РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к радиолокации и может быть использована в качестве судовой радиолокационной станции (РЛС) для обнаружения и измерения координат и параметров надводных объектов по их вторичному излучению, для обеспечения навигации корабля-носителя, а также для определения координат надводных объектов по их собственному радиоизлучению.
Известна РЛС кругового обзора 1, содержащая антенное устройство, кинематически связанное с приводом вращения и датчиком углового положения антенны, передатчик и приемник, связанные посредством антенного переключателя - высокочастотного (ВЧ) коммутатора с антенной. При этом выход приемника связан с устройством инструментального съема данных, включающим последовательно сйединенок ые преселектор и преобразователь измеренных координат в цифровые коды, подключенный к информационному входу цифровой вычислительной мащины. Синхронизация работы устройств РЛС осуществляется по сигналом с синхронизатора.
РЛС представляет собой импульсную РЛС, выполненную по классической схеме, обеспечивающую обнаружение и измерение координат и параметров движения объектов по их вторичному излучению. Благодаря использованию в данной РЛС цифровой вычислительной мащины осуществляется вторичная обработка обращенных сигналов, которая сводится к идентификации и экстраполяции траекторий движения обнаруженных объектов.
Недостатком рассмотренного аналога является то, что для повышения потенциала РЛС необходимо соответственно увеличивать мощность излучаемых импульсов, что существенно снижает скрытность РЛС.
Другим недостатком данной РЛС является то, что она не способна обнаруживать объекты по их собственному радиоизлучению.
Известны также и пассивные РЛС 2, предназначенные для обнаружения источников радиоизлучений, в частности по излучению установленных на объектах РЛС. Данная РЛС определяет направление (пеленг) на источник излучения, а также может определять период зондирования и период обзора.
В состав пассивной РЛС входят вращающаяся диапазонная антенна, подключенная к приемнику прямого усиления, связанному с первой гребенкой широкополосных полосовых фильтров, подключенных к смесителям, на вторые входы которых подаются гармонические колебания с перестраиваемых местных гетеродинов.
Выходы упомянутых смесителей подключены ко второй гребенке полосовых фильтров, общая полоса пропускания которых ровна полосе пропускания одного фильтра первой гребенки. Выходы фильтров второй гребенки подключены к входам второй группы смесителей, к которым подключена вторая группа перестраиваемых местных гетеродинов. Выходы упомянутых смесителей соединены с входами третьей гребенки фильтров, общая полоса пропускания которой равна полосе пропускания одного фильтра второй гребенки. Входы третьей гребенки фильтров подключены к аппаратуре анализа частот.
Преобразование сигналов излучения путем подбора частот местных гетеродинов осуществляется таким образом, что спектры, соответствующие фильтрам первой гребенки, преобразуются в одни и те же частоты, соответствующие полосе пропускания второй гребенки фильтров, а спектры частот, соответствующие каждому фильтру второй гребенки, преобразуются в одни и те же частоты, соответствующие общей полосе пропускания третьей гребенки.
Недостатком второго аналога является то, что он не позволяет определять координаты и параметры движения надводных объектов, что требуется в РЛС целеуказания.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой РЛС является РЛС, блок-схема которой приведена в источнике 3.
Эта РЛС содержит антенное устройство, связанное через антенный переключатель (ВЧ-коммутатор) с выходом импульсного передатчика и с входом приемника, подключенного к индикатору кругового обзора (ИКО) со схемой формирования развертки, а также синхронизатор, включающий кварцевый генератор, блок формирования импульсов запуска передатчика и блок формирования визиров для ИКО. В состав РЛС входит также счетно-решающее (вычислительное) устройство.
В данной РЛС на вход передатчика от синхронизатора подаются импульсы на его запуск. Сформированные в передатчике зондирующие импульсы посредством антенного переключателя подаются на антенну. Отраженные от целей сигналы с помощью антенного переключателя подаются в приемник для обработки. Видеосигналы с приемника подаются для отображения на индикатор кругового обзора, с помощью которого производится измерение текущих координат обнаруженных объектов.
Измеренные координаты вводятся в счетно-решающие устройство, куда также поступают текущие значения курса и скорости носителя РЛС.
По поступившей информации счетно-решающее устройство вырабатывает данные целеуказания.
Недостатком рассмотренной РЛС является то, что она может работать только в режиме излучения простых импульсных сигналов и не может работать в режиме излучения сплошных зондирующих сигналов, в частности, частотно модулированных, обеспечивающих высокий потенциал РЛС при высокой скрытности ее работы.
С другой стороны, данная РЛС не обладает способностью обнаруживать объекты по их собственному радиоизлучению, т.е. работать в пассивном режиме.
Все это ограничивает функциональные возможности выбранной в качестве прототипа РЛС.
