Устройство помехоустойчивого автодинного радиодатчика

Предлагается устройство автодинного радиодатчика, относящегося к доплеровским радиолокационным системам. Устройство может использоваться для повышения помехоустойчивости радиовзрывателей к различным внешним помехам. Целью изобретения является повышение надежности работы автодинного радиодатчика в момент воздействия на него как пассивных, так и активных, искусственно созданных внешних помех. Устройство помехоустойчивого радиодатчика содержит автодин, усилитель низкой частоты, диодно-емкостной накопитель, дифференцирующую цепь, счетный триггер, две схемы совпадения, электронный ключ, блок коррекции частоты и исполнительный каскад. Обеспечение помехоустойчивости достигается за счет комплексного распознавания обрабатываемого сигнала с помощью его дифференцирования и соответствующей коррекции частоты излучения.

Предлагается устройство автодинного радиодатчика, относящегося к доплеровским системам ближней радиолокации, с целью повышения помехоустойчивости к различным внешним помехам и может быть использовано для радиовзрывателей.

Устойчивость автодинных радиодатчиков взрывателей к организованным внешним помехам крайне низка. Главными причинами низкой устойчивости являются:

1. Малая по сравнению с мощностью излучения современных станций помех мощность излучения. Отношение мощностей излучения станции помех и неконтактного радиодатчика Р_v/Р10⁵...10⁹;

2. Простота правила принятия решения на срабатывание. Для срабатывания радиодатчика (РД) необходимо и достаточно, как правило, обеспечить превышение мгновенного значения напряжения на выходе диодно-емкостного накопителя (ДЕН) U_ден над порогом срабатывания исполнительного каскада ;

3. Широкие возможности современных станций помех, по разведке работающих РД и их обслуживанию, приводящие к преждевременному срабатыванию радиовзрывателей;

4. Ограниченные возможности применения в РД взрывателей классических методов повышения помехозащищенности радиотехнических устройств, обусловленные особенностями функционирования радиовзрывателя, а именно:

- полной автономностью работы;

- многообразием условий встречи боеприпаса с целью, а, следовательно, непостоянством частоты доплеровского сигнала;

- ограниченностью времени действия доплеровского сигнала;

- необратимостью принятия решения на срабатывание.

Эти особенности функционирования РВ приводят к тому, что при воздействии на РВ активной помехи ее аддитивная смесь с полезным доплеровским сигналом с высокой степенью вероятности будет иметь место только в случае воздействия на РВ заградительной или прицельной помехи. При этом аддитивная смесь доплеровского сигнала и помехи будет иметь место на конечном участке траектории, когда доплеровский сигнал по своему уровню начинает превосходить уровень внутренних шумов. В случае же воздействия на РВ импульсной ответной помехи на безопасном для прикрываемого объекта расстоянии наличие аддитивной смеси доплеровского сигнала и помехи маловероятно из-за наличия у любой станции помех в приземном слое «мертвой» зоны, обусловленной влиянием земли на диаграмму направленности антенны станции помех.

Особенности функционирования РД при воздействии станции помех позволяет сделать вывод о том, что в низкочастотном тракте датчика практически никогда не будет аддитивной смеси сигнала с помехой, а будет присутствовать или сигнал, или помеха.

При этом известные схемы построения радиодатчиков не обеспечивают надежной работы автодинного радиодатчика в условия активного воздействия внешних помех.

Предлагаемое устройство, представленное на рисунке 1, повышает устойчивость автодинного радиодатчика к организованным помехам и способствует решению задачи по поражению цели за счет обеспечения распознавания доплеровского сигнала от сигнала, наведенного на радиодатчике внешней помехой.

Устройство включает в свой состав типовые элементы автодин (А), генерирующий СВЧ сигнал, излучаемый в пространство и принимающий отраженный от цели сигнал, содержащий полезную информацию о цели, преобразующий информацию в электрический сигнал низкой частоты,

подключенный к его выходу усилитель низкой частоты (УНЧ), усиливающий входной сигнал до величины, достаточной для управления схемой, соединенный с выходом усилителя полосовой фильтр (ПФ), обеспечивающий частотную селекцию полезного сигнала, диодно-емкостной накопитель (ДЕН), имеющий два входа, первый соединен с выходом полосового фильтра, второй - с выходом электронного ключа и исполнительный каскад (ПК), вход которого подключен к выходу схемы совпадения И1.

Для распознавания доплеровского сигнала от ответной немодулированной, заградительной и прицельной помех за счет разного характера отклика ДЕН в схему включены дополнительные элементы. В состав дополнительных элементов входят, подключенные к выходу ДЕН, схема совпадения И1 с тремя входами, дифференцирующая цепь (ДЦ) и триггер Шмитта (ТШ), выходы которых соединены со входами счетного триггера (СТ), а второй выход ТШ управляет электронным ключом (ЭК) и схемой совпадения (И2) с двумя входами, второй вход И2 подключен к выходу СТ, а выход схемы И2 управляет схемой корректировки частоты (СК), изменяющей частоту излучения автодина и спусковой схемой (СС), выход которой подключен ко второму входу схемы совпадения И1, третий вход которой подключен к выходу СТ.

