ПРИБОР ЧАСТОТНОЙ СЕЛЕКЦИИ И ИДЕНТИФИКАЦИИ РАДИОИЗЛУЧАЮЩИХ ЦЕЛЕЙ КОРАБЕЛЬНОГО РАДИОЛОКАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА С УСТРОЙСТВОМ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой (РТО) в составе корабельного радиолокационного комплекса (КРЛК) или как автономный прибор измерения несущей частоты и временных параметров импульсных сигналов радиоизлучающих целей (РИЦ), а также для обеспечения постоянного функционального контроля работоспособности составных частей прибора и КРЛК.
8
Известен цифровой измеритель частоты по патенту РФ на полезную модель №2325665, 2008 г., МПК G01R 23/00, опубл. Бюл. №7, 2008 г., содержащий последовательно соединенные усилитель высокой частоты, полосно-пропускающий фильтр, частотный дискриминатор с четырьмя выходами, а также аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и вычислитель, причем вход усилителя является входом устройства, выход каждого АЦП соединен с входами вычислителя, логарифмические видеоусилители (ЛВУ), аналоговый сумматор, обнаружитель импульсных сигналов, блок формирования кода мощности, блок формирования кода коррекции и цифровой сумматор, при этом вход каждого ЛВУ соединен с выходами частотного дискриминатора, выход каждого ЛВУ соединен с входом соответствующего АЦП и входами аналогового сумматора, выход аналогового сумматора соединен с входом обнаружителя, выход обнаружителя соединен с тактовым входом всех АЦП, выход каждого АЦП соединен с входами вычислителя и входами формирования кода мощности, выход вычислителя соединен с входом блока формирования кода коррекции и входом цифрового сумматора, выход блока формирования кода мощности соединен с другим входом блока формирования кода коррекции, выход блока формирования кода коррекции соединен с другим входом цифрового сумматора, выход цифрового сумматора является выходом измерителя частоты.
Известный измеритель построен с логарифмическим усилителем на входе и фазовым методом обработки сигнала, который основан на перемножении прямого и задержанного сигналов в квадратурном фазовом детекторе с последующей цифровой обработкой, и может быть использован в системах наблюдения за РТО в составе комплекса или как автономное устройство измерения несущей частоты импульсных сигналов.
Такое построение нашло достаточное распространение в различных пассивных системах. Однако, несмотря на существенные преимущества над традиционным построением с усилителем-ограничителем без обнаружителя синхронных помех, измерение частоты производится посредством частотного дискриминатора, осуществляющего преобразование частоты входного сигнала в амплитуду, и принципиально не может производиться по двум или более сигналам, одновременно существующим на входе, а предлагаемые схемы компенсации позволяют лишь подавить помеху, являющуюся, в сущности, с точки зрения наблюдения за РТО полезным сигналом. Кроме того, обнаружение осуществляется по видеосигналу, являющемуся огибающей входного сигнала в достаточно широком частотном диапазоне, что существенно ограничивает чувствительность системы.
Недостатками известного измерителя частоты являются ограниченные функциональные возможности, а именно невозможность определения параметров двух и более одновременно существующих сигналов в одном частотном диапазоне, низкая чувствительность, обусловленная обнаружением сигналов во временной области в широкой полосе частот, а также невозможность функционального контроля составных частей прибора и комплекса.
Решаемыми задачами являются:
- обеспечение возможности определения параметров двух и более одновременно существующих сигналов в одном частотном диапазоне путем частотной селекции (выбора, отбора), идентификации (отождествления, опознавания) и последующей классификации РИЦ из более широкого частотного диапазона и принятия оперативного решения при наблюдении за РТО, посредством широкополосного транспонатора (ШПТ), промежуточного преобразователя частоты (ППЧ), блока освещения текущей радиотехнической обстановки (БОТРТО) и экрана, пеленгования сигналов, при наличии информации об угловом положении антенны, выделения периодов импульсного сигнала, обнаружения и сопровождения источников радиоизлучения (ИРИ) и измерения параметров сложных сигналов с выделением законов модуляции сигнала;
- увеличение чувствительности (точности) измерения за счет введения, по меньшей мере, трех высокочастотных ключей (ВЧК), по меньшей мере, трех высокочастотных аттенюаторов (ВЧА) и делителя мощности (ДМ);
- обеспечение постоянного функционального контроля работы составных частей прибора и КРЛК за счет дополнительного введения второго ЛДВУ, а также, по меньшей мере, еще двух делителей мощности (ДМ), и, соответственно устройства функционального контроля (УФК).
