RU143925U1

RU143925U1 - DEVICE FOR INTERFACE WITH ANALOGUE SOURCES OF RADAR INFORMATION "ASAI 174TSTS08"

Info

Publication number: RU143925U1
Application number: RU2013152309/07U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Петрович Бендерский; Евгений Анатольевич Лаврентьев; Сергей Юрьевич Нестеров; Вячеслав Викторович Дуничев; Виктор Юрьевич Шишов; Андрей Александрович Суслов; Георгий Владимирович Наконечный
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2014-08-10

Abstract

Устройство сопряжения с аналоговыми источниками радиолокационной информации, характеризующееся тем, что оно содержит корпус, с одной торцевой стороны которого установлена первая плата электрических разъемов для подключения цифровой линии связи с пунктом управления воздушным движением (УВД), с другой его торцевой стороны - вторая плата электрических разъемов для соединения с аналоговыми источниками радиолокационной информации (РЛИ), внутри корпуса установлены электрически соединенные между собой двунаправленной активной шиной сопряжения (АШС) ячейка первичной обработки сигналов (ПОС), микроконтроллер с картой цифровой памяти (микроЭВМ), ячейка сигналов сельсин - приемопередатчиков (ССП) и ячейка формирования сигналов управления (ФСУ) наземным радиозапросчиком, причем электрические разъемы первой платы соединены с АШС непосредственно, а электрические разъемы второй платы по эхосигналам соединены с АШС через ячейку ПОС, по сигналам управления приводом антенн аналоговых источников РЛИ - через ячейку ССП, а по сигналам управления наземным радиозапросчиком - через ячейку ФСУ.A device for interfacing with analog sources of radar information, characterized in that it comprises a housing, on one end side of which a first board of electrical connectors is installed for connecting a digital communication line with an air traffic control center (ATC), and on the other side of it, a second board of electrical connectors for connection with analog sources of radar information (RLI), a bidirectional active mating bus is electrically connected to each other inside the housing (ASN) cell of primary signal processing (POS), a microcontroller with a digital memory card (microcomputer), a cell of signals of synchro-transceivers (BSC) and a cell of formation of control signals (FSU) by a ground radio interrogator, and the electrical connectors of the first board are connected directly to the ASN and the electrical connectors of the second board are connected via echo signals to the ACS through the POS cell, via signals from the control of the drive of the antennas of the analogue sources of radar signals through the MSS cell, and from signals from the control of the ground-based radio interrogator through the cell at the FSU.

Description

Полезная модель относится к разъемным электрическим соединителям, конкретно к выносным устройствам сопряжения (ВУС) пункта управления воздушным движением (УВД) с аналоговыми источниками радиолокационной информации.The utility model relates to detachable electrical connectors, specifically to remote interface devices (HUS) of an air traffic control center (ATC) with analog sources of radar information.

Оперативное и надежное сопряжения пункта управления воздушным движением (УВД) с аналоговыми источниками радиолокационной информации (РЛИ) требует разработки универсального устройства сопряжения (разъемного электрического соединителя) пригодного для быстрого подключения и управления всеми видами серийных источников РЛИ, включая радиолокационные станции (РЛС), подвижные радиовысотомеры (ПРВ) и наземные радиозапросчики (НРЗ) с аналоговыми входами и выходами.Operational and reliable pairing of an air traffic control center (ATC) with analog sources of radar information (RLI) requires the development of a universal interface device (detachable electrical connector) suitable for quick connection and control of all types of serial sources of radar data, including radar stations, mobile radar altimeters (PRV) and ground-based radio interrogators (NRZ) with analog inputs and outputs.

Из смежных областей управления техникой известно устройство сопряжения [Разъемный электрический соединитель. RU 2012129700, МПК¹³: H01R 11/30, 2014], первая совокупность контактов которого представляет собой часть личного электронно-вычислительного блока военнослужащего в составе базового комплекта его индивидуальной экипировки, а вторая совокупность контактов представляет собой часть его внешнего интерфейса для подключения беспроводных средств связи Ethernet, Wi-Fi, GSM или CDMA для соединения с командно-штабной машиной.From adjacent areas of control of technology known device interface [Detachable electrical connector. RU 2012129700, IPC ¹³ : H01R 11/30, 2014], the first set of contacts of which is part of a personal electronic computing unit of a military man as part of the basic set of his personal equipment, and the second set of contacts is part of his external interface for connecting wireless means of communication Ethernet, Wi-Fi, GSM or CDMA to connect to the command and staff machine.

