RU2234714C2 - Pulse type coherent radar - Google Patents

Pulse type coherent radar Download PDF

Info

Publication number
RU2234714C2
RU2234714C2 RU2002114944/09A RU2002114944A RU2234714C2 RU 2234714 C2 RU2234714 C2 RU 2234714C2 RU 2002114944/09 A RU2002114944/09 A RU 2002114944/09A RU 2002114944 A RU2002114944 A RU 2002114944A RU 2234714 C2 RU2234714 C2 RU 2234714C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
output
plane
receiver
outlet
Prior art date
Application number
RU2002114944/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002114944A (en
Inventor
В.Э. Иванов (RU)
В.Э. Иванов
А.С. Букреев (RU)
А.С. Букреев
Original Assignee
ООО "УралАвиапроект"
Иванов Вячеслав Элизбарович
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 ООО "УралАвиапроект", Иванов Вячеслав Элизбарович filed Critical ООО "УралАвиапроект"
Priority to RU2002114944/09A priority Critical patent/RU2234714C2/en
Publication of RU2002114944A publication Critical patent/RU2002114944A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234714C2 publication Critical patent/RU2234714C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: determination of range and angular coordinates of air targets.
SUBSTANCE: pulse type coherent radar includes phased antenna array, transmitter-receiver, phase switching unit, circulator and indicator. Novelty is that radar also includes electronic control units for controlling beam pattern. Number of said units is equal to that of irradiators; each electronic control unit has irradiator, phase switching circuit, ferrite circulator, first self-excited generator and low-noise amplifier. Radar also includes common device having adder, second self- excited generator, micro controller, receiver and liquid-crystal display. Each irradiator of first inlet-outlet bus is connected with ferrite circulator whose signal inlet is connected with outlet of first self-excited generator. Outlet of ferrite circulator through low-noise amplifier serves as outlet of electronic unit for controlling reception of beam pattern. Outlets of all low-noise amplifiers 1 - N are connected with inlet of adder whose outlet trough receiver is connected with liquid crystal display being outlet of radar. Micro controller is connected through first four-bit control bus with control inlets of phase switches, through third control bus - with control inlets of ferrite circulators and second self-excited generator, through fourth control bus - with control inlets of receiver and liquid-crystal display. Outlet of second self-excited generator through second control bus is connected with first self-excited generators. Irradiators for forming beam pattern in horizontal plane are arranged in two sub-arrays in front edge of wing between ribs in such a way that plane of each irradiator is parallel relative to wing plane. In vertical plane irradiators are arranged in two sub-arrays on nose part of fuselage along two vertical line between stringers in such a way that plane of each irradiator is normal relative to wing plane. Brightness mark from target along X-axis at side from display center shows azimuth angle, along Y-axis - elevation angle, distance to target; approach velocity is displayed by means of digits over brightness mark.
EFFECT: enhanced effectiveness of using radar due to minimization of size-mass its parameters, low level of consumed power, low cost of hardware.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиолокации, и может быть использовано для определения дальности и угловых координат воздушных целей. Предпочтительно его использование в легкомоторной авиации (ЛА) в качестве обзорного передней полусферы.The invention relates to radio engineering, namely to radar, and can be used to determine the range and angular coordinates of air targets. It is preferable to use it in light engine aircraft (LA) as a survey front hemisphere.

Во всем мире абсолютное большинство легкомоторных самолетов вместимостью 4-10 человек, включая пилота, не оборудованы радиолокаторами из-за больших габаритно-массовых характеристик (ГМХ) последних, особенно антенны, также в силу традиционности, что пилоты ЛА и без них прекрасно обходятся. В настоящее время в России, СНГ и других странах ЛА успешно развивается, следовательно, число самолетов и интенсивность воздушного движения резко возрастает, а потому требуется информация летчику за быстроменяющейся воздушной обстановкой во избежание столкновений, особенно в условиях плохой видимости.All over the world, the vast majority of light-engine aircraft with a capacity of 4-10 people, including the pilot, are not equipped with radars because of the large overall mass characteristics (GMX) of the latter, especially the antenna, also due to the tradition that aircraft pilots do well without them. Currently, Russia is successfully developing in Russia, the CIS, and other countries, therefore, the number of aircraft and air traffic intensity is increasing sharply, and therefore information is required for the pilot about the rapidly changing air situation in order to avoid collisions, especially in conditions of poor visibility.

Учитывая, что скорости полета в ЛА невелики, что-то в пределах 200-300 км/ч, то дальность действия таких радиолокаторов также невелика и лежит в пределах 15-30 км, что позволяет оценить воздушную обстановку и иметь запас времени, чтобы предпринять необходимые действия с целью построения маневра расхождения с встречным самолетом или вертолетом, уклонения от высоковольтных ЛЭП, вышек и т.д.Given that the flight speeds in LA are small, something within 200-300 km / h, the range of such radars is also small and lies within 15-30 km, which allows you to assess the air situation and have a margin of time to take the necessary actions to build a maneuver of divergence from an oncoming plane or a helicopter, evading high-voltage power lines, towers, etc.

