RU132599U1

RU132599U1 - SIMULATOR OF THE OPERATOR OF THE RADAR COMPLEX

Info

Publication number: RU132599U1
Application number: RU2013120241/08U
Authority: RU
Inventors: Марк Зелигович Левин; Михаил Валерьевич Уланов; Андрей Геннадиевич Давидчук; Алексей Валериевич Ревин; Александр Аронович Цейтлин; Александр Васильевич Компаниец; Евгений Александрович Солодухин; Сергей Александрович Балашов; Денис Владимирович Бундин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин"
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2013-09-20

Abstract

Тренажер оператора радиолокационного комплекса (РЛК), 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), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), дифференциальный усилитель (ДУ) и фильтр низких частот (ФНЧ), при этом сигналы от устройства формирования и обработки сигналов (УФОС) приемника антенны РЛК поступают на входы БГР, где происходит гальваническая развязка сигналов, с выходов БГР сигналы поступают в ЛЗЦСЧ, одновременно с генератора передатчика антенны РЛК сигнал опорной частоты поступает на вход БУЧ, где происходит его многократное умножение, 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 и ФНЧ для усиления и фильтрации, после чего синтезированный сигнал поступает на вход блока ПЧ приемника антенны РЛК, где реальный сигнал подменяется на сигнал с реальной навигационной обстановкой и имитируемыми целями на фоне активных и пассивных помех для отображения на рабочем пульте оператора РЛК, причем управление формированием радиолокационных откликов и их отображение осуществляется БУИ.The simulator of the operator of the radar complex (RLC), comprising a control and indication unit (BUI) and an adder, characterized in that the composition additionally includes a galvanic isolation unit (BGR), a frequency multiplication unit (BEU), at least one delay line and a digital frequency synthesis (LSC), digital-to-analog converter (DAC), differential amplifier (DU) and low-pass filter (LPF), while the signals from the signal conditioning and processing device (UFOS) of the RLC antenna receiver are fed to the inputs of the BGR, where galvanic the isolation of signals from the outputs of the BGR signals are sent to the LSSSC, simultaneously from the generator of the transmitter of the RLC antenna the signal of the reference frequency is fed to the input of the BEACH, where it is multiplied several times, and then to the aforementioned LSC, where, together with the signals from the UFOS and BGR, radar responses are generated, from the outputs of the LSCSC, the converted signals are fed to the inputs of the adder, where they are combined into a common signal at an intermediate frequency (IF), from the output of the adder, the general signal is fed to the input of the DAC, in which a differential analog the log signal (DAS), then the DAS is fed to the remote control and low-pass filter for amplification and filtering, after which the synthesized signal is fed to the input of the IF unit of the radar antenna receiver, where the real signal is replaced by a signal with a real navigation environment and simulated targets against active and passive interference for display on the working console of the RLC operator, moreover, the formation of radar responses and their display is controlled by the BUI.

Description

Полезная модель относится к учебно-техническим средствам и устройствам радиолокации и может быть использована для обучения и тренировки операторов радиолокационных комплексов (РЖ) с имитацией радиолокационной обстановки, адекватной реальным условиям, и позволяет повысить навыки личного состава РЛК.The utility model relates to educational and technical means and devices of radar and can be used to train and train operators of radar systems (RJ) with a simulation of the radar situation that is adequate to real conditions, and allows you to improve the skills of personnel of the radar.

Известен имитатор радиолокационной обстановки по патенту РФ на полезную модель №52196, 2005 г., МПК G01S 7/40, 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.Known simulator of the radar situation according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 52196, 2005, IPC G01S 7/40, publ. Bull. No. 7, 2006, comprising a control unit, a radar, first and second intermediate frequency generators, first and second electronic keys and an adder, wherein the outputs of the first and second generators are connected to the first inputs of the first and second electronic keys, the control inputs of which are connected to the first and second outputs of the control unit, respectively, and their (keys) second outputs with the first and second inputs of the adder, respectively, the output of the adder is connected to the input of the radar, the first output of which is connected to the first input of the control unit phenomenon, and it (radar) of the second output - to a second input of the control unit.