Указанные недостатки устранены в предлагаемой РЛС.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в РЛС, содержащую совмещенное антенное устройство, ВЧ-коммутатор, измерительно-вычислительное устройство, второй выход которого является выходом радиолокационной станции, и устройство индикации и управления РЛС, четвертый вход которого подключен к выходу приемо-передающего устройства, первый вход/выход которого связан через ВЧ-коммутатор с входом/выходом совмещенного антенного устройства, приводы стабилизации и вращения которого связаны входами и выходами с соответствующими выходами и выходами устройства индикации и управления РЛС, введены второе антенное устройство, блок ВЧ-коммутации и фильтрации, первое, второе и третье устройства обработки сигналов, устройство управления и индикации пассивного канала и устройство обработки и преобразования информации, входы которого с первого по шестой подключены соответственно к выходам с восьмого по тринадцатый устройства индикации и управления РЛС, третий выход устройства обработки и преобразования информации подключен к седьмому входу устройства индикации и управления РЛС, а его первый и второй выходы соединены соответственно с четвертым и пятым входами приемного устройства, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому выходу ВЧ-коммутатора и ко второму выходу формирователя зондирующих линейно-частотно модулированных ЛЧМ-сигналов, подключенного первым выходом ко второму входу ВЧ-коммутатора, а объединенными выходами с пятого по седьмой к шестому входу приемного устройства, второй выход которого подключен к седьмому входу устройства обработки и преобразования информации, второй и третий входы приемно-передающего устройства соединены соответственно с шестым и седьмым выходами устройства индикации и управления РЛС, третий выход которого соединен с управляющим входом ВЧ-коммутатора, третий вход устройства индикации и управления РЛС подключен к четвертому выходу формирователя зондирующих ЛЧМ-сигналов, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым выходами устройства ршдикации и управления РЛС, а его третий выход подключен к третьему входу приемного устройства, первый выход которого соединен с пятым входом устройства индикации и управления РЛС, восьмой вход которого соединен с шестым выходом устройства обработки и преобразования информации, а его четырнадцатый и пятнадцатый выходы подключены соответственно к первому и второму входам
измерительно-вычислительного устройства, которое связано числовой магистралью с устройством и преобразования информации, а выходной числовой магистралью - с устройством индикации и управления РЛС, шестой вход которого подключен к пятому выходу устройства управления и индикации пассивного канала, первый и второй входы которого соединены соответственно с пятым и четвертым выходами устройства обработки и преобразования информации, при этом третий вход и первый выход устройства управления и индикации пассивного канала связаны соответственно с третьим выходом и с третьим входом измерительно-вычислительного устройства, а его шестой вход соединен с четвертым выходом третьего устройства обработки сигналов, третий выход которого соединен со вторыми входами первого и второго устройств обработки сигналов, первые входы первого, второго и третьего устройств обработки сигналов объединены и подключены ко второму выходу устройства управления и индикации пассивного канала, к пятому входу которого подключены вторые объединенные между собой выходы упомянутых трех устройств обработки сигналов, четвертый вход устройства управления и индикации пассивного канала объединен с четвертым входом измерительно-вычислительного устройства и подключен к первому выходу третьего устройства обработки сигналов, второй и третий входы которого подключены соответственно к третьему выходу блока ВЧ-коммутатации и фильтрации и к четвертому выходу второго антенного устройства, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с одноименными входами второго устройства обработки сигналов, а его седьмой выход подключен к третьему входу первого устройства обработки сигналов, подключенного вторым входом ко второму выходу блока ВЧ-коммутации и фильтрации, первый выход которого соединен с четвертым входом второго устройства обработки сигналов, пятый и шестой входы блока ВЧ-коммутации и фильтрации подключены соответственно к пятому и шестому выходам второго антенного устройства, первый вход и восьмой выход которого соединены соответственно с шестым выходом и седьмым входом устройства управления и индикации пассивного канала, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока ВЧ-коммутации и фильтрации, первый и второй входы которого подключены ко вторым выходам соответственно совмещенного антенного устройства и ВЧ-коммутатора..
- 5 -
Благодаря введению в РЛС формирователя зондирующих ЛЧМ-сигналов, приемного устройства, устройства обработки и преобразования информации, измерительно-вьиислительного устройства и устройства индикации и управления РЛС обеспечивается зондирование пространства сложными ЛЧМ-сигналами, прием, оптимальная обработка отраженных ЛЧМ-сигналов, определение по ним координат и параметров движения объектов.
Благодаря этому существенно увеличивается потенциал РЛС при высокой скрытности ее работы.
Введение второго П-канального антенного устройства, блока ВЧ-коммутации и фильтрации, трех устройств обработки сигналов радиоизлучений, а также устройства управления и индикации пассивного канала обеспечивается обнаружение в пассивном режиме объектов радиоизлучения, направления (пеленга) на них, а при осуществлении маневра корабля-носителя по заданному курсу по отсчетам пеленга обеспечивается и определение дальности до источника излучений и параметров его движения.
При этом РЛС может работать одновременно и в активном и пассивном режимах обнаружения.
Для точного пеленгования источников радиоизлучения используются остронаправленные антенны совмещенного антенного устройства, в том числе и антенна, используемая при излучении импульсных и ЛЧМ-сигналов активного канала.
Указанные преимущества существенно расщиряют функциональные возможности предлагаемой РЛС.
Сущность полезной модели поясняется чертежами и описанием ее функционирования.
На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемой РЛС, на фиг. 2 - пример схемной реализации устройства индикации и управления РЛС, на фиг. 3 - структурная схема измерительно-вычислительного устройства, на фиг. 4 - схема устройства обработки и преобразования информации, на фиг. 5 - схема устройства управления и индикации пассивного канала, а на фиг. 6 - схема устройства обработки сигналов.
