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 9С18М1-1 Техническое описание Книга 1 ЕФ 1.005.028-01 ТО», «Изделие 9С18М1-1 Инструкция по эксплуатации Книга 1 Боевая работа. ЕФ 1.005.028-01 ИЭ», принятая за прототип.
Данная СОЦ представляет собой бронированную гусеничную машину с размещенной на ней радиоэлектронной аппаратурой, включающей антенную систему (АС), систему вращения антенны (СВА), передающее устройство (ПРД), приемное устройство (ПРУ), включающее в себя два усилителя на ЛБВ, автокомпенсатор, устройство помехозащиты (УПЗ), включающее в себя генератор ударного возбуждения, формирователь сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ сигналов), выполненный на многоотводной ультразвуковой линии задержки (МУЛЗ), устройство управления и обработки информации (УОУ) на базе цифровой вычислительной машины, пульт управления оператора, индикаторные устройства, наземный радиолокационный запросчик (НРЗ), аппаратуру передачи данных (АПД), радиостанцию (Рст), щит внешних соединений (ЩВС).
Известная СОЦ используется в составе ЗРК 9К37М1-2 и функционирует следующим образом.
СОЦ производит обзор пространства короткими импульсами ЛЧМ сигналов, формируемыми УПЗ по командам УОУ, при этом, формирование ЛЧМ сигналов осуществляется с помощью генератора ударного возбуждения и МУЛЗ, которые затем переносятся в СВЧ диапазон, усиливаются в ПРД и излучаются АС в пространство (при этом сканирование пространства АС производится узким лучом «карандашного» типа, с электронным программным управлением положения луча по углу места, построчно, снизу вверх и механическим вращением АС по азимуту), которые, отражаясь от объектов, в виде эхо-сигналов, принимаются АС основного (ОК) и компенсационного каналов (АКП), поступают на два идентичных канала ПРУ, усиливаются СВЧ усилителями на ЛЕВ, проходят устройство автокомпенсации, подавляющее воздействие шумовой активной помехи по каналу АКП, оптимальный согласованный фильтр на МУЛЗ, амплитудный канал, либо каналы линейной (нелинейной) селекции движущихся целей (СДЦ), цифровое устройство межобзорного бланкирования (ЦУМБ), далее параллельно поступают на индикаторные и пороговое устройства, устройство кодирования и обработки сигналов, в ЦВС устройства обработки и управления (УОУ), где после вычисления координат, кодируются в АПД и выдаются в виде телекодовых сообщений по проводному или радиоканалу потребителям радиолокационной информации. В УПЗ имеется схема измерения уровня активной помехи, информация с которой поступает в УОУ для распознавания и автоматического включения режима защиты от активных помех.
Указанная радиолокационная станция обнаружения целей имеет следующие недостатки:
- набор методов помехозащиты, реализованных в СОЦ, не позволяет вести эффективную борьбу и обеспечивать обнаружение целей на фоне интенсивных пассивных и активных помех, а также их комбинаций. Техническая реализация этих методов значительно устарела, а аппаратура имеет низкую технологичность, особенно формирование и сжатие ЛЧМ сигналов с использованием МУЛЗ на поверхностных акустических волнах и СДЦ на ультразвуковых линиях задержки.
- низкий уровень помехозащищенности от пассивных помех увеличивает поток РЛИ, выдаваемых потребителям, что приводит к информационному переполнению канала передачи данных, потере полезной РЛИ, затрудняет завязку трасс целей и их проводку у потребителей РЛИ (командный пункт ЗРК), снижает эффективность работы ЗРК в целом.
Одним из требований к СОЦ, повышающим качество РЛИ, является уровень помехозащищенности. Задачей полезной модели является улучшение характеристик помехозащиты, введение вторичной обработки РЛИ и повышение технологичности аппаратуры помехозащиты.
