РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к области радиолокации, в частности, к радиолокационным устройствам, позволяющим производить обзор воздушного пространства, земной поверхности, обнаружения и сопровождения целей, пуск и радиокоррекцию ракет.
Известна радиолокационная станция (RU 17809 U1, от 27.04.2001), содержащая антенный блок, коммутатор прием-передача, передатчик, задающий генератор, сверхвысокочастотный приемник, приемник, вычислитель, систему индикации, синхронизатор, аналоговый процессор сигнала, программируемый процессор сигнала, управляющий вычислитель и адаптер-коммутатор.
Основным недостатком известной радиолокационной станции является невозможность захвата и сопровождения воздушных целей и значительное время обзора поверхности.
Наиболее близким по технической сущности является радиолокационная станция [RU 38955 от 29.01.2004]. Она содержит антенну, передатчик, задающий генератор, синхронизатор, адаптер-коммутатор, вычислитель, индикатор, сверхвысокочастотный приемник, приемник аналоговый процессор, программируемый процессор, управляющий вычислитель, циркулятор, устройство управления коммутатором воздух-поверхность, коммутатор воздух-поверхность, устройство управления ферритовым балансным модулятором, ферритовый балансный модулятор, устройство управления коммутатором обзор-сопровождение, коммутатор обзор-сопровождение. Первый выход синхронизатора подключен к первому входу задающего генератора, выход задающего генератора соединен со входом передатчика. Второй выход синхронизатора соединен с первым входом аналогового процессора, первый выход которого шиной соединен с первым входом программируемого процессора, выход программируемого процессора соединен с первым входом индикатора, ко второму входу которого подключен выход вычислителя. Вход-выход вычислителя шиной соединен с первым входом-выходом адаптера-коммутатора, второй вход-выход адаптера-коммутатора шиной подключен к входу-выходу передатчика и второму входу задающего генератора, к третьему входу индикатора и к входу-выходу приемника. Первый выход управляющего вычислителя шиной соединен со вторым входом программируемого процессора, со вторым входом аналогового процессора, с третьим входом-выходом адаптера-коммутатора. Второй выход аналогового процессора подключен к третьему входу задающего генератора, выход сверхвысокочастотного приемника подключен ко входу приемника и третьему входу аналогового процессора. Второй выход управляющего вычислителя подключен ко входу устройства управления коммутатором воздух-поверхность, выход которого соединен со входом коммутатора воздух-поверхность. Третий выход управляющего вычислителя соединен со входом устройства управления коммутатором обзор-сопровождение, выход которого подключен к первому входу коммутатора обзор-сопровождение. Вход-выход циркулятора подключен к третьему входу-выходу коммутатора воздух-поверхность. Третий выход синхронизатора подключен ко входу устройства управления ферритовым балансным модулятором, выход устройства управления ферритовым балансным модулятором соединен с первым входом ферритового балансного модулятора. Выход ферритового балансного модулятора подключен ко второму входу коммутатора обзор-сопровождение. Выход передатчика подключен ко входу циркулятора, выход циркулятора соединен с третьим входом коммутатора обзор-сопровождение, выход которого соединен со входом сверхвысокочастотного приемника. Первый вход-выход антенны, являющийся входом-выходом первого облучателя, формирующего косекансквадратную диаграмму направленности, соединен с первым входом-выходом коммутатора воздух-поверхность. Второй вход-выход антенны, являющийся входом-выходом второго облучателя и формирующим суммарную диаграмму направленности, соединен со вторым входом-выходом коммутатора воздух-поверхность. Первый выход антенны, являющийся первым выходом второго облучателя и формирующим азимутальную разностную диаграмму направленности, соединен со вторым входом ферритового балансного модулятора, второй выход антенны, являющийся вторым выходом второго облучателя и формирующим угломестную разностную диаграмму направленности, соединен с третьим входом ферритового балансного модулятора.
