RU186130U1 - MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR - Google Patents

MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR Download PDF

Info

Publication number
RU186130U1
RU186130U1 RU2018120566U RU2018120566U RU186130U1 RU 186130 U1 RU186130 U1 RU 186130U1 RU 2018120566 U RU2018120566 U RU 2018120566U RU 2018120566 U RU2018120566 U RU 2018120566U RU 186130 U1 RU186130 U1 RU 186130U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
radar
signal
parameters
simulation
Prior art date
Application number
RU2018120566U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Боков
Владимир Григорьевич Важенин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2018120566U priority Critical patent/RU186130U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU186130U1 publication Critical patent/RU186130U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/38Jamming means, e.g. producing false echoes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/40Simulation of airborne radar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области радиолокационной техники, а именно к устройствам, предназначенным для имитации частотно-временной структуры радиолокационного сигнала, отраженного от подстилающей поверхности, от одной или нескольких целей, находящихся на фиксированном или переменном направлении, и может быть также использована, например, для имитации ложных целей и помех для защиты присутствующих целей, для имитации боевой работы радиолокационной системы, для имитации отраженных от подстилающей поверхности эхо-сигналов для радиовысотомеров, а также в составе стендов полунатурного и имитационного моделирований при проверке и отработке взаимодействия с другим бортовым оборудованием летательных аппаратов. Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональности для имитации различных типов целей в различных сценариях имитации для различных поддерживаемых типов сигналов радиолокаторов, включая непрерывное и импульсное излучение, с ЛЧМ или другим видом модуляции с возможностью автоматической подстройки параметров имитации к типам сканирования и параметрам сигналов радиолокаторов. Технический результат достигается за счет учета математической модели отраженного радиолокационного сигнала, непрерывного слежения за характеристиками зондирующего сигнала, выбора наиболее вероятной гипотезы о структуре и параметрах зондирующего сигнала, формирования параметров имитации, физической реализации имитации частотно-временной структуры отраженного сигнала, учитывая особенности построения, функционирования и применения радиолокаторов, с полным техническим воплощением реалистичного радиолокационного портрета цели (целей). 1 ил.The invention relates to the field of radar technology, namely, devices designed to simulate the time-frequency structure of a radar signal reflected from the underlying surface from one or more targets located in a fixed or alternating direction, and can also be used, for example, for simulating false targets and interference to protect present targets, to simulate the combat operation of the radar system, to simulate echoes reflected from the underlying surface of the radio ysotomerov, as well as in the semi-natural stands and simulation for checking and testing the interaction with other on-board equipment of the aircraft. The technical task of the proposed utility model is to expand the functionality for simulating various types of targets in various simulation scenarios for various supported types of radar signals, including continuous and pulsed radiation, with chirp or other type of modulation with the ability to automatically adjust the simulation parameters to the types of scanning and radar signal parameters. The technical result is achieved by taking into account the mathematical model of the reflected radar signal, continuously monitoring the characteristics of the probing signal, choosing the most probable hypothesis about the structure and parameters of the probing signal, generating simulation parameters, physical implementation of the simulation of the time-frequency structure of the reflected signal, taking into account the features of construction, operation and the use of radars, with the full technical embodiment of a realistic radar portrait of the target (c lei). 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области радиолокационной техники, а именно к устройствам, предназначенным для имитации частотно-временной структуры радиолокационного сигнала, отраженного от подстилающей поверхности, от одной или нескольких целей, находящихся на фиксированном или переменном направлении, и может быть также использовано, например, для имитации ложных целей и помех для защиты присутствующих целей, для имитации боевой работы радиолокационной системы (РЛС), для имитации отраженных от подстилающей поверхности эхо-сигналов для радиовысотомеров (РВ) - измерителей высоты полета, а также в составе стендов полунатурного и имитационного моделирования при проверке и отработке взаимодействия с другим бортовым оборудованием летательных аппаратов.The utility model relates to the field of radar technology, and in particular to devices designed to simulate the time-frequency structure of a radar signal reflected from the underlying surface from one or more targets located in a fixed or alternating direction, and can also be used, for example, for simulate false targets and interference to protect present targets, to simulate the combat operation of the radar system, to simulate echoes reflected from the underlying surface for p radio altimeters (RV) - flight altitude meters, as well as as part of the semi-natural and simulation modeling stands when checking and working out interactions with other on-board equipment of aircraft.

Общей проблемой создания имитаторов радиолокационных целей является многообразие типов РЛС и сканирования (импульсное, непрерывное, с различными видами модуляции и пр.). В настоящее время для каждого конкретного типа РЛС применяется также конкретный имитатор. Это приводит к их большому типажу, что приводит к увеличению общей стоимости и неудобству эксплуатации имитаторов при производстве, настройке и тестировании радиолокаторов.A common problem in creating simulators of radar targets is the variety of types of radar and scanning (pulsed, continuous, with various types of modulation, etc.). At present, a specific simulator is also used for each specific type of radar. This leads to their large type, which leads to an increase in the total cost and inconvenience of the operation of simulators in the production, tuning and testing of radars.

