РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области военной техники и может быть использована в радиолокационных системах для обнаружения, опознавания воздушных целей и выдачи радиолокационной информации (РЛИ) на командный пункт зенитно-ракетных комплексов (ЗРК) и объекты систем управления противовоздушной обороны.
Известна радиолокационная станция обнаружения целей (СОЦ) по документам: «Радиолокационная станция обнаружения целей 9С18М1-3 Техническое описание. Книга 1 ЕФ 1.005.029 ТО», «Изделие 9С18М1-3 Инструкция по эксплуатации. Книга 1 Боевая работа. ЕФ 1.005.029 ИЭ», принятая за прототип.
Данная СОЦ представляет собой бронированную гусеничную машину с размещенной на ней радиоэлектронной аппаратурой, включающей антенную систему, систему вращения антенной системы, приемное устройство, передающее устройство, устройство помехозащиты, устройство управления и обработки информации на базе цифровой вычислительной машины, автоматизированное рабочее место оператора, индикаторные устройства, наземный радиолокационный запросчик, аппаратуру передачи данных, радиостанцию, щит внешних соединений.
Известная СОЦ используется в составе ЗРК 9К317 (9К317Э) и функционирует следующим образом.
СОЦ производит обзор пространства короткими импульсами сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ сигналов), формируемыми устройством помехозащиты по командам устройства управления и обработки информации. Сформированные на цифровом синтезаторе ЛЧМ сигналы переносятся в СВЧ диапазон, усиливаются в передающем устройстве и излучаются антенной системой в пространство, при этом сканирование пространства антенной системой, осуществляемое устройством управления лучом и механическим вращением антенной системы по азимуту с помощью системы вращения антенны, производится узким лучом «карандашного» типа, с электронным программным управлением положения луча по углу места, построчно (снизу вверх), которые отражаясь от объектов, в виде эхо-сигналов, принимаются антенной системой основного и компенсационного каналов, и поступают на два идентичных канала приемного устройства, усиливаются малошумящими усилителями в основном и компенсационном каналах, проходят через преобразователи несущих частот СВЧ диапазона в промежуточную частоту и далее через квадратурный автокомпенсатор поступают в устройство помехозащиты на устройство измерения и формирования карты пассивных помех и проходят через устройство предварительной фильтрации, фазовые детекторы, на которые поступают также сигналы от генератора опорного напряжения, аналогово-цифровые преобразователи, цифровой согласованный фильтр, устройства адаптивной череспериодной компенсации (АЧПК) основного и компенсационного каналов, коэффициенты для которых определяет формирователь коэффициентов АЧПК, двухканальное адаптивное пороговое устройство и далее поступают в устройство обработки и управления, где вычисляются координаты, кодируются в аппаратуре передачи данных и выдаются в виде телекодовых сообщений по проводному или радиоканалу потребителям радиолокационной информации. В устройстве помехозащиты имеется схема измерения уровня активной помехи, информация с которой поступает в устройство управления и обработки информации для распознавания и автоматического включения режима защиты от активных помех.
Для обеспечения топопривязки, ориентирования и горизонтирования СОЦ, используются навигационные средства гусеничной машины ГМ-567 и специализированный блок датчиков тангажа и крена. Применяемая для ориентирования в СОЦ аппаратура содержит узлы, конструкция которых очень сложная, а надежность низкая. Ввод информации ориентирования производится вручную с неоперативных органов управления. Вследствие сложности гироскопической системы и использования ручного режима ввода исходных данных ориентирование на позиции после марша занимает значительное время, до 30 мин. Ошибка в ориентировании точки стояния составляет до 1000 м. Ошибка определения угла курса составляет до 3°30' угловых градусов. Ошибки определения углов разгоризонтирования антенного устройства составляют не менее 15'. Это в свою очередь снижает качество передаваемой радиолокационной информации и надежность СОЦ в целом.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении качества передаваемой радиолокационной информации за счет обеспечения точности определения координат воздушных объектов и сокращения время готовности к боевой работе СОЦ.
