СИСТЕМА ИНДИКАЦИИ САМОХОДНОГО ВОЙСКОВОГО ЗЕНИТНОГО РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСА (ЗРК)

Область техники
Данное техническое решение относится к области вычислительной техники, а именно, к подвижным комплекса средств управления в частях и подразделениях силовых министерств.
Уровень техники
Аналогом заявляемого технического решения является УНИФИЦИРОВАННЫЙ МОБИЛЬНЫЙ КОМАНДИРСКИЙ ПУНКТ (свидетельство РФ на полезную модель RU 29600 U1, заявка №2002129461 от 04.11.2002 г., опубликовано 20.05.2003 г., бюл. №14, правообладатель ФГУП «НПП «Рубин», авторы О.Л.Пархоменко, В.В.Духовников, В.Г.Боровков, В.Н.Фролов, И.Л.Козлов, А.Н.Атапин, И.В.Урнев).
1. Унифицированный мобильный командирский пункт, содержащий первый системный блок «Багет 21-02», состоящий из центрального процессора (ЦП) БТ01-209, накопителя на жестком магнитном диске (НЖМД) БТ01-301А, контроллера RS-232 БТ01-404А и адаптера локальной вычислительной сети (ЛВС) БТ01-411, объединенных шиной ISA, второй системный блок «Багет 21-02», состоящий из центрального процессора (ЦП) БТ01-209, накопителя на жестком магнитном диске (НЖМД) БТ01-301А, модуля математического акселератора (МА) БТ01-206, адаптера ЛВС БТ01-411, объединенных шиной ISA, первое и второе унифицированное рабочее место (У АРМ-1), состоящее каждый из видеомонитора ВМЦМ-21.3, клавиатуры КЛ-85 и шарового манипулятора, соединенных соответственно с входами «SVGA», «Клавиатура» и первым входом «RS-232» центральных процессоров БТО 1-209 первого и второго системных блоков «Багет 21-02» соответственно, выносное автоматизированное рабочее место (ВАРМ) на Д-4ТМ2Э базе электронной вычислительной машины (ЭВМ) «Багет-41» с модулями БТ41-400 и БТ41-040, входы-выходы адаптеров ЛВС БТ01-411 первого и второго системных блоков «Багет 21-02» и выносного АРМ объединены в локальную вычислительную сеть (ЛВС) Ethernet, отличающийся тем, что дополнительно содержит в первом системном блоке «Багет 21-02» адаптер танковой навигационной аппаратуры (ТНА) и аппаратуры передачи данных (АПД) типа аппаратуры съема и передачи данных унифицированной (АСПДУ) БР21-407, соединенный с шиной ISA, во втором системном блоке «Багет 21-02» адаптер блока сопряжения с радиолокационной станцией (БС РЛС) БР21-410 и адаптер АПД Т-235-1Л БР21-413, соединенные с шиной ISA, навигационный приемник СН-3001, соединенный со вторым входом «RS-232» центрального процессора первого системного блока «Багет 21-02», аппаратуру навигации ТНА-4-6, соединенную с входом «Адаптер ТНА» модуля БР21-407, печатающее устройство УД-М211Д, соединенное с входом «Centronics» центрального процессора БТ01-209 второго системного блока «Багет 21-02».
2. Унифицированный мобильный командирский пункт по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аппаратуру коммутации, первый вход-выход которой соединен с входом-выходом «АПД АСПДУ» модуля БР21-407 первого системного блока «Багет 21-02», выносные блоки сопряжения с радиолокационной станцией (РЛС)/передвижным радиовысотомером (ПРВ) Р910, соединенные с РЛС/ПРВ, кабельный ввод КВ2, соединенный с внешней стороны с выносными блоками сопряжения с РЛС/ПРВ Р910, с выносным АРМ, с проводами телефонной (ТЛФ) и телекодовой (ТЛК) связи, а с внутренней стороны с локальной вычислительной сетью ЛВС, адаптером блока сопряжения с РЛС БР21-410, входами-выходами ТЛФ и ТЛК аппаратуры коммутации, радиостанцию Р-800Л1 с антенным вводом, радиостанцию Р168-25У с антенным вводом, радиостанцию Р163-50У с антенным вводом, радиостанцию Р168-5КВ с антенным вводом, радиоприемники Р163-УП, соединенные с соответствующими входами и входами-выходами аппаратуры коммутации, антенное мачтовое устройство (АМУ), соединенное с антенным входом радиостанции Р163-50У, согласующее антенное устройство, соединенное с радиоприемниками Р163-УП, вторую радиостанцию Р163-50У, соединенную с соответствующим входом-выходом аппаратуры коммутации, антенное согласующее устройство Р-173-14, соединенное с антенным вводом второй радиостанции Р163-50У, радиоприемник Р163-УП, соединенный с антенным согласующим устройством Р-173-14, аппаратуру внутренней связи и коммутации (АВСК) Р-174, соединенную с радиоприемником Р163-УП и входом аппаратуры коммутации, блок С32, диктофон П503Б, блоки С903, соединенные с блоком С32 и диктофоном П503Б, аппаратуру Т-240Д, блок сопряжения (БС), соединенный с блоками С903, аппаратурой Т-240Д и АВСК Р-174, аппаратуру передачи данных (АПД) Т235-1У, соединенную с АПД Т235-1У, аппаратурой коммутации и дополнительным контроллером RS-232 БТ01-404А первого системного блока «Багет 21-02», аппаратуру Т-240ПД, соединенную с АПД Т235-1У, аппаратуру АПД Т235-1Л-8 и АПД Т235-1Л-2, соединенную с аппаратурой Т-240ПД, аппаратурой коммутации и адаптером АПД Т-235-1Л БР21-4103 второго системного блока «Багет 21-02», многоканальную аппаратуру передачи данных (МАПД), соединенную с аппаратурой коммутации и вторым входом «RS-232» центрального процессора БТ01-209 второго системного блока «Багет 21-02».
3. Унифицированный мобильный командирский пункт по п.1, отличающийся тем, что средства электропитания (СЭП) командирского пункта содержат кабельный ввод КВ1, соединенный с сетью первичного электропитания ~220/380 В, защитно-отключающее устройство (ЗОУ), вход которого соединен с кабельным вводом КВ1, выпрямительное устройство ВУ-4, вход которого соединен с выходом защитно-отключающего устройства (ЗОУ), пульт П905, первый вход которого соединен с выходом выпрямительного устройства ВУ-4, аккумулятор 12СТ-85Р1, выход которого соединен со вторым входом пульта П905, дизель-генератор АД-3,5У, коробки П920, входы-выходы которых соединены с дизель-генератором АД-3,5У, второй вход-выход с выходом-входом пульта П905, средства электропитания шасси, вход-выход которых соединен с третьим выходом-входом коробок П920, четыре коробки П913, входы которых соединены с выходом пульта П905, а выходы (27В) с входами вторичного электропитания технических средств (потребителей) пункта.
Недостатками аналога являются ограниченные функциональные возможности, неудовлетворительные надежностные характеристики, недостаточные оперативные показатели, малые вычислительные мощности и производительность каналов связи и передачи данных.
