РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА СБОРА ИНФОРМАЦИИ

Полезная модель относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям, устанавливаемым на подвижных объектах.
Известны радиолокационные станции [В.Н.Ветлинский, Г.Н.Ульянов «Многоцелевые РЛС». Ордена Трудового Красного Знамени Военное издательство Министерства Обороны СССР. г.Москва 1975 г.] стр.31, содержащие антенную решетку, распределительное устройство антенный переключатель, передатчик, приемники, устройство первичной обработки сигнала, устройство вторичной обработки сигнала, синхронизатор.
Наиболее близкой по технической сущности является система передачи радиолокационного целеуказания для группы подвижных объектов [RU 58730 выд. 27.11.06 г.], содержащая фазированную антенную решетку, выполненную с гидроприводом, антенно-волноводную систему, антенно-
волноводный переключатель, приемник, передатчик, функционирующие как в режиме воздух-воздух, так и в режиме воздух-поверхность, причем фазированная антенная решетка взаимосвязана с антенно-волноводной системой, которая в свою очередь взаимосвязана с антенно-волноводным переключателем, блок управления лучом ФАР, блок управления режимами работы и синхронизации, коммутатор режимов воздух-воздух, воздух-поверхность, первый и четвертый выходы приемника являются первыми и вторым выходами системы передачи радиолокационного целеуказания для группы подвижных объектов, а второй и пятый выходы блока управления режимами работы и синхронизации являются третьим и четвертым выходами системы передачи радиолокационного целеуказания для группы подвижных объектов, второй выход приемника подключен к первому входу блока управления лучом ФАР, выход блока управления лучом ФАР соединен с управляющим входом ФАР с гидроприводом, второй вход блока управления лучом ФАР подключен к первому выходу блока управления режимами работы и синхронизации, третий выход блока управления режимами работы и синхронизации подключен к первому входу антенно-волноводного переключателя, четвертый выход блока управления режимами работы и синхронизации соединен шиной с входом коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность, первый выход коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность подключен к третьему входу приемника, второй выход антенно-волноводного переключателя подключен к второму входу приемника, пятый выход приемника соединен с третьим входом блока управления лучом ФАР, второй выход коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность подключен к четвертому входу приемника, третий выход коммутатора режима воздух-воздух воздух-поверхность подключен к первому входу передатчика, четвертый выход коммутатора воздух-воздух воздух-поверхность соединен со вторым входом передатчика, первый выход передатчика подключен ко второму входу антенно-волноводного переключателя, второй выход передатчика подключен к третьему входу
антенно-волноводного переключателя, первый выход антенно-волноводного переключателя соединен с первым входом приемника, третий выход приемника подключен к первому входу блока управления режимами работы и синхронизации, а шестой выход приемника соединен со вторым входом блока управления режимами работы и синхронизаци, устройство навигации, выход которого соединен с первым входом устройства передачи информации, выход устройства передачи информации соединен с первым входом кодирующего устройства, выход кодирующего устройства подключен к антенному устройству, а также пульт управления, выход которого соединен с входом устройства задания ранга, выход устройства задания ранга подключен ко второму входу кодирующего устройства, а второй и пятый выходы приемника соединены соответственно со вторым и третьим входами устройства передачи информации.
Недостатком такой системы передачи радиолокационного целеуказания для группы подвижных объектов является невозможность обеспечить сбор радиолокационной информации от группы подвижных объектов.
Технической задачей радиолокационной системы сбора информации является получение информации об отработке целераспределения ведомым, а также корректировка целераспределения, учитывая, в каком режиме работает ведомый (В-В или В-П).
