МНОГОКАНАЛЬНАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА НАДВОДНОЙ И ВОЗДУШНОЙ ОБСТАНОВКИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ МОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области радиолокации, а именно, к радиолокационным системам миллиметрового диапазона, и может быть использована в качестве судовых и береговых систем обнаружения надводных и береговых целей, измерения их координат и параметров движения, мониторинга воздушной и надводной обстановки, сопровождения морских и воздушных объектов, мониторинга, классификации и сопровождения морских и воздушных объектов, создания оптических помех объектам, несанкционированно проникшим в район платформ и судов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известна радиолокационная система миллиметрового диапазона, включающая передающее устройство с антенным блоком, приемник сигнала, отраженного от наблюдаемого объекта и цифровой процессор для обработки и анализа последнего [1].
Недостатки данной известной радиолокационной системы заключаются в отсутствии кругового обзора, малом радиусе действия по дальности и низкой разрешающей способности по углу, что затрудняет ее использование в качестве навигационной системы.
Известна береговая радиолокационная система сантиметрового диапазона, содержащая передающий модуль, антенный блок с щелевым излучателем и рупором, приемный модуль, индикатор и блок синхронизации. [2].
Решение навигационных задач с требуемой точностью с помощью известной радиолокационной системы затруднено вследствие использования в ней линейной поляризации сигнала, не обеспечивающей достаточной помехозащищенности системы в условиях атмосферных помех, а также за счет ее работы с большой длительностью излучаемых импульсов. При этом возможно увеличение ее недостаточной разрешающей способности по углу посредством увеличения размеров антенны, что сопряжено с возникновением аппаратных сложностей и повышением стоимости производства и последующих эксплуатационных затрат. Отсутствие цифровой обработки сигнала и отображение информации на яркостном экране также снижает эксплуатационные характеристики данной известной радиолокационной системы.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является радиолокационная система, содержащая передающий модуль, имеющий в своем составе антенный блок с щелевым излучателем и рупором, последовательно соединенный посредством вращательного перехода с приемным модулем, включающим блок связи и синхронизации и индикатор, в которой щелевой излучатель размещен относительно стенок рупора с зазором, заполненным диэлектриком и снабжен последовательно установленными на выходе рупора печатным поляризационным фильтром и вращателем поляризации, передающий модуль генерирует импульсные сигналы миллиметрового диапазона длин волн, длительность которых находится в пределах от 0,035 до 2,0 мкс и синхронизирующие импульсные сигналы, задний фронт которых совпадает с передним фронтом сигналов, отраженных от цели и принятых и обработанных приемным модулем, который содержит малошумящий входной усилитель и дополнительный канал автоподстройки частоты с отдельным смесителем и схемой поиска и удержания частоты, при этом блок связи и синхронизации снабжен последовательным каналом связи, соединенным посредством блока сопряжения и коммутации с индикатором, содержащим компьютер с платой радар-процессора и монитор, вращательный переход, соединяющий приемный и передающий модули с антенным блоком, выполнен бесконтактным, а вращатель поляризации выполнен в виде наклонных диэлектрических пластин, установленных с возможностью поворота вокруг общей оси [3 (прототип)].
Аналогов в части подобной комплексной системы для обнаружения надводных и береговых целей, измерения их координат и параметров движения, мониторинга воздушной и надводной обстановки, сопровождения морских и воздушных объектов, мониторинга, классификации и сопровождения морских и воздушных объектов, создания оптических помех объектам, несанкционированно проникшим в район платформ и судов, а также для охраны морских объектов и нефтедобывающих платформ в объеме проведенного поиска не выявлено. В мире известно множество охранных систем, но в них используются только отдельные элементы, например известно отдельное применение видеокамер и тепловизоров.
Известно также отдельное применение сантиметровых радаров, имеющих существенно худшие характеристики в ближней зоне, по сравнению с миллиметровыми станциями.