Следующим аналогом заявляемого технического решения является АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ОПЕРАТОРА УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ (патент РФ на изобретение RU 22195 86 С2, заявка №2001128653 от 23.10.2001 г., опубликован 20.12.2003 г., бюл. №35), правообладатель ФГУП «НПП «Рубин», авторы О.Л.Пархоменко, А.Д.Васильев, В.А.Северин, В.Н.Фролов, Н.Ф.Филатов, В.В.Федярин).
1. Автоматизированное рабочее место оператора управления воздушным движением, состоящее из специализированной электронной вычислительной машины (ЭВМ), совместимой с IBM PC, содержащей системный блок с набором стандартных модулей, монитор, клавиатуру, шаровой манипулятор, а также дополнительные модуль математического акселератора (МА), модуль адаптера локальной вычислительной сети (ЛВС), модуль сопряжения с танковой навигационной аппаратурой (ТНА) и каналом связи автоматизированной системы передачи данных (АСПД-У), первые входы-выходы которых соединены с шиной ISA системного блока специализированной ЭВМ, а вторые входы модуля адаптера локальной вычислительной сети - с первыми входами-выходами устройства, вход, второй и третий входы-выходы модуля сопряжения с ТНА и АСПД-У соединены соответственно с первым входом и вторым и третьим входами-выходами устройства многоканальной аппаратуры передачи данных (МАПД), первый вход-выход которой соединен с входом-выходом RS-232C системного блока специализированной ЭВМ, а вторые входы-выходы - с четвертыми входами-выходами устройства, модуль адаптера телеграфного канала, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом RS-232C системного блока специализированной ЭВМ, а второй вход-выход с четвертыми входами-выходами устройства, отличающееся тем, что автоматизированное рабочее место дополнительно содержит первый и второй выносные блоки сопряжения с радиолокационной станцией (РЛС) и передвижным радиовысотомером (ПРВ), входы которых соединены соответственно с пятым и шестым входами устройства, модуль сопряжения с выносными блоками, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом модуля математического акселератора, а второй и третий вход-выход - с входами-выходами соответственно первого и второго выносных блоков сопряжения с радиолокационной станцией.
2. Автоматизированное рабочее место по п.1, отличающееся тем, что выносной блок сопряжения с радиолокационной станцией содержит первый фильтр низких частот, вход которого соединен с входом ЭХО от радиолокационной станции, дифференциальный усилитель, два входа которого соединены соответственно с выходом первого фильтра низких частот и входом ЭХО от радиолокационной станции, аналого-цифровой преобразователь сигнала ЭХО, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, цифровой фильтр, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя сигнала ЭХО, компаратор, два входа которого соединены соответственно с входами опознание и U-отсечки от радиолокационной станции, генератор эталонной частоты, счетчик C4D1 дистанции РЛС, два входа которого соединены соответственно с выходом генератора эталонной частоты и с входом ИЗ от радиолокационной станции, счетчик СчО2 дистанции передатчика, первый вход которого соединен с входом ИЗ от радиолокационной станции, генератор опорного напряжения, выход которого соединен с выходом и U опорное радиолокационной станции, первый сдвиговый регистр, первый регистр состояния, выход которого соединен с первым входом первого сдвигового регистра, преобразователь угол - код напряжений грубого отсчета (ГО) и точного отсчета (ТО) в код азимута (АЦП-А), два входа которого соединены соответственно с выходом генератора опорного напряжения и входом ГО, ТО от радиолокационной станции, а выход - с первым входом первого сдвигового регистра, аналого-цифровой преобразователь (АЦП СУМ) синуса угла места, два входа которого соединены соответственно с выходом генератора опорного напряжения и входом sin e от радиолокационной станции, а выход - с первым входом первого сдвигового регистра, первое двухпортовое оперативное запоминающее устройство, четыре входа которого соединены соответственно с выходом цифрового фильтра, компаратора, счетчика дистанции СчБ1 РЛС и счетчика дистанции C4D2 передатчика, первый передатчик (ПРД1), два входа которого соединены соответственно с выходом первого двухпортового оперативного запоминающего устройства и первого сдвигового регистра, а первый выход соединен со вторыми входами счетчика СчБ2 дистанции передатчика и первого сдвигового регистра, первый выходной линейный трансформатор, вход которого соединен с выходом первого передатчика (ПРД1), а выход - с входом модуля сопряжения с выносными блоками, первый входной линейный трансформатор, вход которого соединен с выходом модуля сопряжения с выносными блоками, первый приемник, входы которого соединены с выходом первого входного линейного трансформатора, регистр установки азимута (РгУА) ПРВ, вход которого соединен с выходом первого приемника, регистр команд (РгК), вход которого соединен с выходом первого приемника, сумматор (СМА), два входа которого соединены соответственно с выходом преобразователя угол - код (АЦП-А) напряжений ГО и ТО в код азимута и регистра установки азимута, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАШ) кода рассогласования азимута, вход которого соединен с выходом сумматора (СМА), усилитель мощности, вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом 5 (3 на ПРВ, блок реле, вход которого соединен с выходом регистра команд (РгК), а выход - с входом Режим HP на наземный радиозапросчик (HP).
3. Автоматизированное рабочее место по п.1, отличающееся тем, что модуль сопряжения с выносными блоками в каждом из двух каналов содержит второй входной линейный трансформатор (ВхТ2), вход которого соединен с выходом МК выносного блока, второй приемник, вход которого соединен с выходом второго входного линейного трансформатора, второй сдвиговый регистр, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго приемника, счетчик дальности, вход которого соединен со вторым выходом второго приемника, второе оперативное запоминающее устройство, два первых входа которого соединены соответственно с выходом счетчика дальности и первым выходом второго приемника, сумматор количества отметок, два входа которого соединены соответственно с первым выходом второго приемника и выходом второго оперативного запоминающего устройства, а выход - с третьим входом второго оперативного запоминающего устройства, схему управления, вход которой соединен с выходом сумматора количества отметок, а первый выход - с входом модуля математического акселератора, выходной мультиплексор, пять входов которого соединены соответственно с выходами второго сдвигового регистра, счетчика дальности, сумматора количества отметок, вторым и третьим выходами схемы управления, а выход - с входом модуля математического акселератора, регистр передачи команд, два входа которого соединены с входами Запись команды и Данные модуля математического акселератора, регистр передачи азимута, два входа которого соединены с входами Данные и Запись азимута модуля математического акселератора, второй передатчик, вход которого соединен с выходами регистра передачи команд и регистра передачи азимута, второй выходной линейный трансформатор, вход которого соединен с выходом второго передатчика, а выход - с входом мультиплексного канала выносного блока сопряжения с радиолокационной станцией.
Недостатком данного аналога является недостаточная надежность и малые функциональные возможности.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является СИСТЕМА ИНДИКАЦИИ САМОХОДНОГО ВОЙСКОВОГО ЗЕНИТНОГО РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСА (ЗРК) ««Бук M1_2» (SA-11 «Gadfly») (см. Н.А.Василии, А.Л.Гуринович «ЗЕНИТНЫЕ РАКЕТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ», Республиканское унитарное предприятие «Издательство «Белорусский Дом печати», Республика Беларусь, 220013, г.Минск, пр. Ф.Скорины, 79, 2001 г., стр.236-251).