Основным недостатком известной радиолокационной станции является низкий уровень сигнала радиокоррекции траектории ракеты, так как он создается излучением сигнала передатчика через боковые лепестки суммарной диаграммы направленности. При увеличении угла между направлением на ракету и осью главного лепестка суммарной диаграммы направленности сигнал радиокоррекции значительно уменьшается, так как максимумы боковых лепестков быстро уменьшаются при увеличении этого угла. Кроме того, между боковыми лепестками находятся глубокие провалы, что дополнительно уменьшает сигнал радиокоррекции в определенных зонах углов.
В результате, при осуществлении радиокоррекции посредством боковых лепестков суммарной диаграммы направленности существует большая вероятность разрушения контура управления ракетой, что приводит к потере ее.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение сигнала радиокоррекции со стабильным высоким уровнем и без провалов в широком диапазоне изменения угла между направлением на ракету и осью главного лепестка суммарной диаграммы направленности антенны.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что радиолокационная станция содержит антенну, устройство управления коммутатором воздух-поверхность, коммутатор воздух-поверхность, передатчик, задающий генератор, синхронизатор, ферритовый балансный модулятор, устройство управления ферритовым балансным модулятором, коммутатор обзор-сопровождение, устройство управления коммутатором обзор-сопровождение, адаптер-коммутатор, вычислитель, индикатор, сверхвысокочастотный приемник, приемник, аналоговый процессор, программируемый процессор, управляющий вычислитель. Первый выход синхронизатора подключен к первому входу задающего генератора, выход задающего генератора соединен со входом передатчика, второй выход синхронизатора соединен с первым входом аналогового процессора, первый выход которого шиной соединен с первым входом программируемого процессора. Выход программируемого процессора соединен с первым входом индикатора, ко второму входу которого подключен выход вычислителя, а вход-выход вычислителя шиной соединен с первым входом-выходом адаптера-коммутатора. Второй вход-выход адаптера-коммутатора шиной подключен к входу-выходу передатчика и второму входу задающего генератора, к третьему входу индикатора и к входу-выходу приемника. Первый выход управляющего вычислителя шиной соединен со вторым входом программируемого процессора, со вторым входом аналогового процессора, с третьим входом-выходом адаптера-коммутатора, второй выход аналогового процессора подключен к третьему входу задающего генератора. Выход сверхвысокочастотного приемника подключен к входу приемника, и к третьему входу аналогового процессора, второй выход управляющего вычислителя подключен к входу устройства управления коммутатором воздух-поверхность, выход которого соединен со входом коммутатора воздух-поверхность. Третий выход управляющего вычислителя соединен со входом устройства управления коммутатором обзор-сопровождение, выход которого подключен к первому входу коммутатора обзор-сопровождение. Третий выход синхронизатора подключен ко входу устройства управления ферритовым балансным модулятором, выход устройства управления ферритовым балансным модулятором соединен с первым входом ферритового балансного модулятора, выход ферритового балансного модулятора подключен ко второму входу коммутатора обзор-сопровождение, выход которого соединен со входом сверхвысокочастотного приемника. Первый вход-выход антенны, являющийся входом-выходом первого облучателя, формирующего косекансквадратную диаграмму направленности, соединен с первым входом-выходом коммутатора воздух-поверхность. Первый выход антенны, являющийся первым выходом второго облучателя, формирующим азимутальную разностную диаграмму направленности, соединен со вторым входом ферритового балансного модулятора. Второй выход антенны, являющийся вторым выходом второго облучателя, формирующим угломестную разностную диаграмму направленности, соединен с третьим входом ферритового балансного модулятора. Новизна предлагаемой полезной модели заключается в том, что дополнительно введены вторая антенна, щелевой мост, два невзаимных фазовращателя, двойной Т-мост, устройство управления фазовращателями. Второй вход-выход первой антенны, являющийся входом-выходом второго облучателя, формирующего суммарную диаграмму направленности, соединен с первым входом-выходом щелевого моста. Вход второй антенны соединен с выходом коммутатора воздух-поверхность, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом щелевого моста. Третий вход-выход щелевого моста подключен к первому входу-выходу первого невзаимного фазовращателя, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом двойного Т-моста, а вход соединен с первым выходом устройства управления невзаимными фазовращателями. Четвертый вход-выход щелевого моста соединен с первым входом-выходом второго невзаимного фазовращателя, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом двойного Т-моста, а вход подключен ко второму выходу устройства управления невзаимными фазовращателями, вход которого соединен с четвертым выходом управляющего вычислителя. Вход двойного Т-моста соединен с выходом передатчика, а его выход соединен с третьим входом коммутатора обзор-сопровождение.
