Контрольно-проверочный комплекс радиолокационных станций самолёта
CONTROL AND VERIFICATION COMPLEX FOR AIRCRAFT RADAR STATIONS

Контрольно-проверочный комплекс относится к измерительной технике, а именно к устройствам для проведения контроля и измерения параметров радиолокационных станций самолета, в частности радиолокационной станции РЛС-Н (КП-3А) и радиолокационной станции РЛС-П (КП-2Б и КП-2В).
Известна система оценки точностных характеристик бортовой радиолокационной станции, патент РФ №2314553, 2006 г., МПК G01S 13/87, (патентообладатель ФГУП "Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова"), содержащая два комплекса бортовых траекторных измерений (КБТИ), установленных на каждом борту двух летательных аппаратов (ЛА) истребителя и цели, включающих блок приведения данных к единому времени, радиомодем линии передачи данных, бортовую часть спутниковой навигационной системы, аппаратуру потребителя, инерциальную навигационную систему, устройство сопряжения информации, бортовую цифровую вычислительную систему, блок управления, систему документирования, дисплей, формирователь изображения, а также бортовую радиолокационную станцию на ЛА - истребителе. Данная система оценки точностных характеристик предназначена только для проведения летных испытаний и предполагает обязательное присутствие оператора на борту летательного аппарата.
Известна система автоматизированного контроля и проверки функционирования радиолокационного комплекса, патент РФ №22388, 2001 г., МПК G05B 19/00, (патентообладатели ЗАО "Новые технологии", ОАО "Научно-техническое предприятие "Авиатест"), содержащая электронную вычислительную машину (ЭВМ), а также имитатор радиолокационных сигналов и блок индикации и управления и m (где m=1,…, М) адаптеров. Система автоматизированного контроля и проверки функционирования радиолокационного комплекса работает следующим образом: с помощью ЭВМ имитатором радиолокационных сигналов формируют последовательность сигналов, моделирующую одно или многоцелевую обстановку в зоне обзора проверяемого радиолокационного комплекса, сигналы которого через адаптер передают на ЭВМ, где эти сигналы в соответствии с заданными алгоритмами обрабатывают и анализируют. При этом с помощью передаваемых через адаптеры на ЭВМ от блоков БРЭО сигналов учитывают динамику носителя РЛК или задают сигналы, соответствующие требуемой обстановке, вручную с помощью, например, блока индикации и управления. В этих условиях производят проверку функционирования РЛК, включающую проверку чувствительности приемных каналов, снятия пеленгационных характеристик РЛК, определение порогов захвата и обнаружения цели, рассматривают вопросы обнаружения и постановки на непрерывное сопровождение одиночной цели, а также имитируют многоцелевую обстановку с сопровождением без потери обзора нескольких целей при одновременном наведении на поражение некоторых из них.
Недостатком данного решения является невозможность проверки всех параметров РЛС, а также автоматической оценки их на соответствие НТП, невозможность сохранения и вывода на печать результатов проверки.
Технической проблемой, на устранение которой направлено заявленное решение, является расширение функциональных возможностей, за счет создания контрольно-проверочного комплекса для проверки параметров радиолокационных станций самолета в полуавтоматическом режиме.
Поставленная проблема решается за счет того, что контрольно-проверочный комплекс для проверки параметров радиолокационных станций летательных аппаратов, выполнен содержащим промышленный компьютер со встроенным программным обеспечением, соединенный с блоком измерителя параметров радионавигационных сигналов (блок ИПРНС), блоком коммутации осциллографа, блоком измерительным, преобразователем измерительным и источниками питания, при этом блок ИПРНС выполнен состоящим из модема, синтезатора частот, СВЧ реле, ступенчатого аттенюатора, смесителя и входного аттенюатора и соединен с блоком измерительным, блоком коммутации осциллографа, блоком сопряжения и блоком высоковольтных импульсов, при этом модем блока ИПРНС по входам соединен с промышленным компьютером, блоком коммутации осциллографа и смесителем, а по выходам с синтезатором частот, СВЧ реле и ступенчатым аттенюатором, при этом СВЧ реле по входам соединено с модемом блока ИПРНС и синтезатором частот, а по выходам со смесителем и ступенчатым аттенюатором, а смеситель по входам соединен с входным аттенюатором и СВЧ реле, а по выходу с модемом блока ИПРНС.А также за счет того, что объекты контроля подключены к комплексу через устройства коммутационные, блок высоковольтных импульсов и блок сопряжения, а источники питания подключены к рабочему месту, блоку ИПРНС и блоку высоковольтных импульсов.