Предлагаемая РЛС содержит (см. фиг.1) совмещенное антенное устройство 1, включающее блок 2 медленно вращающихся остронаправленных антенн с приводом 3 стабилизации и приводом 4 вращения, подключенными к первому и второму управляющим выходам и к первому и второму входам, соответственно, устройства 5 индикации и управления РЛС. Первый вход/выход блока 2 антенного устройства 1 связан через ВЧ-коммутатор 6 с входом/выходом приемо-передающего устройства 7, первый выход ВЧ-коммутатора 6 соединен с первым входом приемного устройства 8, второй его выход связан с вторым входом блока 9 ВЧ-коммутации и фильтрации, подключенного первым входом ко второму выходу блока 2 антенного устройства 1, второй вход ВЧ-коммутатора 6 соединен с первым выходом формирователя 10 ЛЧМ-сигналов. Второй выход формирователя 10 подключен ко второму входу приемного устройства 8, третий вход (опроса) которого соединен с третьим выходом формирователя 10. Четвертый выход формирователя 10 подключен к третьему входу устройства 5, третий выход которого соединен с управляющим входом ВЧ-коммутатора 6, а его четвертый и пятый выходы подключены соответственно к первому и второму входам формрфователя 10, пятый, шестой и седьмой выходы которого объединены и подключены к шестому входу приемного устройства 8, второй выход которого подключен к седьмому входу устройства 11 обработки и преобразования информации. Выход приемо-передающего устройства 7 соединен с четвертым входом устройства 5, а его второй и третий входы подключены соответственно к шестому и седьмому выходам устройства 5, пятый вход которого связан с первым выходом устройства 8. Четвертый и пятый входы устройства 8 соединены с первым и вторым выходами устройства 11, третий выход которого подключен к седьмому входу устройства 5, а его четвертый и пятый выходы соединены соответственно с первым и вторым входами устройства 12 управления и индикации пассивного канала. Входы устройства 11с первого по шестой подключены соответственно к выходам с восьмого по тринадцатый устройства 5 индикации и зшравления РЛС. Четьфнадцатый и пятнадцатый выходы устройства 5 соединены соответственно с первым и вторым входами измерительно-вычислительного устройства 13, первая числовая магистраль которого подключена к числовому магистральному входу устройства 5, а вторая его числовая магистраль является вькодной магистралью РЛС. Третьи вход и выход измерительно-вычислительного устройства 13 подключены соответственно к первому выходу и к третьему входу устройства 12. Четвертый вход устройства 12 объединен с четвертым входом измерительно-вьиислительного устройства 13 и подключен к первому выходу третьего устройства 14 обработки сигналов, а пятый
его вход подключен ко вторым объединенным выходам устройств 14, 15, 16 обработки сигналов, при этом вторые входы второго и третьего устройств 15, 16 объединены и подключены к третьему выходу третьего устройства 14. Третий и четвертый выходы устройства 12 подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока 9 ВЧ-коммутации и фильтрации. Пятый выход устройства 12 соединен с шестым входом устройства 5, восьмой вход которого подключен к шестому выходу устройства 11 обработки. Входы устройства 5 с девятого по двенадцатый являются входами для приема сигналов курса (К), скорости (V), углов (Q) бортовой и (Т) килевой качек.
Первый, второй и третий входы второго устройства 15 обработки сигналов подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 17 детекторных секций второго антенного устройства 18, а его четвертый вход соединен с первым выходом блока 9 коммутации и фильтрации, второй и третий выходы которого подключены соответственно ко вторым входам устройств 16, 14 обработки сигналов. Первые входы устройств 14, 15, 16 подключены ко второму выходу устройства 12 управления и индикации пассивного канала. Четвертый выход устройства 14 соединен с шестым входом устройства 12, а его третий вход связан через полосовой фильтр 19с выходом модулятора 20 (Мод) антенного устройства 18. Управляющий вход модулятора 20 подключен к шестому вькоду устройства 12, седьмой вход которого соединен с первым выходом блока 21 быстро вращающихся антенн устройства 18 (к выходам датчиков углов Q).
Выходы блока 21 со второго по пятый связаны через блок 22 полосовых фильтров соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 23 распределителей, а его шестой выход связан через блок 22 полосовых фильтров со входом модулятора 20. Первый и третий выходы блока 23 распределителей подключены соответственно к пятому и шестому входам блока 9 ВЧ-коммутации и фильтрации, пятый его выход подключен к третьему входу устройства 16 обработки сигналов, а его второй, четвертый и шестой выходы соединены с первым, вторым и третьим входами блока 17 детекторных секций. Устройство 11 обработки и преобразования информации связано числовой магистралью с измерительно-вычислительным устройством 13 по цепи ввода в него радиолокационного формуляра объекта.
Устройство 5 индикации и управленрм РЛС (см. фиг. 2) содержит индикаторное устройство 24 отображения информации, включающее индикатор кругового обзора (ИКО) и индикатор точных координат (ИТК), связанные числовой магистралью с измерительно-вычислительным устройством 13, видеоконтрольное устройство 25 для телевизионного отображения радиолокационной обстановки, ручку 26 управления, пульт 27 управления режимами работы устройств РЛС в соответствии со схемой на фиг. 1. Кроме того, устройство 5 содержит коммутатор 28 видеосигналов, для распределения видеосигналов, поступающих из устройств 7, 8, 11, синхронизатор 29, для формирования сигналов старт (запуск устройств), тактовых импульсов и импульсов начала отсчета дальности. Кроме того, в устройство 5 входит датчик 30 (нулевой датчик), связанный с блоком 31 управления и преобразования, а также согласующее устройство 32, блок 33 управления приводом и связанные с ним цифровой преобразователь 34 углов и блок 35 связи, предназначенные для приема внешней информации от датчиков курса (К) и скорости (V) корабля-носителя, а также от датчиков приводов вращения антенн устройства 1.