На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемой радиолокационной станции.
Радиолокационная станция состоит из первой антенны 1, содержащей два облучателя, один из которых выполнен, например, в виде линейки рупорных излучателей, а второй является моноимпульсным облучателем, устройства управления коммутатором воздух-поверхность 2, устройства управления невзаимными фазовращателями 3, коммутатора воздух-поверхность 4, щелевого моста 5, первого невзаимного фазовращателя 6, второго невзаимного фазовращателя 7, причем каждый невзаимный фазовращатель может быть выполнен, например, в соответствии с патентом «Ферритовый фазовращатель», патент №52263 от 14.04.2005, автор Мамонов А.И., двойного Т-моста 8, передатчика 9, задающего генератора 10, синхронизатора 11, ферритового балансного модулятора 12, коммутатора обзор-сопровождение 13, второй антенны 14, которая может быть выполнена, например, в виде рупора, устройства управления ферритовым балансным модулятором 15, устройства управления коммутатором обзор-сопровождение 16, адаптера-коммутатора 17, вычислителя 18, индикатора 19, сверхвысокочастотного приемника 20, приемника 21, аналогового процессора 22, программируемого процессора 23, управляющего вычислителя 24. Первый выход синхронизатора 11 подключен к первому входу задающего генератора 10, выход задающего генератора 10 соединен со входом передатчика 9. Второй выход синхронизатора 11 соединен с первым входом аналогового процессора 22, первый выход которого шиной соединен первым входом программируемого процессора 23, выход программируемого процессора 23 соединен с первым входом индикатора 19, ко второму входу которого подключен выход вычислителя 18. Вход-выход вычислителя 18 шиной соединен с первым входом-выходом адаптера-коммутатора 17, второй вход-выход адаптера-коммутатора 17 шиной подключен к входу-выходу передатчика 9 и второму входу задающего генератора 10, к третьему входу индикатора 19 и к входу-выходу приемника 21. Первый выход управляющего вычислителя 24 шиной соединен со вторым входом программируемого процессора 23, со вторым входом аналогового процессора 22, с третьим входом-выходом адаптера-коммутатора 17. Второй выход аналогового процессора 22 подключен к третьему входу задающего генератора 10, выход сверхвысокочастотного приемника 20 подключен ко входу приемника 21 и к третьему входу аналогового процессора 22. Второй выход управляющего вычислителя 24 подключен ко входу устройства управления коммутатором воздух-поверхность 2, выход которого соединен со входом коммутатора воздух-поверхность 4. Третий выход управляющего вычислителя 24 соединен со входом устройства управления коммутатором обзор-сопровождение 16, выход которого подключен к первому входу коммутатора обзор-сопровождение 13. Четвертый выход управляющего вычислителя 24 соединен со входом устройства управления невзаимными фазовращателями 3, первый выход которого подключен ко входу первого невзаимного фазовращателя 6, а второй выход подключен ко входу второго невзаимного фазовращателя 7. Третий выход синхронизатора 11 соединен со входом устройства управления ферритовым балансным модулятором 15, выход устройства управления ферритовым балансным модулятором 15 соединен с первым входом ферритового балансного модулятора 12, выход ферритового балансного модулятора 12 подключен ко второму входу коммутатора обзор-сопровождение 13. Выход передатчика 9 соединен со входом двойного Т-моста 8, выход двойного Т-моста 8 соединен с третьим входом коммутатора обзор-сопровождение 13, выход которого соединен со входом сверхвысокочастотного приемника 20. Первый вход-выход первой антенны 1, являющийся входом-выходом первого облучателя, формирующего косекансквадратную диаграмму направленности, соединен с первым входом-выходом коммутатора воздух-поверхность 4, второй вход-выход первой антенны 1, являющийся входом-выходом второго облучателя и формирующим суммарную диаграмму направленности, соединен с первым входом-выходом щелевого моста 5. Второй вход-выход коммутатора воздух-поверхность 4 подключен ко второму входу-выходу щелевого моста 5. Выход коммутатора воздух-поверхность 4 соединен с входом второй антенны 14. Первый выход первой антенны 1, являющийся первым выходом второго облучателя и формирующим азимутальную разностную диаграмму направленности, соединен со вторым входом ферритового балансного модулятора 12, второй выход первой антенны 1, являющийся вторым выходом второго облучателя и формирующим угломестную разностную диаграмму направленности, соединен с третьим входом ферритового балансного модулятора 12. Третий вход-выход щелевого моста 5 соединен первым входом-выходом первого невзаимного фазовращателя 6, второй вход-выход которого подключен к первому входу-выходу двойного Т-моста 8. Четвертый вход-выход щелевого моста 5 соединен с первым входом-выходом второго невзаимного фазовращателя 7, второй вход-выход которого подключен ко второму входу-выходу двойного Т-моста 8. Радиолокационная станция работает следующим образом. Оператор выбирает режим работы и в управляющем вычислителе 24 рассчитываются необходимые режимы управления блоками.
