Имитатор ракет
ROCKET SIMULATOR

Изобретение относится к информационно-измерительным устройствам и может быть использовано для имитации предполетных функций ракеты, проверки качества контроля исправности цепей сопряжения между РЛС носителя и ракетой.
Из уровня техники известно устройство имитации взаимодействия ракеты с аппаратурой носителей (патент на изобретение RU №2414746, опубликовано 20.03.2011 г., МПК: G06G 7/48). Устройство имитации взаимодействия ракеты с аппаратурой носителей содержит корпус, по крайней мере, один канал, включающий в себя разъем ввода-вывода, установленный на корпусе, а также общие для всех каналов, установленные в корпусе: управляющий модуль, модуль ввода-вывода цифровых данных по ГОСТ 18977-79, модуль ввода-вывода разовых команд, модуль отображения информации, модуль задания параметров информационного обмена, модуль задания ошибок цифрового обмена, коммутационную плату, преобразователь питания, установленный на корпусе разъем источника питания. При этом первая группа входов и выходов разъема ввода-вывода соединена со второй группой входов и выходов модуля ввода-вывода цифровых данных по ГОСТ 18977-79. Вторая группа входов-выходов разъема ввода-вывода соединена с третьей группой входов и выходов модуля ввода-вывода разовых команд. Первая группа входов и выходов модуля ввода-вывода цифровых данных по ГОСТ 18977-79 соединена со второй группой входов и выходов управляющего модуля. Группа входов и выходов модуля ввода-вывода разовых команд соединена с третьей группой входов и выходов управляющего модуля. Пятая группа входов и выходов коммутационной платы соединена с первой группой входов и выходов управляющего модуля. Группа выходов модуля задания параметров информационного обмена соединена с третьей группой входов коммутационной платы. Группа входов модуля отображения информации соединена со второй группой выходов коммутационной платы. Группа выходов разъема источника питания соединена с группой входов преобразователя питания. Группа выходов преобразователя питания соединена с первой группой входов коммутационной платы. Группа выходов модуля задания ошибок цифрового обмена соединена с четвертой группой входов коммутационной платы. При этом устройство также содержит модуль ввода-вывода цифровых данных по ГОСТ Р 52070-2003, модуль задания ошибок разовых команд. Причем третья группа входов и выходов разъема ввода-вывода соединена с первой группой входов-выходов модуля ввода-вывода цифровых данных по ГОСТ Р52070-2003. Вторая группа входов-выходов модуля ввода-вывода цифровых данных по ГОСТ Р 52070-2003 соединена с четвертой группой входов-выходов управляющего модуля. Выход модуля задания ошибок разовых команд соединен со вторым входом модуля ввода-вывода разовых команд. Причем группа входов и выходов разъема ввода-вывода канала является информационным входом и выходом соответствующего канала.
Известно устройство проверки линий связи (патент на изобретение RU №2502078, опубликовано 20.12.2013 г., МПК: G01R 31/00), которое выбрано в качестве прототипа. Устройство проверки линий связи, содержащее металлический корпус, герметично соединенный с металлической крышкой, разъем ввода-вывода, разъем для удаленного доступа и разъем питания, установленные на металлической крышке, управляющий модуль, модуль аппаратного таймера, по крайней мере, один измерительный модуль и, по крайней мере, один модуль многоканального мультиплексора, установленные в металлическом корпусе. При этом группа выходов разъема питания соединена с первой группой входов процессорного модуля. Группа входов-выходов разъема ввода-вывода соединена с первой группой входов-выходов многоканального мультиплексора. Вторая группа входов-выходов многоканального мультиплексора соединена с первой группой входов-выходов измерительного модуля, вторая группа входов-выходов измерительного модуля соединена со второй группой входов-выходов процессорного модуля. Группа входов-выходов модуля аппаратного таймера соединена с третьей группой входов-выходов процессорного модуля. Группа входов-выходов разъема для удаленного доступа соединена с четвертой группой входов-выходов процессорного модуля.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство имитации электрического и информационного взаимодействия ракеты с аппаратурой носителя (патент на полезную модель RU №75079, опубликовано 20.07.2008 г., МПК: G06G 7/48 (2006.01), G06F 11/28 (2006.01), F41F 3/04 (2006.01). Устройство имитации электрического и информационного взаимодействия ракеты с аппаратурой носителя содержит корпус, по крайней мере один канал, включающий в себя разъем ввода-вывода, установленный на корпусе, а также общие для всех каналов, установленные в корпусе: управляющий модуль, модуль ввода-вывода цифровых данных, модуль ввода-вывода разовых команд, модуль отображения информации, модуль задания параметров информационного обмена, модуль задания ошибок цифрового обмена, коммутационную плату, преобразователь питания, установленный на корпусе разъем источника питания, в котором группа входов и выходов разъема ввода-вывода соединена с группой входов и выходов модуля ввода-вывода разовых команд. Группа входов и выходов разъема ввода-вывода соединена с группой входов и выходов модуля ввода-вывода цифровых данных. Группа входов и выходов модуля ввода-вывода цифровых данных соединена с группой входов и выходов управляющего модуля. Группа входов и выходов модуля ввода-вывода разовых команд соединена с группой входов и выходов управляющего модуля. Группа входов и выходов коммутационной платы соединена с группой входов и выходов управляющего модуля. Группа выходов модуля задания параметров информационного обмена соединена с группой входов коммутационной платы. Группа входов модуля отображения информации соединена с группой выходов коммутационной платы. Выход разъема источника питания соединен с входом преобразователя питания. Группа выходов преобразователя питания соединена с группой входов коммутационной платы. Группа выходов модуля задания ошибок цифрового обмена соединена с группой входов коммутационной платы, причем группа входов и выходов разъема ввода-вывода канала является информационным входом и выходом соответствующего канала.