Указанный технический результат достигается тем, что в радиолокационную станцию обнаружения цели, содержащую антенную систему, включающую антенну основного канала, антенну компенсационного канала, устройство управления лучом, приемное устройство, включающее усилители основного и компенсационного каналов усиления, выполненные на малошумящих усилителях с управляемыми аттенюаторами временной автоматической регулировки усиления на входе каналов, преобразователь несущей частоты СВЧ диапазона в промежуточную частоту основного канала, преобразователь несущей частоты СВЧ диапазона в промежуточную частоту компенсационного канала, квадратурный автокомпенсатор, преобразователь промежуточной частоты в СВЧ диапазон, передающее устройство, устройство помехозащиты, включающее устройство предварительной фильтрации, схему формирования сигналов с линейной частотной модуляцией, первый и второй фазовые детекторы, генератор опорного напряжения, аналого-цифровые преобразователи основного и компенсационного каналов, цифровой согласованный фильтр сжатия сигнала, канал адаптивной селекции движущихся целей, содержащий устройство адаптивной череспериодной компенсации основного канала и устройство адаптивной череспериодной компенсации компенсационного канала, устройство формирования коэффициентов адаптивной череспериодной компенсации, двухканальное адаптивное цифровое пороговое устройство обнаружения, устройство управления и обработки информации, включающее устройство обработки сигналов, канал вторичной обработки радиолокационной информации, устройство управления включением и режимами работы СОЦ, автоматизированное рабочее место оператора, включающее пульт оператора, устройство индикации, аппаратуру передачи данных, радиостанцию, щит внешних соединений, при этом выход антенны основного канала через первый выход антенной системы и первый вход приемного устройства соединен с первым входом усилителя основного канала, выход антенны компенсационного канала через второй выход антенной системы и второй вход приемного устройства соединен с первым входом усилителя компенсационного канала, первый выход квадратурного автокомпенсатора через первый выход приемного устройства и первый вход устройства помехозащиты соединен с первым входом устройства предварительной фильтрации и с первым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех, второй выход квадратурного автокомпенсатора через второй выход приемного устройства и второй вход устройства помехозащиты соединен со вторым входом устройства предварительной фильтрации и вторым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех, выход двухканального адаптивного цифрового порогового устройства обнаружения через первый выход устройства помехозащиты и первый вход устройства управления и обработки информации соединен со входом устройства обработки сигналов, выход канала вторичной обработки радиолокационной информации через первый выход устройства управления и обработки информации соединен со входом аппаратуры передачи данных, первый выход которой соединен со входом радиостанции, а второй выход соединен со входом щита внешних соединений, второй выход устройства обработки сигналов через второй выход устройства управления и обработки информации и вход автоматизированного рабочего места оператора соединен со входом устройства индикации, выход пульта оператора через второй вход устройства управления и обработки соединен с первым входом устройства управления включением и режимами работы СОЦ, первый выход которого через третий выход устройства управления и обработки информации и первый вход антенной системы соединен со входом устройства управления лучом, второй выход устройства управления включением и режимами работы СОЦ через четвертый выход устройства управления и обработки информации и третий вход устройства помехозащиты соединен со входом схемы формирования сигналов с линейной частотной модуляцией, выход которой через второй выход устройства помехозащиты и третий вход приемного устройства соединен со входом преобразователя промежуточной частоты в СВЧ диапазон, выход которого через третий выход приемного устройства, соединен со входом передающего устройства, выход которого через второй вход антенной системы соединен со (вторым) входом антенны основного канала, выход устройства измерения и формирования карты пассивных помех через третий выход устройства помехозащиты и четвертый вход приемного устройства соединен со вторыми входами усилителей основного и компенсационного каналов, согласно полезной модели введен измеритель углов на волоконно-оптических гироскопах, включающий в себя измеритель крена и тангажа, измеритель угла курса, измеритель координат точки стояния СОЦ, при этом выход измерителя углов через третий вход устройства управления и обработки информации, соединен со вторым входом устройства управления включением и режимами работы СОЦ.
Предлагаемая радиолокационная станция обнаружения целей иллюстрируется чертежом, представленным на фигуре, на которой приведена ее электрическая схема.
