RU149857U1 - OBJECTS FOR OBJECT DETECTION - Google Patents

OBJECTS FOR OBJECT DETECTION Download PDF

Info

Publication number
RU149857U1
RU149857U1 RU2014121817/07U RU2014121817U RU149857U1 RU 149857 U1 RU149857 U1 RU 149857U1 RU 2014121817/07 U RU2014121817/07 U RU 2014121817/07U RU 2014121817 U RU2014121817 U RU 2014121817U RU 149857 U1 RU149857 U1 RU 149857U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
block
input
unit
signal
Prior art date
Application number
RU2014121817/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Бородин
Сергей Николаевич Дружко
Андрей Германович Зайцев
Валерий Вакильевич Хурматуллин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга"
Priority to RU2014121817/07U priority Critical patent/RU149857U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU149857U1 publication Critical patent/RU149857U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

1. Бортовое устройство обнаружения объектов, содержащее антенну, блок обработки сигналов и блок принятия решения и управления, отличающееся тем, что введены блок приемопередающих модулей, первые входы-выходы которых соединены с входами-выходами элементов антенны, выполненной в виде активной фазированной решетки, диаграммо-образующий блок, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока приемо-передающих модулей, приемный блок, вход которого соединен с выходом диаграммо-образующего блока, а выход соединен со входом блока обработки сигналов, блок формирования зондирующих сигналов и сигналов синхронизации, выход которого соединен со входом диаграммо-образующего блока, блок управления диаграммой направленности, выход которого соединен со входами блока приемопередающих модулей и приемного блока, и блок обработки радиолокационных данных, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, предназначенного для обработки выходного сигнала приемного блока и выделения из него радиолокационных данных для последующей передачи их в блок обработки радиолокационных данных, вход-выход которого объединен с входом-выходом блока управления диаграммой направленности и соединен с входом-выходом блока принятия решений и управления.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в едином корпусе в виде моноблока в форме прямоугольного параллелепипеда размером 410×410×295 мм с кронштейнами крепления на одной из больших по размерам его сторон, причем рупорные облучатели активной фазированной решетки установлены на другой, большей по размерам, его стороне.1. On-board object detection device containing an antenna, a signal processing unit and a decision and control unit, characterized in that a block of transceiver modules is introduced, the first inputs and outputs of which are connected to the inputs and outputs of the antenna elements, made in the form of an active phased array, diagram - a forming unit, the input-output of which is connected to the second input-output of the block of transceiver modules, a receiving unit, the input of which is connected to the output of the diagram-forming unit, and the output is connected to the input of the block signal bricks, a probe and synchronization signal generation block, the output of which is connected to the input of the beam-forming block, a radiation pattern control block, the output of which is connected to the inputs of the transceiver modules block and the receiving block, and a radar data processing block, the input of which is connected to the output of the block signal processing, designed to process the output signal of the receiving unit and the allocation of radar data from it for subsequent transmission to the processing unit of the radar tional data, the input-output integrated with input-output directional diagram of the control unit and connected to the input-output of the decision and upravleniya.2. The device according to claim 1, characterized in that it is made in a single case in the form of a monoblock in the form of a rectangular parallelepiped 410 × 410 × 295 mm in size with mounting brackets on one of its large sides, the horn irradiators of the active phased array , larger in size, by its side.

Description

Полезная модель относится к радиолокации и может быть использована, преимущественно, для обнаружения опасных объектов (предметов), приближающихся к космическому аппарату.The utility model relates to radar and can be used mainly to detect dangerous objects (objects) approaching a spacecraft.

Предложенное техническое решение представляет собой бортовое малогабаритное специализированное радиотехническое устройство, работающее на принципах активной локации, содержащее объединенные в единое целое различные средства (элементы, блоки, узлы и связи между ними, в том числе, безусловно являющиеся устройствами), в результате объединения которых создано новое устройство, части которого находятся в конструктивном единстве, функциональной взаимосвязи и размещенные в ограниченном пространстве в едином корпусе (моноблоке).The proposed technical solution is an on-board small-sized specialized radio technical device operating on the principles of active location, containing various means (elements, blocks, nodes and the connections between them, including those that are certainly devices) that are integrated into a single whole, as a result of which a new a device, parts of which are in constructive unity, functional interconnection and placed in a limited space in a single housing (monoblock).

