Станція радіотехнічного контролю

1. Станція радіотехнічного контролю, яка містить антенно-фідерну систему, радіоприймальний тракт, систему управління, аналізу та обробки сигналів, а також обчислювальний комплекс, яка відрізняється тим, що ви ходи антенно-фідерної системи через блок комутації і управління зазначеної системи радіоприймального тракту підключені до входу паралельного по частоті багатоканального радіоприймального пристрою, одна група виходів якого сполучена з блоком комутації сигналів проміжної частоти, інша гр упа виходів сполучена з блоком комутації відеосигналів, вихід блоку комутації сигналів проміжної частоти сполучений з вхо A (54) СТАНЦІЯ РАДІОТЕХНІЧНОГО КОНТРОЛЮ 39422 Найбільш близькою за технічною суттю до тієї, що пропонується, є станція радіотехнічного контролю 85В6-СОП-А, в складі системи СРТР 85В6-А "Вега" (Росія), що призначена для виявлення, розпізнавання, класифікації і супроводу наземних, морських і повітряних об'єктів по випромінюваннях їх власних радіоелектронних засобів. Станціяпрототип складається з антенно-фідерного пристрою у вигляді восьмиелементної антенної решітки, радіоприймального тракту, що складається з малошумових широкосмугових підсилювачів з електронним комутатором, широкосмуговим пристроєм перетворення частоти, аналоговим пристроєм частотно-часового перетворення сигналів, системи управління, аналізу та обробки сигналів, що складається з пристрою попередньої цифрової обробки, зміни параметрів сигналів пеленгування ДРВ, ПЕОМ управління та обробки інформації [3]. Використання вищеперелічених функціональних вузлів і систем дозволяє виконувати станцією такі основні функції: високоширотне, широкодіапазонне виявлення ДРВ, в тому числі короткочасових, складних і шумових сигналів; пеленгування ДРВ шляхом швидкого електронного сканування; розпізнавання виявлених ДРВ; програмна ідентифікація ДРВ до заданих класів або видів об'єктів; виведення результатів вимірювання параметрів сигналів, пеленгування та розпізнавання ДРВ на екрані дисплея. Основні технічні характеристики відомої станції наведені в табл. 1. Причинами, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату, є недостатня ступінь достовірності і повноти обробки вхідного потоку сигналів, а також обмежені функціональні можливості відомої станції, зокрема: відсутнє паралельне виявлення ДРВ у всьому робочому діапазоні частот; має місце недостатня дальність виявлення ДРВ; має місце недостатньо висока точність пеленгування; відсутні (не забезпечуються) прийом та обробка складних видів сигналів (багатоперіодних, вобулюючих, багаточастотни х). В основу винаходу поставлено задачу створення принципово нової станції радіотехнічного контролю шляхом використання нових схемних елементів і відповідної зміни функціональних зв'язків між ними з суттєво поліпшеними, порівняно з прототипом, технічними характеристиками, розширеними функціональними можливостями, підвищеною достовірністю і повнотою обробки вхідного потоку сигналів. Поставлена задача вирішується тим, що в станції радіотехнічного контролю, яка містить антенно-фідерну систему, радіоприймальний тракт, а також систему управління, аналізу та обробки сигналів, згідно з винаходом, виходи антеннофідерної системи через блок комутації і управління зазначеної системи радіоприймального тракту підключені до входу паралельного по частоті багатоканального радіоприймального пристрою, одна група виходів якого сполучена з блоком комутації сигналів проміжної частоти, інша група ви ходів сполучена з блоком комутації відеосигналів, вихід блоку комутації сигналів проміжної частоти сполучений з входами акустооптичного вимірювача несучої частоти і супергетеродинного приймача з цифровим керуванням системи управління, аналізу і обробки