Измерительно-вьиислительное устройство 13 (см. фиг.З) содержит измеритель 36 длительности сигналов (т) периодов повторения зондирующих сигналов от источников излучения (Тп) и периодов обзора их антенн (Тобз)- Информация от измерите.)1я 36 вводится в вычислительную систему 37, входящую в контур автоматического сопровождения целей и формирующую формуляр для потребителя, например в корабельную автоматизированную систему управления. Кроме того, устройство 13 содержит цифро-аналоговый преобразователь 38, преобразующий пеленг в цифровой код и выдающий информацию в вычислительную систему 37, а также устройство 39 индикации и пульт 40 местного контрольного устройства (МКУ).
Устройство 11 обработки и преобразования информации (см. фиг, 4) содержит преобразователь 41, для преобразования и ввода видеосигналов в накопитель 42, подключенный к измерителю 43 координат.
Измеритель 43 координат связан посредствам числовой магистрали с вычислителем 44 и преобразователем 45 координат из полярной системы в прямоугольную.
Кроме того, устройство 11 содержит формирователь 46 визира по информации из устройства 5, формирователь 47 обобщенного видеосигнала, формирователи 48, 49 для индикатора кругового обзора и индикатора точных координат, а также формирователь 50 вторичной информации, синхронизатор 51 и устройство 52 связи с внешними приборами, в частности с гирокурсоуказателями, а по числовой магистрали с измерительно-вычислительным устройством.
Устройство 12 управления и индикации пассивного канала (см. фиг. 5) содержит блок 53 измерения амплитуды и селектор по длительности, связанный с устройством 54 формирования сигналов для индикатора обнаружения (ИО), индикатора точного пеленга (ИГЛ), цифрового табло и визира. Кроме того, в состав устройства 12 входят устройство 55 формирования кода угла пеленга с запоминающим устройством поправок, а также устройство 56 формирования сигналов модуляции, вьщаваемых на модулятор 20 антенного устройства 18, а также пульт 57 управления индикации.
Устройство 15 (14, 16) обработки сигналов (см. фиг.6) содержит блок 58 СВЧ, представляющий многокаскадный усилитель с сверхвысокочастотными (СВЧ) фильтрами с детектированием на выходах.
Ответвленные после первых каскадов сигналы детектируются и образуют сигнал третьего тона 3с. Ответвленные после следующего каскада усиление продетектированные сигналы образуют сигналы второго тона 2с. Сигналы, прошедшие последние каскады усиления СВЧ-фильтрами делятся на частотные каналы, обеспечивая селекцию по несущей частоте (определение несущей частоты с точностью до номера частотного канала).
Прошедшие СВЧ-фильтры сигналы детектируются и образуют сигналы первого тона 1с. Сигналы 1с-3с поступают на блок 59 видеоусилителей, где осуществляется их низкочастотная фильтрация с образованием сигналов короткой длительности 1КИЗКИ, большой длительности 1ДИ-ЗДИ и видеосигналов анализа 1ВСА. Указанные сигналы поступают в устройство 60 обработки и коммутации, туда же подаются сигналы КИ и ДИ с выхода второго блока 61 видеоусилителей, с других выходов которого в устройство 62 коммутации подаются видеосигналы анализа для диапазонов I, II, Ш. С выхода устройства 60 выдаются сигналы, соответствующие номерам тонов IT, 2Т, ЗТ. С выхода устройства 62 коммутации снимаются видеосигналы анализа 1ВАЗВА.
- 10 Предлагаемая РЛС обеспечивает обнаружение надводных объектов по отраженным от них сигналам и по их собственному радиоизлучению, определение координат и параметров движения обнаруженных объектов, автоматическое или полуавтоматическое сопровождение выбранных объектов и вьщачу полученной информации потребителю.
РЛС работает в одном из трех режимов.
-активного радиолокационного обнаружения;
-пассивного радиолокационного обнаружения;
-активно-пассивного обнаружения.
Для решения указанных задач РЛС содержит два взаимосвязанных канала: активный и пассивный.
Рассмотрим работу РЛС в активном режиме. В данном режиме РЛС работает при излучении одного из двух различных по структуре зондирующих сигналов. Первый из них представляет собой немодулированный по частоте импулъсный сигнал, используемый в обычных РЛС. При этом предусмотрена работа РЛС на зондирующих импульсах как большой, так и малой мощностях, при этом при работе в режиме навигации используются импульсы малой длительности, что позволяет уменьшить мертвую зону и увеличить разрешающую способность.
Второй зондирующий сигнал представляет собой квазинепрерывный ЛЧМ-сигнал с перестройкой нес5Ш1ей частоты от посылки к посылке.
Благодаря перестройке частоты ЛЧМ-сигнала существенно уменьшаются флуктуации амплитуды отраженного сигнала, что позволяет значительно уменьшить пороговое отношение сигнал-шум при заданных вероятностях правильного обнаружения и ложных тревог.
При работе на обычном импульсном зондирующем сигнале по команде с пульта 27 (см. пятый выход устройства 5 индикации и управления РЛС) в приемо-передающем устройстве 7 устанавливается необходимая мощность излучаемого импульса.
