RU152358U1

RU152358U1 - ON-BOARD RADAR STATION

Info

Publication number: RU152358U1
Application number: RU2014145492/07U
Authority: RU
Inventors: Тамерлан Османович Бекирбаев; Михаил Иванович Бабокин; Евгений Федорович Толстов; Юрий Иванович Леонов; Андрей Викторович Пастухов; Дмитрий Сергеевич Лавренюк
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-05-27

Abstract

1. Бортовая радиолокационная станция, содержащая антенну, приемник, передатчик, задающий генератор, синхронизатор, управляющий процессор, сигнальный процессор, при этом выход антенны соединен с первым входом приемника, вход антенны соединен с выходом передатчика, первый выход задающего генератора соединен с входом передатчика, второй выход задающего генератора соединен со вторым входом приемника, первый выход управляющего процессора соединен с первым входом сигнального процессора, второй выход управляющего процессора соединен с входом синхронизатора, отличающаяся тем, что дополнительно введены блок управления и синхронизации, блок разделения и обработки, причем первый выход блока управления и синхронизации подключен к входу задающего генератора, второй выход блока управления и синхронизации подключен ко второму входу блока разделения и обработки, первый вход которого соединен с выходом приемника, а выход блока разделения и обработки соединен со вторым входом сигнального процессора, выход которого является выходом бортовой радиолокационной станции, выход синхронизатора подключен к первому входу блока управления и синхронизации, а третий выход управляющего процессора подключен ко второму входу блока управления и синхронизации, вход управляющего процессора является внешним входом бортовой радиолокационной станции.2. Бортовая радиолокационная станция по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления и синхронизации содержит процессор управления, передатчик шины, приемник шины, коммутатор входной, коммутатор выходной, причем первый вход коммутатора входного является первым входом блока управления и1. An on-board radar station containing an antenna, a receiver, a transmitter, a master oscillator, a synchronizer, a control processor, a signal processor, wherein the antenna output is connected to the first input of the receiver, the antenna input is connected to the output of the transmitter, the first output of the master generator is connected to the input of the transmitter, the second output of the master oscillator is connected to the second input of the receiver, the first output of the control processor is connected to the first input of the signal processor, the second output of the control processor is connected to the input m of the synchronizer, characterized in that the control and synchronization unit, the separation and processing unit are additionally introduced, the first output of the control and synchronization unit being connected to the input of the master oscillator, the second output of the control and synchronization unit connected to the second input of the separation and processing unit, the first input of which connected to the output of the receiver, and the output of the separation and processing unit is connected to the second input of the signal processor, the output of which is the output of the airborne radar station, the output is synchronous mash is connected to the first input of the control unit and the synchronization control processor and the third output is connected to the second input of the control unit and the synchronization control processor input is an external input-board radar stantsii.2. The on-board radar station according to claim 1, characterized in that the control and synchronization unit comprises a control processor, a bus transmitter, a bus receiver, an input switch, an output switch, the first input of the input switch being the first input of the control unit and

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области радиолокации, в частности, радиолокационным станциям, устанавливаемым на подвижных объектах и может быть использована для повышения разрешения по дальности при формировании радиолокационного изображения земной поверхности.The proposed utility model relates to the field of radar, in particular, to radar stations mounted on moving objects and can be used to increase the resolution in range when forming a radar image of the earth's surface.

Известна многофункциональная бортовая радиолокационная станция (БРЛС), описанная в литературе [Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т. 1. РЛС - информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов./ под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова - М.: «Радиотехника», 2006, стр. 126.], имеющая в своем составе антенную систему, приемопередающий тракт, вычислительную систему. Приемопередающий тракт содержит задающий генератор, синхронизатор, усилитель мощности зондирующего сигнала и многоканальный приемник с аналого-цифровыми преобразователями на выходе. Синхронизатор обеспечивает согласованную во времени работу всех блоков и узлов РЛС. Приемопередающий тракт совместно с антенной системой осуществляет излучение мощных зондирующих сигналов в заданном направлении, когерентный прием отраженных сигналов по нескольким пространственным каналам и их преобразование в цифровую форму. В качестве антенной системы обычно используют зеркальную антенну, щелевую антенную решетку или фазированную антенную решетку (ФАР) с электронным управлением. При использовании ФАР система управления включает диаграммообразующую схему или специализированный процессор управления диаграммой направленности антенны, которые используются для формирования диаграммы направленности антенны в различных режимах работы.Known multifunctional airborne radar station (radar), described in the literature [Radar systems of multifunctional aircraft. T. 1. Radar - the information basis of the combat operations of multifunctional aircraft. Systems and algorithms for primary processing of radar signals./ Ed. A.I. Kanaschenkova and V.I. Merkulova - M.: “Radio Engineering”, 2006, p. 126.], which incorporates an antenna system, a transceiver path, a computer system. The transceiver path contains a master oscillator, a synchronizer, a power amplifier of the probe signal and a multi-channel receiver with analog-to-digital converters at the output. The synchronizer provides coordinated in time operation of all blocks and nodes of the radar. The transceiver path together with the antenna system emits powerful sounding signals in a given direction, coherently receives the reflected signals through several spatial channels and converts them into digital form. As an antenna system, a mirror antenna, a slot antenna array or an electronically controlled phased antenna array (PAR) are typically used. When using the HEADLIGHT, the control system includes a beam-forming circuit or a specialized antenna radiation pattern control processor, which are used to form the antenna radiation pattern in various operating modes.

