RU2096796C1 - Device which detects direction - Google Patents

Abstract

FIELD: pulse equipment. SUBSTANCE: synchronization unit, low-power pulse transmitter, additional waveguide circuit, reference emitter, electronic commutator and adder are introduced to accomplish the goal of invention. Output of synchronization unit is connected to first input of electronic commutator and through low-power pulse transmitter and additional waveguide circuit to input of reference emitter which has electromagnetic connection to antenna speculum. Second input of electronic commutator is connected to output of subtraction unit. Output of electronic commutator is connected to first input of adder, which second input is connected to said output of subtraction unit. Output of adder is connected to input of final circuit. EFFECT: increased precision of direction detection. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах поиска и слежения за воздушными объектами. The invention relates to the field of radar and can be used in search and tracking systems for airborne objects.

Известно устройство определения направления [1]
В нем осуществляется определение направления на излучатель методом сравнения амплитуд. Определяется положение излучателя относительно равносигнального направления двух пересекающихся диаграмм направленности. Для этого используется суммарно -разностная обработка двух сигналов, принимаемых одновременно. Однако устройство имеет большую громоздкость высокочастотных узлов из-за наличия суммарно-разностных мостов, по числу пар каналов. Кроме того, при малом значении разности амплитуд (V₁,V₂) отношение (V₁-V₂)/(V₁ + V₂), не обеспечивает достаточной точности определения направления.A device for determining the direction [1]
It determines the direction to the emitter by comparing the amplitudes. The position of the emitter relative to the equal-signal direction of two intersecting radiation patterns is determined. For this, the sum-difference processing of two signals received simultaneously is used. However, the device has a large bulkiness of high-frequency nodes due to the presence of total-difference bridges, according to the number of channel pairs. In addition, with a small value of the difference in amplitudes (V ₁ , V ₂ ), the ratio (V ₁ -V ₂ ) / (V ₁ + V ₂ ) does not provide sufficient accuracy in determining the direction.

Известно устройство определения направления методом сравнения амплитуд, описанное в вышеупомянутом источнике на с. 408 410. В нем электромагнитная энергия поступает на первый и второй приемники, предварительно отразившись от зеркала антенны и далее пройдя соответственно через первый и второй излучатели, и первый и волноводные тракты. В приемниках осуществляется преобразование электромагнитной энергии в электрические сигналы, логарифмическое усиление их и детектирование. В связи с этим зависимость измеряемого угла от интенсивности принимаемого сигнала при использовании логарифмических усилителей исключается. A device for determining the direction by the method of comparing amplitudes is described in the aforementioned source on p. 408 410. In it, electromagnetic energy is supplied to the first and second receivers, having previously reflected from the antenna mirror and then passing through the first and second emitters, and the first and waveguide paths, respectively. In the receivers, electromagnetic energy is converted into electrical signals, their logarithmic amplification and detection. In this regard, the dependence of the measured angle on the intensity of the received signal when using logarithmic amplifiers is excluded.

С выходов приемников сигналы поступают в вычитающее устройство. С выхода вычитающего устройства напряжение, характеризующее разность напряжений, поступающих на его вход, подается к исполнительному блоку, который в зависимости от применяемости устройства, осуществляет окончательные действия (например, управляет приводом антенны, отображает направление ими, осуществляет вторичную обработку в процессе поиска). From the outputs of the receivers, the signals are fed to a subtractor. From the output of the subtractor, the voltage characterizing the difference between the voltages supplied to its input is supplied to the executive unit, which, depending on the applicability of the device, performs the final actions (for example, controls the antenna drive, displays the direction by them, and performs secondary processing in the search process).

Величина напряжения с выхода вычитающего устройства характеризует положение объекта относительно равносигнальной зоны и зависит от отношения амплитуд сигналов, но ни от их величины. The voltage value from the output of the subtractor characterizes the position of the object relative to the equal-signal zone and depends on the ratio of the amplitudes of the signals, but not on their magnitude.

Однако неравенство коэффициентов усиления каналов и их нестабильность приводят к погрешностям в определении направления. С помощью предлагаемого устройства увеличивается точность определения направления. However, the inequality of the channel gains and their instability lead to errors in determining the direction. Using the proposed device increases the accuracy of determining the direction.

