RU2280264C2 - Multifunctional radio-locator - Google Patents

Multifunctional radio-locator Download PDF

Info

Publication number
RU2280264C2
RU2280264C2 RU2004130524/09A RU2004130524A RU2280264C2 RU 2280264 C2 RU2280264 C2 RU 2280264C2 RU 2004130524/09 A RU2004130524/09 A RU 2004130524/09A RU 2004130524 A RU2004130524 A RU 2004130524A RU 2280264 C2 RU2280264 C2 RU 2280264C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
radio
low
output
phased
Prior art date
Application number
RU2004130524/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004130524A (en
Inventor
В чеслав Элизбарович Иванов (RU)
Вячеслав Элизбарович Иванов
Алексей Станиславович Букреев (RU)
Алексей Станиславович Букреев
Дмитрий Николаевич Дудин (RU)
Дмитрий Николаевич Дудин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью ООО НПО "УралАвиапроект"
Общество с ограниченной ответственностью ООО "НПП-ОРТИКС"
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 Общество с ограниченной ответственностью ООО НПО "УралАвиапроект", Общество с ограниченной ответственностью ООО "НПП-ОРТИКС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью ООО НПО "УралАвиапроект"
Priority to RU2004130524/09A priority Critical patent/RU2280264C2/en
Publication of RU2004130524A publication Critical patent/RU2004130524A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2280264C2 publication Critical patent/RU2280264C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, in particular, radiolocation, possible use for observing frontal hemisphere, measuring flight height of light maneuverable planes and helicopters, having minimal equipment, and also for preventing collisions with other aircrafts, high power communication lines, towers, pipes and the like.
SUBSTANCE: multifunctional radio-locator contains phased antenna array, supporting quartz generator, impulse power amplifier, antenna switch, low-noise amplifier, video detector, digital computing device and liquid-crystalline indicator, and also additionally includes second of the following: supporting quartz generator, impulse power amplifier, antenna switch, phased antenna array, low-noise amplifier and video detector.
EFFECT: increased flight safety of light motor aircraft due to radio locator, combining functions of both surveillance radio locator and height meter.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокации, и может быть использовано для обзора передней полусферы и измерения высоты полета легких маневренных самолетов и вертолетов, имеющих минимум приборного оборудования. Также может быть использовано для предупреждения столкновений с другими летательными аппаратами, высоковольтными линиями электропередач, вышками, трубами и т.д.The invention relates to radio engineering, in particular to radar, and can be used to view the front hemisphere and measure the flight altitude of light maneuverable aircraft and helicopters with a minimum of instrumentation. It can also be used to prevent collisions with other aircraft, high-voltage power lines, towers, pipes, etc.

Легкомоторная авиация (ЛА) - это вид авиации малого тоннажа (1-3 т) и пассажировместимости (4-12) человек, включая пилота. Этот вид авиации очень широко распространен в США, Канаде, Австралии и других странах, так, например, в США общее число легкомоторных самолетов достигает нескольких сот тысяч. В настоящее время легкомоторная авиация получает широкое распространение и в России, если ранее широко выпускался только один вид легкомоторного самолета (широкоизвестный Ан-2), то в настоящее время, почти все самолетостроительные фирмы выпускают легкомоторные самолеты, например Бе-103, Че-25 и др. Особенностью таких самолетов (включая зарубежные) является минимум приборного пилотажного оборудования: в основном это указатель скорости, приемник воздушного давления с датчиком угла атаки и скольжения, и высотомер, даже авиагоризонт ставится далеко не на всех типах, а радиолокатор не ставится нигде, по вполне понятным причинам, хотя необходимость и желательность его применения очевидна. С развитием микросхемотехники и микроволновой техники эта задача становится реальностью.Light motor aviation (LA) is a type of aviation of small tonnage (1-3 tons) and passenger capacity (4-12) of people, including the pilot. This type of aviation is very widespread in the USA, Canada, Australia and other countries, for example, in the USA, the total number of light-engine aircraft reaches several hundred thousand. At present, light-engine aviation is becoming widespread in Russia, if previously only one type of light-engine aircraft was widely produced (the well-known An-2), then at present, almost all aircraft manufacturing companies produce light-engine aircraft, for example, Be-103, Che-25 and etc. A feature of such aircraft (including foreign ones) is the minimum instrument flight equipment: this is mainly a speed indicator, an air pressure receiver with a sensor for angle of attack and slip, and an altimeter, even the horizon is set to it’s not on all types, and the radar is not put anywhere, for obvious reasons, although the need and desirability of its use is obvious. With the development of microcircuitry and microwave technology, this task becomes a reality.