В зависимости от типа сигнала и способов сканирования РЛС оптимальными будут различные методы и алгоритмы формирования имитирующего сигнала. В современных радиолокаторах для повышения точности и/или защиты от помех, а также для получения дополнительной информации о целях, используют длительные сигналы с переменными параметрами: периодом и полосой модуляции, длительностью и видом зондирующего сигнала. Например, для РЛС импульсного излучения форма зондирующего импульса может быть постоянна, но может быть переменной (случайной или псевдослучайной) начальная фаза, частота, внутриимпульсная модуляция. Аналогично, в большинстве РВ с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в настоящее время реализуется следящий прием отраженного сигнала со стабилизацией дальномерной частоты за счет изменения параметров модуляции. При этом длительность периода и крутизна перестройки частоты зондирующего сигнала зависят от текущей высоты полета, значений скорости и угловых эволюций летательного аппарата, типа облучаемой поверхности, рельефа и др. Кроме того каждый образец РЛС и РВ может иметь индивидуальные отклонения, обусловленные неточностью настройки и нестабильностью параметров радиоэлементов. Этот факт исключает возможность предварительного расчета отраженного сигнала даже в случае детерминированной траектории движения и имитируемого рельефа подстилающей поверхности. Поэтому расчет отраженного сигнала и последующее его воспроизведение необходимо выполнять в реальном масштабе времени на основе принимаемой реализации сигнала, сохраняя возможность последующей когерентной обработки в радиолокаторе.Depending on the type of signal and radar scanning methods, various methods and algorithms for generating a simulated signal will be optimal. In modern radars, to increase accuracy and / or protection against interference, as well as to obtain additional information about the targets, long-term signals with variable parameters are used: period and modulation band, duration and type of the probing signal. For example, for a radar of pulsed radiation, the shape of the probe pulse can be constant, but there can be a variable (random or pseudo-random) initial phase, frequency, intrapulse modulation. Similarly, in most RVs with linear frequency modulation (LFM), the reflected signal is currently being monitored with stabilization of the rangefinder frequency due to changes in modulation parameters. Moreover, the duration of the period and the steepness of the tuning of the frequency of the probe signal depend on the current flight altitude, the speed and angular evolution of the aircraft, the type of surface irradiated, terrain, etc. In addition, each radar and RS sample may have individual deviations due to inaccurate settings and instability of parameters radio elements. This fact excludes the possibility of preliminary calculation of the reflected signal even in the case of a deterministic trajectory of movement and a simulated relief of the underlying surface. Therefore, the calculation of the reflected signal and its subsequent reproduction must be performed in real time on the basis of the received implementation of the signal, while maintaining the possibility of subsequent coherent processing in the radar.

Это приводит к необходимости прямой имитации отраженного сигнала как суммы сигналов, отраженных различными достаточно малыми по сравнению с облучаемой площадью участками поверхности или эквивалентными блестящими точками.This leads to the need for a direct simulation of the reflected signal as the sum of the signals reflected by various small enough surface areas or equivalent shiny points in comparison with the irradiated area.

Известно устройство для имитации радиолокационных портретов реальных целей [Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием - М.: «Радиотехника», 2008, стр. 134-135, рис. 5.2], в котором зондирующий импульс от радиолокатора, для которого создается радиолокационный портрет, поступает через приемную антенну, усилитель, устройство грубой задержки, устройство точной задержки, модуляторы набора модуляторов и сумматор на выход имитатора. Устройство грубой задержки осуществляет задержку по времени, соответствующую расстоянию до ближайшей блестящей точки имитируемой цели. Линия задержки (ЛЗ) с отводами обеспечивает имитацию блестящих точек цели. Амплитудные и фазовые модуляции выполняются в модуляторах набора модуляторов с помощью эталонных сигналов, соответствующих характеристикам целей. С выходов модуляторов сигналы, имитирующие соответствующие блестящие точки, поступают на сумматор и далее в передающую антенну. Наличие ЦАП для управления модуляторами набора модуляторов в виде отдельных блоков является особенностью конкретного аппаратного решения и не принципиально для описания работы и устройства имитатора.A device for simulating radar portraits of real targets [Perunov Yu.M., Fomichev K.I., Yudin L.M. Radio-electronic suppression of information channels of weapon control systems - M.: Radio Engineering, 2008, pp. 134-135, fig. 5.2], in which a probe pulse from a radar for which a radar portrait is being generated is supplied through a receiving antenna, an amplifier, a coarse delay device, an accurate delay device, modulators of a set of modulators, and an adder to the simulator output. The coarse delay device delays in time, corresponding to the distance to the nearest brilliant point of the simulated target. The delay line (LZ) with taps provides an imitation of the brilliant points of the target. Amplitude and phase modulations are performed in modulators of a set of modulators using reference signals corresponding to the characteristics of the targets. From the outputs of the modulators, signals simulating the corresponding brilliant points are fed to the adder and further to the transmitting antenna. The presence of a DAC for controlling modulators of a set of modulators in the form of separate blocks is a feature of a particular hardware solution and is not essential for describing the operation and device of a simulator.