сигналів. Першою додатковою відмінністю є те, що виходи акустооптичного вимірювача несучої частоти і супергетеродинного приймача з цифровим управлінням через блок контролерів сполучені з обчислювальним комплексом, а вихід блоку комутації відеосигналів сполучений з входами блоку управління станцією і апаратури пеленгування, виходи яких з'єднані з обчислювальним комплексом. Другою додатковою відмінністю є те, що ви ходи обчислювального комплексу сполучені з вимірювачем часових параметрів сигналів і системою селекції, виходи яких підключені до входу блока управління станцією. Третьою додатковою відмінністю є те, що антенно-фідерна система станції складається з гостроспрямованої двохпроменевої антенно-фідерної підсистеми з можливістю функціонування в дальній зоні, та слабоспрямованої однопроменевої антенно-фідерної підсистеми з можливістю функціонування в ближній зоні. Наявність гостроспрямованої двопроменевої підсистеми АФС 1 забезпечує високу точність пеленгування ДРВ на великій дальності, наявність слабоспрямованої однопроменевої підсистеми АФС 2 забезпечує можливість безпошукового стеження за ДРВ в ближній зоні в реальному масштабі часу. Схема радіоприймального тракту (РПТ) станції містить паралельний по частоті багатоканальний радіоприймальний пристрій, що містить N каналів виявлення сигналів і N каналів по проміжній частоті для аналізу сигналів. Канали виявлення працюють в режимі прямого посилення сигналів, проводиться одночасний паралельний огляд всього діапазону частот. Паралельний по частоті багатоканальний радіоприймальний пристрій перекриває діапазон робочих частот від 0,1 до 18 ГГц, який розбитий на сім піддіапазонів (0-VI). Динамічний діапазон приймального пристрою з урахуванням ручного регулювання складає не менш 80 дБ для 1 і 2 піддіапазонів (0,75-4 ГГц) і не менш 60 дБ для інших піддіапазонів. Радіоприймальний пристрій здійснює прийом сигналів одночасно у всьому робочому діапазоні частот з даного азимутального напряму і забезпечує: можливість підключення до своїх входів опромінювачів АФС, що працюють в режимі пеленгування ДРВ; розділення робочого діапазону на частотні канали шириною 500 мГц кожний; основне посилення прийнятих сигналів ДРВ; перетворення прийнятих сигналів в сигнали проміжної частоти, детектування їх і подачу на апаратуру аналізу. Отже, радіоприймальний пристрій (РПП) являє собою систему одночасно і паралельно працюючих де текторних приймачів прямого посилення в 0VI піддіапазонах. В V-му піддіапазоні відразу на вході РПП здійснюється перенесення частот сигналу в смугу частот Ш піддіапазону, а в VI піддіапазоні - в смугу часто т IV піддіапазону. Продетектовані сигнали з виходів всі х Nканалів виявлення надходять на відповідні входи блоків комутації відеосигналів (БКВС), де здійснюється виявлення сигналів у всіх N-каналах одночасно і виробляється сигнал управління для підключення до апаратури аналізу того з каналів, в якому 2 39422 в даний момент виникло виявлення сигналу. Вибір потрібного каналу для аналізу здійснюється в блоці комутації сигналів проміжної частоти (БКПЧ), в якому сигнали з вибраного каналу подаються на входи системи управління, аналізу і обробки сигналів (СУАО). Сигнали N-каналів на проміжній частоті надходять на трактові блоки посилення (БТПМ), де відбувається їх додаткове підсилення і підключення необхідного каналу через блок комутації до апаратури аналізу. У системі управління, аналізу і обробки сигналів використовується обчислювальний комплекс на базі IBM сумісного PC Epson LX 300. Для детального аналізу і зміни частотних параметрів вхідних сигналів використовуються акустооптичний вимірювач несучої частоти і вузькосмуговий супергетеродинний приймач з цифровим управлінням. Пристрій схематично зображений на кресленнях, де: блок-схема станції радіотехнічного контролю, що пропонується, подана на фіг. 1; блоксхема багатоканального радіоприймального пристрою прямого посилення наведена на фіг. 2. Відповідно до креслень, станція містить антенно-фідерну систему 1, що складається з двох антенних підсистем: гостроспрямованої двопроменевої 2 і слабоспрямованої однопроменевої 3, виходи яких через блок комутації і управління антенно-фідерної системи 4 радіоприймального тракту 5 підключені до входу паралельного по частоті багатоканального радіоприймального пристрою 6, перша група виходів якого сполучена з блоком 7 комутації сигналів проміжної частоти, др уга група виходів сполучена з блоком 8 комутації відеосигналів, вихід блоку 7 комутації сигналів проміжної частоти сполучений з входами акустооптичного вимірювача 9 несучої частоти і супергетеродинного приймача 10 з цифровим управлінням системи 11 управління, аналізу і обробки сигналів. Виходи акустооптичного вимірювача 9 несучої частоти і супергетеродинного приймача 10 з цифровим керуванням через блок 12 контролерів сполучені з обчислювальним комплексом 13 станції, а вихід блоку 8 комутації відеосигналів сполучений з входами блоку управління 14 станцією і апаратури пеленгування 15, виходи яких сполучені з обчислювальним комплексом 13 станції. Виходи обчислювального комплексу 13 станції поєднані з вимірювачами часових параметрів сигналів 16 і системної селекції 17, входи яких сполучені з блоком управління 14 станцією. Багатоканальний радіоприймальний пристрій прямого посилення містить сполучені паралельно трактові блоки 18-24 (БТ-ОБ БТ-4, БТ-5/3, БТ-6/4), блок 23 формування пілот-сигналу БТ-ПС-М, одна з груп виходів яких сполучена з включеними паралельно блоками БК 26-28 комутації, а інша група виходів поєднана з сполученими також паралельно трактовими блоками 29 і 30 посилення БТ-ПМ. Виходи блоків 26-28 сполучені з блоком комутації 8 відеосигналів, а виходи блоків 29 і 30 сполучені з блоком 7 комутації сигналів проміжної частоти, і далі - з супергетеродинним приймачем 10. Між однією з груп входів блоків 18-24 і виходами блоків 29 і 30 встановлений блок 31 управління режимами станції. Станція працює наступним чином. Сигнали ДРВ в робочому діапазоні частот надходять на антенно-фідерну систему 1 станції. Якщо включена гостроспрямована двохпроменева антенна підсистема 2, то приймаються і обробляються всі сигнали ДРВ, що попали в один з променів або в обидва промені одночасно. Просторово промені перетинаються між собою на рівні максимальної крутизни пеленгаційної характеристики, що забезпечує найбільшу точність пеленгування. Промені включаються на прийом або почергово, синхронно з імпульсами сигналів ДРВ в режимі пеленгування, або одночасно синфазно, що забезпечує додаткове збільшення коефіцієнта посилення антени, а тим самим і збільшення дальності прийому в режимі пошуку. Якщо сигнали ДРВ, що надходять на вхід, є безперервними, то вони штучно перетворюються в імпульсні і обробляються, як імпульсні. З виходу антенної системи сигнали ДРВ через блок комутації і управління 4 антенно-фідерної системи радіоприймального тракту 5 надходять на вхід паралельного по частоті, багатоканального радіоприймального пристрою 6. У разі включення слабоспрямованої однопроменевої антенної підсистеми 3 сигнали ДРВ від неї через блок комутації і управління 4 антеннофідерної системи також надходять на вхід паралельного по частоті, багатоканального радіоприймального пристрою 6. Використання антенної підсистеми 3 дозволяє здійснювати безпошуковий по просторі контроль за сигналами ДРВ в ближній зоні. Сигнали ДРВ в робочому діапазоні частот, що надійшли на вхід паралельного по частоті багатоканального радіоприймального пристрою 6, посилюються, перетворюються в N каналів із