Известно техническое решение [RU 2422847, C1, G01S 13/00, 27.06.2011], содержащее первую приемопередающую антенну, первое приемопередающее устройство, первый усилитель доплеровских частот, перемножитель, фильтр нижних частот, исполнительный каскад, вторую приемопередающую антенну, второе приемопередающее устройство, второй усилитель доплеровских частот, первый и второй переключатели, генератор пилообразного напряжения, компаратор, накопитель и варикап, при этом, первая приемопередающая антенна соединена с входом первого приемопередающего устройства, выход которого соединен с входом первого усилителя доплеровских частот, выход которого соединен с первым входом перемножителя, а вторая приемопередающая антенна соединена с входом второго приемопередающего устройства, выход которого соединен с входом второго усилителя доплеровских частот, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с первым входом первого переключателя, первый выход которого соединен со входом исполнительного каскада, второй выход первого переключателя соединен со входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен со входами компаратора и накопителя, выход накопителя соединен со вторым входом второго переключателя, а выход компаратора соединен с первым входом второго переключателя, первый выход которого соединен с входом варикапа, выход которого соединен со вторым входом второго приемопередающего устройства, второй выход второго переключателя соединен со вторым входом первого переключателя.A technical solution is known [RU 2422847, C1, G01S 13/00, 06/27/2011], comprising a first transceiver antenna, a first transceiver device, a first Doppler frequency amplifier, a multiplier, a low-pass filter, an executive stage, a second transceiver antenna, a second transceiver device, a second Doppler amplifier, first and second switches, a sawtooth generator, a comparator, a drive and a varicap, while the first transceiver antenna is connected to the input of the first transceiver device the output of which is connected to the input of the first Doppler frequency amplifier, the output of which is connected to the first input of the multiplier, and the second transceiver antenna is connected to the input of the second transceiver device, the output of which is connected to the input of the second Doppler frequency amplifier, the output of which is connected to the second input of the multiplier, the output of which connected to the input of a low-pass filter, the output of which is connected to the first input of the first switch, the first output of which is connected to the input of the executive stage, the second the output of the first switch is connected to the input of the sawtooth generator, the output of which is connected to the inputs of the comparator and the drive, the output of the drive is connected to the second input of the second switch, and the output of the comparator is connected to the first input of the second switch, the first output of which is connected to the input of the varicap, the output of which is connected to the second input of the second transceiver device, the second output of the second switch is connected to the second input of the first switch.

Недостатком этого технического решения является его относительно высокая сложность.The disadvantage of this technical solution is its relatively high complexity.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату при его использовании является устройство обнаружения объектов [RU 2422847, C1, G01S 13/00, 27.06.2011], состоящее из передающей части и приемной части, которая содержит приемные антенны, соединенные с блоком обработки сигналов, блок определения направления прихода сигнала, блок определения доплеровской частоты, блок определения поверхности положения, блок определения траекторных параметров, причем, блок обработки сигналов выполнен из N (N>2) идентичных, не зависимых друг от друга каналов, количество приемных антенн определено по числу каналов, каждая приемная антенна выполнена идентично другим, независимой от других приемных антенн и соединена с соответствующим каналом блока обработки сигналов, передающая часть выполнена с информационным выходом, а приемная часть дополнительно содержит блок определения текущей дифракционно-интерференционной картины, блок сравнения дифракционно-интерференционных картин, блок хранения информации, блок определения координат и вектора скорости, блок принятия решений и управления, причем, выход каждого из каналов блока обработки сигналов соединен с блоком определения текущей дифракционно-интерференционной картины, с блоком определения направления прихода сигнала, с блоком определения доплеровской частоты, с блоком определения поверхности положения, с блоком определения траекторных параметров, выход блока определения направления прихода сигнала, выход блока определения доплеровской частоты, выход блока определения поверхности положения, выход блока определения траекторных параметров соединены с блоком сравнения дифракционно-интерференционных картин, с блоком определения координат и вектора скорости, с блоком принятия решений и управления, выход блока определения текущей дифракционно-интерференционной картины соединен с блоком сравнения дифракционно-интерференционных картин, выход которого соединен с блоком определения координат и вектора скорости и с блоком принятия решений и управления, кроме того, информационный выход передающей части соединен с блоком определения координат и вектора скорости, блок сравнения дифракционно-интерференционных картин соединен с блоком хранения информации, а блок определения координат и вектора скорости соединен с блоком принятия решений и управления, выход которого соединен с передающей частью.The closest in technical essence and the result obtained when using it is an object detection device [RU 2422847, C1, G01S 13/00, 06/27/2011], consisting of a transmitting part and a receiving part, which contains receiving antennas connected to the signal processing unit, a block for determining the direction of arrival of the signal, a block for determining the Doppler frequency, a block for determining the position surface, a block for determining the path parameters, moreover, the signal processing block is made of N (N> 2) identical, independent channels, the number of receiving antennas is determined by the number of channels, each receiving antenna is identical to the others, independent of other receiving antennas and connected to the corresponding channel of the signal processing unit, the transmitting part is made with an information output, and the receiving part further comprises a unit for determining the current diffraction-interference pattern, block comparison of diffraction-interference patterns, information storage unit, unit for determining coordinates and velocity vector, decision making and control unit, Ie, the output of each of the channels of the signal processing unit is connected to a unit for determining the current diffraction-interference pattern, with a unit for determining the direction of arrival of the signal, with a unit for determining the Doppler frequency, with a unit for determining the position surface, with a unit for determining trajectory parameters, an output of the unit for determining the direction of arrival of the signal , the output of the unit for determining the Doppler frequency, the output of the unit for determining the position surface, the output of the unit for determining path parameters are connected to the comparison unit diffraction-interference patterns, with a unit for determining coordinates and a velocity vector, with a decision-making and control unit, the output of a unit for determining the current diffraction-interference patterns is connected to a unit for comparing diffraction-interference patterns, the output of which is connected to a unit for determining coordinates and a velocity vector and with a block decision making and control, in addition, the information output of the transmitting part is connected to the unit for determining the coordinates and the velocity vector, the diffraction-interference comparison unit of these pictures is connected to the information storage unit, and the coordinate and velocity vector determination unit is connected to the decision-making and control unit, the output of which is connected to the transmitting part.

