МОБИЛЬНАЯ РЛС КРУГОВОГО ОБЗОРА МЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ВОЛН

Полезная модель относится к радиолокации и может быть использована для обнаружения, измерения координат, опознавания и сопровождения широкого класса аэродинамических и баллистических объектов.
Известны РЛС метрового диапазона волн аналогичного назначения [1, 2]. Недостатками этих РЛС являются невысокие тактико-технические и эксплуатационные характеристики (точность, зона обнаружения, надежность, мобильность и др.).
Наиболее близкой по технической сущности и назначению к предлагаемой является мобильная РЛС кругового обзора метрового диапазона волн [3], принятая за прототип.
РЛС-прототип размещается на одном транспортном средстве (без учета системы электроснабжения и выносного рабочего места оператора) и содержит антенно-мачтовое устройство (АМУ), выполненное в виде вращающегося при помощи опорно-поворотного устройства (ОПУ) единого металлического каркаса, на котором расположены основная антенна, представляющая собой активную фазированную антенную решетку (АФАР) из 6 строк и 14 столбцов с приемопередающими модулями (ППМ), компенсационная антенна, антенна наземного радиозапросчика (НРЗ), устройство развертывания и свертывания, диаграммообразующее устройство (ДОУ) и антенна телекодового канала связи, а также формирователь зондирующих импульсов, приемное устройство, устройства первичной и вторичной обработки, устройство отображения, управления и контроля, аппаратура НРЗ и устройство ориентирования и топопривязки (УОРТ).
РЛС-прототип обеспечивает обнаружение, измерение координат (дальности и азимута), а также угла места (в пределах от 5 до 45°), опознавание и сопровождение широкого класса аэродинамических и баллистических объектов.
Основным недостатком РЛС-прототипа является необходимость значительных временных затрат на свертывание и развертывание основной и компенсационной антенн, на горизонтирование платформы транспортного средства, на кабельные соединения между РЛС и системой электроснабжения, т.е. недостаточная мобильность (до 30 минут). Кроме того, при использовании стационарного электроснабжения РЛС теряет автономность работы, а при использовании подвижной системы электроснабжения (на прицепе) ухудшается маневренность РЛС при ее передислокации, особенно в горной местности.
К недостаткам прототипа следует отнести и его невысокую надежность (среднее время наработки на отказ) из-за большого количества ППМ в АФАР АО 2 (84 штуки) и наличия высокочастотного токосъемника, отрицательно влияющего на надежность РЛС, а также низкую производительность.
Основным техническим результатом предлагаемой полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик РЛС (мобильности, маневренности, автономности и надежности)
Дополнительным техническим результатом является увеличение производительности, снижение стоимости и массогабаритных характеристик РЛС.
Указанные технические результаты достигнуты тем, что в известную РЛС-прототип, размещенную на одном транспортном средстве (без учета системы электропитания), и содержащую антенно-аппаратный комплекс (ААК) 1 в составе антенны основной (АО) 2, диаграммообразующего устройства (ДОУ) 3, устройства ориентирования и топопривязки (УОРТ) 4, антенны компенсационной (АК) 5, приемопередающего устройства (ППУ) 6, устройства первичной обработки (УПО) 7, устройства развертывания-свертывания (УРС) 9, антенны и аппаратуры НРЗ 10, устройства вторичной обработки (УВО) 11 и антенны телекодового канала связи (АТКС) 12, а также устройство управления, отображения и контроля (УУОК) 8, введена система автономного электроснабжения (САЭС) 13, включающая генератор отбора мощности (ГОМ), дизельную электростанцию (ДЭС) и блок включения и распределения первичного электропитания, а также уменьшено количество строк в АФАР АО2 до 4 и ППМ до 56. При этом ААК 1 при работе РЛС вращается вместе с входящими в него устройствами в азимутальной плоскости при помощи ОПУ, что обеспечивает работу РЛС без использования высокочастотного токосъемника, а УРС 9 дополнительно обеспечивает автоматическое горизонтирование платформы транспортного средства. Кроме того, предлагаемая РЛС выполнена на современной элементной и вычислительной базе.
На Фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемой РЛС, где для упрощения не показаны ОПУ, токосъемник, привод вращения и источники вторичного электропитания ААК 1, элементы временной и угловой синхронизации.
Как видно из структурной схемы РЛС, УРС 8 механически соединено с АО 2, АК 5 и антенной НРЗ 10, вход-выход АО 2 соединен с первым входом-выходом ДОУ 3, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом 1111У 6, вход которого соединен с выходом АК 5, а выход - с первым входом УПО 7, второй вход которого соединен с выходом УОРТ 4, выход - с входом ДОУ 3, а вход-выход - со вторым входом-выходом УВО 11 и входом-выходом УУОК 8, вход которого соединен со вторым выходом С АЭС 13, первый выход которого соединен через низкочастотный токосъемник со входами источников вторичного электропитания ААК 1, первый вход-выход УВО 11 соединен со входом-выходом НРЗ 10, а выход - со входом АТКС 12, выход которого является выходом РЛС.
АО 2 является АФАР, имеющей 4 строки, 14 столбцов и 56 ППМ.
