АППАРАТНО ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ БОРТОВОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ

Полезная модель относится к измерительной технике, конкретно к аппаратно-программным комплексам для регистрации сигналов бортовой радиолокационной станции летательных аппаратов.
При исследовании алгоритмов обработки радиолокационной информации, отработке технических решений, отладке и испытаниях радиолокационных систем в настоящее время широкое применение нашли аппаратно-программные, используемые комплексы для регистрации радиолокационных сигналов наземных радиолокационных станций (РЛС) [1]. Особенно велика роль этих средств при создании или модернизации бортовых РЛС, т.к. их использование позволяет сократить сроки и затраты на разработку новой техники за счет уменьшения количества проводимых летных испытаний.
Актуальным направлением развития аппаратно-программных комплексов для регистрации измеряемых сигналов является технология, основанная на использовании реальной зарегистрированной и воспроизведенной радиолокационной обстановки [2-3] в зоне обзора наземных РЛС.
Аппаратно-программных комплексов для регистрации сигналов бортовой радиолокационной станции летательных аппаратов не обнаружено.
Задачей и техническим результатом полезной модели является реализация аппаратно-программного комплекса, пригодного для регистрации сигналов бортовой радиолокационной станции (БРЛС) летательных аппаратов в интересах сокращения сроков и материальных затрат при испытаниях БРЛС.
Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что аппаратно-программный комплекс для регистрации сигналов бортовой радиолокационной станции, содержит переносной корпус со съемным кожухом, в корпусе которого установлены управляющая электронно-вычислительная машина (ЭВМ), соединенная по эхо-сигналам через измерительный блок и переходной модуль с сигнальными шинами подключения испытуемой бортовой радиолокационной станции (БРЛС), а по навигационным сигналам и сигналам синхронизации - через модуль сопряжения с шинами подключения соответственно навигационных данных, синхросигналов и когерентного гетеродина борта летательного аппарата, причем ЭВМ снабжена съемным накопителем результатов регистрации сигналов БРЛС.
При этом ЭВМ снабжена стандартной периферией, включающей монитор, клавиатуру с шаровым манипулятором, установленные с передней стороны корпуса. Измерительный блок выполнен на базе беспроцессорного микромодуля типа АМБРСI с субмодулем цифрового приема ADMDDC2WBL. Модуль сопряжения испытуемой БРЛС содержит установленные на стыковочной плате объединительную микропроцессорную плату для азимутально-временной привязки навигационных данных и сигналов синхронизации к эхосигналам БРЛС, субмодуль для выработки сигналов.
На фиг.1 представлена функциональная схема аппаратно-программного комплекса для регистрации сигналов бортовой радиолокационной станции летательных аппаратов.
Аппаратно программный комплекс для регистрации сигналов бортовой радиолокационной станции, содержит переносной корпус 1 со съемным кожухом. В корпусе 1 установлена управляющая электронно-вычислительная машина (ЭВМ) 2, соединенная по эхо-сигналам через измерительный блок 3 и переходной модуль 4 с сигнальными шинами 5 подключения испытуемой бортовой радиолокационной станции (БРЛС), а по навигационным сигналам и сигналам синхронизации через модуль 6 сопряжения - с шинами подключения соответственно навигационных данных 7, синхросигналов 8 и шиной 9 подключения когерентного гетеродина борта летательного аппарата, причем ЭВМ снабжена съемным накопителем 10 результатов регистрации сигналов БРЛС. При этом ЭВМ 2 снабжена стандартной периферией, включающей монитор 11, клавиатуру 12 с шаровым манипулятором, установленные с передней стороны корпуса 1. Измерительный блок 3 выполнен на базе беспроцессорного микромодуля типа AMBPCI с субмодулем цифрового приема ADMDDC2WBL. Модуль сопряжения 6 испытуемой БРЛС содержит установленные на стыковочной плате 6.1 объединительную микропроцессорную плату 6.2 для азимутально-временной привязки навигационных данных и сигналов синхронизации к эхос-игналам БРЛС, плату 6.3 согласования и субмодуль 6.4 для привязки навигационных данных, сигналов синхронизации, и эхосигналов к сигналам когерентного гетеродина и выработки сигналов запуска и синхронизации измерительного блока 3. ЭВМ 2 предназначена для управления процессом регистрации навигационных, радиолокационных и синхронизационных сигналов и их привязке к сигналам когерентного гетеродина. Она снабжена соответствующим комплексом программ, включая программу записи на машинный носитель эхо-сигналов, принимаемых бортовой импульсно-доплеровской РЛС, с их временной и азимутальной привязкой. Съемный накопитель 10 выполнен на жестком магнитном диске, специально выделенном для записи регистрируемых сигналов. Измерительный блок 3 выполнен на базе известного беспроцессорного базового модуля с субмодулем цифрового приема ADMDDC2WBL. Он обеспечивает аналого-цифровое преобразование и фильтрацию контролируемых сигналов. Переходной модуль 4 предназначен для согласования интерфейса передачи входного эхо-сигнала шин 5 с измерительным блоком 3. Модуль 6 сопряжения предназначен для синхронизации процесса привязки входных сигналов с процессом измерений в блоке 3. и записи на накопитель 10 результатов измерений и полунатурных испытаний БРЛС под управлением ЭВМ 2.
