Устройство селекции целей
Полезная модель относится к радиолокационной технике, в частности, к импульсным когерентным радиолокационным системам, предназначенным для распознавания и наблюдения за надводными и береговыми объектами и селекции их на подвижные и неподвижные.
Техническим результатом полезной модели является повышение различительной способности устройства при сохранении информации о неподвижных объектах.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство селекции целей, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, квадратурный фазовый детектор, устройство свертки, блок доплеровских фильтров с пороговыми устройствами, а также опорный генератор, подключенный ко второму входу фазового детектора, и запоминающее устройство копии зондирующего сигнала, подключенное ко второму входу устройства свертки, дополнительно введен преобразователь кодов, соединенный с выходами блока доплеровских фильтров, при этом сигналам от неподвижных объектов, приближающихся и удаляющихся объектов присваиваются коды различных цветов с возрастанием насыщенности цвета при увеличении доплеровской скорости.
Полезная модель относится к радиолокационной технике, в частности, к импульсным когерентным радиолокационным системам, предназначенным для распознавания и наблюдения за надводными и береговыми объектами и селекции их на подвижные и неподвижные.
Для визуального наблюдения за обнаруженными объектами в РЛС используется электронное индикаторное устройство, которое является оконечным устройством РЛС, обеспечивающим оператора РЛС визуальной информацией об объектах, обнаруженных станцией. На экране индикатора РЛС воспроизводятся все сигналы, принятые антенной РЛС в зоне сканирования, усиленные приемным устройством и выделенные системой обработки сигналов. Задачей аппаратуры обработки РЛС и оператора, ведущего наблюдение за объектами на экране индикатора, является тщательный анализ всей воспроизведенной на экране информации с целью выделения полезных сигналов об объектах на фоне помех.
Известно достаточно много различных РЛС, в которых селекция движущихся и неподвижных объектов достигается за счет использования эффекта Доплера. Однако при отображении на индикаторе РЛС неподвижные объекты, как правило, подавляются в целях уменьшения помех. Так, известен когерентно-импульсный радиолокатор (патент РФ 
2252430), предназначенный для распознавания различия между неподвижными и подвижными объектами за счет снижения влияния пассивной помехи. В этих целях в нем используются модулятор, усилитель мощности, переключатель прием-передача, смесители, усилитель промежуточной частоты, полосовые фильтры, детекторы, накопители, задающий генератор, генератор промежуточной частоты, приемно-передающая антенна, пороговое устройство, блок удвоения промежуточной частоты и вычитатель, соединенные соответствующими связями. Это устройство за счет фильтрации в пределах одной парциальной области спектра на промежуточной частоте в первом полосовом фильтре, полоса прозрачности которого соответствует всему диапазону анализируемых доплеровских частот сигнала движущейся цели, из входной смеси сигналов, отраженных от неподвижных и движущихся целей, принимаемых приемно-передающей антенной, и преобразованных на промежуточную частоту, не пропускает спектральные составляющие пассивной помехи - сигналов, отраженных от неподвижных объектов, например, от подстилающей поверхности, и выделяет сигналы движущихся целей, сигналы от которых затем детектируются в первом детекторе, накапливаются в первом накопителе и сравниваются с порогом в пороговом устройстве, в результате чего происходит обнаружение движущейся цели.
Известно также устройство подавления помех от расположенных на земной поверхности объектов, которое является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (Бакулев П.А. Радиолокационные системы. М., Радиотехника, 2004, стр.179-180), принятое за прототип. Устройство-прототип содержит фазовые детекторы, последовательно соединенные с аналого-цифровыми преобразователями, выходы которых подключены к цифровому режекторному гребенчатому фильтру (ЦРГФ), выход которого через оперативное запоминающее устройство соединен с системой фильтров с быстрым преобразованием Фурье (БПФ).
Устройство-прототип из входной смеси сигналов, отраженных от неподвижных и движущихся целей, за счет фильтрации в диапазоне доплеровских частот движущихся целей не пропускает спектральные составляющие пассивной помехи - сигналов, отраженных от неподвижных объектов, например, от подстилающей поверхности, и выделяет сигналы только движущихся целей.
Однако в навигационных радиолокационных системах, например в судовых и береговых РЛС, информация о неподвижных объектах (например, береговой черте) является существенной, а иногда и жизненно важной, поэтому ее подавление как неподвижного объекта нежелательно.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение различительной способности устройства селекции подвижных объектов при сохранении информации о неподвижных объектах.