Описанное устройство имитатора по структуре и принципу функционирования соответствует системе увеличения радиочастотного отклика (Патент US 2008/018525. Radio frequency signature augmentation system. Дата публикации: 23.09.1986, фиг. 22), устройству генератора электромагнитной цели (Патент US 5892479. Electromagnetic target generator. Дата публикации: 06.04.1999), методу обмана сонара или радиолокатора и ложной цели применяющей этот метод (Патент FR 2596164. Method for deceiving a sonar or radar detector, and a decoy for implementing the method. Дата публикации: 25.09.1987), методу электронного увеличения радиолокационных целей (Патент US 4613863. Electronic augmentation of radar targets. Дата публикации: 23.09.1986), и радиолокационной техники (Патент GB 2134740. Electronic augmentation of radar techniques. Дата публикации: 15.08.1984).The described simulator device in terms of structure and principle of operation corresponds to a system for increasing the radio frequency response (US Patent 2008/018525. Radio frequency signature augmentation system. Date of publication: 09/23/1986, Fig. 22), an electromagnetic target generator device (US Patent 5892479. Electromagnetic target generator Publication date: 04/06/1999), a method for deceiving a sonar or radar detector, and a decoy for implementing the method. Publication date: 09/25/1987), a method of electronically increasing radar targets (US Pat. No. 4,613,863. Elect ronic augmentation of radar targets. Date of publication: 09/23/1986), and radar technology (Patent GB 2134740. Electronic augmentation of radar techniques. Date of publication: 08/15/1984).

Для повышения качества имитации формирование сигнала целесообразно выполнять в цифровом виде, с преобразованием сигнала в форме квадратурных составляющих, на промежуточной частоте, с рядом других особенностей. В частности, при этом возникает необходимость использования сложных в реализации набора модуляторов и цифрового многовходового сумматора при имитации многоточечных портретов целей.To improve the quality of the simulation, it is advisable to perform signal generation in digital form, with the signal being converted in the form of quadrature components, at an intermediate frequency, with a number of other features. In particular, this necessitates the use of complex modulators and a digital multi-input adder that are difficult to implement when simulating multipoint portraits of targets.

В патенте RU 2568899 «Имитатор радиолокационной цели при зондировании преимущественно длительными сигналами» для исключения многовходового сумматора предложена конструкция имитатора радиолокационной цели, в которой вместо сумматора и умножителей применены более простые синхронизатор, коммутатор. При этом не уделено внимание необходимости реализации одновременной имитации различных типов целей в различных сценариях имитации для различных типов радиолокаторов.In the patent RU 2568899 "Simulator of a radar target when probing mainly with long signals" to exclude a multi-input adder, a design of a simulator of a radar target is proposed, in which instead of the adder and multipliers a simpler synchronizer, switch is used. At the same time, no attention was paid to the need to implement simultaneous simulation of various types of targets in various simulation scenarios for various types of radars.

Используем далее устройство имитатора радиолокационной цели (RU 2568899) в качестве прототипа, как наиболее близкое по конструкции и принципу работы к заявляемому устройству.We use the device of the simulator of the radar target (RU 2568899) as a prototype, as the closest in design and operation to the claimed device.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональности для имитации различных типов целей в различных сценариях имитации для различных поддерживаемых типов сигналов радиолокаторов, включая непрерывное и импульсное излучение, с ЛЧМ или другим видом модуляции, с возможностью автоматической подстройки параметров имитации к типам сканирования и параметрам сигналов радиолокаторов.The technical objective of the proposed utility model is to expand the functionality for simulating various types of targets in various simulation scenarios for various supported types of radar signals, including continuous and pulsed radiation, with chirp or other type of modulation, with the ability to automatically adjust the simulation parameters to the types of scanning and radar signal parameters .

Технический результат достигается за счет учета математической модели отраженного радиолокационного сигнала, непрерывного слежения за характеристиками зондирующего сигнала, выбора наиболее вероятной гипотезы о структуре и параметрах зондирующего сигнала, формирования параметров имитации, физической реализации имитации частотно-временной структуры отраженного сигнала, учитывая особенности построения, функционирования и применения радиолокаторов, с полным техническим воплощением реалистичного радиолокационного портрета цели (целей).The technical result is achieved by taking into account the mathematical model of the reflected radar signal, continuously monitoring the characteristics of the probing signal, choosing the most probable hypothesis about the structure and parameters of the probing signal, generating simulation parameters, physical implementation of the simulation of the time-frequency structure of the reflected signal, taking into account the features of construction, operation and the use of radars, with the full technical embodiment of a realistic radar portrait of the target (c lei).

Для решения поставленной задачи предлагается дополнительно снабдить имитатор блоком оценки параметров зондирующего сигнала (для детектирования амплитуды, частоты или фазы сигнала), коррелятором (обнаружителем), базой данных зондирующих сигналов, базой данных сценариев имитации и вычислителем параметров имитации для реализации возможностей автоматической регулировки усиления (АРУ) во входном регулируемом усилителе, установки параметров имитации («мгновенных» значений задержки, сдвига частоты и амплитуды) формируемого отраженного сигнала.To solve this problem, it is proposed to additionally equip the simulator with a block for estimating the parameters of the probing signal (for detecting the amplitude, frequency or phase of the signal), a correlator (detector), a database of probing signals, a database of simulation scripts and a calculator of simulation parameters for realizing the possibilities of automatic gain control (AGC ) in the input adjustable amplifier, setting the simulation parameters ("instantaneous" values of delay, frequency shift and amplitude) of the reflected reflection I drove.

