ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ БОРТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВОЗДУШНОЙ РАДИОНАВИГАЦИИ ОТ НЕПРЕДНАМЕРЕННЫХ РАДИОПОМЕХ

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности, к лабораторному оборудованию, предназначенному для исследования помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех, сформированного в стенд для имитации помех, восприятия радиопомех от различных источников излучения штатным оборудованием и проведения исследований помехозащищенности исследуемого оборудования. Полезная модель может быть использована для исследования влияния непреднамеренных, являющихся следствием научно-технического прогресса, помех от различных источников излучения радиоволн, на работу бортового оборудования воздушной радионавигации.
Известно устройство для измерения полезных сигналов и помех, предназначенное для определения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. Устройство измеряет электромагнитные поля при помощи перестраиваемого полосового фильтра источников сигналов, на выходе измерительной антенны приемником измеряет сигналы и в блоке памяти формирует коэффициент различия между измерениями, которое фиксируется регистратором частот и уровней (патент РФ №2126975, кл. G01R 29/10,1999 г.)
Известно устройство для повышения помехозащищенности, которое обнаруживает радиолокационные сигналы и отфильтровывает помехи. В изобретении устройство обнаружения радиолокационных сигналов содержит согласованный фильтр, детектор огибающей, вычитающее устройство, пороговое устройство, дополнительные согласованный фильтр и детектор огибающей. Дополнительный фильтр выполнен согласованным с сигналом, имеющим противоположный по знаку Закон измерения частоты внутриимпульсной частотной модуляции по отношению к рабочему сигналу. Происходит дополнительная фильтрация, проводимая одновременно с основной, при этом дополнительная фильтрация согласована с сигналом, имеющим Закон изменения частоты рабочего сигнала (патент РФ №2236022, кл. G01S 7/26, 2004 г.)
Известно также устройство для определения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков, относящееся к системам радиосвязи и обеспечивающее определение параметров радиосигналов в условиях непреднамеренных помех. Устройство устанавливают на борту самолета-лаборатории. В него включено средство измерения местоположения, средство регистрации частотных каналов, три процессора, автоматизированная система контроля, компьютер с базой данных, запоминающее устройство (патент РФ №2267862, кл. H04B 7/185, 2004 г.).
Наиболее близким аналогом является устройство формирования помех, обеспечивающее электромагнитную совместимость в сложной радиотехнической обстановке и возможность обнаружения искомого сигнала наряду с формированием активных помех. Устройство включает в себя блок формирования помех, передатчик помех, блок обнаружения и анализа сигналов, блок формирования временных интервалов, блок управления, блок определения интенсивности передач, блок цифровой памяти, блок управления (патент РФ №29198, кл. G01S 7/32, 2002 г.).
К недостаткам аналогов следует отнести то, что его невозможно применить для исследования помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех в лабораторных условиях, не представляется возможным сформировать стенд для имитации помех, их восприятия от различных источников излучения штатным оборудованием для проведения исследований помехозащищенности исследуемого оборудования. Кроме того, не может быть использовано изобретение, размещенное в самолете-лаборатории, по патенту РФ №2267862 для лабораторных исследований помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех, поскольку для проводимых исследований используется штатное оборудование только одного самолета-лаборатории и не представляется возможным при исследованиях замена лабораторного оборудования для различных моделей, типов самолетов. При этом помехи поступают на оборудование в зависимости от местоположения самолета-лаборатории и нельзя обеспечить принудительное создание той или иной помехи либо их совокупности, а сами помехи в процессе исследований невозможно однозначно идентифицировать. Следует отметить, что оборудование, устанавливаемое на борту, регистрирует результаты исследований в условиях полета и в наземных условиях не представляется возможным его использование в составе лабораторного стенда для исследований. При этом не могут в полете быть сымитированы все необходимые сигналы для работы бортового оборудования, такие как посадка и т.п., а также возможные режимы
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание стенда для лабораторных исследований помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех. Задачей также является создание стенда, на котором можно имитировать помехи от различных источников излучения радиоволн, являющихся следствием научно-технического прогресса. Кроме того, задачей является создание стенда, который может воспринимать помехи от различных источников излучения штатным оборудованием и на котором возможно проведение исследований помехозащищенности влияния на работу бортового оборудования воздушной радионавигации. Также задачей является максимально возможное расширение функциональных возможностей, создание условий для повышения надежности приема радиосигналов, увеличение точности полученного результата, а также расширение номенклатуры лабораторного оборудования.
