RU2522910C2

RU2522910C2 - Automatic navigation radar with longer non-supervised self-contained operating period

Info

Publication number: RU2522910C2
Application number: RU2012147262/07A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Бурка; Александр Владимирович Яковлев; Александр Иванович Дьяков; Михаил Олегович Деремян; Владимир Васильевич Славянинов; Дмитрий Александрович Макаренко; Алексей Владимирович Тутов; Сергей Павлович Чигвинцев
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-07-20
Also published as: RU2012147262A

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: automatic navigation surveillance radar consists of an antenna unit, a communication and synchronisation unit, a transmitting module, a receiving module, a reflected signal processing means, a control panel, a video monitor, an automatic device for turning on backup power, a tolerance and parametric control system and a switch. The receiving module, transmitting module and communication and synchronisation unit are combined into a single transceiver; the reflected signal processing means is a device for processing, selecting a target and generating motion parameters, which consists of an analogue input module and a radar processor, wherein the radar processor and the transceiver are connected through the switch by an Ethernet link to a computer which stores and processes electronic map information and information received from the receiver of an automated information system, which integrates said information with a radar image and outputs to the video monitor, wherein the computer is configured to receive, from external video surveillance devices via an Ethernet link through the switch, a video image and display said image on the video monitor on the free area of the screen without overlapping the radar image, wherein the transceiver, the radar processor, the computer and the automatic device for turning on backup power are connected to each other by a CAN bus, which enables to transmit tolerance and parametric control information.

EFFECT: safe navigation in very difficult navigation conditions with automatic solving of navigation tasks.

5 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, преимущественно к судовым радиолокационным станциям, и может быть использовано для применения на судах различного тоннажа для обеспечения безопасности плавания в особо сложных навигационных условиях с автоматическим решением навигационных задач. Кроме того, изобретение может быть использовано также для установки на нефтяных платформах для освещения окружающей надводной обстановки без участия оператора или с минимальным участием оператора, с системой допускового и параметрического контроля, обеспечивающей непрерывные измерения технического состояния элементов, прогнозирования их дальнейшего износа и выдачу рекомендаций персоналу по срокам замены модулей на весь срок эксплуатации.The invention relates to the field of radar, mainly to ship radar stations, and can be used for use on ships of various tonnage to ensure the safety of navigation in particularly difficult navigation conditions with automatic solution of navigation problems. In addition, the invention can also be used for installation on oil platforms to illuminate the surrounding surface of the water without the participation of the operator or with the minimum participation of the operator, with a tolerance and parametric control system that provides continuous measurements of the technical condition of the elements, predicts their further wear and gives recommendations to staff on terms of replacement of modules for the entire period of operation.

Известны различные конструкции радиолокационных станций. Например, известна радиолокационная станция (РЛС) по патенту РФ №2308737, МПК G01S 13/42 на изобретение. РЛС содержит антенну, формирователь излучаемых сигналов, управляемый усилитель мощности, приемное устройство, устройство первичной обработки и устройство вторичной обработки, управления и отображения, входное устройство защиты и усиления, блок управления режимами работы передающего устройства, контроллер каналов связи и управления и контроллер привода антенны. Антенна кинематически связана через вращающийся соединитель с приводом антенны. Сигнальный выход управляемого усилителя мощности и сигнальный вход входного устройства защиты и усиления связаны с антенной через первый циркулятор. Приемное устройство содержит последовательно соединенные блок усиления на сверхвысокой частоте (СВЧ) и двукратного преобразования на промежуточную частоту (блок СВЧ), предварительный усилитель промежуточной частоты (УПЧ), основной УПЧ и блок формирования сигналов управления приемным устройством. Выход входного устройства защиты и усиления соединен с сигнальным входом приемного устройства. Устройство первичной обработки