Недостатком устройства является относительно высокая сложность, что ведет к увеличению габаритов устройства и потребляемой мощности, что, в свою очередь, не позволяет использовать его в условиях ограничений по габаритам, массе и потребляемой мощности, например, для размещения на космических аппаратах.The disadvantage of this device is the relatively high complexity, which leads to an increase in the dimensions of the device and power consumption, which, in turn, does not allow its use in conditions of restrictions on the dimensions, weight and power consumption, for example, for placement on spacecraft.

Задачей, которая решается в предложенной полезной модели, является упрощение устройства, уменьшение его габаритов и массы.The problem that is solved in the proposed utility model is to simplify the device, reducing its size and weight.

Требуемый технический результат заключается в упрощении устройства и в уменьшении габаритов и массы.The required technical result is to simplify the device and to reduce the size and weight.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее антенну, блок обработки сигналов и блок принятия решения и управления, введены блок приемопередающих модулей, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом антенны, выполненной в виде активной фазированной решетки, диаграммо-образующий блок, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока приемо-передающих модулей, приемный блок, вход которого соединен с выходом диаграммо-образующего блока, а выход -соединен со входом блока обработки сигналов, блок формирования зондирующих сигналов и сигналов синхронизации, выход которого соединен со входом диаграммо-образующего бока, блок управления диаграммой направленности, выход которого соединен со входами блока приемопередающих модулей и приемного блока, и блок обработки радиолокационных данных, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, а вход-выход объединен с входом-выходом блока управления диаграммой направленности и соединен с входом-выходом блока принятия решений и управления.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, in the device containing the antenna, the signal processing unit and the decision-making and control unit, a block of transceiver modules is introduced, the first input-output of which is connected to the input-output of the antenna, made in the form of an active phased array, diagram-forming block, the input-output of which is connected to the second input-output of the block of transceiver modules, the receiving block, the input of which is connected to the output of the diagram-forming block, and the output is connected with the input of the signal processing unit, the probe and synchronization signal generation unit, the output of which is connected to the input of the beam-forming side, the radiation pattern control unit, the output of which is connected to the inputs of the transmitter-receiver module and receiver unit, and the radar data processing unit, the input of which is connected with the output of the signal processing unit, and the input-output is combined with the input-output of the radiation pattern control unit and connected to the input-output of the decision-making and control unit .

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, устройство выполнено в едином корпусе в виде моноблока в форме прямоугольного параллелепипеда размером 410×410×295 мм с кронштейнами крепления на одной из больших по размерам его сторон, причем, рупорные облучатели активной фазированной решетки установлены на другой большей по размерам его стороне.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the device is made in a single body in the form of a monoblock in the form of a rectangular parallelepiped 410 × 410 × 295 mm in size with mounting brackets on one of its larger sides, moreover, horn irradiators of the active phased array are installed on the other larger side of it.

На чертеже представлены:The drawing shows:

на фиг. 1 - структурная электрическая схема бортового устройства обнаружения объектов;in FIG. 1 is a structural electrical diagram of an on-board device for detecting objects;

на фиг. 2 - бортовое устройство обнаружения объектов, выполненное в едином корпусе в виде моноблока.in FIG. 2 - on-board device for detecting objects made in a single housing in the form of a monoblock.

Бортовое устройство обнаружения объектов содержит антенну 1, выполненную в виде активной фазированной антенной решетки (АФАР), блок 2 обработки сигналов и блок 3 принятия решения и управления.The on-board object detection device comprises an antenna 1 made in the form of an active phased antenna array (AFAR), a signal processing unit 2, and a decision and control unit 3.