Следует также отметить, что в ЛА обычно применяются барометрические указатели высоты полета, что вполне достаточно при полетах на равнинной местности, но не в холмистой, тем более в горной, особенно в условиях плохой видимости. Желательно иметь радиовысотомер, но это, конечно, увеличение веса: вместе с индикатором, антеннами (передающей и приемной) даже при современном уровне микроэлектроники это ≈4 кГ, что далеко не всегда приемлемо.It should also be noted that barometric flight altitude indicators are usually used in aircraft, which is quite enough when flying on flat terrain, but not in hilly, especially in mountainous, especially in conditions of poor visibility. It is desirable to have a radio altimeter, but this, of course, is an increase in weight: together with an indicator, antennas (transmitting and receiving), even at the current level of microelectronics, this is ≈4 kg, which is far from always acceptable.

Поэтому при наличии на борту радиолокатора напрашивается использовать синхронизирующую вычислительную и индикаторную часть обзорного радиолокатора для измерения и индикации высоты полета, антенная система радиовысотомера, конечно, будет отдельная. Это значительно уменьшит габаритно-массовые характеристики (ГМХ) радиовысотомера. Кроме того, себестоимость также значительно снизится.Therefore, if there is a radar on board, it begs to use the synchronizing computing and indicator part of the survey radar for measuring and indicating flight altitude, the antenna system of the radio altimeter, of course, will be separate. This will significantly reduce the overall mass characteristics (GMC) of the radio altimeter. In addition, the cost will also decrease significantly.

Известен самолетный радиолокатор обзора передней полусферы и земной поверхности, который устанавливаются почти на всех средне и дальнемагистральных самолетах гражданской авиации СССР, России и СНГ, см. «Развитие авиационной науки и техники в СССР», М.: Наука, 1980 г., стр.386, 391. Этот радиолокатор, а точнее радиолокационный визир (РЛВ) «Гроза» служит для определения местоположения самолета относительно контрастных в радиолокационном отношении ориентиров и выявления безопасных проходов в грозовых фронтах.There is a well-known aircraft radar for viewing the front hemisphere and the Earth’s surface, which are installed on almost all medium and long-range civil aircraft of the USSR, Russia and the CIS, see “Development of Aviation Science and Technology in the USSR”, Moscow: Nauka, 1980, p. 386, 391. This storm radar, or rather the “Thunderstorm” radar sight (RLV), serves to determine the location of the aircraft with respect to radar-contrasting landmarks and to identify safe passages in thunderstorm fronts.

При удачной конструкции и приемлемых тактико-технических характеристик этот РЛВ обладает также большими ГМХ и потребляемой мощностью, т.е. о применении его на самолетах легкомоторной авиации говорить не приходится.With a successful design and acceptable tactical and technical characteristics, this radar station also has large GMH and power consumption, i.e. there is no need to talk about its use on light-engine aircraft.

Известны спутниковые системы навигации, т.е. определение местонахождения самолета в данный конкретный момент, показывающие географическую широту и долготу, также воздушную обстановку в радиусе 10-15 км от данного самолета, см. «Портативные приемники» в Интернете Garvin.ru, авиационные приемники, GPS 12 Pilot+.Satellite navigation systems are known, i.e. determining the location of the aircraft at a given moment, showing the geographical latitude and longitude, as well as the air situation within a radius of 10-15 km from this aircraft, see "Portable receivers" on the Internet Garvin.ru, aviation receivers, GPS 12 Pilot +.

При крайне малых ГМХ эта система обладает следующими недостатками:With extremely small GMCs, this system has the following disadvantages:

- довольно дорогая, порядка нескольких тысяч долларов;- quite expensive, about a few thousand dollars;

- не показывает (не сигнализирует) об опасном сближении с другим самолетом.- does not show (does not signal) a dangerous approach to another plane.