Технический результат решения заключается в расширении функциональных возможностей путем создания контрольно-проверочного комплекса для проведения проверок радиолокационных станций в полуавтоматическом режиме. Заявленный контрольно-проверочный комплекс посредством программно-математического обеспечения, реализующего алгоритм работы, используя базу данных тестов, в соответствии с техническими условиями на объект проверки, формирует совокупность сигналов. Каждой совокупности тестовых сигналов соответствует совокупность эталонных сигналов на выходах объектов проверки.
Основным блоком контрольно-проверочного комплекса является блок ИПРНС. Блок ИПРНС представляет собой приемопередатчик импульсно-модулированных радиосигналов ВЧ и СВЧ диапазонов, а также устройство по обработке и формированию импульсных видеосигналов. Блок ИПРНС состоит из синтезатора частот, предназначенного для формирования импульсно модулированных радиосигналов ВЧ и СВЧ диапазонов, а также являющегося гетеродином первого смесителя ИПРНС в режиме приема, СВЧ реле, предназначенного для переключения выхода синтезатора частот ИПРНС в режимах приема и передачи, ступенчатого аттенюатора, предназначенного для ослабления выходного СВЧ-сигнала ИПРНС до задаваемой величины, модема, выполняющего задачи формирования импульсных видеосигналов с внутренней и внешней синхронизацией, а также являющегося приемником для обработки импульсно-модулированных радиосигналов для первой промежуточной частоты, после смесителя ИПРНС, смесителя, предназначенного для переноса частот сигналов передатчиков объектов контроля на частоту первой ПЧ, лежащей в диапазоне частот модема, входного аттенюатора, предназначенного для согласования смесителя с внешними цепями СВЧ тракта ИПРНС. Блок ИПРНС в режиме приема принимает радиосигнал от объекта контроля для дальнейшей обработки и измерения, а в режиме передачи формирует импульсно-модулированные радиосигналы, которые с СВЧ выхода блока ИПРНС поступают через блок сопряжения на объект контроля для имитации сигналов, отраженных от поверхности земли. Управление работой блока ИПРНС производится ПК по интерфейсу RS-232. Для реализации функций блока ИПРНС разработана библиотека, обеспечивающая информационный обмен, а также технологическое программное обеспечение, реализующее функционал библиотеки.
Контрольно-проверочный комплекс радиолокационных станций самолета предназначен для применения в организациях и предприятиях, осуществляющих эксплуатацию и ремонт самолетов и решает следующие задачи:
- испытание, диагностика, контроль и измерение параметров радиолокационных станций при выполнении их технического обслуживания и проверки на соответствие НТП в лаборатории в соответствии с технологическими указаниями по их проверке, руководствами по технической эксплуатации и регламентом технического обслуживания;
- сбор, обработка и хранение результатов испытаний, диагностики, контроля и измерения параметров испытуемого оборудования;
- автоматизированное управление процессом испытаний, диагностики, контроля и измерений параметров испытуемого оборудования;
- выдачи результатов испытаний, диагностики, контроля и измерения параметров испытуемого оборудования на бумажный носитель.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема контрольно-проверочного комплекса (далее - комплекс) для проверки параметров радиолокационных станций летательных аппаратов. На схеме позициями обозначены: 1 - промышленный компьютер, 2 - блоки ввода и отображения информации, 3 - источник бесперебойного питания, 4 - источники питания, 5 - рабочее место, 6 - блок трансформаторный, 7 - устройство коммутационное, 8 - объект контроля, 9 - блок коммутации осциллографа, 10 - синтезатор частот, 11 - СВЧ реле, 12 - ступенчатый аттенюатор, 13 - преобразователь измерительный, 14 - блок сопряжения, 15 - блок измерительный, 16 - модем, 17 - смеситель, 18 - входной аттенюатора, 19 - блок высоковольтных импульсов, 20 - блок измерителя параметров радионавигационных сигналов (блок ИПРНС).