Для реализации поставленной задачи целесообразно перевести измерения из плоскости видеосигналов в плоскость радиоизмерений, измерения частоты и параметров сигналов проводить методами спектрального анализа в частотной области, используя технику обработки радиосигналов с помощью дискретных преобразований отсчетов с выхода АЦП.
Сущность полезной модели заключается в том, что в приборе частотной селекции и идентификации РИЦ КРЛК с устройством функционального контроля (УФК), содержащим усилитель высокой частоты (УВЧ), полосно-пропускающий фильтр (ППФ), логарифмический детектор-видеоусилитель (ЛДВУ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и вычислитель, что в состав дополнительно введен второй ЛДВУ, а также, по меньшей мере, три высокочастотных ключа (ВЧК), по меньшей мере, три высокочастотных аттенюатора (ВЧА), широкополосный транспонатор (ШПТ), по меньшей мере, три делителя мощности (ДМ), промежуточный преобразователь частоты (ППЧ), блок освещения текущей радиотехнической обстановки (БОТРТО), экран и упомянутое УФК, при этом сигналы от РИЦ, принятые радиолокационной антенной КРЛК через первый, второй и третий ВЧК и первый, второй и третий ВЧА поступают на входы ШПТ, с выхода которого сигналы поступают на вход первого ДМ, с первого выхода первого ДМ сигналы поступают на вход УВЧ, с выхода которого через ППФ сигналы поступают на вход первого ЛДВУ, с выхода первого ЛДВУ сигналы поступают на вход второго ДМ, а с его первого выхода - на пятый вход АЦП, со второго выхода первого ДМ сигналы поступают на вход ППЧ, далее с первого выхода ППЧ сигналы поступают на вход второго ЛДВУ, с выхода второго ЛДВУ сигналы поступают на вход третьего ДМ, а с его первого выхода - на первый вход вычислителя, одновременно сигналы со второго, третьего, четвертого и пятого выходов ППЧ поступают соответственно на первый, второй, третий и четвертый входы АЦП, с первого, второго, третьего и четвертого выходов которого - на второй, третий, четвертый и пятый входы вычислителя, а затем с выхода вычислителя обработанные сигналы поступают в БОТРТО с отображением данных на экране для идентификации с последующей классификацией РИЦ и принятия оперативного решения, причем в процессе работы УФК получает сигналы со вторых выходов второго и третьего ДМ, производит оценку их текущих параметров и осуществляет постоянный контроль функционирования составных частей прибора и КРЛК.
Сущность полезной модели поясняется структурной схемой,
где:
1, 2, 3 - высокочастотные ключи (ВЧК),
4, 5, 6 - высокочастотные аттенюаторы (ВЧА),
7 - широкополосный транспонатор (ШПТ),
8, 9, 10 - делители мощности (ДМ),
11 - усилитель высокой частоты (УВЧ),
12 - полосно-пропуекающий фильтр (ППФ),
13, 14 - логарифмические детекторы-видеоусилители (ЛДВУ),
15 - промежуточный преобразователь частоты (ППЧ),
16 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП),
17 - вычислитель,
18 - блок освещения текущей радиотехнической обстановки (БОТРТО),
19 - экран,
20 - устройство функционального контроля.
Работа заявляемого прибора частотной селекции и идентификации с устройством функционального контроля осуществляется следующим образом.