Известный прибор обеспечивает имитацию радиосигналов, как от движущихся, так и от неподвижных целей, но имеет недостатки - малая функциональность из-за невозможности имитации параметров более двух движущихся целей, например траектории движения, скорости, типа и эффективной площади рассеивания цели и различных климатических условий, состояния водной поверхности, при размещении его на корабле.The known device provides an imitation of radio signals from both moving and stationary targets, but has drawbacks - low functionality due to the inability to simulate the parameters of more than two moving targets, for example, the trajectory of movement, speed, type and effective area of dispersion of the target and various climatic conditions, the state of the water surface when placing it on a ship.

Решаемой задачей является расширение функциональных возможностей путем обеспечения имитации различных климатических условий (температура, ветер, осадки и т.д.) и состояние водной поверхности (волнение, боковая и килевая качка, подводные течения и т.д.).The problem to be solved is the expansion of functionality by providing simulations of various climatic conditions (temperature, wind, precipitation, etc.) and the state of the water surface (waves, lateral and keel pitching, underwater currents, etc.).

Существующие приборы подобной конструкции позволяют имитировать цели только для простых импульсных радиолокационных станций, поскольку использование всего двух аппаратных каналов не позволяет 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, а также отсутствует 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, а также 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.Existing devices of this design allow you to simulate targets only for simple pulsed radar stations, since the use of only two hardware channels does not allow simultaneous simulation of more than two targets from one distance element, one of which is stationary, with zero Doppler speed, and the second is mobile, simulated by Doppler frequency shift, and there is also no possibility of dynamically changing the Doppler frequency shift, therefore, for all simulated moving targets, to be the same speed and all of them should be approaching or moving away. In addition, it is not possible to simulate radar objects in stations with a complex law of changing the amplitude or phase of the sounding signal, and it does not imitate the environment, such as a coastline, buoys, bridges and other objects obtained using cartographic information, parameters of moving targets - trajectories of movement, speed, type and effective area of dispersion (EPR) and various climatic conditions, the state of the water surface, etc.

Для реализации поставленной задачи целесообразно обучение и тренировку операторов производить на реальном РЛК, с созданием условий, при которых оператор не видит разницы между реальными и имитируемыми сигналами на радаре пульта управления, т.е. в штатных условиях работы.To achieve this goal, it is advisable to train and train operators on a real radar, with the creation of conditions under which the operator does not see the difference between real and simulated signals on the radar of the control panel, i.e. in normal working conditions.

Сущность полезной модели заключается в том, что в тренажере оператора радиолокационного комплекса (РЛК), 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) и фильтр низких частот (ФНЧ), при этом сигналы от устройства формирования и обработки сигналов (УФОС) приемника антенны РЖ поступают на входы БГР, где происходит гальваническая развязка сигналов, с выходов БГР сигналы поступают в ЛЗЦСЧ, одновременно с генератора передатчика антенны РЖ сигнал опорной частоты поступает на вход БУЧ, где происходит преобразование сигнала частоты, 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 чего синтезированный сигнал поступает на вход блока ПЧ приемника антенны РЖ, где реальный сигнал подменяется на сигнал с реальной навигационной обстановкой и имитируемыми целями на фоне активных и пассивных помех для отображения на рабочем пульте оператора РЛК, причем управление формированием радиолокационных откликов и их отображение осуществляется БУИ.The essence of the utility model lies in the fact that in the simulator of the operator of the radar complex (RLC), containing the control and display unit (BUI) and the adder, an additional galvanic isolation unit (BGR), a frequency multiplication unit (BEU), at least one line are additionally introduced delays and digital frequency synthesis (LZSCCH), digital-to-analog converter (DAC), differential amplifier (DU) and low-pass filter (LPF), while the signals from the device for the formation and processing of signals (UFOS) of the receiver of the RJ antenna are fed to the inputs of the BGR, where about the galvanic isolation of the signals occurs, the signals from the outputs of the BGR are fed to the LSCCS, at the same time from the generator of the transmitter of the RJ antenna, the reference frequency signal is fed to the input of the BCH, where the frequency signal is converted, and then to the said LSCC where radar responses are generated together with the signals from the UFOS and BGR , from the outputs of the LSCSC, the converted signals are fed to the inputs of the adder, where they are combined into a common signal at an intermediate frequency (IF), from the output of the adder, the general signal is fed to the input of the DAC, in which I have a differential analog signal (DAS), then the DAS is fed to the remote control, where it is amplified, and then to the low-pass filter for filtering, after which the synthesized signal is fed to the input of the IF unit of the receiver of the RJ antenna, where the real signal is replaced by a signal with a real navigation environment and simulated targets against the background of active and passive interference for display on the operating panel of the radar operator, and the formation of radar responses and their display is controlled by the BUI.