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что радиолокационная система сбора информации содержит фазированную антенную решетку, выполненную с гидроприводом, антенно-волноводную систему, антенно-волноводный переключатель, приемник, передатчик, функционирующие как в режиме воздух-воздух, так и в режиме воздух-поверхность, причем фазированная антенная решетка взаимосвязана с антенно-волноводной системой, которая в свою очередь взаимосвязана с антенно-волноводным переключателем, блок управления лучом ФАР, блок управления режимами работы и синхронизации, коммутатор режимов
воздух-воздух, воздух-поверхность, первый и четвертый выходы приемника являются первыми и вторым выходами радиолокационной системы сбора информации, а второй и пятый выходы блока управления режимами работы и синхронизации являются третьим и четвертым выходами радиолокационной системы сбора информации, второй выход приемника подключен к первому входу блока управления лучом ФАР, выход блока управления лучом ФАР соединен с управляющим входом ФАР с гидроприводом, второй вход блока управления лучом ФАР подключен к первому выходу блока управления режимами работы и синхронизации, третий выход блока управления режимами работы и синхронизации подключен к первому входу антенно-волноводного переключателя, четвертый выход блока управления режимами работы и синхронизации соединен шиной с входом коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность, первый выход коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность подключен к третьему входу приемника, второй выход антенно-волноводного переключателя подключен к второму входу приемника, пятый выход приемника соединен с третьим входом блока управления лучом ФАР, второй выход коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность подключен к четвертому входу приемника, третий выход коммутатора режима воздух-воздух воздух-поверхность подключен к первому входу передатчика, четвертый выход коммутатора воздух-воздух воздух-поверхность соединен со вторым входом передатчика, первый выход передатчика подключен ко второму входу антенно-волноводного переключателя, второй выход передатчика подключен к третьему входу антенно-волноводного переключателя, первый выход антенно-волноводного переключателя соединен с первым входом приемника, третий выход приемника подключен к первому входу блока управления режимами работы и синхронизации, а шестой выход приемника соединен со вторым входом блока управления режимами работы и синхронизаци, устройство навигации, выход которого соединен с первым входом устройства передачи информации, выход устройства передачи информации соединен с первым
входом кодирующего устройства, выход кодирующего устройства подключен к антенному устройству, а также пульт управления групповыми действиями, выход которого соединен с входом устройства задания ранга, выход устройства задания ранга подключен ко второму входу кодирующего устройства, а второй и пятый выходы приемника соединены соответственно со вторым и третьим входами устройства передачи информации.
Новым в предлагаемой радиолокационной системе сбора информации является введение переключателя, декодирующего устройства, устройства отождествления и индикатора тактической обстановки. Выход антенного устройства соединен с первым входом переключателя, выход переключателя подключен ко входу декодирующего устройства, первый выход декодирующего устройства соединен с четвертым входом устройства отождествления, выход устройства отождествления подключен к первому входу индикатора тактической обстановки. Второй выход декодирующего устройства соединен со вторым входом индикатора тактической обстановки, второй выход пульта управления групповыми действиями подключен ко второму входу переключателя, третий выход пульта управления групповыми действиями соединен с третьим входом переключателя, второй выход устройства передачи информации подключен ко второму входу устройства отождествления, третий выход устройства передачи информации соединен с третьим входом устройства отождествления.
На фиг.1 приведена блок-схема радиолокационной системы сбора информации.
На фиг.2 приведена блок-схема приемника.
На фиг.3 приведена блок схема БУЛ ФАР.
На фиг.4 приведена блок-схема блока управления режимами работы и синхронизации.
На фиг.5 приведена блок-схема режимов В-В, В-П.
На фиг.6 приведена блок-схема передатчика.
На фиг.7 приведена блок схема АВП
Радиолокационная система сбора информации состоит из приемника 1, блока управления лучом ФАР (БУЛ ФАР) 2, передатчика 3, блока управления режимами работы и синхронизации 4, коммутатора режимов воздух-воздух, воздух-поверхность 5, антенно-волноводного переключателя 6, антенно-волноводной системы 7, фазированной антенной решетки 8, выполненной с гидроприводом, причем приемник 1 и передатчик 3 функционируют как в режиме воздух-воздух, так и в режиме воздух-поверхность, пульта управления групповыми действиями 9, устройства задания ранга 10, устройства навигации 11, устройства передачи информации 12, кодирующего устройства 13, антенного устройства 14, устройства отождествления 15, декодирующего устройства 16, переключателя 17, индикатора тактической обстановки 18.