В настоящее время в тяжелой и средней (по тоннажу) авиации широко используется международная «Система предупреждения столкновений TCAS», которой пользуется почти вся мировая авиация, для предупреждения столкновений в воздухе и с земной поверхностью. Эта система довольно дорога, имеет довольно большие ГМХ, требует наличия двух выступающих антенн, не показывает радиолокационный рельеф земной поверхности, например земля/вода, не показывает наличие грозовых фронтов, требует оборудования всех самолетов активными ответчиками.Currently, in heavy and medium (in terms of tonnage) aviation, the international “TCAS Collision Avoidance System”, which is used by almost all world aviation, is widely used to prevent collisions in the air and with the earth's surface. This system is quite expensive, has quite large GMCs, requires two protruding antennas, does not show the radar topography of the earth's surface, such as land / water, does not show the presence of lightning fronts, requires all aircraft to be equipped with active transponders.

Известен радар (радиолокатор) CRS для вертолета боевой поддержки Longbow (Хью Кобра), который обладает следующими техническими характеристиками:The well-known radar (radar) CRS for helicopter combat support Longbow (Hugh Cobra), which has the following technical characteristics:

- дальность действия 8 км;- range of 8 km;

- ультракороткий диапазон;- ultrashort range;

- обнаружение и сопровождение воздушных целей в передней полусфере;- detection and tracking of air targets in the front hemisphere;

- радиолокационная обстановка земной поверхности (земля/вода);- radar environment of the earth's surface (land / water);

- выдача информации на индикатор.- the issuance of information on the indicator.

Недостатки: большие ГМХ: длина 175 см, диаметр 17,8 см, масса 49 кг. Находится на внешней подвеске на пилоне, отсюда излишнее лобовое сопротивление, а также функциональная избыточность для ЛА.Disadvantages: large GMH: length 175 cm, diameter 17.8 cm, weight 49 kg. It is located on the external suspension on the pylon, hence the excessive drag, as well as functional redundancy for the aircraft.

Известен «Моноимпульсный когерентный радиолокатор», см. патент РФ №2234714, в котором при минимальных ГМХ получены высокие технические характеристики, но нет радиовысотомера, т.е. недостаточно функционален - ПРОТОТИП.The well-known "Monopulse coherent radar", see RF patent No. 2234714, in which, with minimal GMC, high technical characteristics are obtained, but there is no radio altimeter, i.e. insufficiently functional - PROTOTYPE.

Технической задачей изобретения является повышение безопасности полета легкомоторного самолета за счет:An object of the invention is to increase the flight safety of a light-engine aircraft due to:

- выдачи визуальной информации (отображение ее на экране индикатора) пилоту о воздушной и наземной радиолокационной обстановке в передней полусфере;- issuing visual information (displaying it on the indicator screen) to the pilot about the air and ground radar situation in the front hemisphere;

- выдача тревожной звуковой (речевой) и световой информации об опасном сближении с другим самолетом или высоким наземным препятствием (типа вышки, трубы, линии ЛЭП и др.);- the issuance of alarming sound (speech) and light information about a dangerous approach to another plane or a high ground obstacle (such as a tower, pipe, power line, etc.);

- выдача на экране индикатора визуальной информации о высоте полета над рельефом местности, что особенно важно в горных условиях.- issuing on-screen indicator of visual information on the flight altitude over the terrain, which is especially important in mountainous conditions.

