Выносной блок сопряжения с аналоговыми радиолокационными станциями

Данное техническое решение относится к области цифровой вычислительной техники, а именно, к автоматизированным системам обработки радиолокационной информации. Выносной блок сопряжения (блок Р910) предназначен для применения в качестве выносного блока сопряжения с аналоговыми радиолокационными станциями (РЛС) в составе комплекса обработки первичной радиолокационной информации (РЛИ). Блок Р910 обеспечивает:

- преобразование поступающих на него от РЛС или подвижного радиовысотомера (ПРВ) эхо-сигналов и сигналов общего опознавания в цифровую форму и определение дальности первичных отметок;

- преобразование сигналов сельсин-датчиков синхронно-следящего привода (ССП) вращения антенны РЛС (ПРВ) в код азимута антенны;

- передачу текущего азимута, синуса угла места (при работе с ПРВ) и дальности первичных радиолокационных отметок на пункт управления по высокочастотной линии связи;

- прием от ПУ и выдачу на наземный радиозапросчик (НРЗ) команд управления режимами общего опознавания (общее и гарантированное опознавание, контрольный запрос);

- прием от ПУ команд управления разворотом антенны ПРВ и выдачу на ПРВ сигналов рассогласования азимута антенны ПРВ по цепям грубого отсчета (ГО) и точного отсчета (ТО).

Блок имеет следующие технические характеристики:

- дискретность определения азимута - 5,4 мин;

- дискретность по дальности - 100, 150, 200, 300,400 или 600 м, радиус обработки - 50, 75, 100, 150, 200 или 300 км соответственно;

- скорость передачи по линии связи - 1 Мбит/с.

Область техники

Данное техническое решение относится к области цифровой вычислительной техники, а именно, к автоматизированным системам обработки радиолокационной информации.

Уровень техники

Аналогом данного технического решения является выносной блок сопряжения с аналоговой радиолокационной станцией (см. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ОПЕРАТОРА УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ, Свидетельство на полезную модель RU 23998 U1, заявка 2001128364 от 23.10.2001 г., опубликовано 20.07.2002 г., бюл. №20). Автоматизированное рабочее место оператора управления воздушным движением, состоящее из специализированной электронной вычислительной машины (ЭВМ), совместимой с IBM PC, содержащей системный блок с набором стандартных модулей, монитор, клавиатуру, шаровой манипулятор, а также дополнительные модуль математического акселератора (МА), модуль адаптера локальной вычислительной сети (ЛВС), модуль сопряжения с танковой навигационной аппаратурой (ТНА) и каналом связи автоматизированной системы передачи данных (АСПД-У), первые входы-выходы которых соединены с шиной ISA системного блока специализированной ЭВМ, а вторые входы модуля адаптера локальной вычислительной сети с первыми

входами-выходами устройства, вход, второй и третий входы-выходы модуля сопряжения с ТНА и АСПД-У соединены соответственно с первым входом и вторым и третьим входами-выходами устройства, многоканальной аппаратуры передачи данных (МАПД), первый вход-выход которой соединен с входом-выходом RS-232C системного блока специализированной ЭВМ, а вторые входы-выходы с четвертыми входами-выходами устройства, модуль адаптера телеграфного канала, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом RS-232C системного блока специализированной ЭВМ, а второй вход-выход с четвертыми входами-выходами устройства, отличающееся тем, что автоматизированное рабочее место дополнительно содержит первый и второй выносные блоки сопряжения с радиолокационной станцией (РЛС) и передвижным радиовысотомером (ПРВ), входы которых соединены соответственно с пятым и шестым входами устройства, модуль сопряжения с выносными блоками, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом модуля математического акселератора, а второй и третий вход-выход с входами-выходами соответственно первого и второго выносных блоков сопряжения с радиолокационной станцией.

Недостатком данного аналога являются ограниченные функциональные возможности.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является выносной блок сопряжения с аналоговыми радиолокационными станциями (см. УНИФИРОВАННЫЙ МОБИЛЬНЫЙ КОМАНДИРСКИЙ ПУНКТ, Свидетельство на полезную модель RU 29600 U1, заявка 2002129461 от 04.11.2002 г., опубликовано 20.05.2003 г., бюл. №14)

Унифицированный мобильный командирский пункт содержит первый системный блок "Багет 21-02", состоящий из центрального процессора (ЦП) БТ01-209, накопителя на жестком магнитном диске (НЖМД) БТ01-301А, контроллера RS-232 БТ01-404А и адаптера локальной вычислительной сети (ЛВС) БТ01-411, объединенных шиной ISA, второй системный блок "Багет 21-02", состоящий из центрального процессора (ЦП) БТ01-209, накопителя на жестком магнитном диске (НЖМД) БТ01-301 А, модуля математического акселератора (МА) БТ01-206, адаптера ЛВС БТ01-411, объединенных шиной ISA, первое и второе унифицированное рабочее место (УАРМ-1), состоящее каждый из видеомонитора ВМЦМ-21.3, клавиатуры КЛ-85 и шарового манипулятора, соединенных соответственно с входами "SVGA", "Клавиатура" и первым входом "RS-232" центральных процессоров БТ01-209 первого и второго системных блоков "Багет 21-02" соответственно, выносное автоматизированное рабочее место (ВАРМ) на базе

электронной вычислительной машины (ЭВМ) "Багет-41" с модулями БТ41-400 и БТ41-040, входы-выходы адаптеров ЛВС БТ01-411 первого и второго системных блоков "Багет 21-02" и выносного АРМ объединены в локальную вычислительную сеть (ЛВС) Ethernet, отличающийся тем, что дополнительно содержит в первом системном блоке "Багет 21-02" адаптер танковой навигационной аппаратуры (ТНА) и аппаратуры передачи данных (АПД) типа аппаратуры съема и передачи данных унифицированной (АСПДУ) БР21-407, соединенный с шиной ISA, во втором системном блоке "Багет 21-02" адаптер блока сопряжения с радиолокационной станцией (БС РЛС) БР21-410 и адаптер АПД Т-235-1Л БР21-413, соединенные с шиной ISA, навигационный приемник СН-3001, соединенный со вторым входом "RS-232" центрального процессора первого системного блока "Багет 21-02", аппаратуру навигации ТНА-4-6, соединенную с входом "Адаптер ТНА" модуля БР21-407, печатающее устройство УД-М211Д, соединенное с входом "Centronics" центрального процессора БТ01-209 второго системного блока "Багет 21-02".

Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности.

Сущность полезной модели

Известный выносной блок сопряжения с аналоговыми радиолокационными станциями содержит пять модулей первого уровня: первый модуль ЭМ1 Р910.01 генератора опорного напряжения 36 В, частотой 400 Гц и усилителя сигналов управления синхронно-следящего привода (ССП) подвижного радиовысотомера (ПРВ), второй модуль ЭМ1 Р910.02 управления и контроля питания блока, третий модуль ЭМ1 Р910.03 преобразователя трехфазных сигналов СП в код азимута, четвертый модуль ЭМ1 Р910.04 аналого-цифровых преобразователей (АЦП) кода азимута и синуса угла места антенны ПРВ, пятый модуль ЭМ1 Р910.05 преобразователя эхо-сигнала, приемопередатчика и регистра команд наземного радиозапросчика (НРЗ), а также модуль МДМ15-1В05М источника напряжения +5 В и три модуля МДМ15-1В15М источников напряжения +15 В, минус 15 В и +30 В, входы которых соединены с напряжением +27 В, а выходы с узлами второго, третьего, четвертого и пятого модулей первого уровня.

Целью данного технического решения является расширение функциональных возможностей по сопряжению с радиолокационными станциями и передвижным радиовысотомером, выполнение в виде носимого блока минимальных размеров и энергопотребления.

Для получения данного технического результата в выносном блоке третий и четвертый модули первого уровня ЭМ1 Р910.03 и ЭМ1 Р910.04 содержат регистр состояния РГС, вход которого соединен с входом СОСТОЯНИЕ от радиолокационной станции (РЛС), аналого-цифровой преобразователь напряжений грубого отсчета (ГО) и точного отсчета (ТО) в код азимута АЦПА, первый вход которого соединен с выходом Uопорное, а второй и третий вход соответственно с выходами грубого (ГО) и точного (ТО) отсчета от РЛС, аналого-цифровой преобразователь синуса угла места АЦП СУМ, вход которого соединен с выходом U*sin ПРВ, регистр RG, первый (D) вход которого соединен с выходами регистра РГС (сигнал СС), АЦПА (сигнал код ) и АЦП СУМ (сигнал код sin), а второй вход (С) - с выходом тактовых импульсов ТИ ПРД 500 кГц, регистр установки азимута ПРВ РГА, сумматор выделения разности между текущим азимутом и азимутом установки ПРВ СМ, первый вход которого соединен с выходом АЦП А, а второй вход - с выходом РГА, цифро-аналоговый преобразователь рассогласования азимута ЦАП, вход которого соединен с выходом сумматора CM, a выходы ГО и ТО - с входами ПРВ, схема преобразования кода азимута, реализованная на третьем и четвертом модулях первого уровня, содержит преобразователи X/Y трехфазных напряжений сельсин-датчиков в напряжения, пропорциональные sin и cos для сигналов грубого (ГО) и точного (ТО) отсчета, соединенные соответственно с выходами 1, 2, 3 Фазы ГО и Фазы ТО РЛС, счетчик кода азимута ГО СТ2 и счетчик кода азимута ГО х36, входы которых соединены соответственно с выходами +1 и -1 РЛС и Код азимута (ГО) РЛС, а первые выходы соответственно с выходами Код азимута (ГО) и Код ТО устройства, коммутаторы напряжений sin, cos ГО К1 и sin, cos ТО К2, по два входа которых соединены соответственно с двумя выходами sin и cos преобразователей X/Y ГО и ТО, а третьи входы - со вторыми выходами счетчиков азимута ГО и ТО, два сумматора коррекции кода азимута СМК ГО и СМК ТО, по два входа которых соединены соответственно с первыми выходами счетчиков кода азимута ГО и ТО и входами коррекции Корр. ГО и Корр. ТО устройства, два дифференциальных усилителя ДУ ГО и ДУ ТО, входы которых соединены соответственно с выходами sin/cos коммутаторов напряжений sin, cos ГО К1 и sin, cos ТО К2, два цифро-аналоговых преобразователя ЦАП ГО и ЦАП ТО, входы которых соединены соответственно с выходами сумматоров коррекции кода азимута СМК ГО и СМК ТО, а выходы - соответственно с со вторыми входами дифференциальных усилителей ДУ ГО и ДУ ТО, компаратор, два входа которого соединены с выходом дифференциального усилителя ДУ ГО и ДУ ГО и цепью сигнала Порог ГО, коммутатор сигналов ошибки ГО/ТО К3, три