К недостаткам вышеперечисленных устройств можно отнести отсутствие канала связи с ракетой по радиочастоте, что делает невозможным осуществление корректировки полета ракеты после пуска в случае изменения координат цели.
Техническая проблема, решаемая созданием заявленного изобретения, заключается в создании имитатора ракет, поддерживающего максимально возможное качество параметров управления объектом ракеты, таких как предпусковая подготовка по мультиплексному и последовательному каналам, прием информации радиокоррекции по радиоканалу, передаваемой объектом во время полета ракеты.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности автоматической настройки на частоту входного сигнала, повышении качества контроля исправности цепей сопряжения между РЛС носителя и ракетой и достоверности передаваемой по ним информации, а также точности отработки имитируемых команд ракеты согласно информации из РЛС носителя во время предпусковой подготовки ракеты.
Технический результат достигается тем, что имитатор ракет содержит модуль отображения информации, модуль разовых команд, источник питания. При этом он отличается от прототипа тем, что включает излучатель, аттенюатор плавный, преобразователь сверхвысокой частоты, синтезатор, блок питания, блок усилителя промежуточной частоты, устройство мультиплексный приемный канал-радиоканал (МПК-РК). При этом выход излучателя соединен с входом аттенюатора плавного, выход которого соединен с первым входом преобразователя сверхвысокой частоты. Второй вход преобразователя сверхвысокой частоты соединен с выходом блока питания. Выход блока питания соединен с входом синтезатора, выход которого соединен с третьим входом преобразователя сверхвысокой частоты. Выход преобразователя сверхвысокой частоты соединен с первым входом блока усилителя промежуточной частоты. Первый выход блока усилителя промежуточной частоты соединен со вторым входом синтезатора. Второй выход блока усилителя промежуточной частоты соединен с первым входом устройства МПК-РК. Второй вход устройства МПК-РК соединен с выходом модуля разовых команд. Вход модуля разовых команд соединен с выходом блока усилителя промежуточной частоты. Второй вход блока усилителя промежуточной частоты соединен с выходом источника питания, соединенного с входами устройства МПК-РК, модуля разовых команд и блока усилителя промежуточной частоты. Выходы модуля разовых команд соединены с входами модуля отображения информации. Выходы устройства МПК-РК соединены с другими входами модуля отображения информации.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунком, на котором представлена структурная схема имитатора ракет, включающая следующие блоки:
1 - излучатель,
2 - аттенюатор плавный,
3 - преобразователь сверхвысокой частоты (СВЧ),
4 - синтезатор,
5 - блок питания,
6 - блок усилителя промежуточной частоты (УПЧ),
7 - модуль разовых команд,
8 - устройство мультиплексный приемный канал - радиоканал (МПК-РК),
9 - источник питания,
10 - модуль отображения информации.
Имитатор ракет осуществляет имитацию предполетных функций ракеты, контроль сигналов, поступающих из РЛС носителя, проверку электрического и информационного взаимодействия ракеты с аппаратурой носителя.
Имитатор ракет содержит высокочастотную часть и низкочастотную часть. Высокочастотная часть имитатора ракет включает излучатель 1, аттенюатор плавный 2, преобразователь сверхвысокой частоты 3, синтезатор 4 и блок питания 5. Низкочастотная часть имитатора ракет включает блок усилителя промежуточной частоты 6, модуль разовых команд 7, устройство мультиплексный приемный канал - радиоканал 8, источник питания 9, модуль отображения информации 10.