содержит блок синхронизации и сопряжения, радарный процессор канала индикатора кругового обзора (ИКО) и радарный процессор каналов индикатора точных координат (ИТК) и экстрактора целей (ЭЦ). Кроме того, устройство первичной обработки содержит цифровое приемное устройство и устройство формирования и обработки сложных сигналов. Информационные выходы и управляющие входы радарных процессоров соединены через контроллеры локальной вычислительной сети (ЛВС) Ethernet с устройством вторичной обработки, управления и отображения. Сигнальный вход цифрового приемного устройства соединен с выходом сигналов промежуточной частоты основного УПЧ. Информационный выход устройства формирования и обработки сложных сигналов соединен посредством магистрали ввода радиолокационных данных с входами цифровых интерфейсов радарных процессоров канала ИКО и каналов ИТК и ЭЦ. Выходы устройства формирования и обработки сложных сигналов через блок синхронизации и сопряжения соединены с соответствующими управляющими входами основного УПЧ. Выход бланкирования СВЧ каскадов устройства формирования и обработки сложных сигналов через блок синхронизации и сопряжения соединен с соответствующим управляющим входом блока формирования сигналов управления приемным устройством. Управляющий вход блока СВЧ через блок формирования сигналов управления приемным устройством соединен с соответствующим выходом дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления. Выходы и вход контроллера каналов связи и управления соединены с соответствующими управляющими входами и контрольным выходом основного УПЧ. Формирователь излучаемых сигналов содержит четыре задающих генератора, три блока преобразования частоты (БИЧ), усилительно-умножительный каскад, двухканальный умножитель частоты, блок амплитудной модуляции и фазовой манипуляции (блок АМ-ФМ) и блок контроля формирователя. При этом выход первого задающего генератора через усилительно-умножительный каскад соединен с первым входом первого БПЧ. Второй вход БПЧ соединен с выходом второго задающего генератора. Первый выход первого БПЧ соединен с входом первого канала двухканального умножителя частоты. На выходе умножителя частоты формируется сигнал первой гетеродинной частоты, поступающий на первый гетеродинный вход блока СВЧ. На второй гетеродинный вход блока СВЧ подается сигнал второй гетеродинной частоты с первого выхода четвертого задающего генератора. Второй выход первого БПЧ соединен с первым входом второго БПЧ. Второй вход второго БПЧ подключен к первому выходу третьего задающего генератора, а выход соединен с входом второго канала двухканального умножителя частоты. Выход умножителя частоты соединен с сигнальным входом блока АМ-ФМ. Входы третьего БПЧ соединены со вторыми выходами третьего и четвертого задающих генераторов. Выход опорной частоты третьего БПЧ соединен с опорным входом цифрового приемного устройства. Управляющие входы блока АМ-ФМ, на которые поступают сигналы внутриимпульсной фазовой манипуляции, соединены через блок синхронизации и сопряжения с соответствующими выходами устройства формирования и обработки сложных сигналов. Выход импульсов бланкирования устройства формирования и обработки сложных сигналов через блок синхронизации и сопряжения и блок контроля формирователя соединен с управляющим входом третьего задающего генератора. Выходы блока синхронизации и сопряжения соединены с соответствующими коммутационными входами установки несущей частоты первого и второго задающих генераторов и с соответствующими входами блока контроля формирователя. Выход сигнала исправности блока контроля формирователя соединен с соответствующим входом дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления. Управляемый усилитель мощности содержит предварительный усилитель. Вход предварительного усилителя соединен с сигнальным выходом блока АМ-ФМ. Выход предварительного усилителя через диодный переключатель соединен с входом первого оконечного усилителя и с входом второго оконечного усилителя. Выходы сигналов исправности блока обработки сигналов через блок управления режимами передающего устройства соединены с соответствующими входами дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления. Выход первого оконечного усилителя подключен к первому входу волноводного переключателя усилителя мощности. Второй вход усилителя мощности через циркулятор усилителя мощности соединен с выходом второго оконечного усилителя. Управляющий вход усилителя мощности соединен с соответствующим выходом блока коммутации и контроля. Выход усилителя мощности соединен через направленный ответвитель с детекторной секцией с входом ферритового переключателя. Выход ферритового переключателя образует сигнальный выход управляемого усилителя мощности, а управляющий вход подключен к выходу блока коммутации и контроля. Первый вход синхронизатора соединен с выходом сигнала включения