ЗАДАЧА И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемой полезной модели, является улучшение технических эксплуатационных характеристик радиолокационной системы для обеспечения безопасной деятельности морских объектов, повышения безопасности судовождения, обеспечения экологической безопасности и повышения эффективности судоходства.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении безопасной деятельности морских объектов, повышении безопасности судовождения, обеспечении экологической безопасности и повышении эффективности судоходства посредством повышения эффективности мониторинга воздушной и надводной обстановки и сопровождения морских и воздушных объектов, мониторинга, классификации и сопровождения морских и воздушных объектов, создания оптических помех объектам, несанкционированно проникших в район платформ и судов, повышения эффективности мониторинга окружающей среды морских акваторий на основе информации от комплекса различных средств обнаружения.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Указанный технический результат достигается тем, что многоканальная интегрированная радиоэлектронная система мониторинга надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности содержит соединенные средствами связи, питания и управления и выполненные с возможностью совместного функционирования радиолокационную станцию, оптико-электронную систему и систему оптических помех.
При этом радиолокационная станция содержит радиолокационный модуль миллиметрового диапазона волн, выполненный с возможностью осуществления зондирования окружающее обстановки при помощи радиочастотного миллиметрового импульса, радиолокационный модуль сантиметрового диапазона волн, выполненный с возможностью осуществления зондирования окружающей обстановки при помощи радиочастотного сантиметрового импульса, автоматизированное рабочее место оператора и систему сбора обработки отображения и регистрации радиолокационной информации, выполненную с возможностью обработки информации, полученной от радиолокационных модулей миллиметрового и сантиметрового диапазонов волн, а также команд оператора с автоматизированного рабочего места.
Оптико-электронная система выполнена с возможностью мониторинга в видимом и инфракрасном диапазонах мониторинга, классификации и сопровождения морских и воздушных объектов в зоне деятельности платформ и судов и содержит видеокамеру и тепловизор, а также видеорегистратор, выполненный с возможностью обработки и накопления полученной от видеокамеры и тепловизора информации и последующей ее выдачей потребителю через средство отображения видео информации, содержит видеокамеру и тепловизор установленные на поворотных устройствах или стационарно в углах контролируемой зоны, причем видеокамера может быть выполнена совмещенной с тепловизором.
Система оптических помех содержит установленный на поворотном устройстве излучатель света, пульт управления и дистанционный со встроенным в него джойстиком, и выполнена с возможностью функционирования в рабочем и дежурных режимах, а также с возможность функционирования в режиме блокировки работы изделия по сигналам от внешнего источника.
Система оптических помех установлена на поворотном устройстве и выполнена с возможность формирования светового потока и дистанционного изменения направления излучаемого светового потока в горизонтальной (азимутной) и вертикальной (угломестной) плоскостях, при этом блок питания выполнен с возможностью питания системы оптических помех от первичного трехфазного источника электропитания переменного тока с номинальным значением напряжения 380 В и частотой 50 Гц.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность полезной модели поясняется чертежами - фиг.1, 2, 3, 4.
На фиг.1 изображена структурная схема многоканальной интегрированной радиоэлектронной системы мониторинга, надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности («Барьер-МКиС») 1 в целом, содержащую соединенные средствами связи три основных блока: радиолокационную станцию (РЛС) 2 мониторинга, оптико-электронную станцию (ОЭС) 3 и станцию оптических помех (СОП) 4;
На фиг.2 - структурная схема радиолокационной станции (РЛС) 2.
На фиг.3 - структурная схема оптико-электронную станции (ОЭС) 3.
На фиг.4 - структурная схема станции оптических помех (СОП) 4.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
Многоканальная интегрированная радио электронная система мониторинга надводной и воздушной обстановки («Барьер-МКиС») по полезной состоит из 3-х подсистем, каждая из которых направлена на выполнения определенных функций, обеспечивающих в совокупности эффективное решение поставленной задачи и уверенное достижение требуемого технического результата.
