RU2013787C1 - Phase method of measurement of range of two aerial targets - Google Patents
Phase method of measurement of range of two aerial targets Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013787C1 RU2013787C1 SU5034569A RU2013787C1 RU 2013787 C1 RU2013787 C1 RU 2013787C1 SU 5034569 A SU5034569 A SU 5034569A RU 2013787 C1 RU2013787 C1 RU 2013787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- targets
- range
- measurement
- pulses
- video signals
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 9
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в РЛС сопровождения и наведения для измерения дальностей двух целей (например, самолета-нарушителя и наводимой на него ракеты). Оно позволяет повысить точность измерений и улучшить разрешающую способность по дальности при использовании зондирующих радиоимпульсов большой длительности. The invention relates to radar and can be used in tracking and guidance radars for measuring ranges of two targets (for example, an intruder aircraft and a missile aimed at it). It allows you to increase the accuracy of measurements and improve resolution in range when using probing radio pulses of long duration.
Целью изобретения является улучшение разрешающей способности и повышение точности измерения дальностей двух целей (например, самолета-нарушителя и наводимой на него ракеты) при использовании в фазовом дальномере зондирующих радиоимпульсов сравнительно большой длительности. The aim of the invention is to improve the resolution and increase the accuracy of measuring the ranges of two targets (for example, an intruder and a missile aimed at it) when using relatively long duration probing radio pulses in a phase range finder.
На чертеже представлена упрощенная структурная схема реализующего способ фазового дальномера, а также схематически показаны две цели и их наклонные дальности R1, R2.The drawing shows a simplified block diagram of a phase range finder implementing the method, and two targets and their inclined ranges R 1 , R 2 are schematically shown.
Фазовый дальномер содержит следующие элементы: приемно-передающую антенну 1, антенный переключатель 2, приемник 3, генератор 4 высокой частоты передатчика, генератор 5 модулирующего напряжения, модулятор 6 передатчика, два амплитудных ограничителя 7, 8, два узкополосных фильтра 9, 10, фазометр 11, вычислитель 12 дальности целей R1, R2.The phase range finder contains the following elements: transmit-receive antenna 1, antenna switch 2, receiver 3, transmitter high frequency generator 4, modulating voltage generator 5, transmitter modulator 6, two amplitude limiters 7, 8, two narrow-band filters 9, 10, phase meter 11 , the calculator 12 range targets R 1 , R 2 .
В общем случае фаза гармонического напряжения частоты F на выходе узкополосного фильтра 10 зависит от времени запаздывания tз1,tз2эхо-сигналов двух целей и амплитуд этих эхо-сигналов. Однако, если выравнять видеосигналы двух целей по амплитуде с помощью ограничителя 8, то фаза напряжения будет зависеть от времени запаздывания tз1,tз2эхо-сигналов этих целей, т.е. фаза будет содержать однозначную информацию о дальностях целей R1, R2. При этом для определения двух неизвестных дальностей R1,R2 не достаточно только одного измерения фазы. Поэтому предлагается для определения дальностей двух целей R1, R2 кроме измерения сдвига фаз Δ φ напряжений , на выходах фильтров 9, 10, дополнительно использовать также измерение отношения амплитуд U/Uo этих напряжений. Амплитуда гармонического напряжения Uo частоты F, выделенного фильтром 9 из протяженной периодической последовательности прямоугольных импульсов генератора модулирующего напряжения 5, определяется известным соотношением
U0= sinΠFτ , (1) где A - амплитуда импульса, равная порогу ограничения амплитудных ограничителей 7, 8;
F - частота следования модулирующих импульсов генератора 5;
τ- длительность модулирующего импульса.In the general case, the phase of the harmonic voltage of frequency F at the output of the narrow-band filter 10 depends on the delay time t z1 , t z2 of the echo signals of two targets and the amplitudes of these echo signals. However, if the video signals of the two targets are aligned in amplitude using the limiter 8, then the voltage phase will depend on the delay time t s1 , t s2 of the echo signals of these targets, i.e. the phase will contain unambiguous information on the ranges of the targets R 1 , R 2 . Moreover, to determine two unknown ranges R 1 , R 2 is not enough just one phase measurement. Therefore, it is proposed to determine the ranges of two targets R 1 , R 2 in addition to measuring the phase shift Δ φ , at the outputs of the filters 9, 10, in addition, also use the measurement of the ratio of the amplitudes U / U o of these voltages. The amplitude of the harmonic voltage U o frequency F, selected by the filter 9 from the extended periodic sequence of rectangular pulses of the modulating voltage generator 5, is determined by the known relation
U 0 = sinΠFτ, (1) where A is the pulse amplitude equal to the limit threshold of the amplitude limiters 7, 8;
F is the repetition rate of the modulating pulses of the generator 5;
τ is the duration of the modulating pulse.