Для быстрого подключения средств связи и личного электронно-вычислительного блока контактные группы известного соединителя снабжены магнитными вставками.For quick connection of communications and personal electronic computing unit, the contact groups of the known connector are equipped with magnetic inserts.

Недостатком данного устройства сопряжения является относительно низкие пропускная способность и помехозащищенность, связанные с весовыми ограничениями на базовый носимый комплект индивидуальной экипировки и невозможностью одновременного подключения и использования в нем нескольких видов связи.The disadvantage of this interface device is the relatively low bandwidth and noise immunity associated with weight restrictions on the basic wearable set of individual equipment and the inability to simultaneously connect and use several types of communication in it.

Указанные недостатки, а также отсутствие в нем средств обработки радиолокационных сигналов не позволяют использовать известный соединитель для оперативного и универсального сопряжения пункта управления воздушным движением (УВД) с аналоговыми источниками радиолокационной информации.These shortcomings, as well as the lack of means for processing radar signals in it, do not allow the use of the known connector for operational and universal pairing of an air traffic control center (ATC) with analog sources of radar information.

Быстро подключаемых и универсальных разъемных электрических соединителей для оперативного и надежного сопряжения пункта управления воздушным движением (УВД) с аналоговыми источниками радиолокационной информации (РЛИ) в известном уровне техники не выявлено.Quickly connected and universal detachable electrical connectors for quick and reliable pairing of an air traffic control (ATC) point with analog sources of radar information (RLI) in the prior art have not been identified.

Задачей полезной модели является создание неизвестного ранее устройства сопряжения, предназначенного для оперативного соединения пункта УВД с аналоговыми источниками радиолокационной информации.The objective of the utility model is to create a previously unknown interface device designed for the operational connection of the air traffic control unit with analog sources of radar information.

Техническим результатом полезной модели является реализация этого назначения, обеспечивающая снижение временных затрат на соединение пункта управления воздушным движением (УВД) с аналоговыми источниками РЛИ с одновременным повышением надежности связи между ними.The technical result of the utility model is the implementation of this purpose, which reduces the time required to connect an air traffic control center (ATC) with analog sources of radar data with a simultaneous increase in the reliability of communication between them.

Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи обеспечивается тем, что устройство сопряжения с аналоговыми источниками радиолокационной информации содержит корпус, с одной торцевой стороны которого установлена первая плата электрических разъемов для подключения цифровой линии связи с пунктом управления воздушным движением (УВД), с другой его торцевой стороны - вторая плата электрических разъемов для соединения с аналоговыми источниками радиолокационной информации (РЛИ), внутри корпуса установлены электрически соединенные между собой двунаправленной активной шиной сопряжения (АШС) ячейка (микромодуль) первичной обработки сигналов (ПОС) источников РЛИ, управляющая микроЭВМ, ячейка сигналов сельсин -приемопередатчиков (ССП) и ячейка формирования сигналов управления (ФСУ) наземным радиозапросчиком, причем электрические разъемы первой платы соединены с АШС непосредственно, а электрические разъемы второй платы по эхосигналам соединены с АШС через ячейку ПОС, по сигналам управления приводом антенн аналоговых источников РЛИ - через ячейку ССП, а по сигналам управления наземным радиозапросчиком - через ячейку ФСУ.The achievement of the claimed technical result and the solution of the problem is ensured by the fact that the device for interfacing with analog sources of radar information contains a housing, on one end of which there is a first board of electrical connectors for connecting a digital communication line with an air traffic control center (ATC), with its other end sides - a second board of electrical connectors for connecting to analog sources of radar information (RLI), inside the case are installed ele trichically interconnected by a bidirectional active interface bus (ASN), a cell (micromodule) of primary signal processing (PIC) of radar sources, a control microcomputer, a cell of signals of synchro-transceivers (MSS) and a cell for generating control signals (FSU) by a terrestrial radio transmitter, and the electrical connectors of the first the boards are connected directly to the ASH, and the electrical connectors of the second board are connected to the ASh through the POS cell by echo signals, through the cell by signals from the control of the drive of the antennas of the analog sources of radar data SSP, and for control signals from a ground-based radio interrogator through a FSU cell.

