phase shifter 8 equalizes the phase of the noise in both reception channels, and the amplitude limiters 9 and 10 equalize the intense noise in amplitude. In the subtraction unit 11, the interference is suppressed, and the echo signal of the low-altitude target remains, is detected by the amplitude detector 12 and is used further in the target detection and measurement unit 13.

Расчеты показали, что при наличии интенсивных прицельных помех предложенное устройство почти полностью подавляет помеху на выходе блока 11 вычитания и обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/помеха до 30 дБ по сравнению с прототипом. The calculations showed that in the presence of intense impact interference, the proposed device almost completely suppresses interference at the output of the subtraction unit 11 and provides a gain in signal / noise ratio of up to 30 dB compared with the prototype.

Однако при малой интенсивности помех предложенное устройство не дает существенных преимуществ по сравнению с прототипом и в отдельных случаях может даже привести к отрицательным результатам, когда верхний луч антенны принимает помеху малой интенсивности, которая нижним лучом не принимается. However, with a low intensity of interference, the proposed device does not provide significant advantages compared with the prototype and in some cases can even lead to negative results when the upper beam of the antenna receives interference of low intensity, which is not received by the lower beam.

Поэтому предложенное устройство целесообразно использовать лишь при наличии прицельных помех высокой интенсивности, а при отсутствии помех и при помехах малой интенсивности канал приема верхнего луча следует отключать. Целесообразно также использовать в предложенной РЛС радиоволны с горизонтальной поляризацией и размещать РЛС на морском побережье. Therefore, the proposed device is advisable to use only in the presence of impact interference of high intensity, and in the absence of interference and interference of low intensity, the receiving channel of the upper beam should be turned off. It is also advisable to use horizontal polarization radio waves in the proposed radar and place the radar on the sea coast.

Claims (1)

МАЛОВЫСОТНАЯ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННАЯ РЛС, содержащая передатчик, двухлучевую приемную зеркальную антенну с двумя облучателями, один из которых расположен выше фокуса параболического зеркала, а другой ниже, приемник нижнего луча и приемник верхнего луча, вход каждого из которых соединен с соответствующим облучателем двухлучевой приемной зеркальной антенны, блок вычитания и амплитудный детектор, выход которого соединен с блоком обнаружения и измерения дальности до цели, отличающаяся тем, что введен измеритель угла места θ_п постановщика помех, облучатель для приема нижнего луча двухлучевой приемной зеркальной антенны направлен горизонтально, облучатель для приема верхнего луча смещен вверх по углу места на половину угломестной ширины его диаграммы направленности по нулям, выход приемника нижнего луча соединен через первый амплитудный ограничитель с первым входом блока вычитания, выход приемника верхнего луча через последовательно соединенные управляемый фазовращатель и второй амплитудный ограничитель соединен с вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с входом амплитудного детектора, при этом выход измерителя угла места постановщика помех соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, а фаза управляемого фазовращателя изменяется в соответствии с формулой

где h высота подъема антенны над земляной поверхностью;
λ длина волны;
F(θ_п-2θ_o), F(θ_п) значения нормированных диаграмм направленности верхнего и нижнего лучей антенны в направлении постановщика помех;
sign знак числа;
θ_o угол наклона оси зеркала антенны вверх.Low-altitude interference-free radar containing a transmitter, a two-beam receiving mirror antenna with two irradiators, one of which is located above the focus of the parabolic mirror, and the other below, the lower beam receiver and the upper beam receiver, the input of each of which is connected to the corresponding irradiator of the two-beam receiving mirror antenna, block a subtraction and an amplitude detector, the output of which is connected to the unit for detecting and measuring the distance to the target, characterized in that a ground angle meter θ _{p of} the jammer is introduced , the irradiator for receiving the lower beam of the two-beam receiving mirror antenna is directed horizontally, the irradiator for receiving the upper beam is shifted upward by half the elevation angle of its radiation pattern to zero, the output of the receiver of the lower beam is connected through the first amplitude limiter to the first input of the subtraction unit, the output of the receiver the upper beam through a series-connected controlled phase shifter and a second amplitude limiter connected to the second input of the subtraction unit, the output of which is connected to swing amplitude detector, the output of the elevation angle meter jammer control input connected to the phase shifter managed and managed phase shifter is changed in accordance with the formula

where h is the elevation of the antenna above the ground;
λ wavelength;
F (θ _p -2θ _o ), F (θ _p ) the values of the normalized radiation patterns of the upper and lower rays of the antenna in the direction of the jammer;
sign the sign of a number;
θ _{o the} angle of inclination of the axis of the mirror antenna up.

Images