Фазированная антенная решетка 8 взаимосвязана с антенно-волноводной системой 7, которая в свою очередь взаимосвязана с антенно-волноводным переключателем 6, первый и четвертый выходы приемника 1 являются первыми и вторым выходами радиолокационной системы сбора информации, а второй и пятый выходы блока управления режимами работы и синхронизации 4 являются третьим и четвертым выходами радиолокационной системы сбора информации.
Второй выход приемника 1 подключен к первому входу блока управления лучом ФАР 2, выход блока управления лучом ФАР 2 соединен с управляющим входом ФАР с гидроприводом 8, второй вход блока управления лучом ФАР 2 подключен к первому выходу блока управления режимами работы и синхронизации 4. Третий выход блока управления режимами работы и синхронизации 4 подключен к первому входу антенно-волноводного переключателя 6. Четвертый выход блока управления режимами работы и синхронизации 4 соединен шиной с входом коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность 5, первый выход коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность 5 подключен к
третьему входу приемника 1, второй выход антенно-волноводного переключателя 6 подключен к второму входу приемника 1. Пятый выход приемника 1 соединен с третьим входом блока управления лучом ФАР 2, второй выход коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность 5 подключен к четвертому входу приемника 1. Третий выход коммутатора режима воздух-воздух, воздух-поверхность 5 подключен к первому входу передатчика 3, четвертый выход коммутатора воздух-воздух, воздух-поверхность 5 соединен со вторым входом передатчика 3. Первый выход передатчика 3 подключен ко второму входу антенно-волноводного переключателя 6, второй выход передатчика 3 подключен к третьему входу антенно-волноводного переключателя 6, первый выход антенно-волноводного переключателя 6 соединен с первым входом приемника 1. Третий выход приемника 1 подключен к первому входу блока управления режимами работы и синхронизации 4, а шестой выход приемника 1 соединен со вторым входом блока управления режимами работы и синхронизации 4.
Выход устройства навигации 11 соединен с первым входом устройства передачи информации, выход устройства передачи информации 12 соединен с первым входом кодирующего устройства 13, выход кодирующего устройства 13 подключен к антенному устройству 14. Выход пульта управления групповыми действиями 9 соединен с входом устройства задания ранга 10, выход устройства задания ранга 10 подключен ко второму входу кодирующего устройства 13, а второй и пятый выходы приемника соединены соответственно со вторым и третьим входами устройства передачи информации 12.
Выход антенного устройства 14 соединен с первым входом переключателя 17, выход переключателя 17 подключен ко входу декодирующего устройства 16, первый выход декодирующего устройства 16 соединен с четвертым входом устройства отождествления 15, выход устройства отождествления 15 подключен к первому входу индикатора тактической обстановки 18, второй выход декодирующего устройства 16
соединен со вторым входом индикатора тактической обстановки 18, второй выход пульта управления групповыми действиями 9 подключен ко второму входу переключателя 17, третий выход пульта управления групповыми действиями 9 соединен с третьим входом переключателя 17, второй выход устройства передачи информации 12 подключен ко второму входу устройства отождествления 15, третий выход устройства передачи информации 12 соединен с третьим входом устройства отождествления 15.
Приемник 1, пример которого приведен на фиг.2, содержит два канала, один из которых работает в режиме воздух-поверхность, а другой - в режиме воздух-воздух. Каждый из каналов состоит из СВЧ усилителя 20, частотно-временного дискриминатора 21, углового дискриминатора 22, запирающего устройства 23, гребенки доплеровских фильтров 24, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) 25, гетеродинирующего устройства 26, порогового устройства 27.
Блок управления лучом ФАР 2, пример которого приведен на фиг.3, состоит из генератора токов 29, преобразователя 30, вычислителя положения луча ФАР в пространстве 31, формирователя сигнала, пропорционального времени изменения положения луча ФАР 32.
