Устройство селекции движущихся целей

Устройство селекции движущихся целей предназначено:

для выделения видеоимпульсов движущихся целей (ЛА) путём взаимной компенсации видеоимпульсов пассивных помех (ПП) на текущем и предыдущем периодах;

для генерации синхронизирующих импульсов в режиме СДЦ, из которых формируются импульсы запуска: узлов СДЦ; ПД; ПВК; ИКО.

Принцип действия УСДЦ и взаимодействие его блоков поясняет блок-схема, приведённая на рис.2.17.

В состав СДЦ входят:

БУ – блок усреднения интервала следования импульсов;

БЧК – блок череспериодной компенсации;

БЧВ – блок череспериодного вычитания;

БКИ – блок компенсатора импульсный;

БАК – блок автоматического контроля.

Рис.2.17. Блок-схема УСДЦ

Следует сказать, что в техническом описании ДРЛ устройство СДЦ называется компенсирующим устройством (КУ). Термин «череспериодная компенсация» не точен. На самом деле компенсация осуществляется в каждом текущем периоде следования видеосигналов.

При работе селектора движущихся целей параллельно выполняются две функции - компенсация пассивных помех и формирование синхронизирующих импульсов.

Компенсация пассивных помех осуществляется следующим образом. При включении в ДРЛ режима СДЦ используемый передатчик (ПД) запускается ИЗ ПД СДЦ, следующим с переменным интервалом 800, 1200, 800 мкс,… и т. д. (ЗИ СДЦ КОМ на рис.2.18, е). Поэтому на выходе используемого приёмника (ПР) появляются видеосигналы поочерёдно на коротком (800 мкс) и длинном (1200 мкс) интервалах. С выхода приёмника видеосигналы (ВС ПР) с переменным интервалом следования поступают в БУ для преобразования их в видеосигналы с постоянным интервалом (периодом) следования Т_и = 1000 мкс. На вход БУ подаются также контрольные сигналы (КС) от БАК. ВС ПР селектируется импульсом СТР. ВХ (рис.2.18, ж) длительностью 650 мкс (по дальности 97,5 км). Этот строб смещён относительно ЗИ СДЦ КОМ на 12 мкс. Перед этим стробом проходят контрольные сигналы, когда на входе БУ отсутствует даже шум приемника. При этом ВС каждого длинного интервала (1200 мкс) задерживается на 200 мкс, а ВС короткого интервала (800 мкс) проходит без задержки. В результате объединения этих сигналов получается сигнал ВС БУ с постоянным интервалом (периодом) следования Т_и = 1000 мкс и задержкой в 200 мкс относительно задающих импульсов ЗИ БЧК (рис.2.18, а).

ВС БУ поступает в блок череспериодной компенсации, где осуществляется вычитание ВС предыдущего периода, задержанного на τ_лз = 1000 мкс, из ВС текущего периода. Так компенсируются ВИ от местных предметов.

Сигналы движущихся целей (ЛА) и нескомпенсированные остатки пассивных помех поступают в БЧВ. Здесь ВИ движущихся целей приводятся к одной полярности (необходимой для нормальной работы ИКО) и снова поступают в БЧК. Задержанные в БЧК на время τ_лз = 1000 мкс однополярные ВИ поступают снова в БЧВ, где суммируются ВС «длинного» и «короткого» интервалов. В результате на выходе БЧВ получается ВС СДЦ, следующий с периодом Т_и = 2000 мкс, равным периоду запуска ИКО. Такое суммирование устраняет возможность потери половины периодов следования Т_и = 1000 мкс.

Генерирование синхронизирующих импульсов и формирование задающих импульсов ЗИ СДЦ и ЗИ СДЦ КОМ происходит следующим образом. В БЧК генератор тактовых импульсов (ГТИ) вырабатывает ЗИ БЧК с периодом следования Т_и = 1000 мкс. В блока усреднения эта последовательность задерживается на 200 мкс и образуется последовательность ЗИ БУ, из которой формируется ЗИ ПАСС (рис.2.18, б).

В этом же блоке с помощью делителя частоты из последовательности импульсов ЗИ БЧК формируется последовательность ЗИ СДЦ с периодом следования Т_и = 2000 мкс (рис.2.18, в). Далее из этой последовательности будет сформирована последовательность ЗИ 500 (F_п = 500 Гц).

