ЦИФРОВОЙ ИМИТАТОР РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ ОТ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЛЯ ОТРАБОТКИ РЕЖИМА СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРЫ

Полезная модель относится к технике моделирования авиационных систем, в частности, к имитаторам сигнала радиолокационного комплекса с синтезированием апертуры (РСА), работающем в режиме картографирования земной поверхности, и может быть использована для исследования и проверки алгоритмов автофокусировки, а также алгоритмов цифровой обработки сигналов РСА.
Известен имитатор сигнала радиолокатора с синтезированной апертурой РСА и имитатор сигнала через радиоканал, который в реальном времени принимает зондирующий сигнал РСА, переносит его на промежуточную частоту, оцифровывает, задерживает в начало имитируемого сигнала сцены с соответствующей радиальной скоростью, свертывает со смещенной, ранее рассчитанной для каждого такта обновления импульсной характеристикой сцены, компенсирует влияние введенного смещения импульсной характеристики сцены на имитируемое радиолокационное изображение сцены, переносит полученный сигнал на несущую частоту и переизлучает в сторону РСА. (Патент РФ 2522502 С1 от 10.12.2012).
Наиболее близким аналогом-прототипом является имитатор радиолокационных сигналов (Патент РФ 42327 U1 от 19.07.2004), сущность которого состоит в том, что в имитатор радиолокационных сигналов (Эксплуатационная документация стенда интеграции СИ-21-93И, ГосНИИАС, М., 2000, книга ЭД 6, с. с. 11-14)), включающий два делителя мощности, и модулятор, введены (М-1) дополнительных модуляторов и аттенюаторов, (М+1) дополнительных смесителей, а также аналого-цифровой и М цифро-аналоговых преобразователей, (М+1) процессорных модулей, преобразователь частоты и гетеродин. Предложенный имитатор обеспечивает возможность проведения отработки радиолокационных комплексов в лабораторных условиях путем формирования и введения в каждый канал комплекс сигналов, имитирующих отраженные от цели радиолокационные сигналы.
Известные имитаторы радиолокационных сигналов обеспечивают возможность имитации сигнала только по нескольким точечным объектам, что недостаточно для получения, синтезированного радиолокационного изображения близкого по качеству к фотографическому изображению. Чтобы достичь такого результата и произвести полноценную отладку режима РСА и алгоритмов автофокусировки по сложной радиолокационной сцене требуется в реальном масштабе времени выполнять расчет отраженных сигналов от фрагмента подстилающей поверхности размером не менее, чем 128×128 элементов разрешения.
Задача полезной модели состоит в разработке системы, реализующей имитацию отраженных сигналов от земной поверхности в реальном масштабе времени для системы цифровой обработки сигналов РЛС авиационного базирования.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении эффективности проведения работ на комплексе наземной отработки РСА авиационного базирования путем обеспечения в реальном масштабе времени бортового радиолокационного оборудования всей необходимой информацией для функционирования в режиме картографирования земной поверхности с учетом поправки на разность во времени прихода команд управления радиолокационной станцией и информации от навигационной системы.
Указанный технический результат достигается за счет того, что цифровой имитатор радиолокационных сигналов от подстилающей поверхности для отработки режима синтезированной апертуры содержит программируемый логический контроллер (ПЛК), плату цифрового ввода-вывода с таймером, центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, плату рефлективной памяти для обмена информацией с абонентами вычислительной сети комплекса полунатурного моделирования, плату рефлективной памяти вывода данных и графический адаптер, причем программируемый логический контроллер своим выходом соединен со входом платы цифрового ввода-вывода с таймером, которая соединена с центральным процессором, оперативным запоминающим устройством, платой рефлективной памяти, графическим адаптером и платой рефлективной памяти вывода данных через шину обмена данных, расчет параметров отраженных сигналов осуществляется в реальном времени на графическом адаптере с учетом поправки на разность во времени прихода команд управления радиолокационной станцией и информации от навигационной системы, которая измеряется в программируемом логическом контроллере и плате цифрового ввода-вывода с таймером.
На фиг. 1 приведена структурная блок-схема имитатора радиолокационных сигналов, отраженных от подстилающей поверхности где, 1 - программируемый логический контроллер (ПЛК), 2 - плата цифрового ввода-вывода с таймером, 3 - плата рефликтивной памяти, для приема информации от абонентов вычислительной сети КПМ, 4, 7 - шина обмена данных, 5 - чипсет, выполняющий функцию связующего компонента, обеспечивающего взаимодействие центрального процессора (ЦП) с различными типами памяти, устройствами ввода-вывода, контроллерами и адаптерами, как непосредственно через себя (и имея некоторые из них в своем составе), так и через другие контроллеры и адаптеры, с помощью многоуровневой системы шин, 6 - центральный процессор, 8 - графический адаптер, 9 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и 10 - плата рефлективной памяти вывода данных для выдачи рассчитанных отраженных сигналов в вычислительную сеть КПМ.
Полезная модель осуществляется следующим образом. Имитатор радиолокационных сигналов, отраженных от земной поверхности представляет собой корпус, скомпонованный в соответствии со структурной схемой, изображенной на фигуре 1. На вход ПЛК 1, подаются тактовые импульсы от РЛС и навигационной системы, после чего по его переднему фронту формирует на цифровом выходе положительный импульс уровня +5 В до момента прихода тактового импульса РЛС. Пока на цифровом выходе ПЛК держится логическая единица, инкрементируется 8 МГц счетчик таймерной платы 2, тем самым производя измерение времени. По заднему фронту тактового импульса РЛС значение цифрового выхода ПЛК 1 обнуляется и формируется прерывание, по которому значение счетчика можно считать и учесть в расчете временной поправки для синхронизации навигационных параметров с параметрами РЛС в целях сохранения когерентности при приеме отраженных сигналов. По тактовому импульсу РЛС полученному ПЛК 1 из платы рефлективной памяти ввода данных 3 считываются навигационные и радиолокационные параметры из входной области рефлективной памяти 3 и по шине данных 4, посредством чипсета 5 поступают в ОЗУ 9. Процессорной частью ПО, расположенной в центральном процессоре 6, на основании данных из ОЗУ 9 прогнозируется положение ЛА на моменты излучения зондирующих импульсов. Подготовленные данные по шине обмена данных 7 транслируются в графический адаптер 8, на котором осуществляется расчет отраженного радиолокационного сигнала от подстилающей поверхности. Результаты вычислений обратным путем возвращаются в плату рефлективной памяти вывода данных 10 для использования выходной информации конечным потребителем.
Преимущество полезной модели заключается в простоте конструкции, позволяющей скомпоновать используемые вычислительные устройства предпочтительно в составе промышленного компьютера, а также в возможности масштабирования вычислительной мощности за счет наращивания количества графических адаптеров для расчета отраженных сигналов от большего количества элементов разрешения.