На фиг. показана структурная схема имитатора, на которой изображены:In FIG. shows a structural diagram of a simulator, which shows:

1 - входной регулируемый усилитель;1 - input adjustable amplifier;

2 - переменная линия задержки;2 - variable delay line;

3 - первый модулятор (частотный);3 - the first modulator (frequency);

4 - второй модулятор (амплитудный);4 - second modulator (amplitude);

5 - блок оценки параметров сигнала;5 - block evaluation of signal parameters;

6 - первый коммутатор (задержек);6 - the first switch (delays);

7 - второй коммутатор (коэффициентов);7 - the second switch (coefficients);

8 - третий коммутатор (амплитуд);8 - the third switch (amplitudes);

9 - синхронизатор;9 - synchronizer;

10 - первая база данных зондирующих сигналов;10 - the first database of sounding signals;

11 - коррелятор/обнаружитель;11 - correlator / detector;

12 - вторая база данных сценариев имитации;12 is a second database of simulation scripts;

13 - вычислитель параметров имитации;13 - computer simulation parameters;

ПРМ - связь с приемной антенной имитатора или непосредственно с выходом передающей антенны РЛС (при стационарных лабораторных испытаниях) или, например, с выхода дополнительного согласующего устройства имитатора, выполненного на основе преобразователя частоты и/или типа сигнала в цифровую форму;PFP - communication with the receiving antenna of the simulator or directly with the output of the transmitting radar antenna (during stationary laboratory tests) or, for example, from the output of an additional matching device of the simulator, made on the basis of a frequency converter and / or signal type in digital form;

ПРД - связь с передающей антенной имитатора или непосредственно с входом приемной антенны РЛС или (аналогично входу ПРМ) с входом дополнительного согласующего устройства имитатора, используемого для преобразования (восстановления) частоты и/или типа сигнала в аналоговую форму;PRD - communication with the transmitting antenna of the simulator or directly with the input of the receiving antenna of the radar or (similarly to the input of the PRM) with the input of an additional matching device of the simulator used to convert (restore) the frequency and / or type of signal into analog form;

Интерфейс ввода-вывода - двунаправленный шинный интерфейс для связи с внешним задатчиком, который может быть использован для:I / O interface - a bi-directional bus interface for communication with an external master, which can be used for:

- ввода дополнительных параметров имитации, например, априорной информации о ракурсе целей, параметрах и положении лучей диаграммы направленности антенны РЛС;- enter additional simulation parameters, for example, a priori information about the angle of targets, parameters and the position of the rays of the radiation pattern of the radar antenna;

- вывода контрольной и диагностической информации для проверки качества работы блоков имитатора;- output of control and diagnostic information to check the quality of the simulator blocks;

- ввода управляющих сигналов смены режима работы имитатора: инициализация, пуск, пауза и др.- input of control signals for changing the operating mode of the simulator: initialization, start, pause, etc.

Устройство работает следующим образом: зондирующий сигнал от радиолокатора, для которого создается радиолокационный портрет цели, со входа ПРМ имитатора поступает через входной регулируемый усилитель 1, переменную линию задержки 2, первый модулятор 3, второй модулятор 4 на выход ПРД имитатора. Величина задержки, частотные и амплитудные и модуляции выполняются с помощью соответствующих значений параметров, формируемых на выходах трех соответствующих коммутаторов 6, 7 и 8. На сигнальные входы коммутаторов поступают наборы-массивы по n параметров, соответствующих параметрам n блестящих точек целей (протяженной поверхности цели и/или земли). А именно: значения задержек τ1…τn поступают на коммутатор задержек 6, коэффициенты частотной (или фазовой) модуляции ƒ1…ƒn поступают на коммутатор коэффициентов 7, коэффициенты амплитудной модуляции U1-Un поступают на коммутатор амплитуд 8. При этом номер активного входа i, поступающий на управляющий вход каждого коммутатора для выбора текущего параметра из массива параметров, поступает с выхода синхронизатора 9. Таким образом, синхронизатор 9 обеспечивает одновременное присутствие заданных параметров i-ой блестящей точки на входах ЛЗ и модуляторов. Для работы синхронизатора 9 на его вход поступают «коэффициенты микширования» Е1-En с помощью которых можно регулировать длительность присутствия параметров i-й блестящей точки на входах ЛЗ и модуляторов.The device operates as follows: a probing signal from a radar, for which a radar portrait of the target is created, from the input of the PFM of the simulator passes through the input adjustable amplifier 1, a variable delay line 2, the first modulator 3, the second modulator 4 to the output of the PFM simulator. The delay, frequency and amplitude, and modulations are performed using the corresponding parameter values generated at the outputs of the three corresponding switches 6, 7, and 8. Array sets of arrays of n parameters corresponding to the parameters of n shiny target points (an extended target surface and / or land). Namely: the delay values τ 1 ... τ n go to the delay switch 6, the frequency (or phase) modulation coefficients ƒ 1 ... ƒ n go to the coefficient switch 7, the amplitude modulation coefficients U 1 -U n go to the amplitude switch 8. At the same time the number of active input i coming to the control input of each switch to select the current parameter from the array of parameters comes from the output of the synchronizer 9. Thus, the synchronizer 9 ensures the simultaneous presence of the specified parameters of the i-th brilliant point at the inputs of the LP and modulators. For the synchronizer 9 to work, “mixing coefficients” E 1 -E n are received at its input, with the help of which the duration of the presence of the parameters of the i-th brilliant point at the inputs of the LZ and modulators can be adjusted.