С другой стороны, бурное развитие микроэлектроники резко уменьшает ГМХ, что позволяет создать бортовое радиоэлектронное оборудование, например радиолокатор в приемлемых весах и габаритах для ЛА, т.е. решить задачу ближней радиолокации: определение дальности, взаимной скорости и угловых координат воздушной цели (по отношению к обзорному радиолокатору).On the other hand, the rapid development of microelectronics drastically reduces GMC, which makes it possible to create on-board radio-electronic equipment, for example, a radar in acceptable weights and dimensions for an aircraft, i.e. to solve the near-radar problem: determining the range, mutual speed and angular coordinates of an air target (with respect to a survey radar).

Известна система предупреждения столкновения воздушных судов TCD 8800, которая отслеживает до 50 целей, одновременно индицирует три наиболее опасных, а на индикаторе отражается барометрическая высота цели, разность высот, дистанция и т.д. (см. в Интернете: www.avion.ru.).The TCD 8800 aircraft collision avoidance system is known, which tracks up to 50 targets, simultaneously indicates the three most dangerous ones, and the barometric target height, height difference, distance, etc. are displayed on the indicator. (see the Internet: www.avion.ru.).

Недостатками данной системы является: каждое воздушное судно должно быть оборудовано автоответчиком, кроме того, эта система не отражает метеообстановку, радиолокационный рельеф местности.The disadvantages of this system are: each aircraft must be equipped with an answering machine, in addition, this system does not reflect the weather, radar terrain.

Известен самолетный радиолокатор обзора воздушной обстановки передней полусферы, выполненный по классической схеме (по состоянию уровня техники конца шестидесятых годов) и имеющий следующие технические данные в режиме обзора: дальность обнаружения до 10 км, зона обнаружения по мах дальности по азимуту ±60+5°, по углу места (+26)-(14)°, время обзора зоны просмотра 1,33 с, разрешающая способность по дальности 250 м, по азимуту 5° (см. “Основы радиолокации и радиолокационное оборудование летательных аппаратов”, под ред. И.Л.Прагера, М., Машиностроение, 1967, с.232-246).Known aircraft radar overview of the air environment of the front hemisphere, made according to the classical scheme (according to the state of the art of the late sixties) and having the following technical data in the viewing mode: detection range of up to 10 km, detection zone by maximum range in azimuth ± 60 + 5 °, by elevation (+26) - (14) °, viewing time of the viewing area 1.33 s, range resolution 250 m, azimuth 5 ° (see “Basics of radar and radar equipment of aircraft”, as amended by I .L. Prager, M., Mechanical Engineering, 1 967, p. 232-246).

Недостатками данного радиолокатора являются: большие ГМХ, большая потребляемая мощность, невысокие технические характеристики, но большего нельзя и требовать, т.к. таков был тогда уровень техники.The disadvantages of this radar are: large GMH, large power consumption, low technical characteristics, but more cannot be required, because that was then the prior art.

Известен более современный многофункциональный радиолокатор “Гроза”, устанавливаемый практически на всех типах самолетов гражданской авиации России и СНГ, который предназначен для обнаружения метеообразований, для наблюдения радиолокационного изображения местности, лежащей перед самолетом, определения угла сноса и путевой скорости самолета на основе эффекта Доплера, а также для обзора передней полусферы.Known for a more modern multifunctional radar “Thunderstorm”, installed on almost all types of civil aviation aircraft in Russia and the CIS, which is designed to detect weather patterns, to observe the radar image of the area lying in front of the aircraft, to determine the drift angle and ground speed of the aircraft based on the Doppler effect, and also for viewing the front hemisphere.

Радиолокационная станция “Гроза” представляет собой импульсную РЛС со сканирующей в азимутальной плоскости антенной и секторным индикатором типа “дальность - азимут”. Основу схемы РЛС составляют структурные элементы, присущие любой импульсной станции: модулятор, передатчик, антенное устройство с блоком ее управления, антенный переключатель, приемник отраженных сигналов и индикатор.Thunderstorm radar station is a pulse radar with an antenna scanning in the azimuthal plane and a sector-based range-azimuth indicator. The radar circuit is based on the structural elements inherent in any pulse station: modulator, transmitter, antenna device with its control unit, antenna switch, reflected signal receiver and indicator.

Модулятор формирует импульсы запуска станции, которые подаются на передатчик. В передающем устройстве с помощью магнетрона создаются мощные СВЧ-импульсы, которые по форме и длительности совпадают с импульсами модулятора. Радиоимпульсы передатчика по волноводному тракту через антенный переключатель поступают в антенну, с помощью которой производится как излучение СВЧ-энергии в пространство, так и прием электромагнитных колебаний, отраженных от целей. Антенный переключатель в момент излучения радиоимпульсов автоматически подключает антенну к передающему, а при приеме отраженных сигналов соответственно к приемному устройству.The modulator generates station start pulses, which are fed to the transmitter. Using a magnetron, powerful microwave pulses are created in the transmitting device, which in shape and duration coincide with the pulses of the modulator. The radio pulses of the transmitter through the waveguide path through the antenna switch enter the antenna, with the help of which both the microwave energy is emitted into space and the electromagnetic waves reflected from the targets are received. The antenna switch at the time of emission of radio pulses automatically connects the antenna to the transmitter, and when receiving reflected signals, respectively, to the receiver.