Сущность полезной модели поясняется структурной схемой, где:The essence of the utility model is illustrated by the structural diagram, where:

1 - блок гальванической развязки;1 - galvanic isolation unit;

2 - линия задержки и цифрового синтеза частоты;2 - line delay and digital frequency synthesis;

3 - блок умножения частоты;3 - block frequency multiplication;

4 - сумматор;4 - adder;

5 - цифро-аналоговый преобразователь;5 - digital-to-analog converter;

6 - дифференциальный усилитель;6 - differential amplifier;

7 - фильтр низкой частоты;7 - low-pass filter;

8 - блок управления и индикации.8 - control unit and indication.

Работа на тренажере оператора радиолокационного комплекса (ТРЛК) осуществляется следующим образом.Work on the simulator of the operator of the radar complex (TRLK) is as follows.

Создают упражнение на ТРЛК из заранее сформированного списка, путем выбора района плавания. Для создания нового района плавания с помощью средств ввода/вывода ТРЛК^* (^*) на схеме не показан, здесь и далее), после чего от корабельного карт-сервера (ККС)^* запрошенная катрографическая информация поступает в ТРЛК. Сформированный на основании поступившей информации район плавания в виде цифровой базы храниться в энергонезависимой памяти^* ТРЛК. 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 фарватеров (вехи, буи, бакены и т.д.), информация о которых поступает от ККС^*. По введенным данным ТРЛК формирует 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 генерируются сообщения об имитируемых текущих характеристиках собственного движения носителя, например корабля и направления антенны^* активного канала РЖ, и передают на пульт оператора, за которым находится обучаемый.Create an exercise on the TRLK from a pre-formed list by selecting the area of navigation. To create a new navigation area using the TRLK input / output means ^* ( ^*) it is not shown in the diagram, hereinafter), after which the requested cathographic information is sent to the TRLK from the ship's map server (KKS) ^* . Formed on the basis of the received information, the navigation area in the form of a digital base is stored in non-volatile memory ^* TRLK. Next, a radar situation is set taking into account the navigation area and radar observability, surface targets and their trajectories. For each simulated target, coordinates are set - bearing, distance and course, type (selected from the list), maneuver parameters and target speed, as well as the level of active and passive interference - the level of points of the excited water surface, hydrometeorological formations moving in a given direction, the coastline , navigational landmarks of fairways (milestones, buoys, beacons, etc.), information about which comes from KKS ^* . According to the entered data, the TRLK generates a simulated echo signal at an intermediate frequency (IF) from surface targets and navigation landmarks against the background of the receiver's own noise, active and passive interference. When simulating a radar object (RLO), messages are also generated about the simulated current characteristics of the carrier’s own movement, for example, a ship and the antenna direction ^{* of the} active RJ channel, and transmitted to the operator’s console, behind which the trainee is located.