Блок управления режимами работы и синхронизации 4, пример которого приведен на фиг.4, состоит из пульта управления режимами работы с индикатором 33, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 34, состоящего из набора ячеек памяти и шины, формирователя импульсов фазирования ФАР 35, формирователя тактовых импульсов режима воздух-поверхность 36, формирователя импульса запуска передатчика 37, формирователя тактовых импульсов режима воздух-воздух 38, умножителей частоты 39, 40, 41, 42, стробирующих устройств 43, 44, 45, 46, генератора опорной частоты 47.
Коммутатор режимов воздух-воздух, воздух-поверхность 5, пример которого приведен на фиг.5, состоит из декодера 48 и коммутирующих устройств 49, 50, 51, 52. По команде с оперативного ОЗУ 31, декодер 48
формирует управляющие сигналы в соответствии с параметрами (частотой повторения импульсов, их длительностью и скважностью) временной диаграммы, для коммутирующих устройств 49, 50, 51, 52, отключающихся после окончания информационного слова, например при включении на выходе каждого коммутирующего устройства триггера.
Передатчик 3, пример которого приведен на фиг.6, состоит из передающего канала режима воздух-поверхность 54 и передающего канала режима воздух-воздух 53, каждый из которых выполнен, например, по схеме, приведенной в журнале Зарубежная радиоэлектроника, №2, 1982 год, Москва «Радио и связь стр.24, и состоит из последовательно соединенных задающего генератора, на вход которого подается сигнал с соответствующего выхода коммутатора режима ВВ-ВП 5, усилителя, умножителя частоты, мощного усилителя, ко второму входу которого подключен модулятор, а выход соединен с входом циркулятора антенно-волноводного переключателя 6.
Антенно-волноводный переключатель 6, пример выполнения которого приведен на фиг.7, состоит из циркуляторов 55, 56 и переключателя 57. На вход переключателя 57, являющийся первым входом АВП 6, поступает сигнал с блока управления режимами работы и синхронизации 4, переключающий приемник и передатчик одного режима, а на входы циркуляторов 55, 56 поступают соответственно сигналы с выходов передающего канала воздух-воздух, воздух-поверхность передатчика 3.
Радиолокационная система сбора информации имеет несколько режимов работы, в частности режим воздух-воздух, воздух-поверхность, комбинированный режим, режим передачи целеуказания. Обработка и формирование сигнала осуществляется в реальном масштабе времени. По сигналам, поступающим с приемника 1, на индикаторе пульта управления режимами работы 33 возникают отметки цели. В зависимости от положения отметки цели, определяемой визуально оператором по индикатору пульта управления режимами работы 33 блока управления режимами работы и
синхронизации 4 выдаются команды, поступающие по шине на оперативное ОЗУ 34, выбирается тот или иной режим работы в виде разовых команд, например, работа только по наземным целям или только по воздушным целям или комбинированный режим по нескольким воздушным и наземным целям или режим целеуказания. По этим командам в блоке управления режимами работы и синхронизации 4 из оперативного ОЗУ 34 выбираются заранее определенные сигналы, пропорциональные численным параметрам (длительности импульсов, частоте повторения, скважности) временной диаграммы работы системы передачи радиолокационного целеуказания для группы подвижных объектов, которые поступают в соответствующие выбранному режиму стробирующие устройства, на другой вход которых поступает синусоидальный сигнал с генератора опорной частоты 47. Далее с выходов стробирующих устройств сигналы поступают на соответствующие умножители 39, 40, 41, 42, в которых частота последовательности импульсов умножается на коэффициент умножения, соответствующий каждому из режимов работы системы передачи радиолокационного целеуказания для группы подвижных объектов и далее подаются на соответствующие формирователи импульсов, либо 35, либо 36, либо 37, либо 38. Например, в случае подачи сигнала с умножителя частоты 39 на формирователь импульсов фазирования ФАР 35 на нем формируется сигнал, определяющий начало фазирования, положение луча ФАР в пространстве, и подается на вычислитель сигнала, пропорционального положению луча в пространстве 31 блока управления ФАР 2.
x
y
В ОЗУ вычислителя положения луча в пространстве 31 записаны углы, характеризующие положение луча ФАР в пространстве по осям Х и Y, Q, Q, которые в зависимости от сигнала, поступающего с формирователя импульсов фазирования ФАР 35, поступают на первый и второй выходы системы передачи радиолокационного целеуказания для группы подвижных объектов.
