PL222869B1 - Układ synchronizacji sygnału radiolokacyjnego, zwłaszcza impulsowego - Google Patents

Abstract

Wynalazek rozwiązuje problem synchronizacji nadawanych przez niezależny nadajnik impulsów sondujących z odbiornikiem. Zastępuje on rolę jaką pełnił czasoster w znanych radarach aktywnych. Zgodnie z wynalazkiem sygnał radiolokacyjny wejściowy(swe) dostarczany jest do dwóch torów przetwarzania -toru synchronizacji oraz toru analizy czasowej. Na podstawie analizy czasowej w bloku analizy czasowej (ANL), sterowany jest czasoster (CZS) tak, że sygnał radiolokacyjny wejściowy (swe) jest demultipleksowany w bloku demultiplaksacji (DEM) na szereg sygnałów impulsów, które następnie są modulowane w zespole zespolonych układów mnożących (M1, ..., Mk, ..., Mn) sygnałami korekcji czasowo-częstotliwościowej, pochodzącymi z zespołu generatorów sygnałów arbitralnych (G1, ..., Gk, ..., Gn) sterowanych przez blok sterowania generatorami (SG).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ synchronizacji sygnału radiolokacyjnego, zwłaszcza impulsowego, znajdujący zastosowanie szczególnie w radiolokacji pasywnej.

W znanych systemach radiolokacyjnych aktywnych impulsowych jako układ synchronizacji stosowany jest czasoster, przedstawiony na Rysunku 1, który nie musi być sterowany zewnętrznie. Czasoster ten wyzwala pomiar czasu w momencie, gdy impuls sondujący opuszcza antenę nadajnika. W układzie tym sygnał od czasosteru jednoznacznie określa podział czasu sygnału odebranego pomiędzy kolejne impulsy sondujące.

W radarze pasywnym część nadawcza i część odbiorcza są odseparowane. Do synchronizacji układu radiolokacyjnego potrzebny jest czasoster nadajnika i czasoster odbiornika co jest przedstawione w układzie na Rysunku 2. Do poprawnego działania radaru w takim układzie niezbędna jest synchronizacja obu czasosterów. Wadą układu są trudności w synchronizacji obu czasosterów z powodu odległości lub braku dostępu do nadajnika.

Znany jest system radiolokacji pasywnej, w którym rozwiązanie pomiaru czasu przyjścia echa oparte jest o metody analizy korelacyjnej. Rozwiązanie to nie wykorzystuje impulsowego charakteru sygnału radiolokacyjnego, a więc nie ma jednoznacznego podziału czasu sygnału na kolejne impulsy sondujące. Wadą tego systemu jest, że nie można zastosować znanych technik filtracji jak MTI, MTD i/lub integracji sąsiadujących czasowo i przestrzennie impulsów.

Celem wynalazku jest wykorzystanie sygnału impulsowego emitowanego przez nadajnik do synchronizacji obu czasosterów dla wykorzystania znanych technik filtracji i integracji sygnału.

Istota układu według wynalazku, polega na tym, że wyjście czasosteru połączone jest z wejściem sterującym bloku demultipleksacji. Wejście całego układu jest połączone jednocześnie z wejściem sygnałowym bloku demultipleksacji oraz z wejściem sygnałowym bloku analizy czasowej, którego pierwsze wyjście sterujące połączone jest z wejściem sterującym czasosteru, a drugie wyjście sterujące bloku analizy czasowej połączone jest z wejściem sterującym bloku sterowania generatorami. Blok demultipleksacji posiada n wyjść sygnałowych, z których pierwsze wyjście sygnałowe bloku demultipleksacji połączone jest z pierwszym wejściem sygnałowym pierwszego układu zespolonego mnożenia, ... , k-te wyjście sygnałowe bloku demultipleksacji połączone jest z pierwszym wejściem sygnałowym k-tego układu zespolonego mnożenia, ... , a n-te wyjście sygnałowe bloku demultipleksacji połączone jest z pierwszym wejściem sygnałowym n-tego układu zespolonego mnożenia. Drugie wejście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia połączone jest z wyjściem sygnałowym pierwszego generatora sygnałów arbitralnych, ... , drugie wejście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia połączone jest z wyjściem sygnałowym k-tego generatora sygnałów arbitralnych, ... , a drugie wejście sygnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia połączone jest z wyjściem sygnałowym n-tego generatora sygnałów arbitralnych. Wejście sterujące pierwszego generatora sygnałów arbitralnych połączone jest z pierwszym wyjściem sterującym bloku sterowania generatorami, ... , wejście sterujące k-tego generatora sygnałów arbitralnych połączone jest z k-tym wyjściem sterującym bloku sterowania generatorami, ... , wejście sterujące n-tego generatora sygnałów arbitralnych połączone jest z n-tym wyjściem sterującym bloku sterowania generatorami. Wyjście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia połączone jest z pierwszą linią wyjściowej magistrali całego układu, ... , wyjście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia połączone jest z k-tą linią wyjściowej magistrali całego układu, ... , a wyjście sygnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia połączone jest z n-tą linią wyjściowej magistrali całego układu.