Самоходный войсковой зенитно-ракетный комплекс (ЗРК) «Бук M1_2» (SA-11 «Gadfly») предназначен для борьбы с маневрирующими аэродинамическими целями на малых и средних высотах, в условиях радиопротиводействия.
В составе комплекса предусматривается наличие командного (КП) и огневых секций двух типов: четырех секций, каждая из которых включает по одной усовершенствованной самоходной огневой установке, несущей по четыре зенитной управляемой ракете (ЗУР) и способной обеспечить одновременный обстрел до четырех целей, и по одной пуско-заряжающей установке с восемью ЗУР; двух секций, каждая из которых включает по одной радиолокационной станции РЛС подсвета и наведения, также способной обеспечить одновременный обстрел до четырех целей, и по две пуско-заряжающих установки с восемью ЗУР на каждой.
Комплекс разрабатывается в двух вариантах: подвижный на гусеничных машинах семейства ГМ569 по типу примененных в предыдущих модификациях комплекса «Бук», а также перевозимый на автопоездах с полуприцепами и автомобилями КрАЗ. В последнем варианте при некотором снижении стоимости ухудшаются показатели проходимости и время развертывания ЗРК с марша возрастает с 5 до 10-15 мин.
Самоходная огневая установка 9А317 (ЗРК «БУК М1_2») обеспечивает обнаружение и захват цели на автосопровождение на больших дальностях, а также распознавание самолетов, баллистических ракет и вертолетов с вероятностью не ниже 0,6. В самоходной огневой установке используется 72 литерных частоты подсвета (вместо 36), что способствует повышенной защищенности от взаимных и преднамеренных помех. Обеспечено распознавание трех классов целей: самолетов, баллистических ракет, вертолетов.
Самоходная огневая установка имеет гусеничное шасси, однотипное с шасси КП, станции обнаружения и пуско-заряжающей установки. В комплексе «Бук М1_2» предусмотрены эффективные организационные и технические мероприятия по защите от противорадиолокационных ракет.
За счет применения новой ракеты 9М317 и модернизации других средств комплекса впервые обеспечена возможность поражения тактических баллистических ракет (БР) типа «Ланс» и авиационных ракет на дальностях до 20 км, элементов высокоточного оружия, надводных кораблей на дальностях до 25 км и наземных целей (самолетов на аэродромах, пусковых установок, крупных командных пунктов) на дальностях до 15 км. Повышена эффективность поражения самолетов, вертолетов и крылатых ракет. Границы зон поражения увеличены до 45 км по дальности и до 25 км по высоте. В новой ракете предусматривается использование инерциально-корректируемой системы управления с полуактивной радиолокационной головкой самонаведения (ГСН) с наведением по методу пропорциональной навигации. Стартовая масса ракеты составила 710-720 кг при массе боевой части 50-70 кг.
Недостатком прототипа является применение устаревшей схемотехнической базы, алгоритмов обработки информации, малые функциональные возможности, низкие оперативные характеристики.
Сущность технического решения
Система индикации самоходного войскового зенитного ракетного комплекса (ЗРК) предназначена для решения задач отображения радиолокационной обстановки и служебной информации, индикации наведения и захвата цели по скорости и дальности и содержит в составе автоматизированных рабочих мест командира, первого и второго операторов жидкокристаллические индикаторы ЖКИ.
Целью создания системы индикации самоходного войскового зенитного ракетного комплекса (ЗРК) является разработка изделия на базе современных системотехнических и конструкторских решений, алгоритмов обработки информации, улучшение оперативных характеристик, создание более комфортных эксплуатационных условий для оперативного состава.
Система дополнительно содержит блоки вычислительные, соединенные соответственно с индикаторами командира, первого и второго операторов, а входы блока вычислительного блока индикатора командира подключены к выходам блока автоматизированного рабочего места командира, входы блока вычислительного блока индикатора первого оператора к выходам блока коммутации Р42, входы блока вычислительного блока индикатора второго оператора подключен соответственно к выходам блока коммутации каналов Р44, шкафа приемного устройства и радиопередающего устройства.
Блок вычислительный содержит подключенную к нему плату сопряжения, на первый вход которого поступает отображаемая информация и управляющие сигналы, кнопку «Контроль СИ», соединенную со вторым входом платы сопряжения, преобразователь напряжения 220 В/27В, соединенный по цепи электропитания с блоком вычислительным «ВСК», выход блока вычислительного «ВСК» соединен с видеомонитором.
Плата сопряжения блока вычислительного содержит программируемую логическую интегральную схему ПЛИС, тактовый генератор, соединенный с первым входом ПЛИС, буферные элементы, вход которых соединен с информационными и управляющими сигналами, а выход со вторым входом ПЛС1 и ПЛС2, входы которых соединены соответственно каналом последовательной линии связи ПЛС1 и ПЛС2, а выходы соответственно с третьим и четвертым входами ПЛИС, контроллер, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом ПЛИС, а второй вход-выход с шиной PCI Bus 32.
Перечень чертежей
На фиг.1 приведена структурная схема системы индикации самоходного войскового зенитного ракетного комплекса (ЗРК).
На фиг.2 приведена структурная схема блока автоматизированного рабочего места командира Д-4ТМ2Э.
На фиг.3 приведена структурная схема блока вычислительного БВ с платой сопряжения блока Д-4ТМ2Э.
На фиг.4 приведена структурная схема платы сопряжения блока Д-4ТМ2Э.
На фиг.5 приведена схема функционирования платы сопряжения блока Д-4ТМ2Э.
На фиг.6 приведена схема работы управляющего автомата CONTR_CI.
На фиг.7 приведена структурная схема блока автоматизированного рабочего места первого оператора Р-4ВЭ.
На фиг.8 приведена структурная схема блока вычислительного блока Р-4ВЭ.
На фиг.9 приведена структурная схема платы сопряжения блока Р-4ВЭ.
На фиг.10 приведена структурная схема автоматизированного рабочего места второго оператора Р-4НАЭ.
На фиг.11 приведена структурная схема блока вычислительного блока Р-4НАЭ.
На фиг.12 приведена структурная схема платы сопряжения блока Р-4НАЭ.
Пример варианта выполнения технического решения
На фиг.1 обозначены: 1 - система индикации, 2 - блок Д-4ТМ2Э (индикатор командира), 3 - блок Р-4ВЭ (индикатор 1-го оператора), 4 - блок Р-4НАЭ (индикатор 2-го оператора), 5, 6, 7 - блок вычислительный, 8 - блок Д-4ТЭ 1М2, 9 - блок коммутации каналов Р-42, 10 - блок коммутации каналов Р-44, 11 - шкаф приемного устройства Р-4М2, 12 - радиопередающее устройство (РПДУ).
На фиг.2 обозначены: 13 - преобразователь напряжения, 14 - блок вычислительный «ВСК», 15 - плата сопряжения, 16 - видеомонитор ВМЦ-38ЖК(1), 17 - кнопка «Контроль СИ».