Комплекс программ, введенных в память ЭВМ 2, включает программу управления регистрацией и программу предварительной подготовки и редактирования.
Программа управления регистрацией обеспечивает настройку параметров регистрации, пуск регистрации оператором и управление обменом данных. Она отображает оператору текущее состояние процесса регистрации и проводит проверку корректности зарегистрированных данных.
Программа предварительной подготовки и редактирования обрабатывает файлы выборки эхо-сигнала и служебную информацию, обеспечивает отбор данных отдельных кадров по заданным критериям (азимуту, амплитуд квадратур и огибающей), обеспечивает просмотр значения префикса выбранного кадра и его редактирование, выполняет конвертирование исходного формата данных в форматы пакета Mathcad и обратно, выполняет наложение на реализацию эхо-сигнала в выбранном кадре значений сигнала, синтезированного с использованием математических моделей.
Аппаратно-программный комплекс для регистрации сигналов бортовой радиолокационной станции работает следующим образом.
Для проведения летных испытаний БРЛС аппаратно-программный комплекс устанавливают на борт воздушного судна и подключают его шины 5, 7, 8, 9 к соответствующим разъемам бортовой аппаратуры летательного аппарата. Включают аппаратуру БРЛС. При этом эхо-сигналы промежуточной частоты с приемника БРЛС поступают на шины 5 модуля 4. В модуле 4 производится аналого-цифровое преобразование эхо-сигналов и передача их в цифровой форме на измерительный блок 3. Одновременно на блок 3 через модуль 6 сопряжения с шин 7, 8, 9 подаются связанные между собой соответственно сигналы навигации, синхронизации и когерентного гетеродина борта воздушного судна. В измерительном блоке 3 под управлением ЭВМ 2 производится квадратурное преобразование выборок принятых сигналов с переносом частоты в нулевую область и фильтрации низкочастотными децимирующими фильтрами. Одновременно ЭВМ 2 производит регистрацию кодов служебной информации, так называемых префиксов и гиперпрефиксов, обеспечивающих азимутально-временную привязку сигналов БРЛС к масштабу реального времени. Обработанные в ЭВМ 2 результаты измерений блока 3 и служебная информация в реальном времени записываются ЭВМ 2 на магнитном диске накопителя 10. Коды децимированной выборки сигнала в квадратуре за один цикл обзора в режиме прямого доступа в память загружаются в свободный буфер оперативной памяти ЭВМ 2, а на следующем цикле обзора из этого буфера записываются на сменный магнитный накопитель 10 в файл FilenameNNNN.dat, где NNNN - номер цикла. В это же время автоматически заполняется второй буфер. Размер файла FilenameNNNN.dat до 35 Мбайт. Регистрация служебной информации выполняется с помощью модуля 6 сопряжения путем «перехвата» кодов сигналов БРЛС на шинах 5, содержащих информацию об азимуте и структуре каждой пачки зондирующих импульсов. Во время паузы между соседними циклами обзора ЭВМ 2 считывает через интерфейс RS-232C зафиксированные коды, проводит контроль объема и структуры регистрируемой информации на корректность, а затем записывает в файл FilenameNrWR.prt блок служебной информации, фактически описывающий структуру зафиксированной в файле FilenameNNNN.dat выборки. Размер файла FilenameNrWR.prt около 4 кбайт. Синхронизация работы измерительного блока 3 выполняется сигналом частотой 60 МГц, который вырабатывается модулем 6 сопряжения из поступающих на шину 9 от внешнего когерентного гетеродина РЛС сигналов с частотой 120 МГц. Кроме того, модуль сопряжения 6 обеспечивает потенциальную стартовую синхронизацию (запуск) измерительного блока 3 в заданном азимутальном секторе.
Полезная модель разработана на уровне опытного образца. Испытания опытного образца показали возможность скоростного ввода нескольких потоков данных в память ЭВМ 2 и на магнитный накопитель 10 и возможность реализации заявленной полезной модели для ускорения полунатурных летных испытаний БРЛС на воздушных судах. Программное обеспечение ЭВМ 2 разработано в операционной среде Windows ХР.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
1. Корнеев Ю.А. и др. Перспективные методы имитации радиолокационных средств и сигналов. Часть 1,2//Х1 Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, Радионавигация связь.» Сборник докладов - Воронеж, 2005.
2. 120789, G01S 7/40, 27.09.2012
3. RU 120300, Н04В 1/00,10.09.2012