Wejście sygnałowe bloku demultipleksacji połączone jest z wejściem całego układu poprzez przestrajalną linię opóźniającą. Pierwsze wejście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia połączone jest z pierwszym wyjściem sygnałowym bloku demultipleksacji poprzez pierwszą przestrajalną linię opóźniającą, ... , pierwsze wejście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia połączone jest z k-tym wyjściem sygnałowym bloku demultipleksacji poprzez k-tą przestrajalną linię opóźniającą, ... , a pierwsze wejście sygnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia połączone jest z n-tym wyjściem sygnałowym bloku demultipleksacji poprzez n-tą przestrajalną linię opóźniającą.

Korzystną cechą wynalazku jest możliwość zastosowania znanych technik filtracji jak MTI, MTD i/lub integracji impulsów w systemach radiolokacji pasywnej.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu synchronizacji sygnału radiolokacji pasywnej, fig. 2 przedstawia schemat blokowy układu synchronizacji sygnału radiolokacji pasywnej z dodatkowo zastosowanymi

PL 222 869 B1 liniami opóźniającymi, a fig. 3 - przebiegi czasowe poszczególnych sygnałów układu dla przykładowego sygnału wejściowego.

Jak to jest przedstawione na fig. 1, wejściowy sygnał radiolokacyjny swe z odbiornika ODB jest wprowadzony na wejście sygnałowe bloku demultipleksacji DEM oraz na wejście sygnałowe bloku analizy czasowej ANL. Blok demultipleksacji posiada n wyjść sygnałowych 1 ... k ... n. Wyjście sygnałowe 1 bloku demultipleksacji połączone jest z pierwszym wejściem pierwszego układu zespolonego mnożenia M1, ... , wyjście k - z pierwszym wejściem k-tego układu zespolonego mnożenia Mk, ... , wyjście n - z pierwszym wejściem n-tego układu zespolonego mnożenia Mn. Drugie wejście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia M1 połączone jest z wyjściem sygnałowym pierwszego generatora sygnałów arbitralnych G1, ..., drugie wejście k-tego układu zespolonego mnożenia Mk z wyjściem k-tego generatora Gk, ..., drugie wejście n-tego układu zespolonego mnożenia Mn z wyjściem n-tego generatora Gn. Wejście sterujące bloku demultipleksacji DEM jest połączone z wyjściem czasosteru CZS przekazując sygnał sterujący st. Czasoster CZS sterowany jest przez blok analizy czasowej ANL. Wejście sterujące bloku sterowania generatorami SG połączone jest z drugim wyjściem sterującym bloku analizy czasowej ANL. Blok sterowania generatorami SG posiada n wyjść sterujących 1 ... k ... n. Wyjście sterujące 1 bloku SG połączone jest z pierwszym generatorem G1, ... , wyjście sterujące k z k-tym generatorem Gk, ... , wyjście sterujące n z n-tym generatorem Gn. Wyjście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia M1 połączone jest z wejściem sygnałowym 1 bloku obróbki sygnału BOS, ... , wyjście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia Mk połączone jest z wejściem sygnałowym k bloku obróbki sygnału BOS, ... , wyjście sygnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia Mn połączone jest z wejściem sygnałowym n bloku obróbki sygnału BOS.