При обработке сигнала помехи на выходе ДЦ формируется импульс, изменяющий исходное состояние счетного триггера (логическая единица на входе схемы И1) на противоположное (логический ноль на входе схемы И1) за счет чего производится блокировка ИК. Триггер Шмитта возвращает СТ в исходное состояние (деблокирует ИК) после прекращения действия помехи и снижении напряжения на выходе ДЕН ниже порога отпускания.

Если распознавание помехи за счет дифференцирования отклика ДЕН не произошло (такое возможно в случае воздействия амплитудно-модулированной помехи), то происходит распознавание сигнала за счет зависимости частоты обрабатываемого в радиодатчике низкочастотного

сигнала от частоты зондирующего сигнала (для доплеровского сигнала эта зависимость пропорциональна, для ответных помех эта зависимость равна разности частот радиодатчика и станции помех). Для этого используется тот же триггер Шмитта, импульс напряжения с выхода которого поступает через схему совпадения И2, т.к. счетный триггер не сработал и на его выходе присутствует логическая единица, на вход схемы корректировки частоты. СК обеспечивает скачкообразное увеличение частоты излучения автодина для сохранения радиочастотной чувствительности автодина. При этом изменение частоты излучения автодина c f₀ на f₁ не приведет к исчезновению обрабатываемого сигнала, если сигнал является доплеровским (хотя его параметры - частота, амплитуда и фаза - несколько изменятся), а при правильном выборе полосы частот ПФ учитывающем возможные изменения частот Доплера произойдет дельнейший рост напряжения на выходе ДЕН, что в конечном итоге приведет к срабатыванию ПК за счет наличия на входе схемы И1 логической единицы, разрешающей прохождение сигнала от ДЕН к ИК.

В случае же обработки сигнала помехи при переходе частоты c f₀ на f₁ произойдет уменьшение или полное исчезновение сигнала на выходе автодина и как следствие уменьшение напряжения на выходе ДЕН до порога отпускания ТШ и изменение рабочей частоты автодина на первоначальную. Возврат частоты излучения c f₁ на f ₀ не исключает возобновления воздействия на датчик ответной помехи и соответственно роста напряжения на выходе ДЕН. Для исключения преждевременных срабатываний напряжение на выходе ДЕН при повторном воздействии помехи будет происходить с нуля за счет наличия в схеме электронного ключа (ЭК), обеспечивающего обнуление ДЕН при возврате c f₁ на f₀ .

Для исключения переходных процессов, приводящих к преждевременному срабатыванию радиодатчика, в момент изменения частоты излучения (при появлении на выходе И2 логической «1») введена спусковая схема (СС), обеспечивающая за счет снятия с входа схемы И1

логической единицы блокировку ИК на время изменения частоты излучения радиодатчика. В остальное время на выходе СС присутствует логическая единица, и влияния на работу радиодатчика она не оказывает.

Обеспечение надежности работы схемы в условиях воздействия на радиовзрыватель всего многообразия организованных помех, в том числе скользящих и ответных импульсных помех переменной мощности и отсутствие ложных срабатываний достигается выполнением следующих условий:

1. Импульс запуска СТ по счетному входу должен иметь амплитуду, удовлетворяющую условию:

2. Порог срабатывания ТШ должен быть равен

3. Изменение рабочей частоты автодина при срабатывании ТШ происходит в большую сторону, а величина

f₀0,07f₀.

Использование данного устройства радиодатчика при выполнении всех необходимых условий позволяет обеспечить его надежное функционирование при отсутствии помех и отсутствие преждевременных срабатываний в любой помеховой обстановке.

Реализация изобретения позволит существенно повысить помехозащищенность автодинных радиодатчиков ко всему многообразию внешних организованных помех.

Устройство помехоустойчивого автодинного радиодатчика для распознавания полезного сигнала от внешних активных организованных помех, состоящее из автодина (А), подключенного к его выходу усилителя низкой частоты (УНЧ), соединенного с выходом усилителя полосового фильтра (ПФ), диодно-емкостного накопителя (ДЕН), имеющего два входа, первый соединен с выходом полосового фильтра, второй - с выходом электронного ключа и исполнительного каскада (ПК), вход которого подключен к выходу схемы совпадения И1, отличающееся тем, что, с целью распознавания полезного сигнала от помех, в устройство введены подключенные к выходу ДЕН схема совпадения И1 с тремя входами, дифференцирующая цепь (ДЦ) и триггер Шмитта (ТШ), выходы которых соединены со входами счетного триггера (СТ), а второй выход ТШ управляет электронным ключом (ЭК) и схемой совпадения (И2) с двумя входами, второй вход И2 подключен к выходу СТ, а выход схемы И2 управляет схемой корректировки частоты (СК) и спусковой схемой (СС), выход которой подключен ко второму входу схемы совпадения И1, третий вход которой подключен к выходу СТ, а выход к входу ИК.