Кроме того, бортовое устройство обнаружения объектов содержит блок 4 приемо-передающих модулей, каждый из которых соединен с соответствующим антенным элементом АФАР, которые образуют активную фазированную антенную решетку, причем, первый вход-выход блока 4 приемо-передающих модулей соединен с входом-выходом антенны 1.In addition, the on-board device for detecting objects contains a block 4 of transceiver modules, each of which is connected to a corresponding antenna element AFAR, which form an active phased antenna array, moreover, the first input-output of the block 4 of transceiver modules is connected to the input-output of the antenna one.

Бортовое устройство обнаружения объектов содержит также диаграммо-образующий блок 5, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока 4 приемо-передающих модулей, приемный блок 6, вход которого соединен с выходом диаграммо-образующего блока 5, а выход - соединен со входом блока 2 обработки сигналов, и блок 7 формирования зондирующих сигналов и сигналов синхронизации, выход которого соединен со входом диаграммо-образующего бока 5.The on-board object detection device also contains a diagram-forming block 5, the input-output of which is connected to the second input-output of the block 4 of the transceiver modules, the receiving block 6, the input of which is connected to the output of the diagram-forming block 5, and the output is connected to the input block 2 signal processing, and block 7 of the formation of sounding signals and synchronization signals, the output of which is connected to the input of the diagram-forming side 5.

Дополнительно к указанному выше бортовое устройство обнаружения объектов содержит блок 8 управления диаграммой направленности, выход которого соединен со входами блока 4 приемо-передающих модулей и приемного блока 6, а также блок 9 обработки радиолокационных данных, вход которого соединен с выходом блока 2 обработки сигналов, а вход-выход объединен с входом-выходом блока 8 управления диаграммой направленности и соединен с входом-выходом блока 3 принятия решений и управления.In addition to the above-mentioned on-board object detection device includes a radiation pattern control unit 8, the output of which is connected to the inputs of the unit 4 of the transceiver modules and the receiving unit 6, as well as a radar data processing unit 9, the input of which is connected to the output of the signal processing unit 2, and the input-output is combined with the input-output of the radiation pattern control unit 8 and connected to the input-output of the decision-making and control unit 3.

На схеме не указаны, как несущественные, средства питания блоков 2-9, которые могут быть выполнены в виде вторичного источника питания, преобразующего напряжение бортового источника космического аппарата в требуемое питающее напряжения для блоков. Кроме того, блок 3 принятия решения может выполнять функцию интерфейса относительно систем управления космического аппарата, что предусматривает связь этого блока с соответствующими системами.The diagram does not indicate, as non-essential, the power supply units 2-9, which can be made in the form of a secondary power source that converts the voltage of the onboard source of the spacecraft into the required supply voltage for the blocks. In addition, the decision block 3 may serve as an interface with respect to the spacecraft control systems, which provides for the connection of this block with the corresponding systems.

Устройство содержит элементы, охарактеризованные на функциональном уровне, и описываемая форма их реализации предполагает использование или стандартного элемента радиотехники или программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, поэтому ниже, при описании работы устройства представляются сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данного устройства функции, достаточные для их технической реализации.The device contains elements that are characterized at a functional level, and the described form of their implementation involves the use of either a standard element of radio engineering or a programmable (customizable) multifunctional device, therefore, below, when describing the operation of the device, information is provided confirming the possibility of such a device performing the specific prescribed in this device functions sufficient for their technical implementation.

Работает бортовое устройство обнаружения объектов следующим образом.Works on-board device for detecting objects as follows.

Обнаружение опасных объектов (предметов), приближающихся к космическому аппарату (КА), основано на принципах активной радиолокации с адаптивным алгоритмом обзора пространства, реализующим циклический поиск с последовательным обнаружением отраженного от объекта сигнала по азимуту и углу места.The detection of dangerous objects (objects) approaching a spacecraft (SC) is based on the principles of active radar with an adaptive algorithm for viewing the space, which implements a cyclic search with sequential detection of the signal reflected from the object in azimuth and elevation.

В устройстве применяют когерентный импульсно-пачечный вид зондирующего сигнала, что позволяет осуществить аппаратную развязку передающего и приемного каналов при одной антенне на прием и передачу. При этом используют метод согласованной фильтрации, который позволяет получить параллельный радиолокационный обзор пространства по дальности и радиальной скорости обнаруживаемых объектов.The device uses a coherent pulse-burst type probe signal, which allows for hardware isolation of the transmitting and receiving channels with one antenna for receiving and transmitting. In this case, the method of consistent filtering is used, which allows you to get a parallel radar view of the space in range and radial speed of detected objects.

