RU189079U1 - Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов - Google Patents

Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов Download PDF

Info

Publication number
RU189079U1
RU189079U1 RU2018137554U RU2018137554U RU189079U1 RU 189079 U1 RU189079 U1 RU 189079U1 RU 2018137554 U RU2018137554 U RU 2018137554U RU 2018137554 U RU2018137554 U RU 2018137554U RU 189079 U1 RU189079 U1 RU 189079U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
band
signal
module
input
Prior art date
Application number
RU2018137554U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Иванович Полубехин
Евгений Михайлович Ильин
Олег Фёдорович Самарин
Владимир Юрьевич Савостьянов
Владимир Сергеевич Кудашев
Михаил Евгеньевич Ровкин
Александр Станиславович Алексеев
Дмитрий Анатольевич Руссков
Сергей Васильевич Киселёв
Андрей Владимирович Марьясин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" (АО "НПФ "Микран")
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" (АО "НПФ "Микран") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Priority to RU2018137554U priority Critical patent/RU189079U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU189079U1 publication Critical patent/RU189079U1/ru

Links

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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • 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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • 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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9021—SAR image post-processing techniques
    • G01S13/9029—SAR image post-processing techniques specially adapted for moving target detection within a single SAR image or within multiple SAR images taken at the same time
    • 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
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032—Constructional details for solid-state radar subsystems
    • 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
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • 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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0272—Multifunction radar

Abstract

Полезная модель относится к области радиолокации и предназначена для выполнения широкого круга задач при использовании на пилотируемых и беспилотных летательных аппаратах самолетного и вертолетного типа.Технический задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и точности измерения координат двухдиапазонной малогабаритной многофункциональной радиолокационной системы в Ka- и Х- диапазонах радиоволн.Указанный результат достигается за счет разработки архитектуры с высокой степенью интеграции программных и аппаратных средств, таких как широкополосная интегрированная двухдиапазонная восьмиканальная волноводно-щелевая антенная решетка (ВЩАР) с установленными на ней двумя циркуляторами и приемником Ка- и приемником Х- диапазонов, интегрированный двухдиапазонный синтезатор частот и синхросигналов управления и бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ), включающая широкополосный интегрированный цифровой сопроцессор обработки сигналов (ЦСОС). Интегрированное программное обеспечение (ИПО) реализует управление приводом антенны и СЧС, осуществляющим синхронизацию работы передатчиков и приемников двух частотных диапазонов и ЦСОС, производящим предварительную обработку радиолокационных сигналов. Основная функция ИПО, требующая высокой производительности центрального процессора, заключается в выполнении первичной и вторичной обработок радиолокационных сигналов, включая формирование радиолокационных изображений (РЛИ) подстилающей поверхности, метеообразований, меток движущихся целей и их координат. При этом по выбору оператора могут быть сформированы раздельные РЛИ в каждом частотном диапазоне или одно интегральное РЛИ. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области радиолокации и предназначена для выполнения широкого круга задач в режимах «воздух - воздух» (В-В), «воздух -поверхность» (В-П), «измерение дальности до земли» (ИДЗ), «метео», «радиомониторинг» (РМ) и «маловысотный полет» (МВП) в Ка- диапазоне радиоволн при использовании на летательных аппаратах самолетного и вертолетного типа.
Известны многофункциональные РЛС (см., например, патент RU №2496120 от 30.12.2011 г. МПК G01S 13/90) для летательных аппаратов, предназначенных для обнаружения и наблюдения объектов, картографирования с реальным лучом и синтезированием апертуры антенны, информационного обеспечения МВП, селекции движущихся объектов, оценки метеообстановки, определения зон турбулентности и низковысотных «сдвигов ветра», обзора, обнаружения и сопровождения на «проходе» воздушных целей.
Наиболее близкими к заявляемой является многофункциональная интегрированная РЛС Х- и UHF-диапазонов или Ku- и UHF-диапазонов для летательных аппаратов (патент RU №2621714 от 07.06.2017 г. МПК G01S 13/90).
Данные РЛС обеспечивают работу в режимах:
- картографирования с реальным лучом и синтезированием апертуры антенны в разных частотных диапазонах Х- (Ки-) и UHF- раздельно (с разрешением до 0.3 м. в Ku-диапазоне) или одновременно с возможностью формирования интегрального РЛИ с разрешением до 7 м.;
- селекции наземных движущихся целей;
- оценки метеообстановки, определения зон турбулентности и низковысотных «сдвигов ветра»;
- информационного обеспечения МВП.
Однако данные РЛС имеют следующие недостатки:
- отсутствуют режимы "В-В", что связано с наличием только двух приемных каналов в каждом диапазоне;
- в режимах "Метео" невозможно корректно разделить сигналы, отраженные от земли и метеообразований, в силу отсутствия разностного канала по наклону;
- в режиме "МВП" недостаточна точность измерения высоты препятствия в силу отсутствия разностного канала по наклону;
- в режиме картографирования с реальным лучом недостаточно разрешение по углу азимута, ограниченное шириной диаграммы направленности антенны;
- режим картографирования с синтезированием апертуры имеет ограничение по разрешению по дальности (не лучше 0,25 м), связанное с достижимой шириной полосы передающего и приемного каналов;
- недостаточная точность отработки заданных углов приводом антенны, связанная с ограничением по скорости передачи управляющей информации по МКИО.