На фиг.3 обозначены: 18 - блок питания, 19 - плата сопряжения, 20 - модуль процессорный, 21 - плата объединительная, 22 - объединительная панель
На фиг.4 обозначены: 23 - буферные элементы, 24 - приемник ПЛС1, 25 - приемник ПЛС2, 26 - тактовый генератор, 27 - ПЛИС EPF10K10E, 27 - контроллер PCI 9054,29 - шина PCI Bus 32.
На фиг.7 обозначены: 30 - панель задняя, 31 - адаптер сетевой, 32 - вычислительный блок (ВСК), 33 - плата сопряжения, 34 - панель лицевая.
На фиг.8 обозначены: 37 - блок питания, 38 - плата сопряжения, 39 - модуль процессорный, 40 - плата объединительная, 41 - панель лицевая.
На фиг.9 обозначены: 42 - шина PCI (Compact Bus), 43 - контроллер 9054 PCI Slave Master, 44 - буферные элементы, 45 - АЦП 1523ПВ1, 46, 47 - приемник дифференциальный, 48 - ПЛИС EPF10K10E, 49 - ПЗУ, 50 - тактовый генератор.
На фиг.10 обозначены: 51 - панель задняя, 52 - адаптер сетевой, 53 - коммутатор, 54 - блок вычислительный «ВСК», 55 - плата сопряжения, 56 - панель лицевая, 57 - монитор 8", 58 - панель управления.
На фиг.11 обозначены: 59 - блок питания, 60 - плата сопряжения, 61 - модуль процессорный, 62 - плата объединительная, 63 - панель лицевая.
На фиг.12 обозначены: 64 - шина PCI (Compact Bus), 65 - тактовый генератор, 66 - контроллер 9054 PCI Slave Master, 67 - буферные элементы, 68 - блок аналого-цифрового преобразования, 69, 70 - приемник дифференциальный, 71 - ПЛИС EPF10K10E, 72 - ПЗУ, 73 - тактовый генератор.
Назначение изделия
Система индикации предназначена для решения задач отображения радиолокационной обстановки и служебной информации, индикации наведения и захвата цели по скорости и дальности и обеспечивает:
- сопряжение с аппаратурой самоходной огневой установки (СОУ) (9А317) и радиолокатора подсвета и наведения РПН-1 (9С36);
- сопряжение со шкафами Р-1М2, Р-2М2 этих изделий в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- формирование изображения тактической обстановки;
- формирование развертки линейно-частотной модуляции (ЛЧМ)/квазинепрерывного импульсного режима (КНИ)/селекции движущих целей (СДЦ);
- прием и накопление радиолокационного видеосигнала в интервале 0÷110 (0÷50) км для приблизительной оценки положения цели по дальности (грубая развертка);
- прием и накопление радиолокационного видеосигнала в интервале 2 км для точной оценки положения цели по дальности (точная развертка);
- формирование изображения грубой и точной развертки.
Для выполнения поставленных задач целесообразно сохранить основу блочной организации структуры системы индикации соответствующих автоматизированных рабочих мест, выделив:
- блок Д-4ТМ2Э - блок индикации автоматизированного рабочего места командира;
- блок Р-4ВЭ - блок индикации автоматизированного рабочего места первого оператора;
- блок Р-4НАЭ - блок индикации автоматизированного рабочего места второго оператора.
Блок Д-4ТМ2Э предназначен для обработки и отображения информации на автоматизированном рабочем месте командира и обеспечивает:
- сопряжение с блоками аппаратуры изделий 9А317, 9С36 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- прием информации канала тактической обстановки;
- обработку и вывод принятой информации в функциональном программном обеспечении (ФПО) «Тактическая обстановка»;
- вывод обработанной информации на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) в соответствии с логикой работы и математическим обеспечением системы индикации.
Блок Р-4ВЭ предназначен для обработки и отображения информации на автоматизированном рабочем месте первого оператора и обеспечивает:
- сопряжение с блоками аппаратуры изделий 9А317, 9С36 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- прием информации канала обзора;
- обработку принятой информации в функциональном программном обеспечении (ФПО) «Обзор»;
- вывод обработанной информации на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) в соответствии с логикой работы и математическим обеспечением Системы индикации.
Блок Р-4НАЭ предназначен для обработки и отображения информации на автоматизированном рабочем месте второго оператора и обеспечивает:
- сопряжение с блоками аппаратуры изделий 9А317, 9С36 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- прием информации канала сопровождения;
- обработку принятой информации в ФПО «Сопровождение»;
- вывод обработанной информации на ЖКИ в соответствии с логикой работы и математическим обеспечением системы индикации.
Выделенные блоки системы индикации могут быть электрически или функционально связаны с системой синхронизации, системой управления, радиопередающим устройством (РПДУ), цифровой системой измерения дальности (ЦСИД), системой цифровой селекции движущихся целей (ЦСДЦ), цифровой вычислительной системой (ЦВС).
Организация внешнего цифрового сопряжения блоков с аппаратурой осуществляется посредством последовательной линии связи (ПК1, ПК2), применяемой в изделиях 9А317, 9С36.
Состав аналоговых сигналов, применяемых в прежних блоках системы индикации на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), корректируется до минимального набора, необходимого для обеспечения полноты функциональных возможностей разрабатываемой системы индикации.
В связи с переходом на новый вид индикации на базе жидкокристаллических мониторов требуется введение в состав блоков системы индикаций средств вычислительной техники. На вычислительные блоки предлагается возложить следующие задачи:
- прием аналоговой и цифровой информации;
- обработка принимаемой информации;
- формирование изображения для вывода на монитор.
Соответствие функций блоков вычислительных позволяет говорить о возможности их унификации в составе блоков системы индикации.
Структурная схема системы индикации самоходного войскового зенитного ракетного комплекса (ЗРК) приведена на фиг.1.
Вариант выполнения составных частей устройства
Проектирование блока Д-4ТМ2Э
Структура блока Д-4ТМ2Э, разбиение на функциональные и конструктивные узлы.
Блок автоматизированного рабочего места командира Д-4ТМ2Э предназначен для:
- сопряжения со шкафом Р-1М2 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- приема информации канала тактической обстановки;
- обработки принятой информации в ФПО «Тактическая обстановка»;
- вывода обработанной информации на ЖКИ в реальном масштабе времени.
В состав блока Д-4ТМ2Э входят:
- блок вычислительный;
- плата сопряжения (ПС);
- преобразователь напряжения (220В/27В);
- кнопка контроля системы индикации (СИ);
- комплект соединительных жгутов;
- жидкокристаллический (ЖК) монитор.
Структура блока Д-4ТМ2Э приведена на фиг.2.
Преобразователь напряжения обеспечивает преобразование бортового напряжения 220В/400 Гц в постоянное 27 В для питания блока вычислительного (БВ).
Жидкокристаллический (ЖК) монитор обеспечивает формирование цветного изображения 1024×768 точек с частотой 60 Гц. На лицевой панели монитора расположены кнопки управления меню, с помощью которого выполняется регулировка Параметров изображения - яркость, контрастность.