Техническим результатом при реализации предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности получения характеристики помехозащищенности работы бортового оборудования, что позволяет разработать условия для тестирования помех и функционирования в условиях как отсутствия, так и наличия помех. При этом для условий, когда возникают в процессе полета непреднамеренные радиопомехи, возможно также для продолжения полета разработать рекомендации личному составу о действиях в случаях возникновении тех или иных непреднамеренных радиопомех. Это необходимо для исключения искажений при получении необходимых для полета данных путем поиска частоты, в которой может проходить полет без радиопомех и территории, на которой возможно исключение радиопомех.
На достижение указанного технического результата оказывают влияние следующие существенные признаки. Лабораторный стенд по исследованию помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех состоит из имитатора сигналов радиопомех, имитатора наземных маяков, симметричного сумматора, симметричного делителя, блока согласования, радиоприемного устройства, блока измерения азимута и дальности, блока отработки, блока сопряжения, передатчика, индикатора дальности, индикатора азимута, командно-пилотажного прибора, шлейфного осциллографа, аналого-цифрового преобразователя, блока измерения временных интервалов, осциллографа, частотомера, измерителя выходных токов, измерителя мощности, компьютера, принтера. Выход имитатора наземных маяков и выход имитатора сигналов радиопомех соединены с первым и вторым входом симметричного сумматора, выход симметричного сумматора соединен с входом симметричного делителя, первый выход симметричного делителя соединен с первым входом блока согласования, второй выход симметричного делителя соединен с входом измерителя мощности, выход блока согласования соединен с входом радиоприемного устройства, первый выход радиоприемного устройства соединен с входом блоком измерения азимута и дальности, выход блока измерения азимута и дальности соединен с входом блока отработки, первый выход блока отработки соединен с входом блока сопряжения, выход блока сопряжения соединен с входом передатчика, выход передатчика соединен с вторым входом блока согласования, второй выход блока отработки соединен с входами индикатора дальности, индикатора азимута, командно-пилотажного прибора, второй выход радиоприемного устройства соединен с входами аналого-цифрового преобразователя, шлейфного осциллографа, осциллографа, частотомера, измерителя выходных токов, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом блока измерения временных интервалов, выход блока измерения временных интервалов соединен с входом компьютера, выход компьютера соединен с входом принтера.
Выполнение заявляемого лабораторного стенда по исследованию помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех позволяет при его использовании разработать рекомендации личному составу о действиях при наличии непреднамеренных радиопомех и путях преодоления сбоев в работе бортового оборудования воздушной радионавигации. До настоящего времени отсутствовали лабораторные стенды, на которых экспериментальным путем исследовали влияние современных радиошумов на навигационное оборудование, представленная совокупность элементов лабораторного оборудования и связей, которая решает задачу выполнения лабораторного стенда, не следует явным образом из уровня техники и поэтому предлагаемое устройство следует считать новым. Выполнение заявляемого технического решения позволяет создать лабораторный стенд, на котором возможно проводить исследований с учетом имитированных радиопомех от различных источников излучения, которые в реальных условиях могут являться следствием используемых находящихся в эксплуатации наукоемких современных средств связи и др. Кроме того, выполнение заявляемого технического решения позволяет создать лабораторный стенд, который может воспринимать помехи от различных источников излучения штатным оборудованием радионавигации и на котором возможна замена различного бортового оборудования воздушной радионавигации при проведении исследований влияния на работу различных радиопомех. Новым является не только техническое решение, но и поставленные задачи решения проблемы преодоления влияния радиопомех на навигационное оборудование. Кроме того, создание данного лабораторного стенда увеличивает их номенклатуру.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг.1 представлена структурная схема лабораторного стенда по исследованию помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех.