Достигается это введением синхронизатора, маломощного импульсного передатчика, дополнительного волноводного тракта, контрольного излучателя, суммирующего устройства и индикатора направления, при этом выход синхронизатора соединен со вторым входом суммирующего устройства и через маломощный импульсный передатчик, дополнительный волноводный тракт с входом контрольного излучателя, имеющего электромагнитную связь по выходу, с зеркалом антенны, первый вход суммирующего устройства соединен с выходом вычитающего устройства, второй с выходом синхронизатора, а его выход с входом вышеупомянутого индикатора направления. This is achieved by introducing a synchronizer, a low-power pulse transmitter, an additional waveguide path, a control emitter, a summing device and a direction indicator, while the output of the synchronizer is connected to the second input of the summing device and through a low-power pulse transmitter, an additional waveguide path with the input of a control emitter having electromagnetic coupling via output, with an antenna mirror, the first input of the summing device is connected to the output of the subtracting device, the second from the output synchronizer, and its output with the input of the aforementioned direction indicator.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения: 1 контрольный излучатель; 2 дополнительный волноводный тракт; 3 маломощный импульсный передатчик; 4 синхронизатор; 5 зеркало антенны; 6, 7 излучатели; 8,9 - волноводные тракты; 10, 11 логарифмические приемники; 12 вычитающее устройство; 13 суммирующее устройство; 14 индикатор направления. In FIG. 1 and the following notation is used in the text: 1 control emitter; 2 additional waveguide path; 3 low power pulse transmitter; 4 synchronizer; 5 mirror antennas; 6, 7 emitters; 8.9 - waveguide paths; 10, 11 logarithmic receivers; 12 subtracting device; 13 summing device; 14 direction indicator.

При этом выход синхронизатора 4 соединен со вторым входом суммирующего устройства 13 и через маломощный импульсный передатчик 3, дополнительный волноводный тракт 2 с входом контрольного излучателя 1, имеющего электромагнитную связь по выходу с зеркалом антенны 5, выход суммирующего устройства 13 соединен со входом индикатора направления 14, а его первый вход с выходом вычитающего устройства 12, первый и второй входы которого соответственно соединены через приемник 10, волноводный тракт 8 с выходом излучателя 6, и через приемник 11, волноводный тракт 9 с входом излучателя 7, имеющего, вместе с излучателем 6, электромагнитные связи по входам с зеркалом антенны 5. In this case, the output of the synchronizer 4 is connected to the second input of the summing device 13 and through a low-power pulse transmitter 3, an additional waveguide path 2 with the input of the control emitter 1, which is electromagnetically coupled to the output of the mirror 5, the output of the summing device 13 is connected to the input of the direction indicator 14, and its first input with the output of the subtractor 12, the first and second inputs of which are respectively connected through the receiver 10, the waveguide path 8 with the output of the emitter 6, and through the receiver 11, the waveguide act 9 with the input of the emitter 7, having, together with the emitter 6, electromagnetic communications at the inputs with the mirror of the antenna 5.

Работа устройство осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Электромагнитная энергия поступает на входы приемников 10 и 11, предварительно отразившись от зеркала антенны 5 и пройдя через излучатели 6, 7 и волноводные тракты 8, 9. Electromagnetic energy is supplied to the inputs of the receivers 10 and 11, previously reflected from the mirror of the antenna 5 and passing through the emitters 6, 7 and waveguide paths 8, 9.

В приемниках 10 и 11 осуществляется преобразование электромагнитной энергии в электрические сигналы, логарифмическое усиление их и детектирование. При нахождении объекта в зоне пересечения диаграмм направленности приемников, зависимость измеряемого угла от интенсивности принимаемого сигнала при использовании логарифмических усилителей исключается. С выходов приемников сигналы поступают в вычитающее устройство 12, где осуществляется вычитание амплитуд. Напряжение с выхода вычитающего устройства 12 характеризует положение объекта относительно равносигнальной зоны двух пересекающихся диаграмм направленности и зависит не от величины амплитуд сигналов, а от их отношения. In receivers 10 and 11, electromagnetic energy is converted into electrical signals, their logarithmic amplification and detection. When the object is in the zone of intersection of the radiation patterns of the receivers, the dependence of the measured angle on the intensity of the received signal when using logarithmic amplifiers is excluded. From the outputs of the receivers, the signals are fed to a subtractor 12, where the amplitudes are subtracted. The voltage output from the subtractor 12 characterizes the position of the object relative to the equal-signal area of two intersecting radiation patterns and does not depend on the magnitude of the amplitudes of the signals, but on their ratio.

Для устранения влияния неравенства коэффициентов усиления приемников на точность измерения вводится синхронизатор 1, маломощный импульсный генератор 3, дополнительный волноводный тракт 2, контрольный излучатель 1 и суммирующее устройство 13. To eliminate the effect of the inequality of the gain of the receivers on the measurement accuracy, a synchronizer 1, a low-power pulse generator 3, an additional waveguide path 2, a control emitter 1, and an adder 13 are introduced.