Блок вычислительный (БВ) входящий в состав блока Д-4ТМ2Э является унифицированным.
БВ состоит из отдельных функциональных модулей:
- модуль процессорный;
- блок питания;
- плата объединительная.
Кроме того, для обеспечения выполнения функций блока Д-4ТМ2Э дополнительно разрабатывается, изготавливается и вставляется в один из разъемов платы объединительной плата сопряжения с внешними блоками системы.
Приведенные функциональные модули БВ являются конструктивно законченными узлами, размещенными в каркасе БВ.
На фиг.3 приведена структурная схема БВ с подключенной к нему платой сопряжения.
Блок питания обеспечивает преобразование входного постоянного напряжения 27В в набор питающих напряжений, необходимых для работы модулей БВ СИ на ЖКИ.
Плата объединительная объединяет модули БВ, обеспечивая их взаимодействие по высокоскоростной параллельной шине CompactPCI 32 разряда/33 МГц, а также обеспечивает подачу питающих напряжений +3,3 В, +5 В, ±12 В для всех модулей и подачу сигналов для платы сопряжения.
Объединительная панель обеспечивает тыльный ввод/вывод пользовательских сигналов через плату объединительную. Представляет собой плату, с разведенными на ней разъемами, подключенную к плате объединительной.
Модуль процессорный (МП) является основным узлом блока вычислительного (БВ) и реализует всю логику работы под управлением комплекса программ. МП представляет собой одноплатную персональную ЭВМ, выполненную в стандарте CompactPCI 3U. МП обеспечивает подключение следующих внешних устройств через разъем CompactPCI:
- монитор;
- два порта высокоскоростного интерфейса Ethernet;
- два порта USB.
МП установлен в крайний правый слот платы объединительной, и является ведущим абонентом шины. Под управлением МП осуществляется весь информационный обмен по шине CompactPCI.
Комплекс программ БВ записан на внутренний твердотельный накопитель Compact Flash.
Плата сопряжения осуществляет прием, накопление и выдачу информации о тактической обстановке для командира на ЖКИ. Управление платой сопряжения в БВ СИ на ЖКИ осуществляется по шине CompactPCI.
По нажатию на кнопку «контроль СИ» происходит вывод тестовой информации на ЖКИ блока. Одновременно осуществляется внутреннее тестирование работы платы сопряжения.
Плата сопряжения блока Д-4ТМ2Э.
Плата сопряжения блока Д-4ТМ2Э предназначена для приема» накопления информации о тактической обстановке для командира с последующей выдачей на шину CompactPCI.
Плата сопряжения используется как дополнительный модуль, который устанавливается в слот блока вычислительного с интерфейсной шиной Compact PCI.
Структурная схема платы сопряжения блока Д-4ТМ2Э приведена на фиг.4.
Основным элементом платы является ПЛИС фирмы Altera EPF10K100E, в которой осуществляется накопление информации поступающей из канала тактической обстановки. Информация с каналов ПЛС не обрабатывается.
Тактовый генератор вырабатывает тактирующие импульсы для работы ПЛИС частотой 24МГц.
Выдача накопленной информации на шину CompactPCI осуществляется с помощью контроллера фирмы PLX 9054. Контроллер работает в режиме SLAVE.
Буферные элементы предназначены для согласования уровня напряжения входной информации и напряжения поступающего на входы ПЛИС.
Приемники ПЛС предназначены для приема информации с канала ПЛС.
Управление логикой функционирования платы сопряжения осуществляется с помощью управляющих автоматов:
- ITO_SYN - управление по приему входной информации в буферный регистр.
- Contr_CI - управление в режиме «Контроль системы индикации».
- ITO_RAM_512_32 - управление вводом информации во встроенную ПЗУ емкостью 512×32 разрядных слов.
- ITO_READ_burst_RAM_512 - чтение массива информации переменной длины до 512×32 слов в режиме burst.
- ITO_READ_RG - чтение регистров модуля Д-4ТМ2Э в режимах burst, non-burst.
- LBRWCR - контроль начальной загрузки 9054 (коррекция).
Функционирование платы показано на фиг.5, а схема работы управляющего автомата Contr_CI - на фиг.6.
Структура Р-4ВЭ блока, разбиение на функциональные и конструктивные узлы
Блок индикации автоматизированного рабочего места первого оператора Р-4ВЭ предназначен для обработки и отображения информации автоматизированного рабочего места первого оператора. Блок P-4ВЭ должен обеспечивать:
- сопряжение со шкафом Р-1М2 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- прием информации канала обзора;
- обработку принятой информации в ФПО «Обзор»;
- вывод обработанной информации на ЖКИ в соответствии с логикой работы и математическим обеспечением системы индикации.
Построение блока сводится к выделению основных функционально нагруженных элементов его структуры и обеспечению их максимального соответствия требованиям ТЗ.
Основу блока Р-4ВЭ составляет блок вычислительный, который осуществляет прием и выдачу информации, обработку принимаемой информации, формирование изображения. К блоку вычислительному подключается жидкокристаллический (ЖК) монитор, отображающий информацию для оператора.
Блок вычислительный состоит из отдельных функциональных модулей:
- модуль процессорный;
- плата сопряжения;
- блок питания;
- плата объединительная.
Плата объединительная объединяет модули блока вычислительного, обеспечивая их взаимодействие по параллельной шине CompactPCI, а также обеспечивает подачу питающих напряжений ( +3,3 В, +5 В, ±12 В) и разводку внешних входных аналоговых и цифровых сигналов для всех модулей.
Модуль процессорный является основным узлом вычислительного блока и реализует всю логику работы под управлением комплекса программ. Модуль процессорный представляет собой двухплатную персональную ЭВМ, выполненную в стандарте CompactPCI 3U. Модуль процессорный установлен в крайний правый слот платы объединительной, и является ведущим абонентом шины. Под управлением модуля процессорного осуществляется весь информационный обмен по шине CompactPCI. Комплекс программ блока вычислительного (ОС МС ВС 3.0, ФПО «Обзор», Программа взаимодействия с аппаратными средствами) записан на внутренний твердотельный накопитель CompactFlash, который входит в состав модуля процессорного.
Плата сопряжения осуществляет прием и накопление развертки радиолокационного видеосигнала, а так же прием служебной информации в аналоговом и цифровом виде. Для обеспечения синхронизации накопления радиолокационного видеосигнала предусмотрен прием сигналов синхронизации. Управление платой сопряжения в вычислительном блоке осуществляется по шине CompactPCI.
Блок питания обеспечивает преобразование входного напряжения в набор питающих напряжений, необходимых для работы модулей вычислительного блока. На лицевую панель блока вычислительного выведены индикаторы подачи питания по внутренним цепям +3,3 В, +5 В, ±12 В.
ЖК монитор блока Р-4ВЭ обеспечивает формирование цветного изображения 640 на 480 точек с частотой 60 Гц. На лицевой панели монитора расположены кнопки управления меню, с помощью которого выполняется регулировка параметров изображения - яркость, контраст.