Радиолокационная станция обнаружения целей содержит антенную систему (АС) 1, включающую антенну основного канала (АОК) 2, антенну компенсационного канала (АКП) 3, устройство управления лучом (УУЛ) 4, приемное устройство (ПРУ) 5, включающее усилитель 6 основного и усилитель 7 компенсационного каналов усиления, выполненные на малошумящих усилителях (МШУ) с управляемыми аттенюаторами временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ) на входе каналов, преобразователь 8 несущей частоты СВЧ диапазона в промежуточную частоту (ПЧ) основного канала, преобразователь 9 несущей частоты СВЧ диапазона в промежуточную частоту компенсационного канала, квадратурный автокомпенсатор (КвАК) 10 с выходом канала подавления импульсных сигналов, поступающих по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА), преобразователь промежуточной частоты в СВЧ диапазон 11, передающее устройство (ПРД) 12, устройство помехозащиты (УПЗ) 13, содержащее устройство предварительной фильтрации (УПФ) 14, схему формирования сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) 15 на цифровом синтезаторе, первый и второй фазовые детекторы (ФД) 16, 17, генератор опорного напряжения (ГОН) 18, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) основного 19 и компенсационного 20 каналов, цифровой согласованный фильтр сжатия сигнала (СФ) 21, канал адаптивной селекции движущихся целей (СДЦ), включающий устройство 22 адаптивной череспериодной компенсации (АЧПК) основного канала и устройство 23 адаптивной череспериодной компенсации компенсационного канала, устройство формирования коэффициентов АЧПК (ФК АЧПК) 24, двухканальное адаптивное цифровое пороговое устройство обнаружения (ПУ) 25, устройство измерения и формирования карты пассивных помех (ПП) 26, устройство 27 управления и обработки информации (УОУ) на базе цифровой вычислительной машины, содержащее устройство обработки сигналов 28, канал вторичной обработки радиолокационной информации (РЛИ) 29, устройство управления включением и режимами работы радиолокационной станции обнаружения целей (СОЦ) 30, автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) 31, включающее пульт оператора 32, устройство индикации 33, аппаратуру передачи данных (АПД) 34, радиостанцию (Рст) 35, щит внешних соединений (ЩВС) 36, измеритель углов (ИУГ) 37 на волоконно-оптических гироскопах, включающий в себя измеритель угла курса, угла тангажа, угла крена, координат точки стояния СОЦ.
Первый выход антенной системы 1, являющийся выходом антенны основного канала 2, соединен с первым входом приемного устройства 5, являющимся первым входом усилителя 6 основного канала. Второй выход антенной системы 1, являющийся выходом антенны компенсационного канала 3, соединен со вторым входом приемного устройства 5, являющимся первым входом усилителя 7 компенсационного канала, при этом, выходы усилителей 6, 7 соединены со входами преобразователей 8, 9 несущих частот СВЧ диапазона в промежуточную частоту основного и компенсационного каналов соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами квадратурного автокомпенсатора 10 соответственно. Первый выход приемного устройства 5, являющийся первым выходом квадратурного автокомпенсатора 10, соединен с первым входом устройства помехозащиты 13, являющимся первым входом устройства предварительной фильтрации 14 и соединен с первым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех 26. Второй выход приемного устройства, являющийся вторым выходом квадратурного автокомпенсатора 10, соединен со вторым входом устройства помехозащиты 13, вторым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех 26 и соединен со вторым входом устройства предварительной фильтрации 14, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами фазовых детекторов 16, 17, вторые входы которых соединены с выходом генератора опорного напряжения 18, а выходы соединены со входами аналого-цифровых преобразователей основного 19 и компенсационного 20 каналов, выходы которых соединены с первым и вторым входами цифрового согласованного фильтра сжатия сигнала 21 соответственно, при этом первый выход цифрового согласованного фильтра сжатия сигнала 21 соединен с первым входом устройства АЧПК 22 основного канала, второй выход цифрового согласованного фильтра сжатия сигнала 21 соединен с первым входом АЧПК 23 компенсационного канала, первые выходы которых соединены с первым и вторым входами устройства формирования коэффициентов АЧПК 24, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами устройств АЧПК основного 22 и компенсационного 23 каналов, вторые выходы которых соединены с первым и вторым входами двухканального адаптивного цифрового порогового устройства обнаружения 25, выход которого, являющийся первым выходом устройства помехозащиты 13, соединен с первым входом устройства управления и обработки информации 27, являющимся входом устройства обработки сигналов 28, первый выход которого соединен с каналом вторичной обработки РЛИ 29, выход которого, являющийся первым выходом устройства управления и обработки информации 27, соединен со входом аппаратуры передачи данных 34, первый выход которой соединен со входом радиостанции 35. Второй выход аппаратуры передачи данных соединен со входом щита внешних соединений 36. Второй выход устройства управления и обработки информации 27, являющийся вторым выходом устройства обработки сигналов 28, соединен со входом устройства индикации 33, являющимся входом АРМО 31, при этом, выход пульта оператора 32, являющийся выходом АРМО 31, соединен со вторым входом устройства управления и обработки информации 27, являющимся первым входом устройства управления включением и режимами работы СОЦ 30, первый выход которого, являющийся третьим выходом устройства управления и обработки информации 27, соединен с первым входом антенной системы 1, являющимся входом устройства управления лучом 4, выход которого соединен с первым входом антенны основного канала 2 и входом антенны компенсационного канала 3. Второй выход устройства управления включением и режимами работы СОЦ 30, являющийся четвертым выходом устройства управления и обработки информации 27, соединен с третьим входом устройства помехозащиты 13, являющимся входом схемы формирования ЛЧМ сигналов 15, выход которой, являющийся вторым выходом устройства помехозащиты 13, соединен с третьим входом приемного устройства 5, являющимся входом преобразователя 11 промежуточной частоты в СВЧ диапазон, выход которого, являющийся третьим выходом приемного устройства 5, соединен со входом передающего устройства 12, выход которого соединен со вторым входом антенной системы 1, являющимся вторым входом антенны 2 основного канала. Выход устройства измерения и формирования карты пассивных помех 26, являющийся третьим выходом устройства помехозащиты 13, соединен с четвертым входом приемного устройства, который соединен со вторыми входами усилителей 6 и 7 основного и компенсационного каналов соответственно. Выход измерителя углов 37 соединен с третьим входом устройства управления и обработки информации 27, являющимся вторым входом устройства управления включением и режимами работы СОЦ.