Характерной особенностью заявляемой многоканальной интегрированной системы мониторинга надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности («Барьер-МКиС») 1, обеспечивающей требуемые технические результаты является то, что она включает следующие функциональные части (блоки):
радиолокационную станцию (РЛС) 2, содержащую радиолокационный модуль миллиметрового (РЛМ ММ) диапазона волн 5 с возможностью осуществления зондирования окружающее обстановки при помощи радиочастотного миллиметрового импульса, радиолокационный модуль сантиметрового (РЛМ СМ) диапазона волн 6 с возможностью осуществления зондирования окружающей обстановки при помощи радиочастотного сантиметрового импульса; систему сбора обработки отображения и регистрации радиолокационной информации (СООРРИ) 7, выполненную с возможностью обработки информации, полученной от РЛС ММ и РЛС СМ, а также команд оператора с автоматизированного рабочего места (АРМ) 8;
оптико-электронной систему 3 предназначенную для обеспечения в видимом и инфракрасном диапазонах мониторинга, классификации и сопровождения морских и воздушных объектов в зоне деятельности платформы и судов, в которой видеокамера 9 и тепловизор 10 могут устанавливаться на поворотных устройствах и стационарно, в углах контролируемой зоны для широкого углового обзора, поворотная видеокамера может совмещаться с тепловизором, а вся информация от видеокамеры и тепловизора может поступать на видеорегистратор, где происходит обработка и накопление информации, с последующей выдачей ее потребителю через средство отображения видео информации;
систему оптических помех (4) предназначенную для повышения эффективности охраны внешних рубежей объекта, например в виде изделия 5П-42 (4), которая обеспечивает рабочий режим оптических помех, дежурный режим оптических помех, а также режим блокировки работы системы оптических помех по сигналам от внешнего источника,;
излучатель света (13), например в виде ФУ-11, который формирует световой поток.
поворотное устройство (14), например в виде УН-107, на котором устанавливается система оптических помех и которая обеспечивает дистанционное изменение направления излучаемого потока света в горизонтальной (азимутной) и вертикальной (угломестной) плоскостях.
дистанционный пульт управления (15), например ПУ-276, предназначенный для управления станцией оптических помех со встроенным в него джойстиком;
блок питания (16), например ФУ-13, который обеспечивает питание станции оптических помех от первичного трехфазного источника электропитания переменного тока с номинальным значением напряжения 380 В и частоты 50 Гц.
Комплексное использование связанного средствами связи оборудования многоканальной интегрированной системы мониторинга надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности («Барьер-МКиС») обеспечивает уверенное достижение технический результат от использования предлагаемой полезной модели, а именно обеспечение безопасной деятельности морских объектов, повышение безопасности судовождения, обеспечение экологической безопасности и повышение эффективности судоходства посредством повышения эффективности мониторинга воздушной и надводной обстановки и сопровождения морских и воздушных объектов, мониторинга, классификации и сопровождения морских и воздушных объектов, создания оптических помех объектам, несанкционированно проникших в район платформ и судов, повышения эффективности мониторинга окружающей среды морских акваторий на основе информации от различных средств обнаружения.
В качестве указанных функциональных блоков могут быть использованы различные выполняющие требуемые функции известные в локационной и охранной областях устройства.
