Мельяновскій П. А., Попов І. В. Інститут радіофізики та електроніки НАН України ім. А. І. Усикова Вул. Ак. Проскури, д. 12, Харків – 61085, Україна Тел.: +38 (057) 7448383; e-mail: popov@ire.kharkov.ua

Анотація – Розглядається малогабаритний активний доплеровский калібратор, особливості його побудови та застосування.

I. Вступ

Для зовнішньої калібрування РЛС і імітації рухомих цілей використовуються радіолокаційні відпрацьовано-жателей-калібратори. У метровому і декаметровому діапазонах радіохвиль найбільш просту конструкцію мають дипольні відбивачі. За своєю будовою вони представляють звичайні дротові антени, що працюють в режимі відображення сигналів. Зазначений режим досягається коротким замиканням антени в точці підключення фідера. В антені, виготовленої з ідеального провідника, вся принимаемая енергія перевипромінюючи-ється і створює розсіяне поле. У розімкнутому стані ефективна поверхня розсіювання дуже мала. Цю залежність ЕПР антени від навантаження можна використовувати для модуляції розсіяного сигналу по амплітуді [1]. Комутація входу відбивача призводить до появи детермінування складових у спектрі прийнятого сигналу, що дозволяє імітувати ЕПР рухається радіолокаційної цілі.

II. Основна частина

Сучасні досягнення радіофізики та електроніки дозволяють створювати калібратори невеликих розмірів з помірним енергоспоживанням, зручні та надійні в експлуатації.

Розглянутий калібратор створений на основі замедляющей випромінюючої структури у вигляді симетричного спірального вібратора, опис якого міститься в роботі [2]. Конструктивно вібратор складається з діелектричної труби діаметром 5 см, на якій розміщені два плеча вібратора у вигляді спіралей з кроком 1 см. У центрі вібратора встановлений блок керування роботою калібратора (рис. 1.).

Рис 1. Конструкція калібратора.

Fig. 1. Calibrator design

Найпростіша схема модулятора є диодную ключову схему з включенням діода на вході антени. Ключова схема управляється модулюючим імпульсним сигналом з частотою повторення, відповідної доплеровськой частоті рухомої цілі.

На рис. 2 представлена ​​структурна схема доп-леровского відбивача. Він складається з перебудовується-ваемого генератора прямокутних імпульсів, схеми управління доданими перемикачем і сімметрірующего пристрої, підключеного до входу спірального напівхвильового симетричного вібратора, працюючого в режимі поперечного випромінювання.

Рис. 2. Структурна схема активного доплерівського калібратора.

Fig. 2. Block diagram of an active Doppler calibrator

Періодичне відмикання і замикання діода на вході антени призводить до амплітудної модуляції розсіяного сигналу з двома бічними спектрами, відповідними спектру модулюючого сигналу. При модуляції перевипромінюють сигналу відповідача імпульсної послідовністю типу «меандр» спектр відбитого сигналу містить зрушені щодо несучої в обидві сторони непарні, кратні частоті повторення модулирующего сигналу, спектральні лінії. Спектральні складові імітують наближаються і віддаляються цілі з різною швидкістю і ЕПР.

Генератор прямокутних імпульсів виконаний на однокристальному мікроконтролері, з кварцовою стабілізацією, що і визначає його технічні характеристики.

Великий коефіцієнт уповільнення поверхневої хвилі спірального вібратора створює перший резонанс на частоті -10 МГц при повній геометричній довжині вібратора -1,8 м, що відповідає електричної довжині вібратора на цій частоті -15 м. Як показали вимірювання, ЕПР спірального калібратора на частотах fo + Ffl (Рис. 3) має величину -1 м2. Технічні характеристики калібратора:

1. діапазон перебудови частоти 0,01 – 100 Гц;

2. дискретність перебудови 0,01 Гц;

3. Час перебудови 10 ‘3 сек.;

4. Стабільність частоти-10 ‘5;

5. Робоча частота 10 МГц;

6. Напруга живлення 3 В;

7. Споживана потужність 45 мВт.

Габаритні розміри антени:

1. Довжина-2 м;

2. Діаметр – 0,05 м;

3. Габаритні розміри комутатора – 5x3x1 см;

4. Вага калібратора не більше 2 кг.

З технічних характеристик видно, що відбивач дозволяє імітувати будь-які рухомі цілі.

Fig. 3. The spectrum of the signal modulated by “meander”

Габаритні розміри, вага і споживана потужність калібратора дозволяють використовувати його автономно на борту лоцируємого об’єкта.

III. Висновок

Конструктивні та електричні характеристики розглянутого активного доплерівського калібратора дозволяє застосовувати його для калібрування різних РЛС метрового і декаметрового діапазонів.

IV. Список літератури

[1] Кобак В. О. Радіолокаційні відбивачі – М.: Сов. Радіо, 1975.

[2] Мельяновскій П. А.. Попов І. В. Спіральна антена з поперечним випромінюванням / / Радіофізика та електроніка-2003, № 3, С. 438-441.

COMPACT ACTIVE DOPLER CALIBRATOR

Melyanovsky P. A., Popov I. V.

A. Usikov Institute of Radiophysics and Electronics

NAS of Ukraine 12, Proskura St., Kharkov – 61085, Ukraine Tel.: 38 (057) 7448383, e-mail: popov@ire.kharkov.ua

Abstract – Compact active Doppler calibrator and features of its development and application are discussed.

I.  Introduction

Puc. 3. Спектр сигналу, модульованого “меандром”.

Radar reflectors-calibrators are used for external calibration of radar sets and moving target imitation. Dependence of effective dispersion surface (EDS) on load can be used for amplitude modulation of scattered signal that allows simulating EDS of moving target [1].

II.  Main part

Modern progress in radiophysics and electronics allow creating compact low-power handle and reliable calibrators.

This calibrator can be made on basis of delay structure as symmetric helical dipole which was described in [2]. Constructively, a dipole consist of 5-cm diameter dielectric tube with two dipole arms in the form of helix with 5 mm step on it. In the dipole center there is a calibrator control device.

A big deceleration factor of the surface wave of helical dipole has a first resonance at -10 MHz at the total geometric dipole of ~ 1.8 m length that corresponds to the dipole electrical length -15 m at this frequency. The measurement gives value of EDS of the helical dipole about 1 m2 at the frequencies f0±Fd (Fig. 3). From technical characteristics one can see that a calibrator allows imitating any moving targets. Overall dimensions, weight and power consumption allow using iy independently on board of detecting object.

III.  Conclusion

Design and electrical characteristics of discussed active Doppler calibrator allow applying it for the calibration of different meter and decameter ranges radar.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»