Для управления фазой излучаемых ФАР электромагнитных колебаний в арифметическом устройстве вычислителя положения луча ФАР в пространстве 31 вычисляются сигналы, пропорциональные фазам излучаемых электромагнитных колебаний по следующему алгоритму (для ФАР, состоящей из излучающих элементов, расположенных строчно-столбцевым методом) М.С.Нейман Курс радиопередающих устройств. Издательство «Советское радиол г.Москва 1965 г. стр.14
mn
x
y
φ=2π/λ(ndcosQ+mdcosQ)
где m - номер строки,
n - номер столбца,
λ - длина волны,
d - расстояние между излучающими элементами, которые затем после преобразования в аналоговую форму в преобразователе 30 управляют током генератора токов 29, ток которого в свою очередь, протекая через фазовращатели ФАР, изменяют их фазы. На формирователь сигнала, пропорционального времени изменения положения луча ФАР 32 блока управления лучом ФАР 2, поступает в зависимости от выбранного режима работы сигнал с углового дискриминатора приемного канала режима воздух-поверхность 22 приемника 1, либо с углового дискриминатора приемного канала режима воздух-воздух 28 приемника 1, соответствующий определенному моменту времени. Формирователь сигнала, пропорционального времени изменения положения луча ФАР 32, формирует сигнал, соответствующий данному моменту времени и определенному положению луча ФАР в пространстве, который далее управляет током в генераторе токов 29. С генератора токов 29 блока управления лучом ФАР 2 сигнал подается на фазовращатели (управляющий вход) ФАР с гидроприводом 8 для корректировки положения диаграммы направленности ФАР в пространстве. Выполнение фазированной антенной решетки с гидроприводом позволяет расширить углы прокачки и повысить вероятность обнаружения целей на максимальной дальности. С формирователя импульсов
запуска передатчика 37 блока управления режимами работы и синхронизации 4 подаются импульсы, управляющие антенно-волноводным переключателем 6, подключающим либо передатчик 3, либо приемник 1. Одновременно с блока управления режимами работы и синхронизации 4 сигнал поступает на коммутатор режима воздух-воздух, воздух-поверхность 5, коммутирующий режимы воздух-поверхность, воздух-воздух.
После излучения сигнала в пространство и приема отраженного от цели сигнала работа радиолокационной системы сбора информации далее осуществляется следующим образом. Команда на переключение режима работы воздух-поверхность, воздух-воздух, комбинированного режима или режима передачи целеуказания выдается оператором по результатам работы радиолокационной системы сбора информации, при превышении сигнала над пороговым значением и поступающего с порогового устройства 27 приемного канала режима воздух-поверхность приемника 1, либо с порогового устройства приемного канала воздух-воздух приемника 1, и отображенным на индикаторе пульта управления режимами работы 33 блока управления режимами работы и синхронизации 4. По изображению, полученному с индикатора, оператор принимает решение об обнаружении, захвате и сопровождении цели или передачи целеуказания.
В режиме воздух-воздух радиолокационная система сбора информации работает аналогичным образом за исключением изменения параметров временной диаграммы и подключения коммутатором режима воздух-воздух, воздух-поверхность 5 по команде оператора с блока управления режимами работы и синхронизации 4 приемного канала режима воздух-воздух приемника 1, передающего канала режима воздух-воздух передатчика 3.
В случае комбинированного режима, обработка и формирование сигнала в котором осуществляется в реальном масштабе времени, с пульта управления режимами работы 33 на оперативное ОЗУ 34 поступает команда от оператора на подключение соответствующих этому режиму ячеек памяти и вся система переходит в режим последовательного обзора попеременно то
воздушного, то наземного пространства, при этом подключаются то передающий канал режима воздух-поверхность передатчика 3, то приемный канал режима воздух-поверхность приемника 1.