Для решения поставленной задачи предлагается многофункциональный радиолокатор, содержащий фазированную антенную решетку, опорный кварцевый генератор, импульсный усилитель мощности, антенный переключатель, малошумящий усилитель, видеодетектор, цифровое вычислительное устройство и жидкокристаллический индикатор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены вторые опорный кварцевый генератор, импульсный усилитель мощности, антенный переключатель, фазированная антенная решетка, малошумящий усилитель и видеодетектор со следующими соединениями: выход цифрового вычислительного устройства через управляющие входы первого и второго усилителей мощности и через первый и второй антенные переключатели входом/выходом соединен с первой и второй фазированной антенной решеткой соответственно; выходы первого и второго антенного переключателя через первый и второй малошумящие усилители и видеодетектор соединены с цифровым вычислительном устройством, выход которого соединен с жидкокристаллическим индикатором, выход второго малошумящего усилителя и выход второго опорного кварцевого генератора дополнительно соединены с цифровым вычислительным устройством, первый и второй опорные кварцевые генераторы соединены с частотными входами первого и второго усилителей мощности соответственно; обе фазированные антенные решетки состоят из четырех диполей, расположенных ромбом, а точки возбуждения этих диполей соединены с выходами диаграммо-образующих схем антенных переключателей таким образом, что первый и второй диполи образуют линейку горизонтальной составляющей поляризации, а третий и четвертый - вертикальной; первая фазированная антенная решетка расположена в носовой части перпендикулярно продольной оси самолета, а вторая - под или за пассажирской кабиной параллельно горизонтальной плоскости самолета; жидкокристаллический индикатор имеет с края вертикальную ленточную шкалу, на которой высвечивается текущая высота полета, и сегментную шкалу, на которой высвечивается радиолокационная обстановка передней полусферы, причем сближение с самолетом или препятствием высвечивается яркостной отметкой цели красного цвета, а удаление - зеленого, также рядом или над яркостной отметкой высвечивается дальность до цели и скорость сближения или удаления.To solve this problem, a multifunctional radar is proposed, which contains a phased antenna array, a reference crystal oscillator, a pulsed power amplifier, an antenna switch, a low-noise amplifier, a video detector, a digital computing device and a liquid crystal indicator, characterized in that it also includes a second reference crystal oscillator, a pulse power amplifier, antenna switch, phased array, low noise amplifier and video detector with the following their connections: output of the digital computing device via the control inputs of the first and second power amplifiers through the first and second antenna switches input / output connected to the first and second phased array antenna, respectively; the outputs of the first and second antenna switches through the first and second low-noise amplifiers and a video detector are connected to a digital computing device, the output of which is connected to a liquid crystal indicator, the output of the second low-noise amplifier and the output of the second reference crystal oscillator are additionally connected to a digital computing device, the first and second reference crystal oscillators connected to the frequency inputs of the first and second power amplifiers, respectively; both phased antenna arrays consist of four dipoles located in a rhombus, and the excitation points of these dipoles are connected to the outputs of the diagram-forming circuits of the antenna switches in such a way that the first and second dipoles form a line of the horizontal polarization component, and the third and fourth vertical; the first phased antenna array is located in the bow perpendicular to the longitudinal axis of the aircraft, and the second under or behind the passenger cabin parallel to the horizontal plane of the aircraft; the liquid crystal indicator has a vertical ribbon on the edge, on which the current flight altitude is displayed, and a segment scale, on which the radar situation of the front hemisphere is displayed, and approaching the plane or obstacle is highlighted with a red target mark, and the green distance is also near or above The brightness mark indicates the distance to the target and the speed of approach or removal.

На фиг.1 показана структурная схема многофункционального радиолокатора, на фиг.2 - панель ЖКИ с отметками высоты и целей, на фиг.3 - схема расположения диполей фазированных антенных решеток, на которых изображены: 1 и 2 - опорные кварцевые генераторы (ОКГ) (первый и второй соответственно), 3 и 4 усилители мощности, 5 и 6 - первый и второй антенные переключатели (АП) с диаграммо-образующими схемами, 7 и 8 - первый и второй малошумящие усилители (МШУ), 9 и 10 - первый и второй видеодетекторы (ВД), 11 - цифровое вычислительное устройство (ЦВУ), 12 - жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), 13 и 14 - первая и вторая фазированные антенные решетки (ФАР).Figure 1 shows the structural diagram of a multifunctional radar, figure 2 - LCD panel with elevations and targets, figure 3 - arrangement of dipoles of phased antenna arrays, which depict: 1 and 2 - reference crystal oscillators (OKG) ( the first and second, respectively), 3 and 4 power amplifiers, 5 and 6 - the first and second antenna switches (AP) with diagram-forming circuits, 7 and 8 - the first and second low-noise amplifiers (LNA), 9 and 10 - the first and second video detectors (VD), 11 - digital computing device (CVU), 12 - liquid crystal sky indicator (LCD), 13 and 14 - the first and second phased antenna arrays (PAR).