Рис.2.18. Задающие и стробирующие импульсы БКИ

В БКИ из двух последовательностей импульсов ЗИ БЧК и ЗИ БУ формируется последовательность импульсов ЗИ СДЦ КОМ с переменным интервалом следования Т_И = 800/1200 мкс (рис.2.18, е). Затем платой формирователя БОСТ из этих импульсов будет сформирована последовательность ИЗ ПД СДЦ.

Стробирующие импульсы СТР. ПК (строб прямого канала) и СТР. ЗК (строб задерживающего канала) осуществляют временную селекцию задержанного и незадержанного видеоимпульсов приёмника. Стробирующие импульсы СТР. ВХ длительностью 650 мкс (интервал по дальности 97,5 км) селектируют (определяют) интервал компенсации видеоимпульсов пассивных помех. Смещение этих стробов на 12 мкс обеспечивают прохождение КС от БАК на отрезке времени, когда на входе БУ отсутствуют пассивные помехи и внутренние шумы приёмника.

Порядок синхронизации в режиме СДЦ имеет две особенности: 1) в БЧК применён ГТИ с цепью обратной связи, включающей УЗЛЗ на время τ_лз = 1000 мкс; 2) выдача ЗИ СДЦ КОМ с переменным интервалом следования Т_И = 800/1200 мкс.

Использование УЗЛЗ в качестве задатчика периода следования импульсов ЗИ БЧК обусловлено необходимостью точного совмещения во времени взаимно компенсирующих друг друга ВИ предыдущего и текущего периодов. Время задержки τ_лз нестабильно. При использовании УЗЛЗ в качестве синхронизатора даже при относительно быстрых флюктуациях τ_лз обеспечивает достаточно большую вероятность совмещения ВС соседних периодов.

Необходимость в переменном интервале ЗИ СДЦ КОМ появляется из-за того, что при низкой частоте следования ЗИ ПД СДЦ (F_{и ср} = 1000 Гц) появляются «слепые» доплеровские частоты (кратные F_{и ср}), при которых величина видеоимпульсов на выходе ФД не изменяется от периода к периоду, то есть пропадает признак ВИ движущихся целей. В этом случае они так же компенсируются, как и ВИ пассивных помех. Поэтому период Т_и = 1000 мкс поочерёдно укорачивают и удлиняют на 200 мкс, чтобы избежать постоянства величины ВИ движущихся целей.

Структурная схема УСДЦ приведена на рис.2.19. Она позволяет более детально и конкретно рассмотреть принцип работы селектора движущихся целей в режиме внешней синхронизации (по отношению к УСФИ) и в режиме компенсации пассивных помех. Заметим, что процессы формирования синхроимпульсов и компенсации ВИ пассивных помех проходят параллельно и с использованием общих устройств.

Рис.2.19. Структурная схема УСДЦ

Исходную (начальную) последовательность синхронизирующих (тактовых) импульсов формирует ГТИ в БЧК. Он представляет собой блокинг-генератор с цепью обратной связи, включающей возбудитель (ВОЗБ 1), ультразвуковую линю задержки (УЗЛЗ 1) на время τ_лз = 1000 мкс и усилитель задерживающего канала (УЗК) с АД на выходе. Собственный период формирования импульсов БГ больше τ_лз, поэтому выходной импульс АД «навязывает» ему период, равный τ_лз. Импульс БГ (ЗИ БЧК) поступает на ВОЗБ 1 и осуществляет амплитудную модуляцию (АМ) гармонического сигнала с частотой 15 МГц, вырабатываемого генератором в составе возбудителя. С выхода возбудителя АМ сигнал проходит УЗЛЗ 1, усиливается в УЗК и детектируется АД. ВИ с выхода АД приходит на вход БГ и «навязывает» ему интервал следования импульсов Т_и= τ_лз. В итоге ГТИ генерирует последовательность задающих импульсов ЗИ БЧК (рис.2.18, а).

Далее последовательность ЗИ БЧК поступает на ВОЗБ 3 в БУ. Выходной АМ сигнал возбудителя задерживается в УЗЛЗ 3 на τ_лз = 200 мкс, усиливается в УЗК и детектируется. Сформированная последовательность импульсов с АД поступает на формирователь (ФОРМ.) ЗИ ПАСС в БКИ.