Микромодульная конструкция выносного устройства сопряжения (ВУС) обеспечивает снижение массогабаритных характеристик ВУС до долей ÷ единиц килограмм и размещение в его корпусе избыточного числа каналов связи. В свою очередь такое снижение массогабаритных характеристик ВУС, позволяет сделать ВУС переносным, ускорить процесс доставки из пункта УВД на источниках РЛИ и подключения его к штатным разъемам РЛИ.The micromodular design of the remote interface device (VUS) ensures the reduction of the weight and size characteristics of the VUS to fractions of ~ a few kilograms and the placement of an excessive number of communication channels in its housing. In turn, such a decrease in the weight and size characteristics of the VUS allows you to make the VUS portable, speed up the delivery process from the air traffic control point at the radar sources and connect it to the standard radar connectors.

Избыточное число каналов связи, в свою очередь, позволяют подключать пункт УВД практически ко всем серийным аналоговыми источниками радиолокационной информации и одновременно повысить надежность связи между ними за счет дублирования РЛИ и сигналов управления по проводным и беспроводным линиям связи.The excessive number of communication channels, in turn, allows you to connect the air traffic control point to almost all serial analog sources of radar information and at the same time increase the reliability of communication between them due to duplication of radar data and control signals via wired and wireless communication lines.

В целом указанные технические преимущества позволяют реализовать указанное выше назначение ВУС и обеспечить решение поставленной задачи.In general, the indicated technical advantages make it possible to realize the above purpose of the WMC and provide a solution to the problem.

На фиг.1 представлена функциональная схема ВУС для оперативного соединения пункта УВД с аналоговыми источниками РЛИ; на фиг.2- фото ВУС со стороны подключения пункта УВД; на фиг.3а и фиг.3в пример расположения входных контактных разъемов плат ВУС для подключения источников РЛИ и выходных контактных разъемов для связи с пунктом УВД соответственно.Figure 1 presents the functional diagram of the WCS for the operational connection point ATC with analog sources of radar; figure 2 is a photo of the WCS from the side of connecting the air traffic control point; on figa and figv example of the location of the input contact connectors of the boards VUS for connecting sources of radar data and output contact connectors for communication with the point of air traffic control, respectively.

Выносное устройство сопряжения (ВУС) содержит металлический корпус 1 с ребрами охлаждения 2. Для быстросъемного крепления ВУС на источнике РЛИ в основание (фиг.2) корпуса 1 ВУС вмонтирован пластинчатый магнит 3. С одной торцевой стороны корпуса 1 установлена первая плата 4 электрических разъемов для подключения цифровой линии связи с пунктом управления воздушным движением (УВД). С другой его торцевой стороны - вторая плата 5 электрических разъемов для соединения с аналоговыми источниками радиолокационной информации (РЛИ). Внутри корпуса 1 устройства сопряжения установлены электрически соединенные между собой двунаправленной активной (PCI) шиной 6 сопряжения (АШС) ячейка 7 первичной обработки сигналов (ПОС), микроконтроллер с картой цифровой памяти (микроЭВМ 8), ячейка 9 сигналов сельсин -приемопередатчиков (ССП) и ячейка 10 формирования сигналов управления (ФСУ) наземным радиозапросчиком (НРЗ). При этом электрические разъемы (порты) первой платы 4 соединены с АШС 6 непосредственно, а электрические разъемы второй платы 5 по эхосигналам от радиолокационных станций (РЛС), от радиовысотомера (ПРВ) и наземного радиозапросчика соединены с АШС 6 через ячейку 7 ПОС, по сигналам управления приводом антенн радиовысотомера (ПРВ) - через ячейку 9 ССП, а по сигналам управления наземным радиозапросчиком (НРЗ) - через ячейку 10 ФСУ.The remote coupling device (CCC) contains a metal housing 1 with cooling fins 2. For quick-mounting the CCC on the radar source, a plate magnet 3 is mounted in the base (Fig. 2) of the CCC body 1. A first board of 4 electrical connectors is installed on one end side of the casing 1 connecting a digital communication line with an air traffic control unit (ATC). On the other side of it, there is a second board of 5 electrical connectors for connecting to analog sources of radar information. Inside the case 1 of the interface device, an initial signal processing (POS) cell 7, a microcontroller with a digital memory card (microcomputer 8), a cell 9 of sync-transceiver signals (SSP) and electrically interconnected by a bi-directional active (PCI) bus 6 interface (ASW) are installed and cell 10 of the formation of control signals (FSU) ground-based radio interrogator (NRZ). In this case, the electrical connectors (ports) of the first board 4 are directly connected to the AChS 6, and the electrical connectors of the second board 5 are echoed from the radar stations, from the radio altimeter (PRV) and the ground radio interrogator through the ACS 6 cell 7 through the PIC signal control of the drive of the antennas of the radio altimeter (PRV) through cell 9 of the SSP, and by signals from the control of the ground radio interrogator (NRZ) through cell 10 of the FSU.