Комплекс содержит промышленный компьютер (ПК) (1) со встроенным программным обеспечением, соединенный с модемом (16) блока измерителя параметров радионавигационных сигналов (20) (блок ИПРНС), блоком коммутации осциллографа (9), блоком измерительным (15), преобразователем измерительным (13) и источниками питания (4). Объект контроля (8) подключен к комплексу через устройство коммутационное (7), блок высоковольтных импульсов (19) и блок сопряжения (14). Источники питания (4) подключены к рабочему месту (5).
Основным блоком контрольно-проверочного комплекса является блок ИПРНС.
Блок ИПРНС представляет собой приемопередатчик импульсно-модулированных радиосигналов ВЧ и СВЧ диапазонов, а также устройство по обработке и формированию импульсных видеосигналов.
Радиосигнал от ОК (8) подается на вход СВЧ блока ИПРНС для обработки и измерения параметров через блок сопряжения (14). Сформированные импульсно-модулированные радиосигналы с выхода СВЧ блока ИПРНС поступают через блок сопряжения (14) на ОК для имитации сигналов, отраженных от поверхности земли.
Блок ИПРНС состоит из:
- синтезатора частот (10), предназначенного для формирования импульсно модулированных радиосигналов ВЧ и СВЧ диапазонов, а также являющегося гетеродином первого смесителя ИПРНС в режиме приема;
- СВЧ реле (11), предназначенного для переключения выхода синтезатора частот (10) ИПРНС в режимах приема и передачи;
- ступенчатого аттенюатора (12), предназначенного для ослабления выходного СВЧ-сигнала ИПРНС до задаваемой величины;
- модема (16), выполняющего задачи формирования импульсных видеосигналов с внутренней и внешней синхронизацией, а также являющегося приемником для обработки импульсно-модулированных радиосигналов для первой промежуточной частоты, после первого смесителя ИПРНС;
- смесителя (17), предназначенного для переноса частот сигналов передатчиков объектов контроля на частоту первой ПЧ, лежащей в диапазоне частот модема (16);
- входного аттенюатора (18), предназначенного для согласования смесителя (17) с внешними цепями СВЧ тракта ИПРНС
Управление работой ИПРНС производится ПК по интерфейсу RS-232. Для реализации функций блока ИПРНС разработана библиотека, обеспечивающая информационный обмен, а также технологическое ПО, реализующее функционал данной библиотеки.
Модем блока ИПРНС по входам соединен с ПК, блоком коммутации осциллографа и смесителем, а по выходам с синтезатором частот, СВЧ реле, ступенчатым аттенюатором. СВЧ реле по входам соединено с модемом и синтезатором частот, а по выходам со смесителем и ступенчатым аттенюатором. Смеситель по входам соединен с входным аттенюатором и СВЧ реле, а по выходу с модемом.
Блок ИПРНС работает в двух основных режимах: прием и передача. Режим работы задается командами, которые поступают на модем (16) от ПК.
В режиме прием под управлением модема (16) синтезатор частот формирует СВЧ сигнал необходимой частоты и мощности, СВЧ-реле (11) подключает выход синтезатора частот (10) к первому входу смесителя (17), при этом радиосигнал со входа СВЧ через входной аттенюатор (18) поступает на второй вход смесителя (17). Полученный на выходе смесителя сигнал передается на вход модема для следующего преобразования частоты и выполнения измерений.
В режиме передача непрерывный СВЧ сигнал заданной частоты и мощности формируется в синтезаторе частот (10) и модулируется видеосигналами от модема (16). По команде модема (16) СВЧ реле (11) подключает выход синтезатора частот (10) ко входу ступенчатого аттенюатора (12), сформированный СВЧ сигнал ограничивается ступенчатым аттенюатором (12) по мощности и поступает на выход СВЧ.
Кроме этого модем (16) формирует видеоимпульсы, которые передаются на блок высоковольтных импульсов (19) и блок измерительный (15) для формирования импульсов заданной амплитуды, необходимых для проверок ОК. Формируемые модемом видеоимпульсы могут быть синхронизированы от блока коммутации осциллографа.
Питание сети 220 В 50 Гц подается на источники питания (4) и источник бесперебойного питания (3), через который к сети питания подключен ПК (1) и блок ввода и отображения информации (2).
Источники питания (4) обеспечивают питание объекта контроля (ОК) по цепям переменного тока 115 В 400 Гц (однофазного и трехфазного) и по цепи постоянного тока 27В. Блок трансформаторный (6) преобразует трехфазное напряжение 115 В 400 Гц в трехфазное напряжение 36 В 400 Гц для питания ОК.
