ИМИТАТОР ПАССИВНОГО РАДИОЛОКАТОРА
PASSIVE RADAR SIMULATOR

Предлагаемое изобретение относится к области имитаторов и тренажеров и может быть использовано для обучения операторов корабельных пассивных радиолокационных станции (ПРЛС) навыкам их боевой эксплуатации.
В настоящее время ПРЛС являются современным видом радиоэлектронного вооружения надводных кораблей ВМФ. ПРЛС обладают высокой скрытностью работы и обеспечивают поиск, обнаружение, определение пеленга и классификацию цели по совокупности основных параметров сигналов излучения (амплитуде, несущей частоте, длительности и периоду повторения) их активных радиолокационных станций (РЛС) на дальностях, превышающих дальность радиогоризонта (см. Лебедь B.М. и др. Построение систем пассивного целеуказания, работающих в условиях дальнего тропосферного распространения УКВ. - Сб. "Морское приборостроение", 1970, №1). ПРЛС представляет собой сложную радиотехническую систему, в которой на оператора возлагается одна из основных боевых задач - классификация цели по параметрам сигналов излучения (таких как, несущая частота, длительность и период повторения) в кратчайшее время и на предельной дальности. Степень выучки оператора ПРЛС прямо влияет на выполнение боевой задачи, при этом одним из важнейших требований, предъявляемых к выучке оператора, считается освоение им навыков по определению параметров сигналов излучения на продельной дальности за минимальное время. Выполнение данного требования приводит к необходимости использовать в процессе обучения оператора современные достижения техники и создаваемые на ее базе учебно-тренировочных устройств, имитаторов и тренажеров. Особенность построения имитатора пассивного радиолокатора обусловлена требованиями, предъявляемыми и достоверности имитации радиотехнической обстановки (РТО) на экране индикатора учебно-тренировочного устройства по отношению к реальной обстановке, и определяется аппаратурой, применяемой в реальной ПРЛС, и физическими процессами, происходящими с сигналами, излучаемыми источником излучения, при распространении их в тропосфере, на трассе от местоположения источника излучения к ПРЛС. Основными устройствами аппаратуры ПРЛС являются: поисковая антенна, разведывательный приемник и индикатор. Сигналы источника излучения принимаются поисковой антенной, обнаруживаются разведывательным приемником, который настраивают на несущую частоту зондирующих импульсов передатчика источника излучения, и в виде импульсных сигналов поступают на индикатор для отображения РТО. В условиях реальной работы ПРЛС, которые характеризуются дальним тропосферным распространением радиоволн, оператор работает в условиях априорной неопределенности основных параметров сигналов излучения, таких как: амплитуда, несущая частота, длительность и период повторения. Теоретические и экспериментальные исследования дальнего тропосферного распространения (ДТР) радиоволн показывают (см. Долуханов М.П. Дальнее тропосферное распространение ультракоротких волн. - М., Связь, 1982, с. 3-90. Дальнее тропосферное распространение ультракоротких радиоволн, под ред. Введенского Б.А. М., Сов. радио, 1965. В.А. Шовгун. Исследование искажений радиолокационных сигналов, прошедших многолучевой канал дальнего тропосферного распространения - Сб. "Вопросы кораблестроения, серия "Радиолокация", 1877, №14, с. 142-148. Алабышников B.М. Статистические характеристики модуля комплексной огибающей импульсного сигнала, прошедшего накал дальнего тропосферного распространения радиоволн. - Сб. "Вопросы кораблестроения", серия "Радиолокация", вып. 23, 1979, с. 47-51), что амплитуда и длительность сигналов излучения, прошедших многолучевой канал ДТР, флюктуируют в месте приема и в значительной мере. А это увеличивает априорную неопределенность основных параметров сигналов излучения. Непрерывные и беспорядочные колебания уровня сигналов в месте приема называются "замираниями", длительность которых измеряется от долей секунд до десятков минут при глубине замираний отношения максимальной мощности сигнала к минимальной (порядка 40÷60 дБ) и устойчивом значении среднего уровня сигнала. Колебания уровня сигнала в месте приема в большинстве случаев подчиняются логарифмически-нормальному закону распределения и характеризуются множителем ослабления, т.е. потерями энергии, вызывающими ослабление поля в месте приема, относительно поля в свободном пространстве, и среднеквадратичным отклонением амплитуды флюктуаций, значения которых зависят в значительной мере от условий распространения радиоволн на трассе "источник излучения - ПРЛС".
max
min
Изменения длительности сигналов излучения в месте приема характеризуются увеличением ("уширением") его длительности в среднем на 0,1÷0,3 мкс и среднеквадратичным отклонением значений флюктуаций порядка 0,04÷0,1 мкс, закон распределения флюктуаций которых в значительной мере зависит от длительности сигналов излучения и состояния трассы. Наличие широкого диапазона возможного изменения длительности сигналов РЛС вероятного противника (τ/τ≥20÷25), обуславливает наличие изменения длительности сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн на величину до 60% от длительности зондирующих импульсов излучающей РЛС. Наличие флюктуаций амплитуды и длительности сигналов излучения в месте приема усложняет оператору решение боевой задачи. Оператор ПРЛС в реальной боевой работе воспринимает информацию о РТО на экране индикатора и оценивает ее путем сравнения с ранее излученной, в содержание которой входит представление о РТО, полученном им в процессе обучения и оказывающей существенное влияние на своевременное обнаружение цели и точное определение основных параметров излучающей РЛС. Для выявления оператором альтернативных ситуаций в боевой работе важна достоверность имитируемых на экране индикатора отметок (совокупности сигналов) цели по отношению к реальной, т.к. именно от достоверности их имитаций существенно зависит степень выучки оператора (т.е. привитие ему устойчивых практических навыков), конечной целью которой являются обнаружение и определение параметров сигналов излучения цели, а также определение азимута цели за минимальное время в широком диапазоне изменения параметров (несущей частоты, амплитуды, длительности и периода повторения) сигналов излучения.
Имитация радиотехнической обстановки на экране индикатора имитатора пассивного радиолокатора выполняется с помощью видеоимпульсов, при формировании которых необходимо учитывать следующие факторы, влияющие на достоверность имитируемой радиотехнической обстановки:
- мощность передатчика, максимальный коэффициент усиления антенны, несущую частоту, длительность и период повторения зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения;
- максимальный коэффициент усиления и форму диаграммы направленности пассивного радиолокатора. Под формой диаграммы направленности антенны понимается изменение коэффициента усиления антенны в направлении на цель, связанное с перемещением антенны по азимуту и маневрированием цели;
- коэффициент усиления и форму амплитудно-частотной характеристики поискового разведывательного приемника ПРЛС;
- флюктуации амплитуды сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн;
- флюктуации длительности сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн.
Это позволит обеспечить обучение операторов навыкам боевой эксплуатации ПРЛС в условиях адекватных реальным, а именно: восприятие и определение параметров цели по излучению адекватной РЛС на максимальной дальности за минимальное время.
Известен "Имитатор пассивного радиолокатора" по авт. свид. 1840914, МКИ G01S 7/40, состоящий из имитатора диаграммы направленности антенны (имитатора ДНА) и последовательно соединенных: имитатора радиосигналов, имитатора амплитудно-частотной характеристики (имитатора АЧХ), формирователя пакетов импульсов, формирователя сигналов по пеленгу, формирователя сигналов по амплитуде и устройства индикации, при этом второй и третий выходы имитатора радиосигналов подключены соответственно ко второму входу формирователя сигналов по амплитуде и второму входу формирователя пакетов импульсов, а выход имитатора ДНА подключен ко второму входу формирователя сигналов по пеленгу.
Имитатор пассивного радиолокатора по авт. свид. 1840914  работает следующим образом. В процессе работы имитатора радиосигналов формирует следующие сигналы:
c
- сигнал f, характеризующий численное значение несущей частоты зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения;
д
- сигнал у, характеризующий численное значение амплитуды видеосигналов на выходе имитируемого разведывательного приемника ПРЛС, при изменении длины трассы с учетом потерь при распространении радиоволн в свободном пространстве, коэффициента усиления приемника ПРЛС, мощности передатчика источника излучения, максимального коэффициента усиления антенны ПРЛС и антенны источника излучения;
- импульсные сигналы ИМП τ, длительность и частота повторения которых соответствуют длительности и частоте повторения зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения.
c
Имитатор АЧХ обеспечивает имитацию поиска сигналов источника излучения по несущей частоте с помощью поискового разведывательного супергетеродинного приемника. В интервале времени, когда значение несущей частоты f находится в полосе пропускания приемника, т.е. когда выполняется условие (1) для основного или условие (2) для зеркального частотных каналов приема сигналов, на выходе имитатора АЧХ вырабатывается сигнал СИГН. АЧХ, значение которого пропорционально мгновенному коэффициенту усиления имитируемого приемника ПРЛС.
Условия для основного и зеркального частотных каналов приема соответственно равны:
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>f</mi><mi>с</mi></msub><mo>−</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>Δ</mi><mi>f</mi><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>≤</mo><msub><mi>f</mi><mi>г</mi></msub><mo><</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>f</mi><mi>с</mi></msub><mo>−</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>Δ</mi><mi>f</mi><mo>/</mo><mn>2</mn><mtext>                  (1)</mtext></mrow>
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>f</mi><mi>с</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>Δ</mi><mi>f</mi><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>≤</mo><msub><mi>f</mi><mi>г</mi></msub><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>f</mi><mi>с</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>Δ</mi><mi>f</mi><mo>/</mo><mn>2</mn><mtext>                    (2)</mtext></mrow>
c
где f - значение несущей частоты сигналов излучения;
пр
г
f, Δf, f - соответственно, значение промежуточной частоты, значение полосы пропускания и текущее значение частоты гетеродина имитируемого приемника ПРЛС.
В формирователе пакетов импульсов импульсные сигналы ИМП τ, поступающие с третьего выхода имитатора сигналов на второй вход формирователя пакетов импульсов, модулируются сигналом СИГН. АЧХ, и результат модуляции поступает на первый вход формирователя сигналов по пеленгу, где модулируется сигналом СИГН. ДНА, который формируется имитатором ДНА и с его выхода поступает на второй вход формирователя сигналов по пеленгу.
д
Имитатор ДНА обеспечивает имитацию поиска сигналов источника излучения по азимуту и формирует сигнал СИГН. ДНА, амплитуда которого характеризует изменение коэффициента усиления антенны ПРЛС с учетом азимута оси основного лепестка ДНА ПРЛС и азимута объекта-носителя источника излучения. Обобщенный сигнал модуляции (ИМП. τ × СИГН.АЧХ × СИГН.ДНА) с выхода формирователя сигналов по пеленгу поступает на первый вход формирователя сигналов по амплитуде, где модулируется сигналом У, поступающим с второго выхода имитатора радиосигналов на второй вход формирователя сигналов по амплитуде.
