ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАВИСИМОГО ВЕЩАТЕЛЬНОГО НАБЛЮДЕНИЯ ADS-B

Полезная модель относится к области приема и обработки сигналов, излученных передатчиками, главным образом для обнаружения сигналов на частоте 1090 MHz, передаваемых с летательных аппаратов - сигналов ADS-B (Automatic Dependent Surveillance - Broadcast, что означает: Автоматическое зависимое наблюдение в режиме радиовещания).
ADS-B - это технология, внедряемая в настоящее время по всему миру и позволяющая пилотам в кабине самолета, а также диспетчерам на наземном пункте, видеть движение воздушных судов на экране компьютера без использования традиционных радаров. Приемники ADS-B (ADS-B IN) относятся к классу устройств, которые принимают данные ADS-B, но не могут передавать ADS-B данные другим воздушным судам или наземным станциям. Приемник получает как информацию о движении судов так и погодную информацию.
Наиболее близким аналогом заявленного устройства является приемное устройство автоматического зависимого вещательного наблюдения АЗН-В (ADS-B), включающее антенную систему из трех антенн, каждая из который связана с соответствующим малошумящим усилителем (МШУ), трехканальный приемник, входы которого связаны с выходами малошумящих усилителей, а выход к трехканальному процессору первичной обработки сигналов, и местный генератор (заявка US 2011215960, G01S 13/91, H04B 1/06, H04B 1/18, опубликованная 08.09.2011). Данное решение обеспечивает защиту от неправильно переданных сигналов (в том числе намеренно неправильно передаваемых). Однако оно недостаточно защищено от неправильной работы в случае отказов аппаратуры.
Задача, на решение которой направлено создание данной полезной модели - повышение надежности работы приемной аппаратуры ADS-B.
Технический результат, получаемый при использовании данной полезной модели, заключается в сохранении работоспособного состояния при отказе аппаратуры.
Технический результат достигается за счет того, что приемное устройство автоматического зависимого вещательного наблюдения (ADS-B), включающее антенную систему из трех антенн, каждая из который связана с соответствующим малошумящим усилителем (МШУ), трехканальный приемник, входы которого связаны с выходами малошумящих усилителей, а выход - к трехканальному процессору первичной обработки сигналов, и местный генератор, снабжено дополнительной антенной для осуществления функций самоконтроля, вторым трехканальным приемником, входы которого связаны с выходами малошумящих усилителей, а выход к второму трехканальному процессору первичной обработки сигналов, и двумя процессорами вторичной обработки сигналов, каждый из которых связан с устройством автоматики и контроля и соответствующим трехканальным процессором первичной обработки сигналов, при этом местный генератор является генератором контрольного сигнала и состоит из двух идентичных модулей, одни из выходов которых связаны с дополнительной антенной, другие выходы - с устройством автоматики и контроля, а вход каждого из указанных модулей подключен к выходу соответствующего процессора первичной обработки сигналов.
Имеется приемник GPS, связанный через интерфейс RS-232 с процессорами вторичной обработки сигналов для синхронизации обработки сигналов с Всемирным координированным временем UTC.
Процессоры вторичной обработки сигналов связаны с устройством автоматики и контроля и трехканальными процессорами первичной обработки сигналов через преобразователь RS-232-485.
Кроме того, устройство снабжено источником бесперебойного питания.
На чертеже представлена функциональная схема приемного устройства автоматического зависимого вещательного наблюдения (ADS-B).
Приемное устройство автоматического зависимого вещательного наблюдения АЗН-В (ADS-B) включает в себя антенную систему 1 из трех антенн. Каждая из антенн связана с соответствующим малошумящим усилителем 2 (МШУ).
Устройство снабжено дополнительной антенной 3 для осуществления функций самоконтроля. Малошумящие усилители связаны с первым и вторым трехканальными приемниками 4 и 5. Последние подключены к первому и второму трехканальным процессорам 6 и 7 первичной обработки сигналов. Процессоры 6 и 7 связаны с двумя процессорами 8 и 9 вторичной обработки сигналов, каждый из которых связан с устройством 10 автоматики и контроля и соответствующим трехканальным процессором (6 или 7) первичной обработки сигналов, при этом местный генератор является генератором контрольного сигнала и состоит из двух идентичных модулей (11 и 12), одни из выходов которых связаны с дополнительной антенной 3, другие выходы - с устройством 10 автоматики и контроля. Вход каждого из указанных модулей подключен к выходу соответствующего процессора первичной обработки сигналов.