Лабораторный стенд по исследованию помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех состоит из имитатора 1 сигналов радиопомех, имитатора 2 наземных маяков, симметричного сумматора 3, симметричного делителя 4, блока 5 согласования, радиоприемного устройства 6, блока 7 измерения азимута и дальности, блока 8 отработки, блока 9 сопряжения, передатчика 10, командно-пилотажного прибора 11, индикатора 12 азимута, индикатора дальности 13, измерителя 14 выходных токов, частотомера 15, осциллографа 16, шлейфного осциллографа 17, аналого-цифрового преобразователя 18, измерителя 19 мощности, блока 20 измерения временных интервалов, компьютера 21, принтера 22. При этом имитатор 1 сигналов радиопомех, имитатор 2 наземных маяков, симметричный сумматор 3 и симметричный делитель 4, образуют группу средств для создания исследуемой смеси полезного и помехового сигналов. А блок 5 согласования, радиоприемного устройство 6, блок 7 измерения азимута и дальности, блок 8 отработки, блок 9 сопряжения, передатчик 10, командно-пилотажного прибор 11, индикатор 12 азимута, индикатор дальности 13 образуют группу исследуемого бортового оборудования. Остальные технические элементы лабораторного оборудования: измеритель 14 выходных токов, частотомер 15, осциллограф 16, шлейфный осциллограф 17, аналого-цифровой преобразователь 18, измеритель 19 мощности, блок 20 измерения временных интервалов, компьютер 21 и принтер 22 образуют группу средств для регистрации помеховых воздействий и измерения уровней сигналов. В лабораторном стенде по исследованию помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех в группе средств для создания исследуемой смеси полезного и помехового сигналов выход имитатора 2 наземных маяков и выход имитатора 1 сигналов радиопомех соединены с первым и вторым входом симметричного сумматора 3, выход симметричного сумматора 3 соединен с входом симметричного делителя 4. Первый выход симметричного делителя 4 входит в группу исследуемого бортового оборудования соединением с первым входом блока 5 согласования, второй выход симметричного делителя 4 входит в группу средств для регистрации помеховых воздействий и измерения уровней сигналов через соединение с входом измерителя 19 мощности. Выход блока 5 согласования соединен с входом радиоприемного устройства 6, первый выход радиоприемного устройства 6 соединен с входом блока 7 измерения азимута и дальности, выход блока 7 измерения азимута и дальности соединен с входом блока 8 отработки, первый выход блока 8 отработки соединен с входом блока 9 сопряжения, выход блока 9 сопряжения соединен с входом передатчика 10, выход передатчика 10 соединен с вторым входом блока 5 согласования. Второй выход блока 8 отработки соединен с входами индикатора дальности 13, индикатора азимута 12, командно-пилотажного прибора 11. Второй выход радиоприемного устройства 6 соединен с группой средств для регистрации помеховых воздействий и измерения уровней сигналов через соединение с входами аналого-цифрового преобразователя 18, шлейфного осциллографа 17, осциллографа 16, частотомера 15, измерителя 14 выходных токов, выход аналого-цифрового преобразователя 18 соединен с входом блока 20 измерения временных интервалов, выход блока 20 измерения временных интервалов соединен с входом компьютера 21, выход компьютера 21 соединен с входом принтера 22.