Возможный принцип работы синхронизатора описан в прототипе, он заключается в последовательном и циклическом наращивании на «+1» его выходного значения i, в диапазоне от 1 до n, причем длительность присутствия значения i пропорциональна соответствующему значению Ei на входе синхронизатора. Поэтому, согласно RU 2568899, амплитудные коэффициенты можно сделать равными, но при этом управлять «яркостью» каждой блестящей точкой задавая соответствующие значения коэффициентов микширования E1-En.A possible principle of operation of the synchronizer is described in the prototype, it consists in sequentially and cyclically increasing by “+1” its output value i, in the range from 1 to n, and the duration of the presence of the value i is proportional to the corresponding value of E i at the input of the synchronizer. Therefore, according to RU 2568899, the amplitude coefficients can be made equal, but at the same time control the "brightness" of each brilliant point by setting the corresponding values of the mixing coefficients E 1 -E n .

В другом частном случае, если Ei=0, то i-я блестящая точка не моделируется. Поэтому в предлагаемом имитаторе также имеется возможность выбирать число имитируемых точек целей, для более качественного представления протяженной поверхности цели и/или поверхности земли в формируемом сигнале для радиолокатора.In another particular case, if E i = 0, then the ith brilliant point is not modeled. Therefore, in the proposed simulator, it is also possible to select the number of simulated target points for a better representation of the extended target surface and / or ground surface in the generated radar signal.

Частота смены значения i определяет частоту «микширования» (коммутации) параметров основного сигнала в имитаторе; целесообразно выбрать эту частоту в несколько раз ниже несущей частоты и вне полосы «полезных» частот модуляции сигнала. Известно, что во всех радиолокационных приемниках имеются ограничивающие частотные фильтры сигнала, тогда, при обработке в РЛС, результирующий сигнал при наличии «микширования» в рабочей (обычно низкочастотной) области по спектральному составу будет эквивалентен сигналу образованному обычным суммированием сигналов.The frequency of changing the value of i determines the frequency of “mixing” (switching) of the parameters of the main signal in the simulator; it is advisable to select this frequency several times lower than the carrier frequency and outside the band of “useful” signal modulation frequencies. It is known that in all radar receivers there are limiting frequency filters of the signal, then, when processed in the radar, the resulting signal in the presence of "mixing" in the working (usually low-frequency) region in terms of spectral composition will be equivalent to the signal formed by the usual summation of signals.

Вычислитель параметров имитации 13 обеспечивает расчет параметров n блестящих точек целей. Для этого может использоваться база данных сценариев имитации 12, из которой для предварительно выбранной фоноцелевой обстановки, ракурсов и траекторий движения целей (и носителя РЛС) могут поступать параметры k блестящих точек целей: дальности, скорости сближения, эффективные площади рассеяния (ЭПР), которые пересчитываются в задержки, доплеровские сдвиги частот, коэффициенты затухания (амплитудные коэффициенты). В значения параметров также могут быть внесены дополнительные искажения, которые можно использовать для имитации шумов (флуктуации частоты и амплитуды), для более качественной имитации заданного сценария имитации. Если k>n, то для длительных зондирующих сигналов РЛС возможно чередование массивов параметров, выдаваемых на входы коммутаторов, иначе возможно сокращение числа блестящих точек путем отбрасывания точек с низкой ЭПР, отстоящих далеко по положению/частоте от основной цели, объединения некоторых близких по параметрам точек и т.п. Например, В RU 2386143 (Способ имитации радиосигнала, отраженного от пространственно распределенной динамической радиофизической сцены, в реальном времени») приведен способ расчета параметров имитации пространственно распределенной динамической радиофизической сцены, в которой сокращение числа имитируемых блестящих точек достигается путем объединения близких по параметрам отражателей и их сортировкой по дальности.The calculator of the simulation parameters 13 provides the calculation of the parameters of n shiny points of the targets. For this, a database of simulation scenarios 12 can be used, from which, for a pre-selected phono-target environment, angles and trajectories of targets (and radar carrier), parameters k of brilliant target points can be received: ranges, approach speeds, effective scattering areas (EPR), which are recalculated in delays, Doppler frequency shifts, attenuation coefficients (amplitude coefficients). Additional distortions can also be introduced into the parameter values, which can be used to simulate noise (frequency and amplitude fluctuations), to better simulate a given simulation scenario. If k> n, then for long-term radar probe signals, it is possible to alternate arrays of parameters output to the inputs of the switches, otherwise it is possible to reduce the number of brilliant points by dropping points with low EPR that are far in position / frequency from the main target, combining some points close in parameters etc. For example, in RU 2386143 (Method for simulating a radio signal reflected from a spatially distributed dynamic radiophysical scene in real time "), a method for calculating the simulation parameters of a spatially distributed dynamic radiophysical scene in which the reduction in the number of simulated brilliant points is achieved by combining reflectors close in parameters and their range sorting.