Антенная система может размещаться на удаленной мачте (13).
Имеется приемник 14 GPS, связанный через интерфейс RS-232 с процессорами вторичной обработки сигналов для синхронизации обработки сигналов с Всемирным координированным временем UTC.
Процессоры 8 и 9 вторичной обработки связаны с устройством 10 автоматики и контроля и трехканальными процессорами первичной обработки 6 и 7 сигналов через преобразователь RS-232-485.
Кроме того, устройство снабжено источником 15 бесперебойного питания..
Таким образом, сохранение работоспособности устройства обеспечивается за счет резервирования аппаратуры и самоконтроля работы узлов устройства.
Требования к характеристикам аппаратуры
Зона видимости:
- по дальности не менее 400 км:
- по высоте не менее 20000 м;
- по азимуту 360°;
- по углу места (0,5-45,0)°.
Максимальное количество воздушных судов не менее 300.
-3
Вероятность правильной информации не менее 0,98; вероятность ложной информации не более 10.
Реализуемый информационный обмен: прием, обработка и передача в центр ОВД информации расширенных сквиттеров DF17/18.
Информационно-логическое сопряжение с потребителем в соответствии со стандартами ASTERIX категории 021.
Задержка передачи данных не более 400 мс. Скорость обновления данных до 0,5 Гц.
Имеется система самоконтроля.
Аппаратура использует только прием на частоте 1090 МГц. При этом производится обработка сигналов DF17/18 - более длительный самогенерируемый сигнал.
Для обеспечения заданной зоны обзора используется антенная система, состоящая из трех антенн 1, каждая размером 3000×30×200 мм.
Каждая антенна имеет ширину диаграммы направленности 120° в горизонтальной плоскости и (0,5-45,0)° в вертикальной плоскости, коэффициент усиления 16 dbi. В непосредственной близости от антенн размещаются малошумящие усилители 2 (МШУ).
Стойка аппаратуры ADS-B включает в свой состав трехканальные приемники 4 и 5, трехканальные процессоры первичной обработки сигналов 6 и 7, процессоры 8 и 9 вторичной обработки сигналов, источники питания 10 ИБП, контрольный генератор, состоящий из двух модулей. Таким образом указанная аппаратура выполнена в двух комплектах для обеспечения "горячего" резерва.
Для отображения радиолокационной информации и технического состояния аппаратуры ADS-B в составе стойки имеются монитор, клавиатура и "мышь", подключаемые к требуемому комплекту процессора вторичной обработки.
Для синхронизации времени UTC предусмотрен приемник 14 GPS, сопряженный с процессорами вторичной обработки.
Самоконтроль производится через дополнительную антенну 3, размещаемую в антенной системе 1. Контрольная антенна 3 возбуждается от модулей 11 и 12 контрольного генератора, находящихся в составе стойки.
Электропитание производится от сети 220 В 50 Гц.
Блоки МШУ 2 размещаются в непосредственной близости от антенн. Связь между блоками МШУ и стойкой производится кабелями 1/4" длиной 30 м.
Стойка представляет собой конструктив "eurorack" 19", размеры 3411×600×600, входящие узлы выполнены в "евроконструктиве" с размерами 6U×4HP×220 или 6U×8HP×220.
В качестве антенн системы 1 используются секторные антенны 120° 16dbi - 3 шт; диаграммы направленности приведены на рисунках 3, 4.
Характеристики МШУ: коэффициент шума <1,5 dB;
коэффициент усиления 10÷15 dB.
Характеристики трехканального приемника: полоса (1085÷1095) МГц;
чувствительность минус 120 дБВт;
динамический диапазон >80 dB;
тип - логарифмический;
Резервирование: "горячий" 100% резерв аппаратуры, кроме антенн и МШУ.