синхронизатора блока коммутации и контроля. Второй вход синхронизатора через блок синхронизации и сопряжения соединен с выходом устройства формирования и обработки сложных сигналов. Первый выход синхронизатора соединен через блок контроля формирователя с управляющим входом амплитудной модуляции блока АМ-ФМ формирователя излучаемых сигналов. К выходам со второго по четвертый синхронизатора подключены входы синхронизации предварительного усилителя, первого оконечного усилителя и импульсного модулятора. Входы блока коммутации и контроля, а также выходы контрольных сигналов готовности и состояния через блок управления режимами работы передающего устройства соединены с соответствующими выходами и входами дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления. Интерфейсные входы-выходы контроллера каналов связи и управления соединены посредством последовательных каналов RS-422 с устройством вторичной обработки, управления и отображения, с устройством формирования и обработки сложных сигналов, с радарными процессорами канала ИКО и каналов ИТК и ЭЦ, с блоком синхронизации и сопряжения и с контроллером привода антенны. Информационный вход и выход контроллера привода антенны соединены с соответствующими выходом и входами привода антенны. Интерфейсный вход-выход сигналов управления и контроля соединен посредством последовательного канала RS-422 с устройством вторичной обработки, управления и отображения.Various designs of radar stations are known. For example, a known radar station (radar) according to the patent of the Russian Federation No. 2308737, IPC G01S 13/42 for the invention. The radar contains an antenna, a shaper of emitted signals, a controlled power amplifier, a receiving device, a primary processing device and a secondary processing, control and display device, an input protection and amplification device, a control unit for the operating modes of the transmitting device, a communication and control channel controller and an antenna drive controller. The antenna is kinematically connected through a rotating connector to the antenna drive. The signal output of the controlled power amplifier and the signal input of the input protection and amplification devices are connected to the antenna through the first circulator. The receiving device contains a series-connected amplification block at an ultra-high frequency (microwave) and double conversion to an intermediate frequency (microwave block), an intermediate frequency pre-amplifier (UHF), a main UHF, and a receiver control signal generation unit. The output of the input protection and amplification device is connected to the signal input of the receiving device. The primary processing device comprises a synchronization and conjugation unit, a radar processor of the channel of the circular viewing indicator (PPI) and a radar processor of the channels of the indicator of exact coordinates (TEC) and the target extractor (EC). In addition, the primary processing device includes a digital receiving device and a device for generating and processing complex signals. The information outputs and control inputs of the radar processors are connected via Ethernet local area network controllers to the secondary processing, control and display device. The signal input of the digital receiving device is connected to the output of the intermediate frequency signals of the main amplifier. The information output of the device for generating and processing complex signals is connected via the input line of radar data to the inputs of the digital interfaces of the radar processors of the IKO channel and the ITK and EC channels. The outputs of the device for generating and processing complex signals through a synchronization and pairing unit are connected to the corresponding control inputs of the main amplifier. The blanking output of the microwave stages of the device for generating and processing complex signals through the synchronization and pairing unit is connected to the corresponding control input of the signal generating unit for controlling the receiving device. The control input of the microwave unit through the unit for generating control signals of the receiving device is connected to the corresponding output of discrete signals of the controller of the communication and control channels. The outputs and input of the controller of the communication and control channels are connected to the corresponding control inputs and the control output of the main amplifier. The transmitter of the emitted signals contains four master generators, three frequency conversion units (IFIs), an amplification multiplier stage, a two-channel frequency multiplier, an amplitude modulation and phase-shift keying unit (AM-FM unit) and a driver control unit. In this case, the output of the first master oscillator is connected