Недостатком указанного технического решения является сложность достижения высокой разрешающей способности по дальности. Для того чтобы получить высокое разрешение по дальности БРЛС должна излучать широкополосный сигнал. Например, для достижения разрешающей способности в 1 метр, теоретически необходимо использовать сигнал с шириной спектра 150 МГц. Обычно радиолокаторы оперируют гораздо более узким спектром с шириной в 1-10 МГц. Можно применять специализированные широкополосные приемники, но они сложны в изготовлении и дороги, особенно для многофункциональных РЛС. То есть применение широкополосных сигналов связано с практически полной переделкой всех приемо-передающих блоков и не всегда является целесообразным.The disadvantage of this technical solution is the difficulty of achieving high resolution range. In order to obtain high resolution in range, the radar must emit a broadband signal. For example, to achieve a resolution of 1 meter, it is theoretically necessary to use a signal with a spectrum width of 150 MHz. Typically, radars operate on a much narrower spectrum with a width of 1-10 MHz. Specialized broadband receivers can be used, but they are difficult to manufacture and expensive, especially for multi-function radars. That is, the use of broadband signals is associated with an almost complete alteration of all transceiver blocks and is not always advisable.

Известна радиолокационная система с высоким разрешением по дальности «High range resolution radar system» [US 7106242 опубликовано 23.03.2006, МПК G01S 13/90], содержащая аппаратуру формирования радиоимпульса, аппаратуру для модуляции радиоимпульса, аппаратуру для излучения радиоимпульса, аппаратуру для приема отраженного радиоимпульса, аппаратуру для модуляции принятых радиоимпульсов, аппаратуру для обработки модулированного принятого радиоимпульса для извлечения информации о дальности. При этом аппаратура для модуляции радиоимпульса включает в себя фазосдвигающее устройство, осуществляющее изменяющийся во времени фазовый сдвиг, который меняется в дискретные интервалы времени, на несущей частоте. И аппаратура для модуляции принятого радиоимпульса включает в себя фазосдвигающее устройство, осуществляющее изменяющийся во времени фазовый сдвиг, который меняется в дискретные интервалы времени, на несущей частоте. Аппаратура для обработки модулированного принятого радиоимпульса включает в себя аппаратуру для дискретизации принятого сигнала на дискретных временных интервалах, которые представляют собой целое количество временных интервалов фазового сдвига.Known radar system with high resolution in range "High range resolution radar system" [US 7106242 published 03/23/2006, IPC G01S 13/90], containing equipment for generating a radio pulse, equipment for modulating a radio pulse, equipment for emitting a radio pulse, equipment for receiving a reflected radio pulse , equipment for modulating received radio pulses, equipment for processing a modulated received radio pulse to extract range information. In this case, the apparatus for modulating the radio pulse includes a phase-shifting device that implements a time-varying phase shift, which changes in discrete time intervals, at the carrier frequency. And the equipment for modulating the received radio pulse includes a phase-shifting device that implements a time-varying phase shift, which changes in discrete time intervals, at the carrier frequency. The apparatus for processing the modulated received radio pulse includes apparatus for sampling the received signal at discrete time intervals, which are an integer number of time intervals of the phase shift.

Описанное устройство осуществляет работу с линейно-частотно модулированными (ЛЧМ) импульсами. К недостаткам этого технического решения можно отнести большую минимальную дальность работы, обусловленную большой длительностью излучаемого импульса. Также к задающему генератору радиолокационной системы, позволяющему формировать длительный линейный зондирующий импульс, предъявляются повышенные требования к стабильности формируемой частоты.The described device performs work with linear frequency modulated (LFM) pulses. The disadvantages of this technical solution include a large minimum operating range due to the large duration of the emitted pulse. Also, the master generator of the radar system, which allows the formation of a long linear probing pulse, has increased requirements for the stability of the generated frequency.

