Трехкоординатная радиолокационная станция
Трехкоординатная РЛС содержит антенно-поворотное устройство, включающее в себя антенну наземного радиозапросчика, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, блок обработки сигналов, опорно-поворотный механизм с токосъемником, ФАР, включающую в себя делитель зондирующего сигнала, делитель пилот-сигнала, делитель сигнала гетеродинов, делитель опорного сигнала и синхронизации, приемо-передающие строки, содержащие твердотельные усилители мощности, приемо-передающие модули, цифровые приемные модули, и устройство отображения и управления, включающее в себя рабочее место оператора, систему питания, блок управления приводом азимутального вращения и блок наземного радиозапросчика. Отличается тем, что она содержит радиопрозрачное укрытие в форме усеченного шара, внутри которого установлено антенно-поворотное устройство, содержащее блок автоматического определения границ областей, пораженных пассивными помехами, блок амплитудного накопления сигналов вне областей, пораженных пассивными помехами, блок управления обзором пространства по углу места и блок оценки центральной частоты доплеровского спектра пассивных помех. Предложенная РЛС обладает повышенной эксплуатационной надежностью при различных параметрах внешней среды (температуры, влажности и др.), обеспечивает подавление пассивных помех при различных внешних метеоусловиях (направлениях и скорости ветра), повышает дальность обнаружения объектов вне зоны пассивных помех, обеспечивает оптимальное время обзора пространства зоны нахождения различных объектов, что повышает надежность их обнаружения.
Предлагаемая трехкоординатная радиолокационная станция (РЛС) относится к области радиотехники, в частности к корабельной радиолокации.
Из известных трехкоординатных РЛС наиболее близкой по технической сущности, схемному решению, тактико-техническим и эксплуатационным характеристикам является РЛС (патент №40679), содержащая антенно-поворотное устройство (АПУ), включающее в себя антенну наземного запросчика, блок наземного радиозапросчика, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, блок обработки сигналов, опорно-поворотный механизм с токосъемником, фазированную антенную решетку (ФАР), включающую в себя делитель зондирующего сигнала, делитель пилот-сигнала, делитель сигнала гетеродинов, делитель опорного сигнала и синхронизации, приемо-передающие строки, содержащие твердотельные усилители мощности, приемо-передающие модули, цифровые приемные модули, и устройство отображения и управления, включающее в себя рабочее место оператора, систему питания и блок управления азимутального вращения, выбранная за прототип.
Такая РЛС имеет следующие недостатки:
- отсутствие времени на обнаружение внезапно появившегося объекта, что приводит к уменьшению дальности его обнаружения;
- большие потери в отношении сигнал-шум в областях отсутствия пассивных помех, что уменьшает дальность обнаружения объекта;
- недостаточное время обзора пространства зоны нахождения малоразмерных объектов, что приводит к уменьшению надежности их обнаружения и выдачи сигнала об их местонахождении;
- не обеспечивается подавление пассивных помех при различных внешних метеоусловиях (направлениях и скорости ветра);
- недостаточная эксплуатационная надежность при различных параметрах внешней среды (температуры, влажности и др.).
Сущность предлагаемой РЛС заключается в том, что она содержит АПУ, включающее в себя антенну наземного радиозапросчика, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, блок обработки сигналов, опорно-поворотный механизм с токосъемником, ФАР, включающую в себя делитель зондирующего сигнала, делитель пилот-сигнала, делитель гетеродинов, делитель опорного сигнала и синхронизации, приемо-передающие строки, содержащие твердотельные усилители мощности, приемо-передающие модули, цифровые приемные модули, и устройство отображения и управления, включающее в себя рабочее место оператора, систему питания, блок управления приводом азимутального вращения и блок наземного радиозапросчика.
Система питания подключена через токосъемник к ФАР, к входу формирователя сигналов гетеродинов и передатчика и к входу блока обработки сигналов, выход которого подключен через токосъемник к рабочему месту оператора, а его второй вход - к цифровому приемному модулю приемо-передающей строки. Блок управления приводом азимутального вращения подключен к опорно-поворотному механизму, а блок наземного радиозапросчика - к антенне наземного радиозапросчика.
Отличается тем, что она содержит радиопрозрачное укрытие в форме усеченного шара, выполненного из стеклопластика с пропиткой. Внутри радиопрозрачного укрытия установлено АПУ, которое дополнительно содержит блок автоматического определения границ областей, пораженных пассивными помехами (ПП), блок амплитудного накопления сигналов вне областей, пораженных ПП, блок управления обзором пространства по углу места и блок оценки центральной частоты доплеровского спектра ПП. Все введенные блоки подключены к блоку обработки сигналов.
Введение радиопрозрачного укрытия в форме усеченного шара и установка внутри его АПУ повышает эксплуатационную надежность РЛС при различных параметрах внешней среды (температуры, влажности и др.) и создает удобство при эксплуатации.
Введение блока автоматического определения границ областей, пораженных ПП, и блока амплитудного накопления сигналов вне областей, пораженных ПП, повышает дальность обнаружения объектов вне зоны ПП.
Введение блока обзора пространства по углу места обеспечивает оптимальное время обзора пространства зоны нахождения различных объектов, что повышает надежность их обнаружения и выдачи сигнала об их нахождении.
Введение блока оценки центральной частоты доплеровского спектра ПП обеспечивает подавление ПП при различных внешних метеоусловиях (направлениях и скорости ветра).
Сущность предлагаемой РЛС поясняется чертежом (фиг.1), на котором представлена структурная схема РЛС.
Предлагаемая РЛС конструктивно состоит из радиопрозрачного укрытия 1, АПУ 2 и устройства отображения и управления 3.
АПУ 2 содержит антенну наземного радиозапросчика 4, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика 5, блок обработки сигналов 6, блок автоматического определения границ областей, пораженных ПП, 7, блок амплитудного накопления сигналов вне областей, пораженных ПП, 8, блок управления обзором пространства по углу места 9, блок оценки центральной частоты доплеровского спектра ПП 10, опорно-поворотный механизм 11 с токосъемником 12, ФАР 13, включающую в себя делитель зондирующего сигнала 14, делитель пилот-сигнала 15, делитель сигнала гетеродинов 16, делитель опорного сигнала и синхронизации 17 и двадцать идентичных приемо-передающих строк 18.
Каждая приемо-передающая строка 18 содержит два выходных усилителя мощности 19, приемо-передающий модуль 20, цифровой приемный модуль 21 и диаграммо-образующую схему строки 22.
Устройство отображения и управления 3 содержит рабочее место оператора 23, систему питания 24, блок управления приводом азимутального вращения 25 и блок наземного радиозапросчика 26.
Предлагаемая трехкоординатная РЛС работает следующим образом.
При работе ФАР 13 в режиме передачи зондирующий импульс от формирователя сигналов гетеродинов и передатчика 5 поступает на делитель
зондирующего сигнала 14, с выхода которого подается на вход приемо-передающего модуля 20 каждой из приемо-передающих строк 18.
С выхода приемо-передающего модуля 20 сигналы поступают на выходные усилители мощности 19, где усиливаются и через соответствующие полосковые делители и вибраторы диаграммо-образующей схемы строки 22 излучаются в пространство.
При работе ФАР 13 в режиме приема принятые диаграммо-образующей схемой строки 22 сигналы через циркуляторы обоих выходных усилителей мощности 19 поступают на входы приемо-передающего модуля 20. С выходов приемо-передающего модуля 20 сигналы на промежуточной частоте поступают на входы цифрового приемного модуля 21, который производит аналого-цифровое преобразование и формирует коды цифровых отсчетов квадратур принятых сигналов.
Для образования требуемой диаграммы направленности на прием процессоры цифрового диаграммо-образования, входящие в цифровые приемные модули 21 каждой из строк, умножают коды цифровых отсчетов квадратур принятых сигналов соответствующих строк на комплексные коэффициенты, производят сложение с кодами, полученными от предыдущей строки, и передачу на процессор цифрового диаграммо-образования приемо-передающего модуля 20 следующей строки.
С выхода приемо-передающего модуля 20 последней строки информация поступает на блок обработки сигналов 6, программно-аппаратные модули которого обеспечивают выделение цели на фоне местных предметов, преднамеренных активных и пассивных помех, пороговое обнаружение сигналов цели, распознавание класса цели, пеленгацию постановщиков активных помех, решение задач первичной и вторичной обработки информации, а также выдачу данных потребителю информации.
Блок автоматического определения границ областей, пораженных ПП, 7, по сигналам, принятым блоком обработки сигнала 6 из ФАР 13, осуществляет оценку мощности сигнала и величину межпериодной корреляции в каждом
элементе управления по адаптации и по их значению определяет границу областей, пораженных ПП. Вне границ указанных областей в блоке амплитудного накопления сигналов 8 производится накопление амплитуд сигналов, отраженных от цели, при котором обеспечивается максимальное отношение сигнал-шум перед пороговым обнаружителем.
Блок управления обзором пространства 9 осуществляет управление распределением времени наблюдения областей пространства по углу места возможного нахождения различного типа целей, обеспечивает наблюдение внезапно появившихся целей при каждом обороте ФАР, что обеспечивает в блоке обработки сигналов 6 наилучшие условия для обнаружения указанного типа целей.
В областях, пораженных ПП, определенных блоком 7, в блоке оценки центральной частоты доплеровского спектра ПП 10 осуществляется оценка фазы первого коэффициента корреляционной матрицы сигналов ПП, по которой в блоке обработки сигнала 6 осуществляется настройка зоны режекции для максимального подавления ПП и повышения вероятности обнаружения движущейся цели на фоне ПП.
С выхода блока обработки сигналов 6 информация по цифровым каналам связи поступает на рабочее место оператора 23 и к потребителю информации.
Введение радиопрозрачного укрытия 1 в форме усеченного шара и установка внутри его АПУ повышает эксплуатационную надежность РЛС при различных параметрах внешней среды (температуры, влажности и др.) и создает удобство при эксплуатации, что было подтверждено при морских испытаниях указанной РЛС, в ходе которых получены положительные результаты, свидетельствующие о преимуществах указанной РЛС.
Предлагаемая радиолокационная станция прошла государственные испытания, показала положительные результаты и принята к изготовлению.
1. Трехкоординатная радиолокационная станция, содержащая антенно-поворотное устройство, включающее в себя антенну наземного радиозапросчика, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, блок обработки сигналов, опорно-поворотный механизм с токосъемником, фазированную антенную решетку, включающую в себя делитель зондирующего сигнала, делитель пилот-сигнала, делители сигналов гетеродинов, делитель опорного сигнала и синхронизации, приемо-передающие строки, содержащие твердотельные усилители мощности, приемо-передающие модули, цифровые приемные модули и устройство отображения и управления, включающее в себя рабочее место оператора, систему питания, блок управления приводом азимутального вращения и блок наземного радиозапросчика, причем система питания подключена через токосъемник к фазированной антенной решетке, к входу формирователя сигналов гетеродинов и передатчика и к входу блока обработки сигналов, выход которого подключен через токосъемник к рабочему месту оператора, а второй его вход - к цифровому приемному модулю приемо-передающей строки, блок управления приводом азимутального вращения подключен к опорно-поворотному механизму, а блок наземного радиозапросчика - к антенне наземного радиозапросчика, отличающаяся тем, что она содержит радиопрозрачное укрытие в форме усеченного шара, внутри которого установлено антенно-поворотное устройство, которое дополнительно содержит блок автоматического определения границ областей, пораженных пассивными помехами, блок амплитудного накопления сигналов вне областей, пораженных пассивными помехами, блок управления обзором пространства по углу места и блок оценки центральной частоты доплеровского спектра пассивных помех, причем выходы их подключены к блоку обработки сигналов.
2. Трехкоординатная РЛС по п.1, отличающаяся тем, что радиопрозрачное укрытие выполнено из стеклопластика с пропиткой.