Достижение заявленного технического результата обеспечивается путем создания на экране индикатора «азимут-дальность» РЛС многоцветного изображения пространственных объектов, таких как суда, участки берега и т.п., при котором отраженные от надводных и береговых целей сигналы отображаются в виде совокупности яркостных цветовых отметок.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство селекции целей, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, квадратурный фазовый детектор, устройство свертки, блок доплеровских фильтров с пороговыми устройствами, а также опорный генератор, подключенный ко второму входу фазового детектора, и запоминающее устройство копии зондирующего сигнала, подключенное ко второму входу устройства свертки, дополнительно введен преобразователь кодов, входы которого соединены с выходами блока доплеровских фильтров а выходы - с входами индикатора, при этом выходные сигналы преобразователя кодов, соответствующие сигналам от неподвижных объектов, имеют один цветовой код, а соответствующие сигналам от приближающихся и удаляющихся объектов - второй и третий цветовые коды с возрастанием насыщенности цвета при увеличении доплеровской скорости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами фиг.1 структурной схемы устройства селекции и фиг.2 примера реализации преобразователя кодов с таблицей истинности.
на которой показано соответствие входного доплеровского сигнала выходному цветному сигналу, подаваемому на индикатор. Принципы построения подобных преобразователей кодов описаны в литературе (Преснухин Л.Н., Нестеров П.В. Цифровые вычислительные системы, М., Высшая школа, 1981, стр.215-220; Самофалов К.Г., Корнейчук В.И., Тарасенко В.П. Электронные цифровые вычислительные машины, Киев, 1976, стр.157-159).
Устройство селекции целей содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 1, квадратурный фазовый детектор 2, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 3, и устройство 4 свертки, второй вход которого соединен с выходом запоминающее устройства 5 копии зондирующего сигнала. Выход устройства 4 свертки подключен к входу блока 6 доплеровских фильтров с пороговыми устройствами, выходы которого (обозначены одной линией связи) через преобразователь 7 кодов соединены с входом индикатора 8.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал с усилителя промежуточной частоты приемного устройства радиолокационной станции оцифровывается в аналого-цифровом преобразователе 1 и поступает на квадратурный фазовый детектор 2, где происходит фазовое детектирование и выделение квадратурных составляющих сигнала. Далее в устройстве 4 производится свертка принятого сигнала с запомненной копией, а затем анализ спектра в доплеровских фильтрах блока 6 с помощью быстрого преобразования Фурье. Выходные сигналы доплеровских фильтров поступают на преобразователь 7 кодов, который преобразует их в сигналы цветового кодирования (например, R, G, В) по следующему алгоритму: неподвижные объекты с нулевой доплеровской частотой кодируются традиционным для радаров цветом, например, зеленым; приближающиеся объекты с положительной доплеровской частотой кодируются оттенками, например, красного цвета, которые зависят от скорости приближения (большая насыщенность будет характеризовать большую скорость); удаляющиеся объекты с отрицательной доплеровской частотой кодируются оттенками, например, синего цвета в зависимости от скорости удаления (их большая насыщенность также характеризует большую скорость).
Принципы построения подобных преобразователей кодов известны и рассмотрены, например, в следующих книгах: Преснухин Л.Н., Нестеров П.В. Цифровые вычислительные системы. - М.: Высшая школа, 1981, стр.215-220; Самофалов К.Г., Корнейчук В.И., Тарасенко В.П. Электронные цифровые вычислительные машины. - Киев, 1976, стр.157-159).
На фиг.2 приведена таблица истинности, в которой показано соответствие входного доплеровского сигнала выходному цветному сигналу, подаваемому на индикатор
Таким образом, достигаемый технический эффект от использования предлагаемого устройства селекции подвижных и неподвижных объектов заключается в том, что на индикаторе РЛС отображаются как подвижные, так и неподвижные объекты, при этом подвижные объекты легко визуально селектируются за счет их цветового разделения и насыщенности цвета.
Устройство селекции целей, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, квадратурный фазовый детектор, устройство свертки, блок доплеровских фильтров с пороговыми устройствами, а также опорный генератор, подключенный ко второму входу квадратурного фазового детектора, и запоминающее устройство копии зондирующего сигнала, подключенное ко второму входу устройства свертки, отличающееся тем, что в него дополнительно введен преобразователь кодов, входы которого соединены с выходами блока доплеровских фильтров а выходы - с входами индикатора, при этом выходные сигналы преобразователя кодов, соответствующие сигналам от неподвижных объектов, имеют один цветовой код, а соответствующие сигналам от приближающихся и удаляющихся объектов - второй и третий цветовые коды с возрастанием насыщенности цвета при увеличении доплеровской скорости.
