Имитатор радиолокационной обстановки корабельного радиолокационного комплекса с устройством функционального контроля

Полезная модель относится к учебно-техническим и диагностическим средствам и устройствам радиолокации и может быть использована для обучения и тренировки операторов корабельного радиолокационного комплекса (КРЛК) с имитацией радиолокационной обстановки, адекватной реальным условиям, а также для отладки и комплексной проверки работоспособности и контроля параметров тракта обработки радиосигналов и обмена информацией с периферийными приборами КРЛК и позволяет повысить навыки личного состава и обеспечить постоянный функциональный контроль работоспособности КРЛК. Сущность полезной модели заключается в том, что в имитаторе радиолокационной обстановки КРЛК с устройством функционального контроля, содержащем блок управления и индикации (БУИ) и сумматор, дополнительно введены блок гальванической развязки (БГР), блок умножения частоты (БУЧ), по меньшей мере, одна линия задержки и цифрового синтеза частоты (ЛЗЦСЧ), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), дифференциальный усилитель (ДУ), упомянутое устройство функционального контроля (УФК) и фильтр низких частот (ФНЧ). Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей путем обеспечения возможности формирования имитированных эхо-сигналов на промежуточной частоте (ПЧ) от надводных целей и навигационных ориентиров на фоне собственного шума приемника, активных помех (несинхронных и хаотически импульсных помех от радиоэлектронных средств, работающих в X-диапазоне радиоволн) и пассивных помех (взволнованная водная поверхность, гидрометеорологические образования, береговая черта, навигационные ориентиры фарватеров), отображения карты района действия, интерактивное размещение целей на этой карте, координаты целей, эффективной площади рассеивания (ЭПР), тип целей, варианты маневра и независимую скорость целей, при этом количество имитируемых целей может составлять не менее 128 на азимут, а также в обеспечении комплексной проверки работоспособности и контроля параметров тракта обработки радиосигналов и обмена информацией с периферийными приборами КРЛК.

Полезная модель относится к учебно-техническим и диагностическим средствам и устройствам радиолокации и может быть использована для обучения и тренировки операторов корабельного радиолокационного комплекса (КРЛК) с имитацией радиолокационной обстановки, адекватной реальным условиям, а также для отладки и комплексной проверки работоспособности и контроля параметров тракта обработки радиосигналов и обмена информацией с периферийными приборами КРЛК и позволяет повысить навыки личного состава и обеспечить постоянный функциональный контроль работоспособности КРЛК.

Известен имитатор радиолокационной обстановки по патенту РФ на полезную модель 52196, 2005 г., МПК 00187/40, опубл. Бюл. 7, 2006 г., содержащий блок управления, радиолокатор, первый и второй генераторы промежуточной частоты, первый и второй электронные ключи и сумматор, при этом выходы первого и второго генераторов соединены с первыми входами первого и второго электронных ключей, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами блока управления соответственно, а их (ключей) вторые выходы - с первым и вторым входами сумматора соответственно, выход сумматора соединен с входом радиолокатора, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, а его (радиолокатора) второй выход - со вторым входом блока управления.

Известный прибор обеспечивает имитацию радиосигналов, как от движущихся, так и от неподвижных целей, но имеет недостатки - малую функциональность из-за невозможности имитации параметров движущейся цели, например траектории движения, скорости, типа и эффективной площади рассеивания цели и различных климатических условий, состояния водной поверхности и т.д., при размещении его на корабле, а также невозможность функционального самоконтроля работоспособности.

Существующие приборы подобной конструкции позволяют имитировать цели только для простых импульсных радиолокационных станций, поскольку использование всего двух аппаратных каналов не дает возможность производить одновременную имитацию более двух целей с одного элемента дистанции, одна из которых неподвижна, с нулевой доплеровской скоростью, а вторая - подвижная имитируемая доплеровским смещением частоты, и возможность динамического изменения смещения доплеровской частоты, поэтому у всех имитируемых подвижных целей должна быть одна и та же скорость и все они должны приближаться или удаляться. Кроме того, не предусмотрена возможность имитации радиолокационных объектов в станциях со сложным законом изменения амплитуды или фазы зондирующего сигнала, не реализована имитация окружающей обстановки, например береговой черты, буев, мостов и прочих объектов, получаемых с использованием картографической информации, параметров подвижных целей - траектории движения, скорости, типа и эффективной площади рассеивания (ЭПР) и различных климатических условий, состояния водной поверхности и т.п., а также возможность отладки и комплексной проверки работоспособности и контроля параметров тракта обработки радиосигналов и обмена информацией с периферийными приборами и приемной аппаратуры КРЛК на уровне промежуточной частоты и обработки радиолокационного изображения.

Решаемой задачей является расширение функциональных возможностей путем обеспечения имитации различных климатических условий (температура, ветер, осадки и т.д.) и состояния водной поверхности (волнение, боковая и килевая качка, подводные течения и т.д.), а также обеспечения комплексной проверки работоспособности КРЛК.