Указанный технический результат достигается тем, что в радиолокационную станцию обнаружения целей, содержащую антенную систему, включающую антенну основного канала, антенну компенсационного канала, устройство управления лучом, "приемное устройство, включающее два канала усиления, выполненные на усилителях основного и компенсационного каналов, преобразователи несущих частот СВЧ диапазона в промежуточную частоту основного и компенсационного каналов, квадратурный автокомпенсатор, преобразователь промежуточной частоты в СВЧ диапазон, передающее устройство, устройство помехозащиты, включающее устройство предварительной фильтрации, схему формирования ЛЧМ сигналов, устройство управления и обработки информации на базе цифровой вычислительной машины, включающее устройство обработки сигналов, устройство управления включением и режимами работы СОЦ, автоматизированное рабочее место оператора, включающее пульт оператора, устройство отображения информации, аппаратуру передачи данных, радиостанцию, щит внешних соединений, при этом первый выход антенной системы, являющийся выходом антенны основного канала, соединен с первым входом приемного устройства, являющимся первым входом усилителя основного канала, второй выход, являющийся выходом антенны компенсационного канала, соединен со вторым входом приемного устройства, являющийся первым входом усилителя компенсационного канала, при этом, выходы усилителей соединены со входами преобразователей частоты основного и компенсационного каналов соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами квадратурного автокомпенсатора соответственно, первый выход приемного устройства, являющийся первым выходом квадратурного автокомпенсатора, соединен с первым входом устройства помехозащиты, являющимся первым входом устройства предварительной фильтрации, второй выход устройства управления и обработки информации, являющийся вторым выходом устройства обработки сигналов соединен со входом устройства индикации, являющимся входом автоматизированного рабочего места оператора, при этом, выход пульта оператора, являющийся выходом автоматизированного рабочего места оператора, соединен со вторым входом устройства управления и обработки информации, являющимся входом устройства управления включением и режимами работы СОЦ, первый выход которого, являющийся третьим выходом устройства управления и обработки информации, соединен с первым входом антенной системы, являющимся входом устройства управления лучом, выход которого соединен с первым входом антенны основного канала и входом антенны компенсационного канала, второй выход, являющийся четвертым выходом устройства управления и обработки информации, соединен с третьим входом устройства помехозащиты, являющимся входом схемы формирования ЛЧМ сигналов, выход которого, являющийся вторым выходом устройства помехозащиты, соединен с третьим входом приемного устройства, являющимся входом преобразователя промежуточной частоты в СВЧ диапазон, выход которого, являющийся третьим выходом приемного устройства, соединен со входом передающего устройства, выход которого соединен со вторым входом антенной системы, являющимся вторым входом антенны основного канала, введен канал подавления сигналов, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА), усилители основного и компенсационного каналов приемного устройства выполнены на малошумящих усилителях (МШУ) с управляемыми аттенюаторами временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ) на входе, в устройство помехозащиты введены устройство измерения и формирования карты пассивных помех, первый и второй фазовые детекторы, генератор опорного напряжения, аналого-цифровые преобразователи основного и компенсационного каналов, цифровой согласованный фильтр сжатия, канал адаптивной СДЦ, содержащий устройство адаптивной череспериодной компенсации (АЧПК) основного канала и устройство АЧПК компенсационного канала, устройство формирования коэффициентов АЧПК, адаптивное цифровое пороговое устройство обнаружения, устройство управления и обработки информации введен канал вторичной обработки РЛИ, при этом первый выход приемного устройства является первым выходом квадратурного автокомпенсатора и через первый вход устройства помехозащиты соединен с первым входом устройства предварительной фильтрации и объединен с первым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех, второй выход приемного устройства, являющийся вторым выходом квадратурного автокомпенсатора с выходом канала подавления сигналов боковых лепестков через второй вход устройства помехозащиты соединен со вторым входом устройства предварительной фильтрации и объединен со вторым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех, первый и второй выходы устройства предварительной фильтрации соединены с первыми входами фазовых детекторов, вторые входы которых объединены с выходом генератора опорного напряжения, а выходы соединены со входами аналого-цифровых преобразователей основного и компенсационного каналов, выходы которых соединены с первым и вторым входами цифрового согласованного фильтра сжатия сигнала соответственно, при этом, первый выход цифрового согласованного фильтра сжатия сигнала соединен с первым входом устройства АЧПК основного канала, второй выход соединен с первым входом АЧПК компенсационного канала, первые выходы которых соединены с первым и вторым входами устройства формирования коэффициентов АЧПК, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами устройств АЧПК основного и компенсационного каналов, вторые выходы которых соединены с первым и вторым входами адаптивного цифрового порогового устройства, выход которого является первым выходом устройства помехозащиты и, через первый вход устройства управления и обработки информации, соединен со входом устройства обработки сигналов, первый выход которого соединен с каналом вторичной обработки РЛИ, выход которого, являющийся первым выходом устройства управления и обработки информации соединен со входом аппаратуры передачи данных, выход устройство измерения и формирования карты пассивных помех, являющийся третьим выходом устройства помехозащиты, соединен с четвертым входом приемного устройства, который объединен со вторыми входами усилителей основного и компенсационного каналов.
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 2 (АОК), антенну компенсационного канала (АКП) 3, устройство управления лучом (УУЛ) 4, приемное устройство (ПРУ) 5, содержащее два канала усиления, выполненные на МШУ с управляемыми аттенюаторами ВАРУ на входе, основного 6 и компенсационного 7 каналов, преобразователи несущих частот СВЧ диапазона в промежуточную частоту основного 8 и компенсационного 9 каналов, квадратурный автокомпенсатор 10 с выходом канала подавления импульсных сигналов, поступающих по боковым лепесткам ДНА, преобразователь промежуточной частоты в СВЧ диапазон 11, передающее устройство 12, устройство помехозащиты 13, содержащее устройство предварительной фильтрации 14, схему формирования ЛЧМ сигналов 15 на цифровой 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 21, канал адаптивной СДЦ, включающий устройство адаптивной череспериодной компенсации (АЧПК) основного канала 22 и устройство АЧПК компенсационного канала 23, устройство формирования коэффициентов АЧПК, устройство формирования коэффициентов АЧПК 24, адаптивное цифровое пороговое устройство обнаружения 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 РЛИ 29, устройство управления включением и режимами работы 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.