Антенна 1 представляет собой активную фазированную решетку из рупорных облучателей, например, с размером полотна 400×400 мм и является одновременно и передающей и приемной антенной устройства. Каждый облучатель антенной решетки связан полосковой линией с соответствующим приемо-передающим модулем блока 4. В режиме передачи сигнал от блока 7 зондирующих сигналов и сигналов синхронизации через диаграммо-образующий блок 5 подается с соответствующей фазой и амплитудой в передающую часть блока 4 приемо-передающих модулей и излучается в пространство. Антенна 1 формирует узкую диаграмму направленности. На время передачи приемный канал каждого приемопередающего модуля блока 4 закрывается.Antenna 1 is an active phased array of horn irradiators, for example, with a web size of 400 × 400 mm and is both a transmitting and receiving antenna of the device. Each irradiator of the antenna array is connected by a strip line to the corresponding transceiver module of block 4. In the transmission mode, the signal from block 7 of the probing signals and synchronization signals through a diagram-forming block 5 is supplied with the corresponding phase and amplitude to the transmitting part of block 4 of the transceiver modules and radiates into space. Antenna 1 forms a narrow radiation pattern. At the time of transmission, the receiving channel of each transceiver module of block 4 is closed.

В качестве единичного антенного облучателя антенны 1 может быть использован рупор, который для решения поставленной задачи в условиях ограничений по энергетике является наилучшим из известных облучателей. Поле, формируемое в раскрыве рупора, близко к полю в свободном пространстве, поэтому между соседними рупорами наблюдается очень маленькое взаимодействие (развязка 40-50 дБ), что обеспечивает максимальный КПД главного лепестка диаграммы направленности всей антенной решетки.As a single antenna irradiator of antenna 1, a horn can be used, which is the best known irradiator to solve the problem under conditions of energy restrictions. The field formed in the mouth of the horn is close to the field in free space, so there is very little interaction between adjacent horns (isolation of 40-50 dB), which ensures maximum efficiency of the main lobe of the radiation pattern of the entire antenna array.

Конструктивно антенный облучатель может быть выполнен в виде рупора с раскрывом 17×17 мм с переходом на волновод 17×9 мм. В волноводе имеется вставка из материала RO 4003 фирмы «Rogers Corporation» с топологически выполненном на нем волноводно-полосковым переходом.Structurally, the antenna feed can be made in the form of a horn with an opening of 17 × 17 mm with a transition to a waveguide of 17 × 9 mm. In the waveguide there is an insert of material RO 4003 from Rogers Corporation with a waveguide-stripe transition topologically executed on it.

Конструктивно приемо-передающие модули блока 4 с антенными облучателями, в частном случае, компонуются в линейки по 8 шт., что удобно для дальнейшей сборки всей антенной решетки, которая формируется из 72 линеек. АФАР может иметь квадратную апертуру, но возможна конструкция решетки с гексогональным контуром, что более эффективно и позволяет снизить ее массу не менее, чем на 10%.Structurally, the transceiver modules of block 4 with antenna irradiators, in a particular case, are arranged in lines of 8 pcs., Which is convenient for further assembly of the entire antenna array, which is formed of 72 rulers. An AFAR can have a square aperture, but a lattice design with a hexagonal contour is possible, which is more efficient and can reduce its mass by at least 10%.

Приемно-передающие модули блока 4 могут быть выполнены по гибридной технологии. На вход приемного канала приемо-передающего модуля блока 4 сигнал подается с одного облучателя антенной решетки и через два последовательно включенных циркулятора подается на защитный элемент, выполненный на арсенид-галлиевом транзисторе и служащий для запирания входа приемного канала на время передачи. После защитного элемента сигнал усиливается малошумящим усилителем и через согласующий усилитель подается на цифровой фазовращатель для создания фазового распределения по апертуре антенны в режиме приема.The transmit-receive modules of block 4 can be made using hybrid technology. At the input of the receiving channel of the transmitting and receiving module of block 4, the signal is supplied from one irradiator of the antenna array and through two series-connected circulators is fed to a protective element made on a gallium arsenide transistor and used to lock the input of the receiving channel for the duration of the transmission. After the protective element, the signal is amplified by a low-noise amplifier and fed through a matching amplifier to a digital phase shifter to create a phase distribution over the antenna aperture in the reception mode.

Далее принятый сигнал через согласующий усилитель подается на цифровой аттенюатор, служащий для создания амплитудного распределения в антенной решетке. После аттенюатора усиленный сигнал подается на ключ, служащий для отключения выхода приемного канала на время передачи. С выхода ключа через циркулятор сигнал подается на диаграммо-образующий блок 5.Next, the received signal through a matching amplifier is fed to a digital attenuator, which serves to create an amplitude distribution in the antenna array. After the attenuator, the amplified signal is supplied to the key, which serves to disable the output of the receiving channel for the duration of the transmission. From the output of the key through the circulator, the signal is fed to the diagram-forming unit 5.