Импульсные сигналы ИМП. Ус с выхода формирователя сигналов по амплитуде поступают на устройство индикации для отображения и определения их параметров (длительности и периода повторения), при этом:
- амплитуда сигналов ИМП. Ус содержит информацию о мощности передатчика и максимальном коэффициенте усиления антенны источника излучения, формы АЧХ приемника и формы ДНА ПРЛС с учетом ослабления сигналов при их распространении в свободном пространстве на трассе "источник излучения - ПРЛС";
- длительность и период повторения сигналов ИМП. Ус соответствует длительности и периоду повторения зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения.
В рассмотренном "Имитаторе пассивного радиолокатора" по авт. свид. 1840914 не учитываются изменения (флюктуации) амплитуды и длительности сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн, а также не обеспечивается обучение оператора практическим навыкам определения установленного значения несущей частоты сигналов источника излучения.
В связи с этим в рассмотренном имитаторе пассивного радиолокатора по авт. свид. 1840914 отмечается низкая достоверность имитации радиотехнической обстановки, отображаемой на экране индикатора по отношению к реальной обстановке.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому имитатору пассивного радиолокатора является "Имитатор пассивного радиолокатора" по авт. свид. 1841017, МКИ G01S 7/40, в котором устранена часть недостатков имитатора пассивного радиолокатора по авт. свид. 1840914.
Имитатор пассивного радиолокатора по авт. свид. 1841017  содержит последовательно соединенные блок имитации сигналов, блок имитации частотного поиска, блок имитации пространственного поиска, формирователь сигналов и индикатор, а также содержит блок имитации флюктуаций сигналов по амплитуде, выход и вход которого подключены соответственно к второму входу формирователя сигналов и второму выходу блока имитации сигналов, третий выход которого подключен к второму входу блока имитации частотного поиска, который состоит из формирователя амплитудно-частотной характеристики, вход которого является первым входом блока имитации частотного поиска, и формирователя пакетов импульсов, первый вход которого подключен к выходу формирователя амплитудно-частотной характеристики, а второй вход и выход являются соответственно вторым входом и выходом блока имитации частотного поиска, при этом блок имитации пространственного поиска состоит из последовательно соединенных блока имитации диаграммы направленности антенны и блока модуляции сигналов по пеленгу, второй вход и выход которого является соответственно входом и выходом блока имитации пространственного поиска, а блок имитации флюктуаций сигналов по амплитуде состоит из блока имитации дальнего тропосферного распространения радиоволн и блока деления, первый вход которого соединен с входом блока имитации дальнего тропосферного распространения радиоволн и является входом блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде, при этом второй вход блока деления соединен с выходом блока имитации дальнего тропосферного распространения радиоволн, а выход блока деления является выходом блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде.
Имитатор пассивного радиолокатора по авт. свид. 1841017  работает следующим образом.
В процессе работы на первом, втором и третьем выходах блока имитации сигналов формируются следующие сигналы:
с
- сигнал f, характеризующий численное значение несущей частоты зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения;
д
- сигнал У, характеризующий численное значение амплитуды видеосигналов на выходе имитируемого разведывательного приемника при изменении длины трассы с учетом потерь при распространении радиоволн в свободном пространстве, коэффициента усиления приемника ПРЛС, мощности передатчика источника излучения, максимального коэффициента усиления антенны ПРЛС и антенны источника излучения;
- импульсные сигналы ИМП τ, длительность и частота повторения которых соответствуют длительности и частоте повторения зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения.
с
Блок имитации частотного поиска обеспечивает имитацию поиска сигналов источника излучения по несущей частоте с помощью поискового разведывательного супергетеродинного приемника. В интервале времени, когда значение несущей частоты f находится в полосе пропускания приемника, т.е. когда выполняется условие (1) для основного или условие (2) для зеркального частотного каналов приема сигналов, на выходе блока имитации частотного поиска формируются импульсные сигналы, длительность и период следования которых соответствует импульсным сигналам ИМП τ, а амплитуда пропорциональна мгновенному коэффициенту усиления и характеризует форму амплитудно-частотной характеристики имитируемого супергетеродинного приемника ПРЛС.
д
С выхода блока имитации частотного поиска импульсные сигналы поступают на вход блока имитации пространственного поиска, где модулируются сигналом, содержащим информацию о форме диаграммы направленности антенны ПРЛС с учетом азимута оси основного лепестка ДНА ПРЛС и азимута объекта-носителя источника излучения. С выхода блока имитатора пространственного поиска обобщенный сигнал модуляции поступает на первый вход формирователя сигналов. Блок имитации флюктуаций сигналов по амплитуде обеспечивает формирование (имитацию) сигналов излучения с учетом их ослабления при дальнем тропосферном распространении радиоволн. Сигнал У поступает на вход блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде, где модулируется сигналом, характеризующим среднее значение уровня ослабления сигналов и случайные отклонения (флюктуации) амплитуды сигналов с учетом баллов (одного из четырех) радиолокационной наблюдаемости на трассе при дальнем тропосферном распространении радиоволн. С выхода блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде сигнал результата модуляции поступает на второй вход формирователя сигналов и обеспечивает модуляцию импульсных сигналов, поступающих на первый вход формирователя сигналов.
Импульсные сигналы ИМП. Ус с выхода формирователя сигналов поступают на индикатор для отображения и определения их параметров (длительности и периода повторения), при этом:
- амплитуда сигналов ИМП. Ус содержит информацию о мощности передатчика и максимальном коэффициенте усиления антенны источника излучения, формы АЧХ приемника и формы ДНА ПРЛС с учетом флюктуаций сигналов по амплитуде при ДТР радиоволн на трассе "источник излучения ПРЛС";
- длительность и период повторения сигналов ИМП. Ус соответствует длительности к периоду повторения зондирующих импульсов передатчика импульсного источника излучения.
Имитатор пассивного радиолокатора по авт. свид. 1841017 при формировании импульсных сигналов учитывает флюктуации амплитуды сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн на трассе. Это позволяет добиться приближения имитируемой РТО, воспроизводимой на индикаторе имитатора, по отношению к реальной.
Недостаток имитатора пассивного радиолокатора по авт. свид. 1841017 заключается в том, что при формировании импульсных сигналов источников излучения не учитывается влияние ДТР радиоволн на изменение (флюктуации) длительности сигналов излучения в месте приема.
Невозможность учета влияния условий ДТР радиоволн при формировании длительности сигналов излучения в имитаторе пассивного радиолокатора по авт. свид. 1841017 обуславливает недостаточную достоверность учета внешних условий функционирования пассивного радиолокатора и, как следствие, недостаточную достоверность имитации сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн, что в конечном счете снижает степень выучки операторов навыкам боевой работы при решении задач поиска, обнаружения и определения основных параметров (длительности, периода повторения и несущей частоты) сигналов источника излучения объекта-цели.
Целью настоящего изобретения является повышение достоверности имитации сигналов излучения на экране индикатора за счет учета флюктуаций длительности сигналов излучения в месте приема при дальнем тропосферном распространении радиоволн.
Поставленная цель достигается тем, что, в имитатор пассивного радиолокатора, содержащий индикатор и последовательно соединенные блок имитации сигналов, блок имитации частотного поиска, блок имитации пространственного поиска и формирователь сигналов, второй вход которого подключен к выходу блока имитации флуктуаций сигналов по амплитуде, вход которого подключен к второму выходу блока имитации сигналов, введен блок имитации флюктуаций сигналов по длительности, первый, второй, третий, четвертый входы и выход которого подключен соответственно к выходу формирователя сигналов, второму выходу блока имитаций сигналов по амплитуде, третьему выходу блока имитации сигналов, четвертому выходу блока имитации сигналов и первому входу индикатора, второй вход которого подключен к второму выходу блока имитации частотного поиска.
Кроме того, блок имитации флюктуаций сигналов по длительности содержит формирователь одиночного импульса, четыре счетчика, коммутатор, генератор импульсов, два запоминающих устройства, сумматор, два триггера, два элемента "И", два блока сравнения и ключ, первый вход и выход которого являются соответственно первым входом и выходом блока имитации флюктуаций сигналов по длительности, а первый вход первого запоминающего устройства, вход второго запоминающего устройства и, соединенные между собой вход формирователя одиночного импульса, вход первого счетчика, первый вход коммутатора и вход генератора импульсов, являются соответственно вторым, четвертым и третьим входами блока имитации флюктуаций сигналов по длительности, при этом выход формирователя одиночного импульса подключен к первому входу второго счетчика и первому входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента "И", выход первого счетчика подключен к второму входу первого запоминающего устройства, выход второго счетчика подключен к второму входу коммутатора, выход которого подключен к первому входу сумматора и третьему входу первого запоминающего устройства, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, первый выход генератора импульсов подключен к второму входу второго счетчика, выход первого блока сравнения подключен к первому входу второго триггера, второму входу первого триггера и первому входу третьего счетчика, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу второго запоминающего устройства, второй выход генератора импульсов подключен к второму входу первого элемента "И" и первому входу второго элемента "И", выход второго блока сравнения подключен к первому входу четвертого счетчика и второму входу второго триггера, выход которого подключен к второму входу ключа и второму входу второго элемента "И", выход которого подключен к второму входу четвертого счетчика, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения, а выход первого элемента "И" подключен к второму входу третьего счетчика.
С помощью введенного блока имитации флюктуаций сигналов по длительности и его связей с другими блоками формируется информация об изменении ("отклонении") длительности огибающей каждого из сигналов передатчика имитируемого источника излучения (сигналов излучения) в месте приема (т.е. на входе антенны, а следовательно и на экране индикатора ПРЛС), возникающие в реальных условиях работы при прохождении сигналов излучения через "многолучевой канал ДТР радиоволн" по трассе от места излучения до места приема. Каждый из сигналов непрерывной последовательности импульсов (ИМП. τ), формируемых блоком имитации сигналов, соответствует (по длительности) истинному значению длительности огибающей сигналов имитируемого передатчика источника излучения и корректируется в предлагаемом имитаторе пассивного радиолокатора по длительности на величину выработанного "отклонения", которые в своей совокупности представляют случайный процесс и характеризуют флюктуации (т.е. изменения) длительности сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн. Учет флюктуаций длительности сигналов излучения в месте приема, возникающие в реальной работе при ДТР радиоволн, приводит к повышению достоверности имитации сигналов излучения на экране предлагаемого имитатора пассивного радиолокатора, что обеспечивает возможность оператору ПРЛС приобрести практические навыки в решении задач обнаружения и классификации объекта-цели по совокупности параметров сигналов излучающей РЛС (таких как: длительность, период повторения и несущая частота) в условиях работы, близких к реальным, характеризующихся наличием флюктуаций длительности и амплитуды сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн.