В качестве отдельных элементов системы могут быть использованы известные технические средства, способные выполнять требуемые функции, в частности:
В качестве радиолокационной станции (РЛС) мониторинга может использоваться импульсная РЛС, такая как БРЛС «Нева-Б», «Балтика-Б», или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве оптико-электронной станции (ОЭС) может использоваться телевизионные системы, тепловизор или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве станции оптических помех (СОП) может использоваться система постановки помех в видимом спектре или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве радиолокационного модуля миллиметрового диапазона волн (РЛМ ММ) может использоваться «Нева-Б», МР-2ПВ или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве радиолокационного модуля сантиметрового диапазона волн (РЛМ СМ) может использоваться «Буссоль», Kelvin Hughes MkV CAE-A30-20 или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве системы обработки отображения и регистрации радиолокационной информации (СООРРИ) могут использоваться компьютерные радиолокационные индикаторы на базе промышленных компьютеров высокой производительности или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве автоматизированного рабочего места оператора (АРМ-оператора) могут использоваться радарные вычислители, вычислители индикатора сопряженные с РЛС, ОЭС, СОП и другой аппаратурой системы или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве видеокамер могут использоваться цветные или черно-белые камеры, установленные на опорно-поворотном устройстве либо стационарно или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства
В качестве видеорегистратора может использоваться регистратор видеосигналов со встроенным накопителем на жестком магнитном диске с возможностью воспроизведения архива или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве средства отображения видео информации могут использоваться мониторы на ЖК матрицах с диагональю не менее 20″, плазменные панели или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства
В качестве тепловизора может использоваться компактная электрооптическая система обнаружения и распознавания «Филин-250С» или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В качестве станции оптических помех может использоваться система на базе известных изделий 5П-42, ФФ-1, ПУ-276 или другие аналогичные по техническим возможностям и выполняемым функциям средства.
В многоканальной интегрированной системы мониторинга надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности («Барьер-МКиС») могут использоваться также изобретения и полезные модели заявителя: Патент №2155354 (Радиолокационная система), Патент №13928 (Радиолокационная система).
Комплексное использование связанного средствами связи оборудования многоканальной интегрированной системы мониторинга надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности («Барьер-МКиС») обеспечивает наряду с обнаружением надводных и воздушных объектов при распространении радиочастотного импульса миллиметрового и сантиметрового диапазона волн от радиолокационных станций, а также обнаружение объектов при помощи оптических систем, также осуществляется мониторинг экологической обстановки и проводка судов в близи нефтедобывающих платформ.
Комплексное использование связанного средствами связи оборудования многоканальной интегрированной системы мониторинга надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности («Барьер-МКиС») обеспечивает также
- повышение разрешающей способности радиолокационной системы;
- повышение качества распознавания целей;
- всепогодное обнаружение целей радиолокационным и оптическим способом;
- мониторинг экологической обстановки в близи добывающих платформ;
- объединение радиолокационной и оптической информации на едином автоматизированном рабочем месте.
В результате использования многоканальной интегрированной системы мониторинга надводной и воздушной обстановки и обеспечения безопасности объектов морской деятельности («Барьер-МКиС») успешно решаются задачи:
- обеспечения безопасной деятельности морских объектов;
- повышения безопасности судовождения;
- обеспечения экологической безопасности;
- повышения эффективности судоходства.
Система по полезной модели может включать в себя несколько камер, тепловизоров, РЛМ ММ и СМ, это все зависит от места установки и теневых секторов на конкретном объекте.
Система по полезной модели может использоваться на нефтедобывающих платформах для определения экологической обстановки, в частности, определение разлива нефти, и для безопасного и эффективного судоходства.
Каждый в отдельности элемент системы известен, в частности известны отдельно применяемые радиолокационные станции, оптико-электронные системы и системы оптических помех, однако объединение их в систему является новым и обеспечивает синергетический эффект их комплексного совместного применения. Поэтому полезная модель соответствует требованиям критерия охраноспособности «новизна».
Подробное описание конструкции, возможности их промышленного изготовления и промышленной эксплуатации, подробное описание особенностей функционирования полезной модели доказывает соответствие требованиям критерия охраноспособности полезных моделей - «промышленная применимость».
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. US Pt №5315303, G018 13/04, 1994
2. Станция радиолокационная навигационная береговая типа “Океан-М 51“. Техническое описание ЛЕ.Т. 000.051.ТО. Разработка НПО “Равенство”, Санкт-Петербург, 1980.
3. RU Pt. №313928 G01S 13/08 Опубл. 10.06.2000 (прототип).