Таким образом, при наличии в зоне обзора устройства какого-либо объекта, отраженный от него сигнал принимается антенной 1 и передается в приемные каналы приемо-передающих модулей блока 4. На время приема передающие каналы приемо-передающих модулей блока 4 выключаются. Диаграмма направленности на прием формируется с помощью диаграммо-образующего блока 5 приемных каналов приемо-передающих модулей блока 4.Thus, if there is any object in the field of view of the device, the signal reflected from it is received by the antenna 1 and transmitted to the receiving channels of the transceiver modules of unit 4. At the time of reception, the transmitting channels of the transceiver modules of unit 4 are turned off. The directional pattern for reception is formed using the beam-forming block 5 of the receiving channels of the transceiver modules of block 4.

Принятый сигнал после усиления в блоке 4 приемном канале через диаграммо-образующий блок 5 подается в приемный блок, в котором происходит преобразование частоты сигнала в промежуточную частоту и оцифровка сигнала с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Далее цифровой сигнал предварительно обрабатывается в блоке 2 цифровой обработки сигналов с целью выделения из него радиолокационных данных и передается в блок 8 обработки радиолокационных данных.The received signal after amplification in block 4 of the receiving channel through a beam-forming block 5 is fed to the receiving block, in which the signal frequency is converted to an intermediate frequency and the signal is digitized using an analog-to-digital converter (ADC). Next, the digital signal is pre-processed in block 2 of digital signal processing in order to extract radar data from it and transmitted to block 8 for processing radar data.

В режиме передачи на вход приемо-передающих модулей блока 4 зондирующий сигнал подается с выхода диагарммо-образующего блока 5. Через циркулятор, развязывающий приемный и передающий каналы, сигнал подается на согласующий усилитель и далее на аттенюатор. Аттенюатор цифровой 5-ти разрядный служит для создания амплитудного распределения по апертуре антенной решетки в режиме передачи. Далее сигнал усиливается следующим согласующим усилителем и подается на фазовращатель. Фазовращатель цифровой 6-ти разрядный служит для создания фазового распределения по апертуре антенной решетки создания узкой диаграммы направленности антенны 1 в режиме передачи.In the transmission mode, the probe signal is supplied to the input of the transmitting and receiving modules of block 4 from the output of the diarmo-forming block 5. Through the circulator decoupling the receiving and transmitting channels, the signal is fed to a matching amplifier and then to an attenuator. A digital 5-bit attenuator is used to create an amplitude distribution over the aperture of the antenna array in transmission mode. Next, the signal is amplified by the following matching amplifier and fed to the phase shifter. A digital 6-bit phase shifter is used to create a phase distribution over the aperture of the antenna array to create a narrow radiation pattern of antenna 1 in transmission mode.

После усиления очередным согласующим усилителем сигнал подается на предварительный усилитель мощности, где он усиливается до уровня 0,5 Вт и подается на оконечный усилитель, где происходит усиление до 3 Вт. Усиленный по мощности сигнал через выходной циркулятор подается на один облучатель антенной решетки.After amplification by the next matching amplifier, the signal is fed to a preliminary power amplifier, where it is amplified to a level of 0.5 W and fed to a terminal amplifier, where amplification of up to 3 W occurs. The signal amplified by power through the output circulator is supplied to one feed of the antenna array.

В блоке 7 формирования зондирующих сигналов и сигналов синхронизации формируется зондирующий сигнал, который через диаграммо-образующий блок 5 подается в блок 4 приемо-передающих модулей. Синхронизирующие сигналы необходимы для обеспечения работы синтезатора гетеродина для приемного блока 6 и синхронизации работы всего устройства.In the block 7 for generating sounding signals and synchronization signals, a sounding signal is generated, which, through the diagram-forming block 5, is supplied to the block 4 of the transceiver modules. The clock signals are necessary to ensure the operation of the local oscillator synthesizer for the receiving unit 6 and the synchronization of the operation of the entire device.

В блоке 8 управления диаграммой направленности формируются сигналы, задающие фазовое и амплитудное распределение в антенне 1, являющейся антенной решеткой, путем установки начальных значений фаз и амплитуд в приемо-передающих модулях блока 4 в режиме передачи и приема, а также для управления сканированием луча при обзоре пространства.In the directional beam control unit 8, signals are generated that specify the phase and amplitude distribution in the antenna 1, which is the antenna array, by setting the initial values of the phases and amplitudes in the transmitting and receiving modules of unit 4 in the transmit and receive mode, as well as to control the beam scanning during viewing space.

Работа устройства производится под управлением блока 3, выполняющего функции процессора управления. В нем принимается решение об обнаружении объекта по результатам обработки радиолокационных данных в блоке 9, а также вычисляются параметры объекта: дальность, скорость движении, координаты и т.п. Здесь же обеспечен интерфейс связи с бортовыми системами управления.The operation of the device is performed under the control of unit 3, which performs the functions of a control processor. It makes the decision to detect an object based on the results of processing radar data in block 9, and also calculates the parameters of the object: range, speed, coordinates, etc. It also provides a communication interface with on-board control systems.