through the amplifying-multiplying cascade to the first input of the first BPC. The second input of the BPC is connected to the output of the second master oscillator. The first output of the first BPC is connected to the input of the first channel of the two-channel frequency multiplier. At the output of the frequency multiplier, a signal of the first heterodyne frequency is generated, which is fed to the first heterodyne input of the microwave unit. A second heterodyne frequency signal from the first output of the fourth master oscillator is fed to the second heterodyne input of the microwave unit. The second output of the first BPC is connected to the first input of the second BPC. The second input of the second BPC is connected to the first output of the third master oscillator, and the output is connected to the input of the second channel of the two-channel frequency multiplier. The output of the frequency multiplier is connected to the signal input of the AM-FM block. The inputs of the third LPC are connected to the second outputs of the third and fourth master oscillators. The reference frequency output of the third BPC is connected to the reference input of a digital receiving device. The control inputs of the AM-FM block, to which the signals of intrapulse phase shift keying are supplied, are connected through the synchronization and pairing block to the corresponding outputs of the device for generating and processing complex signals. The output of the blanking pulses of the device for generating and processing complex signals through the synchronization and pairing unit and the control unit of the shaper is connected to the control input of the third master oscillator. The outputs of the synchronization and conjugation unit are connected to the corresponding switching inputs of the carrier frequency installation of the first and second master generators and to the corresponding inputs of the driver control unit. The output of the health signal of the control unit of the shaper is connected to the corresponding input of discrete signals of the controller of the communication and control channels. The controlled power amplifier contains a preamplifier. The input of the pre-amplifier is connected to the signal output of the AM-FM unit. The output of the pre-amplifier through a diode switch is connected to the input of the first terminal amplifier and to the input of the second terminal amplifier. The outputs of the health signals of the signal processing unit through the control unit of the modes of the transmitting device are connected to the corresponding inputs of discrete signals of the controller of communication channels and control. The output of the first terminal amplifier is connected to the first input of the waveguide switch of the power amplifier. The second input of the power amplifier through the circulator of the power amplifier is connected to the output of the second terminal amplifier. The control input of the power amplifier is connected to the corresponding output of the switching and control unit. The output of the power amplifier is connected through a directional coupler to the detector section with the input of the ferrite switch. The output of the ferrite switch forms the signal output of the controlled power amplifier, and the control input is connected to the output of the switching and control unit. The first input of the synchronizer is connected to the output of the enable signal of the synchronizer of the switching and control unit. The second input of the synchronizer through the synchronization and pairing unit is connected to the output of the device for generating and processing complex signals. The first output of the synchronizer is connected through the control unit of the shaper to the control input of the amplitude modulation block AM-FM of the shaper of the emitted signals. The outputs from the second to fourth synchronizer connected to the synchronization inputs of the pre-amplifier, the first terminal amplifier and a pulse modulator. The inputs of the switching and control unit, as well as the outputs of the control signals of readiness and status through the control unit of the operating modes of the transmitting device, are connected to the corresponding outputs and inputs of the discrete signals of the controller of the communication and control channels. The interface inputs and outputs of the controller of communication and control channels are connected via RS-422 serial channels to a secondary processing, control, and display device, to a complex signal generation and processing device, to radar processors of the IKO channel, and to the ITK and EC channels, to the synchronization and pairing unit, and with an antenna drive controller. The information input and output of the antenna drive controller are connected to the corresponding output and inputs of the antenna drive. The interface input-output of the control and monitoring signals is connected via the RS-422 serial channel to the secondary processing, control, and display device.