По сигналу старт с шестого выхода устройства 5 запускается передатчик приемо-передающего устройства 7.
- 11 Приемник приемо-передающего устройства 7 на время излучения зондирующего сигнала блокируется.
Отраженные сигналы через волноводный ВЧ-коммутатор 6 возвращаются в приемо-передатчик 7, где обрабатываются обычными методами.
Видеосигналы с приемо-передатчика 7 поступают на четвертый вход устройства 5 индикации и управления, где после коммутации транслируются на вход устройства 11 обработки и преобразования информации. Обработка видеосигналов в устройстве 11 общая как для импульсных, так и для ЛЧМ-сигналов, поэтому будет рассмотрена ниже.
Рассмотрим работу РЛС при  ЛЧМ-сигналов.
По сигналу с четвертого выхода устройства 5 включается устройство 10 формирование зондирующих ЛЧМ-сигналов, при этом по сигналу управления с устройства 5 ВЧ-коммутатор 6 подключает зеркальную антенну устройства 1 к выходу формирователя 10 зондирующих ЛЧМ-сигналоБ. Отраженные ЛЧМ-сигналы при этом будут подаваться на первый вход приемного устройства 8.
Для заполнения пауз между ЛЧМ посылками на время обратного хода перестройки частоты в ЛЧМ-посылке устройство содержит два попеременно работающих ЛЧМ генератора.
Требуемая величина девиации частоты ЛЧМ-сигнала обеспечивается умножением, делением и преобразованием частоты. Кроме отраженных ЛЧМ-сигналов в приемник 8 из устройства 10 подаются непрерывный опорный сигнал (п) и три гетеродинных сигнала, в котором после соответствующих преобразований обеспечивается перенос спектра отраженных сигналов в область частот дальности.
Определение дальности до цели при излучении ЛЧМ-сигналов основано на известном методе сравнении частоты отраженных ЛЧМ-сигналов с частотой опорного ЛЧМ-сигнала и вьщелении колебаний разностной частоты, по значению которой определяется дистанция до цели.
В состав приемного устройства 8 входит анализатор частот параллельного типа, состоящий из П гребенок узкополосных, согласованных по полосе пропускания с длительностью ЛЧМ посылки фильтров.
- 12 Каждая гребенка содержит m фильтров, при этом общее число П х m фильтров в анализаторе обеспечивает перекрытие всей полосы частот дальности.
В анализаторе приемного устройства 8 осуществляется частотное разделение сигналов, отраженных от находящихся на разных дальностях объектов и накопление энергии принимаемых сигналов в пределах длительности ЛЧМ-посылки.
Результаты обработки сигналов в анализаторе по сигналу опроса устройства 8 обработки информации путем последовательного опроса всех П х m каналов анализатора заносятся в устройство 11.
В устройстве 11 осуществляется первичная обработка сигналов, заключающаяся в преобразовании пачек импульсов, накоплении заданного числа импульсов на каждом дискрете всего диапазона дистанции и измерении координат пеленга или курса и дальности до каждой цели. Все видеосигналы поступают на преобразователь 41 масштаба времени и далее на накопитель 42 и измеритель 43 координат. Запись и считывание видеосигналов в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) преобразователя управляется поступающими из синхронизатора устройства 5 тактовыми импульсами и импульсами начала определения дальности. Запись сигналов из устройства 8 синхронизируется импульсами опроса фильтров анализатора частоты и тактовыми импульсами, вьщаваемыми измерителем 43 координат устройства 11. С выхода измерителя координат сигналы по числовой магистрали поступают в телевизионный цифровой преобразователь 45 координат, в котором осуществляется преобразование информации, поступающей в полярной системе координат, в информацию, представляемую в прямозтольной системе координат с помощью преобразователя 45 координат и телевизионного синхронизатора. Сигналы с выхода преобразователя 45 координат используются для формированию панорамы ИКО, ИТК, вторичной информации, визира и видеосигнала с помощью соответствующих формирователей 48, 49, 50, 46, 47. Телевизионный цифровой преобразователь развертки управляется вычислителем через числовую магистраль. Формирователь 47 видеосигнала вьфабатывает выходной видеосигнал из сигналов, поступающих с формирователей 48 ИКО, 49 ИТК, вторичной информации 50 и визира 46. Телевизионный синхронизатор 51 осуществляет синхронизацию считывания информации с преобразователя координат и развертки видеоконтрольного устройства 25 в устройстве 5.
. /
- 13 Управление режимами работы устройства первичной обработки информации и телевизионного цифрового преобразователя развертки осуществляется вьиислителем посредством внутренней числовой магистрали (см. фиг.4).
Преобразованная информация из устройства 11 в качестве телевизионного сигнала Видео поступает на информационный вход видеокошрольного устройства 25 устройства 5 индикации и управления. Формирование стандартного 625 строчного телевизионного растра на экране видеоконтрольного устройства обеспечивается импульсами синхронизации запуска развертки строк и импульсами запуска развертки кадров, поступающими на упомянутое видеоконтрольное устройство из устройства 11.
Вьиислитель устройства 11 входит также в контур сопровождения выбираемых целей.
Выбор целей на сопровождение производится путем последовательного совмещения на экране ИКО маркера (визира) с отметками целей. Точнее совмещение маркера с отметкой цели производится на экране ИТК, на который выносится увеличенная в заданное число раз часть изображения ИКО в области нахождения данной отметки (электронная луна). Отображение радиолокационной обстановки на экране ИТК осуществляется в прямоугольной системе координат.