Излучатель 1 предназначен для приема СВЧ сигнала и является приемной антенной. Конструктивно излучатель выполнен в виде усеченного по широкой стенке отрезка волновода сечением (23×5) мм. Для передачи СВЧ сигнала с излучателя последний имеет волноводно-коаксиальный переход, к которому подключается кабель.
Аттенюатор плавный 2 предназначен для установления определенного уровня мощности СВЧ сигнала в волноводном тракте имитатора. Конструктивно аттенюатор плавный 2 представляет собой отрезок волновода с перемещающейся внутри него параллельно узкой стенке диэлектрической пластиной с поглощающим покрытием. Аттенюатор плавный 2 имеет значение затухания не более 20 дБ.
СВЧ преобразователь 3 и синтезатор 4 образуют высокочастотный блок (ВЧ). Высокочастотный блок, включающий синтезатор 3 и преобразователь СВЧ 4, предназначен для формирования сигнала промежуточной частоты на десяти входных несущих частотах и передачи его в блок усилителя промежуточной частоты 6.
Блок питания 5 предназначен для формирования питающего напряжения 200 В, 400 Гц для высокочастотного блока. Блок питания 5 представляет собой одноканальный источник питания.
Блок усилителя промежуточной частоты (УПЧ) 6 предназначен для основного усиления и фильтрации сигнала на промежуточной частоте, преобразования на вторую промежуточную частоту, частотного детектирования и усиления частот модуляции входного сигнала, поступающего с преобразователя СВЧ 3, а также формирования сигналов управления синтезатором 4.
Модуль разовых команд 7 предназначен для обработки поступающих команд и формирования команд, используемых для управления устройством мультиплексный приемный канал-радиоканал (МПК-РК) 8: команды исправности радиоканала (РК), команды исправности цепей сопряжения (ЦС) и команды готовности активной головки (АГГ).
Устройство мультиплексный приемный канал-радиоканал (МПК-РК) 8 осуществляет обработку информации, принятой по мультиплексному приемному каналу (МПК) и радиоканалу (РК), и выдачу сигналов управления на индикаторы модуля отображения информации 10 имитатора ракет.
Информация радиоканала поступает в устройство мультиплексный приемный канал-радиоканал 8 с выхода блока УПЧ 6 по цепи частотного дискриминатора радиоканала (ЧДРК). В устройстве МПК-РК 8 происходит разделение принятых сигналов по двум каналам, амплитудное детектирование, формирование импульсных сигналов и их цифровая обработка.
Сигналы канала МПК поступают в устройство МПК-РК 8 в виде разнополярных импульсных сигналов. В устройстве МПК-РК 8 происходит преобразование принятого последовательного кода в параллельный. Выдача сигналов на индикаторы модуля отображения информации 10 осуществляется в случае совпадения адреса в принятом коде с адресом, набранным с помощью тумблеров, установленных на панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет.
Питание имитатора ракет осуществляется как от сети переменного тока, так и от сети постоянного тока 27 В. Питание от сети постоянного тока 27 В обеспечивается источником питания 9, предназначенным для формирования питающих напряжений блока УПЧ 6, устройства МПК-РК 8 и модуля разовых команд 7. Источник питания 9 представляет собой четырехканальный источник питания.
Модуль отображения информации 10 содержит панель, на которой установлены органы управления и индикации. При этом органы управления (на схеме не показаны) представлены в виде линейки тумблеров для набора адреса МПК. В качестве органов индикации могут быть использованы, например, светодиоды, которые позволяют осуществлять проверку следующих параметров: контроль исправности радиоканала (Испр. РК) и импульсных цепей сопряжения (Испр. ЦС), интегрального сигнала готовности головки ракеты (АГГ) и контроля прохождения частотной подстройки (ЧП). На панели модуля отображения информации 10 также размещены индикаторы наборного поля адреса канала МПК (Инд. кан. МПК) и индикаторы слова данных канала РК (Инд. кан. РК), индикаторы информации, передаваемой по РК и МПК каналам.
Работа имитатора ракет осуществляется следующим образом.
Функционально имитатор ракет представляет собой устройство для приема, обработки и индикации информационных сигналов, поступающих по высокочастотному каналу РК, и импульсных сигналов, поступающих по цепям канала МПК.
На начальном этапе осуществляется контроль наличия питающих напряжений. После чего производится автоматическая подстройка частоты синтезатора 4 имитатора ракет на частоту радиоканала контролируемого объекта, контроль исправности радиоканала и мультиплексного канала, а также исправности цепей сопряжения ракеты и носителя.