ППУ 6 содержит один передающий и, как и в прототипе, четыре приемных канала - основной и три компенсационных.
АК 5 состоит из трех излучателей и расположена с тыльной стороны АФАР.
УОРТ представляет собой многофункциональный радионавигационный комплекс МРК-32, антенна которого расположена на верхней части АО 2.
АО 2, АК 5, антенны УОРТ 4 и НРЗ 10 расположены на общем антенно-мачтовом устройстве.
УПО 7 и УВО 11 выполнены на основе современных специализированных высокопроизводительных электронных вычислительных машин (ЭВМ).
УУОК 8 представляет собой два рабочих места оператора РМО, выполненных на основе ноутбука. Одно из РМО размещено в кабине водителя транспортного средства, а второе является выносным и может быть удалено от РЛС на расстояние до 0,5 км.
САЭС 13 состоит из генератора отбора мощности (ГОМ), дизельной электростанции (ДЭС), используемой в качестве резерва, и блока включения и распределения первичного электропитания.
Предлагаемая РЛС работает следующим образом.
Исходные линейно-частотно-модулированные (ЛЧМ) зондирующие импульсы, усиленные по мощности до требуемого уровня, из ППУ 6 поступают через ДОУ 3 на передающие части ППМ АФАР АО 2, которая излучает их в пространство. В ДОУ 3 обеспечивается требуемое амплитудно-фазовое распределение (АФР) зондирующих импульсов для формирования заданной диаграммы направленности (ДН) АО 2. Значения АФР рассчитываются в ЭВМ УПО 7 в соответствии с программой обзора РЛС в вертикальной плоскости и несущей частотой зондирующих импульсов.
Принятые и усиленные приемными частями ППМ АФАР АО 2 радиолокационные сигналы поступают на ДОУ 3, на выходе которого формируются радиолокационные сигналы основного и двух компенсационных приемных каналов. Сигналы компенсационных каналов используются в УПО 7 для компенсации активных помех, принятых боковыми лепестками ДН антенны основного приемного канала.
Для компенсации активных помех, принятых задним лепестком ДН антенны основного приемного канала, используются сигналы третьего компенсационного канала, принятые АК 5, расположенной с тыльной стороны АО 2.
Сигналы основного и трех компенсационных приемных каналов через ППУ 6, где они усиливаются и преобразуются, в цифровой форме поступают на первый вход УПО 7, на второй вход которого поступают сигналы устройства УОРТ 4. Результатом первичной обработки являются автоматическое обнаружение и измерение дальности, азимута и (в пределах от -10 до 35°) угла места объектов, автокомпенсация активных шумовых помех, управление ДН АО 2 через ДОУ 3 и другое.
Информация о координатах объектов из УПО 7 поступает в УВО 11, которое осуществляет формирование трасс объектов, распознавание их классов, управление работой НРЗ 10, отождествление сигналов государственного опознавания с трассами и информационное сопряжение через антенну телекодового канала связи 12 с потребителями радиолокационной информации.
УОРТ 4 обеспечивает автоматическое ориентирование АО 2 относительно направления на Север и определение географических координат РЛС по сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) для пересчета координат обнаруженных объектов относительно точки расположения РЛС на местности.
Координаты объектов с выхода УПО 7, трассы и отметки опознавания с выхода УВО 11 отображаются на экране УУОК 8, представляющего собой рабочее место оператора, с пульта которого осуществляется управление работой аппаратуры РЛС и контроль ее технического состояния.
УРС 9 представляет собой автоматизированную гидравлическую систему с механическими элементами, обеспечивающую складывание (раскладывание) АО 2, опускание (подъем) и укладку антенно-мачтового устройства, на котором расположены АО 2, АК 5, НРЗ 10 и УОРТ 4, на платформу транспортного средства и ее автоматическое горизонтирование при развертывании РЛС.
Таким образом, размещение предлагаемой РЛС, состоящей из ААК 1 и УУОК 8, и введенной САЭС 13 на одном транспортном средстве, уменьшение количества строк и ППМ в АО 2, расположение ААК на общем ОПУ, обеспечение автоматического горизонтирования платформы транспортного средства, выполнение всей аппаратуры на современной элементной и вычислительной базе и соединение между собой входящих в нее устройств описанным выше способом, позволило значительно улучшить эксплуатационные характеристики РЛС (мобильность, маневренность, автономность и надежность) при увеличении ее производительности и снижении стоимости и массогабаритных характеристик.
Источники информации
1 Подвижная наземная двухкоординатная РЛС кругового обзора метрового диапазона волн. Заявка №2003121688 от 14.07.2003 г., опубл. 10.07.2005, патент РФ №2256190, G01S 7/00, 13/00.
2 Подвижная наземная двухкоординатная РЛС кругового обзора метрового диапазона волн. Заявка №2006132692 от 13.09.2006, опубл. 20.12.2008, патент РФ №2341813, G01S 13/04.
3 Мобильная РЛС кругового обзора метрового диапазона волн. Заявка №200501119 от 19.07.2005, опубл. 27.02.2007, патент ЕАПО №007941, G01S 13/04, 13/06, 13/42, 13/66.