Авторам не известны имитаторы, обладающие высокой достоверностью имитации сигналов излучения на индикаторе с учетом флюктуаций длительности сигналов при ДТР радиоволн имеющие совокупность признаков, совпадающую с совокупностью признаков предлагаемого имитатора пассивного радиолокатора. Поэтому предлагаемый имитатор пассивного радиолокатора по сравнению с известными имитаторами такого назначения обладает существенным отличием.
На чертеже фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого имитатора пассивного радиолокатора.
На чертеже фиг. 2 представлена блок-схема блока имитации сигналов.
На чертеже фиг. 3 представлена блок-схема блока имитации частотного поиска.
На чертеже фиг. 4 представлена блок-схема блока имитации пространственного поиска.
На чертеже фиг. 5 представлена блок-схема блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде.
На чертеже фиг. 6 представлена блок-схема блока имитации флюктуаций сигналов по длительности.
На чертеже фиг. 7 представлена блок-схема индикатора.
Имитатор пассивного радиолокатора (фиг. 1) содержит последовательно соединенные блок имитации сигналов (1), блок имитации частотного поиска (2), блок имитации пространственного поиска (3) и формирователь сигналов (4), второй вход и выход которого подключены соответственно к первому выходу блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде (5) и первому входу блока имитации флюктуаций сигналов по длительности (6), второй вход и выход которого подключены соответственно к второму выходу имитации флюктуаций сигналов по амплитуде (5) и первому входу индикатора (7), второй вход которого подключен к второму выходу блока имитации частотного поиска (2), при этом второй, третий и четвертый выходы блока имитации сигналов (1) подключены соответственно к входу блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде (5), третьему и четвертому входам имитации флюктуаций сигналов по длительности (6).
1. Блок имитации сигналов (1) предназначен для формирования сигналов, характеризующих основные параметры зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения, а именно:
с
с
- сигнал в виде К-разрядного двоичного кода f, соответствующего численному значению несущей частоты f зондирующих импульсов;
д
- сигнала в виде К-разрядного параллельного двоичного кода У, соответствующего численному значению амплитуды видеосигналов на выходе имитируемого разведывательного приемника при изменении длины трассы с учетом: потерь при распространении радиоволн в свободном пространстве, коэффициента усиления приемника ПРЛС, мощности передатчика источника излучения, максимального коэффициента усиления антенны ПРЛС и антенны источника излучения;
- сигналов в виде непрерывной последовательности импульсов ИМП. τ, длительность и период повторения которых соответствуют длительности огибающей и периоду повторения зондирующих импульсов передатчика имитируемого источника излучения.
Блок имитации сигналов (1) обеспечивает также формирование сигнала в виде К-разрядного параллельного двоичного кода Дц, численное значение которого характеризует длину трассы, т.е. текущее значение расстояния от источника излучения до ПРЛС.
Блок имитации сигналов (1) содержит (см. чертеж фиг. 2) датчик несущей частоты сигналов (8) и генератор импульсов (9), выходы которых являются соответственно первым и третьим выходами блока имитации сигналов (1), а также последовательно соединенные датчик обобщенного энергетического потенциала (10) и формирователь уровня сигналов (11), второй вход которого подключен к выходу датчика дальности цели (12), при этом выход формирователя уровня сигналов (11) и выход датчика дальности цели (12) являются соответственно вторым и четвертым выходами блока имитации сигналов (1).
с
с
Датчик несущей частоты сигналов (8) предназначен для формирования кода f и может быть реализован по схеме К-разрядного накопителя с применением интегральных микросхем совместно с клавиатурными переключателями (см. ОСТ.11.340.902-78. Микросхемы интегральные полупроводниковые серии 130, 133 и 136, с 288-295), при этом выходы "16, 15, 10 и 9" реализуемого накопителя объединены в кодовую шину и являются выходом блока (8). Формирование требуемого значения кода f выполняется путем установки в положение нажато соответствующих клавиш "S1…S4" реализуемого накопителя.
Генератор импульсов (9) предназначен для формирования импульсов "ИМП. τ" и может быть реализован по схеме генератора прямоугольных импульсов (см. Тесленко Л. Генератор прямоугольных импульсов - Радио №7, 1984, с 28-30), при этом клемма "Выход Универсальный" реализуемого генератора является выходом блока (9).
Датчик обобщенного энергетического потенциала (10) предназначен для формирования численного значения параметра Вр=Ри×Аи×Ап, где: Ри, Аи, Ап - соответственно мощность передатчика источника излучения, максимальный коэффициент усиления антенны источника излучения в антенны ПРЛС. Параметр Вр задается в виде К-разрядного параллельного двоичного кода Вр. Блок (10) может быть реализован по схеме накопителя аналогично блоку (8).
Датчик дальности цели (12) предназначен для формирования кода Дц и может быть реализован по схеме накопителя аналогично блоку (8).
д
Формирователь уровня сигналов (11) предназначен для формирования кода У и может быть реализован по схеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) матричного типа (см. Дроздов Е.А. и др. - Многопрограммные цифровые вычислительные машины. - М.: Воениздат, 1974, с 212-220), при этом 1…2К входы "Код Адреса" реализуемого ПЗУ разделены на две К-разрядные кодовые шины, каждая из которых является соответственно первым и вторым входами блока (11), а выходы "КОД ЧИСЛА" реализуемого ПЗУ объединены в К-разрядную кодовую шину и являются выходом блока (11). Значение кода Вр рассчитываются и записываются в реализуемое ПЗУ блока (11) до начала работы для всех возможных сочетаний кодов Вр и Дц. При обращении к ПЗУ блока (11) происходит считывание информации без ее разрушения в ячейке памяти реализуемого ПЗУ, т.е. выполняется преобразование кода адреса, который состоит из двух частей (кода Вр и кода Дц), в код считываемого числа (код Уд).
2. Блок имитации частотного поиска (2) предназначен для имитации поиска сигналов источника излучения по несущей частоте и обеспечивает формирование:
с
- сигнала в виде К-разрядного параллельного двоичного кода - АЧХ, значение которого характеризует изменение коэффициента усиления имитируемого разведывательного супергетеродинного приемника ПРЛС для заданного значения кода f и параметров частотных каналов приема приемника;
с
- сигнала в виде К-разрядного параллельного двоичного кода f, значение которого характеризует перестройку гетеродина имитируемого приемника ПРЛС. Блок имитации частотного поиска (2) содержит (см. чертеж фиг. 3) генератор меток частоты (13), счетчик меток частоты (14), датчик параметров частотного поиска (15), сумматоры (16), (17), (18), (19) и (20), вычитатели (21), (22), (23) и (24), элементы "И" (25) и (26), коммутатор (27) и запоминающее устройство формы амплитудно-частотной характеристики (ЗУ формы АЧХ) (28), выход которого является первым выходом блока имитации частотного поиска (2), при этом выход генератора меток частоты (13) подключен к входу счетчика меток частоты (14), выход которого подключен к первому входу сумматора (16) и является вторым выходом блока имитации частотного поиска (2), выход сумматора (16) подключен к первым входам сумматоров (17), (18), (20) и вычитателя (21), выходы сумматоров (17), (18) и (20) подключены к первым входам соответствующего вычитателя (23), (22) и (24) первый выход блока (15) подключен к второму входу сумматора (16), второй выход блока (15) подключен к второму входу сумматора (17) и первому входу сумматора (19), третий выход блока (15) подключен к второму входу сумматора (18) и второму входу сумматора (19), выход которого подключен к второму входу сумматора (20), первый и второй выходы вычитателя (21) подключены соответственно к первому входу коммутатора (27) и первому входу элемента "И" (25), второй вход которого подключен к выходу вычитателя (23), первый и второй выходы вычитателя (22) подключены соответственно к второму входу коммутатора (27) и первому входу элемента "И" (26), второй вход которого подключен к выходу вычитателя (24), третий, четвертый входы и выход коммутатора (27) подключены соответственно к выходу элемента "И" (25), выходу элемента "И" (26) и входу ЗУ формы АЧХ (28), а вторые входы вычитателей (21), (22), (23) и (24) соединены между собой и являются входом блока имитации частотного поиска (2).
Генератор меток частоты (13) предназначен для формирования непрерывной последовательности импульсных сигналов и может быть реализован по схеме кварцевого генератора стабильной частоты (см. Минделевич С. Генераторы импульсов на цифровых микросхемах. - В помощь радиолюбителю: Сборник, Вып. 76, 1982, с. 55), при этом клемма "Выход" реализуемого генератора является выходом блока (13).
0
0
max
min
Счетчик меток частоты (14) предназначен для имитации перестройки частоты генератора приемника ПРЛС в полосе частот от f=0 до f=Δf=f-f, где:
0
f - показание на выходе счетчика (14);
max
min
f, f - значение границ разведуемого диапазона несущих частот сигналов.
0
0
0
с
с
с
-K
Формирование значения f выполняется путем счета импульсных сигналов генератора меток частоты (13), поступающих на вход счетчика меток частоты (14), который может быть реализован по схеме К-разрядного двоичного счетчика (см. Браммер Ю.А. и др. "Импульсная техника" - М.: Высшая школа, 1985, с. 266-280). Совокупность сигналов на прямых выходах ячеек реализуемого счетчика представляет собой К-разрядный параллельный двоичный код f, при этом после полной перестройки кода f от 0 до Δf счетчик автоматически сбрасывается в нуль и вновь начинается подсчет импульсных сигналов. Счетный вход реализуемого двоичного счетчика является входом, а прямые выходы его К-ячеек объединены в К-разрядную кодовую шину и являются выходом счетчика меток частоты (14). Частота следования импульсных сигналов (F) генератора меток частоты (13) определяется скоростью перестройки частоты гетеродина (V) имитируемого приемника ПРЛС в разведуемой полосе частоты (Δf) и разрядностью (К) счетчика меток частоты (14), а именно: F=2×V/Δf.
Датчик параметров частотного поиска (15) предназначен для установки трех К-разрядных параллельных двоичных кодов соответственно на первом, втором и третьем выходах блока (15), которые задаются до начала работы и характеризуют параметры имитируемого разведывательного приемника ПРЛС, а именно:
min
f - нижняя граница разведуемого диапазона несущих частот сигналов;
Δf - ширина полосы пропускания приемника;
пр
2f - удвоенное значение промежуточной частоты приемника.