Многофункциональный радиолокатор содержит фазированные антенные решетки 13 и 14, опорные кварцевые генераторы 1 и 2, импульсные усилители мощности 3 и 4, антенные переключатели 5 и 6, малошумящие усилители 7 и 8, видеодетекторы 9 и 10, цифровое вычислительное устройство 11, жидкокристаллический индикатор 12 со следующими соединениями: выход цифрового вычислительного устройства 11 через управляющие входы первого и второго усилителей мощности 3, 4 и через первый и второй антенные переключатели 5, 6 входом/выходом соединен с первой и второй фазированными антеннами решетками 13, 14 соответственно; выходы первого и второго антенных переключателей 5, 6 через первый и второй малошумящие усилители 7, 8 и видеодетекторы 9, 10 соединены с цифровым вычислительным устройством 11, выход которого соединен с жидкокристаллическим индикатором 12, выход второго малошумящего усилителя 8 и выход второго опорного кварцевого генератора 2 дополнительно соединены с цифровым вычислительным устройством 11, первый и второй опорные кварцевые генераторы 1, 2 соединены с частотными входами первого и второго усилителей мощности 3, 4 соответственно.The multifunctional radar contains phased array antennas 13 and 14, reference crystal oscillators 1 and 2, pulsed power amplifiers 3 and 4, antenna switches 5 and 6, low-noise amplifiers 7 and 8, video detectors 9 and 10, digital computing device 11, liquid crystal display 12 with the following connections: the output of the digital computing device 11 through the control inputs of the first and second power amplifiers 3, 4 and through the first and second antenna switches 5, 6 input / output connected to the first and second phased and the antenna array 13, 14, respectively; the outputs of the first and second antenna switches 5, 6 through the first and second low-noise amplifiers 7, 8 and video detectors 9, 10 are connected to a digital computing device 11, the output of which is connected to a liquid crystal indicator 12, the output of the second low-noise amplifier 8 and the output of the second reference crystal oscillator 2 additionally connected to a digital computing device 11, the first and second reference crystal oscillators 1, 2 are connected to the frequency inputs of the first and second power amplifiers 3, 4, respectively.

Указанные узлы и блоки многофункционального радиолокатора могут быть выполнены на следующих ЭРЭ и ИМС: ОКГ - по схеме, см. «Полупроводниковая схемотехника» У.Титце и К.Шенк, М.: Мир, 1982, стр.300-301; импульсные усилители мощности по схеме, см. «Радиоприемные устройства» под ред. Н.Н.Фомина, М, Р и С, 1996 г, стр.84; АП - см. «Антенны и устройства СВЧ» под ред. Д.И.Воскресенского, М.: Р и С, 1994, стр.329-333; ферритовые циркуляры 6 по схеме, см. «Антенны и устройства СВЧ» под ред. Д.И.Воскресенского, М.: Р и С, 1994, стр.329-333; МШУ - см. «Микроэлектронные устройства СВЧ» под ред. Г.Н.Веселова, М.: Высшая школа, 1988, стр. 173, 201; ВД - см. «Радиоприемные устройства» под ред. Н.Н.Фомина, М.: Р и С, 1996 г., стр.314; ЦВУ - это, например, микропроцессор фирмы Jntel 80C 188 ЕС-16, см. Каталог «Сектор электронных компонентов. Россия-99», М.: ДОДЕКА, 1999, стр.487; ЖКИ - фирмы POWERTYPPG-12864A 128×64 точки с подсветкой, см. Aktiv-Matrix-LCD's LDE052T-12 320×40 5,1 N 46029, TECHNISCHER KATALOG 96/97г., фирмы Setron, стр. 466 38032, Brauschweig, Germany; фазированные антенные решетки, см. патент РФ №2234714, усилители мощности 3 и 4, см. Справочник по радиолокации, т.4, под ред. М. Скольника, М.: Сов. Радио, 1978, стр.178.The indicated nodes and blocks of the multifunctional radar can be performed on the following ERE and IC: OKG according to the scheme, see "Semiconductor circuitry" U. Titze and K. Schenk, M .: Mir, 1982, pp. 300-301; pulsed power amplifiers according to the scheme, see "Radio receivers", ed. N.N. Fomina, M, P and S, 1996, p. 84; AP - see "Antennas and Microwave Devices", ed. D.I. Voskresensky, M .: R and S, 1994, p. 293-333; ferrite circulars 6 according to the scheme, see "Antennas and microwave devices", ed. D.I. Voskresensky, M .: R and S, 1994, p. 293-333; LNA - see "Microelectronic Microwave Devices", ed. G.N. Veselova, Moscow: Higher School, 1988, p. 173, 201; VD - see "Radio receivers", ed. N.N. Fomina, M .: R and S, 1996, p. 314; A TsVU is, for example, a microprocessor manufactured by Jntel 80C 188 EC-16, see the catalog “Sector of electronic components. Russia-99 ”, Moscow: DODEKA, 1999, p. 487; LCD - firms POWERTYPPG-12864A 128 × 64 dots 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 ; phased antenna arrays, see RF patent No. 2234714, power amplifiers 3 and 4, see the Guide to radar, t.4, ed. M. Skolnik, Moscow: Sov. Radio 1978, p. 178.