СВЧ сигнал принимается излучателем 1 имитатора ракет и через аттенюатор плавный 2 поступает на вход преобразователя СВЧ 3.
На преобразователь СВЧ 3 также поступает управляющий сигнал от синтезатора 4, под действием которого входной СВЧ сигнал преобразовывается в сигнал промежуточной частоты, равной 42 МГц. Сигнал промежуточной частоты поступает на входной каскад блока УПЧ 6.
Блок УПЧ 6 представляет собой резонансный усилитель с собственной резонансной частотой 42 МГц и общей полосой пропускания не более 2 МГц. При совпадении частоты сигнала, полученного от преобразователя СВЧ 3, с резонансной частотой блока УПЧ 6 формируется сигнал «полоса», поступающий на модуль разовых команд 7. Модуль разовых команд 7 формирует сигнал управления индикацией подстройки частоты. При этом на лицевой панели модуля отображения информации 10 светится индикатор ЧП. В случае несовпадения частоты сигнала, полученного от преобразователя СВЧ 3, с резонансной частотой блока УПЧ 6 сигнал «полоса» не формируется. При этом синтезатор 4 автоматически подстраивает собственный выходной сигнал, поступающий на вход преобразователя СВЧ 3. Сигнал синтезатора 4 обеспечивает преобразование входного СВЧ сигнала в преобразователе СВЧ 3 в сигнал промежуточной частоты. При этом модуль разовых команд 7 формирует сигнал частотной подстройки (ЧП). После совпадения частоты сигнала, полученного от преобразователя СВЧ 3, с резонансной частотой блока УПЧ 6 сигнал ЧП снимается. Таким образом, наличие в предлагаемой схеме радиоканала позволяет решить задачу контроля и автоматической подстройки имитатора ракет на заданную частоту.
С выхода блока УПЧ 6 сигнал радиоканала по цепи частотного дискриминатора радиоканала (ЧДРК) поступает на входные фильтры устройства МПК-РК 8. В устройство МПК-РК 8 также подаются сигналы канала МПК с основного объекта посредством витой пары в виде разнополярных импульсных сигналов. В устройстве МПК-РК 8 происходит частотное разделение принятых сигналов по двум каналам, амплитудное детектирование, формирование импульсных последовательностей и их цифровая обработка, а также преобразование принятого последовательного кода в параллельный, что позволяет повысить качество контроля исправности цепей сопряжения между РЛС носителя и ракетой, а также контроль достоверности передаваемой информации по цепям сопряжения и правильности отработки имитируемых ракетой команд согласно информации из РЛС носителя.
В случае совпадения адреса в принятом коде с адресом, набранным на лицевой панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет, осуществляется выдача управляющих сигналов на индикаторы, расположенные на лицевой панели модуля отображения информации 10. Выбор номера контролируемого импульса сигнала канала РК осуществляется с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет, установленного в соответствующее положение.
Имитатор ракет позволяет осуществлять контроль параметров как в ручном, так и в автоматическом режиме.
При работе в ручном режиме осуществляется обнуление сдвигового регистра, содержащего информационную последовательность в виде двоичного кода, после чего осуществляется разрешение записи нажатием кнопки, расположенной на лицевой панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет. При этом в сдвиговый регистр осуществляется непрерывная запись информации, поступающей по цепям МПК.
Для обеспечения контроля принимаемой информации на адрес имитатора ракет код адреса контролируемого слова набирается вручную тумблерами, размещенными на лицевой панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет. При совпадении кода, поступающего со схемы формирования адреса, с кодом, записанным в разрядах сдвигового регистра с 1 по 8 в устройстве МПК-РК 8, запись поступающей информации останавливается. На индикаторах канала МПК имитатора ракет высвечивается записанная информация в слове с адресом, набранным тумблерами на панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет.
В автоматическом режиме имеется возможность следить за изменением информации, поступающей по цепям МПК, без нажатия кнопок, расположенных на лицевой панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет.
Переключение режимов работы устройства МПК-РК осуществляется тумблером, расположенным на лицевой панели модуля отображения информации 10 имитатора ракет.
Имитатор ракет позволяет производить автоматическую настройку на частоту входного сигнала, повысить качество контроля исправности цепей сопряжения между РЛС носителя и ракетой, а также контроль достоверности передаваемой информации по цепям сопряжения и правильности отработки имитируемых ракетой команд согласно информации из РЛС носителя, что осуществляется за счет разделения схемы имитатора ракет на высокочастотную часть, включающую преобразователь СВЧ и синтезатор, и низкочастотную часть, а также использования радиоканала и мультиплексного передающего канала.