Датчик параметров частотного поиска (15) состоит из трех независимых датчиков К-разрядных параллельных двоичных кодов, каждый из которых может быть реализован по схеме накопителя аналогично блоку (8), при этом выход первого, второго и третьего датчиков блока (15) соответственно является первым, вторым и третьим выходами блока (15).
Сумматоры (16), (17), (18), (19) и (20) предназначены для формирования значений границ основного и зеркального частотных каналов приема имитируемого разведывательного супергетеродинного приемника ПРЛС и могут быть реализованы по схеме сумматора/вычитателя двух чисел, представленных К-разрядными кодами (см. Дж. Хилбурн и др. Микро-ЭВМ и микропроцессоры. - М.: Мир, 1979, с. 81-82), при этом:
- для реализации операции сложения необходимо вход "СЛОЖИТЬ/ВЫЧЕСТЬ" реализуемого сумматора/вычитателя подключить к корпусу схемы;
- входы "А", входы "В" и выходы "СУММА или РАЗНОСТЬ" реализуемого сумматора-вычитателя объединены в К-разрядные кодовые шины и являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом для каждого из сумматоров (16), (17), (18), (19) и (20).
Количество разрядов (N-1) реализуемой схемы сумматора/вычитателя должно быть N-1=K.
1
0
min
Информация на выходе сумматора (16) соответствует сумме кодов f=f+f и характеризует нижнюю границу основного частотного канала приема.
2
1
Информация на выходе сумматора (17) соответствует сумме кодов f=f+Δf и характеризует верхнюю границу основного частотного приема.
3
1
пр
Информация на выходе сумматора (18) соответствует сумме кодов f=f+2f и характеризует нижнюю границу зеркального частотного канала приема.
4
пр
Информация на выходе сумматора (19) соответствует сумме кодов f=Δf+2f.
5
1
4
Информация на выходе сумматора (20) соответствует сумме кодов f=f+f и характеризует верхнюю границу зеркального частотного канала приема.
с
Вычитатели (21) и (23) предназначены для формирования параметров расстройки несущей частоты сигналов (кода f) относительно границ частотного канала приема имитируемого приемника ПРЛС, при этом:
к
1
с
к
1
- вычитатель (21) обеспечивает формирования численного значения расстройки в виде модуля разности кодов f=/f-f/ и знака разности расстройки (ЗНАК f) относительно нижней границы (кода f) основного частотного канала приема;
n
с
2
2
- вычитатель (23) обеспечивает формирование знака разности (ЗНАК f) значения расстройки (f-f) относительно верхней границы (кода f) основного частотного канала приема.
Вычитатели (22) и (24) предназначены для формирования параметров расстройки несущей частоты сигналов относительно границ зеркального частотного канала приема имитируемого приемника ПРЛС, при этом:
p
3
с
p
3
- вычитатель (22) обесценивает формирование значения расстройки в виде модуля кодов f=/f-f/ и знака разности расстройки (ЗНАК f) относительно нижней границы (кода f) зеркального канала приема;
в
с
5
5
- вычитатель (24) обеспечивает формирование знака разности (ЗНАК f) значения расстройки (f-f) относительно верхней границы (кода f) зеркального частотного канала приема.
Вычитатель (21) и (22) могут быть реализованы по схеме сумматора-вычитателя (см. Дж. Хилбурн и др. Макро-ЭВМ и микропроцессоры - М.: Мир, с 65-82), при этом:
- для реализации операции вычитания необходимо вход "СЛОЖИТЬ-ВЫЧЕСТЬ" реализуемого сумматора/вычитателя подключить к "+" источника питания схемы;
- разряд "N-1" входа "А" и входа "В" подключить к корпусу реализуемой схемы;
- разряды "0…N-2" входа "А", входа "В" и выхода "СУММА или РАЗНОСТЬ" объединены в К-разрядные кодовые шины (N-2=K) и являются соответственно первый входом, вторым входом и первым выходом, а разряд "N-1" выхода "СУММА или РАЗНОСТЬ" является вторым выходом для каждого из вычитателей (21) или (22).
Вычитатели (23) и (24) могут быть реализованы по схеме сумматора/вычитателя аналогично вычитателю (21) с отличием, заключающимся в том, что разряды "0…N-2" входа "А" и входа "В" объединены в К-разрядные кодовые шины и являются соответственно вторым входом и первым входом, а разряд "N-1" выхода "СУММА или РАЗНОСТЬ" являются выходом для каждого из вычитателей (23) и (24). Если разность двух кодов, поступающих на входы вычитателей (21), (22), (23), (24) имеет знак "минус", то на втором выходе для вычитателей (21), (22) и выходе для вычитателей (23), (24) вырабатывается сигнал в виде "Лог. 1", иначе вырабатывается сигнал "Лог 0".
с
1
с
2
3
с
5
с
Элемент "И" (25) и элемент "И" (26) предназначены для формирования признака в виде сигнала "Лог 1", наличие которого характеризует попадание кода f в пределы границ f<f<f и границ f<f<f соответственно, т.е. имитируется наличие "приема" сигналов с несущей частотной f соответственно основным и зеркальным частотными каналами приема.
Элементы "И" (25) и (26) могут быть реализованы по схеме 2-входового элемента "И" (см. Смирнов А.Д. Радиолюбители - народному хозяйству, сб. Массовая радиобиблиотека, вып. 727. - М.: Энергия, 1970, с. 82-84), при этом клеммы "ВХОД 1", "ВХОД 2" и "ВЫХОД" являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом для элементов "И" (25) и (26).
Коммутатор (27) предназначен для передачи информации, присутствующей в виде К-разрядных параллельных кодов на его первом и втором входах, на выход коммутатора (27) в зависимости от наличия (отсутствия) сигналов "Лог 1" на третьем и четвертом входах коммутатора (27).
Коммутатор (27) может быть реализован с помощью (1…К) коммутирующих ячеек на полевых транзисторах (см. Справочник по цифровой вычислительной технике, под ред. Малиновского Б.Н. - К.: Техника, 1974, с. 398-399), при этом:
- клеммы "Uупр 1" (1…К) - схем коммутирующих ячеек соединены между собой и являются третьим входом коммутатора (27);
- клеммы "Uупр 2" (1…К) - схем коммутирующих ячеек соединены между собой и являются четвертым входом коммутатора (27);
- клеммы "ВХОД 1", "ВХОД 2" и "ВЫХОД" (1…К) - схем коммутирующих ячеек объединены в К-разрядные кодовые шины и являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом коммутатора (27).
Если на третьем входе коммутатора (27) присутствует сигнал "Лог 1", то на его выход поступает информация, присутствующая на первом входе коммутатора (27), а если сигнал "Лог 1" присутствует на четвертом его входе, то на выход поступает информация, присутствующая на втором входе коммутатора (27).
1
с
5
c
ЗУ формы АЧХ (28) предназначено для хранения и считывания информации о неравномерности коэффициента передача имитируемого разведывательного приемника ПРЛС при расстройке (f-f) для основного и (f-f) для зеркального частотных каналов приема.
Запись информации в блок (28) осуществляется перед началом работы. ЗУ формы АЧХ (28) может быть реализовано по схеме ПЗУ матричного типа аналогично блоку (11) с учетом того, что входы "КОД АДРЕСА" реализуемого ПЗУ объединены в К-разрядную кодовую шину и являются входом блока (28).
к
p
При обращении к ЗУ формы АЧХ (28) происходит считывание информации без разрушения в ячейке памяти ПЗУ, т.е. выполняется преобразование кода адреса, поступающего в виде К-разрядного параллельного двоичного кода f дли f с выхода коммутатора (27) на вход блока (28), в К-разрядный параллельный двоичный код считываемого числа (код АЧХ), характеризующего форму амплитудно-частотной характеристики имитируемого приемника ПРЛС.
3. Блок имитации пространственного поиска (3) предназначен для имитации поиска сигналов источника излучения по азимуту и обеспечивает:
- формирование сигнала в виде К-разрядного параллельного двоичного кода - ДНА, значение которого характеризует форму огибающей диаграммы направленности ПРЛС с учетом азимута на источник излучения и текущего углового положения антенны ПРЛС;
- формирование и отображения текущего положения азимута антенны ПРЛС;
- обучение оператора навыкам управления режимом пространственного поиска, в результате чего обеспечивается поиск, обнаружение, сопровождение и определение азимута источника излучения.
Блок имитации пространственного поиска (3) содержит (см. чертеж 4) последовательно соединенные генератор меток азимута (29), счетчик меток азимута (30), вычитатель (31), запоминающее устройство формы диаграммы направленности антенны (ЗУ формы ДНА) и модулятор (33), выход и вход которого являются соответственно выходом и входом блока имитации пространственного поиска (3), а также содержит блок управления (34), датчик азимута цели (35) и блок отображения азимута (36), выходы которых подключены соответственно к второму входу счетчика меток азимута (30), второму входу вычитателя (31) и выходу счетчика меток азимута (30).
Генератор меток азимута (29) предназначен для формирования непрерывной последовательности импульсных сигналов и может быть реализован по схеме управляемого генератора прямоугольных импульсов аналогично блоку (9)
Счетчик меток азимута (30) предназначен для формирования в виде М-разрядного параллельного двоичного кода Па текущего положения азимута имитируемой антенны ПРЛС и может быть реализован по схеме М-разрядного реверсивного синхронного счетчика (См. Браммер Ю.А. и др. Импульсная техника - М.: Высшая школа, 1985, 273-274) при этом вход "Т" реализуемого счетчика - является первым входом блока (30), выходы "Q" реализуемого счетчика объединены в М-разрядную шину и являются выходом блока (30), вход "ШИНА СЛОЖЕНИЯ" и вход "ШИНА ВЫЧИТАНИЯ" объединены в 2-разрядную шину и являются вторым входом блока (30).
Формирование кода Па выполняется путем счета импульсных сигналов генератора меток азимута (29), поступающих на первый вход счетчика меток азимута (30), при этом счетчик будет работать на сложение при наличии на "ШИНЕ СЛОЖЕНИЯ" и "ШИНЕ ВЫЧИТАНИЯ" соответственно сигналов "ЛОГ 1" и "ЛОГ 0", а при наличии на "ШИНЕ СЛОЖЕНИЯ" и "ШИНЕ ВЫЧИТАНИЯ" соответственно сигналов "ЛОГ 0" и "ЛОГ 1" счетчик будет работать на вычитание. При накоплении счетчиком меток азимута /30/ значений 0° /360°/, при его работе на вычитание /сложение/, он автоматически сбрасывается и устанавливается в состояние 360° /0°/. Скорость изменения кода Па, т.е. имитация изменения скорости сканирования антенны ПРЛС по азимуту, определяется частотой следования импульсных сигналов генератора меток пеленга /29/.