*)
Высокочастотные сигналы от РИЦ* ( на схеме не показаны), принятые радиолокационной антенной* КРЛК* в зависимости от диапазона частот поступают на соответствующие ВЧК 1, 2, 3, где производится развязка частотных поддиапазонов с целью уменьшения просачивания шумов и сигналов для увеличения чувствительности приемника*, и на соответствующие ВЧА 4, 5, 6, где производится выравнивание амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) между частотными диапазонами и увеличение динамического диапазона канала, затем сигналы поступают на вход ШПТ 7, где производится перенос этих сигналов из разных частотных диапазонов в одну фиксированную полосу, далее сигнал поступает на вход первого ДМ 8, где происходит деление по мощности (для отдачи части сигнала ППЧ 15), при этом часть сигналов с первого выхода первого ДМ 8 поступает в УВЧ 11, где происходит усиление, в ППФ 12, где они дополнительно фильтруются и подвергаются выделению огибающей сигнала, а затем - в ЛДВУ 13, где происходит дополнительное усиление, и во второй ДМ 9, где происходит деление сигнала по мощности (для отдачи части сигналов в УФК 20), одновременно со второго выхода первого ДМ 8 часть разделенных по мощности сигналов поступает в ППЧ 15, где они дробятся для детальной обработки и измерения параметров, после чего аналоговые сигналы с первого выхода второго ДМ 9 и со второго, третьего, четвертого и пятого выходов ППЧ 15 поступают соответственно на пятый, первый, второй, третий и четвертый входы АЦП 16 для аналого-цифрового преобразования (с целью согласования с цифровой системой обработки вычислителя 17), одновременно с первого выхода ППЧ 15 часть сигналов поступает во второй ЛДВУ 14, где происходит дополнительное усиление, и в третий ДМ 10, где происходит деление сигнала по мощности (для отдачи части сигналов в УФК 20), часть аналоговых сигналов с первого выхода третьего ДМ 10 поступают на первый вход вычислителя 17 для внешнего контроля огибающей сигнала в широкой полосе частот, обеспечивая тем самым дополнительный контроль измерения параметров полученных на несущей частоте и огибающей сигналов, после этого часть преобразованных цифровых сигналов со второго, третьего, четвертого и пятого выходов АЦП 16 поступают соответственно на первый, второй, третий и четвертый входы вычислителя 17, где они подвергаются последовательным дискретным преобразованиям для выделения спектров, сужения полосы приема до ширины спектра и обеспечения квазисогласованной фильтрации, после чего с высокой точностью измеряются параметры сигналов, такие как ширина спектра, вид модуляции, параметры модуляции, временные параметры сигналов и энергетические параметры сигналов, после измерений вычислитель 17 формирует формуляры, которые помимо параметров сигналов содержат относительное время фиксации сигналов, а также пеленг (или угловое положение антенны*), вычисленное как центр масс энергетических показателей сигнала при предварительном введении в вычислитель 17 данных антенной системы*, после этого обработанные данные с выхода вычислителя 17 поступают в БОТРТО 18 с отображением данных на экране 19 для идентификации с последующей классификацией РИЦ и принятия оперативного решения, причем в процессе работы УФК 20 получает сигналы со вторых выходов второго ДМ 9 и третьего ДМ 10, производит оценку их текущих параметров и осуществляет постоянный контроль функционирования составных частей прибора* и КРЛК*.
Технический результат от использования полезной модели заключается:
- в обеспечении возможности определения параметров двух и более одновременно существующих сигналов в одном частотном диапазоне;
- в увеличении чувствительности (точности) измерения;
- в обеспечении постоянного функционального контроля работы составных частей прибора и корабельного радиолокационного комплекса (КРЛК).
Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно:
- введением широкополосного транспонатора (ШПТ), промежуточного преобразователя частоты (ППЧ), блока освещения текущей радиотехнической обстановки (БОТРТО) и экрана;
- введением, по меньшей мере, трех высокочастотных ключей (ВЧК), по меньшей мере, трех высокочастотных аттенюаторов (ВЧА) и делителя мощности (ДМ);
- введением второго логарифмического детектора-видеоусилителя (ЛДВУ), а также, по меньшей мере, еще двух делителей мощности (ДМ) и устройства функционального контроля (УФК).
Представленные описание и схема заявляемого прибора позволяют, используя известные в приборостроении материалы, технологии и покупные изделия, изготовить его промышленным способом и использовать для наблюдения за радиотехнической обстановкой в составе комплекса или как автономное устройство измерения несущей частоты, а также временных параметров импульсных сигналов.