W drugim przykładzie wykonania, przedstawiony na fig. 2, wejściowy sygnał radiolokacyjny swe wprowadzony . jest na wejście sygnałowe bloku demultipleksacji DEM poprzez przestrajaną linię opóźniającą OWE oraz na wejście sygnałowe bloku analizy czasowej ANL. Blok demultipleksacji DEM posiada n wyjść sygnałowych 1 ... k ... n. Wyjście sygnałowe 1 bloku demultipleksacji DEM połączone jest z pierwszym wejściem sygnałowym pierwszego układu zespolonego mnożenia M1 poprzez pierwszą przestrajaną linię opóźniającą O1, ..., wyjście sygnałowe k z pierwszym wejściem sygnałowym k-tego układu zespolonego mnożenia Mk poprzez k-tą przestrajaną linię opóźniającą Ok, ..., wyjście sygnałowe n z pierwszym wejściem sygnałowym n-tego układu zespolonego mnożenia Mn poprzez n-tą przestrajaną linię opóźniającą On. Drugie wejście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia M1 połączone jest z wyjściem sygnałowym pierwszego generatora sygnałów arbitralnych G1, ... , drugie wejście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia Mk z wyjściem sygnałowym k-tego generatora Gk, ... , drugie wejście sygnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia Mn z wyjściem sygnałowym n-tego generatora Gn. Wejście sterujące bloku demultipleksacji DEM połączone jest z wyjściem czasosteru CZS, przekazując sygnał sterujący st. Czasoster CZS sterowany jest przez blok analizy czasowej ANL. Wejście sterujące bloku sterowania generatorami SG połączone jest z drugim wyjściem sterującym bloku analizy czasowej ANL. Blok sterowania generatorami SG posiada n wyjść sterujących 1 ... k ... n. Wejście sterujące pierwszego generatora sygnałów arbitralnych G1 połączone jest z pierwszym wyjściem sterującym 1 bloku sterowania generatorami SG, ... , wyjście sterujące k - z wejściem sterującym k-tego generatora Gk, ... , wyjście sterujące n - z wejściem sterującym n-tego generatora Gn.

Na fig. 3 przedstawiono przebieg czasowy przykładowego sygnału wejściowego swe na wejściu układu, przebieg czasowy st sygnału z wyjścia czasosteru CZS, przebieg czasowy 1 sygnału z pierwszego wyjścia 1 bloku demultipleksacji DEM, przebieg czasowy k sygnału z k-tego wyjścia k bloku demultipleksacji DEM oraz przebieg n sygnału z n-tego wyjścia n bloku demultipleksacji DEM. Przedstawiono także przebieg czasowy O1 sygnału na wyjściu pierwszej linii opóźniającej, przebieg czasowy Ok sygnału na wyjściu k-tej linii opóźniającej oraz przebieg czasowy On sygnału na wyjściu n-tej linii opóźniającej.

W pierwszym przykładzie wykonania, fig. 1, sygnał wejściowy swe z odbiornika ODB dostarczony jest jednocześnie do dwóch torów przetwarzania, toru synchronizacji oraz toru analizy czasowej. Na podstawie analizy czasowej w bloku analizy czasowej ANL realizowana jest detekcja impulsu oraz estymacja momentu jego przyjścia. W konsekwencji czasoster CZS sterowany jest tak, że generuje impuls synchronizujący w wyznaczonym przez blok ANL momencie czasowym. Na wyjściu czasosteru CZS pojawia się impulsowy sygnał synchronizacyjny st, który powoduje przełączanie sygnału wejściowego swe na kolejne wyjście bloku demultipleksacji DEM. Przełączanie w bloku DEM następuje w ustalonej zapętlonej kolejności: najpierw wyjście 1, potem 2, 3, ... , k, ... , n, a następnie znów 1, 2,

PL 222 869 B1 itd. jak to zostało przedstawione na fig. 3. Sygnały na wyjściach bloku DEM mają różne własności czasowo-częstotliwościowe. Aby móc zastosować znane techniki filtracji i/lub integracji impulsów, niezbędne jest zastosowanie modulacji korekcyjnej. Sygnały korygujące generowane są w generatorach sygnału arbitralnego G1, ... , Gk, ... , Gn. Blok sterowania generatorami SG steruje generatory w oparciu o wyestymowane w bloku analizy czasowej ANL korzystne parametry sygnałów korekcyjnych, takie jak amplituda, częstotliwość i faza, indywidualnie dla każdego generatora. Modulacja korekcyjna następuje w układach zespolonego mnożenia M1, ... , Mk, ... , Mn. Na wyjściach tych układów otrzymujemy sygnały, które posiadają identyczne własności czasowo-częstotliwościowe, gotowe do dalszej obróbki znanymi technikami filtracji, np. MTI, MTD, i/lub integracji.