Режим передачи целеуказания реализуется по команде оператора с пульта управления групповыми действиями 9 на основании информации о тактической обстановке, полученной им с индикатора пульта управления режимами работы 33. В радиолокационной системе сбора информации командира группы запоминают параметры назначенных каждому ведомому целей и сектора ответственности в своем массиве с учетом их типа (воздушная или наземная), которые упаковываются в унифицированный массив данных, реализуемых в кодирующем устройстве 13 и передаются через антенное устройство 14 каждому ведомому. Обмен между объектами осуществляется с различными циклограммами обмена. Тип циклограммы обмена задается с пульта управления групповыми действиями 9, при этом для каждого типа объекта устанавливается устройством задания ранга 10 устанавливается его ранг. Общее время работы радиолокационной системы сбора информации в комбинированном режиме не превышает время обзора и перераспределяется в зависимости от количества обнаруженных наземных и воздушных целей.
Работа радиолокационной системы сбора информации в режиме сбора информации осуществляется следующим образом: на подвижном объекте в ранге командира организуется сбор информации об обнаруженных целях с подчиненных объектов путем включения на пульте управления групповыми действиями 9 режима групповые действия, включения команды на автоматический групповой сбор информации или автоматический индивидуальный сбор. Пульт управления групповыми действиями 9 выполнен в виде набора кнопок, включающих режим групповых действий, автоматический групповой сбор информации, автоматический индивидуальный сбор информации по наземным или воздушным целям.
При автоматическом групповом сборе информации организуется работа для всех подвижных объектов группы, а при автоматическом индивидуальном сборе информации организуется работа с выбранным отдельным подвижным объектом или несколькими объектами. Излучение БРЛС на подвижном объекте в ранге командира при организации групповых действий может быть как включено, так и выключено. При выключенном излучении БРЛС на подвижном объекте в ранге командира вся переданная информация о целях отдельных или всех подвижных объектов группы принимается антенным устройством 14, через переключатель 17 и первый выход декодирующего устройства 16 устройство отождествления 15 поступает на первый вход индикатора тактической обстановки 18. Переключатель 17 срабатывает по командам с пульта управления групповыми действиями, включая команды групповые действия, автоматический индивидуальный сбор информации, либо автоматический групповой сбор информации.
При включенном излучении БРЛС на подвижном объекте в ранге командира вся переданная информация об обнаруженных целях отдельных подвижных объектов группы отождествляется с целями, обнаруженными БРЛС командиром группы по информации с выходов 2, 5 приемника 1 через устройство передачи информации 12 в устройстве отождествления целей 15, после чего информация об отождествленных целях поступает на второй вход индикатора тактической обстановки 18.
Отождествление целей осуществляется по координатам обнаруженных целей с учетом положения каждого подвижного объекта, а именно высоты объекта Н, проекции положения объекта на оси X, Z, скорость цели V, курс объекта Ψ в прямоугольной системе координат с началом координат в условной точке и признака типа цели (наземная или воздушная).
При отождествлении происходит сравнение поступивших координат с заранее заданной точностью, различной для отождествления воздушных и наземных целей. Не отождествленные цели индицируются на индикаторе
тактической обстановки 18 с определенным признаком, для удобства работы оператора. Отождествленные цели при сборе информации с другого подвижного объекта не выводятся на индикатор тактической обстановки 18.
Таким образом, радиолокационная система сбора информации позволяет обнаруживать, захватывать и сопровождать в просматриваемой зоне только наземные или только воздушные цели и их комбинации, например, одну воздушную и три наземные цели, две воздушные и две наземные цели, три воздушные и одну наземную цель, а также обеспечивать передачу целеуказания каждому объекту в группе различной конфигурации.
В результате чего происходит:
- автоматическое формирование величины зоны обзора;
- автоматическое управление центром зоны обзора, соответствующее заданному фактору ответственности;
- включение режима работы воздух-воздух, воздух-поверхность с отображением на своем индикаторе;
- отождествление обнаруженных целей радиолокационной станцией с целями, переданными в режиме целеуказания;
- формирование единой текущей тактической информации на индикаторе тактической обстановки объекта командира группы путем организации сбора информации о целях с подчиненных объектов с последующим их отождествлением;
- повышение скорости работы устройства (при получении информации о целях без включения БРЛС командира группы).