Задачей изобретения является создание многофункциональной интегрированной двухдиапазонной малогабаритной РЛС Ка - и Х- диапазонов длин волн с учетом современных тактико-технические требований к бортовым малогабаритным многофункциональным РЛС, а именно увеличение разрешения, обеспечивающего распознавание объектов, а также расширения функций и точности измерения координат объектов.
В основе построения описываемой многофункциональной двухдиапазонной малогабаритной интегрированной РЛС лежит программируемая архитектура системы с высокой степенью интеграции аппаратуры и программного обеспечения.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в многофункциональной интегрированной малогабаритной двухдиапазонной радиолокационной системе для летательных аппаратов радиочастотный модуль (РЧМ), состоящий из двухдиапазонного антенного модуля (AM) с суммарными и разностными входными и выходными каналами, включающего многоканальные приемники и циркулятор приемозадающего модуля, соединенного через передатчики частотных диапазонов с входами антенного модуля, и бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ), включающую интегрированный цифровой приемник, центральный процессор с программным обеспечением, при этом приемозадающий модуль включает унифицированный приемник промежуточной частоты и двухдиапазонный интегрированный синтезатор частот и синхросигналов управления (СЧС), состоящий из модуля управления, модуля питания, опорного генератора, генератора опорных частот, генератора частот подставок, модуля формирования сигнала первого гетеродина и сигнала излучения первого диапазона, модуля формирования сигнала первого гетеродина и сигнала излучения второго диапазона, причем модуль управления содержит программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), первый, второй, третий и четвертый цифровые квадратурно-амплитудные модуляторы, первый, второй, третий и четвертый смесители, в ней, что антенный модуль выполняют в виде широкополосной интегрированной двухдиапазонной восьмиканальной волноводно-щелевой решетки (ВЩАР), имеющей дополнительные компенсационные выходы, с установленными на ней четырехканальными приемниками Ка-и Х- диапазонов длин волн и двумя циркуляторами, с приводом, управляемым по высокоскоростному интерфейсу, приемозадающий модуль дополнен вторым унифицированным приемником промежуточной частоты, и выполнен восьмиканальным, при этом оба четырехканальных унифицированных приемников промежуточной частоты выполнены четырехканальными, и двухдиапазонного интегрированного синтезатора частот и синхросигналов управления (СЧС) Ка- и Х- диапазонов, модуль формирования сигнала первого гетеродина FГ2 и сигнала излучения F02 выполнен для Х-диапазона, а модуль формирования сигнала первого гетеродина FГ1 и сигнала излучения F01 выполнен для Ка-диапазона, причем модуль формирования сигнала первого гетеродина FГ2 и сигнала излучения F02 Х-диапазона содержит первый умножитель частоты и пятый смеситель, а модуль формирования сигнала излучения F01 и сигнала первого гетеродина FГ1 Ка-диапазона состоит из второго умножителя частоты и шестого смесителя, передатчики Ка- и Х-диапазонов выполнены в виде малогабаритных твердотельных усилителей мощности, усиливающих сформированные СЧС сигналы излучения, БЦВМ выполнена в виде модуля процессора с использованием четырехъядерного микропроцессора «Эльбрус-4С», а цифровой интегрированный приемник в виде модуля широкополосного цифрового сопроцессора обработки сигналов (ЦСОС), при этом суммарные каналы интегрированной ВЩАР соединены соответственно с «входами-выходами» циркуляторов, а выходы циркуляторов соединены с первыми входами приемника Ка (ПРМ Ка) и приемника X (ПРМ X), соответственно, разностные и компенсационные выходы ВЩАР соединены соответственно со вторыми, третьими и четвертыми входами ПРМ Ка и ПРМ X, выходы сигналов ПРМ Ка подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам первого унифицированного четырехканального приемника ПЧ, соответствующие выходы которого соединены с первым, вторым, третьем и четвертым входами ЦСОС, выходы сигналов ПРМ X подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам второго унифицированного четырехканального приемника ПЧ, соответствующие выходы которого соединены с седьмым, восьмым, девятым и десятым входами ЦСОС, «вход-выход» последнего соединен с центральным процессором, входы циркуляторов соединены соответственно с выходом передатчика Ка-диапазона (ПРД Ка) и выходом передатчика Х-диапазона (ПРД X), в свою очередь, пятый вход ПРМ X соединен с первым выходом ПЛИС СЧС, обозначенным И302, второй выход ПЛИС СЧС, обозначенный ИЗП2, соединен с первым входом ПРД X, четвертый выход ПЛИС СЧС с обозначением ИЗП1 соединен с первым входом ПРД Ка, третий выход ПЛИС СЧС с обозначением И301 соединен с пятым