Наиболее близким по технической сущности является радиолокационное устройство со ступенчатым изменением несущей частоты «Stepped frequency radar device» [US 7646335 опубликовано 21.05.2009, МПК G01S 13/00], содержащее приемную и передающую части, и модуль управления, для управления приемной и передающей частями. Передающая часть включает в себя аппаратуру для формирования сигнала с определенной полосой, и приемную часть содержащую фильтр, аналого-цифровой преобразователь и процессор быстрого преобразования Фурье (БПФ). Передающая часть формирует группу сигналов, каждая из которых имеет первую полосу частот между первой и второй частотой (B2-B1), и таким образом вся группа имеет полосу (B4-B1). Приемная часть открыта для полосы (B4-B1) во время приема каждого сигнала в заданной группе, и передает сигнал аппаратуре для создания БПФ копий принятого сигнала и аппаратуру для создания сопряженных копий. Приемная и передающая части содержат аппаратуру для извлечения данных из БПФ первой полосы частот накрывающей принятый сигнал, и радиолокационное устройство содержит аппаратуру для корреляции полученных выше данных из БПФ.The closest in technical essence is a stepped frequency radar device [US 7646335 published May 21, 2009, IPC G01S 13/00], containing a receiving and transmitting part, and a control module for controlling the receiving and transmitting parts . The transmitting part includes apparatus for generating a signal with a certain band, and the receiving part contains a filter, an analog-to-digital converter, and a fast Fourier transform processor (FFT). The transmitting part forms a group of signals, each of which has a first frequency band between the first and second frequency (B2-B1), and thus the entire group has a band (B4-B1). The receiving part is open for the band (B4-B1) during the reception of each signal in a given group, and transmits a signal to the equipment for creating FFT copies of the received signal and equipment for creating paired copies. The receiving and transmitting parts contain equipment for extracting data from the FFT of the first frequency band covering the received signal, and the radar device contains equipment for correlating the data obtained above from the FFT.

Недостатком этого технического решения является необходимость использования низкочастотного приемника с шириной полосы пропускания соответствующей ширине спектра группы излучаемых сигналов. Для достижения значительного увеличения разрешающей способности по дальности необходимо использовать не менее четырех несущих частот, и таким образом приемник РЛС должен быть широкополосным, что является дополнительным ограничением при проектировании РЛС, поскольку широкополосный приемник с равномерной амплитудно-частотной характеристикой сложен в проектировании и изготовлении.The disadvantage of this technical solution is the need to use a low-frequency receiver with a bandwidth corresponding to the width of the spectrum of the group of emitted signals. To achieve a significant increase in range resolution, it is necessary to use at least four carrier frequencies, and thus the radar receiver must be broadband, which is an additional limitation in the design of radars, since a broadband receiver with a uniform amplitude-frequency characteristic is difficult to design and manufacture.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение разрешающей способности БРЛС по дальности при использовании узкополосных сигналов и приемопередающих трактов. Данное техническое решение можно применять при модернизации существующих БРЛС без замены имеющихся блоков приемопередающего тракта.The technical result of the proposed utility model is to increase the resolution of radar in range when using narrowband signals and transceiver paths. This technical solution can be used to upgrade existing radar without replacing the existing blocks of the transceiver path.

Сущность предлагаемой бортовой радиолокационной станции состоит в том, что она содержит антенну, приемник, передатчик, задающий генератор, синхронизатор, управляющий процессор, сигнальный процессор. Выход антенны соединен с первым входом приемника, вход антенны соединен с выходом передатчика. Первый выход задающего генератора соединен с входом передатчика, второй выход задающего генератора соединен со вторым входом приемника. Первый выход управляющего процессора соединен с первым входом сигнального процессора, второй выход управляющего процессора соединен с входом синхронизатора. Выход сигнального процессора является выходом бортовой радиолокационной станции.The essence of the proposed airborne radar station is that it contains an antenna, a receiver, a transmitter, a master oscillator, a synchronizer, a control processor, a signal processor. The antenna output is connected to the first input of the receiver, the antenna input is connected to the output of the transmitter. The first output of the master oscillator is connected to the input of the transmitter, the second output of the master oscillator is connected to the second input of the receiver. The first output of the control processor is connected to the first input of the signal processor, the second output of the control processor is connected to the input of the synchronizer. The output of the signal processor is the output of the airborne radar station.

Новым в предлагаемом техническом решении является введение блока управления и синхронизации (УС) и блока разделения и обработки (РО). Первый выход блока УС соединен с входом задающего генератора. Второй выход блока УС соединен со вторым входом блока РО, первый вход которого соединен с выходом приемника, а выход блока РО соединен со вторым входом сигнального процессора. Выход синхронизатора соединен с первым входом блока УС, а третий выход управляющего процессора подключен ко второму входу блока УС. Вход управляющего процессора является внешним входом бортовой радиолокационной станции.New in the proposed technical solution is the introduction of a control and synchronization unit (US) and a separation and processing unit (RO). The first output of the DC unit is connected to the input of the master oscillator. The second output of the DC unit is connected to the second input of the PO block, the first input of which is connected to the output of the receiver, and the output of the RO block is connected to the second input of the signal processor. The synchronizer output is connected to the first input of the control unit, and the third output of the control processor is connected to the second input of the control unit. The input of the control processor is the external input of the airborne radar station.