Для реализации поставленной задачи целесообразно обучение и тренировку операторов производить на реальном КРЛК с созданием условий, при которых оператор не видит разницы между реальными и имитируемыми сигналами на радаре пульта управления, т.е. в штатных условиях работы, а также обеспечить возможность постоянного функционального контроля работоспособности КРЛК непосредственно в штатных условиях.

Сущность полезной модели заключается в том, что в имитаторе радиолокационной обстановки корабельного радиолокационного комплекса (КРЛК) с устройством функционального контроля, содержащем блок управления и индикации (БУИ) и сумматор, дополнительно введены блок гальванической развязки (БГР), блок умножения частоты (БУЧ), по меньшей мере, одна линия задержки и цифрового синтеза частоты (ЛЗЦСЧ), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), дифференциальный усилитель (ДУ), упомянутое устройство функционального контроля (УФК) и фильтр низких частот (ФНЧ), при этом сигналы от устройства формирования и обработки сигналов (УФОС) приемника антенны КРЛК поступают на входы БГР, где происходит гальваническая развязка сигналов, с выходов БГР сигналы поступают в ЛЗЦСЧ, одновременно с генератора передатчика антенны КРЛК сигнал опорной частоты поступает на вход БУЧ, где происходит преобразование этого сигнала, и далее в упомянутую ЛЗЦСЧ, где совместно с сигналами от УФОС и БГР формируются радиолокационные отклики, с выходов ЛЗЦСЧ преобразованные сигналы поступают на входы сумматора, где они объединяются в общий сигнал на промежуточной частоте (ПЧ), с выхода сумматора общий сигнал поступает на вход ЦАП, в котором формируется дифференциальный аналоговый сигнал (ДАС), затем ДАС поступает в ДУ, где усиливается, и далее - в ФНЧ для фильтрации, после этого синтезированный сигнал поступает на вход блока ПЧ приемника антенны КРЛК, где реальный сигнал подменяется на сигнал с реальной навигационной обстановкой и имитируемыми целями на фоне активных и пассивных помех для отображения на УФК, причем управление формированием радиолокационных откликов и их отображение осуществляется БУИ.

Сущность полезной модели поясняется структурной схемой,

где:

1 - блок гальванической развязки;

2 - линия задержки и цифрового синтеза частоты;

3 - блок умножения частоты;

4 - сумматор;

5 - цифро-аналоговый преобразователь;

6 - дифференциальный усилитель;

7 - фильтр низкой частоты;

8 - устройство функционального контроля;

9 - блок управления и индикации.

Работа имитатора радиолокационной обстановки КРЛК с устройством функционального контроля осуществляется следующим образом.

Создают упражнение на имитаторе из заранее сформированного списка путем выбора района плавания. Для создания нового района плавания с помощью средств ввода/вывода, задают географические координаты границ района, после чего от корабельного карт-сервера (ККС, ⁾ на схеме не показан) запрошенная катрографическая информация поступает в имитатор. Сформированный на основании поступившей информации район плавания в виде цифровой базы храниться в энергонезависимой памяти имитатора. Далее задают радиолокационную обстановку с учетом района плавания и радиолокационной наблюдаемости, надводные цели и траектории их движения. Для каждой имитированной цели задают координаты - пеленг, дистанцию и курс, тип (выбирают из списка), параметры маневра и скорость цели, а также уровень активных и пассивных помех - уровень баллов взволнованной водной поверхности, гидрометеорологические образования, перемещающиеся в заданном направлении, береговую черту, навигационные ориентиры (вехи, буи, бакены и т.д.) фарватеров, информация о которых поступает от ККС. По введенным данным формируют имитированный эхо-сигнал на промежуточной частоте (ПЧ) от надводных целей и навигационных ориентиров на фоне собственного шума приемника, активных и пассивных помех. При имитации радиолокационного объекта (РЛО) также генерируют сообщения об имитируемых текущих характеристиках собственного движения носителя, например корабля и направления антенны активного канала КРЛК, и передают на пульт оператора, за которым находится обучаемый.

Сигналы амплитудной и частотной модуляции от устройства формирования и обработки сигналов (УФОС) приемника антенны КРЛК поступают на входы БГР 1, где происходит гальваническая развязка сигналов, с выходов БГР 1 сигналы поступают в ЛЗЦСЧ 2, одновременно с генератора передатчика антенны КРЛК сигнал опорной частоты (04) поступает на вход БУЧ 3, где происходит умножение сигнала частоты в несколько раз, и далее в упомянутую ЛЗЦСЧ 2, где используя многоканальную схему задержек, совместно с сигналами модуляции от УФОС и БГР 1 формируются радиолокационные отклики в полной разрядной сетке и аттенюирутся в соответствии с установленными значениями эффективной площади рассеивания (ЭПР) и удаленности от КРЛК, и складываются на промежуточной частоте (ПЧ), с выходов ЛЗЦСЧ 2 преобразованные сигналы поступают на входы сумматора 4, где они объединяются в общий сигнал на промежуточной частоте (ПЧ), с выхода сумматора общий сигнал поступает на вход ЦАП 5, в котором формируется дифференциальный аналоговый сигнал (ДАС), затем ДАС поступает в ДУ 6, где усиливается, и далее - в ФНЧ 7 для фильтрации, после этого синтезированный сигнал поступает на вход блока ПЧ приемника антенны КРЛК, где реальный сигнал подменяется на сигнал с реальной навигационной обстановкой и имитируемыми целями на фоне активных и пассивных помех для отображения на УФК 8, причем управление формированием радиолокационных откликов и их отображение осуществляется БУИ 9.