Адаптер сетевой обеспечивает преобразование входного питающего напряжения ~220В с частотой 400 Гц в напряжение питания блока вычислительного и ЖК монитора. Управление сетевым адаптером происходит дистанционно с панели управления блока Р-4ВЭ.
На основе изложенного предложен следующий вариант структурной схемы блока Р-4ВЭ на фиг.7, блока вычислительного - на фиг.8.
Разработка платы сопряжения блока Р-4ВЭ
Плата сопряжения осуществляет прием и накопление развертки радиолокационного видеосигнала, а так же служебной информации в аналоговом и цифровом виде. Для обеспечения синхронизации накопления радиолокационного видеосигнала предусмотрен прием сигналов синхронизации.
Минимальный состав сигналов, необходимый для обеспечения полноценного функционирования платы сопряжения, приведен в таблице 1.
Наименование
Назначение
Импульс Т<sub>0</sub>
Импульс синхронизации, Т=1024 мкс
Импульс Т<sub>0</sub>+334
Импульс синхронизации, Т=1024 мкс
Импульс Т<sub>0</sub>+668
Импульс синхронизации, Т=1024 мкс
Метка опознавания
Импульс опознавания цели, Т=3…4 мс
Импульс цели ИР
Импульсы эхо-сигнала с шумами, Т=1024 мкс
ПК<sub>1</sub>
Сигнал последовательной линии связи (канал 1)
<img file="00000002.tif" he="6" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />
Сигнал последовательной линии связи (канал 1)
ПК<sub>2</sub>
Сигнал последовательной линии связи (канал 2)
<img file="00000003.tif" he="6" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />
Сигнал последовательной линии связи (канал 2)
0
0
0
1
2
Функционирование платы сопряжения строится на алгоритмах работы радиолокационной станции (РЛС). Для обеспечения синхронизации работы платы сопряжения с РЛС в структуру платы вводится схема синхронизации, основное назначение которой отслеживание времязадающих импульсов Т и генерирование импульсов Т+334 (развертка по дальности в 50 км) и Т+668 (развертки по дальности в 110 км). Цикл работы платы сопряжения так же завязан на периодизации обмена данными по ПЛС (последовательная линия связи), а именно, отслеживание информации в линии по двум каналам ПК и ПК осуществляется по завершению тракта сканирования РЛС.
1
2
Для организации съема данных с линии ПЛС в периоды чтения данных из ЦВС (канал ПК) и записи в ЦВС (канал ПК) на плате сопряжения предусмотрены два дифференциальных приемника.
В импульсном режиме для представления развертки радиолокационного видеосигнала на экране ЖК монитора следует произвести преобразование аналогового эхо-сигнала в цифровой массив, при этом обеспечив максимальное соответствие его аналоговым характеристикам. Для такого преобразования предполагается использовать отечественный параллельный 6 разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1523ПВ 1 с частотой дискретизации в 15 МГц.
Отображение развертки радиолокационного сигнала по дальности на экране ЖК монитора осуществляется попиксельно. Разрешение применяемых ЖК мониторов накладывает соответствующее ограничение на соотношение дискрета оцифрованногосигнала к пикселю на экране. Развертка радиолокационного видеосигнала на азимут с дальностью в 110/50 км соответствует 550/500 пикселям в масштабе разрешения экрана ЖК монитора. В связи с этим, в алгоритм обработки радиолокационного сигнала необходимо ввести этап преобразования получаемых дискретов к виду непосредственного отображения в масштабе разрешения ЖК монитора с учетом разностной развертки по дальности (50/110 км).
В результате дискретизации радиолокационного видеосигнала получаем массив 11000×6 для развертки азимута на 110 км и 5000×6 для развертки на 50 км. Для дальнейшего преобразования следует рассмотреть несколько методов обработки массивов оцифрованного радиолокационного сигнала.
0
∗
∗
∗
∗
Первый метод заключается в последовательном накоплении массивов по нескольким периодам сканирования (Т), их последующем суммировании. После получения обобщенного массива 11000×6N (кол-во запусков) +2 11000×6 (5000×6N (кол-во запусков) +25000×6) на азимут 110 км (50 км) производится двойное преобразование набора дискретов в пиксель таким образом, что 20 (10) дискретов массива оцифрованного Видеосигнала соответствуют 1 пикселю в конечных массивах, при этом одно из преобразований осуществляется с 50% сдвигом относительно другого. Далее производится взаимный анализ двух конечных массивов, результатом которого является пиксельное представление радиолокационного сигнала для отображения на экране ЖК монитора, записанное в память РЛИ (радиолокационной информации) для передачи в модуль процессорный.
0
Второй метод характеризуется измененным алгоритмом преобразования. Первоначально, после дискретизации радиолокационного сигнала производится двойное преобразование набора дискретов в пиксель таким образом, что 20 (10) дискретов массива оцифрованного видеосигнала соответствуют 1 пикселю в конечных массивах, при этом одно из преобразований осуществляется с 50% сдвигом относительно другого. Далее производится взаимный анализ двух конечных массивов с записью результата в память РЛИ. Этапы преобразования, анализа и последующего суммирования с соответствующими пикселями из памяти РЛИ повторяются по каждому периоду сканирования (Т).
0
Третий метод во многом повторяет алгоритм второго с той лишь разницей, что анализ конечных массивов производится после накопления полной информации по всем периодам сканирования (Т).
Анализ и математическое моделирование всех методов выявили их функциональные возможности и особенности в практическом исполнении. Результатом проведенного исследования является выбор третьего метода преобразования дискретов оцифрованного радиолокационного видеосигнала к виду непосредственного отображения в масштабе разрешения ЖК монитора с учетом разностной развертки по дальности (50/110 км). Характерными особенностями этого метода являются:
- обеспечение максимального соответствия отображаемой модели развертки реальному эхо-сигналу в масштабе по дальности;
0
- обеспечение подавления помех при их непостоянном характере в периоды сканирования (Т);
- максимальное восстановление значений амплитуды сигнала для массива РЛИ после преобразования дискретов оцифрованного видеосигнала.
- использование минимального набора ресурсов.
8
8
В режиме КНИ производится дешифрирование адресов (01÷24,) слов из ПЛС, содержащих информацию о массивах кодов яркости, чтение этих данных и запись в память служебной информации.
8
8
8
8
8
8
Выбор необходимой служебной информации осуществляется дешифрированием адресов (33, 34, 35, 36, 65, 66,) 22 разрядных слов (6 разрядов - адрес, 16 разрядов - данные) принимаемых с линии ПЛС. После дешифрации выбранные массивы записываются в память 26×22 для последующей передачи в модуль процессорный.
Метка опознавания преобразуется в номер соответствующего дискрета дистанции, посредствам организации работы счетчика дискретов АЦП, с переводом в пиксельный масштаб развертки на экране ЖК монитора. Далее полученные данные записывается в память служебной информации.
Импульсы синхронизации фиксируются на триггерах - Шмидта и выступают в роли основных сигналов начала и окончания приема/преобразования входных сигналов.