Блок УС содержит процессор управления, передатчик шины, приемник шины, коммутатор входной, коммутатор выходной. Первый вход коммутатора входного является первым входом блока управления и синхронизации, первый выход коммутатора входного соединен со входом приемника шины, выход которого соединен со вторым входом процессора управления, первый вход которого является вторым входом блока управления и синхронизации. Первый выход процессора управления является вторым выходом блока управления и синхронизации, второй выход процессора управления подключен к входу передатчика шины, выход которого соединен с третьим входом коммутатора выходного, выход которого является первым выходом блока управления и синхронизации, третий выход процессора управления подключен к первому входу коммутатора выходного и ко второму входу коммутатора входного, второй выход которого подключен ко второму входу коммутатора выходного.The control unit comprises a control processor, a bus transmitter, a bus receiver, an input switch, an output switch. The first input of the input switch is the first input of the control and synchronization unit, the first output of the input switch is connected to the input of the bus receiver, the output of which is connected to the second input of the control processor, the first input of which is the second input of the control and synchronization unit. The first output of the control processor is the second output of the control and synchronization unit, the second output of the control processor is connected to the input of the bus transmitter, the output of which is connected to the third input of the output switch, the output of which is the first output of the control and synchronization unit, the third output of the control processor is connected to the first input of the switch output and to the second input of the input switch, the second output of which is connected to the second input of the output switch.

В свою очередь блок РО содержит процессор обработки, приемник шины, передатчик шины, коммутатор входной, коммутатор выходной. Первый вход коммутатора входного является первым входом блока разделения и обработки, первый выход коммутатора входного соединен с входом приемника шины, выход которого соединен со вторым входом процессора обработки, первый вход которого является вторым входом блока разделения и обработки. Первый выход процессора обработки подключен к входу передатчика шины, выход которого соединен с третьим входом коммутатора выходного, выход которого является выходом блока разделения и обработки. Второй выход процессора обработки подключен к первому входу коммутатора выходного и ко второму входу коммутатора входного, второй выход которого подключен ко второму входу коммутатора выходного.In turn, the PO unit contains a processing processor, a bus receiver, a bus transmitter, an input switch, an output switch. The first input of the input switch is the first input of the separation and processing unit, the first output of the input switch is connected to the input of the bus receiver, the output of which is connected to the second input of the processing processor, the first input of which is the second input of the separation and processing unit. The first output of the processing processor is connected to the input of the bus transmitter, the output of which is connected to the third input of the output switch, the output of which is the output of the separation and processing unit. The second output of the processing processor is connected to the first input of the output switch and to the second input of the input switch, the second output of which is connected to the second input of the output switch.

На Фиг. 1 изображена структурная схема бортовой радиолокационной станции.In FIG. 1 is a structural diagram of an airborne radar station.

На Фиг. 2 изображена структурная схема блока управления и синхронизации.In FIG. 2 shows a block diagram of a control and synchronization unit.

На Фиг. 3 изображена структурная схема блока разделения и обработки.In FIG. 3 shows a block diagram of a separation and processing unit.

На Фиг. 4 изображена последовательность излучаемых импульсов.In FIG. 4 shows a sequence of emitted pulses.

На Фиг. 5 изображен суммарный спектр многочастотного сигнала.In FIG. 5 shows the total spectrum of a multi-frequency signal.