При выборе режима «воздух-поверхность» по команде управляющего вычислителя 24 адаптер-коммутатор 17 отключает вычислитель 18 и приемник 21 и подключает аналоговый процессор 22 и программируемый процессор 23. На устройство управления коммутатором воздух-поверхность 2 поступает команда от управляющего вычислителя 24, по которой второй вход-выход коммутатора воздух-поверхность 4 соединяется с первым входом-выходом первой антенны 1. На устройство управления коммутатором обзор-сопровождение 16 от управляющего вычислителя 24 подается команда, по которой третий вход коммутатора обзор-сопровождение 13 подключается к его выходу, а вход 2 отключается от выхода.
На устройство управления невзаимными фазовращателями 3 от управляющего вычислителя 24 подается команда, по которой на входы невзаимных фазовращателей 6 и 7 поступают такие напряжения, которые обеспечивают разность фаз СВЧ сигналов на их первых входах-выходах равную +90°. При этом передатчик 9 через двойной Т-мост 8, невзаимные фазовращатели 6 и 7, щелевой мост 5, коммутатор воздух-поверхность 4 подключается к первому входу-выходу первой антенны 1, который является входом облучателя, формирующего косекансквадратную диаграмму направленности первой антенны 1.
В соответствии с полученными от управляющего вычислителя 24 параметрами аналоговый процессор 22 формирует сигналы, которые обеспечивает фазокодомодулированный сигнал в задающем генераторе 10. После прохождения через передатчик 9, двойной Т-мост 8, невзаимные фазовращатели 6 и 7, щелевой мост 5, коммутатор воздух-поверхность 4, этот сигнал излучается первой антенной 1. Отраженный от поверхности сигнал через первую антенну 1, коммутатор воздух-поверхность 4, щелевой мост 5 поступает на первые входы-выходы невзаимных фазовращателей 6 и 7, вследствие их невзаимности СВЧ сигналы на вторых входах-выходах невзаимных фазовращателей 6 и 7 имеют разность фаз -90°, в результате чего весь СВЧ сигнал проходит на выход двойного Т-моста 8 и через коммутатор обзор-сопровождение 13, сверхвысокочастотный приемник 20, аналоговый процессор 22 поступает на первый вход программируемого процессора 23, где производится его оптимальная обработка. Далее сигнал поступает на индикатор 19, где осуществляется обзор земной поверхности и построение радиолокационной карты.
При выборе режима «Обнаружение» по команде управляющего вычислителя 24 адаптер-коммутатор 17 подключает вычислитель 18 и приемник 21, отключив при этом аналоговый процессор 22 и программируемый процессор 23. На устройство управления невзаимными фазовращателями 3 поступает команда от управляющего вычислителя 24, по которой на входы невзаимных фазовращателей 6 и 7 подаются такие напряжения, которые обеспечивают разность фаз СВЧ сигналов на их первых входах-выходах, равную -90°. При этом передатчик 9 через двойной Т-мост 8, невзаимные фазовращатели 6 и 7, щелевой мост 5 подключается ко второму входу-выходу первой антенны 1, который является входом выходом второго облучателя, формирующим суммарную диаграмму направленности. На устройство управления коммутатором обзор-сопровождение 16 от управляющего вычислителя 24 подается команда, по которой вход 3 коммутатора обзор-сопровождение 13 подключается к его выходу, а вход 2 отключается от выхода.