загальною проміжною частотою шириною Dfnч і детектуються в кожному з N-каналів. Радіоприймальний пристрій 6 містить сім трактових блоків 18-24 (БТ-0 - БТ-4, БТ-5/3, БТ-6/4) кожного піддіапазону, перша група входів яких підключені до опромінювачів АФС, друга група входів підключена через блок 25 формування пілотсигналу (БТ-ПС-М) до системи управління, аналізу і обробки сигналів, перша група виходів всіх трактових блоків (БТ) підключені до входів блоків 26-28 комутації (БК), всі ви ходи яких поєднані через блок комутації відеосигналів 8 (БКВС) з апаратурою аналізу. Друга гр упа виходів всіх трактових блоків (БТ) сполучена зі входами трактових блоків посилення 29 та 30 (БТ-ПМ), ви ходи яких сполучені з блоком 31 управління режимами станції і через блок комутації сигналів проміжної частоти - з апаратурою аналізу. Сигнали N-каналів із спільною проміжною частотою надходять на блоки комутації сигналів проміжної частоти 7, де вони додатково посилюються, і з них вибирається один з N-каналів для подальшого аналізу і вимірювання. Продетектовані сигнали зі всіх N-каналів надходять на входи блоків 8 комутації відеосигналів, де здійснюється виявлення сигналів на всіх Nканалах одночасно, вимірювання інтенсивності вхідного потоку сигналів в кожному з N-каналів і вибір одного з N-каналів для подальшого аналізу і вимірювання. Обчислювальний комплекс 13 станції через блок управління 14 станцією і блок 7 комутації сигналів проміжної частоти підключає сиг 3 39422 нал одного з N-каналів на вхід акустооптичного вимірювача 9 несучої частоти і супергетеродинного приймача 10 з цифровим керуванням. Акустооптичний вимірювач 9 несучої частоти забезпечує моно імпульсне вимірювання несучої частоти і ширини спектра сигналів в смузі 500 МГц зі середньоквадратичною помилкою вимірювання не більше за 0,4 МГц, а також дискретність вимірювання частоти в 1,0 Мгц. Сигнал з виходу акустооптичного вимірювача 9 несучої частоти надходить на блок 12 контролерів, який забезпечує передачу інформації про несучу частоту та ширину спектра сигналу в обчислювальний комплекс 13 станції. Вузькосмуговий супергетеродинний приймач 10 з цифровим керуванням формує відеосигнал, що надходить в блок 14 управління станцією. За допомогою цифрового коду, що створюється обчислювальним комплексом 13 станції, настроювання супергетеродинного приймача 10 з цифровим управлінням може автоматично перебудовуватися по частоті в необхідних межах і міняти смугу пропускання від 0,5 до 50 МГц, підвищуючи тим самим завадозахищеність станції. Відеосигнал з виходу блоку 8 комутації відеосигналів надходить на блок управління 14 станцією і апаратуру пеленгування 15. Визначення пеленгу проводиться методом пошуку рівносигнального напряму шля хом обертання антени відносно ДРВ в межах ±3000. За пеленг джерела приймається положення антени по азимуту, при якому амплітуди сигналів, що приймаються по лівому і правому променю діаграми спрямованості, виявляться рівними між собою. Інформація про пеленг ДРВ надходить в обчислювальний комплекс 13 станції. Схемотехнічні рішення апаратури 15 пеленгування в поєднанні з можливостями антенних систем (2, 3), дозволяють досягти точності пеленгування 3° в діапазоні частот 0,1-0,47 ГГц і 0,3-0,7° - в діапазоні частот 0,7518 ГГц. Блок управління 14 станцією формує нормовані імпульси, що надходять на вхід системи селекції 17, яка виділяє з вихідного потоку сигналів регулярні імпульсні послідовності по періоду проходження. Вимірювач 16 часових параметрів сигналів визначає тривалість нормованих імпульсів, що надходять з блоку управління 14 станцією, і часові інтервали між передніми фронтами імпульсів, що надходять з системи селекції 17. Система селекції 17 працює в двох режимах. Перший режим - накопичення інформації