Бортовая радиолокационная станция содержит антенну 1, приемник 2, передатчик 3, задающий генератор 4, сигнальный процессор 5, синхронизатор 6, управляющий процессор 7, блок управления и синхронизации 8 (УС) и блок разделения и обработки 9 (РО). Выход антенны 1 соединен с первым входом приемника, а вход антенны 1 соединен с выходом передатчика 3. Первый выход задающего генератора 4 соединен с входом передатчика 3, второй выход задающего генератора 4 соединен со вторым входом приемника 2. Первый выход управляющего процессора 7 соединен с первым входом сигнального процессора 5, второй выход управляющего процессора 7 соединен с входом синхронизатора 6. Первый выход блока УС 8 подключен к входу задающего генератора 4, второй выход блока УС 8 подключен ко второму входу блока РО 9, первый вход которого соединен с выходом приемника 2, а выход блока РО 9 соединен со вторым входом сигнального процессора 5, выход которого является выходом бортовой радиолокационной станции. Выход синхронизатора 6 подключен к первому входу блока УС 8, а третий выход управляющего процессора 7 подключен ко второму входу блока УС 8. Вход управляющего процессора 7 является внешним входом бортовой радиолокационной станции.The airborne radar station contains an antenna 1, a receiver 2, a transmitter 3, a master oscillator 4, a signal processor 5, a synchronizer 6, a control processor 7, a control and synchronization unit 8 (US), and a separation and processing unit 9 (PO). The output of the antenna 1 is connected to the first input of the receiver, and the input of the antenna 1 is connected to the output of the transmitter 3. The first output of the master oscillator 4 is connected to the input of the transmitter 3, the second output of the master oscillator 4 is connected to the second input of the receiver 2. The first output of the control processor 7 is connected to the first the input of the signal processor 5, the second output of the control processor 7 is connected to the input of the synchronizer 6. The first output of the control unit 8 is connected to the input of the master oscillator 4, the second output of the control unit 8 is connected to the second input of the PO 9 unit, the first input to otorogo connected to the output of the receiver 2, and the output of the block PO 9 is connected to the second input of the signal processor 5, the output of which is the output of the airborne radar station. The output of the synchronizer 6 is connected to the first input of the control unit 8, and the third output of the control processor 7 is connected to the second input of the control unit 8. The input of the control processor 7 is an external input of the airborne radar station.

Блок управления и синхронизации 8 содержит процессор управления 10, передатчик шины 11, приемник шины 12, коммутатор входной 13, коммутатор выходной 14. Первый вход коммутатора входного 13 является первым входом блока УС 8. Первый выход коммутатора входного 13 соединен с входом приемника шины 12, выход которого соединен со вторым входом процессора управления 10, первый вход которого является вторым входом блока УС 8. Первый выход процессора управления 10 является вторым выходом блока УС 8. Второй выход процессора управления 10 подключен к входу передатчика шины 11, выход которого соединен с третьим входом коммутатора выходного 14, выход которого является первым выходом блока УС 8. Третий выход процессора управления 10 подключен к первому входу коммутатора выходного 14 и ко второму входу коммутатора входного 13, второй выход которого подключен ко второму входу коммутатора выходного 14.The control and synchronization unit 8 comprises a control processor 10, a bus transmitter 11, a bus receiver 12, an input switch 13, an output switch 14. The first input of the input 13 switch is the first input of the USB unit 8. The first output of the input 13 switch is connected to the input of the bus 12 receiver, the output of which is connected to the second input of the control processor 10, the first input of which is the second input of the control unit 8. The first output of the control processor 10 is the second output of the control unit 8. The second output of the control processor 10 is connected to the input transmitted bus 11, the output of which is connected to the third input of the output switch 14, the output of which is the first output of the USB unit 8. The third output of the control processor 10 is connected to the first input of the output switch 14 and to the second input of the input 13 switch, the second output of which is connected to the second input output switch 14.

Блок разделения и обработки 9 содержит процессор обработки 15, приемник шины 16, передатчик шины 17, коммутатор входной 18, коммутатор выходной 19. Первый вход коммутатора входного 18 является первым входом блока РО 9. Первый выход коммутатора входного 18 соединен со входом приемника шины 16, выход которого соединен со вторым входом процессора обработки 15, первый вход которого является вторым входом блока РО 9. Первый выход процессора обработки 15 подключен к входу передатчика шины данных 17, выход которого соединен с третьим входом коммутатора выходного 19, выход которого является выходом блока РО 9. Второй выход процессора обработки 15 подключен к первому входу коммутатора выходного 19 и ко второму входу коммутатора входного 18, второй выход которого подключен ко второму входу коммутатора выходного 19.The separation and processing unit 9 contains a processing processor 15, a bus receiver 16, a bus transmitter 17, an input switch 18, an output switch 19. The first input of the input 18 switch is the first input of the PO unit 9. The first output of the input 18 switch is connected to the input of the bus receiver 16, the output of which is connected to the second input of the processing processor 15, the first input of which is the second input of the PO 9 unit. The first output of the processing processor 15 is connected to the input of the data bus transmitter 17, the output of which is connected to the third input of the switch 19 th, the output of which is the output block PO 9. The second output of processor 15 is connected to the first input switch 19 and output to the second input of the input switch 18, a second output is connected to the second input of the output switch 19.

Бортовая радиолокационная станция работает следующим образом.Airborne radar operates as follows.

Техническое решение позволяет работать с узкополосными сигналами, используя межпериодное расширение спектра посредством перебора несущих частот сигнала от импульса к импульсу. При этом работа БРЛС состоит из двух режимов - штатного (транзита) и режима повышенного разрешения (управления).The technical solution allows you to work with narrowband signals using inter-period spreading of the spectrum by sorting the carrier frequencies of the signal from pulse to pulse. In this case, the radar operation consists of two modes - standard (transit) and high resolution (control) mode.