Для универсального использования устройства сопряжения и увеличения надежности связи с пунктом управления воздушным движением (УВД), а также для увеличения надежности и помехозащищенности связи количество электрических разъемов обеих 4 и 5 плат ВУС выполнено в избыточном исполнении. При этом разъемы платы 5 предназначены для кабельного подключения к штатным входным/выходным разъемам аналоговых источников РЛИ, а электрические разъемы платы 4 - для подключения дистанционных проводных (RS-232, RS-422, RS-485) и беспроводных (Ethernet 10/100 Base) интерфейсных линий связи с пунктом УВД.For the universal use of the interface device and to increase the reliability of communication with the air traffic control center (ATC), as well as to increase the reliability and noise immunity of the communication, the number of electrical connectors of both 4 and 5 VUS boards is redundant. In this case, the connectors of the board 5 are designed for cable connection to the standard input / output connectors of the analogue sources of radar sensors, and the electrical connectors of the board 4 are used to connect remote wired (RS-232, RS-422, RS-485) and wireless (Ethernet 10/100 Base ) interface lines of communication with the ATC point.

Повышенная универсальность ВУС позволяет использовать его для оперативного подключения источников РЛИ как к стационарным, так и к мобильным пунктам УВД.The increased versatility of the VUS allows it to be used for the operational connection of radar sources to both stationary and mobile air traffic control units.

Работа устройства сопряжения рассмотрена на примере оперативного соединения мобильного УВД с аналоговыми источниками РЛИ.The operation of the interface device is considered as an example of the operational connection of a mobile ATC with analog sources of radar data.

В исходном состоянии необходимое для УВД количество универсальных выносных устройств сопряжения (фиг.2) хранится на стеллажах мобильного пункта УВД.In the initial state, the number of universal remote interface devices necessary for air traffic control (Fig. 2) is stored on the shelves of the mobile air traffic control unit.

По прибытию мобильного пункта управления УВД в район расположения источников РЛИ каждое устройство сопряжения (фиг.2) выносят и устанавливают на металлическом корпусе источника РЛИ в непосредственной близости от его электрических разъемов. После закрепления ВУС на корпусе источника РЛИ (под действием силы тяги магнита 3) электрические разъемы второй платы 5 устройства сопряжения соединяют электрическими кабелями с соответствующими по стыку разъемами источника РЛИ. Затем к разъемам RS-232, RS-422, RS-485) и Ethernet 10/100 Base первой платы 4 ВУС подключают соответствующие линии беспроводной и проводной связи для дистанционной связи с пунктом УВД.Upon arrival of the mobile control point of the air traffic control unit to the area where the radar sources are located, each interface device (Fig. 2) is carried out and installed on the metal case of the radar source in the immediate vicinity of its electrical connectors. After fixing the CCS on the radar source housing (under the action of the magnet 3 pulling force), the electrical connectors of the second board 5 of the interface device are connected by electric cables to the radar source connectors corresponding to the joint. Then, to the RS-232, RS-422, RS-485) and Ethernet 10/100 Base connectors of the first VUS board 4, the corresponding wireless and wired communication lines are connected for remote communication with the air traffic control unit.