Многофункциональный радиолокатор работает следующим образом. ЦВУ 11 определяет все временные соотношения радиолокатора в целом и его частот между собой. Подается сигнал на управляющие входы импульсных усилителей мощности 3 и 4, по которому на их выходах образуются радиоимпульсы с частотами заполнения f1 и f2 соответственно, которые через АП1 и АП2 поступают на первую 13 и вторую 14 антенны, где через диполи излучаются в пространство. Первая антенна 13 вместе с АП5, МШУ7, ВД9, ОКГ1 и импульсным усилителем мощности 3 образует тракт радиовысотомера, а вторая антенна 14 с АП5, МШУ 8, ВД 10 и импульсным усилителем мощности 4 образует дальномерный тракт. После излучения радиоимпульса в каждом тракте по сигналу ЦВУ 11 антенные переключатели 5 и 6 переключаются на прием. Отраженные радиоимпульсы от земной поверхности и от цели, например, встречного самолета принимаются антеннами 13 и 14 соответственно и через АП5 и АП поступают на МШУ 7 и МШУ 8 также соответственно, где усиливаются, затем детектируются на ВД 9 и ВД 10 и поступают на ЦВУ 11, где по известной формуле L=v·t/2 определяется расстояние до земной поверхности (высота) и до цели, а по эффекту Доплера определяется скорость сближения (в дальномерном тракте).Multifunctional radar operates as follows. TsVU 11 determines all the temporal relationships of the radar as a whole and its frequencies among themselves. A signal is supplied to the control inputs of pulsed power amplifiers 3 and 4, through which radio pulses with filling frequencies f 1 and f 2, respectively, are generated at their outputs, which through AP1 and AP2 go to the first 13 and second 14 antennas, where they are emitted through dipoles into space. The first antenna 13 together with AP5, LNA 7, VD9, OKG1 and a pulse power amplifier 3 forms a path of a radio altimeter, and the second antenna 14 with APS5, LNA 8, VD 10 and a pulse power amplifier 4 forms a range-measuring path. After the emission of a radio pulse in each path, the antenna switches 5 and 6 are switched to reception by the signal of the CVU 11. Reflected radio pulses from the earth's surface and from the target, for example, an oncoming plane, are received by antennas 13 and 14, respectively, and through AP5 and AP they arrive at LNA 7 and LNA 8, respectively, where they are amplified, then detected at VD 9 and VD 10 and fed to CVI 11 , where according to the well-known formula L = v · t / 2, the distance to the earth's surface (height) and to the target is determined, and the approach speed (in the rangefinder path) is determined by the Doppler effect.

L - расстояние до земной поверхности (высота) и до цели в км;L is the distance to the earth's surface (height) and to the target in km;

V - скорость распространения радиоволн ≈300000 км/сек;V is the propagation velocity of radio waves ≈300000 km / s;

t - время между излучаемым и отраженным радиоимпульсами, в сек.t is the time between the emitted and reflected radio pulses, in sec.

Обработанные импульсы поступают на ЖКИ 12, где высвечивается индикация: радиовысота в виде вертикального столбца с цифровой индикацией, а дальность до цели в виде яркостной отметки с указанием скорости сближения.The processed pulses are fed to the LCD 12, where the indication is displayed: the radio height in the form of a vertical column with digital indication, and the distance to the target in the form of a brightness mark indicating the approach speed.

Данное построение радиолокатора и его конструктив позволяют минимизировать электронную схему и в небольших габаритах вычислительной части и индикатора, совместить измерение высоты и дальности. Фазированные антенные решетки 13 и 14 имеют каждая четыре дипольных излучателя, сами решетки имеют габариты 25×25×10 см, весом до 1 кг, что достаточно мало. При этом технические характеристики по результатам испытаний следующие.This construction of the radar and its construct allows to minimize the electronic circuit and in the small dimensions of the computing part and indicator, combine the measurement of height and range. The phased antenna arrays 13 and 14 each have four dipole emitters, the arrays themselves have dimensions 25 × 25 × 10 cm, weighing up to 1 kg, which is quite small. Moreover, the technical characteristics according to the test results are as follows.