Работает РЛС следующим образом. После включения питания и окончания тестовой проверки вычислительной системы РЛС оператор, используя органы управления выносного терминала, обеспечивает функционирование РЛС либо в режимах работы основного канала приема-передачи РЛС, либо в режиме работы резервного канала приема-передачи РЛС, либо в режиме функционального контроля. Режимы работы основного канала приема-передачи различаются по типу формируемого зондирующего сигнала: импульсного (ИМП), импульсного с внутриимпульсной фазовой манипуляцией (ИФМ) и квазинепрерывного сигнала с амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (КНС). В каждом из выбранных режимов работы оператор задает шкалу дальности и режим установки несущей частоты. Кроме этого, оператор задает режим работы привода антенны (тип движения, положение визира, сканирования, скорость и т.п.). Работу с электронной панелью управления обеспечивает трекбол. Выходные сигналы трекбола поступают в контроллер последовательных каналов, а из контроллера через блок преобразователей интерфейсов по каналу RS-422 передаются в УУОС, в порт RS-232 видеопроцессора. Далее сигналы управления устройствами основного (или резервного) приемопередающего канала с выхода второго порта RS-232 видеопроцессора через блок преобразователей интерфейсов поступают в магистраль последовательного канала RS-422 и передаются по ней в контроллер каналов связи и управления. Управляющий процессор формирует сигналы управления приводом антенны, которые через блок преобразования интерфейсов поступают в магистраль последовательного канала RS-422 и передаются по ней в контроллер привода антенны. В контроллере привода антенны принятые сигналы через контроллер последовательных каналов и устройство ППВВ поступают в центральный процессор, который формирует коды сигналов управления двигателем привода, поступающие в блок согласования и преобразования сигналов. В блоке эти сигналы преобразуются в широтно-импульсные сигналы и передаются на управляющие входы усилителей мощности, обеспечивающих требуемый режим работы бесколлекторного моментного двигателя. Датчик антенны вырабатывает сигналы углового положения антенны. Датчик двигателя вырабатывает сигнал, используемый для формирования обратной связи следящего привода. Сигналы датчиков с выходов привода антенны поступают на входы блоков цифрового преобразования угла, а из них через устройство ППВВ в центральный процессор, который производит вычисление сигнала ошибки привода и формирование управляющих сигналов по каналам Sin и Cos, замыкая контур обратной связи следящего привода. Кроме того, коды углового положения антенны передаются через устройство ППВВ в режиме реального времени в контроллер последовательных каналов, с выхода которого поступают в блок внешних связей контроллера каналов связи и управления. В контроллере управляющие сигналы и сигналы углового положения антенны через контроллер последовательных каналов и блок согласования сигналов поступают в устройство ППВВ, а из него в центральный процессор микропроцессорного блока управления, в котором программно реализуются алгоритмы приема-передачи управляющей информации и формирования управляющих и контрольных сигналов. Микропроцессорный блок антенны производит расчет компенсационных поправок доплеровского сдвига частоты, возникающего из-за собственного движения носителя РЛС, и передает их через блок внешних связей по магистрали последовательного канала RS-422 в устройство формирования и обработки сложных сигналов. Кроме того, центральный процессор микропроцессорного блока антенны формирует для передачи данные текущего пеленга антенны, которые передаются последовательным 12-разрядным кодом на вход блока преобразования интерфейсов, а с его выхода по магистрали поступают в радарные процессоры и в блок управления и синхронизации. Для обеспечения работы передающего тракта основного приемо-передающего канала РЛС на соответствующих выходах блока ГОР сначала формируются установочные сигналы «Кан. ел. вкл» и «Кан. ант.1р», поступающие через формирователь входных сигналов на вход преобразователя последовательного кода в параллельный. С выхода преобразователя сигнал «Кан. ел. вкл.» через каскад гальванической развязки поступает на управляющий вход ключевого каскада. Напряжение ±27 В от источника питания постоянного тока подается на вход питания блока коммутации и контроля в управляемом усилителе мощности. При этом происходит включение блока ИВЭП, а на шестом выходе блока коммутации и контроля формируется сигнал включения синхронизатора, формирующего сигналы синхронизации предварительного и оконечных каскадов усиления. Сигнал «Кан. ант.1р» с выхода преобразователя поступает в дешифратор входного сигнала, на девятом и одиннадцатом выходах которого формируется комбинация сигналов «Кан. ел. Ант.» и «Кан. имп.