входа которого соединены соответственно с выходами дифференциального усилителя ДУ ГО, дифференциального усилителя ДУ ТО и компаратора, преобразователь напряжение/частота U/F, вход которого соединен с выходом коммутатора сигналов ошибки ГО/ТО К3, а выход - с цепями сигналов + 1, -1 устройства, пятый модуль первого уровня ЭМ1 Р910.05 содержит аналого-цифровой преобразователь эхо-сигнала АЦП ЭХО, вход которого соединен с выходом ЭХО РЛС, схему сравнения, два входа которой соединены соответственно с выходами ОПОЗН и Uотсечки РЛС, счетчик дистанции радиолокатора (РЛИ), счетчик дистанции передатчика СчD1, два входа которого соединены соответственно с выходами тактовых импульсов ТИ РЛС 750 кГц и выходом импульса запуска ИЗ, счетчик дистанции передатчика, счетчик дистанции РЛС СчD2, два входа которых соединены соответственно с выходами ИЗ РЛС и ТИ ПРД 500 кГц, двухпортовое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) RAM, четыре входа которого соединены соответственно с АЦП ЭХО по сигналу отметки цели (ОЦ), схемы сравнения по сигналу общего опознавания (ОП), счетчика СчD1 по сигналу АДРЕС ЗАПИСИ и счетчика СчD2 по сигналу АДРЕС ЧТЕНИЯ, передатчик ПРД, два входа которого соединены соответственно с выходом двухпортового оперативного запоминающего устройства и выходом регистра RG, выходной трансформатор Т1.2, входы которого соединены с выходами передатчика ПРД, а выход - с линией связи ЛС, входной трансформатор Т1.1, вход которого соединен с линией связи ЛС, приемник ПРМ, входы которого соединены с выходом трансформатора Т1.1, а выход - с входом регистра РГА, регистр команд РК, вход которого соединен с выходом приемника ПРМ, блок реле, вход которого соединен с выходом регистра команд, а выход - цепью РЕЖИМ НРЗ.

Перечень фигур, чертежей и иных материалов

На фиг.1 приведена структурная схема выносного блока сопряжения с аналоговыми радиолокационными станциями.

На фиг.2 приведена структурная схема преобразователя кода азимута.

На фиг.3 приведен общий вид выносного блока сопряжения.

На фиг.4 приведен общий вид лицевой панели выносного блока сопряжения.

На фиг.5 приведена временная диаграмма работы мультиплексного канала.

Пример варианта выполнения устройства

ВЫНОСНОЙ БЛОК СОПРЯЖЕНИЯ С АНАЛОГОВЫМИ РАДИОЛОКАЦИОННЫМИ СТАНЦИЯМИ (фиг.1) содержит электронный модуль ЭМ1 Р910.01 (генератор опорного напряжения) 1, электронный модуль ЭМ1 Р910.02 (модуль контроля электропитания) 2, электронный модуль ЭМ1 Р910.03 3, электронный модуль ЭМ1 Р910.04 4, электронный модуль ЭМ1 Р910.05 5 и модули питания МДМ12 6. Электронные модули ЭМ1 Р910.03 3 и ЭМ1 Р910.04 4 содержат регистр состояния РГС 7, аналого-цифровой преобразователь напряжений грубого и точного отсчета в код азимута АЦПА 8, аналого-цифровой преобразователь синуса угла места АЦП СУМ 9, регистр RG 10, регистр установки азимута ПРВ 11, сумматор выделения разности между текущим азимутом и азимутом установки ПРВ 12, цифро-аналоговый преобразователь рассогласования азимута ЦАП 13. Электронный модуль ЭМ1 Р910.05 5 содержит аналого-цифровой преобразователь эхо-сигнала АЦП ЭХО 14, схему сравнения 15, счетчик дистанции РЛК/счетчик дистанции передатчика СчД1 16, счетчик дистанции передатчика/счетчик дистанции РЛС СчД2 17, двухпортовое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) RAM 18, передатчик ПРД 19, выходной трансформатор Т1.2 20, входной трансформатор Т1.1 21, приемник ПРМ 22, регистр команд РК 23, блок реле 24

Схема преобразователя кода азимута (фиг.2) содержит преобразователи трехфазных напряжений сельсин-датчиков в напряжения (пропорциональные sin и cos) Usin, Ucos 25, 34, счетчик кода азимута ГО 26 и ТО 35, коммутатор напряжений sin, cos ГО 27 и sin, cos TO 36 (в зависимости от квадранта азимута), сумматор коррекции кода азимута ГО 28 и ТО 37, дифференциальный усилитель ГО 29 и ТО 38, цифро-аналоговый преобразователь ГО 30 и ТО 39, компаратор (схема сравнения ошибки канала ГО с пороговым напряжением) 31, коммутатор сигналов ошибки ГО/ТО 32, преобразователь напряжение - частота 33.

Описание и работа блока

Назначение и технические характеристики

Выносной блок сопряжения (блок Р910) предназначен для применения в качестве выносного блока сопряжения с аналоговыми радиолокационными станциями (РЛС) в составе комплекса обработки первичной радиолокационной информации (РЛИ).

В состав комплекса, кроме блока, входит комплект кабелей для сопряжения с РЛС или передвижным радиовысотомером (ПРВ), высокочастотный кабель для связи с

пунктом управления (ПУ) длиной до 200 м, автоматизированное рабочее место оператора ПУ (АРМ), оснащенное ЭВМ типа "Багет" с установленными в ней модулями БР21-410 и БТ01-206 (математический акселератор ЭВМ "Багет"). Модуль БР21-410 обеспечивает обмен данными с двумя блоками Р910, частичную обработку принимаемой РЛИ и выдачу ее на математический акселератор.

Блок Р910 обеспечивает:

а) преобразование поступающих на него от РЛС или ПРВ эхо-сигналов и сигналов общего опознавания в цифровую форму и определение дальности первичных отметок;

б) преобразование сигналов сельсин-датчиков синхронно-следящего привода (ССП) вращения антенны РЛС (ПРВ) в код азимута антенны;

в) передачу текущего азимута, синуса угла места (при работе с ПРВ) и дальности первичных радиолокационных отметок на пункт управления по высокочастотной линии связи;

г) прием от ПУ и выдачу на наземный радиозапросчик (НРЗ) команд управления режимами общего опознавания (общее и гарантированное опознавание, контрольный запрос);

д) прием от ПУ команд управления разворотом антенны ПРВ и выдачу на ПРВ сигналов рассогласования азимута антенны ПРВ по цепям грубого отсчета (ГО) и точного отсчета (ТО).

Блок имеет следующие технические характеристики:

а) дискретность определения азимута - 5,4 мин;

б) дискретность по дальности - 100, 150, 200, 300, 400 или 600 м, радиус обработки - 50, 75, 100, 150, 200 или 300 км соответственно;

в) скорость передачи по линии связи - 1 Мбит/с.