По команде от вычислителя 18 в задающем генераторе 10 формируются радиоимпульсы, которые усиливаются в передатчике 9, проходят через двойной Т-мост, невзаимные фазовращатели 6 и 7, щелевой мост 5 на второй вход-выход первой антенны 1 и излучаются в пространство по суммарной диаграмме направленности. При угловом перемещении первой антенны 1 происходит обзор пространства. Отраженный от цели сигнал через суммарный канал первой антенны 1 и щелевой мост 5 поступает на первые входы-выходы невзаимных фазовращателей 6 и 7; вследствие их невзаимности СВЧ сигналы на вторых входах-выходах невзаимных фазовращателей 6 и 7 имеют разность фаз, равную +90°, в результате чего весь СВЧ сигнал проходит на выход двойного Т-моста 8, поступает на вход 3 коммутатора обзор-сопровождение 13 и далее на вход сверхвысокочастотного приемника 20. После обработки в приемнике 21 сигнал проходит на индикатор 19, где происходит обнаружение цели. При выборе режима «сопровождение цели» управляющий вычислитель 24 выдает команду на устройство управления коммутатором обзор-сопровождение 16, после которой коммутатор обзор-сопровождение 13 соединяет вход 2 и вход 3 с его выходом. Одновременно на вход устройства управления ферритовым балансным модулятором 15 от синхронизатора 11 подаются тактовые импульсы, которые осуществляют подачу управляющих напряжений на ферритовый балансный модулятор 12. В результате на вход сверхвысокочастотного приемника 20 подается сумма сигналов из суммарного и двух разностных каналов первой антенны 1, причем сигнал одного разностного канала промодулирован по синусоидальному закону, а другой по косинусоидальному. Далее после обработки в приемнике 21 полученный сигнал поступает на индикатор 19, где производится сопровождение цели и определение ее угловых координат.
При выборе режима «радиокоррекция ракеты» управляющий вычислитель 24 выдает команду на устройство управления коммутатором воздух-поверхность 2, которая подключает второй вход-выход коммутатора воздух-поверхность 4 к его выходу. Управляющий вычислитель 24 подает команду на вход устройства управления невзаимными фазовращателями 3, по которой на входы невзаимных фазовращателей 6 и 7 подаются такие напряжения, которые обеспечивают разность фаз СВЧ сигналов на их первых входах-выходах, равную +90°. В результате СВЧ сигнал от передатчика 9 через двойной Т-мост 8, невзаимные фазовращатели 6 и 7, щелевой мост 5 проходит на второй вход-выход коммутатора воздух-поверхность 4 и с его выхода подпется на вход второй антенны 14. Вторая антенна 14 имеет широкие главные лепестки диаграмм направленности как в азимутальной, так и в угломестной плоскости, плавно спадающие при увеличении угла отклонения от оси главного лепестка суммарной диаграммы направленности и не имеющие провалов. Она может выполняться, например, в виде волноводного рупора с квадратным поперечным сечением на выходе, который обеспечивает практически одинаковые широкоугольные диаграммы направленности по азимуту и углу места. Во всех областях бокового излучения первой антенны 1 величина сигнала, излучаемого второй антенной 14, превосходит уровни сигнала, излучаемого через боковые лепестки диаграммы направленности первой антенны 1, причем разница между этими сигналами достигает 10…20 дБ.
Таким образом, предлагаемая радиолокационная станция обеспечивает сигнал радиокоррекции ракеты со стабильно высоким уровнем и без провалов в широком диапазоне изменения угла между направлением на ракету и осью главного лепестка суммарной диаграммы направленности первой антенны 1, что обеспечивает устойчивую радиокоррекцию ракеты и устраняет возможность ее потери.