входом ПРМ Ка, при этом выходы опорного генератора СЧС подключены к входам генератора опорных частот, генератора частот подставок, в свою очередь, первый выход генератора опорных частот Fb соединен с пятым входом ЦСОС, второй выход генератора опорных частот РПЛИС соединен с первым входом ПЛИС, третий выход генератора опорных частот FТС соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого цифровых квадратурно-амплитудных модуляторов, выходы которых соединены с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого смесителей соответственно, четвертый выход генератора опорных частот FГ3 подключен к вторым входам первого и третьего смесителей, а также к пятым входам обоих унифицированных приемников промежуточной частоты, первый выход генератора частоты подставки FnC1 подключен ко второму входу второго смесителя, выход последнего через первый умножитель частоты соединен с первым входом пятого смесителя модуля формирования сигнала излучения F02 и сигнала первого гетеродина FГ2 Х- диапазона и шестым входом ПРМ X -антенного модуля, второй выход генератора частоты подставки FПС2 подключен ко второму входу четвертого смесителя, выход последнего через второй умножитель частоты соединен с первым входом шестого смесителя модуля формирования сигнала излучения F01 и сигнала первого гетеродина FГ1 Ка-диапазона и шестым входом ПРМ Ка антенного модуля, выход пятого смесителя F02 модуля формирования сигнала излучения F02 и сигнала первого гетеродина FГ2 подключен ко второму входу ПРД X, выход шестого смесителя F01 модуля формирования сигнала излучения F01 и сигнала первого гетеродина FГ1 подключен ко второму входу ПРД Ка, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы ПЛИС подключены ко вторым входам первого, второго, третьего и четвертого цифровых квадратурно-амплитудных модуляторов, девятый выход ПЛИС, обозначенный как сигнал тактового интервала ТИ, соединен с шестым входом ЦСОС, десятый «вход-выход» ПЛИС СЧС подключен к интерфейсу управления радиочастотным модулем, соединенному с «входом-выходом» центрального процессора, исполняющего программные модули ИПО, и с модулем управления приводом антенного модуля, при этом ЦСОС соединен с центральным процессором по внутреннему интерфейсу БЦВМ. Изобретение поясняется чертежом, где
- на фиг. 1 изображена многофункциональная интегрированная радиолокационная система Ка- и Х-диапазонов,
- на фиг. 2 показано выполнение приемозадающего модуля,
- на фиг. 3 показана схема выполнения интегрированного двухдиапазонного синтезатора частот и синхросигналов управления.
На фиг. 1-3 обозначено:
1 - Радиочастотный модуль (РЧМ);
2 - Антенный модуль (AM);
3 - Интегрированная двухдиапазонная восьмиканальная ВЩАР;
4 - Циркулятор 1; (первый циркулятор)
5 - Приемник Ка- диапазона радиоволн (ПРМ Ка);
6 - Приемник Х- диапазона радиоволн (ПРМ X);
7 - Циркулятор 2; - (второй циркулятор)
8 - Привод;
9 - Приемозадающий модуль (ПЗМ);
10 - Интегрированный двухдиапазонный синтезатор частот и синхросигналов управления (СЧС);
11 - Передатчик Ка-диапазона радиоволн (ПРД Ка);
12 - Передатчик Х-диапазона радиоволн (ПРД X);
13 - Бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ);
14 - Интегрированный восьмиканальный цифровой сопроцессор обработки сигналов (ЦСОС); (на чертеже обозначен как интегрированный цифровой приемник)
15 - Центральный процессор;
16 - Интегрированное программное обеспечение (ИПО);
17 - Первый унифицированный приемник промежуточной частоты (ПРМ ПЧ,)
18 - Второй унифицированный приемник промежуточной частоты (ПРМ ПЧ2);
19 - Модуль управления интегрированного двухдиапазонного СЧС
20 - Модуль источника питания (Модуль ИП);
21 - Опорный генератор (ОГ);
22 - Генератор опорных частот;
23 - Генератор частот подставок;
24 - Модуль формирования сигнала излучения F02 и сигнала первого гетеро дина FГ2 Х-диапазона;
25 - Модуль формирования сигнала излучения F01 и сигнала первого гетеро дина FГ1 Ка-диапазона;
26 - Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС);
27 - Первый цифровой квадратурно-амплитудный модулятор (ЦКАМОД1);
28 - Первый смеситель (СМ1);
29 - Второй цифровой квадратурно-амплитудный модулятор (ЦКАМОД2);
30 - Второй смеситель (СМ2);
31 - Третий цифровой квадратурно-амплитудный модулятор (ЦКАМОД3);
32 - Третий смеситель (СМ3);
33 - Четвертый цифровой квадратурно-амплитудный модулятор (ЦКА-МОД4);
34 - Четвертый смеситель (СМ4);
35 - Пятый смеситель (СМ5);
36 - Первый умножитель частоты (УМНЧ1);
37 - Шестой смеситель (СМ6);
38 - Второй умножитель частоты (УМНЧ2);
ЗС1 и ЗС2 - зондирующие сигналы Ка- и Х-диапазонов;
∑1 и ∑2 - суммарные каналы Ка- и Х-диапазонов;
Δа1 и Δа2 - разностные каналы по азимуту Ка- и Х-диапазонов;
Δн1 и Δн2 - разностные каналы по наклону Ка- и Х-диапазонов;
К1 и К2 - компенсационные каналы Ка- и Х-диапазонов;