После установки связи между пунктом УВД и источниками РЛИ аналоговые сигналы о воздушной обстановке от источников РЛИ поступают на ячейку 7 ПОС. В ячейке 7 под управлением микроЭВМ 8 производится преобразование аналоговой РЛИ в цифровую форму и преобразование РЛИ в импульсно-кодовые последовательности цифровых сигналов в формате RS-232, RS-422, RS-485) и Ethernet 10/100 Base. Далее обработанная в ячейке 7 РЛИ передается через PCI - шину 6 на соответствующие по интерфейсу электрические разъемы платы 4 и далее через подключенные к ним дублирующие средства цифровой проводной и беспроводной связи - на пункт УВД (на фигурах не показано). В пункте УВД производится вторичная обработка РЛИ, идентификация цифровых сигналов от различных источников РЛД и отображение воздушной обстановки на мониторе автоматизированного рабочего места диспетчера УВД в двух оконной системе координат «азимут - дальность» и «угол - места дальность». При необходимости уточнения высоты полета конкретного воздушного судна и его государственной принадлежности диспетчер с помощью ручных манипуляторов наводит перекрестие маркера на выбранное воздушное судно и нажатием на соответствующие кнопки манипуляторов дает соответствующее целеуказание и разрешение на измерение высоты и/или определения государственной принадлежности воздушного судна. При этом цифровые сигналы управления с пункта УВД передаются на соответствующие разъемы платы 4. Далее координатные сигналы определения высоты воздушного судна передаются на ячейку 9 ССП, а сигналы запроса государственной принадлежности - на ячейку 10 ФСУ. В ячейках 9 и 10 производится преобразование координатной информации воздушного судна в аналоговую форму. В ячейке 9 ССП сравнивается текущее значение положения центральной оси диаграммы направленности высотомера ПРВ и данные целеуказания УВД по азимуту и углу места. Под действием аналоговой разности указанных координат сельсин приемник ПРВ отрабатывает указанную разность и антенна ПРВ разворачивается на указанное с пункта УВД воздушное судно. После измерения высоты полета ПРВ со своего сигнального выхода передает в аналоговой форме высоту воздушного судна на ячейку 7 ПОС и далее через PCI - шину 6 и соответствующие порты цифровой связи на пункт УВД. Аналогичным образом отрабатывается запрос УВД о госпринадлежности воздушного судна в ячейке 10 ФСУ. При этом НРЗ посылает на выбранное воздушное судно соответствующий запросный радиосигнал. При наличии ответа на запросный сигнал НРЗ формирует сигнал «свой», а при отсутствии - «чужой» - нарушитель воздушного пространства. Результаты опроса воздушного судна передаются на ячейку 7 ПОС и далее через PCI - шину 6 и соответствующие порты цифровой связи ВУС на пункт УВД. При этом результаты опроса и высота полета воздушного судна отображаются на мониторе диспетчера УВД в текстовом формате рядом с отметкой положения эхосигнала от воздушного судна. Далее процесс работы ВУС повторяется.After establishing a connection between the air traffic control point and the radar sources, analog signals about the air situation from the radar sources are sent to PIC cell 7. In cell 7, under the control of a microcomputer 8, the analogue radar is converted into digital form and the radar is converted into pulse-code sequences of digital signals in the RS-232, RS-422, RS-485 format) and Ethernet 10/100 Base. Further, the radar data processed in cell 7 is transmitted via the PCI bus 6 to the electrical connectors of the board 4 corresponding to the interface and then through the duplicating means of digital wire and wireless communication connected to them to the air traffic control unit (not shown in the figures). At the ATC point, the secondary processing of radar data, the identification of digital signals from various sources of the radar sensors, and the display of the air situation on the monitor of the workstation of the air traffic controller in two window coordinate systems "azimuth - range" and "angle - elevation range" are performed. If it is necessary to clarify the flight altitude of a particular aircraft and its nationality, the dispatcher, using hand-held manipulators, points the marker crosshair to the selected aircraft and, by clicking on the appropriate buttons on the manipulators, gives the corresponding target designation and permission to measure the height and / or determine the state of the aircraft. In this case, digital control signals from the ATC point are transmitted to the corresponding connectors of the board 4. Next, the coordinate signals for determining the height of the aircraft are transmitted to cell 9 of the BSC, and request signals of nationality to cell 10 of the FSU. In cells 9 and 10, the coordinate information of the aircraft is converted to analog form. In cell 9 of the SSP, the current value of the position of the central axis of the radiation pattern of the PRV altimeter and the targeting data of the ATC in azimuth and elevation are compared. Under the influence of the analogue difference of the indicated coordinates of the selsyn, the PRV receiver fulfills the specified difference and the PRV antenna is deployed to the aircraft indicated from the ATC point. After measuring the flight altitude, the PRV from its signal output transmits the aircraft height in analog form to PIC cell 7 and then through the PCI bus 6 and the corresponding digital communication ports to the air traffic control unit. Similarly, the ATC request is being processed on the state affiliation of the aircraft in cell 10 of the FSU. In this case, the NRZ sends the corresponding interrogation radio signal to the selected aircraft. If there is a response to the interrogation signal, the NRH generates a signal of “own”, and in the absence of “alien”, an air intruder. The results of the aircraft survey are transmitted to the PIC cell 7 and then through the PCI bus 6 and the corresponding digital communications ports of the VUS to the air traffic control unit. In this case, the results of the survey and the flight altitude of the aircraft are displayed on the monitor of the air traffic controller in text format next to the position of the echo signal from the aircraft. Next, the work of the WMC is repeated.