экв.», поступающих на входы элемента ИЛИ. Выходной сигнал элемента ИЛИ поступает на управляющие входы блока коммутации, с выхода которого напряжение 27 В по цепям+27 В/-27 В и -27 В поступает на волноводный переключатель. В зависимости от выбранного типа зондирующего сигнала производится включение первого канала (для ИФМ и КНС сигналов) или второго канала (для ИМП сигналов) управляемого усилителя мощности и задается уровень ослабления его выходной мощности. В режимах излучения импульсных зондирующих сигналов микропроцессорный блок управления формирует сигнал «Повыш. Гот.», который передается в блок управления режимами, в котором поступает на первые входы блока элементов И₁…И₄, на вторые входы которых подаются сигналы «Осл.4»…«Осл.7» с выходов дешифратора. Выходные сигналы «Осл.0»…«Осл.3» дешифратора подаются на входы с первого по четвертый элемента ИЛИ₄, на входы которого с пятого по восьмой поступают сигналы с выходов элементов И₁…И₄. На выходе элемента ИЛИ₄ формируется управляющий сигнал, поступающий на управляющий вход ключевого каскада Кл₆, который формирует выходной сигнал «Предв. вкл. кан.2», поступающий в блок коммутации и контроля. На пятом выходе блока формируется сигнал «Предв. Вкл.», поступающий на управляющий вход блока высоковольтных источников. По окончании задержки блок коммутации и контроля формирует сигнал «Гот.2 кан.», который поступает на первые входы элементов И₅…И₈ блока управления режимами. На вторые входы элементов И₅…И₈ подаются сигналы «Осл.0», …, «Осл.3», а их выходные сигналы поступают на входы ИЛИ₅, выходной сигнал которого проходит на управляющий вход ключевого каскада Кл₇, формирующего сигнал «Вкл. кан.2», который поступает на вход блока коммутации и контроля. В блоке срабатывает контактор, и в блок высоковольтных источников питания подается команда «Вкл. ВН» на включение высокого напряжения минус 2 кВ. С первого выхода блока снимается управляющий сигнал «Упр. ПК», диодный переключатель переводится во второе положение. С третьего выхода блока коммутации и контроля снимается сигнал «Упр. ВП», и волноводный переключатель устанавливается в положение пропускания выходного сигнала второго оконечного усилителя на выход управляемого усилителя мощности. На выходе блока коммутации и контроля формируется контрольный сигнал «ВН вкл.», происходит включение канала формирования модулирующих импульсов, и оконечный усилитель мощности переходит в рабочий режим. Блоком управления режимами формируются сигналы «Ослаб. 10 дБ» и «Ослаб. 20 дБ», которые передаются на управляющий вход ферритового переключателя, обеспечивая ступенчатую регулировку мощности выходного сигнала управляемого усилителя мощности. Микропроцессорный блок управления формирует управляющие сигналы, которые передаются по магистрали на вход последовательного порта устройства формирования и обработки сложных сигналов, запуская кодирующее устройство. Кодирующее устройство производит формирование структуры зондирующих сигналов в зависимости от задаваемых типа сигнала и шкалы дальности. Во всех режимах одновременно с сигналами модуляции и манипуляции кодирующее устройство формирует сигнал бланкирования формирователя излучаемых сигналов, сигналы «Бланк» и «БИ» бланкирования устройств приемного тракта, импульс «ИЗВ» запуска ВАРУ и строб ШАРУ. Сформированные кодирующим устройством сигналы модуляции, манипуляции и коммутации записываются в упакованном формате во внешнюю память данных. Алгоритмы формирования сигналов определяются программным обеспечением. Устройство формирования и обработки переходит в цикл зондирования. В цикле зондирования из внешней памяти данных читаются слова сформированных сигналов передаются в блок синхронизации и сопряжения, на выходах которого формируются сигналы «АМ2», «Ф1», «Ф2», «Ч», «Бланк», «БИ», «ИЗВ» «Строб ШАРУ» для передачи в устройства приемопередающего тракта. Микропроцессорный блок управления формирует управляющие сигналы, поступающие в блок синхронизации и сопряжения, который формирует коды несущей частоты НЧ₁…НЧ₇ для коммутации формирователя излучаемых сигналов. Коммутация диодных коммутаторов ДМ₁…ДМ₄ первого задающего генератора производится выходными сигналами модуляторов М₁…М₂ при поступлении на них кодов H4₁…HЧ₄ несущей частоты, а коммутация диодных коммутаторов ДМ₅, ДМ₆ и ДМ₇ второго задающего генератора модуляторами М₃ и М₄ при поступлении на них кодов НЧ₅…НЧ₇. Выходные сигналы умножителей частоты на 4 через диодные коммутаторы ДКм₁ и ДКм₂ поступают на входы усилительно-умножительных цепочек, выходы которых являются выходными сигналами первого и второго задающих генераторов. Сигнал с выхода первого задающего генератора поступает