В штатном режиме БРЛС работает по существующим алгоритмам режимов воздух-воздух и воздух-поверхность позволяющим получить разрешение по дальности определяемое шириной спектра одного импульса. В этом режиме блок УС 8 и блок РО 9 работают в режиме транзита. Коммутатор входной 13 и коммутатор выходной 14 блока УС 8 по командам, поступающим с третьего выхода процессора управления 10, осуществляют прямой транзит управляющих команд, поступающих от синхронизатора 6. Со второго выхода коммутатора входного 13 команды поступают на второй вход коммутатора выходного 14 и с его выхода на вход задающего генератора 4. Коммутатор входной 18 и коммутатор выходной 19 блока РО 9 по командам, поступающим от процессора обработки 15, осуществляют прямой транзит принятого сигнала из приемника 2 в сигнальный процессор 5. Со второго выхода коммутатора входного 18 сигнал поступает на второй вход коммутатора выходного 19 и с его выхода на второй вход сигнального процессор 5, где происходит обработка принятого сигнала.In the normal mode, the radar operates according to the existing algorithms of the air-to-air and air-to-surface modes, which allow obtaining a range resolution determined by the width of the spectrum of one pulse. In this mode, the unit US 8 and the unit PO 9 operate in transit mode. The input switch 13 and the output switch 14 of the control unit 8 according to the commands received from the third output of the control processor 10, carry out direct transit of the control commands received from the synchronizer 6. From the second output of the input 13 switch, the commands are sent to the second input of the output 14 switch and from its output to the input of the master oscillator 4. The input 18 switch and the output 19 switch of the PO 9 unit according to the instructions received from the processing processor 15, carry out a direct transit of the received signal from the receiver 2 to the signal processor 5. With the second output of the switch input 18, the signal is fed to the second input of the switch output 19 and from its output to the second input of the signal processor 5, where the received signal is processed.

По команде от системы управления самолета (оператора) включается режим повышенного разрешения. Управляющий процессор 7 выдает в синхронизатор 6 команду увеличения частоты повторения зондирующих импульсов в количество раз соответствующее количеству используемых несущих частот (литеров), в блок УС 8 команду (код) включения режима управления и в сигнальный процессор 5 команду включения совместной обработки многочастотного сигнала. Блок УС 8 в режиме управления начинает принимать и подменять команды управления задающим генератором 4. На первый вход коммутатора выходного 14 и на второй вход коммутатора входного 13 с третьего выхода процессора управления 10 блока УС 8 поступают команды определяющие режим работы коммутаторов 13 и 14, в данном случае коммутаторы 13 и 14 работают в режиме управления. С первого выхода коммутатора входного 13 команды управления от синхронизатора 6 поступают на вход приемника шины 12. Приемник шины 12 осуществляет буферизацию принятых команд, контроль целостности принятых данных. После приема, команды управления выдаются с выхода приемника шины 12 на второй вход процессора управления 10. Процессор управления 10 осуществляет чтение всех команд управления, сравнивает прочитанные команды с заранее заданными командами управления частотой задающего генератора 4, обнаруживает нужную команду управления частотой задающего генератора 4, подменяет ее на сформированные команды чередования литеров и выдает их в шину со своего второго выхода на вход передатчика шины 11. Передатчик шины 11 осуществляет сопряжение процессора управления 10 с коммутатором выходным 14 и выдает команды на его третий вход. С выхода коммутатора выходного 14 команды чередования литеров поступают в задающий генератор 4, который осуществляет формирование серии из η узкополосных импульсов с шириной спектра Δf_c на разных несущих частотах f₀, f₁…f_n-1 с частотой повторения

(T_Пштатн - период повторения сигнала в штатном режиме работы) каждого импульса равной штатной увеличенной в n раз, где n (целое число большее единицы) - число используемых несущих литеров и частотой повторения одинаковых литеров равной штатной