Функционирование блока Р-4ВЭ
Блок Р-4ВЭ предназначен для обработки и отображения информации автоматизированного рабочего места первого оператора. Блок Р-4ВЭ обеспечивает:
- сопряжение со шкафом Р-1М2 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- прием информации канала обзора;
- обработку принятой информации в ФПО «Обзор»;
- вывод обработанной информации на ЖКИ в соответствии с логикой работы и математическим обеспечением системы индикации.
В импульсном режиме информация канала обзора содержит импульсы эхо-сигнала с шумами, импульс метки опознавания, синхроимпульсы, служебную информацию. После приема входных сигналов производится их преобразование в соответствии с логикой функционирования платы сопряжения. Полученная информация компонуется в выходной массив, состоящий из:
- оцифрованной радиолокационной информации в виде 550 дискретов на 110 км или 500 дискретов на 50 км. Каждый дискрет в массиве представлен двумя байтами;
- метки опознавания в виде номера дискрета дистанции;
- служебной информации:
цу
а) код Д;
б) код номера азимута;
в) код номера строки;
г) коды азимутов визира;
д) код режима;
е) код масштаба дальности.
В режиме КНИ информация канала обзора содержит массив кодов яркости, отметки пеленгационных приемников, синхроимпульсы, служебную информацию. Входные данные, за исключением синхроимпульсов, снимаются с линии ПЛС и компонуются в выходной массив, состоящий из:
- массива кодов яркости в виде 320 бит;
- кодов пеленгационных приемников;
- служебной информации:
цу
а)код V;
б) код номера азимута;
в) код номера строки;
г) коды азимутов визира;
д) код режима;
е) код масштаба дальности.
Скомпонованный массив данных, как в импульсном режиме, так и в режиме КНИ, передается в буферную память модуля процессорного по шине CompactPCI 32-битными словами. Инициатором передачи выступает ПО Программы взаимодействия с аппаратными средствами модуля процессорного.
ПО «Обзор» считывает из буферной памяти скомпонованный массив и, в соответствии со служебной информацией и массивом радиолокационных данных, формирует сводную развертку по азимутам. Получение нового скомпонованного массива происходит каждые 10 мс. Обновление азимутальной развертки на ЖКИ осуществляется с частотой 60 Гц.
Контроль функционирования блока осуществляется совместно с контролем всей системы индикации. Управляющий сигнал начала контроля приходит из блока Д-4ТМ2Э, по его приходу на экран ЖК монитора выводится информация из тестового файла.
Управляющими элементами блока являются кнопки переключения рабочей строки и сброса строки. Сигналы, коммутируемые переключением этих кнопок, поступают во внешний разъем блока.
Структура Р-4НАЭ блока, разбиение на функциональные и конструктивные узлы
Блок автоматизированного рабочего места второго оператора Р-4НАЭ предназначен для обработки и отображения информации автоматизированного рабочего места второго оператора. Блок Р-4НАЭ должен обеспечивать:
- сопряжение со шкафом Р-2М2 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- прием информации канала сопровождения;
- обработку принятой информации в ФПО «Сопровождение»;
- вывод обработанной информации на ЖКИ в соответствии с логикой работы и математическим обеспечением системы индикации.
Основу блока Р-4ВЭ составляет блок вычислительный, который осуществляет прием и выдачу информации, обработку принимаемой информации, формирование изображения. К блоку вычислительному подключается жидкокристаллический (ЖК) монитор, отображающий информацию для оператора.
Блок вычислительный состоит из отдельных функциональных модулей:
- модуль процессорный;
- плата сопряжения;
- блок питания;
- плата объединительная.
Плата объединительная объединяет модули блока вычислительного, обеспечивая их взаимодействие по параллельной шине CompactPCI, а также обеспечивает подачу питающих напряжений ( +3,3 В, +5 В, ±12 В) и разводку внешних входных аналоговых и цифровых сигналов для всех модулей.
Модуль процессорный является основным узлом вычислительного блока и реализует всю логику работы под управлением комплекса программ. Модуль процессорный представляет собой двухплатную персональную ЭВМ, выполненную в стандарте CompactPCI 3U. Модуль процессорный установлен в крайний правый слот платы объединительной, и является ведущим абонентом шины. Под управлением модуля процессорного осуществляется весь информационный обмен по шине CompactPCI.
Комплекс программ блока вычислительного (ОС МС ВС 3.0. ФПО «Сопровождение», Программа взаимодействия с аппаратными средствами) записан на внутренний твердотельный накопитель CompactFlash, который входит в состав модуля процессорного.
Плата сопряжения осуществляет прием и накопление развертки радиолокационного видеосигнала, а так же прием служебной информации в аналоговом и цифровом виде. Для обеспечения синхронизации накопления радиолокационного видеосигнала предусмотрен прием сигналов синхронизации. Управление платой сопряжения в вычислительном блоке осуществляется по шине CompactPCI.
Блок питания обеспечивает преобразование входного напряжения в набор питающих напряжений, необходимых для работы модулей вычислительного блока. На лицевую панель блока вычислительного выведены индикаторы подачи питания по внутренним цепям +3,3 В, +5 В, ±12 В.
ЖК монитор блока Р-4НАЭ обеспечивает формирование цветного изображения 640 на 480 точек с частотой 60 Гц. На лицевой панели монитора расположены кнопки управления меню, с помощью которого выполняется регулировка параметров изображения - яркость, контраст.
Адаптер сетевой обеспечивает преобразование входного питающего напряжения ~220 В с частотой 400 Гц в напряжение питания блока вычислительного и ЖК монитора. Управление сетевым адаптером происходит дистанционно с панели управления блока Р-4НАЭ.
На основе изложенного предложен вариант структурной схемы блока Р-4НАЭ на фиг.10, структурной схемы блока вычислительного (фиг.11), структурной схемы платы сопряжения на фиг.12.
Разработка (проектирование) платы сопряжения блока Р-4НАЭ
Плата сопряжения осуществляет прием и накопление развертки радиолокационного видеосигнала, а так же служебной информации в аналоговом и цифровом виде. Для обеспечения синхронизации накопления радиолокационного видеосигнала предусмотрен прием сигналов синхронизации.
Минимальный состав сигналов, необходимый для обеспечения полноценного функционирования платы сопряжения, приведен в таблице 2.