Первый выход антенной системы 1, являющийся выходом антенны основного канала 2, соединен с первым входом приемного устройства 5, являющимся первым входом МШУ с управляемыми аттенюаторами ВАРУ на входе основного канала 6, второй выход, являющийся выходом антенны компенсационного канала 3, соединен со вторым входом приемного устройства 5, являющимся первым входом МШУ с управляемыми аттенюаторами ВАРУ на входе компенсационного канала 7, при этом, выходы усилителей 6, 7 соединены со входами преобразователей частоты основного 8 и компенсационного 9 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 объединен с первым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех 26, второй выход, являющийся вторым выходом квадратурного автокомпенсатора 10, соединен со вторым входом устройства помехозащиты 13, вторым входом устройства измерения и формирования карты пассивных помех 26 и объединен со вторым входом устройства предварительной фильтрации 14, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами фазовых детекторов 16, 17, вторые входы которых объединены 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 основного канала 22, второй выход соединен с первым входом АЧПК компенсационного канала 23, 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 адаптивного цифрового порогового устройства 25, выход которого являющийся первым выходом устройства помехозащиты 13, соединен с первым входом устройства обработки и управления 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 которого соединен со входом радиостанции 35, второй выход 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 27, являющимся 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, являющийся четвертым выходом устройства управления и обработки информации 27, соединен с третьим входом устройства помехозащиты 13, являющимся входом схемы формирования ЛЧМ сигналов 15, выход которого, 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 устройство измерения и формирования карты пассивных помех 26, являющийся третьим выходом устройства помехозащиты 13, соединен с четвертым входом приемного устройства, который объединен со вторыми входами МШУ с аттенюатором ВАРУ на входе основного канала 6 и МШУ с аттенюатором ВАРУ на входе компенсационного канала 7.
Полезная модель функционирует следующим образом. С выхода пульта оператора 32 АРМО 31 через второй вход УОУ 27 на вход устройства управления включением и режимами работы СОЦ 30 поступают команды управления. 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 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 третий вход приемного устройства 5 на вход двойного преобразователя промежуточной частоты 11, с выхода которого поступают на вход передатчика 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 УОУ 27 команды о положении луча в вертикальной плоскости поступают через первый вход антенной системы 1, на вход устройства управления лучом 4. 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 МШУ с управляемыми аттенюаторами ВАРУ на входе 6,7. Усиленные сигналы поступают на входы преобразователей 8, 9 для обратного двойного преобразования СВЧ в промежуточную частоту, с выходов которых поступают на первый и второй входы квадратурного автокомпенсатора 10, где производится вычитание активной помехи (АП), 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 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 основного и компенсационного каналов 6, 7. С первого и второго выходов устройства предварительной фильтрации 14 сигналы поступают на 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 для 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 21, осуществляющего согласованную обработку ЛЧМ сигналов. С первого и второго выходов каждого канала цифрового фильтра сжатия 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 адаптивного цифрового порогового устройства обнаружения 25 через первый выход устройства помехозащиты 13, первый вход устройства обработки и управления 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 информации выдается на вход канала вторичной обработки РЛИ 29, с выхода которого через первый выход УОУ 27, информация о трассах целей поступает на вход АПД 34. С первого выхода АПД 34 закодированная информация поступает на вход радиостанции 35 для передачи по радиоканалу, а со второго выхода выдается на вход ЩВС 36 для передачи по проводной связи. Полезная модель в отличии от прототипа обеспечивает:
- цифровое формирование ЛЧМ сигналов, обеспечивающее повышение когерентности зондирующих сигналов и, как следствие, улучшение подавления помех в режимах селекции движущихся целей (СДЦ);
- автоматическое постоянное измерение уровня помех, позволяющее распознавать пассивные помехи;
- цифровую адаптивную СДЦ, обеспечивающую включение алгоритмов ЧПК с учетом оценки параметров пассивных помех;
- цифровое адаптивное пороговое обнаружение, обеспечивающее стабильный уровень ложных отметок (СУЛТ) как по собственным шумам, так и по внешним помехам.
- вторичную обработку, обеспечивающую подавление ложных отметок путем анализа завязываемых и сопровождаемых трасс, селекции и исключения заведомо ложных трасс.
В полезной модели улучшены следующие параметры и основные ТТХ по сравнению с прототипом:
- вероятность обнаружения целей повышена в 1,8 раза;
- коэффициент улучшения подавления пассивных помех увеличен на 4-6 дБ;
- дальность обнаружения целей в пассивных и активных помехах увеличена в 1,3 раза;
- реализован режим распознавания классов целей и, как следствие, повышена эффективность защиты от противорадиолокационных ракет;
- снижен поток ложных отметок от подстилающей поверхности и местных предметов путем автоматической регулировки затухания входного сигнала по карте помех.
- введен канал защиты от импульсных сигналоподобных, помех, принимаемых по боковым лепесткам ДНА.
- переход на цифровые методы позволил улучшить технологичность аппаратуры помехозащиты СОЦ за счет повышения стабильности ее технических характеристик.