Отраженные от целей и принятые антенной радиоимпульсы поступают в приемник, где усиливаются, преобразуются и воспроизводятся в виде яркостных отметок на экране ЭЛТ.The radio pulses reflected from the targets and received by the antenna arrive at the receiver, where they are amplified, converted and reproduced in the form of brightness marks on the CRT screen.

Координация работы всех элементов станции во времени осуществляется импульсами синхронизации. Развертка луча на экране индикаторной ЭЛТ начинается одновременно с СВЧ-импульсами передатчика. Линия развертки перемещается по экрану синхронно с качанием антенны по азимуту. Благодаря этому на экране формируется радиолокационное изображение в системе координат “дальность - азимут”. Кроме того, импульсы синхронизации запускают устройство генерации меток дальности, создающих на экране ЭЛТ масштабные дуги дальности, по которым определяется наклонная дальность до радиолокационных целей (см. Глухов В.В. и др. Авиационное и радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. М., Транспорт, 1983, с.136-137).The coordination of the work of all elements of the station in time is carried out by synchronization pulses. The beam scan on the screen of the indicator CRT begins simultaneously with the microwave pulses of the transmitter. The sweep line moves across the screen synchronously with the antenna swaying in azimuth. Due to this, a radar image is formed on the screen in the coordinate system “range - azimuth”. In addition, synchronization pulses trigger a device for generating range marks, creating large-scale range arcs on the CRT screen, which determine the slant range to radar targets (see V.V. Glukhov et al. Aviation and Radio-Electronic Equipment of Aircraft. M., Transport, 1983, p. 136-137).

Недостатками данного радиолокатора являются большие ГМХ, а антенна выполнена в виде параболоида вращения, которая не вписывается в фюзеляж самолетов ЛА из-за больших габаритов, большая потребляемая мощность, что критично для ЛА, большие габариты индикаторов и т.д. данный радиолокатор даже не помещается в габариты кокпита фюзеляжа.The disadvantages of this radar are large GMHs, and the antenna is made in the form of a rotation paraboloid, which does not fit into the fuselage of aircraft due to its large dimensions, large power consumption, which is critical for aircraft, large dimensions of indicators, etc. this radar does not even fit into the dimensions of the fuselage cockpit.

Известен современный самолетный радиолокатор переднего обзора “Копье”, помещенный на внешнюю подвеску на штурмовике СУ-25, ранее радара не имеющего. Этот радиолокатор имеет задающий генератор, передатчик, приемник СВЧ, АЦП, процессор сигналов и процессор данных (см. ж. “Военный парад”, 2000, №4, с.30).Known modern aircraft front-view radar "Spear", placed on an external suspension on the attack aircraft SU-25, previously without a radar. This radar has a master oscillator, transmitter, microwave receiver, ADC, signal processor and data processor (see. “Military Parade”, 2000, No. 4, p.30).

Недостатком этого радиолокатора, выполненного хотя и на современной элементной базе, являются большие габариты, особенно антенной решетки, которая выполнена в одном конструктиве, избыточность по выполняемым функциям, которые применяются только в боевых летательных аппаратах, т.е. его применения в ЛА практически не выгодно и даже не возможно.The disadvantage of this radar, although made on a modern element base, is the large size, especially the antenna array, which is made in one design, the redundancy in the functions performed, which are used only in military aircraft, i.e. its use in aircraft is practically not profitable and not even possible.

Известен радиолокатор, который осуществляет однозначное определение дальности до целей и угловые координаты целей при промышленной частоте излучения импульсного генератора благодаря тому, что введены счетчик, дешифратор, четыре инвертора, четыре элемента совпадения, три линии задержки и преобразователь дальности, при этом выход синхронизатора соединен с первым входом первого элемента совпадения и через первый инвертор - с первым входом второго элемента совпадения, также выход синхронизатора, через последовательно включенные счетчик, дешифратор и второй инвертор соединен со вторым входом первого элемента совпадения, выход которого соединен с входом импульсного передатчика, выход дешифратора подключен через первую линию задержки к первому входу преобразователя дальности, выход которого соединен с третьим входом индикатора, второй вход преобразователя дальности подключен к выходу третьего элемента совпадения, первый вход которого соединен через вторую линию задержки с выходом второго элемента совпадения, а второй вход третьего элемента совпадения подключен к выходу четвертого элемента совпадения, первый вход которого соединен с выходом приемника, который соединен также с входом третьей линии задержки, выход которой соединен со вторым входом второго элемента совпадения и с входом третьего инвертора, выход которого подключен ко второму входу четвертого элемента совпадения, к тому же выход приемника соединен через четвертый инвертор с третьим входом второго элемента совпадения (см. патент РФ №2073883, прототип).A known radar that uniquely determines the range to targets and the angular coordinates of targets at the industrial frequency of the pulse generator due to the fact that the counter, decoder, four inverters, four coincidence elements, three delay lines and a range converter are introduced, while the synchronizer output is connected to the first the input of the first coincidence element and through the first inverter - with the first input of the second coincidence element, also the output of the synchronizer, through the series-connected counter , the decoder and the second inverter are connected to the second input of the first coincidence element, the output of which is connected to the input of the pulse transmitter, the decoder output is connected through the first delay line to the first input of the range converter, the output of which is connected to the third input of the indicator, the second input of the range converter is connected to the output of the third match element, the first input of which is connected through the second delay line to the output of the second match element, and the second input of the third match element is connected to the output one of the fourth coincidence element, the first input of which is connected to the output of the receiver, which is also connected to the input of the third delay line, the output of which is connected to the second input of the second coincidence element and the input of the third inverter, the output of which is connected to the second input of the fourth coincidence element, in addition the output of the receiver is connected through the fourth inverter to the third input of the second matching element (see RF patent No. 2073883, prototype).