Нарушение мгновенных спектров не скажется на работе типового радиолокатора, т.к. поиск/захват/сопровождение целей выполняются с усреднением в несколько элементов разрешения и, как правило, в несколько периодов модуляции и сканирования. В радиолокаторах высокого разрешения с построением изображения фоно-целевой обстановки и распознавания типов целей также выполняется математическое усреднение в несколько периодов модуляции и сканирования. Возможность когерентной обработки сохраняется, т.к. фаза формируемого (имитирующего отражение от точки цели) сигнала определяется дальностью (задержкой) и исходной фазой зондирующего сигнала, т.е. также как и при работе РЛС в обычных условиях.Violation of instantaneous spectra will not affect the operation of a typical radar, because search / capture / tracking of targets is performed with averaging over several resolution elements and, as a rule, over several periods of modulation and scanning. In high-resolution radars with the construction of an image of the background-target environment and recognition of target types, mathematical averaging is also performed over several periods of modulation and scanning. The possibility of coherent processing is preserved, because the phase of the signal being generated (simulating reflection from the target point) is determined by the range (delay) and the initial phase of the probe signal, i.e. as well as during radar operation under normal conditions.

При короткоимпульсном методе работы радиолокатора или большом числе имитируемых точек микширование (коммутация) параметров основного сигнала в имитаторе приведет к мерцанию (флуктуации по амплитуде) отдельных точек цели. Поэтому, для учета особенностей построения, функционирования и применения радиолокатора, предлагаемое устройство также содержит блок оценки параметров сигнала 5, который может позволить определить момент начала импульса или смены типа модуляции, амплитуду и форму огибающей сигнала и, возможно другие параметры, в зависимости от ассортимента видов сигналов радиолокатора. Результаты оценки параметров сигнала используются в корреляторе (обнаружителе) 11, который выбирает наиболее вероятную гипотезу о структуре (параметрах) зондирующего сигнала путем сопоставления полученных оценок параметров сигнала с данными из базы данных зондирующих сигналов 10.With a short-pulse radar method of operation or a large number of simulated points, mixing (switching) the parameters of the main signal in the simulator will lead to flickering (amplitude fluctuations) of individual points of the target. Therefore, to take into account the features of the construction, operation and use of the radar, the proposed device also contains a block for evaluating the parameters of signal 5, which can allow you to determine the moment of the beginning of the pulse or change the type of modulation, the amplitude and shape of the envelope of the signal, and possibly other parameters, depending on the range of types radar signals. The results of the estimation of signal parameters are used in the correlator (detector) 11, which selects the most probable hypothesis about the structure (parameters) of the probing signal by comparing the obtained estimates of the signal parameters with data from the database of probing signals 10.

Таким образом, из коррелятора (обнаружителя) 11 на вход вычислителя параметров имитации 13 поступает информация о наиболее вероятном типе сигнала и его текущих параметрах, что позволяет организовать работу имитатора синхронно с различными зондирующими сигналами. Знание крутизны частотной модуляции и момента смены знака ЛЧМ позволяет выполнить имитацию смещенной дальности за счет использования дополнительного сдвига частоты (см. для примера RU 2625567 «Устройство для имитации ложной радиолокационной цели при зондировании сигналами с линейной частотной модуляцией»).Thus, from the correlator (detector) 11, the information on the most probable type of signal and its current parameters is received at the input of the computer of simulation parameters 13, which allows organizing the operation of the simulator synchronously with various sounding signals. Knowing the steepness of frequency modulation and the moment of changing the sign of the LFM allows you to simulate a shifted range by using an additional frequency shift (see, for example, RU 2625567 “Device for simulating a false radar target when probing with signals with linear frequency modulation”).

Для стабилизации среднего уровня сигнала на выходе входного регулируемого усилителя 1 на его управляющий вход подается сигнал АРУ с выхода вычислителя параметров имитации 13. Это позволяет улучшить характеристики имитатора за счет выбора оптимального уровня основного формируемого сигнала в последующих ЛЗ и модуляторах, особенно при использовании цифровых способов реализации указанных блоков.To stabilize the average signal level at the output of an adjustable amplifier 1, an AGC signal from the output of the simulation parameters calculator 13 is fed to its control input. This allows to improve the simulator's characteristics by choosing the optimal level of the main generated signal in subsequent LZs and modulators, especially when using digital implementation methods specified blocks.