Когда эхо-сигналы двух целей разрешаются по дальности, сдвиг фаз Δ φгармонических напряжений , на выходах фильтров 9, 10 будет
Δ φ=π F(tз1+tз2), (2)
а гармоническое напряжение U на выходе фильтра 10 равно
U = sin(ΠFτ)cos2ΠFt-t+ cos2ΠFt-t, (3) где tз1,tз2 - время запаздывания эхо-сигналов первой и второй цели соответственно;
t - текущее время.When the echoes of two targets are resolved in range, the phase shift Δ φ of harmonic voltages , at the outputs of the filters 9, 10 will be
Δ φ = π F (t z1 + t z2 ), (2)
and the harmonic voltage U at the output of the filter 10 is
U = sin (ΠFτ) cos2ΠF tt + cos2ΠF tt , (3) where t z1 , t z2 is the delay time of the echo signals of the first and second targets, respectively;
t is the current time.
При этом отношение амплитуд напряжений U/Uo на выходах фильтров 10, 9 будет
= 2 cos 2ΠFtt. (4)
Находя из системы двух уравнений (2) и (4) время запаздывания tз1,tз2 и соответствующие дальности целей R1, R2, получим формулы для определения дальностей целей в случае, когда эхо-сигналы двух целей разрешаются по дальности.The ratio of the amplitudes of the stresses U / U o at the outputs of the filters 10, 9 will be
= 2 cos 2ΠF t t . (4)
Finding from the system of two equations (2) and (4) the delay time t z1 , t z2 and the corresponding target ranges R 1 , R 2 , we obtain formulas for determining the target ranges in the case when the echo signals of two targets are resolved by range.
В случае, когда эхо-сигналы двух целей по дальности не разрешаются, видеоимпульсы эхо-сигналов двух целей на выходе приемника 3 сливаются и длительность результирующего импульса τΣбудет
τΣ=τ+(tз2-tз1)/2 (5)
При этом сдвиг фаз Δ φи отношение амплитуд U/Uo гармонических напряжений на выходах фильтров 9, 10 будут
Δ φ=2 π F tз1, (6)
= (7)
Находя из системы двух уравнений (6) и (7) время запаздывания tз1,tз2 и соответствующие дальности целей R1, R2, получим формулы для определения дальностей в случае, когда цели не разрешаются по дальности.In the case when the echoes of two targets in range are not allowed, the video pulses of the echoes of two targets at the output of the receiver 3 merge and the duration of the resulting pulse τ Σ will be
τ Σ = τ + (t z2 -t z1 ) / 2 (5)
In this case, the phase shift Δ φ and the ratio of the amplitudes U / U o harmonic voltages at the outputs of the filters 9, 10 will be
Δ φ = 2 π F t z1 , (6)
= (7)
Finding from the system of two equations (6) and (7) the delay time t z1 , t z2 and the corresponding target ranges R 1 , R 2 , we obtain formulas for determining the ranges in the case when the targets are not resolved by range.