Примерные данные предлагаемого радиолокатора следующие (при частоте излучения непосредственно радиолокатора 1,2-1,3 ГГц, радиовысотомера 4,2 ГГц): общий вес радиолокатора вместе с обеими антеннами не более 3 кг, дальность действия радиолокатора 12-15 км, определение высоты (Н) 50-500 м с погрешностью 0,01 Н, мощность в импульсе менее 100 Вт, τ имп = 100 мкс (с перестройкой по времени), частота повторения 10 кГц, ширина ДН 20°, общая ДН игольчатая не менее 5° по вертикали и горизонтали, число излучателей в каждой антенне (при приведенных данных) равно 4, сложение мощностей излучателей - пространственное.The approximate data of the proposed radar are as follows (with a direct radar frequency of 1.2-1.3 GHz, 4.2 GHz radio altimeter): the total weight of the radar together with both antennas is no more than 3 kg, the range of the radar is 12-15 km, the height determination ( N) 50-500 m with an accuracy of 0.01 N, pulse power less than 100 W, τ imp = 100 μs (time-dependent), repetition frequency 10 kHz, beam width 20 °, total needle-shaped beam no less than 5 ° vertical and horizontal, the number of emitters in each antenna (with the given data) is 4, addition m generality emitters - spatial.

Вес современных радиовысотомеров типа А-052, А-053 вместе с антеннами и индикатором составляет 3-4 кГ, что для ЛА великовато.The weight of modern radio altimeters such as A-052, A-053, together with antennas and an indicator, is 3-4 kg, which is too big for an aircraft.

Построение же конструктива по предложенному способу, т.е. совмещение определения высоты и дальности с одним блоком управления, вычисления и индикации приводит к значительному снижению ГМХ при вполне удовлетворительных технических характеристиках. Данный конструктив радиолокатора позволяет оснастить ими большинство самолетов малой авиации, что значительно повысит безопасность полетов. Предлагаемый радиолокатор позволяет дополнительно отслеживать радиорельеф местности (суша/вода) и обнаруживать грозовые фронты, что еще более увеличивает комфортность управления.The construction of the construct according to the proposed method, i.e. the combination of determining the altitude and range with one control unit, calculation and indication leads to a significant reduction in GMC with quite satisfactory technical characteristics. This radar construct allows you to equip them with most small aircraft, which will significantly increase flight safety. The proposed radar allows you to additionally monitor the terrain (land / water) and detect lightning fronts, which further increases the comfort of control.

Claims (4)

1. Многофункциональный радиолокатор, содержащий фазированную антенную решетку, опорный кварцевый генератор, импульсный усилитель мощности, антенный переключатель, малошумящий усилитель, видеодетектор, цифровое вычислительное устройство и жидкокристаллический индикатор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены вторые: опорный кварцевый генератор, импульсный усилитель мощности, антенный переключатель, фазированная антенная решетка, малошумящий усилитель и видеодетектор со следующими соединениями: выход цифрового вычислительного устройства через управляющие входы первого и второго усилителей мощности и через первый и второй антенные переключатели входом/выходом соединен с первой и второй фазированной антенной решеткой соответственно, выходы первого и второго антенного переключателя через первый и второй малошумящие усилители и видеодетектор соединены с цифровым вычислительным устройством, выход которого соединен с жидкокристаллическим индикатором, выход второго малошумящего усилителя и выход второго опорного кварцевого генератора дополнительно соединены с цифровым вычислительным устройством, первый и второй опорные кварцевые генераторы соединены с частотными входами первого и второго усилителей мощности соответственно.1. A multifunctional radar comprising a phased array, a reference crystal oscillator, a pulsed power amplifier, an antenna switch, a low noise amplifier, a video detector, a digital computing device and a liquid crystal indicator, characterized in that the second ones are additionally introduced into it: a reference crystal oscillator, a pulse power amplifier , antenna switch, phased array, low-noise amplifier and video detector with the following connections: digital output device through the control inputs of the first and second power amplifiers and through the first and second antenna switches, the input / output is connected to the first and second phased antenna array, respectively, the outputs of the first and second antenna switch through the first and second low-noise amplifiers and a video detector are connected to a digital computing device, the output of which is connected to a liquid crystal indicator, the output of the second low-noise amplifier and the output of the second reference crystal oscillator additionally with connected to a digital computing device, the first and second reference crystal oscillators are connected to the frequency inputs of the first and second power amplifiers, respectively. 2. Многофункциональный радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что обе фазированные антенные решетки состоят из четырех диполей, расположенных ромбом, а точки возбуждения этих диполей соединены с выходами диаграммообразующих схем антенных переключателей таким образом, что первый и второй диполи образуют линейку горизонтальной составляющей поляризации, а третий и четвертый - вертикальной.2. The multifunctional radar according to claim 1, characterized in that both phased antenna arrays consist of four dipoles located in a rhombus, and the excitation points of these dipoles are connected to the outputs of the diagram-forming circuits of the antenna switches so that the first and second dipoles form a line of the horizontal polarization component and the third and fourth are vertical. 3. Многофункциональный радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что первая фазированная антенная решетка расположена в носовой части перпендикулярно продольной оси самолета, а вторая - под или за пассажирской кабиной параллельно горизонтальной плоскости самолета.3. The multifunctional radar according to claim 1, characterized in that the first phased antenna array is located in the bow perpendicular to the longitudinal axis of the aircraft, and the second under or behind the passenger cabin parallel to the horizontal plane of the aircraft. 4. Многофункциональный радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что жидкокристаллический индикатор имеет с краю вертикальную ленточную шкалу, на которой высвечивается текущая высота полета, и сегментную шкалу по центру, на которой высвечивается радиолокационная обстановка передней полусферы, причем сближение с самолетом или препятствием высвечивается яркостной отметкой цели красного цвета, а удаление - зеленого, также рядом или над яркостной отметкой высвечивается дальность до цели и скорость сближения или удаления.4. The multifunctional radar according to claim 1, characterized in that the liquid crystal indicator has a vertical ribbon scale on the edge, on which the current flight altitude is displayed, and a segmented scale in the center, on which the radar situation of the front hemisphere is displayed, and the approach to the plane or obstacle is highlighted the target’s brightness mark is red and the distance is green, the distance to the target and the speed of approach or removal are also displayed next to or above the brightness mark.
RU2004130524/09A 2004-10-18 2004-10-18 Multifunctional radio-locator RU2280264C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130524/09A RU2280264C2 (en) 2004-10-18 2004-10-18 Multifunctional radio-locator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130524/09A RU2280264C2 (en) 2004-10-18 2004-10-18 Multifunctional radio-locator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004130524A RU2004130524A (en) 2006-03-20
RU2280264C2 true RU2280264C2 (en) 2006-07-20