У взятых на сопровождение целей на экране ИКО индицируется вектора их скорости, направление которых отображает курс целей, а величина - значение скорости.
Информация о взятых на сопровождение целях по команде из устройства 5 вводятся посредством радиального последовательного интерфейса в измерительно-вычислительное устройство 13. В состав формуляра цели входят: номер цели, ее курс, пеленг, скорость, дальность, вид режима сопровождения, а также оценка протяженности и интенсивности отметки.
Последнее позволяет классифицировать обнаруженную цель по признаку большая или малая.
Управление работой и взаимодействием устройств активного канала производится по командам с пульта 27 устройства 5 индикации и управления РЛС (см. фиг.2).
Исходной информацией для вьфаботки сигналов управления для устройства 5 является: текущие значения бортовой (Q) и килевой (Р) качках, а также значение курса (К) и скорости (V) корабля-носителя.
- 14 Рассмотрим работу РЛС в пассивном режиме. Работа канала основана на последовательном поиске радиоизлучений по азимуту с использованием слабонаправленных бысгровращающихся (БВ) антенн с узкой диаграммой направленности (ДН), параллельном обзоре по частоте с индикацией панорамы обстановки, а также на анализе, классификации принятых радиоизлучений и пеленговании их источников.
СВЧ-сигналы источников излучения принимаются слабонаправленными быстровращающимися антеннами блока 21, обеспечивающими быстрый гарантированный поиск источников импульсных излучений в пространстве в частотных диапазонах I-IV. Для обеспечения возможности приема непрерывных сигналов в диапазоне IV сигналы модулируются модулятором 20, управляющее напряжение на который поступают из устройства 12 индикации и управления. В устройстве 18 осуществляется усиление принятых излучений, полосовая фильтрация в блоке 22 полосовых фильтров, разветвление в блоке 23, детектирование ответвленных сигналов диапазонов I, II, Ш в блоке 17 детекторных секций и вьщача их в блок видеоусилителей устройства 15 обработки сигналов (см. фиг.6) для выявления сигналов, принятых боковыми лепестками диаграммы направленности медленно вращающихся антенн.
Усиленные СВЧ-сигналы из устройства 18 также поступают: в устройство 14 обработки сигналов (сигналы диапазона IV) и в блок 9 ВЧ-коммутации и фильтрации, сигналы радиоизлучений принимаются также остронаправленными медленно вращающимися антеннами совмещенного антенного устройства 1 в диапазонах I, П, Ш. Обзор пространства осуществляется по командным управляющим сигналам с пульта 57 управления устройства 12 управления и индикации пассивного канала.
При работе активного канала РЛС на излучение медленно вращающиеся антенны диапазона I не используются.
Радиоизлучения диапазона I поступают в устройство 6 коммутации. Если активный канал не работает, либо передатчики его работают на эквиваленты, устройство 6 коммутирует сигналы в блок 9.
Усиленный в устройстве 9 СВЧ-сигнал диапазона I поступает на его переключатель, который по сигналу управления вьщает в устройство 16 либо СВЧ-сигналы от быстровращающихся, либо от медленно вращающихся антенн. Управление переключением осуществляется по командам с пульта 57 управления устройства 12. При этом ко- 15 манда на подключение медленно вращающейся антенны блокируется при подключении устройства 6 к трактам активного канала РЛС. СВЧ-сигналы диапазонов П, Ш принятые медленно вращающимися антеннами устройства 1, поступают на волноводный переключатель блока 9. В устройстве 9 осуществляется фильтрация и коммутация сигналов по ВЧ-тракгам. Коммутация осуществляется по командам с пульта 57 управления устройства 12. Устройства 14, 15,16 осуществляют прием радиоизлучений от источников и построены по принципу прямого усиления с последующей ВЧ фильтрацией по несущей частоте.
Устройства 16 и 14 идентичны по структуре, а устройство 15 отличается о них лищь тем, что дополнительно содержит блок усилителей 61 и подключенное к нему устройство 62 коммутации.
Прошедщие СВЧ-фильтры сигналы детектируются и образуют сигналы первого тона. Продетектированные и усиленные сигналы подвергаются низкочастотной фильтрации фильтрации. Сигналы второго и третьего тонов разделяются на короткие (от 0,1 до 5 мкс) и длинные (от 5 до 200 мкс) импульсы. В диапазоне ГУ сигналы первого тона подразделяются короткие, длинные и непрерывные (квазинепрерывные) сигналы.
Для подавления в диапазоне IV наносекундных импульсов, появляющихся из-за паразитной модуляции ВЧ-щумов при работе модулятора, производится компенсация этих наносекундных импульсов на видеочастоте путем формирования сигналов компенсации, подаваемых в противофазе с сигналами модуляции.
Сигналы каждого тона сравниваются с пороговым уровнем и подвергаются первичной обработке в устройстве 60 обработки и коммутации устройств 14, 15, 16. Привязка сигналов второго и третьего тонов к частотному каналу (сигналу первого тона) осуществляется путем фиксации моментов совпадения по времени (стробирования). Сигналами первого тона, превысившими пороги в устройстве обработки и коммутации какого-либо канала, стробируются сигналы второго и третьего тонов. Попавшие в строб сигналы запоминаются на время необходимое для поочередного опроса всех каналов сигналами опроса и коммутации из устройства 12.