Синхронизатор 4 осуществляет управление работой маломощного импульсного передатчика 3, выдавая тактовые синхроимпульсы с частотой, например, 0,5 Гц. Маломощный импульсный передатчик формирует электромагнитные импульсы с несущей частотой, равной несущей частоте, на которую настроены приемники 10 и 11. Эти импульсы, пройдя через дополнительный волноводный тракт 2 с помощью контрольного излучателя 1, излучаются в направлении зеркала антенны 5. Расположение контрольного излучателя показано на фиг. 2, где контрольный излучатель 23 расположен симметрично относительно излучателей 24 и 25, принимающих электромагнитную энергию от объекта, отраженную от зеркала антенны 22. Поэтому количество электромагнитной энергии, поступающей на излучатели 24 и 25 от излучателя 23, после ее отражения от зеркала 22, будет равным. Однако в случае неравенства коэффициентов усиления приемников 10 и 11, на выходе вычитающего устройства 12 будет иметь место напряжение, зависящее от величины этого неравенства. The synchronizer 4 controls the operation of a low-power pulse transmitter 3, giving out clock sync pulses with a frequency, for example, 0.5 Hz. A low-power pulse transmitter generates electromagnetic pulses with a carrier frequency equal to the carrier frequency that the receivers 10 and 11 are tuned to. These pulses, passing through the additional waveguide path 2 using the control emitter 1, are emitted in the direction of the antenna mirror 5. The location of the control emitter is shown in FIG. . 2, where the control emitter 23 is located symmetrically relative to the emitters 24 and 25, receiving electromagnetic energy from the object reflected from the mirror of the antenna 22. Therefore, the amount of electromagnetic energy supplied to the emitters 24 and 25 from the emitter 23, after reflection from the mirror 22, will be equal . However, in the case of inequality of the gain of the receivers 10 and 11, the output of the subtractor 12 will have a voltage depending on the magnitude of this inequality.

В суммирующем устройстве 13 происходит сложение контрольного напряжения с рабочими напряжениями, поступающими непосредственно с вычитающего устройства 12. При этом для запоминания величины контрольного напряжения для последующего суммирования может быть, например, осуществлена предварительная аналогово-цифровая обработка. После суммирования, в случае необходимости, цифровая информация может быть снова переведена в аналоговую. С выхода суммирующего устройства 13 откорректированное значение положения объекта относительно равносигнальной зоны поступает в блок 14, который в зависимости от характера использования производит оконечные операции, связанные, например, с управлением поворотом антенны, отображением или вторичной обработкой. In the adder 13, the control voltage is added to the operating voltages coming directly from the subtractor 12. In this case, for example, a preliminary analog-to-digital processing can be performed to store the value of the control voltage for subsequent summation. After summing, if necessary, digital information can be converted back to analog. From the output of the summing device 13, the adjusted value of the position of the object relative to the equal-signal zone is sent to block 14, which, depending on the nature of use, performs terminal operations related, for example, to control the rotation of the antenna, display, or secondary processing.

Предлагаемое устройство можно использовать в радиолокаторах, предназначенных, например, для целей управления воздушным движением или слежением за объектом. При этом увеличиваются точностные характеристики по азимуту и углу места. The proposed device can be used in radars intended, for example, for the purpose of controlling air traffic or tracking an object. This increases the accuracy characteristics in azimuth and elevation.

Claims (1)

Устройство определения направления, состоящее из зеркала антенны, двух излучателей, двух волноводных трактов, двух логарифмических приемников, вычитающего устройства и индикатора направления, где первый и второй излучатели имеют электромагнитные связи по входам с зеркалом антенны и имеют выходы, соответственно соединенные через первый и второй волноводные тракты, первый и второй логарифмические приемники с первым и вторым входами вычитающего устройства, отличающееся тем, что вводятся синхронизатор, маломощный импульсный передатчик, дополнительный волноводный тракт, контрольный излучатель и суммирующее устройство, при этом выход синхронизатора соединен с вторым входом суммирующего устройства и через маломощный импульсный передатчик дополнительный волноводный тракт соединен с входом контрольного излучателя, имеющего электромагнитную связь по выходу с зеркалом антенны, а первый вход и выход суммирующего устройства соответственно соединены с выходом вычитающего устройства и с входом индикатора направления. A direction determining device consisting of an antenna mirror, two emitters, two waveguide paths, two logarithmic receivers, a subtractor and a direction indicator, where the first and second emitters have electromagnetic connections at the inputs to the antenna mirror and have outputs respectively connected through the first and second waveguide paths, the first and second logarithmic receivers with the first and second inputs of the subtracting device, characterized in that a synchronizer, a low-power pulse transmitter, an additional waveguide path, a control emitter and a summing device, wherein the output of the synchronizer is connected to the second input of the summing device and, through a low-power pulse transmitter, an additional waveguide path is connected to the input of the control emitter having electromagnetic coupling in output to the antenna mirror, and the first input and output of the summing device respectively connected to the output of the subtractor and to the input of the direction indicator.

Images