Наименование
Назначение
Импульс Т<sub>0</sub>
Импульс синхронизации, Т=1024 мкс
Импульс Т<sub>0</sub>+334
Импульс синхронизации, Т=1024 мкс
Импульс Т<sub>0</sub>+668
Импульс синхронизации, Т=1024 мкс
Импульс ЦУ
Импульс метки целеуказания
Импульс цели ИР
Импульсы эхо-сигнала с шумами, Т=1024 мкс
Импульс τ<sub>ц</sub>-8
Импульс запуска точной развертки в режиме ИР и строба дистанции на грубой развертки
ИЗ I разв. КНИ
Импульс запуска точной развертки КНИ
ИС I разв. КНИ
Импульс срыва точной развертки КНИ
ИЗ II разв. КНИ
Импульс запуска грубой развертки КНИ
ИЗ разв. КНИ-К
Импульс запуска развертки огибающей КНИ-К
ИС разв. КНИ-К
Импульс срыва развертки огибающей КНИ-К
Сигнал обзорного приемника
Импульсы эхо-сигнала с шумами в КНИ-режиме
Огибающая КНИ-К
Сигнал с детекторной секции передатчика подсвета для контроля на II развертки КНИ
Выход пр. ДI
Импульс пилообразной формы с шумами
Выход пр. ДII
Импульс пилообразной формы с шумами
Выход пр. УI
Импульс пилообразной формы с шумами
Выход пр. УII
Импульс пилообразной формы с шумами
ПК<sub>1</sub>
Сигнал последовательной линии связи (канал 1)
<img file="00000002.tif" he="6" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />
Сигнал последовательной линии связи (канал 1)
ПК<sub>2</sub>
Сигнал последовательной линии связи (канал 2)
<img file="00000003.tif" he="6" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />
Сигнал последовательной линии связи (канал 2)
0
0
0
0
0
1
2
Функционирование платы сопряжения блока Р-4НАЭ по аналогии с функционированием платы сопряжения блока Р-4ВЭ строится на алгоритмах работы радиолокационной станции (РЛС). Для обеспечения синхронизации работы платы сопряжения с работой РЛС в структуру платы вводится схема синхронизации, основное назначение которой отслеживание времязадающих импульсов Т и генерирование импульсов Т+334 (срыв развертки Д1) и Т+668 (срыв развертки Д2), а так же параллельный контроль внешних синхросерий Т+334 и Т+668 с привязкой их к уровням работы схемы посредствам буферных элементов. Цикл работы платы сопряжения так же завязан на периодизации обмена данными по ПЛС (последовательная линия связи), а именно, отслеживание информации в линии по двум каналам ПК и ПК осуществляется по завершению тракта сканирования РЛС.
1
2
Для организации съема данных с линии ПЛС в периоды чтения данных из ЦВС (канал ПК) и записи в ЦВС (канал ПК) на плате сопряжения предусмотрены два дифференциальных приемника.
В импульсном режиме для представления развертки радиолокационного видеосигнала на экране ЖК монитора следует произвести преобразование аналогового эхо-сигнала в цифровой массив, при этом обеспечив максимальное соответствие его аналоговым характеристикам. Для такого преобразования предполагается использовать частоту дискретизации в 15 МГц.
В режиме КНИ, согласно проведенному метрологическому анализу п.2.3.7, входной аналоговый сигнал необходимо дискретизировать с частотой в 12 МГц.
В режимах контроля выходов пеленгационных приемников У1, У2, Д1, Д2 и огибающей КНИ, согласно проведенному метрологическому анализу п.2.3.7, входной аналоговый сигнал необходимо дискретизировать с частотой в 46,875 кГц
В связи с несоответствием частот дискретизации входных аналоговых сигналов необходимо применение нескольких каналов обработки, как минимум двух, поскольку частоту в 46,875 кГц можно получить путем деления частоты в 12 МГц на 256.
Основу каналов обработки составят отечественные параллельные 6-ти разрядные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 1523ПВ1. Тактовые серии для АЦП будут генерироваться с помощью внешних тактовых генераторов (ТГ) и логики ПЛИС.
Весь цикл обработки, хранения и подготовки к передаче получаемых данных по шине compact-PCI возлагается на функционал программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). Совместно с организацией работы ПЛИС строится и алгоритм работы контроллера шины, посредством которого будет организована передача данных по шине compact-PCI.
Конфигурирование ПЛИС предполагается совместить с моментом включения (началом работы) системы-носителя (Блок - ВСК). Загрузка конфигурационного файла в ПЛИС будет производиться из внешней памяти ПЗУ. По завершению программирования ПЛИС, необходимо организовать цикл конфигурирования контроллера шины. Загрузка локальных конфигурационных регистров будет производиться по методу загрузки из serial EEPROM, посредствам внутренней памяти ПЛИС.
Функционирование блока Р-4НАЭ
Блок Р-4НАЭ предназначен для обработки и отображения информации автоматизированного рабочего места второго оператора. Блок Р-4НАЭ обеспечивает:
- сопряжение со шкафом Р-2М2 в соответствии с протоколом информационно-технического взаимодействия;
- прием информации канала сопровождения;
- обработку принятой информации в ФПО «Сопровождение»;
-вывод обработанной информации на ЖКИ в соответствии с логикой работы и математическим обеспечением системы.
В импульсном режиме информация канала сопровождения содержит импульсы эхо-сигнала с шумами, импульс метки целеуказания, импульс запуска точной развертки, синхроимпульсы, служебную информацию. После приема входных сигналов производится их преобразование в соответствии с логикой функционирования платы сопряжения блока Р-4НАЭ. Полученная информация компонуется в выходной массив, состоящий из:
- оцифрованной радиолокационной информации в виде 550 дискретов на 110 км или 500 дискретов на 50 км для грубой развертки, и 200 дискретов для точной развертки. Каждый дискрет в массиве представлен двумя байтами;
- метки целеуказания в виде номера дискрета дистанции;
- служебной информации:
а) код режима;
б) код масштаба дальности.
В режиме КНИ информация канала сопровождения содержит импульсы эхо-сигнала с шумами, импульсы колоколобразной формы, импульсы пилообразной формы с шумами, импульсы запуска и срыва точной развертки, импульс запуска грубой развертки, импульсы запуска и срыва развертки КНИ-К, синхроимпульсы, служебную информацию. После приема входных сигналов производится их преобразование в соответствии с логикой функционирования платы сопряжения блока Р-4НАЭ. Полученная информация компонуется в выходной массив, состоящий из:
- массива кодов оцифрованного сигнала в виде 480 двухбайтных слов;
- служебной информации:
цу
а)код V;
д) код режима;
е) код масштаба дальности.
Скомпонованный массив данных, как в импульсном режиме, так и в режиме КНИ, передается в буферную память модуля процессорного по шине CompactPCI 32-битными словами. Инициатором передачи выступает ПО ДРАЙВЕРА модуля процессорного.
ФПО «Сопровождение» считывает из буферной памяти скомпонованный массив и, в соответствии со служебной информацией и массивом радиолокационных данных, формирует изображение для первой и второй развертки по дальности. Получение нового скомпонованного массива происходит каждые 10 мс. Обновление азимутальной развертки на ЖКИ осуществляется с частотой 60 Гц.
Контроль функционирования блока осуществляется совместно с контролем всей системы индикации. Управляющий сигнал начала контроля приходит из блока Д-4ТМ2Э, по его приходу на экран ЖК монитора выводится информация из тестового файла.
Управляющими элементами блока являются переключатель выходов приемников (УI-УII-ДI-ДII) и переключатель выходных каналов приемников (I-II-III-IV-V-VI-VII-VIII-КНИ-К).
Промышленная применимость
Система индикации самоходного войскового зенитного ракетного комплекса (ЗРК) промышленно реализуема, обладает лучшими качественными характеристиками, расширенными функциональными возможностями (в том числе по дальнейшей модернизации), производительностью каналов передачи данных, увеличенным числом и лучшим качеством каналов связи, современными техническим средствами, повышенной надежностью и живучестью изделия, более комфортными условиями для выполнения боевыми расчетами функциональных обязанностей.