і виділення регулярних імпульсних послідовностей. Другий режим - робота з вибраною імпульсною послідовністю. У першому режимі пам'ять вимірюва ча 16 часових параметрів сигналів заповнюється інформацією про періоди проходження і тривалість імпульсів до закінчення серії імпульсів або до переповнення буферної пам'яті. Після цього вимірювання припиняються, і обчислювальний комплекс 13 станції починає обробку накопиченого масиву вимірювань. Після закінчення обробки масиву найдені значення періодів проходження імпульсів заносяться в апаратні сектори системи селекції 17. Для селекції складних послідовностей (вобулюючих та багатоперіодних) прості селектори можуть бути об'єднані в складний селектор. У другому режимі оператор вибирає один селектор або декілька, якщо будуть вимірюватися параметри сигналів зі складною часовою структурою. При цьому вимірюються параметри тільки відселектованих сигналів, тобто імпульсів, що попали в строби селекторів. Внаслідок роботи системи 17 селекції у другому режимі вимірюються часові та частотні параметри сигналів. Обчислювальний комплекс 13 станції обчислює середньоквадратичні відхилення по кожному параметру і формує інформацію для оператора. Використані в системі 17 селекції схемотехнічні рішення дозволяють забезпечити точність вимірювання тривалості імпульсів і періоди проходження імпульсів з середньоквадратичною помилкою 0,1 мкс. Порівняльний аналіз з прототипом показує, що нова станція радіотехнічного контролю відрізняється наявністю нових функціональних вузлів і елементів з відповідними зв'язками, які додають станції нові властивості. Взаємодія функціональних вузлів та елементів має своїм наслідком появу нового неочікуваного ефекту: порівняно з прототипом станція має поліпшені технічні характеристики, розширені її функціональні можливості. Основні технічні характеристики нової станції наведені в табл. 2. Додатковою перевагою станції, яка пропонується, є те, що на відміну від прототипу обчислювальний комплекс станції реалізує двомоніторний режим роботи з відображенням на одному з моніторів електронної карти місцевості розпізнаних ДРВ з відображенням на карті пеленгованих напрямів. Джерела інформації 1. Теоретические основы радиолокации / Под ред. В.Е. Дулевича. – М.: Сов. радио, 1978. 2. Вартанесян В.А. Радиоэлектронная разведка. - М.: Воениздат, 1991. - С. 83-85. 3. Ма теріали міжнародної виставки IDEF TURKIYE-99, 28.091999-1.10.1999, Анкара, Туреччина. Рекламні проспекти фірми "Росвооружение". 4 39422 Таблиця 1 № п/п 1 2 Показники Діапазон робочих частот, ГГц Дальність виявлення об'єктів наземних, км повітряних на висоті 10 км Смуга панорамного огляду, ГГц Середньоквадратичне відхилення (СКВ) вимірювання частот, МГц Чутливість в смузі панорамного огляду, мінус дБ/вт Точність пеленгування в діапазоні частот, град. Точність вимірювання часових параметрів, СКВ, мкс тривалість імпульсів до 12 мкс більш за 12 мкс періоди повторення імпульсів, мкс Кількість РТЗ, що класифікуються 3 4 5 6 7 8 Значення показників 1-18 100 400 0,5 0,5-1,0 120-130 3-5 0,1 1,0 1,0 1000 Таблиця 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Показники Діапазон робочих частот, ГГц Дальність виявлення цілей наземних, км повітряних на висоті 10 км Смуга панорамного огляду, ГГц Середньоквадратичне відхилення (СКВ) вимірювання частот, МГц Чутливість в смузі панорамного огляду мінус дБ/вт Точність пеленгування, град в діапазоні частот 0,1-0,47 ГГц в діапазоні частот 0,75-18 ГГц Точність вимірювання часових параметрів, СКВ, мкс тривалість імпульсів період повторення Кількість РТЗ, що класифікуються 5 Значення показників 0,1-18 600 800 0,1-18 0,4 140-145 3,0 0,3-0,7 0,1 0,1 Не обмежена Фіг. 1 39422 6 39422 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 7