ИЗП1 и ИЗП2 - импульсы запуска передатчиков Ка- и Х- диапазонов;
И3О1 и И3О2 - импульсы зоны отпирания приемников Ка- и Х-диапазонов;
F01 и F02 - сигналы излучения Ка- и Х-диапазонов;
FГ1 и FГ2 - сигналы первых гетеродинов Ка- и Х-диапазонов;
FГ3 - сигнал второго гетеродина;
FВ - сигнал дискретизации;
ТИ - сигнал тактового интервала;
FОП - стабильный опорный сигнал;
FПЛИС - сигнал частоты тактирования ПЛИС;
ЦКС1, ЦКС2, ЦКС3 и ЦКС4 - цифровые квадратурные сигналы;
FТС - сигнал частоты тактирования ЦКАМОД1, ЦКАМОД2, ЦКАМОД3 и ЦКАМОД4;
FПС1, FПС2 - сигналы частот подставок Х- и Ка- диапазонов, соответственно;
FПЧ1, FПЧ2 - сигналы низкой промежуточной частоты тракта передачи Х- и Ка- диапазонов, соответственно;
FСГ1, FСГ3 - сигналы субгармоник литерных гетеродинов на низкой промежуточной частоте Ка- и Х- диапазонов, соответственно;
FПЧ3, FПЧ4 - сигналы высокой промежуточной частоты тракта передачи Х- и Ка- диапазонов, соответственно;
FСГ2, FСГ4 - сигналы субгармоник литерных гетеродинов на высокой промежуточной частоте Ка- и Х-диапазонов, соответственно.
Двухдиапазонная ВЩАР может быть выполнена, например, в виде двухдиапазонной волноводно-щелевой антенной решетке по патенту RU 2591033 (от 04.03.2015 г. МПК H01Q 21/00), содержащей прямоугольные излучающие волноводы, образующие периодическую структуру из чередующихся волноводов нижнего и верхнего диапазона частот и наклонные излучающие щели на узких стенках излучающих волноводов нижнего диапазона, излучающая поверхность волноводов верхнего диапазона расположена ниже излучающей поверхности волноводов нижнего диапазона, а тыльные поверхности волноводов нижнего и верхнего диапазонов расположены в одной плоскости, при этом наклонные излучающие щели нижнего диапазона на узких стенках волноводов нижнего диапазона заходят на широкие стенки этих волноводов, излучающие щели верхнего диапазона выполнены в виде продольных смещенных от оси щелей на широких стенках волноводов верхнего диапазона, а на тыльных поверхностях излучающих волноводов размещены запитывающие волноводы нижнего и верхнего диапазонов, в широких стенках которых выполнены щели связи с излучающими волноводами нижнего и верхнего диапазонов соответственно.
В основе организации описываемой интегрированной двухдиапазонной РЛС лежит программный способ управления режимами и параметрами системы, реализуемый интегрированным программным обеспечением 16 БЦВМ 13, обеспечивающей работу составных частей РЛС с разделением во времени в каждом такте. При этом все внутренние и внешние сигналы СЧС (см. фиг. 3) синхронизированы единым сигналом FОП, формируемым опорным генератором ОГ 21, для чего выход ОГ соединен с входом генератора опорных частот 22 и входом генератора частот подставок 23. В свою очередь, генератор опорных частот 22 формирует сигналы тактирования для: ПЛИС 26 - обозначенный FПЛИС; ЦСОС 14 (см. фиг. 1) - обозначенный FB; цифровых квадратурно-амплитудных модуляторов (ЦКАМОД1, ЦКАМОД2, ЦКАМОД3, ЦКАМОД4) 27, 29, 31 и 33 - обозначенный FТС. Кроме того, генератор опорных частот 22 формирует сигнал третьего гетеродина фиксированной частоты, обозначенный - FГ3, который поступает на пятые входы первого и второго унифицированных приемников ПЧ 17 и 18 (см. фиг. 2) и на вторые (гетеродинные) входы первого 28 и третьего 32 смесителей (см. фиг. 3). Генератор частот подставок 23 формирует сигналы частот подставок FПС1 и FПС2, которые поступают на вторые (гетеродинные) входы смесителей СМ2 30 и СМ4 34 для переноса сигналов FСГ1 и FСГ3 с низкой промежуточной частоты на высокую и формирования сигналов субгармоник первых гетеродинов FСГ2 и FСГ4. ПЛИС 26, запрограммированная на исполнение функций цифрового автомата, управляемого от БЦВМ 13, формирует в режиме реального времени цифровые квадратурные сигналы, обозначенные ЦКС1, ЦКС2, ЦКС3 и ЦКС4, которые поступают соответственно на цифровые модулирующие входы первого, второго, третьего и четвертого цифровых квадратурно-амплитудных модуляторов ЦКАМОД1 27, ЦКАМОД2 29, ЦКАМОД3 31, ЦКАМОД4 33, тактируемых сигналом FТС. Кроме того, ПЛИС 26 осуществляет взаимную синхронизацию работы приемников, передатчиков и ЦСОС (см. фиг. 3 и фиг. 1), для чего первый выход ПЛИС с обозначением И3О2 соединен с пятым входом ПРМ X 6, второй выход ПЛИС с обозначением ИЗП2 соединен с первым входом передатчика Х-диапазона (ПРД X) 12, четвертый выход ПЛИС с обозначением ИЗП1 соединен с первым входом передатчика Ка- диапазона (ПРД Ка) 11, третий выход ПЛИС с обозначением И3О1 соединен с пятым входом ПРМ Ка 5, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы ПЛИС подключены к первым входам ЦКАМОД1 27, ЦКАМОД2 29, ЦКАМОД3 31, ЦКАМОД4 33, девятый выход ПЛИС с обозначением ТИ соединен с шестым входом ЦСОС 14, десятый «вход-выход» ПЛИС подключен к интерфейсу управления радиочастотным модулем.
При работе СЧС 10 в режиме формирования сигналов Х-диапазона радиочастотный сигнал FПЧ1 на низкой промежуточной частоте с выхода ЦКАМОД1 27 поступает на сигнальный (модулирующий) вход первого смесителя СМ1 28, на гетеродинный вход которого с генератора опорных частот 22 поступает сигнал третьего гетеродина FГ3, в результате на выходе смесителя СМ1 28 формируется сигнал FПЧ3 на высокой промежуточной частоте, который поступает на вход модуляции пятого смесителя СМ5 35, на гетеродинный вход которого поступает сигнал литерного гетеродина FГ2, в результате чего формируется сигнал излучения F02. В свою очередь, ЦКАМОД2 29 формирует сигнал субгармоники литерного гетеродина Х-диапазона Fen на низкой промежуточной частоте, который поступает на вход модуляции второго смесителя СМ2 30, на гетеродинный вход которого подается первый сигнал частоты подставки FПС1, формируемый генератором частот подставок 23. Смеситель СМ2 30 переносит сигнал FСГ3 с низкой промежуточной частоты на высокую, формируя сигнал FСГ4, который поступает на вход первого умножителя частоты (УМНЧ1) 36, формирующего сигнал FГ2, который поступает на гетеродинный вход смесителя СМ5 35 и на шестой вход приемника ПРМ X 6 (см. фиг. 1, 2)
При работе СЧС 10 в режиме формирования сигналов Ка-диапазона радиочастотный сигнал FПЧ2 на низкой промежуточной частоте с выхода ЦКАМОД3 31 поступает на сигнальный (модулирующий) вход третьего смесителя СМ3 32, на гетеродинный вход которого с генератора опорных частот 22 поступает сигнал третьего гетеродина FГ3, в результате на выходе смесителя СМ3 32 формируется сигнал FПЧ4 на высокой промежуточной частоте, который поступает на сигнальный вход (модуляции) шестого смесителя СМ6 37, на гетеродинный вход которого поступает сигнал литерного гетеродина FГ1, в результате чего формируется сигнал излучения F01.
В свою очередь, ЦКАМОД4 33 формирует сигнал субгармоники литерного гетеродина Ка-диапазона FСГ1 на низкой промежуточной частоте, который поступает на вход модуляции четвертого смесителя СМ4 34, на гетеродинный вход которого подается второй сигнал частоты подставки FПС2, формируемый генератором частот подставок 23. Смеситель СМ4 34 переносит сигнал FСГ1 с низкой промежуточной частоты на высокую, формируя сигнал FСГ2, который поступает на вход второго умножителя частоты (УМНЧ2) 38, формирующего сигнал FГ1, который поступает на гетеродинный вход смесителя СМ6 37 и на шестой вход ПРМ Ка 5 (см. фиг. 1, 2).
Функционирование двухдиапазонной РЛС выполняется следующим образом (см. фиг. 1). В каждом тактовом интервале (ТИ) работы РЛС в центральном процессоре 15 БЦВМ 13 под управлением НПО 16 вычисляются параметры, используемые для управления в последующем такте модулями СЧС 10, ЦСОС 14 и модулем управления приводом 8, для чего «вход-выход» БЦВМ 13 соединен по интерфейсу управления РЧМ с СЧС 10 и модулем управления приводом 8, а «вход-выход» центрального процессора 15 соединен с ЦСОС 14. В соответствии с заданными параметрами управления интегрированный СЧС 10 формирует сигналы излучения F01 и F02, сигналы первых гетеродинов FГ1 и FГ2 и сигналы синхронизации работы передатчиков ИЗП1 и ИЗП2, приемников И3О1 и И3О2 и ЦСОС ТИ и FВ. При этом выход СЧС 10, обозначенный F01, соединен со вторым входом ПРД Ка 11, выход СЧС, обозначенный F02, соединен со вторым входом ПРД X 12, выход СЧС, обозначенный FГ1, соединен с шестым входом ПРМ Ка 5, выход, обозначенный FГ2, соединен с шестым входом ПРМ X 6, выход, обозначенный ИЗП1, соединен с первым входом ПРД Ка 11, выход, обозначенный ИЗП2, соединен с первым входом ПРД X 12, выход, обозначенный И301, соединен с пятым входом ПРМ Ка 5, выход, обозначенный И3О2, соединен с пятым входом ПРМ X 6, а выходы СЧС, обозначенные FB и ТИ, соединены с пятым и шестым входами ЦСОС 14.
Излучение зондирующих сигналов ЗС1 и ЗС2 (см. фиг. 2) производится в соответствии с временной диаграммой по суммарным ∑1 и ∑2 каналам интегрированной ВЩАР 3, для чего выход передатчика (ПРД Ка) 11 соединен с входом циркулятора 4, «вход-выход» которого соединен с суммарным каналом ВЩАР Ка-диапазона, а выход передатчика (ПРД X) 12 соединен с циркулятором 7, «вход-выход» которого соединен с суммарным каналом ВЩАР X-диапазона.
Прием отраженных зондирующих сигналов Ка- и Х-диапазонов осуществляется с помощью интегрированной ВЩАР по суммарным (∑1 и ∑2), разностным по азимуту (Δа1 и Δа2) и наклону (Δн1 и Δн2) и компенсационным (К1 и К2) каналам. Для передачи принимаемого ВЩАР сигнала по суммарному каналу (∑1) выход циркулятора 4 соединен с первым входом ПРМ Ка 5. Для передачи принимаемых разностных по азимуту Δa1 и наклону Δн1 и компенсационного К1 сигналов второй, третий и четвертый выходы ВЩАР Ка-диапазона соединены со вторым, третьим и четвертым входами ПРМКа5.
Для передачи принимаемого ВЩАР сигнала по суммарному каналу (∑2) выход циркулятора 7 соединен с первым входом ПРМ X 6. Для передачи принимаемых разностных по азимуту Δа2, наклону Δн2 и компенсационного К2 сигналов второй, третий и четвертый выходы ВЩАР Х-диапазона соединены со вторым, третьим и четвертым входами ПРМ X 6.
Выходы сигналов ПРМ Ка 5 на первой промежуточной частоте подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам первого унифицированного четырехканального приемника ПЧ 17 (см. фиг. 3), соответствующие выходы которого соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами ЦСОС 14 (см. фиг. 2), а выходы сигналов ПРМ X 6 на первой промежуточной частоте подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам второго унифицированного четырехканального приемника ПЧ 18, соответствующие выходы которого соединены с седьмым, восьмым, девятым и десятым входами ЦСОС 14, где производится оцифровка и предварительная обработка радиолокационных сигналов, цифровые массивы которых пересылаются по внутренней магистрали БЦВМ 13 в центральный процессор 15, в котором выполняется первичная и вторичная обработка информации соответствующими программными модулями ИПО 16. При этом сформированное радиолокационное изображение передается потребителю по внешнему интерфейсу.
Таким образом, за счет использования программируемой архитектуры МБРЛС с высокой степенью интеграции программных и аппаратных средств решается задача предварительной, первичной и вторичной обработки сигналов Ка- и Х-диапазонов, включая формирование радиолокационных изображений (РЛИ) поверхности земли, меток движущихся целей и их координат. При этом по выбору оператора могут быть сформированы раздельные РЛИ в каждом частотном диапазоне или интегральные РЛИ в двух диапазонах.

Claims (1)

  1. Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов, содержащая радиочастотный модуль, состоящий из двухдиапазонного антенного модуля с суммарными и разностными входными и выходными каналами, включающего многоканальные приемники и циркулятор приемозадающего модуля, соединенного через передатчики частотных диапазонов с входами антенного модуля, и бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ), включающую интегрированный цифровой приемник, центральный процессор с программным обеспечением, при этом приемозадающий модуль включает унифицированный приемник промежуточной частоты и двухдиапазонный интегрированный синтезатор частот и синхросигналов управления (СЧС), состоящий из модуля управления, модуля питания, опорного генератора, генератора опорных частот, генератора частот подставок, модуля формирования сигнала первого гетеродина и сигнала излучения первого диапазона и модуля формирования сигнала первого гетеродина и сигнала излучения второго диапазона, при этом выходы опорного генератора СЧС подключены к входам генератора опорных частот, генератора частот подставок, модуль управления содержит программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), первый, второй, третий и четвертый цифровые квадратурно-амплитудные модуляторы, первый, второй, третий и четвертый смесители, отличающаяся тем, что антенный модуль выполнен в виде широкополосной интегрированной двухдиапазонной восьмиканальной волноводно-щелевой решетки (ВЩАР), имеющей дополнительные компенсационные выходы, с установленными на ней четырехканальными приемниками Ка- и Х-диапазонов длин волн и двумя циркуляторами, с приводом, управляемым по высокоскоростному интерфейсу, приемозадающий модуль дополнен вторым унифицированным приемником промежуточной частоты и выполнен восьмиканальным, при этом оба четырехканальных унифицированных приемника