Блок управления /34/ предназначен для имитации управления направлением антенны ПРЛС по азимуту и может быть реализован по схеме 2-разрядного накопителя аналогично блоку /8/, при этом выходы реализуемого накопителя объединены в 2-разрядную шину и являются соответственно выходом блока управления /34/.
Датчик азимута цели /35/ предназначен для имитации в виде М-разрядного параллельного двоичного кода Пц численного значения азимута цели из точки нахождения ПРЛС относительно направления на СЕВЕР /0°/. Датчик азимута цели /35/ может быть реализован по схеме М-разрядного накопителя аналогично блоку /8/.
Вычитатель /31/ обеспечивает выполнение операции вычитания над двумя кодами, поступающими соответственно на его первый и второй входы, а результат вычитания в виде кода ΔП=Па-Пц характеризует угол между текущими азимутами антенны Па и цели Пц. Вычитатель /31/ может быть реализован по схеме сумматора /вычитателя/ аналогично вычитателю /21/, при этом разряды 1…N-1 выхода "СУММА или РАЗНОСТЬ" реализуемой схемы сумматора/вычитателя объединены в /М+1/-разрядную кодовую шину и являются выходом вычитателя /31/.
ЗУ формы ДНА /32/ предназначено для хранения информации о неравномерности формы ДНА ПРЛС с учетом всех возможных значений кода ΔП. Запись информации в блок /32/ осуществляется перед началом работы в виде К-разрядного параллельного двоичного кода ДНА, значения которого характеризуют изменение относительно коэффициента усиления имитируемой антенны ПРЛС в функции угла ∠П. Относительный коэффициент усиления антенны характеризуется отношением коэффициента усиления антенны ПРЛС в направлении источника излучения к максимальному коэффициенту усиления антенны в направлении оси главного лепестка ДНА ПРЛС. ЗУ формы ДНА /32/ может быть реализован и функционирует аналогично блоку /28/.
1
Модулятор /33/ предназначен для имитации изменения кода АЧХ с учетом кода ДНА путем выполнения операции умножения этих кодов, а именно: код А=код АЧХ × код ДНА.
Модулятор /33/ может быть реализован по схеме множительного блока /см. Сафонов В.К. и др. Электронные цифровые вычитательные машины. - К.: Вища школа, 1976, с. 289-325/, при этом входы регистра Х/п/, входы регистра Y/п/ и выходы регистра Z/п/ реализуемой схемы множительного блока объединены в /п=к/-разрядные кодовые шины и являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом модулятора /33/.
Блок отображения азимута /36/ предназначен для отображения /индикации/ текущего азимута Па, вырабатываемого счетчиком меток азимута /30/, и может быть реализован по схеме системы автоматического регулирования /см. Гинзбург С.А. Основы автоматика и телемеханики. - М.: Энергия, 1965, с. 209-302/, при этом вход "задатчика", в который вводится заданное значение регулируемой величины /код Па/ является входом блока отображения азимута /36/, а угол поворота оси "исполнительного органа" определяется численным значением кода Па, поступающего с выхода счетчика меток азимута /30/ на вход блока отображения азимута /36/. С помощью реализуемой "системы автоматического регулирования" обеспечивается точное следование угла поворота индикаторной стрелки, жестко закрепленной на оси "исполнительного органа", за изменяющимся численным значением кода Па.
4. Формирователь сигналов /4/ предназначен для модуляции сигнала, формируемого в виде К-разрядного параллельного двоичного кода на выходе блока амитации пространственного поиска /3/ и поступающего на первый вход формирователя сигналов /4/, сигналом, формируемым в виде К-разрядного параллельного двоичного кода на выходе блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде /5/ и поступающим на второй вход формирователя сигналов /4/, при этом результат модуляции вырабатывается на выходе в виде аналогового сигнала "Сигн. Ус", амплитуда которого пропорциональна результату модуляции.
Формирователь сигналов /4/ содержит последовательно соединенные схемы К-разрядного множительного блока /аналогичного блоку /33/ и К-разрядного цифроаналогового преобразователя /см. Браммер Ю.А. и др. Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985, с. 294-296/, выход "Uвых" которого является выходом формирователя сигналов /4/, а входы "X" и "Y" множительного блока являются соответственно первым и вторым входами формирователя сигналов /4/.
5. Блок имитации флюктуаций сигналов по амплитуде /5/ предназначен для формирования уровня амплитуды сигналов излучения с учетом их ослабления при дальнем тропосферном распространении радиоволн.
Блок имитации флюктуаций сигналов по амплитуде /5/ содержит /см. чертеж фиг. 5/ датчик условий распространения радиоволн /датчик УРР/ /37/, формирователь среднего значения уровня ослабления сигналов /38/, формирователь случайного процесса /39/ и модулятор /40/, выход которого является первым выходом блока /5/, а первый и второй входы модулятора /40/ подключены соответственно к выходу формирователя случайного процесса /39/ и выходу формирователя среднего значения уровня ослабления сигналов /38/, первые вход которого является входом блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде /5/, при этом выход датчика УРР /37/ подключен ко второму входу формирователя среднего значения уровня ослабления сигналов /38/, входу формирователя случайного процесса /39/ и является вторым выходом блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде /5/, а формирователь случайного процесса /39/ состоит из последовательно соединенных генератора меток времени /41/, счетчика меток времени /42/ и датчика случайных чисел /43/, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом формирователя случайного процесса /39/.
Датчик УРР /37/ предназначен для установки одного из четырех признаков, характеризующих распространение радиоволн на трассе. В реальной работе условия распространения радиоволн определяются метереологическим состоянием трассы, т.е. характером и интенсивностью атмосферных явлений, прохождением атмосферных фронтов, изменением температурного режима тропосферы и т.д. Для оценки боевых возможностей радиолокационных средств используется понятие "радиолокационной наблюдаемости", которая оценивается шкалой баллов /1, 2, 3 и 4/ и учитывает метеорологическое состояние трассы.
Датчик УРР /37/ может быть реализован по схеме 4-разрядного накопителя аналогичного блоку /8/.
Формирователь среднего значения уровня ослабления сигналов /38/ предназначен для задания среднего значения уровня ослабления сигналов при дальнем тропосферном распространении радиоволн с учетом условий распространения радиоволн на трассе. Данные об изменении среднего уровня сигналов при их дальнем тропосферном распространении получены при обработке многочисленных результатов измерений ослабления сигналов проведенных в течение года на трассах различной протяженности, и опубликованы в общеизвестной научно-технической /см. Антипов В.А., Тропосферная связь, - М.: Воениздат, 1970. с. 9-17, Верман Ю.Я. Исследование флюктуационных характеристик радиолокационного сигнала в континентальной зоне. - Военная радиоэлектроника, 1968, вып. 8 /293/; Шарыгин Г.С. Искажения структуры электромагнитного поля и их влияние на эффективность радиопеленгаторов. - Томск: Изд-во Томского института автоматизированных систем управления и радиоэлектроники, 1973, спецсборник, №4, с. 3-12/.
Формирователь среднего значения уровня ослабления сигналов /38/ может быть реализован по схеме ПЗУ матричного типа /см. Дроздов Е.А. и др. Многопрограммные цифровые вычислительные машины. - М.: Воениздат, 1974, с. 212-220/, при этом входы "код АДРЕСА" разделены на две кодовые шины, первая из которых К-разрядная, а вторая 4-разрядная, и соответственно являются первым и вторым входами, а выходы "код ЧИСЛА" объединены в К-разрядную кодовую шину и являются выходом блока /38/. Запись данных в ПЗУ /38/ осуществляется до начала работы. При обращении к блоку /38/ происходит считывание данных без их разрушения в ячейках реализуемого ПЗУ, т.е. выполняется преобразование кода адреса в код считываемого числа. Код адреса числа состоит из кода старшей части, поступающего в виде 4- разрядного кода с выхода датчика УРР /37/ на второй вход блока /38/, и кода младшей части, поступающего в виде К-разрядного кода с второго выхода блока имитации сигналов /1/ на первый вход блока /38/.
Формирователь случайного процесса /39/ предназначен для имитации чисел, значения которых подчиняются логарифмически-нормальному закону, и имеет экспоненциальную функцию корреляции. Имитируемые числа характеризуют случайные отклонения /флюктуацию/ амплитуды сигналов от среднего значения с учетом различных /одного из четырех/ баллов радиолокационной наблюдаемости. Для получения случайного процесса с заданной функцией распределения флюктуаций амплитуды сигнала используется метод предварительной записи длинной последовательности чисел с последующим считыванием их.
Составные части формирователя случайного процесса /39/ могут быть реализованы с помощью следующих схем:
- генератор меток времени /41/ по схеме кварцевого генератора стабильной частоты аналогично блоку /13/, при этом темп формирования импульсных сигналов определяет темп изменения флюктуаций сигналов;
- счетчик меток времени /42/ - по схеме двоичного счетчика аналогично блоку /14/;
- датчик случайных чисел /43/ - по схеме ПЗУ матричного поиска аналогично блоку /38/.
С помощью генератора меток времени /41/ и счетчика меток времени /42/ обеспечивается формирование младшей части адреса для датчика случайных чисел /43/, а старшая часть определяется кодом, задаваемым датчиком УРР /37/.
Модулятор /40/ предназначен для наложения флюктуаций амплитуды сигнала, формируемых в виде К-разрядных параллельных кодов на выходе датчика случайных чисел /43/, на среднее значение амплитуды сигнала, формируемой в виде К-разрядного параллельного кода на выходе формирователя среднего значения уровня ослабления сигналов /38/. Модулятор /40/ может быть реализован по схеме К-разрядного множительного блока аналогично модулятору /33/.
6. Блок имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/ предназначен для имитации изменения длительности сигналов излучения в месте приема при ДТР радиоволн, статистические характеристики значений отклонения длительности от истинной учитывают длительность сигналов излучения имитируемой РЛС и состояния трассы.