Функционирование блока обеспечивается при поступлении на его входы сигналов, параметры которых приведены в таблице.

Напряжение питания блока - (27 плюс 3, минус 4) В, потребляемая мощность - не более 25 Вт.

Блок обеспечивает работу на открытом воздухе при температуре окружающей среды от минус 50 до плюс 50°С.

Средняя наработка блока на отказ - не менее 10000 ч.

Состав блока

Общий вид блока Р910 приведен на фиг.3. В блоке установлены следующие электронные модули первого уровня:

- ЭМ1 Р910.01 (1) - генератор опорного напряжения 36 В, частотой 400 Гц и усилитель сигналов управления ССП ПРВ;

- ЭМ1 Р910.03 (3) - преобразователь трехфазных сигналов ССП в код азимута;

- ЭМ1 Р910.04 (4) - АЦП кода азимута, АЦП синуса угла места антенны ПРВ;

- ЭМ1 Р910.05 (5) - преобразователь эхо-сигнала, приемопередатчик, регистр команд НРЗ;

- ЭМ1 Р910.02 (2) - модуль управления и контроля питания блока.

В качестве источников вторичного напряжения в блоке Р910 используются модули МДМ, расположенные с тыльной стороны лицевой панели блока Р910:

- модуль МДМ15-1В05М (А8) - источник напряжения +5 В;

- модули МДМ15-1В15М (А9-A11) - источники напряжений +15, минус 15, +30 В.

На лицевой панели блока размещены органы управления и контроля, а также разъемы для подключения кабелей сопряжения с РЛС (ПРВ) и высокочастотного кабеля линии связи с ПУ. Общий вид панели управления блока приведен на фиг.4.

Устройство и работа блока

Структурная схема блока приведена на фиг.1.

В состав схемы входят следующие функциональные узлы:

- АЦП ЭХО - аналого-цифровой преобразователь эхо-сигнала 14;

- СчД 1 - счетчик дистанции РЛС/счетчик дистанции передатчика 16;

- СчД 2 - счетчик дистанции передатчика/счетчик дистанции РЛС 17;

- ОЗУ - двухпортовое оперативное запоминающее устройство 18;

- ПРД - передатчик 19;

- ГОН - генератор опорного напряжения для ССП антенны РЛС 1;

- АЦП А - преобразователь напряжений ГО, ТО в код азимута 8;

- АЦП СУМ - АЦП синуса угла места 9;

- РГС - регистр состояния блока 7;

- ПРМ - приемник 22;

- РГА - регистр установки азимута ПРВ 11;

- CM - сумматор выделения разности между текущим азимутом и азимутом установки ПРВ 12;

- ЦАП - цифровой аналоговый преобразователь рассогласования азимута 13;

- РК - регистр команд 23;

С РЛС или ПРВ на входы блока поступают импульсы запуска (ИЗ), эхо-сигнал (ЭХО), сигнал опознавания и трехфазные напряжения с сельсин-датчиков грубого и точного отсчета. От датчика угла места ПРВ поступает также переменное напряжение U*sin (синус угла места - СУМ).

Преобразователь эхо-сигнала блока преобразует входной аналоговый сигнал в пятиразрядный код, пропорциональный мощности входного сигнала на дискретном отрезке дистанции D, определяет средний уровень помех (уровень отсечки) на отрезке дистанции ±8 D относительно эхо-сигнала и выделяет сигналы, превышающие этот уровень, как предполагаемые отметки целей (ОЦ).

Выделенные признаки ОЦ записываются в двухпортовое ОЗУ, позволяющее вести одновременно запись и чтение данных. Адрес ячейки ОЗУ при записи соответствует дистанции ОЦ и формируется с помощью двоичного счетчика (СТ2), который отсчитывает дискретные значения дистанции.

К адресному входу чтения этого ОЗУ подключен счетчик бит передатчика. При передаче содержимое ячеек ОЗУ от начала до конца дистанции последовательно выдается на передатчик и далее в линию связи.

Преобразователь угол-код блока (модули Р910.03, Р910.04) преобразует трехфазное переменное напряжение сельсин-датчиков грубого и точного отсчета ССП (ГО, ТО) антенны РЛС (ПРВ) в двенадцатиразрядный код азимута. Схема ввода коррекции азимута позволяет компенсировать ошибки, возникающие из-за неточной установки статоров сельсин-датчиков РЛС или неправильного порядка следования фаз. Корректировка вводится при первоначальном сопряжении с РЛС при помощи кнопок СБРОС и КОРР. блока и сохраняется при отключении питании блока.

При работе с ПРВ на вход блока поступает также переменное напряжение, пропорциональное синусу угла места оси антенны ПРВ, которое преобразуется с помощью АЦП СУМ в десятиразрядный код.

Имитатор блока обеспечивает в режиме контроля блока имитацию 16 отметок, передвигающихся по радиусам к центру экрана индикатора обзора.

Цикл передачи данных с блока Р910 на модуль БР21-410 ПУ синхронизируется импульсами запуска РЛС. Передача данных начинается через 80 мкс после записи в ОЗУ 256 дискретов дальности.

Временная диаграмма работы мультиплексного канала приведена на фиг.5.

Первым выдается слово состояния блока Р910 и НРЗ, затем азимут, синус угла места антенны ПРВ и 63 или 94 слова данных РЛИ (504 или 752 дискрета дальности).

После передачи последнего слова данных по сигналу со счетчика слов передатчика в линию связи выдается команда "К", которая служит признаком окончания цикла передачи блока Р910 и разрешает выдачу ответного слова с модуля БР21-410. Команда отличается от данных полярностью импульсов синхросигнала.

Передача данных по ЛС ведется со скоростью 1 Мбит/с в коде "Манчестер II" словами длиной в 16 бит, следующими одно за другим. Каждое слово начинается синхросигналом длительностью в три такта и заканчивается битом контроля по нечетности (17-ый бит).