промежуточной частоты выполнены четырехканальными, и двухдиапазонного интегрированного синтезатора частот и синхросигналов управления (СЧС) Ка- и Х-диапазонов, модуль формирования сигнала первого гетеродина FГ2 и сигнала излучения F02 выполнен для Х-диапазона, а модуль формирования сигнала первого гетеродина FГ1 и сигнала излучения F01 выполнен для Ка-диапазона, причем модуль формирования сигнала первого гетеродина FГ2 и сигнала излучения F02 Х-диапазона содержит первый умножитель частоты и пятый смеситель, а модуль формирования сигнала излучения F01 и сигнала первого гетеродина FГ1 Ка-диапазона состоит из второго умножителя частоты и шестого смесителя, передатчики Ка- и Х-диапазонов выполнены в виде малогабаритных твердотельных усилителей мощности, усиливающих сформированные СЧС сигналы излучения, БЦВМ выполнена в виде модуля процессора с использованием четырехъядерного микропроцессора «Эльбрус-4С», а цифровой интегрированный приемник в виде модуля широкополосного цифрового сопроцессора обработки сигналов (ЦСОС), при этом суммарные каналы интегрированной ВЩАР соединены соответственно с «входами-выходами» циркуляторов, а выходы циркуляторов соединены с первыми входами приемника Ка (ПРМ Ка) и приемника X (ПРМ X), соответственно, разностные и компенсационные выходы ВЩАР соединены соответственно со вторыми, третьими и четвертыми входами приемник Ка и приемника X, выходы сигналов приемника Ка подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам первого унифицированного четырехканального приемника промежуточной частоты, соответствующие выходы которого соединены с первым, вторым, третьем и четвертым входами ЦСОС, выходы сигналов приемника X диапазона подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам второго унифицированного четырехканального приемника промежуточной частоты, соответствующие выходы которого соединены с седьмым, восьмым, девятым и десятым входами ЦСОС, «вход-выход» последнего соединен с центральным процессором, входы циркуляторов соединены соответственно с выходом передатчика Ка-диапазона (ПРД Ка) и выходом передатчика Х-диапазона (ПРД X), в свою очередь, пятый вход приемника X диапазона соединен с первым выходом ПЛИС СЧС, обозначенным ИЗО2, второй выход ПЛИС СЧС, обозначенный ИЗП2, соединен с первым входом передатчика X диапазона, четвертый выход ПЛИС СЧС с обозначением ИЗП1 соединен с первым входом передатчика Ка- диапазона, третий выход ПЛИС СЧС с обозначением И3О1 соединен с пятым входом приемника Ка диапазона, при этом первый выход генератора опорных частот FВ соединен с пятым входом ЦСОС, второй выход генератора опорных частот FПЛИС соединен с первым входом ПЛИС, третий выход генератора опорных частот FТС соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого цифровых квадратурно-амплитудных модуляторов, выходы которых соединены с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого смесителей соответственно, четвертый выход генератора опорных частот FГ3 подключен к вторым входам первого и третьего смесителей, а также к пятым входам обоих унифицированных приемников промежуточной частоты, первый выход генератора частоты подставки FПС1 подключен ко второму входу второго смесителя, выход последнего через первый умножитель частоты соединен с первым входом пятого смесителя модуля формирования сигнала излучения F02 и сигнала первого гетеродина FГ2 Х-диапазона и шестым входом ПРМ X антенного модуля, второй выход генератора частоты подставки FПС2 подключен ко второму входу четвертого смесителя, выход последнего через второй умножитель частоты соединен с первым входом шестого смесителя модуля формирования сигнала излучения F01 и сигнала первого гетеродина FГ1 Ка-диапазона и шестым входом ПРМ Ка антенного модуля, выход пятого смесителя F02 модуля формирования сигнала излучения F02 и сигнала первого гетеродина FГ2 подключен ко второму входу ПРД X, выход шестого смесителя F01 модуля формирования сигнала излучения F01 и сигнала первого гетеродина FГ1 подключен ко второму входу ПРД Ка, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы ПЛИС подключены ко вторым входам первого, второго, третьего и четвертого цифровых квадратурно-амплитудных модуляторов, девятый выход ПЛИС, обозначенный как сигнал тактового интервала ТИ, соединен с шестым входом ЦСОС, десятый «вход-выход» ПЛИС СЧС подключен к интерфейсу управления радиочастотным модулем, соединенному с «входом-выходом» центрального процессора, исполняющего программные модули интегрированного программного обеспечения (ИПО), и с модулем управления приводом антенного модуля, при этом ЦСОС соединен с центральным процессором по внутреннему интерфейсу БЦВМ.