W drugim przykładzie wykonania, fig. 2, zastosowane są dodatkowe przestrajalne linie opóźniające OWE oraz O1, ... , Ok, ... , On. Analiza sygnału wejściowego swe w bloku analizy czasowej ANL może być wykonywana z pewnym opóźnieniem wynikającym z budowy wewnętrznej bloku. Linia opóźniająca OWE, poprzez którą podłączono sygnał wejściowy swe do wejścia bloku demultipleksacji, spełnia rolę bufora, umożliwiając przeprowadzenie analizy w bloku ANL zanim sygnał trafi na wejście bloku demultipleksacji DEM. Opóźnienia linii opóźniających O1, ... , Ok, ... On są tak dobrane, aby wszystkie sygnały na wyjściach docierały do zespolonych układów mnożących w tym samym momencie jak to ilustruje fig. 3. Wszystkie zastosowane linie opóźniające są przestrajalne i mogą być sterowane przez blok analizy czasowej ANL.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ synchronizacji sygnału radiolokacyjnego, zwłaszcza impulsowego zawierający czasoster, znamienny tym, że wyjście czasosteru (CZS) połączone jest z wejściem sterującym bloku demultipleksacji (DEM), a wejście całego układu jest połączone jednocześnie z wejściem sygnałowym bloku demultipleksacji (DEM) oraz z wejściem sygnałowym bloku analizy czasowej (ANL), którego pierwsze wyjście sterujące połączone jest z wejściem sterującym czasosteru (CZS), a drugie wyjście sterujące bloku analizy czasowej (ANL) połączone jest z wejściem sterującym bloku sterowania generatorami (SG), zaś blok demultipleksacji (DEM) posiada n wyjść sygnałowych, z których pierwsze wyjście sygnałowe bloku demultipleksacji (DEM) połączone jest z pierwszym wejściem sygnałowym pierwszego układu zespolonego mnożenia (M1), ... , k-te wyjście sygnałowe bloku demultipleksacji (DEM) połączone jest z pierwszym wejściem sygnałowym k-tego układu zespolonego mnożenia (Mk), ... , a n-te wyjście sygnałowe bloku demultipleksacji (DEM) połączone jest z pierwszym wejściem sygnałowym n-tego układu zespolonego mnożenia (Mn), przy czym drugie wejście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia (M1) połączone jest z wyjściem sygnałowym pierwszego generatora sygnałów arbitralnych (G1), ... , drugie wejście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia (Mk) połączone jest z wyjściem sygnałowym k-tego generatora sygnałów arbitralnych (Gk), ... , a drugie wejście sygnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia (Mn) połączone jest z wyjściem sygnałowym n-tego generatora sygnałów arbitralnych (Gn), zaś wejście sterujące pierwszego generatora sygnałów arbitralnych (G1) połączone jest z pierwszym wyjściem sterującym bloku sterowania generatorami (SG), ... , wejście sterujące k-tego generatora sygnałów arbitralnych (Gk) połączone jest z k-tym wyjściem sterującym bloku sterowania generatorami (SG), ... , a wejście sterujące n-tego generatora sygnałów arbitralnych (Gn) połączone jest z n-tym wyjściem sterującym bloku sterowania generatorami (SG), przy czym wyjście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia (M1) połączone jest z pierwszą linią (1) wyjściowej magistrali całego układu, ... , wyjście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia (Mk) połączone jest z k-tą linią (k) wyjściowej magistrali całego układu, ... , a wyjście sygnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia (Mn) połączone jest z n-tą linią (n) wyjściowej magistrali całego układu.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wejście sygnałowe bloku demultipleksacji (DEM) połączone jest z wejściem całego układu poprzez przestrajalną linię opóźniającą (OWE).
3. 3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierwsze wejście sygnałowe pierwszego układu zespolonego mnożenia (M1) połączone jest z pierwszym wyjściem sygnałowym bloku demultipleksacji (DEM) poprzez pierwszą przestrajalną linię opóźniającą (O1), ... , pierwsze wejście sygnałowe k-tego układu zespolonego mnożenia (Mk) połączone jest z k-tym wyjściem sygnałowym bloku demultipleksacji (DEM) poprzez k-tą przestrajalną linię opóźniającą (Ok), ... , a pierwsze wejście syPL 222 869 B1 gnałowe n-tego układu zespolonego mnożenia (Mn) połączone jest z n-tym wyjściem sygnałowym bloku demultipleksacji (DEM) poprzez n-tą przestrajalną linię opóźniającą (On).