Видеосигналы компенсации для диапазонов I, П, Ш блока 17 детекторных секций 17 устройства 18 поступают в блок в 61 видеоусилителей устройства 15, где усиливаются и совместно с сигналами коротких (1 КИ-3 КИ), длинных (1 ДИ-3 ДИ) и видео- 16 сигналом IBCA с блока 59 видеусилителей поступают в устройства 60 обработки и коммутации устройства 15. Коды номеров тонов (1Т-ЗТ) с устройства 15 совместно с аналогичными кодами с устройств 16 и 14 записываются в ОЗУ устройства 12 для формирования информации для индикатора обнаружения, индикатора точного пеленга, целеуказания и визиров устройства 12. Адрес ОЗУ соответствует номеру опрашиваемого частотного канала и текущему грубому пеленгу, соответствующему положению антенны канала в момент превышенрш сигналом порогового уровня в устройствах первичной обработки информации. При отсутствии сигналов из устройств первичной обработки информации в последующих циклах опроса информация, ранее записанная в ОЗУ, сохраняется, а при наличии сигналов - обновляется.
Программа опроса устройств первичной обработки информации учитывает текущие угловые положения антенн.
Информация о текущем значении угла поворота быстровращающихся антенн устройства 18 снимается с датчика углового положения антенн на указанные устройства, при этом на каждом обороте датчик вьфабатывает импульс нулевого положения. Импульсы датчика углового положения антенн из устройства 18 поступают в устройство 54 формирования кода угла и ЗУ поправок устройства 12, в котором производится подсчет тактовых импульсов между двумя смежными импульсами нулевого положения. Учет взаимного положения быстровращающихся антенн производится путем добавления известных значений поправок на разворот антенн относительно базового положения. Коды углового положения медленно вращающихся антенн в устройство 12 поступают из устройства 5. Значение поправки, обеспечивающей учет поворота датчика углового положения антенны в устройстве 1, определяется в процессе регулировки пассивного канала РЛС.
Таким образом, в ОЗУ индикатора обнаружения записывается информация о панораме излучений в координатах номер частотного канала - пеленг. Каждому частотному каналу на панораме отведена отдельная строка. Высота отметки в строке опреде.дяется номером тона, при этом чем больше номер тона, тем выше отметка.
В трех последних строках на индикаторе обнаружения устройства индицируются отметки сигналов, полз енных по цепям видеосигналов компенсации боковых лепестков для диапазонов I, П, Ш.
- 17 Считывание информации ОЗУ синхронизировано импульсами для образования стандартного телевизионного растра. Информация, считываемая с ОЗУ, подается на обычное видеоконтрольное устройство (на чертеже не показано).
Сигналы видеоанализа от каждого частотного диапазона с помощью двухступенчатой системы коммутации (устройство коммутации 62 второй ступени в устройстве 15) для выбранного канала подаются в устройство 54 формирования ИГЛ, ИО, цифрового табло и визира устройства 12 и в измерительно-вычислительное устройство 13. Визиры индикатора обнаружения могут перемещаться по пеленгу (визир угла индикатора обнаружения) и по частотным каналам (визир частоты индикатора обнаружения). Визиры индикатора обнаружения могут быть использованы оператором для грубого пеленгования и оценки интенсивности сигналов.
Сигналы видеоанализа (1ВА-ЗВА) с устройства 14 поступают в устройство 13 и в блок 53 измерения амплитуды и селектор по длительности устройства 12, где по каждому тону производится сравнение уровня видеосигналов с П уровнями с последующей выработкой и запоминанием в регистрах памяти кода уровня сигнала и нормированием по амплитуде импульсов, по которым в измерительно-вьиислительном устройстве 13 производится измерение периода повторения и длительности импульсов в целях анализа и классификации (см. измеритель устройства 13). При этом на выход поступают только видеосигналы того тона, в котором находится визир порога ИГЛ, амплитуда которых превыщает уровень, занимаемый этим визиром. Положение визира задается оператором. Нормированные импульсы селектируются по длительности в устройстве 12 на четыре зоны длительности. Поступление импульсов в соответствующую зону фиксируется в регистре памяти. Информация, записанная регистром памяти, заносится в ОЗУ индикатора точных координат по адресу текущего пеленга антенны, после чего регистры памяти обнуляются синхронно с изменением кода текущего пеленга антенны. Циклы обнуления и записи повторяются. Таким образом, в ОЗУ ИТ11 записывается информация об уровне и длительности сигналов.
Для индикации на ИТП информация из ОЗУ ИТП подается на видеоконтрольное устройство.
- 18 двум периодам повторения импульсов, поступающим в устройство 12 из устройства 13, индицируются в виде яркостных отметок под ИГЛ, что позволяет оператору производить селекцию сигналов по ИТП.
При включении с пульта 57 управления осуществляется индикация сигналов компенсации по боковым лепесткам диаграммы направленности медленно вращающейся антенны. В устройстве 12 производится сравнение уровней импульсов, принятых медленно вращающейся антенной, отображается яркостная отметка под ИТП (под отметкой импульса, принятого медленно вращающейся антенной) на месте отметок строба по периоду повторения из устройства 13, свидетельствующая о приеме сигнала боковыми лепестками диаграммы направленности медленно вращающейся антенны.