Данные с параллельных регистров РГС, регистра азимута и регистра СУМ преобразуются в последовательный код с помощью сдвигающего регистра РГ СДВ, на синхровход которого поступают тактовые импульсы передатчика.

Признаки отметки цели (ОЦ) и сигнала общего опознавания (ОП) выдаются на передатчик непосредственно из ОЗУ (через коммутатор ОЦ/ОП) по мере чтения ячеек с адресами от нуля до конца дистанции. Биты ОЦ передаются в нечетных тактах, биты ОП - в четных.

Переключение входов 1 и 2 передатчика производится счетчиком слов после передачи первых трех слов.

При приеме данных от ПУ приемник в каждом цикле получает два слова - команду и данные. Полученная от ПУ команда управления режимами блока и НРЗ записывается и хранится на регистре команд РК. Сигналы управления режимами НРЗ выдаются на НРЗ через блок реле в виде сигналов напряжением 27 В.

Команда установки азимута ПРВ транслируется последовательным кодом в модуль Р910.04, где записывается на регистр азимута ПРВ, откуда выдается на сумматор СМА для сравнения с текущим азимутом ПРВ. Разность кодов с выхода СМА преобразуется на ЦАП ГО, ТО в аналоговые сигналы рассогласования частотой 400 Гц, которые через усилители с трансформаторным выходом выдаются на входы ССП антенны ПРВ.

Для обеспечения автономного контроля канала приема-передачи в блоке предусмотрен режим шлейфа. В этом режиме передатчик блока передает, а приемник принимает два слова, первое из которых записывается на регистр азимута управления ПРВ, а второе - на регистр команд. При правильной работе модуля Р910.05 на лицевой панели блока загорается индикатор ПРМ (прием). Принимаемые данные контролируются по единичным индикаторам "1-10".

Для обеспечения автономного контроля преобразователя кода азимута и канала обработки эхо-сигнала в блоке предусмотрены режимы имитации вращения и эхо-сигнала, которые задаются либо командами с ПУ, либо путем установки перемычки между гнездами "0 В" и ИМИТ блока. В этом режиме при установке переключателя блока в положение ГО на индикаторах "1"-"10" блока высвечивается равномерно возрастающий двоичный код азимута.

При отсутствии на входе блока импульсов запуска от РЛС блок переходит в режим имитации ИЗ с частотой 365 Гц автоматически.

Работа составных частей

Преобразователь эхо-сигнала и сигнала опознавания

Эхо-сигнал от РЛС поступает на входной усилитель-выпрямитель и фильтр низких частот, собранный на операционном усилителе.

Сигнал с выхода ФНЧ вычитается из входного эхо-сигнала. Таким образом, подавляется постоянная или низкочастотные составляющие эхо-сигнала. Разность напряжений выпрямляется двухполупериодным выпрямителем. АЦП производит замер амплитуды входного сигнала с тактовой частотой от 0,75 до 6 МГц, в зависимости от установленной дискретности. Амплитуда входного сигнала РЛС в небольших пределах может подстраиваться потенциометром.

Коды входного сигнала поступают на дальнейшую обработку в программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), где с помощью цифрового фильтра из смеси "сигнал-шум" выделяется сигнал предполагаемой отметки цели (ОЦ). Выделенные сигналы "ОЦ" записываются в ОЗУ ПЛИС, откуда затем выдаются через передатчик в линию связи с ПУ после каждого импульса запуска РЛС.

Сигнал опознавания поступает на ПЛИС через компаратор с фиксированным уровнем отсечки сигнала.

Приемопередатчик

Приемопередатчик ЭМ1 Р910.05 расположен в ПЛИС D6. Коды азимута и синуса угла места от модуля Р910.04 поступают на передатчик по цепи «КОД AЗ» по запросу сигналами "ПП AЗ" и "ПП СИН" ЭМ1 Р910.05 соответственно. Выдача последовательных кодов с ЭМ1 Р910.04 синхронизируется тактовыми импульсами передатчика "ТИ ПРД".

С выхода ПЛИС сигналы передатчика поступают в линию связи через передающую микросхему 588ВА2, ключи 169АА1 и трансформатор Т1. Резисторы R37-R39 служат для согласования с линией связи.

Принимаемый с линии связи сигнал поступает через трансформатор Т2 на усилитель-ограничитель 588ВА3, который ограничивает входной сигнал до уровня ±1,2 В. Микросхема 588ВА2 преобразует двуполярный сигнал в биимпульсный, который и поступает на входы VL0, VL1 ПЛИС.

При приеме команды установки азимута ПРВ код азимута последовательно выдается на модуль Р910.04 по цепи "D ПРМ" в сопровождении синхроимпульсов "ТИ ПРМ". По окончании приема слова с ПЛИС на ЭМ1 Р910.04 выдается импульс записи "ЗП AЗ", по которому код азимута переписывается в Р910.04 на регистр азимута ПРВ.

При приеме команды управления НРЗ сигналы управления режимами НРЗ записываются на регистр команд модуля Р910.05 (ПЛИС) и выдаются с него через ключи D9, D10 на управляющие реле К1-К4.

При приеме любой кодограммы с ПЛИС выдается сигнал индикации приема "ИНД. ПРМ", который включает соответствующий индикатор на лицевой панели блока. Сигнал сбрасывается концом цикла передачи блока.

Транзисторы VT3, VT4 используются как усилитель импульсов маркера целеуказания по дальности (МД) для ПРВ.

Микросхема D9 служит для хранения и загрузки в ПЛИС программы (схемы) ПЛИС. Загрузка ПЛИС происходит в момент включения питания модуля. Время загрузки - примерно 10 мс.