Таким образом, предложенный способ может быть практически реализован, а отмеченные отличительные признаки являются существенными и принципиально необходимы. Thus, the proposed method can be practically implemented, and the distinguishing features noted are essential and fundamentally necessary.
Частоту следования F зондирующих импульсов выбирают из тех же соображений, что и в обычном импульсном дальномере. Длительность импульса τменьше периода следования импульсов, но может быть выбрана значительно больше, чем в обычном импульсном дальномере. Использование длинных импульсов целесообразно для ослабления вредного влияния искажений фронтов импульса на точность измерения дальности. Использование длинных импульсов в предложенном способе позволяет повысить точность измерения дальностей в отличие от обычного импульсного способа дальнометрии, в котором использование длинных импульсов снижает разрешающую способность и точность дальномера. Кроме того, использование длинных импульсов дополнительно позволяет снизить необходимую импульсную мощность передатчика и упростить конструкцию фидерной системы импульсного дальномера. The repetition rate F of the probe pulses is chosen from the same considerations as in a conventional pulsed range finder. The pulse duration τ is less than the pulse repetition period, but can be chosen much longer than in a conventional pulse range finder. The use of long pulses is advisable to attenuate the harmful effect of distortions of the pulse fronts on the accuracy of range measurement. The use of long pulses in the proposed method can improve the accuracy of measuring ranges in contrast to the conventional pulsed method of ranging, in which the use of long pulses reduces the resolution and accuracy of the range finder. In addition, the use of long pulses additionally reduces the necessary pulse power of the transmitter and simplifies the design of the feeder system of the pulse range finder.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Передатчик с приемно-передающей антенной 1 излучают зондирующий сигнал в виде периодической последовательности прямоугольных радиоимпульсов. Приемник 2 принимает эхо-сигналы двух воздушных целей. Амплитудный ограничитель 8 на выходе приемника 3 ограничивает амплитуды видеоимпульсов принимаемых эхо-сигналов целей до одинакового уровня. Узкополосный фильтр 10 выделяет из принятого сигнала гармоническое напряжение на частоте следования F зондирующих импульсов. Амплитудный ограничитель 7 ограничивает амплитуды импульсов генератора модулирующего напряжения 5 до того же уровня, что и ограничитель 8. Узкополосный фильтр 9 выделяет из ограниченного по амплитуде модулирующего сигнала гармоническое напряжение на частоте следования импульсов F. Фазометр 11 измеряет сдвиг фаз Δ φгармонических напряжений ,. Вычислитель 12 определяет по результатам измерения сдвига фаз Δ φи отношению амплитуд напряжений U/Uo дальности двух целей R1, R2.A transmitter with a transmit-receive antenna 1 emits a probing signal in the form of a periodic sequence of rectangular radio pulses. Receiver 2 receives echoes from two air targets. The amplitude limiter 8 at the output of the receiver 3 limits the amplitude of the video pulses of the received echo signals of the targets to the same level. The narrow-band filter 10 extracts the harmonic voltage from the received signal at a repetition rate F of probe pulses. The amplitude limiter 7 limits the amplitudes of the pulses of the modulating voltage generator 5 to the same level as the limiter 8. The narrow-band filter 9 extracts the harmonic voltage from the amplitude-limited modulating signal at a pulse repetition rate F. The phasometer 11 measures the phase shift Δ φ of harmonic voltages , . The calculator 12 determines from the results of the measurement of the phase shift Δ φ and the ratio of the voltage amplitudes U / U o the range of two targets R 1 , R 2 .