В примере исполнения лабораторного стенда по исследованию помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех в качестве имитатора 2 наземных маяков используются маяки модели «ВЕКТОР», ПС04-315, ПРМГ, РСБН. Также имитируются приемниками АДПК-1 все полезные сигналы с земли, такие как режимы работы бортового оборудования, посадка и т.д. В качестве имитатора 1 сигналов радиопомех используется генератор Е448С фирмы Agilent, источники, создающие импульсные помехи, СДМА, DVB-T, GSM. Измеритель 19 мощности может быть выполнен как анализатор спектра FSP-3 фирмы ROHDE&SCHWARZ. Частотомер 15 модели Ч3-34А, осциллограф 16 модели С 1-49, шлейфный осциллограф 17 модели К20-22, измеритель 14 выходных токов используется из комплекта ПСО4-315. Все используемые блоки являются известными, либо могут быть получены из известных устройств путем их объединения известными методами.
Работа лабораторного стенда по исследованию помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех осуществляется следующим образом. В процессе исследования в группе средств для создания исследуемой смеси полезного и помехового сигналов от имитатора 1 сигналов радиопомех поступает сигнал радиопомех от каждого из участвующих в исследовании источников. Для каждого случая проводятся соответствующее изучение показаний. Происходит также изучение суммарного воздействия работы источников. Имитатор 2 наземных маяков в процессе исследований создает естественный фон работы бортового оборудования воздушной радионавигации. Создаваемые радиосигналы поступают на симметричный сумматор 3 после чего передаются на симметричный делитель 4. Результаты регистрируются измерителем 19 мощности, относящимся к группе средств для регистрации помеховых воздействий и измерения уровней сигналов. Эти сигналы передаются в группу исследуемого бортового оборудования, а именно в блок 5 согласования, затем в радиоприемного устройство 6, после чего в блок 7 измерения азимута и дальности, далее в блок 8 отработки, за ним в блок 9 сопряжения, в передатчик 10. А из блока 8 отработки сигналы поступают также на командно-пилотажный прибор 11, индикатор 12 азимута, индикатор дальности 13. И далее результаты исследований регистрируются в группе средств для регистрации помеховых воздействий и измерения уровней сигналов при приеме сигналов от радиоприемного устройства 6 на измеритель 14 выходных токов, частотомер 15, осциллограф 16, шлейфный осциллограф 17, аналого-цифровой преобразователь 18 от которого сигналы поступают на блок 20 измерения временных интервалов а от него на компьютер 21 и затем на принтер 22.
Таким образом, предложенный лабораторный стенд позволяет при его использовании в процессе исследований помехозащищенности бортового оборудования воздушной радионавигации от непреднамеренных радиопомех разработать рекомендации личному составу о действиях в случае возникновения той или иной непреднамеренной радиопомехи, либо их совокупности. Полученные исследования позволяют разработать рекомендации личному составу о путях преодоления сбоев в работе бортового оборудования воздушной радионавигации, о приемах преодоления последствий ситуаций, связанных с непреднамеренными радиопомехами. Создание лабораторного стенда для экспериментальных работ и для исследования влияния современных радиошумов на навигационное оборудование решает задачу создания оборудования, на котором можно проводить исследования при имитации радиопомех от различных источников излучения современных средств связи. Кроме того, создание лабораторного стенда, группа лабораторного оборудования на котором воспринимает помехи от различных источников излучения штатным оборудованием радионавигации и на котором возможна замена различного бортового оборудования воздушной радионавигации при проведении исследований влияния на работу различных радиопомех, позволяет находить пути решения проблемы преодоления влияния радиопомех на навигационное оборудование. Следует также отметить, что при реализации предлагаемой полезной модели обеспечивается возможность получения характеристики помехозащищенности работы бортового оборудования, что позволяет разработать условия для тестирования помех и принятия верных решений пилотами в условиях как отсутствия, так и наличия помех, а при работах по совершенствованию навигационного оборудования обеспечивается возможность исключения искажений при получении необходимых для полета данных путем поиска частоты, в которой может проходить полет без радиопомех. Возможно также выявление территории, на которой возможно исключение влияния радиопомех.