Вторичный радиолокатор "Лира-В"

Вторичный радиолокатор «Лира - В
Полезная модель относится к радиолокационным системам, использующим вторичное излучение радиоволн.
Известен вторичный радиолокатор (RU , кл. G 01 S 13/00, 2000). содержащий нриемо-передающую антенну, соединенную через высокочастотный переключатель с последовательно соединенными приемопередающим устройством международного RBS диапазона и системой обработки принятых сигналов. При этом приемопередающее устройство RBS диапазона содержит передатчик с регулируемым уровнем мощности на частоте 1090 МГц и приемное устройство, выполненное по супергетеродинной схеме с усилителем промежуточной частоты и амплитудным детектором (аналоговым демодулятором ответных сигналов). Передатчик содержит задающий генератор высокочастотных сигналов с регулируемой разностью фаз, двухканальный усилитель мощности и сумматор высокочастотных сигналов.
Недостатками известного радиолокатора являются ограниченные информационные возможности для управления воздушным движением национальных воздушных судов. Другим недостатком известного радиолокатора являются недостаточное качество радиолокационной информации, обусловленные аналоговой обработкой принятых ответных сигналов.
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создания вторичного радиолокатора, конструкция которого позволяет расширить информационные возможности радиолокатора с одновременным повышением качества выдаваемой радиолокационной информации.
приемопередающим устройством международного RBS диапазона и системой обработки принятых сигналов, согласно полезной модели он дополнительно содержит приемопередающее устройство национального УВД диапазона, установленное параллельно приемопередающему устройству международного RBS диапазона, а устройство обработки принятых сигналов выполнено цифровым и соединено по промежуточной частоте с выходами приемопередающих устройств международного RBS и национального УВД диапазонов.
При этом приемопередающая антенна реализована в виде пассивной фазированной двухдиапазонной решетки. Передатчики запросных сигналов каждого приемопередающего устройства выполнены твердотельными с регулируемой мощностью. Приемники ответных сигналов и сигналов помех каждого приемопередающего устройства выполнены на микросхемах и построены по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты и с выходом на промежуточной частоте. Для увеличения линейного динамического диапазона система обработки принятых сигналов соединена непосредственно с выходами приемников на промежуточной частоте и снабжена блоком аналого-цифровых преобразователей и блоком цифровых фазовых детекторов. Для повышения точности обработки сигналов она также снабжена блоком цифровых фильтров и накопителей. Для уменьшения потерь в приемных трактах радиолокатор снабжен псевдоадаптивной цифровой временной регулировки усиления приемных каналов. Для стабилизации уровня ложных тревог каждый приемник выполнен двухканальным с цифровой пороговой обработкой полезных сигналов основного канала относительно уровня помех канала подавления боковых лепестков.
Введение дополнительного приемопередающего канала УВД диапазона позволяет расширить информационные возможности вторичного радиолокатора, а усовершенствование его элементов дополнительно повысить и качество выдаваемой радиолокацинной информации.
Кроме того, выполнение передатчиков запросных сигналов твердотельными и введение цифровой обработки ответных сигналов и сигналов помех на промежуточной частоте позволяет уменьшить массогабаритные параметры элементов радиолокатора и проблемы их эксплуатации. В последнем случае за счет исключения громоздких аналоговых средств фильтрации движущихся целей на фоне помех и средств квадратурной обработки сигналов исключаются также проблемы, связанные с «дрейфом нуля указанных аналоговых средств и сложностью их реализации.
В целом введение указанных отличий позволяет расширить информационные возможности радиолокатора с одновременным повышением качества выдаваемой радиолокационной информации.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема вторичного радиолокатора; на фиг. 2 функциональная схема одного из приемопередающий каналов и системы обработки принятых сигналов.
Приемопередающая антенна 1 реализована в виде пассивной фазированной двухдиапазонной решетки. Она содержит два горизонтальных распределителя (для диапазонов УВД и RBS) и 66 вертикальных излучателей (по 33 для каждого диапазона). Диаграмма 2 направленности в угломестном положении представляет собой cosec. В азимутальной плоскости для каждого диапазона сформированы по два канала: суммарный (основной) и канал подавления боковых лепестков. Указанные каналы антенны 1 через высокочастотный переключатель 3 включающий циркуляторы 4 и полосовые фильтры 5 соединен по входу с выходом передатчика 6, а по выходу - с основным (сигнальным) каналом 7 и дополнительным (подавление боковых лепестков) каналом 8 приемопередающих устройств 9 и 10 УВД и RBS диапазонов соответственно.
Приемопередающие устройства 9 и 10 содержат передатчик 11 запросных сигналов и приемник 12 ответных сигналов, включающий указанные выше основной 7 и дополнительный 8 каналы приема.
Передатчик 11 выполнен полностью твердотельным с регулируемой мощностью. В его состав входят задающий генератор 13, модуляторы 14, и усилители 15 мощности. Максимальная выходная импульсная мощность 2 кВт, коэффициент полезного действия 25%. Центральная частота передатчика (1030+0,1) МГц. Спектральный состав сигнала соответствует требованиям ГОСТ 21800-89. Первичное питание 220В 50Гц.