В качестве схемы цифровой обработки сигнала, для аппаратной и программной реализации блоков ЦОС (оцифровка квадратурных составляющих, программируемая задержка, сдвиг частоты, добавление шума и обратное цифро-аналоговое преобразование) может быть использована система на кристалле СБИС 1879BM3(DSM) разработки ЗАО НТЦ «Модуль», в которой путем аппаратно-программного управления возможно манипулирование 1-8 «сигнальными каналами» с независимыми параметрами. Программный контроллер СБИС работает по командам из памяти программ, может быть запрограммирован для выполнения функции синхронизатора путем поочередного выбора номера канала для управления коммутатором задержек и коммутатором коэффициентов с учетом параметров сигналов блестящих точек (интервалы смены выбранного канала пропорциональны E1…En) размещенных в памяти программ. С помощью соответствующих команд, выполняемых программным контроллером СБИС, осуществляется динамическое изменение параметров имитируемых блестящих точек цели (см. RU 2568899). При этом СБИС работает в циклическом режиме с воспроизведением на выходе задержанного и преобразованного входного сигнала сколь угодно большой длительности без разрывов, что дает возможность имитировать сигнал, отраженный от цели, при произвольном законе модуляции зондирующего сигнала без дополнительных синхронизирующих связей между имитатором и радиолокатором.As a circuit for digital signal processing, for hardware and software implementation of DSP units (digitization of quadrature components, programmable delay, frequency shift, adding noise and inverse digital-to-analog conversion), a system based on VLSI 1879BM3 (DSM) chip developed by STC "Module" can be used ”, In which by hardware-software control it is possible to manipulate 1-8“ signal channels ”with independent parameters. The VLSI program controller operates according to commands from the program memory; it can be programmed to perform the synchronizer function by alternately choosing the channel number for controlling the delay switch and the coefficient switch taking into account the parameters of the bright point signals (the intervals of the selected channel are proportional to E 1 ... E n ) located in the memory programs. Using the appropriate commands executed by the VLSI program controller, the parameters of the simulated shiny points of the target are dynamically changed (see RU 2568899). In this case, the VLSI operates in a cyclic mode with the output of the delayed and converted input signal of an arbitrarily long duration without gaps, which makes it possible to simulate the signal reflected from the target with an arbitrary law of modulation of the probe signal without additional synchronizing connections between the simulator and the radar.

Дополнительные усилители, аттенюаторы для согласования уровней и возможные смесители, например, с сигналом гетеродина для согласования рабочей полосы частот блоков обработки сигналов не показаны, но могут быть использованы и рассчитаны, например, в соответствии с RU 2412449 (Имитатор радиолокационной цели. Дата приоритета: 26.12.2008).Additional amplifiers, attenuators for level matching and possible mixers, for example, with a local oscillator signal for matching the operating frequency band of signal processing units are not shown, but can be used and calculated, for example, in accordance with RU 2412449 (Radar target simulator. Priority date: 26.12 .2008).

Пример аппаратно-программной реализации подобного имитатора на базе отдельных программно управляемых аттенюаторов, блоков АЦП, ПАП, ПЛИС, а также преимущества синхронизации работы имитатора с различными зондирующими сигналами приведены в статье «Учет переменных параметров линейной частотной модуляции в имитаторе отраженных сигналов для радиовысотомеров» (А.С. Боков [и др.] Надежность и качество сложных систем. Пенза: ПТУ, 2017. №3 (19). С. 60-67).An example of hardware-software implementation of such a simulator on the basis of individual software-controlled attenuators, ADC, PAP, FPGA blocks, as well as the advantages of synchronizing the simulator with various sounding signals are given in the article “Consideration of variable linear frequency modulation parameters in the reflected signal simulator for radio altimeters” (A . S. Bokov [et al.] Reliability and quality of complex systems. Penza: vocational schools, 2017. No. 3 (19). P. 60-67).

Claims (1)

Многофункциональный имитатор радиолокационных целей, характеризующийся тем, что содержит входной регулируемый усилитель, блок переменной линии задержки, частотный модулятор, амплитудный модулятор, первую базу данных зондирующих сигналов, вторую базу данных сценариев имитации, блок оценки параметров сигнала, коррелятор, первый коммутатор задержек, второй коммутатор коэффициентов, третий коммутатор амплитуд, синхронизатор и вычислитель параметров имитации со следующими соединениями: выход входного регулируемого усилителя через блок переменной линии задержки соединен с первым входом частотного модулятора, а через блок оценки параметров сигнала с первым входом коррелятора со вторым входом которого соединен выход первой базы данных зондирующих сигналов, выход коррелятора соединен с первым входом вычислителя параметров имитации, со вторым входом которого соединен выход второй базы данных сценариев имитации, выход частотного модулятора соединен с первым входом амплитудного модулятора, со вторым входом которого соединен выход третьего коммутатора амплитуд, с третьим входом вычислителя параметров имитации соединен интерфейс ввода-вывода, выходы вычислителя
Figure 00000001
через первый коммутатор задержек соединены со вторым входом блока переменной линии задержки, выходы вычислителя
Figure 00000002
через синхронизатор соединены с управляющими входами первого коммутатора задержек, второго коммутатора коэффициентов и третьего коммутатора амплитуд, выходы вычислителя
Figure 00000003
через второй коммутатор коэффициентов соединены со вторым входом частотного модулятора, с управляющим входом входного регулируемого усилителя соединен выход АРУ вычислителя параметров имитации, также выходы вычислителя параметров имитации величинами амплитуд
Figure 00000004
соединены с сигнальными входами третьего коммутатора амплитуд, при этом вычислитель параметров имитации имеет вводы-выводы для дополнительных параметров, контрольных и управляющих сигналов.
A multifunctional simulator of radar targets, characterized in that it contains an input adjustable amplifier, a variable delay line unit, a frequency modulator, an amplitude modulator, a first probe signal database, a second simulation script database, a signal parameter estimator, a correlator, a first delay switch, a second switch coefficients, third amplitude switch, synchronizer and calculator of simulation parameters with the following connections: output of an adjustable input amplifier through a block the variable delay line is connected to the first input of the frequency modulator, and through the signal parameter estimator with the first input of the correlator with the second input of which the output of the first database of sounding signals is connected, the output of the correlator is connected to the first input of the simulator, with the second input of which the output of the second base is connected of these simulation scenarios, the output of the frequency modulator is connected to the first input of the amplitude modulator, with the second input of which the output of the third amplitude switch is connected, with the third the input / output interface is connected to the input of the simulator of the simulation parameters, the outputs of the calculator
Figure 00000001
through the first delay switch connected to the second input of the variable delay line block, the outputs of the calculator
Figure 00000002
through a synchronizer connected to the control inputs of the first delay switch, the second coefficient switch and the third amplitude switch, the outputs of the computer
Figure 00000003
through the second switch of the coefficients are connected to the second input of the frequency modulator, the output of the AGC of the simulator of the simulation parameters is connected to the control input of the input adjustable amplifier, as well as the outputs of the calculator of the simulation parameters by the amplitudes
Figure 00000004
connected to the signal inputs of the third amplitude switch, while the simulation parameters calculator has inputs and outputs for additional parameters, control and control signals.
RU2018120566U 2018-06-04 2018-06-04 MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR RU186130U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120566U RU186130U1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120566U RU186130U1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186130U1 true RU186130U1 (en) 2019-01-10