Блок имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/ содержит /см. чертеж фиг. 6/ формирователь одиночного импульса /ФОИ/ /44/, счетчики /45/, /48/, /47/ и /48/, коммутатор /49/, генератор импульсов /50/, запоминающие устройства /51/ и /52/, сумматор /53/, триггеры /54/ и /55/, элементы "И" /56/ и /57/, блоки сравнения /58/ и /59/ и ключ /60/, первый вход и выход которого являются соответственно первым входом и выходом блока имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/, а первый вход первого запоминающего устройства /ЗУ-1/ /51/, вход второго запоминающего устройства /ЗУ-2/ /52/, соединенные между собой вход ФОИ /44/, вход первого счетчика /45/, первый вход коммутатора /49/ и вход генератора импульсов /50/, являются соответственно вторым, четвертым и третьим входами блока имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/, при этом выход ФОИ /44/ подключен к первому входу второго счетчика /46/ и первому входу первого триггера /54/, выход которого подключен к первому входу первого элемента "И" /56/, выход первого счетчика /45/ подключен к второму входу ЗУ-1 /51/, выход второго счетчика /46/ подключен к второму входу коммутатора /49/, выход которого подключен к первому входу сумматора /53/ и третьему входу ЗУ-1 /51/, выход которого подключен к второму входу сумматора /53/, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения /59/, первый выход генератора импульсов /50/ подключен ко второму входу второго счетчика /46/, выход первого блока сравнения /58/ подключен к первому входу второго триггера /55/, второму входу первого триггера /54/ и первому входу третьего счетчика /47/, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения /58/, второй вход которого подключен к выходу ЗУ-2 /52/, второй выход генератора импульсов /50/ подключен к второму входу первого элемента "И" /56/ и первому входу второго элемента "И" /57/, выход второго блока сравнения /59/ подключен к первому входу четвертого счетчика /48/ и второму входу второго триггера /55/, выход которого подключен ко второму входу ключа /60/ и второму входу второго элемента "И" /57/, выход которого подключен к второму входу четвертого счетчика /48/ выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения /59/, а выход первого элемента "И" /56/ подключен к второму входу третьего счетчика /47/.
ФОИ /44/ предназначен для выделения переднего фронта импульсных сигналов "Имп τ" и может быть реализован по схеме формирования импульсных сигналов на логических элементах /см. Браммер Ю.А. Импульсная техника. - М: Высшая школа, 1985, с. 172-177/, при этом вход "Uвх" и выход "Uвых" реализуемой схемы являются соответственно входом и выходом ФОИ /44/. В момент поступления на вход ФОИ /44/ импульсного сигнала, по его переднему фронту на выходе ФОИ /44/ вырабатывается короткий импульсный сигнал Лог 1.
Счетчик /45/ предназначен для счета импульсных сигналов "Имп τ" и может быть реализован по схеме С-разрядного двоичного счетчика аналогично счетчику меток частоты /14/.
Счетчики /46/, /47/ и /48/ обеспечивают счет импульсных сигналов с предварительной установкой в исходное состояние и могут быть реализованы по схеме А-разрядных суммирующих асинхронных счетчиков /см. Браммер Ю.А. Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985, с. 266-270/, при этом вход "СБРОС В 0" и счетный вход "Т" реализуемой схемы являются соответственно первым и вторым входами для счетчиков /46/, /47/ и /48/, а прямые выходы ячеек "Q" реализуемой схемы объединены в А-разрядную кодовую шину и являются выходом для счетчиков /46/, /47/ и /48/.
Коммутатор /49/ предназначен для управления информацией счетчика /46/, поступающей и виде А-разрядного параллельного кода на третий вход ЗУ-1 /51/ и первый вход сумматора /53/. Коммутатор /49/ может быть реализован по схеме функционального узла аппаратуры, реализующего функцию управления кодов "А" и "В" /см. ОСТ11 GK0.340.009-73/. Микросхемы интегральные полупроводниковые с. 56-63/, при этом вход "У2" и входы кода "В" реализуемой схемы подключены к корпусу, а вход "У1". Объединенные в А-разрядные кодовые шины входы "А" и выходы "Р" реализуемой схемы являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом коммутатора /49/. При воздействии на первый вход коммутатора /49/ импульсного сигнала "Имп τ", на выходе коммутатора устанавливается значение кодовой информации, равное нулю, а при отсутствие импульсного сигнала "Имп τ" - равное кодовой информации на выходе счетчика /46/.
Генератор импульсов /50/ предназначен для формирования непрерывной и стробируемой сигналами "Имп τ" последовательностей импульсных сигналов и может быть реализован по схеме генератора, работающего в зависимости от длительности управляющих импульсов в автоколебательном синхронизируемом режиме /см. С. Минделевич. Генераторы импульсов на цифровых микросхемах. - В помощь радиолюбителю: Сборник, Вып. 76, 1982, с. 51/ с использованием элемента "НЕ" /см. Браммер Ю.А. Импульсная техника. М.: Высшая школа, 1985, с. 113-117/ выход "Uвых" которого подключен к входу "Упр" реализуемой схемы генератора, при этом вход "Uвх" реализуемого элемента "НЕ", клемма "ВЫХОД 2" и клемма "ВЫХОД 1" реализуемого генератора являются соответственно входом, первым и вторым выходами генератора импульсов /50/. На втором выходе генератора импульсов /50/ вырабатывается непрерывная последовательность импульсных сигналов, а на первом выходе - импульсные сигналы вырабатываются только в течение времени воздействия на вход генератора импульсов /50/ импульсного сигнала "Имп τ".
ЗУ-1 /51/ предназначено для имитации чисел, значения которых изменяются от импульса к импульсу и характеризуют случайные отклонения /флюктуацию/ длительности сигналов от установленной длительности импульсных сигналов "Имп τ" с учетом различных баллов радиолокационной наблюдаемости. ЗУ-1 /51/ может быть реализовано по схеме ПЗУ матричного типа аналогично блоку /38/, при этом адрес считываемой ячейки реализуемой схемы ПЗУ состоит из трех частей, а именно:
- первая часть определяется информацией, которая поступает с второго выхода блока имитации флюктуаций сигналов по амплитуде на первый вход ЗУ-1 /51/ и характеризует установленное значение балла радиолокационной наблюдаемости;
- вторая часть определяется информацией, которая поступает с выхода коммутатора /49/ на третий вход ЗУ-1 /51/ и после окончания импульсного сигнала "Имп τ" соответствует длительности этого сигнала;
- третья часть определяется информацией, которая поступает с выхода счетчика /45/ на второй вход ЗУ-1 /51/ и характеризует младшую часть адреса ячейки реализуемого ПЗУ для заданных значений балла радиолокационной наблюдаемости.
Информация в ЗУ-1 /51/ записывается до начала работы и представляет собой /А+1/-разрядный параллельный код числа. /1…А/-разряды определяют значения числа, а /А+1/-разряд определяет знак заданного числа, при этом /1, …, A+1/ разряды реализуемого ПЗУ блока /51/ объединены в /А+1/-разрядную кодовую шину и являются выходом ЗУ-1 /51/.
ЗУ-2 /52/ предназначено для преобразования численного значения кода дальности Дц в численное значение задержки, которая характеризует время, необходимое для прохождения сигналов имитируемого источника излучения трассы длиной Дц.
Информация в ЗУ-2 /52/ записывается в виде А-разрядного параллельного двоичного кода, значение которого может быть определено по следующей формуле: Тз=Дц/С, где: Тз, Дц, С - соответственно, значение задержки, длины трассы и скорость распространения сигналов на трассе. ЗУ-2 /5/ может быть реализовано по схеме ПЗУ матричного типа аналогично блоку /38/, при этом входы "КОД АДРЕСА" и выход "КОД ЧИСЛА" реализуемой схемы ПЗУ объединены соответственно в К-разрядную и А-разрядную кодовые шины и являются входом и выходе ЗУ-2 /5/.
Сумматор /53/ предназначен для организации нормирования длительности сигнала с учетом флюктуаций длительности сигнала и может быть реализовано по схеме сумматора /вычитателя/ см. Дж. Хилбурн и др. Микро-ЭВМ и макропроцессоры. - М.: Мир, с. 65-82/, при этом разряды "0…N-1" входа "А" и выхода "СУММА или РАЗНОСТЬ" объединены в А-разрядные кодовые шины /N-1=А/ и являются соответственно первым входом и выходом сумматора /53/, а разряды "0…N-1" входа "В" и вход управления "СЛОЖИТЬ/ВЫЧЕСТЬ" объединены в /А+1/-разрядную кодовую шин и являются вторым входом сумматора /53/.
Разряды /1…А/ кодовой шины соответствуют разрядам /0…N-1/ входа "В", а разряд /А+1/ кодовой шины соответствует входу управления "СЛОЖИТЬ/ВЫЧЕСТЬ". Сумматор /53/ обеспечивает алгебраическое суммирование двух чисел, представленных в виде А-разрядных параллельных двоичных кодах, с учетом знака числа, поступающего по /А+1/-разряду кодовой шины с выхода ЗУ-1 /51/ в виде сигнала Лог. 0 /Лог. 1/ на вход управления "СЛОЖИТЬ/ВЫЧЕСТЬ" реализуемой схемы сумматора/вычитателя блока /53/ и определяющего арифметическое действие, которое выполняет сумматор /53/.
Триггер /54/ и триггер /55/ предназначены для формирования стробирующих сигналов управления и могут быть реализованы по схеме асинхронного RS-триггера /см. Браммер Ю.А. Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985, с. 252-254/, при этом вход "S" /установки триггера в "1"/, вход "R" /установки триггера в "0"/ и выход "Q" реализуемой схемы триггера являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом для триггера /54/ и /55/.
Элемент "И" /56/ и элемент "И" /57/ предназначены для выполнения логической операции конъюнкции над двумя логическими сигналами, поступающими на их первый и второй входы, и могут быть реализованы по схеме диодного логического элемента "И" /см. Браммер Ю.А. Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985, с. 113/, при этом вход "Uвх1", вход "Uвх2" и выход "Uвых" реализуемой схемы логического элемента являются соответственно первым, вторым входом и выходом для элементов "И" /56/ и /57/.
1
Блок сравнения /58/ и блок сравнения /59/ предназначены для организации операции сравнения двух чисел, представленных в виде А-разрядных параллельных двоичных кодах, и обеспечивают формирование импульсного сигнала в момент равенства кодов, поступающих на их первый и вторые входы. Блоки сравнения /58/, /59/ могут быть реализованы по комбинационной /n=А/-разрядной схеме сравнения кодов, реализующей функцию Н/X, Y/ /см. Электронные цифровые вычислительные машины под ред. К.Г. Самофилова. - К.: Вища школа, 1976, с. 159-161/, при этом прямые входы "X" и "Y" реализуемой схемы сравнения являются А-разрядными кодовыми шинами и соответствуют первому и второму входам для блоков сравнения /58/ и /59/, а выход "H1" реализуемой схемы - соответствует выходу для блоков сравнения /58/ и /59/.