Полезная модель функционирует следующим образом. С выхода пульта оператора 32, через второй вход устройства управления и обработки информации 27 на первый вход устройства управления включением и режимами работы СОЦ 30 поступают команды управления. С выхода измерителя углов 37 через третий вход устройства управления и обработки информации 27 на второй вход устройства управления включением и режимами работы СОЦ 30, поступает информация об углах крена, тангажа, курса, координаты точки стояния СОЦ. Устройство управления включением и режимами работы СОЦ 30 производит их анализ и вырабатывает все необходимые сигналы в соответствии с заложенной программой. Со второго выхода устройства 30, через четвертый выход устройства управления и обработки информации 27 и через третий вход устройства помехозащиты 13 на вход цифрового синтезатора ЛЧМ сигналов 15 выдаются управляющие сигналы, определяющие параметры ЛЧМ сигналов. Сформированные на цифровом синтезаторе ЛЧМ сигналы поступают через второй выход устройства помехозащиты 13 и третий вход приемного устройства 5 на вход преобразователя промежуточной частоты в СВЧ диапазон 11, с выхода которого через третий выход приемного устройства 5 сигналы поступают на вход передающего устройства 12, где модулируются, усиливаются и поступают через второй вход антенной системы 1 на второй вход антенны основного канала 2 и излучаются в пространство. Диаграмма направленности антенны имеет вид узкого луча «карандашного» типа. Для управления положением луча в пространстве в вертикальной плоскости с первого выхода устройства управления включением и режимами работы СОЦ 30 через третий выход устройства управления и обработки информации 27 команды о положении луча в вертикальной плоскости поступают через первый вход антенной системы 1 на вход устройства управления лучом 4, с выхода которого команды поступают на первый вход антенны основного 2 канала и вход антенны 3 компенсационного канала. В горизонтальной плоскости обзор пространства производится с помощью механического вращения антенной системы 1 (не показано).
Эхо-сигналы, отраженные от объектов и активные помехи с выходов антенн основного 2 и компенсационного 3 каналов поступают на первый и второй входы приемного устройства 5 соответственно. В приемном устройстве сигналы основного и компенсационного каналов поступают на первые входы МШУ с управляемыми аттенюаторами ВАРУ усилителей 6 и 7. Усиленные сигналы поступают на входы преобразователей 8, 9 для обратного двойного преобразования несущих частот СВЧ диапазона в промежуточную частоту основного и компенсационного каналов, с выходов которых поступают на первый и второй входы квадратурного автокомпенсатора 10, где производится вычитание активной помехи, принятой компенсационным каналом. С первого и второго выходов квадратурного автокомпенсатора 10 через первый и второй выходы приемного устройства 5 сигналы основного и компенсационного каналов поступают через первый и второй входы устройства помехозащиты 13 на первый и второй входы устройства предварительной фильтрации 14. Параллельно эти же сигналы поступают на первый и второй входы устройства измерения и формирования карты пассивных помех 26. Устройство измерения и формирования карты пассивных помех измеряет мощность помехи относительно мощности собственных шумов приемных каналов, определяет их вид и измеряет мощность пассивных помех. С выхода устройства 26 через третий выход устройства помехозащиты 13 код ВАРУ поступает на четвертый вход приемного устройства 5 и далее на вторые входы малошумящих усилителей с управляемыми аттенюаторами ВАРУ усилителей 6 и 7 основного и компенсационного каналов. С первого и второго выходов устройства предварительной фильтрации 14 сигналы поступают на первые входы фазовых детекторов основного 16 и компенсационного 17 каналов. На фазовых детекторах 16, 17 производится разложение сигнала на квадратурные составляющие, которые поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 19, 20. Опорный сигнал, поступающий на вторые входы фазовых детекторов 16, 17, формирует генератор опорного напряжения 18. С выходов аналого-цифровых