По команде оператора вместо изображения ИТП может осуществляться:
-индикация периода обзора в координатах амплитуда-время в виде амплитудных отметок, приближенно воспроизводящих диаграмму направленности антенны источника радиоизлучения при ее вращении;
-индикация периода вобуляции (только для приема сигналов быстровращающимися антеннами) в координатах задержка-пеленг в виде точечных отметок, положение которых определяется величиной временных интервалов между импульсами. Для измерения пеленга и амплитуды по сигналом, отображаемым на ИТП, на нем индицируются визиры пеленга и амплитуды. Перемещение визиров по пеленгу и амплитуде осуществляется с помощью рукоятки управления на пульте управления.
Визир уровня ИТП используется также для смещения индицируемого участка временных задержек в пределах просматриваемого интервала задержек и для оценки значения задержки.
Для измерения временных параметров сигналов ограниченный видеосигнал анализа, формируемый в устройстве 12, поступает в измеритель 36 длительности Т, периода повторения Тп и периода обзора Тобз измерительно-вычислительного устройства 13.
Измерение состоит в подсчете числа тактовых импульсов за соответствующий временной интервал.
J/
- 19 нале. По одной из последовательностей импульсов формируется строб селекции по периоду повторения Тп. Измерение длительности и периода обзора Тобз производится в этом стробе.
Измеренные анализаторами устройства 13 значения указанных параметров отображаются на знаковом табло (на чертеже не показано) устройства 12.
Для выбранного радиоизлучения оператором может быть присвоен номер источника излучения и вьщаны в устройство 13 данные: номер частотного канала, временные параметры т, Тд, Тобз, которые вводятся в формуляр цели.
Характеристики каждой цели (формуляры цели) хранятся в памяти вычислительной системы 37 устройства 13, которая производит сопровождение целей до получения с пульта 57 управления устройства 12 команды на обнуление информации по данной цели. Формуляр выбранной цели, хранящейся в памяти вычислительной системы, отображается на знаковом табло пульта 40 МКУ устройства 13. Одновременно на знаковое табло  пульта 40 вьюодятся временные параметры излучения, по которому производится измерение и которому еще не присвоен номер цели.
Для выбранной цели по команде оператора может быть проведена классификация, т.е. определены типы РЛС, которым могут соответствовать полученные оценки параметров, а также признаки цели: большая или малая и т.п. Классификация производится путем сопоставления оценок несущей частоты, периода повторение Тд, длительности импульса т, периода обзора Тобз с параметрами известных типов РЛС (библиотекой), значения которых хранятся в памяти вычислительной системы 37 измерительновычислительного устройства 13. Признак цели - большая, малая может быть введен в формуляр цели по команде оператора.
Вычислительная система 37 устройства 13 производит вычисление дальности и параметров движения цели по П-пеленгам при применении маневра корабля-носителя. При этом оператором производится 1-2 раза в минуту пеленгование и выдача информации по выбранной цели в вычислительную систему устройства 13, которая циклически по каждой вьщаче решает задачу определения дальности. Кроме оценок пеленга при решении задачи определения дальности до источника излучения используются данные о курсе К и скорости V корабля-носителя.
- 20 Полученные данные о координатах и параметрах движения источника излучения вводятся в формуляр цели.
Из сформированного массива формуляров целей любой из них по команде с пульта 57 управления устройства 12 может быть выведен из памяти вычислительной системы устройства 13 и вьщан потребителю.
Таким образом, предлагаемая РЛС, обладая высоким потенциалом и скрытностью работы, обеспечивает обнаружение и измерение координат и параметров движения объектов, обеспечивает навигацию корабля-носителя и, кроме того, позволяет обнаруживать объекты по их собственному радиоиз., измерять их координаты, а также определять параметры излучающих средств: несущую частоту, длительность излучения, период повторения зондирующих сигналов и период обзора.
Это позволяет классифицировать цели по типу РЛС, а также по признаку: большая, малая.
Представленные чертежи и описание позволяют, используя существующие элементную базу и технологию, изготовить РЛС промышленным способом и использовать в качестве судовой РЛС для обнаружения и измерения координат и параметров надводных объектов, что характеризует предлагаемую полезную модель как промышленно применимую.
Источники информации:
1.Радиотехнические системы под ред. Ю.М.Казаринова, Сов. Радио Москва, 1968г,,с.271 рис.6.19.
2.Судовые радиолокационные станции и их приложение под ред. В.И.Ракава, Судостроение. Лениздат, 1970г., с.231 рис.УШ-2.
3.Справочник по радиоэлектронике ТЗ под ред. А.А.Куликовского, Энергия. Москва, 1970г., с.469 рис.25-136 (прототип)
- 21 ФормулаПеречень подрисуночных надписей к фиг. 1
1 - совмещенное антенное устройство, 2 - блок медленно вращающихся остронаправленных антенн, 3 - привод стабилизации, 4 - привод вращения, 5 - устройство индикации и управления РЛС, б - ВЧ-коммутатор, 7 - приемо-передающее устройство, 8 - приемное устройство, 9 - блок ВЧ-коммутации и фильтрации, 10 - формирователь ЛЧМ-сигналов, 11 -устройство обработки и преобразования информации, 12 - устройство управления и индикации пассивного канала, 13 - измерительновычислительное устройство, 14-16 устройства обработки сигналов, 17 - блок детекторных секций, 18 - второе антенное устройство, 19 - полосовой фильтр, 20 - модулятор, 21 - блок быстро вращающгася антенн, 22 - блок полосовых фильтров, 23 блок распределителей.