Ключ /60/ предназначен для формирования видеоимпульсов Имп Ус заданной длительностью, амплитуда которых соответствует мгновенному /текущему/ значению сигнала СИГН. Ус, и может быть реализован по схеме параллельного транзисторного ключа /см. Браммер Ю.А. и другие, Импульсная техника - М.: Высшая школа, 1985, с. 72-112, при этом клеммы "Uвx", "Uупр" и "Uвых" реализуемой схемы транзисторного ключа являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом ключа /60/. На время действия сигнала, на втором выходе ключа /60/, последний открывается и сигнал СИГН Ус, присутствующий в этот момент времени на первом входе ключа /60/, проходит без изменения амплитуды на выход ключа /60/ и, следовательно, на выход блока имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/.
Индикатор /7/ предназначен для отображения видеоимпульсов, поступающих на его первый вход с выхода блока /6/, и обеспечивает распознавание оператором излучения по характеру отметок цели на экране индикатора.
Индикатор /7/ содержит /см. чертеж фиг. 7/ первый формирователь импульсов запуска /ФИЗ-1/ /61/, второй формирователь импульсов запуска /ФИЗ-2/ /62/, коммутатор /63/, блок управления /64/, выход которого подключен к первому входу коммутатора /63/, второй, третий входы и выход которого подключены соответственно к выходу ФИЗ-1 /61/, выходу ФИЗ-2 /62/ и первому входу блока отображения сигналов /65/, второй вход которого соединен с входом ФИЗ-1 /61/ и является первым входом индикатора /7/, а вход ФИЗ-2 /62/ является вторым входом индикатора /7/.
ФИЗ-1 /61/ предназначен для выделения переднего фронта видеосигнала Имп. Ус и может быть реализован с помощью последовательно соединенных амплитудного селектора импульсов и формирователя импульсов малой длительности /см. Браммер Ю.А. и др. Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985, с. 311-314, 176-177/, при этом вход "Uвх" реализуемой схемы амплитудного селектора и выход "Uвых" реализуемой схемы формирователя импульсов малой длительности являются соответственно входом и выходом ФИЗ-1 /61/. Амплитудный селектор импульсов обеспечивает сопряжение аналогового выхода ключа /62/ с логическим входом реализуемой схемы формирователя импульсов малой длительности блока /61/.
1
0
ФИЗ-2 /62/ предназначен для выделения начала перестройки счетчика меток частоты /14/ блока /2/ и может быть реализован по комбинационной /n=к/-разрядной схеме сравнения кодов, реализующей функцию Н/X,Y/ /см. Электронные цифровые вычислительные машины, код, ред. К.Г. Самофилова. - К.: Вища школа, 1976, с. 159-161/, при этом прямые входы "X" реализуемой схемы подключаются к корпусу схемы, а прямые входы "Y", представляющие собой К-разрядную кодовую шину, и выход "H1" реализуемой схемы - соответствуют входу и выходу ФИЗ-2 /62/. В момент выполнения равенства код f=0, на выходе ФИЗ-2 /62/ вырабатывается импульсный сигнал.
Коммутатор /63/ предназначен для выбора одного из двух запускающих импульсов, поступающих на его второй и третий входы, который обеспечивает запуск развертки индикатора блока отображения сигналов /65/. Коммутатор /63/ может быть реализован по схеме двухканального ключа /см. Браммер Ю.А. и др. Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985, с. 84-85/, при этом клеммы "6, 7" входа "УПРАВЛЕНИЕ" объединены в двухразрядную кодовую шину и являются первым входом коммутатора /63/, а клеммы "ВХОДЫ-1", "ВХОДЫ-2" и "ВЫХОД-11" являются соответственно вторым входом, третьим входом и выходом коммутатора /63/.
Блок управления /64/ предназначен для формирования признаков в виде логических сигналов, которые устанавливаются оператором и определяют выбор запускающего импульса, передаваемого через коммутатор /63/ на первый вход блока отображения сигналов /65/. Блок управления /64/ может быть реализован по схеме двухразрядного накопителя аналогично блоку /8/. При этом выходы реализуемой схемы накопителя объединены в двухразрядную кодовую шину и являются выходом блока управления /64/.
Блок отображения сигналов /65/ предназначен для индикации видеоимпульсов Имп Ус и позволяет оператору выполнить определение параметров сигналов излучения, таких как несущая частота, длительность и период повторения сигналов излучения. Блок отображения сигналов /65/ может быть реализован по схеме индикатора типа "А" /см. Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. - М.: Сов.  Радио, 1968, с. 160/, при этом вход "ОТ ПРИЕМНИКА" и вход "ПУСКОВОЙ ИМПУЛЬС" являются соответственно первым и вторым входами блока отображения сигналов /65/.
Определение несущей частоты сигналов излучения определяется измерением времени задержки индикации видеоимпульсов ИМП Ус относительно момента формирования импульсного сигнала на выходе ФИЗ-2.
Определение длительности сигналов излучения определяется измерением временного интервала от момента начала до момента окончания видеоимпульса Имп Ус, а определение периода повторения сигналов излучения определяется измерением временного интервала между передними фронтами последовательности видеоимпульсов Имп Ус.
Работа имитатора пассивного радиолокатора заключается в следующем.
В момент включения электропитания реализуемые устройства /такие как: счетчики, триггеры и т.д./ автоматически устанавливаются в исходное состояние. Устройства электропитания автоматической установки исходного состояния и их связи условно не показаны.
c
д
д
С помощью генератора импульсов /9/ и датчика несущей частоты сигналов /8/ блока имитации /1/ обеспечивается формирование импульсных сигналов Имп τ и кода f, характеризующие основные параметры /длительность, период повторения и несущую частоту/ зондирующих импульсов имитируемого передатчика источника излучения, которые поступают с третьего и первого выходов блока имитации сигналов /1/ соответственно на третий вход блока имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/ и вход блока имитации частотного поиска /2/. С помощью датчика дальности цели /12/ и датчика обобщенного энергетического потенциала /10/ устанавливаются соответственно код Дц /длина трассы/ и код Вр /обобщенный энергетический потенциал источника излучения и ПРЛС/, которые поступают на формирователь уровня сигнала /11/, где преобразуются в код У. Значение кода У соответствует численному значению амплитуды видеосигналов на выходе имитируемого разведывательного приемника ПРЛС при изменении длины трассы с учетом: потерь при распространении радиоволн в свободном пространстве, коэффициенте, усиления приемника ПРЛС, мощности передатчика источника излучения, максимальных коэффициентов усиления антенны ПРЛС и антенны источника излучения. С второго и третьего выходов блока имитации сигналов /1/ код Дц и код Вр поступают соответственно на вход имитации флюктуаций сигналов по амплитуде /5/ и четвертый вход блока имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/. Блок имитации частотного поиска /2/ обеспечивает имитацию поиска сигналов источника излучения по несущей частоте с помощью поискового супергетеродинного разведывательного приемника ПРЛС.
min
пр
До начала работы с помощью датчика параметров частотного поиска /15/ устанавливаются основные параметры имитируемого приемника, а именно: f, Δf и 2f, которые с первого, второго и третьего выхода датчика /15/ поступают соответственно,
min
f - на второй вход сумматора /16/;
Δf - на второй вход сумматора /17/ и первый вход сумматора /19/;
пр
2f - на второй вход сумматора /18/ и второй вход сумматора /19/;
0
Счетчик меток частоты /14/, путем счета импульсов генератора меток частоты /13/, вырабатывает код f, на основе которого с помощью:
0
min
- сумматора /16/ формируется значение несущей частоты нижней границы основного частотного канала приема /f+f/;
0
min
- сумматора /16/ и сумматора /17/ формируется значение несущей частоты верхней границы основного частотного начала приема /f+f+Δf/;
0
min
пр
- сумматора /16/ и сумматора /18/ формируется значение несущей частоты нижней границы зеркального частотного начала приема /f+f+2f/;
0
min
пр
- сумматора /16/, сумматора /19/ и сумматора /20/ формируется значение несущей частоты верхней границы зеркального частотного начала приема /f+f+Δf+2f/;
c
0
min
с
0
min
к
1
с
С помощью вычитателей /21/, /23/ и элемента "И" /25/ формируется признак попадания f в полосу основного канала приема, при этом, в случае выполнения (f+f)≤f≤f+f+Δf) на выходе элемента "И" /25/ вырабатывается сигнал Лог 1 и разность f=(f-f), которая с выхода вычитателя /21/ через коммутатор /27/ поступают на вход ЗУ формы АЧХ /28/.
с
0
min
с
0
min
пр
p
з
с
С помощью вычитателей /22/, /24/ и элемента "И" /26/ формируется признаки попадания f в полосу зеркального частотного начала приема, при этом в случае выполнения (f+f+Δf)≤f≤(f+f+Δf+2·f) на выходе элемента "И" /26/ вырабатывается сигнал Лог 1 и разность f=(f-f), которые с выхода вычитателя /22/ через коммутатор /27/ поступают на вход ЗУ формы АЧХ /28/.
к
p
ЗУ формы АЧХ /28/ преобразует код f или код f в код АЧХ, значение которого соответствует мгновенному коэффициенту усиления имитируемого приемника для заданного значения кода. С первого выхода блока имитации частотного поиска /2/ код АЧХ поступает на вход блока имитации частотного поиска /3/. Блок имитации пространственного поиска /3/ обеспечивает имитацию поиска сигналов источника излечения по азимуту, значение которого задается датчиком азимута цели /35/ и в виде кода Пц поступает на второй вход вычитателя /31/, на первый вход которого поступает текущее значение азимута /Па/ оси основного лепестка диаграммы направленности имитируемой антенны ПРЛС. Значение Па вырабатывается счетчиком меток азимута /30/ путем счета импульсных сигналов генератора меток частоты /29/. С помощью блока управления /34/ устанавливается режим работы счетчика меток частоты /30/ на вычитание или сложение, т.е. имитируется направление изменения азимута Па.
Блок отображения азимута /36/ обеспечивает преобразование численного значения кода Па в угол поворота стрелки индикатора азимута. Значение кода П=Па-Пц с выхода вычитателя /31/ поступает на вход ЗУ формы ДНА /32/, где преобразуется в код ДНА; значение которого характеризует значение относительного коэффициента усиления имитируемой антенны ПРЛС для угла ΔП.