Сущность функционального контроля заключается в следующем.

Поскольку сигналы амплитудной и частотной модуляции от УФОС приемника антенны КРЛК, поступающие на входы БГР 1 эквивалентны сигналам, поступающим на модулятор передатчика КРЛК, а сигнал ПЧ из ФНЧ 7 поступает посредством коммутатора в блок ПЧ КРЛК, подменяя собой сигнал с выхода высокочастотного тракта приемника антенны КРЛК, то сигнал ПЧ проходит весь путь от формирования, до конечной обработки и отображения на УФК 8. Таким образом, в различных режимах функционального контроля с заведомо известными сформированными сигналами, оценивая результаты, отображаемые на УФК 8, выносят заключение о работоспособности тех или иных составных частей тракта обработки радиосигналов и обмена информацией с периферийными приборами КРЛК. В режимах имитации реальной обстановки, с учетом загрузки картографической информации, сравнивают карту местности -береговой черты, бакенов, гидрометеоров, морского волнения, движущихся объектов и т.д., с радиолокационным портретом и выносят заключение о правильной работе КРЛК в части формирования сигнала прохождения блока ПЧ - автоматической, быстродействующей, временной и ручной регулировки усиления, компенсации собственной скорости, фазовых детекторов, а также блоков корреляционной обработки сигналов, спектрального сжатия, удаления помех от упомянутых бакенов, гидрометеоров, морского волнения, движущихся объектов и отображения радиолокационного изображения.

Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей путем обеспечения возможности формирования имитированных эхо-сигналов на ПЧ от надводных целей и навигационных ориентиров на фоне собственного шума приемника, активных помех (несинхронных и хаотически импульсных помех от радиоэлектронных средств, работающих в X-диапазоне радиоволн) и пассивных помех (взволнованная водная поверхность, гидрометеорологические образования, береговая черта, навигационные ориентиры фарватеров), отображения карты района действия, интерактивное размещение целей на этой карте координаты целей, ЭПР, тип целей, варианты маневра и независимую скорость целей, при этом количество имитируемых целей может составлять не менее 128 на азимут, а также в обеспечении комплексной проверки работоспособности и контроля параметров тракта обработки радиосигналов и обмена информацией с периферийными приборами КРЛК.

Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно дополнительным введением в состав имитатора блока гальванической развязки (БГР), блока умножения частоты (БУЧ), по меньшей мере, одной линии задержки и цифрового синтеза частоты (ЛЗЦСЧ), цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), дифференциального усилителя (ДУ), устройства функционального контроля (УФК) и фильтра низких частот (ФНЧ).

Представленные описание и схема заявляемого имитатора позволяют, используя известные в приборостроении материалы, технологии и покупные изделия, изготовить его промышленным способом и использовать для обучения и тренировки операторов КРЛК с имитацией радиолокационной обстановки, адекватной реальным условиям с целью повышения навыков и боеготовности личного состава КРЛК, а также обеспечить постоянный функциональный контроль работоспособности КРЛК.

Имитатор радиолокационной обстановки корабельного радиолокационного комплекса (КРЛК) с устройством функционального контроля, содержащий блок управления и индикации (БУИ) и сумматор, отличающийся тем, что в состав дополнительно введены блок гальванической развязки (БГР), блок умножения частоты (БУЧ), по меньшей мере, одна линия задержки и цифрового синтеза частоты (ЛЗЦСЧ), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), дифференциальный усилитель (ДУ), упомянутое устройство функционального контроля (УФК) и фильтр низких частот (ФНЧ), при этом сигналы от устройства формирования и обработки сигналов (УФОС) приемника антенны КРЛК поступают на входы БГР, где происходит гальваническая развязка, с выходов БГР сигналы поступают в ЛЗЦСЧ, одновременно с генератора передатчика антенны КРЛК сигнал опорной частоты поступает на вход БУЧ, где происходит преобразование этого сигнала, и далее в упомянутую ЛЗЦСЧ, где совместно с сигналами от УФОС и БГР формируются радиолокационные отклики, с выходов ЛЗЦСЧ преобразованные сигналы поступают на входы сумматора, где они объединяются в общий сигнал на промежуточной частоте (ПЧ), с выхода сумматора общий сигнал поступает на вход ЦАП, в котором формируется дифференциальный аналоговый сигнал (ДАС), затем ДАС поступает в ДУ, где усиливается, и далее - в ФНЧ для фильтрации, после этого синтезированный сигнал поступает на вход блока ПЧ приемника антенны КРЛК, где реальный сигнал подменяется на сигнал с реальной навигационной обстановкой и имитируемыми целями на фоне активных и пассивных помех для отображения на УФК, причем управление формированием радиолокационных откликов и их отображение осуществляется БУИ.