преобразователей 19, 20 оцифрованные квадратурные составляющие сигналов поступают на первый и второй входы цифрового фильтра сжатия сигнала 21, осуществляющего согласованную обработку ЛЧМ сигналов. С первого и второго выходов каждого канала цифрового фильтра сжатия сигнала 21 информация о сигналах в виде цифрового кода поступает на первые входы устройств АЧПК основного 22 и компенсационного 23 каналов, которые осуществляют режим селекции движущихся целей в зависимости от фазового набега и коэффициентов корреляции, вычисляемых устройством формирования коэффициентов АЧПК 24, на первый и второй входы которого с первых выходов устройств АЧПК основного 22 и компенсационного 23 каналов поступают данные для анализа по результату комплексного перемножения сигналов двух смежных периодов повторения текущего и задержанного. В результате вычисляются значения фазы и коэффициент корреляции, которые с первого и второго выходов устройства формирования коэффициентов АЧПК 24 поступают на вторые входы устройств АЧПК основного 22 и компенсационного 23 каналов и обеспечивают включение соответствующего режима АЧПК. Информация об амплитуде обработанных сигналов со вторых выходов устройств АЧПК основного 22 и компенсационного 23 каналов поступает на первый и второй входы двухканального адаптивного цифрового порогового устройства обнаружения 25, которое производит обнаружение сигнала на фоне шумов, активных, пассивных и комбинированных помех, стабилизацию уровня ложных тревог, бланкирование импульсных помех, поступающих по компенсационному каналу. С выхода двухканального адаптивного цифрового порогового устройства обнаружения 25 через первый выход устройства помехозащиты 13 и через первый вход устройства управления и обработки информации 27 некоррелированные отсчеты и признаки обнаружения с каждого элемента дистанции в виде двоичного кода выдаются на вход устройства обработки сигналов 28, в котором производится кодирование сигналов по дальности. С первого выхода устройства обработки сигналов 28 информация выдается на вход канала вторичной обработки РЛИ 29, с выхода которого через первый выход устройства обработки и управления 27 информация о трассах целей с учетом углов крена и тангажа, угла курса и координат точки стояния СОЦ поступает на вход аппаратуры передачи данных 34. Со второго выхода устройства обработки сигналов 28 через второй выход устройства управления и обработки информации 27 информация поступает на вход устройства индикации 33 автоматизированного рабочего места оператора 31. С первого выхода аппаратуры передачи данных 34 закодированная информация поступает на вход радиостанции 35 для передачи по радиоканалу, а со второго выхода выдается на вход щита внешних соединений 36 для передачи по проводной связи.
Использование измерителя углов с волоконно-оптическими гироскопами обеспечивает:
- автоматическое измерение углов крена, тангажа, курса, где: угол крена - угол в плоскости перпендикулярной продольной оси шасси СОЦ между поперечной осью шасси СОЦ и ее проекцией на плоскость горизонта, угол тангажа - угол в вертикальной плоскости между продольной осью шасси СОЦ и ее проекцией на плоскость горизонта, угол курса - угол между проекцией продольной оси шасси СОЦ на плоскость горизонта и направлением на Север;
- автоматическое измерение координат X, Y, Н точки стояния СОЦ;
- автоматический ввод указанной информации в ЭВМ, входящей в состав устройства управления и обработки 27.
Предлагаемая полезная модель позволит улучшить следующие параметры и основные тактико-технические характеристики по сравнению с прототипом:
- точность измерения угла курса до 15';
- точность измерения углов крена и тангажа до 5';
- измерения координат точки стояния осуществляются с точностью до ±20 м.
- сокращена номенклатура аппаратуры СОЦ;
- исключены ручные операции по вводу информации, что позволяет избежать наличие случайных ошибок;
- повышены эксплуатационные характеристики и надежность навигационной аппаратуры за счет исключения из состава СОЦ малонадежной аппаратуры.
В качестве измерителя углов 37 может быть применена серийно выпускаемая аппаратура из состава МНСТО «Азимут-10В».