RU2018137554U 2018-10-24 2018-10-24 Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов RU189079U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137554U RU189079U1 (ru) 2018-10-24 2018-10-24 Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137554U RU189079U1 (ru) 2018-10-24 2018-10-24 Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU189079U1 true RU189079U1 (ru) 2019-05-13

Family

ID=66549641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018137554U RU189079U1 (ru) 2018-10-24 2018-10-24 Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU189079U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448735A (zh) * 2020-12-08 2021-03-05 陕西长岭电子科技有限责任公司 X波段可编程集成收发器
CN113589290A (zh) * 2021-08-24 2021-11-02 中国科学院大气物理研究所 可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统及探测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5708436A (en) * 1996-06-24 1998-01-13 Northrop Grumman Corporation Multi-mode radar system having real-time ultra high resolution synthetic aperture radar (SAR) capability
JPH10170634A (ja) * 1996-12-05 1998-06-26 Japan Radio Co Ltd マルチバンドレーダ装置並びにこれに適する方法及び回路
RU2274875C2 (ru) * 2004-06-23 2006-04-20 Открытое акционерное общество "Морской научно-исследовательский институт радиоэлектроники "Альтаир" (ОАО "МНИИРЭ "Альтаир") Способ радиолокационного обзора пространства для построения многофункционального радиолокатора
CN103698751A (zh) * 2014-01-11 2014-04-02 西安电子科技大学 正交低多普勒旁瓣的多站雷达波形设计方法
RU2574075C1 (ru) * 2014-07-01 2016-02-10 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") Способ и система идентификации измерений в многодиапазонных рлс
RU2621714C1 (ru) * 2016-07-01 2017-06-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Многофункциональная интегрированная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5708436A (en) * 1996-06-24 1998-01-13 Northrop Grumman Corporation Multi-mode radar system having real-time ultra high resolution synthetic aperture radar (SAR) capability
JPH10170634A (ja) * 1996-12-05 1998-06-26 Japan Radio Co Ltd マルチバンドレーダ装置並びにこれに適する方法及び回路
RU2274875C2 (ru) * 2004-06-23 2006-04-20 Открытое акционерное общество "Морской научно-исследовательский институт радиоэлектроники "Альтаир" (ОАО "МНИИРЭ "Альтаир") Способ радиолокационного обзора пространства для построения многофункционального радиолокатора
CN103698751A (zh) * 2014-01-11 2014-04-02 西安电子科技大学 正交低多普勒旁瓣的多站雷达波形设计方法
RU2574075C1 (ru) * 2014-07-01 2016-02-10 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") Способ и система идентификации измерений в многодиапазонных рлс
RU2621714C1 (ru) * 2016-07-01 2017-06-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Многофункциональная интегрированная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448735A (zh) * 2020-12-08 2021-03-05 陕西长岭电子科技有限责任公司 X波段可编程集成收发器
CN112448735B (zh) * 2020-12-08 2024-02-06 陕西长岭电子科技有限责任公司 X波段可编程集成收发器
CN113589290A (zh) * 2021-08-24 2021-11-02 中国科学院大气物理研究所 可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统及探测方法
CN113589290B (zh) * 2021-08-24 2024-05-07 中国科学院大气物理研究所 可移式三波段多参数多普勒气象雷达探测系统及探测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104237877B (zh) 机载型自主式测速测高雷达系统及测速测高方法
US7737880B2 (en) Microwave and millimeterwave radar sensors
KR101890974B1 (ko) 좁은 안테나 로브와 넓은 탐지각도 범위를 가진 이미징 레이더 센서
US7019682B1 (en) Imaging millimeter wave radar system
RU2621714C1 (ru) Многофункциональная интегрированная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов
US9213095B2 (en) Combined direction finder and radar system, method and computer program product
CN102955155A (zh) 一种分布式有源相控阵雷达及其波束形成方法
CN109188434B (zh) 基于调频连续波体制的sar系统及其处理方法
CN104698458A (zh) 无人机载Ka频段调频连续波SAR成像和动目标检测系统
US2687520A (en) Radar range measuring system
RU2496120C2 (ru) Многофункциональная многодиапазонная масштабируемая радиолокационная система для летательных аппаратов
RU189079U1 (ru) Многофункциональная интегрированная малогабаритная двухдиапазонная радиолокационная система для летательных аппаратов
KR20150123372A (ko) 시나리오 제어기와 복합신호발생기를 일체화하여 구성을 단순화시킨 복합 위성항법 신호발생 장치
CN106970388A (zh) 双星Ka FMCW PANEL SAR成像系统
RU2429990C1 (ru) Многофункциональная радиолокационная станция высокого разрешения с активной фазированной решеткой для пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов
CN113419239A (zh) 一种可重配置地基mimo边坡监测雷达系统及监测方法
RU2560082C2 (ru) Способ фронтального синтезирования апертуры антенны земной поверхности с исключением слепых зон в передней зоне с помощью многопозиционной радиолокационной системы
US2508400A (en) Frequency-modulated direction- and range-finding apparatus
WO2021087706A1 (zh) 雷达系统、可移动平台及雷达系统的控制方法
RU2497145C1 (ru) Многодиапазонный вертолетный радиолокационный комплекс
US6492937B1 (en) High precision range measurement technique
RU2522910C2 (ru) Автоматическая нрлс с увеличенным необслуживаемым периодом автономной работы
KR20100045987A (ko) 모듈 방식 레이더 아키텍쳐
US3378849A (en) Direction-finding electromagnetic wave receivers using multiple beam antennas
GB1105758A (en) Short-range radar system