RU186130U1 - MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR - Google Patents
MULTIFUNCTIONAL RADAR TARGET SIMULATOR Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 8
- 238000013515 script Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/38—Jamming means, e.g. producing false echoes
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
- G09B9/40—Simulation 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)
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)
| 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)
| 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 |
-
2018
- 2018-06-04 RU RU2018120566U patent/RU186130U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| 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)
| 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 | |
| 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 | |
| CN111158263A (en) | Infield simulation intermediate control system and implementation method | |
| 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 | |
| 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 | |
| Bokov et al. | Generation of Radar Ground Clutter Echoes with Jakes' Doppler Spectrum on FPGA | |
| Lepekhina et al. | Spaceborne SAR Radiometric Calibration and Characterization Using a Radar Target Simulator | |
| RU2402036C2 (en) | Radar target simulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190102 |