Claims (1)
R1= - arccos ;
R2= - arccos ,
когда цели разрешаются по дальности, и по формулам
R1= ,
R2= R1-Cτ + arcsinsinπF,
когда цели по дальности не разрешаются,
где C - скорость света;
U, U0 - амплитуды гармонических составляющих сигналов частоты F, выделенных из видеосигналов целей и модулирующего импульсного сигнала соответственно.PHASE METHOD FOR MEASURING THE RANGE OF TWO AIR TARGETS, namely, that they emit a sounding signal in the form of rectangular radio pulses of duration τ, where τ <T, T is the repetition period of rectangular radio pulses, τ is the duration of the radio pulses of the probe signal, receive target echo signals, emit video signals received echo signals, targets, identify the harmonic components at a frequency F from the modulating pulse signal of the transmitter and the video signals of the targets, measure the phase shift Δ φ of these components, characterized in that then the video signals and the modulating pulse signal are limited in amplitude to the same level, the ratio of the amplitudes of the extracted harmonic components is measured, and the ranges to the targets R 1 , R 2 are determined by the formulas
R 1 = - arccos ;
R 2 = - arccos ,
when targets are resolved by range and by formulas
R 1 = ,
R 2 = R 1 -Cτ + arcsin sinπF ,
when range targets are not allowed,
where C is the speed of light;
U, U 0 are the amplitudes of the harmonic components of the frequency signals F, extracted from the video signals of the targets and the modulating pulse signal, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5034569 RU2013787C1 (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Phase method of measurement of range of two aerial targets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5034569 RU2013787C1 (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Phase method of measurement of range of two aerial targets |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013787C1 true RU2013787C1 (en) | 1994-05-30 |
Family
ID=21600459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5034569 RU2013787C1 (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Phase method of measurement of range of two aerial targets |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2013787C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669189C1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-10-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационный Центр Самоцвет" | Method of active nonlinear phase radio range finding |
-
1992
- 1992-03-27 RU SU5034569 patent/RU2013787C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Педак А.М. и Бакланов П.И. и др. Справочник по основамрадиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина. М.Воениздат, 1967, с.24. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669189C1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-10-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационный Центр Самоцвет" | Method of active nonlinear phase radio range finding |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5745437A (en) | Method and apparatus for coherent burst ranging | |
| US5889490A (en) | Method and apparatus for improved ranging | |
| US4568938A (en) | Radar altimeter nearest return tracking | |
| US3878525A (en) | Frequency jumping CW radar | |
| EP0779990A4 (en) | LOCATION SYSTEM BY MEASURING THE TRAVEL TIME OF AN RF PULSE | |
| EP0425006A1 (en) | FM-CW radar apparatus | |
| US2494339A (en) | Noise-reducing pulse-echo locating equipment | |
| RU2017122646A (en) | Method for measuring range and radial velocity in a radar with a probing composite pseudo-random chirp pulse | |
| US3898653A (en) | Automotive radar sensor | |
| US4155087A (en) | Radar receiver for detecting coded information buried in radar echoes | |
| ATE215702T1 (en) | METHOD FOR DETECTING A TARGET USING AN HPRF RADAR SYSTEM | |
| RU2013787C1 (en) | Phase method of measurement of range of two aerial targets | |
| US4051433A (en) | Signal responsive burst period timer and counter for laser doppler velocimetry and the like | |
| Frazer et al. | Wigner-Ville analysis of HF radar measurement of an accelerating target | |
| US4414549A (en) | Method and apparatus for sensing a target | |
| JPH10501343A (en) | Position-selective velocity measuring device using Doppler principle | |
| US3046547A (en) | Two-pulse mti radar system | |
| US3987443A (en) | Radar | |
| US2741762A (en) | Radar indicator system | |
| RU2095827C1 (en) | Radar device recognizing composition of target | |
| US3305862A (en) | Signal seeking pulse radar altimeter and distance measuring systems | |
| US20240004043A1 (en) | Frequency-modulated coherent lidar | |
| US2421785A (en) | Electric altimeter | |
| RU2018873C1 (en) | Surface seaway meter | |
| US4225863A (en) | Simplified system for estimating pulse radar doppler frequency |