Блок компенсатора содержит три формирователя задающих импульсов и два генератора стробирующих импульсов. В формирователях задающих импульсов используются триггеры и БГ, в генераторах стробов – мультивибраторы. Последовательность формирования и использования ЗИ показывает структурная схема БКИ (рис.2.19). На выход БКИ выдаются ЗИ СДЦ и ЗИ СДЦ КОМ, из которых в плате формирователя БОСТ формируются соответственно импульсы ЗИ 500 и ЗИ ПД СДЦ.

В режиме компенсации пассивных помех СДЦ работает следующим образом. Выходной сигнал приёмника ВС ПР поступает на смеситель (СМ 1) БУ. Этот блок предназначен для преобразования последовательности ВС с переменным интервалом следования Т_и = 800/1200 мкс в последовательность ВС с постоянным средним интервалом (периодом) следования Т_и = (Т_и1 + Т_и2)/2 = 1000 мкс, а также для формирования ЗИ БУ с периодом следования 1000 мкс, но задержанных относительно ЗИ БЧК на 200 мкс.

Входной сигнал ВС ПР поступает на СМ 1 только в интервале действия СТР. ВХ длительностью 650 мкс. Этот импульс смещён относительно ЗИ СДЦ КОМ на 12 мкс (1,8 км). В это время на второй вход смесителя проходит контрольный сигнал из формирователя контрольного сигнала (ФКС) БАК.

Видеоимпульсы КС и сигналы со смесителя СМ 1 поступают на возбудитель ВОЗБ 3. В нерабочей части периода на возбудитель поступают также ЗИ БЧК. Возбудитель генерирует гармонический сигнал с частотой 15 МГц. Приходящие ВИ модулируют его по амплитуде. С выхода возбудителя сигнал с импульсно-амплитудной модуляцией (аналогичной гармонической АМ) проходит по двум каналам: прямому (ПК) и задерживающему (ЗК). В ПК АМ сигнал усиливается в усилителе прямого канала (УПК) и детектируется АД. В ЗК АМ сигнал проходит через УЗЛЗ 3 на τ_лз = 200 мкс, затем усиливается в УЗК и детектируется АД. На выходах АД образуются прямая и задержанная последовательности биполярных ВИ, поступающих на СМ 2. Импульс СТР. ПК подключает ВС к СМ 2 только на коротком (800 мкс), а импульс СТР. ЗК - только на длинном (1200 мкс) интервале. В результате на выходе СМ 2 образуется ВС БУ с постоянным интервалом следования 1000 мкс, согласованным с ЗИ ПАСС.

Выходной сигнал ВС БУ поступает на возбудитель ВОЗБ 1 БЧК, предназначенный для компенсации (вычитания) ВИ одинаковой полярности и величины в текущем и предыдущем периодах, а также для формирования начальной (опорной) последовательности ЗИ БЧК для синхронизации устройств ДРЛ в режиме СДЦ.

Структурно в состав БЧК входят (рис.2.19): два возбудителя (ВОЗБ 1 и ВОЗБ 2) на 15 МГц, две УЗЛЗ на 1000 мкс усилители УПК и УЗК с АД, сумматор и генераторы тактовых (ГТИ) и стробирующих (Г СТР.) импульсов.

На вход ВОЗБ 1 поступают биполярные ВС БУ и проходят на модулятор возбудителя во время действия импульсов СТР. ВХ (время рабочей части периода 650 мкс), формируемых Г СТР. Это значит, что вне этого строба на выходе смесителя возбудителя отсутствуют ВС и шумы приёмника, что создаёт условия для прохождения сигналов ЗИ БЧК по задерживающему каналу в конце нерабочей части каждого периода повторения ЗИ ПАСС. Так как в задерживающем канале (ЗК) используется УЗЛЗ 1, то ВС и ЗИ преобразуются в возбудителе в импульсно-амплитудный модулированный сигнал с частотой 15 МГц. Выходной сигнал ВОЗБ 1 далее проходит по ПК и ЗК. С АД этих каналов сигналы поступают в сумматор (СУММ.). Встречное включение АД на выходах УПК и УЗК обеспечивает получение ВИ противоположной полярности, а на выходе сумматора – разностный сигнал. Так осуществляется взаимная компенсация ВИ пассивных помех на соседних периодах повторения.