Сигналы амплитудной и частотной модуляции от устройства формирования и обработки сигналов (УФОС)^* приемника антенны^* РЛК поступают на входы БГР 1, где происходит гальваническая развязка сигналов, с выходов БГР 1 сигналы поступают в ЛЗЦСЧ 2, одновременно с генератора передатчика антенны^* РЛК сигнал опорной частоты (ОЧ) поступает на вход БУЧ 3, где происходит умножение сигнала ОЧ 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 РЖ и складываются на промежуточной частоте (ПЧ), с выходов ЛЗЦСЧ 2 преобразованные сигналы поступают на входы сумматора 4, где они объединяются в общий сигнал на 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 чего синтезированный сигнал поступает на вход блока ПЧ^* приемника антенны^* РЖ, где реальный сигнал подменяется на сигнал с реальной навигационной обстановкой и имитируемыми целями на фоне активных и пассивных помех для отображения на рабочем пульте оператора^* РЖ, причем управление формированием радиолокационных откликов и их отображение осуществляется БУИ 8.Amplitude and frequency modulation signals from a signal generating and processing device (UFOS) ^* antenna receiver ^* RLK are fed to the inputs of the BGR 1, where the signals are galvanically decoupled, from the outputs of the BGR 1 the signals are sent to LZSCCH 2, simultaneously from the transmitter antenna generator ^* RLC the reference signal frequency (RP) is input Booch 3 where OCH multiplication signal several times, and further into said LZTSSCH 2, wherein the multi-channel using the delay circuit, together with the signals from the modulation and UFOS BGR ^* 1 formed radar The responses in the full discharge grid are attenuated in accordance with the established values of the effective dispersion area (EPR) and the distance from the RC and are added at the intermediate frequency (IF), from the outputs of the LSCCCH 2 the converted signals are fed to the inputs of the adder 4, where they are combined into a common signal on the inverter, from the output of the adder, the total signal is fed to the input of the DAC 5, in which a differential analog signal (DAS) is generated, then the DAS is fed to the remote control 6, where it is amplified, and then to the low-pass filter 7 for filtering, after which the synthesized signal is steps to the input of the IF ^* antenna receiver ^* RH unit, where the real signal is replaced by a signal with a real navigational situation and simulated targets against active and passive interference for display on the ^* RJ operator’s desk, and the formation of radar responses and their display are controlled by BUI 8 .

Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей путем обеспечения 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.The technical result from the use of the utility model is to expand the functionality by providing the formation of simulated echo signals on the inverter from surface targets and navigation landmarks against the background of the receiver’s own noise, active interference (non-synchronous and randomly pulsed interference from electronic devices operating in the X-band of radio waves ) and passive interference (agitated water surface, hydrometeorological formations, coastline, navigational directions of the fairways), display to area artifacts, interactive placement of targets on this map, target coordinates, EPR, target type, maneuver options and independent target speed, while the number of simulated targets can be at least 128 per azimuth.

Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно дополнительным введением в состав ТРЛК 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) и фильтра низких частот (ФНЧ).The specified technical result is achieved by a combination of distinctive features, namely the additional introduction of a galvanic isolation unit (BGR), a frequency multiplication unit (BEU), at least one delay line and digital frequency synthesis (LSCC), a digital-to-analog converter (DAC) into the TLC ), differential amplifier (DU) and low pass filter (low-pass filter).

Представленные описание и схема заявляемого тренажера позволяют, используя известные в приборостроении материалы, технологии и покупные изделия, изготовить его промышленным способом и использовать для обучения и тренировки операторов радиолокационных комплексов (РЖ) с имитацией радиолокационной обстановки, адекватной реальным условиям, с целью повышения навыков и боеготовности личного состава РЛК.The presented description and diagram of the inventive simulator allows, using materials, technologies and purchased products well-known in instrumentation, to manufacture it industrially and use it for training and training of radar systems (RJ) operators with a simulation of a radar environment adequate to real conditions, with the aim of improving skills and combat readiness radar personnel.

Claims

The simulator of the operator of the radar complex (RLC), comprising a control and indication unit (BUI) and an adder, characterized in that the composition additionally includes a galvanic isolation unit (BGR), a frequency multiplication unit (BEU), at least one delay line and a digital frequency synthesis (LZSCCH), digital-to-analog converter (DAC), differential amplifier (DU) and low-pass filter (LPF), while the signals from the device for generating and processing signals (UFOS) of the receiver of the RLC antenna are fed to the inputs of the BGR, where there is galvanic the isolation of signals from the outputs of the BGR signals are sent to the LSSSC, simultaneously from the generator of the transmitter of the RLC antenna the signal of the reference frequency is fed to the input of the BEACH, where it is multiplied several times, and then to the aforementioned LSC, where, together with the signals from the UFOS and BGR, radar responses are generated, from the outputs of the LSCSC, the converted signals are fed to the inputs of the adder, where they are combined into a common signal at an intermediate frequency (IF), from the output of the adder, the general signal is fed to the input of the DAC, in which a differential analog the log signal (DAS), then the DAS is fed to the remote control and low-pass filter for amplification and filtering, after which the synthesized signal is fed to the input of the IF block of the radar antenna receiver, where the real signal is replaced by a signal with a real navigation environment and simulated targets against active and passive interference for display on the operating console of the RLC operator, moreover, the formation of radar responses and their display is controlled by the BUI.