1
1
С выхода ЗУ ДНА /32/ код ДНА поступает на первый вход модулятора /33/, на другой вход которого поступает код АЧХ. Модулятор /33/ обеспечивает формирование обобщенного сигнала /кода А/ в виде произведения код А=код АЧХ × код ДНА. С выхода блока имитации пространственного поиска /3/ код А1 поступает на первый вход формирователя сигналов /4/. Блок имитации флюктуаций сигналов по амплитуде /5/ предназначен для имитации воздействия тропосферы на уровень сигналов, приходящих в реальной работе от источника излучения в место приема. Анализ теоретических и экспериментальных исследований дальнего тропосферного радиоволн показывает, что поле на больших удалениях от передатчика подвержено непрерывным и беспорядочным колебаниям уровня /т.е. замираниям/. Это приводит к колебаниям уровня сигнала в месте приема, которые характеризуются средним значением множителя ослабления /т.е. ослаблением сигнала по мощности при ДТР радиоволн/ и флюктуациями множителя ослабления, т.е. случайными отклонениями от среднего значения, которые подчиняются в большинстве случаев логарифмически - нормальному закону распределения с дисперсией 49÷64 дБ, математическим ожиданием М=0 с экспоненциальной функцией корреляции с интервалом корреляции в пределах от единиц до десятков минут. Сопоставление результатов радиотехнических и метеорологических измерений показывает, что среднее значение и дисперсия флюктуаций множителя ослаблений существенно зависит от метеорологического состояния трассы, которые устанавливаются с помощью датчика УРР /37/ и с его выхода поступает на второй вход формирователя среднего значения уровня ослабления сигналов /38/, на первый вход которого поступает код Уд с второго выхода блока имитации сигналов /1/. В блоке /38/ обеспечивается изменение значения кода Уд на величину среднего значения множителя ослабления, установленного датчиком УРР /37/, и с выхода блока /38/ выдается на второй вход модулятора /40/.
Формирователь случайного процесса /39/ обеспечивает формирование чисел в виде параллельных кодов, закон распределения значений которых определяет флюктуации сигналов по амплитуде для установленного состояния трассы.
Случайные числа до начала работы вводятся в датчик случайных чисел /43/ и считываются с датчика /43/ по адресу, состоящему из двух частей, при этом:
- старшая часть адреса определяется признаками состояния трассы, которые с выхода датчика УРР /37/ поступают на второй вход датчика случайных чисел /43/;
- младшая часть адреса определяется информацией, определяемой на выходе счетчика меток времени /42/ путем счета тактовых импульсов генератора меток времени /41/;
С выхода датчика меток времени /42/ информация поступает на первый вход датчика случайных чисел /43/. С выхода датчика случайных чисел /43/, входящего в состав формирователя случайного процесса /39/, информация поступает на первый вход модулятора /40/, с помощью которого, путем операции алгебраического сложения двух чисел, обеспечивается модуляция информации, поступающей на второй вход модулятора /40/. Результат модуляции с первого выхода блока имитации флюктуаций сигналов на амплитуде /5/ поступает на второй вход формирователя сигналов /4/, где модулируется информацией, поступающей на первый вход формирователя сигналов /4/, и преобразуется в аналоговый сигнал сигн. Ус, амплитуда которого содержит информацию об амплитудно-частотной характеристике приемника, диаграмме направленности и максимальном коэффициенте усиления антенны имитируемой ПРЛС, мощности передатчика и максимальном коэффициенте усиления антенны имитируемого источника излучения, длине трассы, состояния трассы и флюктуация амплитуды сигналов в месте приема при дальнем тропосферном распространении радиоволн на трассе.
Блок имитации флюктуаций сигналов по длительности /6/ обеспечивает имитацию воздействия тропосферы на длительность сигналов, приходящих в реальной работе от источника излучения в место приема. Исследование искажений сигналов излучения, прошедших по трассе дальнего тропосферного распространения /см. Шовгун В.И. Исследование радиолокационных сигналов, прошедших многолучевой канал дальнего тропосферного распространения. - "Вопросы кораблестроения", серия Радиолокация, 1977, №4, стр. 142-148. Абалышников В.М. и др. Статистические характеристики модуля комплексной огибающей импульсного сигнала, прошедшего канал дальнего тропосферного распространения радиоволн "Вопросы кораблестроения", серия Радиолокация, 1979, №23, с. 47-51/, показывает, что импульсные радиолокационные сигналы подвержены существенным случайным искажениям в виде "уширения" длительности импульса, среднее значение которых составляет порядка 0,1÷0,3 мкс, среднеквадратичное отклонение - /0,04÷0,1/ мкс, а закон распределения длительности сигнала зависит от длительности сигналов и состояния трассы.
На выходе ФОИ /44/ по каждому переднему фронту импульсного сигнала ИМП τ вырабатывается импульс, который устанавливает счетчик 2 /46/ в нулевое, а триггер 1 /54/ в единичное состояние. На время действия импульсного сигнала ИМП τ с первого выхода генератора импульсов /50/ на второй вход счетчика 2 /46/ поступают тактовые импульсы. К моменту окончания сигнала ИМП τ на выходе счетчика 2 /46/ формируется численное значение /код τ/ заданной длительности сигнала. При наличии на первом входе коммутатора /49/ импульсного сигнала ИМП τ он закрыт, а при отсутствии - коммутатор /49/ открывается и код τ с выхода счетчика 2 /46/ поступает на третий вход ЗУ-1 /51/ и первый вход сумматора /53/. Информация ЗУ-1 /51/ представляет собой набор последовательностей случайных чисел, характеризующих изменение среднего значения, среднеквадратичного отклонения и закон распределения флюктуаций длительности сигналов, при этом номер последовательности случайных чисел определяется старшей частью адреса ЗУ-1 /51/, которая состоит из кода τ и признака состояния трассы, поступающие соответственно на третий и второй входы ЗУ-1 /51/.
Младшая часть адреса ЗУ-1 /51/ формируется счетчиком 1 /45/ путем счета сигналов ИМП τ, поступающих с третьего выхода блока имитации сигналов /1/ на вход счетчика 1 /45/. С выхода счетчика 1 /45/ младшая часть адреса ЗУ-1 /51/ поступает на второй вход ЗУ-2 /51/ и обеспечивает считывание из ЗУ-1 /51/ числа конкретной последовательности случайных числен, которые поступают на второй вход сумматора /53/, где выполняется его алгебраическое суммирование с кодом τ. Результат операции алгебраического суммирования с выхода сумматора /53/ поступает на первый вход блока сравнения 2 /59/. С помощью ЗУ-2 /52/ обеспечивается преобразование кода Дц /расстояния от цели до ПРЛС/ во временной интервал /код Тз/, значение которого соответствует времени распространения сигналов от местоположения источника излучения до ПРЛС. С выхода ЗУ-2 /52/ код Тз поступает на второй вход блока сравнения 1 /58/. Ранее отмечалось, что по переднему фронту сигнала ИМП τ триггер 1 /54/ устанавливается в "единичное" состояние и открывает элемент "И1" /56/. С этого момента времени с второго выхода генератора импульсов /50/ через элемент "И1" /56/ на второй вход счетчика 3 /47/ начинают поступать импульсные сигналы. В этот момент времени, когда показаний на выходе счетчика 3 /47/ будут равны коду Тз, на выходе блока сравнения вырабатывается импульс сравнения, который установит триггер 1 /54/ и счетчик 3 /47/ в нулевое состояние, а триггер 2 /55/ в "единичное" состояние. Таким образом, с помощью блоков /50/, /52/, /54/, /55/, /56/ и /58/ обеспечивается задержка сигнала ИМП τ на время Тз. В дальнейшем с помощью элемента "И2" /57/, счетчика 4 /48/ и блока сравнения 2 /59/ восстанавливается импульсный сигнал, длительность которого соответствует информации, которая с выхода сумматора /53/ поступает на первый вход блока сравнения 2 /59/, при этом:
- начало импульсного сигнала определяется моментом установки триггера 2 /55/ в "единичное" состояние, в результате чего открывается элемент "И2" /57/ и импульсные сигналы генератора импульсов /50/ начинают поступать на второй вход счетчика 4 /48/;
- конец импульсного сигнала определяется моментом возвращения триггера 2 /55/ и счетчика 4 /48/ в "нулевое" состояние, которое осуществляется импульсным сигналом, формируемым на выходе блока сравнения 2 /59/ в момент равенства показаний счетчика 4 /48/ и информации о длительности сигнала на выходе сумматора /53/.
В течение времени нахождения триггера 2 /55/ в "единичном" состоянии ключ /60/ открыт и сигнал СИГН. Ус с выхода формирователя сигналов /4/ без изменения амплитуды поступает в виде импульсного сигнала ИМП. Ус на первый вход индикатора /7/.
Таким образом, формирование длительности импульсных сигналов ИМП. Ус выполнено с учетом воздействия тропосферы на длительность сигналов излучения при ДТР радиоволн.
Фиксируя угловое положение индикаторной стрелки отображения азимута /36/ в момент появления отметки цели /сигналов ИМП. Ус/ на экране блока отображения сигналов /65/, оператор определяет азимут цели.
Изменяя с помощью блока управления /64/ режим запуска развертки блока отображения сигналов /65/ и анализируя местоположение, амплитуду, длительность и период повторения сигналов ИМП. Ус,  оператор классифицирует объект-носитель излучающей РЛС по ее параметрам, таким как: несущая частота, длительность и период повторения зондирующих импульсов РЛС.
Функционирование предлагаемого имитатора пассивного радиолокатора проверено путем математического моделирования работы имитатора на ЭВМ ЕС-1035, макетированием и натуральными испытаниями макета.
Предлагаемый имитатор пассивного радиолокатора по сравнению с известными имитаторами пассивного радиолокатора по авт. свид. 1840914 и авт. свид. 1841017 обладает тем существенным отличием, что позволяет повысить степень выучки операторов ПРЛС навыкам их боевой эксплуатации, т.к. при обучении учтены особенности изменения сигналов излучения, а именно изменение длительности сигналов излучения в месте приема при дальнем тропосферном распространении радиоволн.
Это достигается благодаря вновь введенному устройству и его связям. Дополнительно введенное устройство просто, дешево и технически просто реализуется на известных элементах цифровой техники.
Имитатор пассивного радиолокатора будет использован в тренажере, предназначенном для обучения операторов ПРЛС навыкам их боевой эксплуатации.
При использовании предлагаемого имитатора пассивного радиолокатора ожидается повышение достоверности имитации сигналов излучения и, как следствие, повышение выучки операторов ПРЛС по обнаружению сигналов источника излучения и определению их параметров /несущей частоты, длительности и периода повторения/ в условных различных тактических ситуаций адекватных реальным за счет учета влияния флюктуаций длительности сигналов излучения в месте приема при дальнем тропосферном распространении радиоволн. Все это в конечном счете приводит к повышению степени выучки операторов ПРЛС навыкам их боевой эксплуатации.