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- неоправданная сложность схемного решения, можно решить эту задачу значительно проще;- unjustified complexity of the circuit solution, you can solve this problem much easier;

- антенная система также не оптимальна, имеет большие ГМХ, поэтому размещение данного радиолокатора на самолетах ЛА не представляется возможным.- the antenna system is also not optimal, it has large GMCs, so the placement of this radar on airplanes is not possible.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности применения за счет минимизации ГМХ радиолокатора; низкого уровня потребляемой мощности; низкой стоимости аппаратных средств; технологической прозрачности; коммерческой жизнеспособности; применения высокой технологии в тракте СВЧ (на микрополосковых линиях (МПЛ)).An object of the invention is to increase the efficiency of application by minimizing the GMC of the radar; low power consumption; low cost of hardware; technological transparency; commercial viability; application of high technology in the microwave path (on microstrip lines (MPL)).

Для решения поставленной задачи предлагается импульсный когерентный радиолокатор, содержащий фазированную антенную решетку, приемопередатчик, фазовый коммутатор, циркулятор и индикатор, отличающийся тем, что он содержит электронные блоки управления диаграммой направленности, число которых равно числу излучателей, причем каждый электронный блок управления содержит излучатель, фазовый коммутатор, ферритовый циркулятор, первый автогенератор и малошумящий усилитель, также радиолокатор содержит общую часть, в которую входят сумматор, второй автогенератор, микроконтроллер, приемник и жидкокристаллический индикатор, а радиолокатор имеет следующие соединения: каждый излучатель первой шины входа/выхода соединен с фазовым коммутатором, который второй шиной входа/выхода соединен с ферритовым циркулятором, сигнальный вход которого соединен с выходом первого автогенератора, а выход ферритового циркулятора через малошумящий усилитель является выходом электронного блока управления диаграммой направленности на прием, выходы всех малошумящих усилителей 1-N соединены с входом сумматора, выход которого через приемник соединен с жидкокристаллическим дисплеем, который является выходом радиолокатора, микроконтроллер первой четырехразрядной шиной управления соединен с управляющими входами фазовых коммутаторов, третьей управляющей шиной - с управляющими входами ферритовых циркуляторов и второго автогенератора, четвертой управляющей шиной - с управляющими входами приемника и жидкокристаллического дисплея, выход второго автогенератора второй управляющей шиной соединен с первыми автогенераторами; излучатели ФАР, образующие диаграмму направленности (ДН) в горизонтальной плоскости, размещены в двух подрешетках в передней кромке крыла между нервюрами, причем плоскость каждого излучателя расположена параллельно плоскости крыла; в вертикальной плоскости, размещены в двух подрешетках носовой части фюзеляжа в две вертикальные линии между стрингерами, причем плоскость каждого излучателя расположена перпендикулярно плоскости крыла; в качестве индикатора РЛС применен жидкокристаллический дисплей, причем яркостная отметка от цели по оси абцисс от центра дисплея показывает азимутальный угол, а по оси ординат - угол места, дальность до цели, скорость сближения высвечивается цифрами над яркостной отметкой.To solve this problem, a pulsed coherent radar is proposed, comprising a phased array, transceiver, phase switch, circulator and indicator, characterized in that it contains electronic radiation pattern control units, the number of which is equal to the number of emitters, and each electronic control unit contains an emitter, phase a switch, a ferrite circulator, a first oscillator and a low-noise amplifier, also the radar contains a common part, which includes the adder, the second oscillator, a microcontroller, a receiver and a liquid crystal indicator, and the radar has the following connections: each emitter of the first input / output bus is connected to a phase switch, which is connected to the ferrite circulator by the second input / output bus, the signal input of which is connected to the output of the first oscillator, and the output ferrite circulator through the low-noise amplifier is the output of the electronic control unit of the radiation pattern for reception, the outputs of all low-noise amplifiers 1-N are connected to the input m of the adder, the output of which through the receiver is connected to the liquid crystal display, which is the output of the radar, the microcontroller of the first four-digit control bus is connected to the control inputs of the phase switches, the third control bus to the control inputs of the ferrite circulators and the second oscillator, the fourth control bus to the control inputs of the receiver and a liquid crystal display, the output of the second oscillator by a second control bus is connected to the first oscillators; HEADLIGHTS radiators forming a directivity pattern (MD) in the horizontal plane are placed in two sublattices in the leading edge of the wing between the ribs, the plane of each radiator being parallel to the wing plane; in the vertical plane, placed in two sublattices of the nose of the fuselage in two vertical lines between the stringers, the plane of each emitter being perpendicular to the wing plane; A liquid crystal display was used as a radar indicator, and the brightness mark from the target along the abscissa axis from the center of the display shows the azimuthal angle, and along the ordinate axis the elevation angle, range to the target, the approach speed is displayed in numbers above the brightness mark.

На фиг.1 изображена структурная схема радиолокатора; на фиг.2 - пример размещения излучателей ФАР; на фиг.3 - вид ЖКИ с отметками двух целей.Figure 1 shows the structural diagram of the radar; figure 2 is an example of the placement of emitters HEADLIGHTS; figure 3 is a view of the LCD with marks of two goals.

На фиг.1 изображено: 1-N - электронные блоки управления ДН; 2 - излучатель; 3 - фазовый коммутатор (ФК); 4 - первый автогенератор (АГ); 5 - ферритовый циркулятор (ФЦ); 6 - малошумящий усилитель (МШУ); 7 - сумматор; 8 - второй AT; 9 - микроконтроллер (МК); 10 - приемник; 11 - жидкокристаллический индикатор (ЖКИ); первая и вторая шины входа/выхода; четыре шины управления и синхронизации.Figure 1 shows: 1-N - electronic control units NAM; 2 - emitter; 3 - phase switch (FC); 4 - the first oscillator (AG); 5 - ferrite circulator (FC); 6 - low noise amplifier (LNA); 7 - adder; 8 - second AT; 9 - microcontroller (MK); 10 - receiver; 11 - liquid crystal indicator (LCD); first and second input / output buses; four control and synchronization buses.

Излучатель 2 соединен с ФК 3 первой шиной входа/выхода, а ФК 3 соединен с ФЦ 5 второй шиной входа/выхода, выход первого автогенератора 4 соединен с сигнальным входом ФЦ 5, выход которого через МШУ 6 соединен со входом сумматора 7 как и выходы всех других МШУ электронных блоков управления 2-N; выход сумматора 7 соединен с приемником 10, выход которого соединен с ЖКИ 11; МК 9 первой 4-разрядной шиной управления соединен со всеми фазовыми коммутаторами электронных блоков управления ДН 1-N, третьей шиной управления - с ФЦ 5 и вторым АГ 8, четвертой шиной управления - с приемником 10 ЖКИ 11, а выход второго АГ 8 соединен со всеми автогенераторами электронных блоков управления ДН 1-N второй шиной управления.The emitter 2 is connected to FC 3 by the first input / output bus, and FC 3 is connected to FC 5 by the second input / output bus, the output of the first oscillator 4 is connected to the signal input of FC 5, the output of which through LNA 6 is connected to the input of adder 7 as are the outputs of all other LNA electronic control units 2-N; the output of the adder 7 is connected to the receiver 10, the output of which is connected to the LCD 11; MK 9 of the first 4-bit control bus is connected to all phase switches of the electronic control units ДН 1-N, the third control bus is connected to FC 5 and the second AG 8, the fourth control bus is connected to receiver 10 of the LCD 11, and the output of the second AG 8 is connected to all autogenerators of electronic control units DN 1-N second control bus.

Указанные узлы и блоки радиолокатора могут быть выполнены на следующих электро- и радиоэлементах: излучатели 2 - на печатных излучателях, см. Антенны и устройства СВЧ, под ред. Д.И.Воскресенского, М, Р и С, 1994, с.51-52; вибратор на МПЛ, ферритовые циркуляры 5 по схеме, см. Антенны и устройства СВЧ, под ред. Д.И.Воскресенского, М, Р и С, 1994, с.329-333; фазовый коммутатор 3 - на p-i-n-диодах с использованием микрополосковых линий (МПЛ), см. Микроэлектронные устройства СВЧ, под ред. Г.Н.Веселова, М., Высшая школа, 1988, с.76-78; МШУ 6 - см. Микроэлектронные устройства СВЧ, под ред. Г.Н.Веселова, М., Высшая школа, 1988, с.173, 201, 225; сумматор 7 - например, по схеме сложения на направленных ответвлениях, см. Микроэлектронные устройства СВЧ, под ред. Г.Н.Веселова. М., Высшая школа, 1988, с.73-75; автогенераторы 8 и 4 - на микрополосковых генераторах с диодом Гаина, см. Микроэлектронные устройства СВЧ, под ред. Г.Н.Веселова, М., Высшая школа, 1988, с.158-160; приемник 10 - это обычный приемник РЛС, обеспечивающий высокую когерентность сигналов с синхронным детектором, см. Теоретические основы радиолокации, под ред. В.Е.Дулевича. М., Сов. Радио, 1978, с.79-81; ЖКИ 11 - фирмы POWERTYPPG-12864A 128 х 64 точки с подсветкой, см. Aktiv-Matrix-LCD's LDE052T-12 320 × 40 5,1 N 46029, TECHNISCHER KATALOG 96/97 г., фирмы Setron, с.466 38032, Brauschweig, Germany; MK9 - это, например, микропроцессор фирмы Jntel 80C 188 ЕС-16, см Каталог “Сектор электронных компонентов. Россия-99”, М., ДОДЕКА, 1999, с.487.The indicated nodes and blocks of the radar can be performed on the following electric and radio elements: emitters 2 - on printed emitters, see Antennas and microwave devices, ed. D.I. Voskresensky, M, P and S, 1994, p. 51-52; vibrator on the MPL, ferrite circulars 5 according to the scheme, see Antennas and microwave devices, ed. D. I. Voskresensky, M, P and S, 1994, p. 293-333; phase switch 3 - on p-i-n-diodes using microstrip lines (MPL), see Microelectronic Microwave Devices, ed. G.N. Veselova, M., Higher School, 1988, p. 76-78; LNA 6 - see Microelectronic Microwave Devices, ed. G.N. Veselova, M., Higher School, 1988, p. 173, 201, 225; adder 7 - for example, according to the addition scheme on directional branches, see Microelectronic Microwave Devices, ed. G.N. Veselova. M., Higher School, 1988, p. 73-75; self-oscillators 8 and 4 — on microstrip generators with a Gain diode, see Microwave Microelectronic Devices, ed. G.N. Veselova, M., Higher School, 1988, p. 158-160; receiver 10 is a conventional radar receiver that provides high signal coherence with a synchronous detector, see Theoretical Foundations of Radar, ed. V.E.Dulevich. M., Sov. Radio 1978, p. 79-81; LCD 11 - POWERTYPPG-12864A 128 x 64 dot with backlight, see Aktiv-Matrix-LCD's LDE052T-12 320 × 40 5.1 N 46029, TECHNISCHER KATALOG 96/97, Setron, p. 466 38032, Brauschweig , Germany; MK9 is, for example, a microprocessor manufactured by Jntel 80C 188 EC-16, see the catalog “Sector of electronic components. Russia-99 ”, M., DODEKA, 1999, p. 487.