При поступлении на вход БЧК видеоимпульсов с изменяющейся величиной от периода к периоду (видеосигнал движущейся цели) на выходе СУММ получается ВС, величина которого пропорциональна разности величин ВИ в текущем и в предыдущих периодах.

Высококачественная компенсация ПП достигается только при одинаковых коэффициентах передачи ПК и ЗК. Для выравнивания коэффициентов ПК и ЗК предусмотрена ручная регулировка коэффициентов усиления УПК и УЗК, а также автоматическое выравнивание усиления (АВУ) с помощью соответствующей схемы в БЧВ.

Блок череспериодного вычитания (БЧВ) предназначен для преобразования биполярных ВИ движущихся целей (ЛА) в ВИ положительной полярности, а также для выдачи управляющих сигналов АВУ на УПК и УЗК. В его состав входят два видеоусилителя (ВУ 1 и ВУ 2), схема АВУ и УЗК с АД.

ВУ 1 имеет два канала: канал преобразователя полярности видеоимпульсов движущихся целей и канал усиления некомпенсированных остатков КС, имитирующих пассивные помехи. Выходное напряжение ВУ 1, управляющее АВУ, соответствует величине и полярности некомпенсированного остатка от постоянно действующего контрольного сигнала КС ПП, проходящего через БЧК на правах ВС на нерабочем участке периода. Схема АВУ вырабатывает такие управляющие сигналы УПК и УЗК, которые выравнивают величины выходных каналов, то есть приводят некомпенсированный остаток КС ПП к нулю.

Результирующий ВС с выхода СУММ. подаётся на ВУ 1 БЧВ. Так как ИКО запускается с периодом 2000 мкс, то для обеспечения наблюдения «длинного» периода используется УЗЛЗ 2 в БЧК. Однополярные выходные видеоимпульсы ВУ 1 поступают на ВОЗБ 2 и преобразуются в АМ сигнал, который через УЗЛЗ 2 поступает в БЧВ. Здесь он усиливается в УЗК, детектируется и поступает в ВУ 2, где суммируется с ВС «короткого» периода, приходящим с ВОЗБ 2 через УПК и АД. В итоге образуется ВС СДЦ длительностью 650 мкс и периодом 2000 мкс, который далее поступает на ПФ в БОСТ. Такое суммирование ВС на «коротком» и «длинном» периодах исключает потерю полезного сигнала ВС СДЦ из-за отличия их периодов повторения.

Блок автоматического контроля предназначен для формирования контрольного сигнала КС и непрерывного контроля работоспособности БЧК и селектора движущихся целей. Структурно он состоит из формирователя контрольного сигнала (ФКС) и контроллера работоспособности (КР).

КС имитирует радиолокационный сигнал на выходе приемника и состоит из 3-х ВИ, следующих с интервалом в 4 мкс после ЗИ СДЦ КОМ. Первый ВИ переменной величины (1 или 0) формируется только на «коротком» интервале и имитирует ВС движущейся цели (КС ДЦ). Второй и третий ВИ, имеющие постоянные величины, но противоположную полярность на обоих интервалах, имитируют пассивные помехи (КС ПП). Контрольный сигнал вырабатывается при наличии импульсов ЗИ СДЦ (ЗИ БЧК) и ЗИ СДЦ КОМ. В первом случае проверяется работоспособность БЧК, во втором случае - работоспособность СДЦ в целом. Контрольный сигнал поступает на вход БУ в течении 12 мкс до начала рабочего интервала (650 мкс). В это время ВС и шумы с выхода ПР не поступают на вход БУ.

Контроллер работоспособности при исправном СДЦ вырабатывает сигнал РАБОТА, который высвечивается на табло на передней панели БУ. Для работы КР используются: КС, нескомпенсированные остатки пассивных помех на выходе ВУ 1 БЧВ и выходной сигнал ВС СДЦ. Если величина нескомпенсированных остатков помех не превышает 15 % от максимальной величины сигналов ВС СДЦ, на табло выдаётся сигнал РАБОТА. Когда остатки помех превышают указанный уровень, сигнал РАБОТА снимается.

Поиск по сайту: