УСТРОЙСТВО ПЕРЕИЗЛУЧЕНИЯ СИГНАЛОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области испытаний радиолокационных систем, в частности к имитаторам движущейся цели и может быть применена в качестве оборудования юстировочной настройки радиолокационных станций (РЛС).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство переизлучения сигналов, имитирующее доплеровский сдвиг частоты принимаемого сигнала от движущейся цели (полезная модель RU №65203 F41J 5/08), содержащее основание и тонкостенную радиопрозрачную оболочку, при этом оно выполнено в виде установленного на основании корпуса, в передней части которого расположена СВЧ-антенна, спереди защищенная тонкостенной радиопрозрачной оболочкой, волноводная часть СВЧ-антенны помещена внутри корпуса и снабжена на конце узлом развязки, выходы которого подключены к СВЧ-узлу, представляющему последовательно соединенные через волноводы аттенюатор, вентиль и n-количество управляемых фазовращателей, при этом управляющий вход каждого из управляемых фазовращателей электрически подключен к соответствующему выходу модулятора, управляемого с его входа через шину управления.
Указанное техническое решение имеет ряд недостатков:
Сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества составных частей, что увеличивает сложность сборки и снижает общую надежность изделия.
Сложность настройки, связанная с наличием большого количества составных частей, требующих индивидуальной настройки в составе устройства, что не позволяет производить узловую сборку имитатора.
Большие габариты, обусловленные использованием рупорно-линзовой антенны, а также крупными габаритами СВЧ-тракта из-за большого количества элементов.
Высокая стоимость, обусловленная большим количеством СВЧ-устройств, входящих в состав имитатора, и высокой трудоемкостью изготовления большого количества элементов.
Технической задачей данного технического решения является уменьшение габаритов и сложности конструкции, упрощение настройки изделия при улучшении технических характеристик.
Техническая задача решена за счет того, что устройство переизлучения сигналов содержит корпус, установленный на основании с направляющей в виде «ласточкин хвост», имеющем калибровочное отверстие, в передней части которого расположена СВЧ-антенна, защищенная спереди тонкостенной радиопрозрачной оболочкой, соединенная с помещенным внутри корпуса СВЧ-узлом, содержащим узел развязки, аттенюатор, вентиль, волноводный ответвитель с подключенной к нему детекторной головкой, соединенной с устройством управления, и фазовращатель, соединенный с устройством управления. При этом СВЧ-антенна выполнена по двухзеркальной схеме, корпус двухзеркальной СВЧ-антенны является частью герметичного корпуса устройства, фазовращатель выполнен в виде n-разрядного управляемого фазовращателя.
Двухзеркальная СВЧ-антенна может быть выполнена по схеме с эллиптической образующей контррефлектора, который закреплен на тонкостенной радиопрозрачной оболочке.
Контррефлектор двухзеркальной СВЧ-антенны может быть закреплен на тонкостенной радиопрозрачной оболочке.
Облучатель двухзеркальной СВЧ-антенны может быть выполнен в виде рупора с изломом образующей.
Аттенюатор, вентиль, волноводный ответвитель, детекторная головка, n-разрядный фазовращатель и узел развязки могут быть соединены между собой непосредственно, без использования промежуточных элементов.
N-разрядный управляемый фазовращатель может быть выполнен на щелевых мостах, выполненных в виде плит с углублениями и отверстиями, при соединении образующих волноводные каналы, на выходах которых установлены электрически управляемые короткозамыкатели, выполненные в виде диафрагм, реализованных с применением корпусированных диодов, размещаемых на печатных платах, размещаемых в волноводных каналах электрически управляемых короткозамыкателей.
Узел развязки может быть выполнен в виде селектора поляризации в виде поляризатора с перегородкой.
Узел развязки может быть выполнен в виде циркулятора.
Корпусированные диоды могут быть выполнены в виде элементов для поверхностного монтажа.
Узел развязки может быть выполнен в виде циркулятора при работе РЛС с линейной поляризацией.
Заявляемое устройство обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется при помощи рисунков, где:
на фиг. 1 приведена функциональная схема устройства;
на фиг. 2 - расположение элементов конструкции устройства;
на фиг. 3 - расположение элементов СВЧ-узла.
Устройство переизлучения сигналов содержит корпус 1, в передней части которого установлена двухзеркальная СВЧ-антенна 2. Спереди она защищена тонкостенной радиопрозрачной оболочкой 3, на которой закреплен контррефлектор 4. Двухзеркальная СВЧ-антенна 2 соединена с узлом 5 развязки. Узел 5 развязки подключен к последовательно соединенным n-разрядному управляемому фазовращателю 6, соединенному с устройством управления 7, направленному ответвителю 8 с подключенной детекторной головкой 9, соединенной с устройством управления 7, вентилю 10 и аттенюатору И, соединенному с узлом 5 развязки.
Корпус 1 установлен на основании 12 с направляющей в виде «ласточкин хвост». В центре основания 12 симметрично расположено калибровочное отверстие 13 для установки трубки оптической юстировки.
Применение СВЧ-антенны 2, выполненной по двухзеркальной схеме, позволяет уменьшить габариты имитатора. Использование контррефлектора 4 с эллиптической образующей и облучателя в виде рупора с изломом образующей ведет к еще более значительному уменьшению габаритов. Соединение элементов СВЧ-узла без использования промежуточных элементов также позволяет уменьшить габариты устройства переизлучения сигналов. Использование n-разрядного фазовращателя 6 позволяет упростить конструкцию СВЧ-узла, что влечет за собой уменьшение количества составных элементов устройства. Следствием этого является значительное уменьшение габаритов СВЧ-узла, понижение стоимости изделия, а также упрощение настройки устройства.
Устройство переизлучения сигналов работает следующим образом.
Для проведения настроечных и котировочных работ устройство переизлучения сигналов должно быть предварительно наведено в направление на РЛС с помощью трубки юстировочной, например, трубки холодной пристрелки (ТХП-7-195), устанавливаемой в калибровочное отверстие 13 основания 12 с направляющей в виде «ласточкин хвост».
пит
Для включения устройства переизлучения сигналов необходимо подать на устройство управления 7, расположенное внутри корпуса 1, напряжение питания U. Далее на разряды n-разрядного фазовращателя 6 с устройства управления 7 подаются установочные сигналы, обеспечивающие имитацию движения цели. После этого устройство переизлучения сигналов готово к работе.
Зондирующий сигнал, излучаемый РЛС в направлении устройства переизлучения сигналов, принимается двухзеркальной СВЧ-антенной 2, защищенной тонкостенной радиопрозрачной оболочкой 3, на которой закреплен контррефлектор 4. Из двухзеркальной СВЧ-антенны 2 сигнал поступает через узел 5 развязки в n-разрядный управляемый фазовращатель 6.
Разряды n-разрядного управляемого фазовращателя 6 управляются раздельно путем подачи на их входы соответствующего управляющего сигнала, поступающего с устройства управления 7.
Каждый разряд управляемого n-разрядного фазовращателя 6 с приходом на его вход управляющего сигнала обеспечивает дискретный фазовый сдвиг зондирующего сигнала, например, на значение Δφ равное π, π/2, π/4, π/8 и т.д.
На выходе n-разрядного управляемого фазовращателя 6 реализуется функция Δφ/Δt, где: Δφ - конструктивная константа, a Δt - временной интервал, вырабатываемый устройством управления 7 и изменяемый в зависимости от имитируемой скорости цели.
Таким образом, зондирующий сигнал сдвигается на частоту fд и тем самым создается эффект Доплера, который в соответствии с уравнением Доплера описывается как:
или
,
где fз - частота зондирующего сигнала, Vц - скорость цели, с - скорость света, λ - длина волны.
Зондирующий сигнал со сдвигом на частоту Доплера fз+fд с выхода n-разрядного управляемого фазовращателя 6 через направленный ответвитель 8 поступает в детекторную головку 9 и вентиль 10. Из детекторной головки 9 сигнал поступает в устройство управления 7, позволяющее изменять режим работы n-разрядного управляемого фазовращателя 6. С выхода вентиля 10 сигнал поступает в аттенюатор 11, который позволяет изменять уровень сигнала и устанавливать его в зависимости от задаваемой эффективной площади рассеяния (ЭПР) имитируемой цели.
С выхода аттенюатора 11 сигнал частотой fз+fд поступает через узел 5 развязки в двухзеркальную СВЧ-антенну 2, которая его переизлучает в направлении РЛС.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение габаритов и сложности конструкции, упрощение настройки изделия, а также повышение его технологичности. Для реализации предлагаемого устройства в условиях серийного производства нет необходимости разработки сложных технологических приспособлений и использования дорогостоящих технологических процессов. На предприятии-заявителе изготовлен макет устройства переизлучения сигналов. Испытания показали надежность работы устройства и стабильность его характеристик. Таким образом, практическая реализация предложенного устройства переизлучения сигналов не вызывает сомнений, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели.