Мобильная трехкоординатная радиолокационная станция

Мобильная трехкоординатная радиолокационная станция содержит антенно-поворотное устройство, включающее в себя антенну наземного радиозапросчика, блок обработки сигналов, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, опорно-поворотный механизм с токосъемником, фазированную антенную решетку, включающую в себя приемо-передающие строки, делители зондирующего сигнала, пилот-сигнала, сигнала гетеродинов, опорного сигнала и синхронизации, 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 антенно-поворотное устройство дополнительно содержит антенну наземного радиозапросчика и блок наземного радиозапросчика. Фазированная антенная решетка дополнительно содержит два блока цифрового суммирования и шесть приемо-передающих строк. Предложенная РЛС обеспечивает повышение мощности зондирующего сигнала и увеличение дальности обнаружения объектов, повышение надежности канала обмена информации, расширение диапазона опознавания государственной принадлежности целей.

Предлагаемая мобильная трехкоординатная радиолокационная станция (РЛС) относится к области радиотехники, в частности, к радиолокации.

Известна мобильная трехкоординатная РЛС обнаружения и целсуказания 9С18М1 «Купол» [1].

РЛС 9С18М1 «Купол» предназначена для обеспечения радиолокационной информацией командных пунктов зенитных ракетных соединений, частей ПВО и пунктов управления объектов систем ПВО.

РЛС 9С18М1 «Купол» представляет собой трехкоординатную когерентно-импульсную станцию обнаружения и целеуказания, использующую зондирующие импульсы большей длительности, что обеспечивает большую энергию излучаемых сигналов.

РЛС содержит цифровую аппаратуру автоматического и полуавтоматического съема координат и аппаратуру опознавания обнаруженных объектов.

Работа РЛС автоматизирована благодаря применению быстродействующих вычислительных электронных средств. Для повышения надежности работы в условиях активных и пассивных помех в РЛС используются современные средства помехозащиты.

РЛС перемещается самостоятельно по дорогам и бездорожью, а также перевозится любым видом транспорта, включая воздушный.

Такая станция имеет недостатки:

- малая дальность обнаружения воздушных объектов;

- малые пределы работы по дальности и высоте.

Из известных мобильных трехкоординатных РЛС наиболее близкой по технической сущности, схемному решению, тактико-техническим и эксплуатационным характеристикам является РЛС [2] для обнаружения воздушных объектов, измерения координат, опознавания государственной принадлежности воздушных объектов, содержащая антенно-поворотное устройство (АПУ), включающее в себя антенну наземного радиозапросчика, блок наземного радиозапросчика, блок обработки сигналов, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, опорно-поворотный механизм с токосъемником, фазированную антенную решетку (ФАР), включающую в себя приемо-передающие строки, делители зондирующего сигнала, пилот-сигнала, сигнала гетеродинов, делитель опорного сигнала и синхронизации, и устройство отображения и управления, включающее в себя рабочее место оператора, систему питания, блок управления приводом азимутального вращения. Эта РЛС принята за прототип. Однако такая РЛС имеет недостатки:

- малая дальность обнаружения объектов;

- низкая надежность канала обмена информацией;

- опознавание государственной принадлежности воздушных объектов происходит только в одной системе.

Сущность предлагаемой РЛС заключается в том, что она содержит АПУ, включающее в себя антенну наземного радиозапросчика, блок обработки сигналов, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, опорно-поворотный механизм с токосъемником, ФАР, включающую в себя приемо-передающие строки, каждая из которых содержит выходные усилители мощности, предварительный усилитель мощности, приемный модуль, цифровой приемный модуль, делители зондирующего сигнала, пилот-сигнала, сигнала гетеродинов, делитель опорного сигнала и синхронизации, и устройство отображения и управления, включающее в себя рабочее место оператора, систему питания, блок управления приводом азимутального вращения, блок наземного радиозапросчика.

Отличается тем, что АПУ дополнительно содержит антенну наземного радиозапросчика и блок наземного радиозапросчика, а ФАР дополнительно содержит два блока цифрового суммирования и шесть приемо-передающих строк, при этом выход дополнительной антенны наземного радиозапросчика подключен к входу дополнительного блока наземного радиозапросчика, выход которого - ко второму входу блока обработки сигналов. Входы одного блока цифрового суммирования подключены к выходу цифрового приемного модуля соответственно с первой по тринадцатую приемо-передающую строку, а входы второго блока цифрового суммирования подключены ко второму входу цифрового приемного модуля соответственно с четырнадцатой по двадцать шестую приемо-передающую строку. Выходы блоков цифрового суммирования подключены к первому и второму входам блока обработки сигналов.

Введение в ФАР двух блоков цифрового суммирования повышает надежность канала обмена информации.

Введение в ФАР дополнительно шести приемо-передающих строк обеспечивает повышение мощности зондирующего сигнала и увеличение дальности обнаружения воздушных объектов.

Введение в АПУ дополнительно антенны наземного радиозапросчика и блока наземного радиозапросчика расширяет диапазон опознавания государственной принадлежности объектов.

Сущность предлагаемой РЛС поясняется структурной схемой, приведенной на чертеже.

Предлагаемая мобильная трехкоординатная РЛС конструктивно состоит из двух частей: АПУ 1 и устройства отображения и управления 2.

АПУ 1 включает в себя антенну наземного радиозапросчика 3, дополнительную антенну наземного радиозапросчика 4, дополнительный блок наземного радиозапросчика 5, блок обработки сигналов 6, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика 7, опорно-поворотный механизм 8 с токосъемником 9, ФАР 10, включающую в себя двадцать шесть приемо-передающих строк 11, каждая из которых содержит два выходных усилителя мощности 12, предварительный усилитель мощности 13, приемный модуль 14, цифровой приемный модуль 15, делитель зондирующего сигнала 16, делитель пилот-сигнала 17, делитель сигнала гетеродина 18, делитель опорного сигнала и синхронизации 19, два блока цифрового суммирования 20 и 21 и диаграммообразующую схему строки 22.

Устройство отображения и управления 2 содержит: рабочее место оператора 23, систему питания 24, блок управления приводом азимутального вращения 25 и блок наземного радиозапросчика 26.

Все связи в приемо-передающей строке, приведенные на чертеже, относятся к одной приемо-передающей строке. Для остальных приемопередающих строк связи между элементами строки идентичны.

Входы диаграммобразующей схемы строки 22 подключены к выходам выходных усилителей мощности (ВУМ) 12 и первому входу делителя пилот-сигнала 17. Вторые выходы ВУМ 12 подключены через приемный модуль 14 к цифровому приемному модулю 15. Два входа ВУМ 12 подключены к выходам предварительного усилителя мощности (ПУМ) 13, а два других входа ВУМ 12 подключены к выходу цифрового приемного модуля 15. Вход ПУМ 13 подключен через приемный модуль 14 к выходу делителя зондирующего сигнала 16, вход которого - к первому выходу формирователя сигналов гетеродинов и передатчика (ФСГП) 7. Входы первого блока цифрового суммирования 20 подключены к цифровому приемному модулю 15 соответственно с первой по тринадцатую приемо-передающую строку 11, входы второго блока цифрового суммирования 21 - к цифровому приемному модулю 15 соответственно с четырнадцатой по двадцать шестую приемопередающую строку 11. Выходы делителя опорного сигнала и синхронизации 19 подключены к входам опорного сигнала и синхросигнала цифрового приемного модуля 15, а вход подключен ко второму выходу ФСГП 7. Выход делителя гетеродина 18 подключен к входу приемного модуля 14, а вход - к третьему выходу ФСГП 7. Вход делителя пилот-сигнала подключен к четвертому выходу ФСГП 7.

Выход блока обработки сигналов 6 через токосъемник подключен к рабочему месту оператора 23. Система питания 24 подключена через токосъемник 9 к блоку обработки сигналов 6, ФСГП 7 и ФАР 10, а блок управления приводом азимутального вращения 25 соединен с опорно-поворотным механизмом 8.

Антенна наземного радиозапросчика 3 подключена к блоку наземного радиозапросчика 26, вход которого подключен через токосъемник 9 к блоку обработки сигналов 6. Дополнительная антенна наземного радиозапросчика 4 подключена к входу дополнительного блока наземного радиозапросчика 5, второй вход которого подключен к выходу блока обработки сигналов 6.

Предлагаемая мобильная трехкоординатная РЛС работает следующим образом.

При работе ФАР 10 в режиме передачи зондирующий сигнал от ФСГП 7 поступает на делитель зондирующего сигнала 16, с выхода которого подается на вход приемного модуля 14 каждой их приемо-передающих строк 11.

С выхода приемного модуля 14 сигнала поступают на предварительный усилитель мощности 13, где усиливаются и поступают на выходные усилители мощности 12. Выходные усилители мощности 12 обеспечивают усиление до требуемого уровня зондирующего сигнала, который через соответствующие полосковые делители и вибраторы диаграммо-образующей схемы строки 22 излучается в пространство.

При работе ФАР 10 в режиме приема принятые диаграммо-образующей схемой строки 22 сигналы через циркуляторы обоих выходных усилителей мощности 12 поступают на входы приемного модуля 14.

С выходов премного модуля 14 сигналы на промежуточной частоте поступают на входы цифрового приемного модуля 15, 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 15 каждой из первых тринадцати строк, умножают коды цифровых отсчетов квадратур принятых сигналов соответствующих строк на комплексные коэффициенты и осуществляют их передачу в блок цифрового суммирования 20. Выход приемных модулей 15 каждой из последующих тринадцати строк подключен ко второму блоку цифрового суммирования 21.

Блоки цифрового суммирования 20 и 21 осуществляют сложение полученных кодов цифровых отсчетов квадратур принятых каждой строкой сигналов.

С выходов блоков цифрового суммирования 20 и 21 информация поступает на блок обработки сигналов 6, программно-аппаратные модули которого обеспечивают выделение объекта на фоне местных предметов, преднамеренных активных и пассивных помех, пороговое обнаружение сигналов объектов, распознавание класса объекта, пеленгацию постановщиков активных помех, решение задач первичной и вторичной обработки информации.

С выхода блока обработки сигналов 6 информация по цифровым каналам связи через токосъемник 9 поступает на рабочее место оператора 23 и к потребителям информации.

В настоящее время изготовлен опытный образец и проводятся предварительные испытания.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1 - «Отечественные зенитные ракетные комплексы», издательство «Астрель», 2002 г.

2 - Патент РФ 40679.

Мобильная трехкоординатная радиолокационная станция, содержащая антенно-поворотное устройство, включающее в себя антенну наземного радиозапросчика, блок обработки сигналов, формирователь сигналов гетеродинов и передатчика, опорно-поворотный механизм с токосъемником, фазированную антенную решетку, включающую в себя приемопередающие строки, каждая из которых содержит выходные усилители мощности, предварительный усилитель мощности, приемный модуль, цифровой приемный модуль, делитель зондирующего сигнала, делитель пилот-сигнала, делитель сигнала гетеродинов, делитель опорного сигнала и синхронизации, и устройство отображения и управления, включающее в себя рабочее место оператора, систему питания, блок управления приводом азимутального вращения и блок наземного радиозапросчика, отличающаяся тем, что антенно-поворотное устройство дополнительно содержит антенну наземного радиозапросчика и блок наземного радиозапросчика, а фазированная антенная решетка дополнительно содержит два блока цифрового суммирования и шесть приемопередающих строк, при этом выход дополнительной антенны наземного радиозапросчика подключен к входу дополнительного блока наземного радиозапросчика, выход которого подключен к соответствующему входу блока обработки сигналов, причем входы одного блока цифрового суммирования подключены к цифровому приемному модулю соответственно с первой по тринадцатую приемопередающую строку, а входы второго блока цифрового суммирования подключены к цифровому приемному модулю соответственно с четырнадцатой по двадцать шестую приемопередающую строку, при этом выходы блоков цифрового суммирования подключены к соответствующим входам блока обработки сигналов.