(Фиг. 4). Несущая частота меняется на величину кратную шагу Δf между литерами, при этом порядок следования импульсов может быть произвольным. Для примера на Фиг. 4 приведена последовательность импульсов с увеличивающейся несущей частотой от импульса к импульсу. С первого выхода задающего генератора 4 генерируемая последовательность импульсов поступает в передатчик 3, где происходит ее усиление до необходимого уровня, а с выхода передатчика 3 сигнал поступает на вход антенны 1 и излучается антенной 1.At a command from the aircraft’s control system (operator), a higher resolution mode is activated. The control processor 7 issues a command to the synchronizer 6 to increase the repetition frequency of the probe pulses by the number of times corresponding to the number of carrier frequencies (characters) used, to the control unit 8 the command (code) for activating the control mode, and to the signal processor 5 to enable the joint processing of the multi-frequency signal. The DC unit 8 in the control mode begins to accept and replace the control commands of the master generator 4. The first input of the output switch 14 and the second input of the input 13 switch from the third output of the control processor 10 of the DC unit 8 receives commands that determine the operation mode of the

switches

13 and 14, in this In this case, the

switches

13 and 14 operate in control mode. From the first output of the input 13 input switch, control commands from the synchronizer 6 are received at the input of the bus 12 receiver. The bus 12 receiver carries out buffering of the received commands, monitoring the integrity of the received data. After receiving, control commands are issued from the output of the bus receiver 12 to the second input of the control processor 10. The control processor 10 reads all control commands, compares the read commands with predetermined frequency control commands of the master oscillator 4, detects the desired frequency control command of the master oscillator 4, replaces it to the generated letter alternation commands and issues them to the bus from its second output to the input of the bus transmitter 11. The bus transmitter 11 interfaces the processor detecting switch 10 with the output 14 and outputs a command on its third input. From the output switch of the output 14, the letters alternating commands are sent to the master oscillator 4, which generates a series of η narrow-band pulses with a spectrum width Δf _c at different carrier frequencies f ₀ , f ₁ ... f _n-1 with a repetition rate

(T _Pshtatn is the signal repetition period in normal operation) of each pulse equal to the standard one increased n times, where n (an integer greater than one) is the number of carrier letters used and the frequency of repetition of identical letters equal to the standard

(Fig. 4). The carrier frequency changes by a multiple of the step Δf between the letters, while the order of the pulses can be arbitrary. For the example of FIG. 4 shows a sequence of pulses with increasing carrier frequency from pulse to pulse. From the first output of the master oscillator 4, the generated pulse train enters the transmitter 3, where it is amplified to the required level, and from the output of the transmitter 3, the signal enters the input of antenna 1 and is emitted by antenna 1.

Отраженный от цели сигнал, например от земной поверхности, принимается антенной 1, и с выхода антенны 1 поступает на первый вход приемника 2. В приемнике 2 осуществляются усиление сигнала, его перенос на промежуточную частоту, а затем на видеочастоту, при этом сигнал с частотой гетеродина подается со второго выхода задающего генератора 4 на второй вход приемника 2, оцифровка сигнала. С выхода приемника 2 сигнал в цифровом виде поступает на первый вход блока РО 9.The signal reflected from the target, for example, from the earth's surface, is received by the antenna 1, and from the output of the antenna 1 is fed to the first input of the receiver 2. In the receiver 2, the signal is amplified, it is transferred to the intermediate frequency, and then to the video frequency, while the signal with the local oscillator frequency fed from the second output of the master oscillator 4 to the second input of the receiver 2, the digitization of the signal. From the output of the receiver 2, the signal is digitally supplied to the first input of the PO 9 unit.

Блок УС 8 со своего второго выхода (первый выход процессора управления 10) выдает команды управления и синхронизации на второй вход блока РО 9. Блок РО 9 переключается в режим разделения и начинает прием сигнала поступающего в цифровом виде по шине данных с выхода приемника 2. В режиме разделения коммутаторы 18 и 19 по командам, поступающим со второго выхода процессора обработки 15 переключаются для приема информации процессором обработки 15 через приемник шины 16 и выдачи информации процессором обработки 15 через передатчик шины 17.The unit US 8 from its second output (the first output of the control processor 10) issues control and synchronization commands to the second input of the PO 9 unit. The PO 9 unit switches to the separation mode and starts receiving a signal received digitally via the data bus from the output of receiver 2. B In the separation mode, the switches 18 and 19 according to the commands received from the second output of the processing processor 15 are switched to receive information by the processing processor 15 through the bus receiver 16 and to issue information by the processing processor 15 through the bus transmitter 17.