Аналогичным образом используется ВУС для соединения и управления аналоговыми источниками РЛИ со стационарного пункта УВД.In a similar way, the VUS is used to connect and control the analog sources of radar from a stationary air traffic control unit.

Отличие здесь состоит только в том, что аналоговые РЛС сами прибывают в месторасположение пункта УВД, а пункт УВД остается неподвижным.The only difference here is that the analog radars themselves arrive at the location of the air traffic control unit, while the air traffic control station remains stationary.

Полезная модель разработана на уровне опытного образца ВУС под торговой маркой «АСАИ 174ЦЦ08».The utility model is developed at the level of the prototype VUS under the brand name “ASAI 174Ts08”.

Испытания опытного образца ВУС показали возможность реализации его назначения на известной элементной базе. При этом резко снизились временные затраты на сопряжение пункта управления воздушным движением (УВД) с аналоговыми источниками радиолокационной информации. Одновременно повысилась надежность связи между ними за счет дублирования РЛИ и сигналов управления по проводным и беспроводным линиям связи.Tests of the prototype VUS showed the possibility of realizing its purpose on a known elemental base. At the same time, the time spent on connecting an air traffic control center (ATC) to analog sources of radar information has sharply decreased. At the same time, the reliability of communication between them increased due to duplication of radar data and control signals via wired and wireless communication lines.

Claims

A device for interfacing with analog sources of radar information, characterized in that it comprises a housing, on one end side of which a first circuit board for electrical connectors is installed for connecting a digital communication line with an air traffic control center (ATC), on the other side thereof, a second circuit board for electrical connectors for connection with analog sources of radar information (RLI), a bidirectional active mating bus is electrically connected to each other inside the housing (ASN) cell of primary signal processing (POS), a microcontroller with a digital memory card (microcomputer), a cell of signals of synchro-transceivers (BSC) and a cell of formation of control signals (FSU) by a ground radio interrogator, and the electrical connectors of the first board are connected directly to the ASN and the electrical connectors of the second board are connected via echo signals to the ACS through the POS cell, via signals from the control of the drive of the antennas of the analogue sources of radar signals through the MSS cell, and from signals from the control of the ground-based radio interrogator through the cell at the FSU.