Радиолокатор работает следующим образом. Микроконтроллер 9 определяет все временные соотношения работы радиолокатора в целом и его частей между собой. По третьей шине управления подается сигнал на запуск второго автогенератора 8, который вырабатывает запускающий импульс общей фазы. По этому импульсу запускается первый автогенератор 4, который вырабатывает частоту заполнения запускающего импульса. Одновременно ферритовый циркулятор 5 переключается в режим “передача” и радиоимпульс по второй шине вход/выход поступает на фазовый коммутатор 3, который назначает фазу передающего сигнала в соответствии с кодом, поступающим по первой шине управления, начиная с нулевой фазы и далее через 22,5° по всем 1-N электронным блокам управления ДП вначале в горизонтальной плоскости, а затем в вертикальной. После каждого передающего импульса фазовый коммутатор и ферритовый циркулятор переключается на “прием” и отраженный импульс от цели (в силу принципа обратимости) поступает на МШУ 6,затем суммируется с отраженными импульсами с других электронных блоков управления ДН 2-N, обрабатывается в приемнике 10 и поступает на ЖКИ 11, где высвечивается в виде яркостной отметки (одной или несколько). Следует заметить, что в ЖКИ 11 применена растровая развертка, т.е. нет режима сопровождения цели (целей), а только обнаружение с указанием дальности до цели и взаимной скорости сближения (удаления). Эти цифровые данные: угол места, угол азимута, дальность и скорость определяются микроконтроллером 9 или микроконтроллером, который находится в ЖКИ 11 (современные ЖКИ для удобства отображения информации выпускаются со встроенными МК).The radar operates as follows. The microcontroller 9 determines all the time relationships of the radar as a whole and its parts with each other. On the third control bus, a signal is supplied to start the second oscillator 8, which generates a trigger pulse of the common phase. According to this pulse, the first self-oscillator 4 is started, which generates the filling frequency of the starting pulse. At the same time, the ferrite circulator 5 switches to the “transfer” mode and the radio pulse on the second input / output bus goes to the phase switch 3, which assigns the phase of the transmitting signal in accordance with the code received on the first control bus, starting from the zero phase and then through 22.5 ° for all 1-N electronic control units DP first in the horizontal plane, and then in the vertical. After each transmitting pulse, the phase switch and the ferrite circulator switches to “reception” and the reflected pulse from the target (due to the principle of reversibility) is supplied to the LNA 6, then it is summed with reflected pulses from other electronic control units DN 2-N, processed in the receiver 10 and arrives on the LCD 11, where it is displayed in the form of a brightness mark (one or more). It should be noted that in the LCD 11 applied raster scan, i.e. There is no tracking mode for the target (s), but only detection indicating the distance to the target and the mutual speed of approach (removal). These digital data: elevation angle, azimuth angle, range and speed are determined by the microcontroller 9 or the microcontroller, which is located in the LCD 11 (modern LCD for the convenience of displaying information are available with built-in MK).

Антенная система состоит из двух подрешеток: одна в горизонтальной плоскости, другая - в вертикальной, излучатели выполнены в виде отрезков печатных проводников, размерами при λ=3 см.The antenna system consists of two sublattices: one in the horizontal plane, the other in the vertical, emitters are made in the form of segments of printed conductors, with dimensions at λ = 3 cm.

В данной заявке найден оптимальный вариант антенной системы с учетом имеющихся возможностей ее размещения и условий работы всей системы. Оптимизация состоит в приближении значений реализуемых характеристик к предельно допустимым, найденным для выбранных критериев оптимальности, такими как мах коэффициент усиления антенн в секторе сканирования и т.д.In this application, the optimal version of the antenna system was found taking into account the existing possibilities for its placement and the operating conditions of the entire system. Optimization consists in approximating the values of the implemented characteristics to the maximum permissible values found for the selected optimality criteria, such as max antenna gain in the scanning sector, etc.

На фиг.2 показано размещение электронных модулей управления диаграммой направленности в крыле (горизонтальная развертка) и в носу фюзеляжа (вертикальная развертка); собственно ядро радиолокатора (сумматор, второй автогенератор, микроконтроллер, приемник) выполнено в виде отдельного законченного конструктива и может быть расположено за приборной панелью или рядом, а ЖКИ непосредственно на приборной панели. Возможен вариант расположения электронных модулей управления диаграммой направленности в виде двух подрешеток только в носовой части фюзеляжа, т.к. габариты каждой подрешетки имеют площадь 20 × 40 и глубину 15 (все размеры даны в см) при λ=3 см. При применении других длин волн размеры могут быть естественно другие.Figure 2 shows the placement of electronic radiation pattern control modules in the wing (horizontal scan) and in the nose of the fuselage (vertical scan); the actual core of the radar (adder, second oscillator, microcontroller, receiver) is made in the form of a separate finished construct and can be located behind the dashboard or nearby, and the LCD directly on the dashboard. A possible arrangement of electronic radiation pattern control modules in the form of two sublattices is only in the nose of the fuselage, because the dimensions of each sublattice have an area of 20 × 40 and a depth of 15 (all dimensions are given in cm) at λ = 3 cm. When using other wavelengths, the sizes can naturally be different.

Примерные данные предлагаемого радиолокатора при дальности 12-15 км следующие: мощность в импульсе менее 100 Вт, τ имп = 100 мкс (перестройка во времени), Fповт = 10 кГц, ширина диаграммы направленности (ДН) каждого излучателя ≈45°, общая ДН не менее 5° по вертикали и горизонтали, число излучателей при этом в каждой подрешетке равно 9, сложение мощностей излучателей пространственное.The approximate data of the proposed radar at a range of 12-15 km are as follows: pulse power less than 100 W, τ imp = 100 μs (time tuning), Rep = 10 kHz, radiation pattern width (LH) of each emitter ≈45 °, total luminance not less than 5 ° vertically and horizontally, the number of emitters in this case in each sublattice is 9, the summation of the power of the emitters is spatial.

Построение конструктива по предложенному способу, т.е. совмещение по месту вибратора и электронного блока управления антенны (на МПЛ) позволяет рассосредоточить ФАР, что приводит к резкому снижению ГМХ при более чем приемлемых технических характеристиках.The construction of the construct according to the proposed method, i.e. the combination in place of the vibrator and the electronic control unit of the antenna (on the MPL) allows to disperse the headlamp, which leads to a sharp decrease in GMC with more than acceptable technical characteristics.

Данное построение радиолокатора может быть использовано и на более тяжелых машинах, например Бе-103 и даже на боевых, например на том же Су-25 с увеличением числа боевых функций.This construction of the radar can be used on heavier vehicles, such as the Be-103 and even combat, for example on the same Su-25 with an increase in the number of combat functions.

Claims (4)