Программное обеспечение, установленное на ПК (1), обеспечивает управление всеми блоками комплекса, отображение хода проверки, а также сбор, обработку и хранение результатов проверок.
Блок коммутации осциллографа (9), блок измерительный (15), блок сопряжения (14), блок высоковольтных импульсов (19), блок ИПРНС и источники питания (4) обеспечивают следующие функции:
- воспроизведения напряжения постоянного и переменного тока
- воспроизведения видеоимпульсов;
- воспроизведения ВЧ и СВЧ радиосигналов;
- измерений напряжения постоянного и переменного тока;
- измерений несущей частоты и мощности СВЧ радиосигнала;
- измерений амплитудных и временных параметров электрических сигналов. ОК (8) подключается к комплексу через устройство коммутационное 7.
Блок измерительный (15) обеспечивает измерение параметров аналоговых сигналов, формируемых ОК (8) и управляется программным обеспечением ПК (1).
Блок коммутации осциллографа (9) подключает входы встроенного осциллографа для измерения параметров видеосигналов ОК (8) и выдает данные для визуального представления формы исследуемых видеосигналов во взаимодействии с ПК (1) и блоком вывода и отображения информации (2).
Блок ИПРНС воспроизводит импульсно-модулированные сигналы СВЧ диапазона, воспроизводит импульсные сигналы синхронизации и измеряет параметры сигналов от ОК (8).
Блок сопряжения (14) выполняет согласование динамического диапазона передатчика ОК (8) с динамическим диапазоном ИПРНС и производит развязку приемного и передающего трактов блока ИПРНС.
Преобразователь измерительный (13) подключается к ОК (8) через блок сопряжения (14) и предназначен для измерения мощности СВЧ и ВЧ сигналов от ОК (8).
Блоки ввода и отображения информации (2) служат для ввода оператором команд, управляющих процессом выполнения проверок, а также для предоставления оператору необходимой информации по процессу и результатам проверок.
Для выполнения проверки параметров ОК (8) размещается на рабочем месте (5) и подключается к комплексу с помощью комплекта жгутов. Посредством блоков ввода и отображения информации (2) оператор запускает программное обеспечение, установленное на ПК, осуществляет выбор проверяемых параметров ОК и запускает выполнение проверки. Дальнейшее выполнение проверки параметров ОК происходит по алгоритмам программного обеспечения. Источники питания обеспечивают ОК необходимым для работы напряжением. Под управлением программного обеспечения формируются воздействующие сигналы, которые передаются на ОК и устанавливают различные режимы его работы. После установления режима работы программное обеспечение комплекса формирует измерительный канал и необходимые стимулирующие сигналы, которые передаются на ОК. В ходе выполнения проверки измеренные значения оцениваются на соответствие нормам технических параметров ОК, полученные результаты выводятся на блоки отображения информации (2). По окончании проверки результаты могут быть сохранены в базу данных на ПК (1), а также выведены на печать в виде отчета.
Например, для выполнения проверки чувствительности приемного канала радиолокационной станции КП-2Б(В) блоки станции размещают на рабочем месте (5) и подключают к комплексу с помощью комплекта жгутов в соответствии со схемой. Выполняется включение источника бесперебойного питания (3) и ПК (1). Посредством блоков ввода и отображения информации (2) запускается программное обеспечение, установленное на ПК (1) и вводятся исходные данные проверки (дата, заводские номера и наработка блоков РЛС, ФИО проверяющего). С помощью меню программного обеспечения выбирается проверка чувствительности приемного канала и осуществляется запуск проверки, при этом автоматически включаются источники питания (4), которые подают необходимое напряжение на блоки радиолокационной станции КП-2Б(В). В соответствии с алгоритмом программного обеспечения промышленного компьютера (1), под управлением модема (16) в синтезаторе частот (10) формируется импульсно-модулированный сигнал заданной частоты и мощности, который через СВЧ реле (11) и ступенчатый аттенюатор (12) поступает на блок сопряжения (14) и далее на вход приемника КП2-Б(В). Видеосигнал с выхода приемника через устройство коммутационное (7) поступает в блок коммутации осциллографа (9), где оцифровывается и передается на промышленный компьютер (1) для выполнения измерений. Измеренное значение чувствительности сравнивается с эталонным, полученный результат выводится на блоках отображения информации, а также может быть сохранен в файл или распечатан.