Family

ID=36117076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004130524/09A RU2280264C2 (en) 2004-10-18 2004-10-18 Multifunctional radio-locator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2280264C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2527196C2 (en) * 2012-06-20 2014-08-27 Николай Евгеньевич Староверов Obstacle sensor (versions)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2527196C2 (en) * 2012-06-20 2014-08-27 Николай Евгеньевич Староверов Obstacle sensor (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004130524A (en) 2006-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7859449B1 (en) System and method for a terrain database and/or position validation
US4828382A (en) Passive radio altimeter
US5867119A (en) Precision height measuring device
EP2485063B1 (en) Passive bird-strike avoidance systems and methods
WO2002010680A2 (en) Method and system for high precision altitude measurement over hostile terrain
US8791859B2 (en) High precision radio frequency direction finding system
AU2021200307A1 (en) Aircraft acoustic position and orientation detection method and apparatus
Zohuri et al. Fundaments of Radar
US4130360A (en) Laser altimeter/profilometer apparatus
RU2280264C2 (en) Multifunctional radio-locator
RU45835U1 (en) ON-BOARD RADAR STATION AND ITS CONSTRUCTIONS
KR100879799B1 (en) A landing guide system for a aircraft using a gps receiver
CN112455503A (en) Train positioning method and device based on radar
US6664917B2 (en) Synthetic aperture, interferometric, down-looking, imaging, radar system
US3213451A (en) Airborne contour-sensing radar
RU2258244C2 (en) Radar for light-weight engine airplane
Walker et al. Airborne radar sounding of the Greenland ice cap: flight 1
RU2613342C1 (en) Compact navigation system of atmosphere radiosonde observation
KR101007396B1 (en) Apparatus and method for senseing situational of base station airplane
EP0301126A1 (en) Microwave rendezvous system for aerial refueling
Skrypnik et al. Multiposition (multilateration) surveillance systems
Krasuski et al. The numerical simulation of the atmosphere delays impact on radar measurement in aviation
RU2042129C1 (en) Ionospheric sounder
RU2249830C2 (en) Method of measuring relative flight altitude of "air-surface" class rockets
Aminev et al. Study of ability to use ultrasonic range finders for constructing systems of aircraft landing

Legal Events

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

Effective date: 20081019