Процессор обработки 15 осуществляет чтение всех данных, и в соответствии с командами, поступающими от блока УС 8, проводит разделение, маркировку данных в зависимости от несущей частоты и выдачу обработанных данных в шину данных для последующей обработки в сигнальном процессоре 5 и получения радиолокационного изображения земной поверхности высокого разрешения. Сигнальный процессор 5 по команде от управляющего процессора 7 начинает получать данные принятые на разных литерах. В сигнальном процессоре 5 происходит когерентное накопление принятых n импульсов и синтезирование суммарного широкополосного спектра сигнала. На Фиг.5. представлен суммарный нормированный спектр n импульсов Δf_cΣ равный Δf_cΣ=(n-1)Δf+Δf_c, и позволяющий получить повышенное разрешение по дальности земной поверхности. При использовании шага частоты между литерами Δf соразмерного с шириной спектра Δf_c (Δf_с≈Δf) ширина суммарного спектра составит Δf_cΣ=nΔf_c. Таким образом, кратность повышения разрешения равна количеству используемых литеров. На практике используется от 4 до 8 литеров. Из сигнального процессора 5 радиолокационное изображение выдается потребителю для дальнейшей визуализации (дисплеи, системы индикации, системы машинного зрения и т.д.).The processing processor 15 reads all the data, and in accordance with the commands received from the unit 8, it separates, marks the data depending on the carrier frequency and provides processed data to the data bus for subsequent processing in the signal processor 5 and obtain a radar image of the earth’s surface high resolution. The signal processor 5 on command from the control processor 7 begins to receive data received on different letters. In the signal processor 5, there is a coherent accumulation of received n pulses and the synthesis of the total broadband spectrum of the signal. 5. The total normalized spectrum of n pulses Δf _cΣ equal to Δf _cΣ = (n-1) Δf + Δf _c is presented, which allows obtaining an increased resolution over the distance of the earth's surface. When using the frequency step between the letters Δf commensurate with the width of the spectrum Δf _c (Δf _with ≈Δf), the width of the total spectrum is Δf _cΣ = nΔf _c . Thus, the increase in resolution is equal to the number of characters used. In practice, 4 to 8 characters are used. From the signal processor 5, the radar image is issued to the consumer for further visualization (displays, display systems, machine vision systems, etc.).

Таким образом, за счет введения блока управления и синхронизации и блока разделения и обработки достигается технический результат полезной модели в виде повышения разрешения по дальности при сохранении узкополосности приемопередающего тракта БРЛС и получении широкого спектра сигнала в сигнальном процессоре, то есть без замены существующих блоков БРЛС. Работа предлагаемой бортовой радиолокационной станции демонстрирует наибольшую эффективность в режиме воздух-поверхность для получения радиолокационных изображений поверхности земли с высоким разрешением по дальности.Thus, by introducing the control and synchronization unit and the separation and processing unit, the technical result of the utility model is achieved in the form of increasing the range resolution while maintaining the narrow-band radar transceiver path and obtaining a wide range of signal in the signal processor, that is, without replacing the existing radar units. The work of the proposed airborne radar station shows the greatest efficiency in air-to-surface mode for obtaining radar images of the earth's surface with high resolution in range.

Claims

1. An on-board radar station containing an antenna, a receiver, a transmitter, a master oscillator, a synchronizer, a control processor, a signal processor, wherein the antenna output is connected to the first input of the receiver, the antenna input is connected to the output of the transmitter, the first output of the master generator is connected to the input of the transmitter, the second output of the master oscillator is connected to the second input of the receiver, the first output of the control processor is connected to the first input of the signal processor, the second output of the control processor is connected to the input m of the synchronizer, characterized in that the control and synchronization unit, the separation and processing unit are additionally introduced, the first output of the control and synchronization unit being connected to the input of the master oscillator, the second output of the control and synchronization unit connected to the second input of the separation and processing unit, the first input of which connected to the output of the receiver, and the output of the separation and processing unit is connected to the second input of the signal processor, the output of which is the output of the airborne radar station, the output is synchronous mash is connected to the first input of the control and sync block, and the third output control processor connected to the second input control and synchronization block, the input of the control processor is an external input-board radar.

2. The on-board radar station according to claim 1, characterized in that the control and synchronization unit comprises a control processor, a bus transmitter, a bus receiver, an input switch, an output switch, the first input of the input switch being the first input of the control and synchronization unit, the first output of the switch the input is connected to the input of the bus receiver, the output of which is connected to the second input of the control processor, the first input of which is the second input of the control and synchronization unit, the first output of the control processor This is the second output of the control and synchronization unit, the second output of the control processor is connected to the input of the data bus transmitter, the output of which is connected to the third input of the output switch, the output of which is the first output of the control and synchronization unit, the third output of the control processor is connected to the first input of the output switch and to the second input of the input switch, the second output of which is connected to the second input of the output switch.

3. The on-board radar station according to claim 1, characterized in that the separation and processing unit comprises a processing processor, a bus receiver, a bus transmitter, an input switch, an output switch, the first input of the input switch being the first input of the separation and processing unit, the first output of the switch the input is connected to the input of the bus receiver, the output of which is connected to the second input of the processing processor, the first input of which is the second input of the separation and processing unit, the first output of the processing processor is connected to the input of the data bus transmitter, the output of which is connected to the third input of the output switch, the output of which is the output of the separation and processing unit, the second output of the processing processor is connected to the first input of the output switch and to the second input of the input switch, the second output of which is connected to the second input of the output switch .