Приемные каналы 7 и 8 предназначены для усиления и фильтрации соответствующих ответных сигналов и сигналов помех от боковых лепестков.
Центральная частота приема приемопередающего устройства 9 диапазона УВД равна 740 МГц, а устройства 10 диапазона RBS - 1090 МГц. Каждый приемный канал 7 и 8 устройств 9 и 10 выполнен на микросхемах, построен по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты и содержит последовательно соединенные защитное устройство 16, аттенюатор 17 временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ), высокочастотный усилитель 18, смеситель 19 и регулируемый усилитель 20 промежуточной частоты (УПЧ). Линейный динамический диапазон приемных каналов 7 и 8 составляет не менее 60 дБ. Избирательность по соседнему и зеркальному каналам не менее 70 дБ. Полоса пропускания по уровню - ЗдБ составляет (9+1) МГц. Номинальное значение промежуточной частоты на сигнальном выходе каждого канала равно 60 МГц.
Выходы усилителей 20 приемных каналов 7 и 8 устройств 9 и 10 по промежуточной частоте соединены с входом системы 21 обработки принятых сигналов.
Система 21 обработки принятых сигналов содержит последовательно соединенные блок 22 пороговой обработки сигналов и блок 23 определения параметров ответных сигналов. Блок 22 пороговой обработки сигналов
содержит последовательно соединенные аналого-цифровые преобразователи 24 и цифровые фазовые детектор 25. Первые выходы фазовых детекторов 25 блока 22 соединены через селекторы 26 импульсов с входами порогового устройства 27, а вторые выходы - через анализаторы 28 уровня шумов - с формирователями шумовой 29 и временной 30 регулировки усиления соответствующих приемных каналов. Формирователи 29 и 30 совместно с аттенюаторами 17 и усилителями 20 образуют псевдоадаптивные цифровые временную и шумовую регулировки усиления приемных каналов 7 и 8. Выход порогового устройства 27 соединен с входом блока 23 определения параметров ответных сигналов. Блок 23 содержит последовательно соединенные коррелятор 31, буферное оперативно - запоминающее устройство 32 (ОЗУ), вычислитель 33 центра пакета ответных сигналов и формирователь 34 канала обмена. Для выработки траекторной информации блок 23 определения параметров ответных сигналов может содержать цифровой корректор 35 центра пакета соединенный через фильтр экстраполятор 36 с входом формирователя 34.
Блок 23 определения параметров ответных сигналов вместе с устройствами 37 синхронизации, управления 38 и контроля 39 реализован на одноплатном промышленном компьютере. Он выполнен с количеством сопровождаемых трасс не менее 256, количеством ложных трасс не более 2-х за один оборот антенны 1. Сопряжение блока 23 с потребителями возможно по аналоговому выходу, по локальной сети или по последовательному порту по протоколу Asterix.
Вторичный радиолокатор работает следующим образом.
Передатчики 11 устройств 9 и 10 в процессе вращения антенны 1 генерирует импульсно - кодовые сигналы запроса в УВД и RBS диапазонах. Ответные сигналы от воздушных объектов и сигналы помех по боковым лепесткам принимаемые антенной 1 поступают через высокочастотные переключатели 3 на входы приемных каналов 7 и 8 соответственно каждого из устройств 9 и 10. Принятые сигналы в каналах 7 и 8 усиливаются,
преобразуются в смесителе 19 на промежуточную частоту 60 МГц и через усилитель 20 промежуточной частоты подаются на входы аналого-цифровых преобразователей 24 устройства 22 пороговой обработки сигналов. В преобразователе 4 сигналы из аналоговой формы преобразуются в цифровую с частотой дискретизации, равной 48 МГц. Все дальнейшие преобразования блоков 21 осуществляются на частоте 48 МГц. Устройство пороговой обработки 22 реализует функции преобразования аналоговых входных сигналов в цифровую двенадцати разрядную форму, вычисление среднего уровня собственных шумов в основном канале 7 и канале 8 подавления боковых лепестков, селекцию сигналов (блок 26), уровень которых превышает уровень собственных шумов, сравнение в пороговом устройстве 27 сигналов основного канала 7 и канала 8 подавления и выделения «полезного сигнала на выходе устройства 27. Выделенный полезный сигнал поступает через коррелятор 31, буферное устройство 32 на вычислитель центра пакета полезных сигналов блока 23. В блоке 23 определяется положение центра пакета и координатная информация о воздушном объекте. Одновременно корректор 35 и фильтр экстраполятор 36 формирует трассовую информацию о воздушных объектах и через формирователь 34 канала обменена выдают ее потребителям. В функции системы 21 обработки принятых сигналов входят также синхронизация работы элементов системы (блок 37), контроль работоспособности (блок 30) приемопередающих устройств 9 и 10 и шумовая автоматическая регулировка (элементы 17, 20, 29, 30) усиления приемных каналов 7 и 8 указанных устройств.
Вторичный радиолокатор «Лира - В выполнен на уровне экспериментальных образцов. Готовится его серийное освоение.