Family

ID=64958790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120566U RU186130U1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU186130U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109917342A (en) * 2019-03-11 2019-06-21 南京理工大学 A kind of Radar Simulation Platform of intermediate-freuqncy signal and digital signal double mode

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998028633A1 (en) * 1996-12-20 1998-07-02 Wiltron Company A simulator for testing a collision avoidance radar system
US7982664B1 (en) * 2009-05-27 2011-07-19 Lockheed Martin Corporation Radar calibration structure and method
RU2486540C1 (en) * 2011-12-05 2013-06-27 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Simulator of false radar target during linear frequency-modulated signal probing
RU2568899C2 (en) * 2014-03-07 2015-11-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Radar target simulator when probing with primarily long signals
RU2632478C1 (en) * 2016-12-19 2017-10-05 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Radioelectronic target simulator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998028633A1 (en) * 1996-12-20 1998-07-02 Wiltron Company A simulator for testing a collision avoidance radar system
US7982664B1 (en) * 2009-05-27 2011-07-19 Lockheed Martin Corporation Radar calibration structure and method
RU2486540C1 (en) * 2011-12-05 2013-06-27 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Simulator of false radar target during linear frequency-modulated signal probing
RU2568899C2 (en) * 2014-03-07 2015-11-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Radar target simulator when probing with primarily long signals
RU2632478C1 (en) * 2016-12-19 2017-10-05 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Radioelectronic target simulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109917342A (en) * 2019-03-11 2019-06-21 南京理工大学 A kind of Radar Simulation Platform of intermediate-freuqncy signal and digital signal double mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10197667B2 (en) Method and signal generator for simulation of sea clutter
RU189247U1 (en) SIMULATOR OF REFLECTED RADAR SIGNALS
US4969819A (en) ECM simulator for missile fire control system vulnerability studies
CN112558497B (en) Anti-interference digital simulation method and system for radar altimeter
CN106154238B (en) A kind of automobile collision avoidance radar analogue echoes test macro and test method
RU2504799C2 (en) Radar target simulator when probing with primarily long signals
RU2625567C1 (en) Device for imitation of a false radar objective at sensing with signals with linear frequency modulation
CN105467369B (en) A kind of target echo simulation method and apparatus
CN111158263B (en) Method for realizing internal field simulation intermediate control
US10247815B1 (en) Phased array radar system with specular multipath mitigation
RU2568899C2 (en) Radar target simulator when probing with primarily long signals
CN112630733A (en) Radar target simulation and multi-range simulation using PMCW radar
RU2530544C1 (en) Method for simulation of signal reflected from ground surface in real beam mapping mode
Bokov et al. Development and evaluation of the universal DRFM-based simulator of radar targets
RU2626380C1 (en) Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion
RU186130U1 (en) MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR
RU2486540C1 (en) Simulator of false radar target during linear frequency-modulated signal probing
RU2738249C1 (en) Method of generating received spatial-time signal reflected from observed multipoint target during operation of radar system, and bench simulating test space-time signals reflected from observed multipoint target, for testing sample of radar system
RU2642883C1 (en) Method of angular superresolution by digital antenna arrays
RU82345U1 (en) RADAR GOAL SIMULATOR
CN116680860A (en) Scene-driving-based radar track simulation method
RU2676469C1 (en) Radar target simulator
CN115358074A (en) Signal level simulation method for airborne pulse Doppler radar system
Lepekhina et al. Spaceborne SAR Radiometric Calibration and Characterization Using a Radar Target Simulator
Bokov et al. Generation of Radar Ground Clutter Echoes with Jakes' Doppler Spectrum on FPGA

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190102