Устройство позволяет обеспечить до 100 км дальность обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния 1-8 м2 при секторе обзора ±45° и времени сканирования <1 сек.The device allows providing up to 100 km detection range of objects with an effective scattering area of 1-8 m 2 with a viewing sector of ± 45 ° and a scan time of <1 second.

Конструктивно устройство выполнено в едином корпусе в виде моноблока в форме прямоугольного параллелепипеда размером 410×410×295 мм с кронштейнами крепления на одной из больших по размерам его сторон, причем, рупорные облучатели активной фазированной решетки установлены на другой большей по размерам его стороне. Общая масса устройства не превышает 40 кГ при массе АФАР в 14 кГ.Structurally, the device is made in a single case in the form of a monoblock in the form of a rectangular parallelepiped with a size of 410 × 410 × 295 mm with mounting brackets on one of its large sizes, moreover, the horn irradiators of the active phased array are mounted on its other larger side. The total mass of the device does not exceed 40 kg with a mass of AFAR of 14 kg.

Таким образом, благодаря введению технических средств (в частности, тем, что, введены блок малогабаритных приемо-передающих модулей, первые вход-выходы которых соединены с входом-выходами элементов антенны, выполненной в виде активной фазированной решетки, диаграммо-образующий блок, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока приемо-передающих модулей, приемный блок, вход которого соединен с выходом диаграммо-образующего блока, а выход - соединен со входом блока обработки сигналов, блок формирования зондирующих сигналов и сигналов синхронизации, выход которого соединен со входом диаграммо-образующего бока, блок управления диаграммой направленности, выход которого соединен со входами блока приемо-передающих модулей и приемного блока, и блок обработки радиолокационных данных, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, а вход-выход объединен с входом-выходом блока управления диаграммой направленности и соединен с входом-выходом блока принятия решений и управления), а также применением цифровых методов обработки принимаемых сигналов и адаптивного алгоритма обзора пространства, достигается требуемый технический результат, заключающийся в упрощении устройства, уменьшении его габаритов, массы и потребляемой мощности.Thus, due to the introduction of technical means (in particular, the fact that a small-sized transceiver module block has been introduced, the first input-output of which is connected to the input-output of the antenna elements, made in the form of an active phased array, the diagram-forming block, the input- the output of which is connected to the second input-output of the block of transceiver modules, the receiving block, the input of which is connected to the output of the diagram-forming block, and the output is connected to the input of the signal processing block, the block for generating sounding signals and synchronization signals, the output of which is connected to the input of the beam-forming side, the radiation pattern control unit, the output of which is connected to the inputs of the block of transceiver modules and the receiving block, and the radar data processing unit, the input of which is connected to the output of the signal processing block, and the input - the output is combined with the input-output of the radiation pattern control unit and connected to the input-output of the decision-making and control unit), as well as using digital methods of processing the received signals and hell of the apiative algorithm for the review of space, the required technical result is achieved, which consists in simplifying the device, reducing its dimensions, mass and power consumption.

Фактически, это достигается тем, что элементы устройства максимально возможно используются как в режиме передачи, так и в режиме приема. Поэтому благодаря введенным усовершенствованиям обеспечивается возможность исключения отдельно функционирующей предающей части, исключена необходимость выполнения блока обработки сигналов из N (N>2) идентичных, не зависимых друг от друга каналов, исключения блока хранения информации и т.п.In fact, this is achieved by the fact that the elements of the device are most possibly used both in the transmission mode and in the reception mode. Therefore, thanks to the introduced improvements, it is possible to exclude a separately functioning transmitting part, eliminates the need to execute a signal processing unit from N (N> 2) identical, independent channels, exclude an information storage unit, etc.

Claims (2)