Преобразователь кода азимута

Преобразователь кода азимута размещен в модулях Р910.03, Р910.04. Структурная схема преобразователя приведена на фиг.2. В нижней части графических обозначений функциональных узлов сокращенно указан тип ЭМ1 (03 или 04), в котором они располагаются.

На вход преобразователя поступают трехфазные напряжения с сельсинов-датчиков грубого и точного отсчета (ТО, ТО) азимутального положения антенны РЛС (ПРВ). Двенадцатиразрядный двоичный код азимута антенны формируется на выходе двоичного счетчика СТ2. Показания счетчика увеличиваются или уменьшаются, в зависимости от сигнала рассогласования между напряжением с выхода ЦАП, подключенного к выходу счетчика, и текущим напряжением сигнала sin или cos.

За напряжение U*cos принимается одна из фаз трехфазных напряжений. Напряжение U*sin получается как разность векторов фаз 2 и 3. Сложение фаз производится на операционных усилителях (ОУ) ЭМ1 Р910.03.

В зависимости от значения трех старших разрядов счетчика СТ2, на схемы сравнения сигналов "ГО" и "ТО" через коммутатор K1 (K2) поступает один из сигналов ±U*sin(0-45)° или ±U*cos(45-90)°. На второй вход схем сравнения поступают сигналы с выходов АЦП ГО и ТО.

Опорное напряжение ЦАП (ОП ГО, ОП ТО) формируется как сумма

±0,29U*sin(0-45)°±0,71U*cos(0-45)° или

±0,71U*sin(45-90)°±0,29U*cos(45-90)°.

Переменные напряжения рассогласования ГО и ТО поступают на фазовые детекторы, на второй вход которых подано опорное напряжение ГО и ТО соответственно. В фазовом детекторе происходит выпрямление напряжения рассогласования с учетом его фазы относительно фазы опорного напряжения.

В зависимости от величины ошибки ГО, на преобразователь "напряжение/частота" - "U/F" через коммутатор К3 поступает сигнал рассогласования со схемы сравнения ГО (при большом рассогласовании) или ТО. Порог переключения каналов ГО-ТО установлен на компараторе КОМП.

В зависимости от знака ошибки на выходе преобразователя формируются импульсы "+1" или "-1", которые и поступают на входы реверсивного счетчика СТ2.

Так как передаточное отношение между сельсинами ГО и ТО РЛС равно 1:36 (для ПРВ - 1:23), - код азимута со счетчика СТ2 на ЦАП ТО поступает через умножитель кода. Коэффициент 1:23 задается сигналом "1:23" (0 В) с разъема ССП блока автоматически при подключении кабеля сопряжения с ПРВ.

Сумматоры коррекции СМК служат для обеспечения возможности коррекции ошибки кода азимута, вызванной неточной установкой на ноль статоров сельсин-датчиков антенны РЛС или неправильным порядком подключения фаз сельсин-датчиков.

Код коррекции определяется как код на выходе канала ГО или ТО при установке антенны РЛС на ноль шкалы (на север). При первом подключении к РЛС (ПРВ) этот код с помощью кнопок СБРОС и КОРР. записывается в энергонезависимое ОЗУ ЭМ1 Р910.04, откуда в режиме работы и поступает на сумматоры коррекции СМК ГО И СМК ТО.

Преобразователи трехфазного напряжения ГО, ТО в напряжения, пропорциональные синусу и косинусу азимута, собраны на ОУ D1, D2 ЭМ1 Р910.03. С выхода преобразователя напряжения ГО U*sin или U*cos поступают через коммутатор D5, D8 на схему сравнения D7.1, D7.3, где сравниваются с напряжением "U ГО", поступающим от ЦАП счетчика азимута ЭМ1 Р910.04. С этого же коммутатора через резисторы R45, R47 снимается напряжение для питания ЦАП ГО ЭМ1 Р910.04 (микросхема D12 Р910.04) и сигнал "ДФ", определяющий фазу опорного напряжения для схемы ГО.

Работа коммутатора управляется сигналами трех старших разрядов счетчика азимута (ГО[1], ГО[2], ГО[3]). Сигнал "КГО[0]", поступающий с тумблера ЗНАК ГО, служит для изменения направления отсчета азимута в случае неверного чередования фаз сельсина ГО на входе модуля.

Сигнал ошибки (рассогласования) со схемы сравнения выпрямляется на фазовом детекторе D10.1, D10.2 Р910.03 с учетом фазы опорного напряжения ГО (ОН ГО). Аналогично работает и канал ТО. Логический сигнал опорного напряжения ГО формируется из входного сигнала "ОН" с помощью компаратора D15 ЭМ1 Р910.03.

Сигналы ошибки каналов ГО ("СГО") и ТО ("СТО") поступают на коммутатор D22.1, D22.2. Работой коммутатора управляет компаратор D13, D14, который разрешает прохождение сигнала "СГО" только при большом рассогласовании по каналу ГО. Кроме того, управлять прохождением сигналов ГО или ТО через коммутатор можно с помощью сигналов "ОТКЛ. ТО", "ОТКЛ. ГО", поступающих с панели управления блока в режиме работы" 1К" (один канал).

Через сглаживающий фильтр D12.4 и ключ D11.3 сигнал ошибки поступает на интегратор D12.1, к выходу которого подключены компараторы D16, D17. Даже при малом сигнале ошибки напряжение на выходе интегратора начинает расти, при этом срабатывает один из компараторов (в зависимости от знака ошибки). По фронту тактового сигнала срабатывает триггер D21.1 или D21.2. Сигнал с выхода триггера открывает ключ D11.1, через который емкость С20 интегратора разряжается, и напряжение на выходе интегратора падает до нуля. В следующем такте триггер D21 сбрасывается и процесс повторяется. Импульсы с выходов триггера D21 поступают на счетные входы "+1" или "-1" счетчика азимута модуля Р910.04, в зависимости от знака рассогласования.

Код для коррекции отсчетов ГО и ТО, получаемый на выходах счетчика азимута и умножителя во время юстировки блока, записывается в перепрограммируемое ЗУ D28 (ППЗУ) ЭМ1 Р910.04. Перед записью старые данные ППЗУ необходимо стереть нажатием кнопки СБРОС блока (сигнал "СБРОС"). При этом ПЛИС модуля выдает сигнал "PRG", который на одну секунду разрешает выдачу напряжения программирования 25 В со стабилизатора напряжения D27 на вход "PRG" ППЗУ. Одновременно на вход "СЕ" ППЗУ выдается сигнал логической единицы, а на входе "ОЕ" сигнал остается нулевым (режим стирания), при этом код коррекции обнуляется.

При нажатии кнопки КОРР. на модуль поступает сигнал "КОРР. ГО" или "КОРР. ТО", в зависимости от положения ГО или ТО переключателя блока. По этим сигналам ПЛИС переводит ППЗУ в режим записи (сигналы "СЕ", "ОЕ" равны единице) и открывает стабилизатор напряжения программирования на 10 мс. Записываемый в ППЗУ код (ГО или ТО) перед записью контролируется по индикаторам "1"-"8" блока. После ввода коррекции код азимута на индикаторах должен стать равным нулю.

Схема управления ПРВ

При управлении ПРВ принимаемый от ПУ код азимута последовательным кодом записывается в регистр ЭМ1 Р910.04 (в ПЛИСе) и затем сравнивается (также в ПЛИСе) с текущим кодом азимута ПРВ. Разность кодов выдается на ЦАПы D14 (ГО), D15 (ТО) ЭМ1 Р910.04. В качестве опорного напряжения на ЦАП через делитель напряжения и коммутатор фазы D5.1, D10.1, D5.2 поступает опорное напряжение сельсинов ПРВ. Коммутация фазы опорного напряжения производится сигналом знака ошибки рассогласования между текущим и заданным азимутом. С выходов ЦАП переменные напряжения рассогласования ГО и ТО поступают на усилители мощности модуля Р910.01.

Напряжение рассогласования по каналу ГО достигает максимума при рассогласовании в 45 и более градусов (до 180), по каналу ТО - при рассогласовании более 5, 6 градусов.

АЦП синуса угла места

АЦП синуса угла места находится в модуле Р910.04. В состав АЦП входит двоичный счетчик (в ПЛИСе), выпрямитель опорного напряжения СКВТ (D19.1, D19.2), ЦАП (D22, D23.1), выпрямитель напряжения СУМ (D18.1, D18.2), и преобразователь "напряжение-частота" (D10.1, D23.1, D25, D26, D24.3, D24.4). Текущее значение СУМ сравнивается с сигналом на выходе ЦАП и, в зависимости от знака сигнала рассогласования, преобразователь "напряжение-частота" выдает импульсы на вход "+1" или "-1" счетчика.

Юстировка АЦП производится с помощью регулировки величины напряжения СУМ потенциометром КОРР. блока при установке антенны ПРВ на угол места 23° или 30°.

При установке угла места свыше 33° (при коде СУМ свыше 0100011111) на блоке загорается индикатор СНР - сигнал неправильной работы.

Генератор опорного напряжения

Генератор опорного напряжения размещен в модуле Р910.01 и собран по двухтактной схеме с самовозбуждением на транзисторах VT2, VT3 и трансформаторе Т1. Со вторичной обмотки трансформатора снимаются прямоугольные импульсы амплитудой (40±6) В и частотой 400 Гц.

Ток нагрузки - до 100 мА. Транзистор VT1 служит для запуска генератора в момент включения питания.

Трансформатор Т2 служит для получения опорного напряжения 36 В для схемы преобразователя азимута при работе с ПРВ-16.

Усилители сигналов рассогласования

Усилители сигналов рассогласования азимута ПРВ собраны на операционном усилителе 140УД20А D1 ЭМ1 Р910.01. К выходам ОУ через усилители мощности (тока) на транзисторных парах VT4, VT5 и VT6, VT7 подключены выходные повышающие трансформаторы Т2, Т3. Напряжения на выходах "УПР. ГО", "УПР. ТО" в зависимости от рассогласования изменяются от нуля до 100 В.

Модуль контроля питания

ЭМ1 Р910.02 служит для включения модулей МДМ, формирования вторичных напряжений минус 5 В, минус 6 В, контроля торичных напряжений и перегрева блока. Для питания схем управления в ЭМ1 имеются служебный источник питания 5ВСЛ, выполненный на микросхеме 142ЕН5 (D12), и служебный источник питания 12ВСЛ, Включение модуля Р910.02 осуществляется сигналом "ДУ". Для защиты от дребезга сигнала включения и предотвращения ложных включений и выключении длительность сигнала включения контролируется схемно.

При наладке ЭМ1 Р910.02 возможна блокировка схемы контроля напряжений.

Схема контроля перегрева блока

Для регулировки температуры срабатывания схемы контроля перегрева служит резистор R59. При срабатывании схемы контроля перегрева выдается сигнал "ПЕР". Для работы схемы достаточно наличия напряжения сети 27 В. Проверка схемы производится перемыканием гнезд "ПТД" и "ОБЩ", что вызывает срабатывание схемы и формирование сигнала "ПЕР". Настройка схемы производится установкой напряжения между гнездами "КТД1" и "КТД2", равным {[70-1,2*(Токр-25)]±10} мВ, где Токр - окружающая температура в градусах по Цельсию на момент настройки.

Промышленная применимость

Данное техническое решение промышленно реализуемо, обладает требуемыми функциональными возможностями по сопряжению с аналоговой радиолокационной станцией, выполнено в виде носимого блока минимальных габаритов и энергопотребления.