1. Импульсный когерентный радиолокатор, содержащий фазированную антенную решетку (ФАР), приемник и индикатор, отличающийся тем, что он содержит N электронных блоков управления диаграммой направленности (ДН), число которых равно числу излучателей фазированной антенной решетки, причем каждый электронный блок управления содержит фазовый коммутатор, ферритовый циркулятор, первый автогенератор и малошумящий усилитель, кроме того, импульсный когерентный радиолокатор содержит сумматор, второй автогенератор и микроконтроллер, при этом каждый излучатель фазированной антенной решетки первой шиной входа/выхода соединен с фазовым коммутатором, который второй шиной входа/выхода соединен с ферритовым циркулятором, сигнальный вход которого соединен с выходом первого автогенератора, а выход ферритового циркулятора через малошумящий усилитель является выходом электронного блока управления ДН, выходы всех малошумящих усилителей соединены с входом сумматора, выход которого через приемник соединен с жидкокристаллическим дисплеем индикатора, который является выходом радиолокатора, микроконтроллер первой четырехразрядной шиной управления соединен с управляющими входами фазовых коммутаторов, третьей управляющей шиной - с управляющими входами ферритовых циркуляторов и второго автогенератора, четвертой управляющей шиной - с управляющими входами приемника и жидкокристаллического дисплея индикатора, выход второго автогенератора второй управляющей шиной соединен с первыми автогенераторами.1. A pulsed coherent radar containing a phased antenna array (PAR), a receiver and an indicator, characterized in that it contains N electronic radiation pattern control units (ND), the number of which is equal to the number of emitters of a phased antenna array, each electronic control unit containing a phase a switch, a ferrite circulator, a first oscillator and a low noise amplifier, in addition, a pulsed coherent radar contains an adder, a second oscillator and a microcontroller, each a phased array antenna emitter is connected by a first input / output bus to a phase switch, which is connected to a ferrite circulator by a second input / output bus, the signal input of which is connected to the output of the first oscillator, and the output of the ferrite circulator through the low-noise amplifier is the output of the DN electronic control unit, the outputs of all low-noise amplifiers are connected to the input of the adder, the output of which through the receiver is connected to the liquid crystal display of the indicator, which is the output of the radar a, the microcontroller with the first four-digit control bus is connected to the control inputs of the phase switches, the third control bus with the control inputs of the ferrite circulators and the second oscillator, the fourth control bus with the control inputs of the receiver and the liquid crystal display of the indicator, the output of the second oscillator with the second control bus is connected to the first oscillators . 2. Импульсный когерентный радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что излучатели ФАР, образующие ДН в горизонтальной плоскости, размещены в двух подрешетках в передней кромке крыла между нервюрами, причем плоскость каждого излучателя расположена параллельно плоскости крыла.2. The pulsed coherent radar according to claim 1, characterized in that the HEADLIGHTER emitters forming a beam in the horizontal plane are placed in two sublattices in the leading edge of the wing between the ribs, the plane of each radiator being parallel to the wing plane. 3. Импульсный когерентный радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что излучатели ФАР в вертикальной плоскости размещены в двух подрешетках носовой части фюзеляжа в две вертикальные линии между стрингерами, причем плоскость каждого излучателя расположена перпендикулярно плоскости крыла.3. The pulsed coherent radar according to claim 1, characterized in that the PAR emitters in a vertical plane are placed in two sublattices of the nose of the fuselage in two vertical lines between the stringers, the plane of each radiator being perpendicular to the wing plane. 4. Импульсный когерентный радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что яркостная отметка от цели по оси абсцисс от центра жидкокристаллического дисплея индикатора показывает азимутальный угол, а по оси ординат - угол места, причем дальность до цели, скорость сближения высвечивается цифрами над яркостной отметкой.4. The pulsed coherent radar according to claim 1, characterized in that the brightness mark from the target along the abscissa axis from the center of the liquid crystal display of the indicator shows the azimuthal angle, and along the ordinate axis the elevation angle, and the distance to the target, the approach speed is highlighted by numbers above the brightness mark .
RU2002114944/09A 2002-06-05 2002-06-05 Pulse type coherent radar RU2234714C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114944/09A RU2234714C2 (en) 2002-06-05 2002-06-05 Pulse type coherent radar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114944/09A RU2234714C2 (en) 2002-06-05 2002-06-05 Pulse type coherent radar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002114944A RU2002114944A (en) 2004-02-27
RU2234714C2 true RU2234714C2 (en) 2004-08-20

Family

ID=33412527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002114944/09A RU2234714C2 (en) 2002-06-05 2002-06-05 Pulse type coherent radar

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234714C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7928890B2 (en) * 2005-05-09 2011-04-19 Elta Systems Ltd. Phased array radar antenna having reduced search time and method for use thereof
RU2639374C1 (en) * 2016-11-15 2017-12-21 Николай Евгеньевич Староверов Long-range radar detection aircraft

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7928890B2 (en) * 2005-05-09 2011-04-19 Elta Systems Ltd. Phased array radar antenna having reduced search time and method for use thereof
RU2639374C1 (en) * 2016-11-15 2017-12-21 Николай Евгеньевич Староверов Long-range radar detection aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002114944A (en) 2004-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506775B2 (en) Mechanically assisted phased array for extended scan limits
US11668817B2 (en) Integrated digital active phased array antenna and wingtip collision avoidance system
US8248298B2 (en) Orthogonal linear transmit receive array radar
RU2115141C1 (en) Ground surveillance airport radar and radar installation
US4317119A (en) Stand alone collision avoidance system
KR20080024119A (en) Radar system for aircraft
US2449976A (en) Tridimensional obstacle detection system
CN108061892A (en) A kind of spaceborne full spatial domain anticollision warning system
RU2324951C2 (en) Ground/space radar system
US2502974A (en) Blind landing system
CN111562573B (en) Ultra-low altitude defense radar detection system and method
RU2344439C1 (en) Helicopter radar complex
CN107783128A (en) Fixed-wing unmanned plane multiple target CAS based on millimetre-wave radar
JP2020100394A (en) Proximity radar method and system for rotary wing aircraft
RU2234714C2 (en) Pulse type coherent radar
US2508400A (en) Frequency-modulated direction- and range-finding apparatus
RU2497145C1 (en) Multiband helicopter radar system
WO2021087706A1 (en) Radar system, movable platform and radar system control method
CN115079151A (en) Detection system and detection method based on Doppler radar
RU95860U1 (en) RADAR MODULE
Jędrzejewski et al. A concept of a multiband passive radar system for air traffic control on general aviation airfields
JPH09297174A (en) Multi-beam radar equipment
Fuller AVOID–Short Range High Definition Radar
Ganis Architectures and Algorithms for the Signal Processing of Advanced MIMO Radar Systems
Shejbal et al. Active antenna array concepts for precision approach radar

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070606