1. Бортовое устройство обнаружения объектов, содержащее антенну, блок обработки сигналов и блок принятия решения и управления, отличающееся тем, что введены блок приемопередающих модулей, первые входы-выходы которых соединены с входами-выходами элементов антенны, выполненной в виде активной фазированной решетки, диаграммо-образующий блок, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока приемо-передающих модулей, приемный блок, вход которого соединен с выходом диаграммо-образующего блока, а выход соединен со входом блока обработки сигналов, блок формирования зондирующих сигналов и сигналов синхронизации, выход которого соединен со входом диаграммо-образующего блока, блок управления диаграммой направленности, выход которого соединен со входами блока приемопередающих модулей и приемного блока, и блок обработки радиолокационных данных, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, предназначенного для обработки выходного сигнала приемного блока и выделения из него радиолокационных данных для последующей передачи их в блок обработки радиолокационных данных, вход-выход которого объединен с входом-выходом блока управления диаграммой направленности и соединен с входом-выходом блока принятия решений и управления.1. On-board object detection device containing an antenna, a signal processing unit and a decision and control unit, characterized in that a block of transceiver modules is introduced, the first inputs and outputs of which are connected to the inputs and outputs of the antenna elements, made in the form of an active phased array, diagram - a forming unit, the input-output of which is connected to the second input-output of the block of transceiver modules, a receiving unit, the input of which is connected to the output of the diagram-forming unit, and the output is connected to the input of the block signal bricks, a probe and synchronization signal generation block, the output of which is connected to the input of the beam-forming block, a radiation pattern control block, the output of which is connected to the inputs of the transceiver modules block and the receiving block, and a radar data processing block, the input of which is connected to the output of the block signal processing, designed to process the output signal of the receiving unit and the allocation of radar data from it for subsequent transmission to the processing unit of the radar tional data input-output of which is combined with the input-output directional diagram of the control unit and connected to the input-output of the decision making and management. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в едином корпусе в виде моноблока в форме прямоугольного параллелепипеда размером 410×410×295 мм с кронштейнами крепления на одной из больших по размерам его сторон, причем рупорные облучатели активной фазированной решетки установлены на другой, большей по размерам, его стороне.
Figure 00000001
2. The device according to p. 1, characterized in that it is made in a single case in the form of a monoblock in the form of a rectangular parallelepiped 410 × 410 × 295 mm in size with mounting brackets on one of its larger sides, the horn irradiators of the active phased array on the other, larger, side of it.
Figure 00000001
RU2014121817/07U 2014-05-29 2014-05-29 OBJECTS FOR OBJECT DETECTION RU149857U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121817/07U RU149857U1 (en) 2014-05-29 2014-05-29 OBJECTS FOR OBJECT DETECTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121817/07U RU149857U1 (en) 2014-05-29 2014-05-29 OBJECTS FOR OBJECT DETECTION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU149857U1 true RU149857U1 (en) 2015-01-20

Family

ID=53292365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014121817/07U RU149857U1 (en) 2014-05-29 2014-05-29 OBJECTS FOR OBJECT DETECTION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU149857U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710363C1 (en) * 2019-07-10 2019-12-26 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" Onboard detector with compensation for variations of magnetic fields

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710363C1 (en) * 2019-07-10 2019-12-26 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" Onboard detector with compensation for variations of magnetic fields

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2556385B2 (en) Electronic counter measure system
Moroz et al. Development of a compensation system based on horn antennas for an active phased antenna array
Kueppers et al. A compact 120 GHz SiGe: C based 2× 8 FMCW MIMO radar sensor for robot navigation in low visibility environments
CN102955155A (en) Distributed active phased array radar and beam forming method thereof
CN101587188A (en) Monopulse radar system based on time modulation antenna array
CN105866746A (en) Application of FMCW system T/R unit in digital phased array
CN108732562B (en) Phased array radar
RU2621714C1 (en) Multifunctional integrated dual-band radar system for aircraft
CN102104195A (en) Beam steering system of phased array antenna using frequency
Evans et al. Consumer radar: Opportunities and challenges
RU2661334C1 (en) Tranceiver module of radio-technical signals
JP2016183902A (en) Rader system
RU149857U1 (en) OBJECTS FOR OBJECT DETECTION
JP2020046201A (en) Flying object guiding system, guiding device, and flying object
RU2013100986A (en) ACTIVE INTERFERENCE INSTALLATION DEVICES OPERATING AGAINST RADAR RADIATION SOURCES, AND ALSO A METHOD FOR PROTECTING OBJECTS BY USING THE SIMPLE KIND OF INTERFERENCE INSTALLATION DEVICES
RU2594345C1 (en) Method of increasing range of operation and increasing accuracy of measuring distance of radio frequency identification and positioning system
CN104092024A (en) Direction backtracking system based on corner reflector antenna array
RU106394U1 (en) SHORT-PULSE MONOPULSE RADAR WITH ELECTRONIC SCANNING IN ONE PLANE
RU2460089C1 (en) Short-pulse monopulse radar with electronic scanning in one plane
JPWO2019216214A1 (en) Object position detection system
KR102089509B1 (en) Radar for removing cone of silence
CN209028207U (en) Radar and vessel traffic navigation system with the radar
RU139876U1 (en) PHYSICAL MODEL OF A WIDESBAND FULL-POLARIMETRIC MONOPULSE RADAR STATION WITH UNFIXED CONFIGURATION
RU2656881C1 (en) Radar
RU2680850C1 (en) Method of forming elliptic directional pattern of active inphase antenna array on basis of set of microsatellites with application of superregenerative transceiver devices

Legal Events

Date Code Title Description
PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20170523