Выносной блок сопряжения с аналоговыми радиолокационными станциями, содержащий пять модулей первого уровня: первый модуль ЭМ1 Р910.01 генератора опорного напряжения 36 В, частотой 400 Гц и усилителя сигналов управления синхронно-следящего привода (ССП) подвижного радиовысотомера (ПРВ), второй модуль ЭМ1 Р910.02 управления и контроля питания блока, третий модуль ЭМ1 Р910.03 преобразователя трехфазных сигналов СП в код азимута, четвертый модуль ЭМ1 Р910.04 аналого-цифровых преобразователей (АЦП) кода азимута и синуса угла места антенны ПРВ, пятый модуль ЭМ1 Р910.05 преобразователя эхо-сигнала, приемопередатчика и регистра команд наземного радиозапросчика (НРЗ), а также модуль МДМ15-1В05М источника напряжения +5 В и три модуля МДМ15-1В15М источников напряжения +15 В, минус 15 В и +30 В, входы которых соединены с напряжением +27 В, а выходы с узлами второго, третьего, четвертого и пятого модулей первого уровня, отличающийся тем, что третий и четвертый модули первого уровня ЭМ1 Р910.03 и ЭМ1 Р910.04 содержат регистр состояния РГС, вход которого соединен с входом СОСТОЯНИЕ от радиолокационной станции (РЛС), аналого-цифровой преобразователь напряжений грубого отсчета (ГО) и точного отсчета (ТО) в код азимута АЦПА, первый вход которого соединен с выходом Uопорное, а второй и третий вход соответственно с выходами грубого (ГО) и точного (ТО) отсчета от РЛС, аналого-цифровой преобразователь синуса угла места АЦП СУМ, вход которого соединен с выходом U*sin ПРВ, регистр RG, первый (D) вход которого соединен с выходами регистра РГС (сигнал СС), АЦПА (сигнал код ) и АЦП СУМ (сигнал код sin), а второй вход (С) - с выходом тактовых импульсов ТИ ПРД 500 кГц, регистр установки азимута ПРВ РГА, сумматор выделения разности между текущим азимутом и азимутом установки ПРВ СМ, первый вход которого соединен с выходом АЦП А, а второй вход - с выходом РГА, цифроаналоговый преобразователь рассогласования азимута ЦАП, вход которого соединен с выходом сумматора СМ, а выходы ГО и ТО - с входами ПРВ, схема преобразования кода азимута, реализованная на третьем и четвертом модулях первого уровня, содержит преобразователи X/Y трехфазных напряжений сельсин-датчиков в напряжения, пропорциональные sin и cos для сигналов грубого (ГО) и точного (ТО) отсчета, соединенные соответственно с выходами 1, 2, 3 Фазы ГО и Фазы ТО РЛС, счетчик кода азимута ГО СТ2 и счетчик кода азимута ГО х36, входы которых соединены соответственно с выходами +1 и -1 РЛС и Код азимута (ГО) РЛС, а первые выходы соответственно с выходами Код азимута (ГО) и Код ТО устройства, коммутаторы напряжений sin, cos ГО К1 и sin, cos ТО К2, по два входа которых соединены соответственно с двумя выходами sin и cos преобразователей X/Y ГО и ТО, а третьи входы - со вторыми выходами счетчиков азимута ГО и ТО, два сумматора коррекции кода азимута СМК ГО и СМК ТО, по два входа которых соединены соответственно с первыми выходами счетчиков кода азимута ГО и ТО и входами коррекции Корр. ГО и Корр. ТО устройства, два дифференциальных усилителя ДУ ГО и ДУ ТО, входы которых соединены соответственно с выходами sin/cos коммутаторов напряжений sin, cos ГО К1 и sin, cos TO K2, два цифроаналоговых преобразователя ЦАП ГО и ЦАП ТО, входы которых соединены соответственно с выходами сумматоров коррекции кода азимута СМК ГО и СМК ТО, а выходы - соответственно с вторыми входами дифференциальных усилителей ДУ ГО и ДУ ТО, компаратор, два входа которого соединены с выходом дифференциального усилителя ДУ ГО и ДУ ГО и цепью сигнала Порог ГО, коммутатор сигналов ошибки ГО/ТО К3, три входа которого соединены соответственно с выходами дифференциального усилителя ДУ ГО, дифференциального усилителя ДУ ТО и компаратора, преобразователь напряжение/частота U/F, вход которого соединен с выходом коммутатора сигналов ошибки ГО/ТО К3, а выход - с цепями сигналов +1, -1 устройства, пятый модуль первого уровня ЭМ1 Р910.05 содержит аналого-цифровой преобразователь эхо-сигнала АЦП ЭХО, вход которого соединен с выходом ЭХО РЛС, схему сравнения, два входа которой соединены соответственно с выходами ОПОЗН и Uотсечки РЛС, счетчик дистанции радиолокатора (РЛИ), счетчик дистанции передатчика СчD1, два входа которого соединены соответственно с выходами тактовых импульсов ТИ РЛС 750 кГц и выходом импульса запуска ИЗ, счетчик дистанции передатчика, счетчик дистанции РЛС CчD2, два входа которых соединены соответственно с выходами ИЗ РЛС и ТИ ПРД 500 кГц, двухпортовое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) RAM, четыре входа которого соединены соответственно с АЦП ЭХО по сигналу отметки цели (ОЦ), схемы сравнения по сигналу общего опознавания (ОП), счетчика СчD1 по сигналу АДРЕС ЗАПИСИ и счетчика СчD2 по сигналу АДРЕС ЧТЕНИЯ, передатчик ПРД, два входа которого соединены соответственно с выходом двухпортового оперативного запоминающего устройства и выходом регистра RG, выходной трансформатор Т1.2, входы которого соединены с выходами передатчика ПРД, а выход - с линией связи ЛС, входной трансформатор Т1.1, вход которого соединен с линией связи ЛС, приемник ПРМ, входы которого соединены с выходом трансформатора Т1.1, а выход - с входом регистра РГА, регистр команд РК, вход которого соединен с выходом приемника ПРМ, блок реле, вход которого соединен с выходом регистра команд, а выход - цепью РЕЖИМ НРЗ.