в усилительно-умножительный каскад, где его частота умножается на 8. С выхода балансного усилителя БУ₁ усилительно-умножительный каскада сигнал поступает на первый вход транзисторного смесителя CM₁ первого блока преобразования частоты, на второй вход которого поступает выходной сигнал второго задающего генератора. В смесителе CM₁ формируется выходной сигнал с частотой, равной разности входных частот, который поступает на двухкаскадный балансный усилитель. Второй каскад балансный усилителя имеет два идентичных выхода. Сигнал с первого выхода используется для завершения формирования сигнала первого гетеродина, а сигнал со второго выхода - для выработки излучаемого сигнала. Мощность сигналов на выходах первого блока преобразования частоты не менее 30 мВт. При использовании первого канала усилителя мощности выходной сигнал предварительного усилителя подается на первый оконечный усилитель (при наличии сигнала «Упр. ПК»), в котором происходит дальнейшее усиление СВЧ сигнала до 10 дБ по мощности. Сигнал с выхода первого оконечного усилителя проходит на вход ферритового переключателя, ослабляющего при необходимости уровень мощности выходного сигнала в соответствии с заданным уровнем ослабления. С выхода ферритового переключателя зондирующий сигнал через первый циркулятор, волноводный переключатель и вращающийся соединитель поступает в антенну и излучается в пространство. При использовании второго канала усилителя мощности, выход диодного переключателя соединяется с входом второго оконечного усилителя, усиливающего подводимый сигнал на 30 дБ. При этом в блоке обработки сигналов формируются сигналы управления pin-аттенюатором диодного переключателя. Сформированные управляющие сигналы обеспечивают регулировку подводимой СВЧ мощности клистрона (выставление оптимального значения для данной частоты). В паузе между излучаемыми сигналами происходит запирание СВЧ тракта в усилителе мощности и в формирователе излучаемых сигналов. Принятые антенной отраженные сигналы поступают во входное устройство защиты и усиления, которое на время излучения зондирующих импульсов заперто бланкирующими импульсами «Бланк 1» и «Бланк 2». Импульсы «Бланк 1» и «Бланк 2» формируются электронными ключами блоков формирования бланкирующих импульсов приемного устройства при поступлении сигнала «Бланк» с выхода блока синхронизации и сопряжения. Импульс «Бланк 1» подается на управляющий анод циклотронного защитного устройства (ЦЗУ), а импульс «Бланк» - на управляющий вход источника питания МШУ, отключая его. Выходной сигнал ЦЗУ усиливается МШУ и далее передается на вход приемного устройства. Включение аттенюатора производится сигналом «Упр. атт.», который формируется на выходе блока преобразования последовательного кода в параллельный при поступлении сигнала «Атт» из микропроцессорного блока управления. Выходной сигнал «Упр. атт.» логического уровня из блока преобразования последовательного кода в параллельный объединяется по функции ИЛИ с входным сигналом «Бланк» в элементе ИЛИ и поступает в блок преобразования сигналов, на выходе которого формируется сигнал «Упр. Атт». В приемном устройстве сигнал входного устройства зашиты и усиления поступает на вход блока аттенюаторов, с помощью которых устанавливается требуемый коэффициент усиления приемного устройства. Принятые сигналы усиливаются в усилителе-ограничителе и преобразуются в сигналы первой промежуточной частоты в первом балансном смесителе. После усиления и полосовой фильтрации сигналы первой промежуточной частоты поступают на второй балансный смеситель. Выходные сигналы блока СВЧ усиливаются избирательным усилителем предварительного УПЧ и поступают в основной УПЧ. Блок ШАРУ обеспечивает стабилизацию шума на выходе сигналов «ПЧ2» трехкаскадного усилителя-ограничителя и выходе сигналов «ВИа» видеоусилителя. Сигнал стробирования ШАРУ формируется кодирующим устройством и передается на первый управляющий вход блока ШАРУ, а значение величины порога ШАРУ формируется микропроцессорным блоком управления и передается в цифроаналоговый преобразователь, с выхода которого управляющее напряжение «П-ШАРУ» поступает в блок ШАРУ. В основном УПЧ предусмотрена также возможность отключения блока ШАРУ по сигналу «Откл. ШАРУ», поступающему из микропроцессорного блока управления на управляющий вход электронного ключа. При выключенном блоке ШАРУ необходимый коэффициент усиления в трехкаскадном регулируемом усилителе устанавливается уровнем напряжения «РРУ», которое формируется аналогично порогу ШАРУ и передается на сигнальный вход электронного ключа, а с его выхода через первый вход элемента ИЛИ - на вход регулировки усиления трехкаскадного регулируемого усилителя. Блок ВАРУ включатся сигналом «ИЗВ», формируемым кодирующим устройством и поступающим на вход включения блока ВАРУ. В режимах с ИФМ и КНС сигналами блок ВАРУ отключается управляющим сигналом «Откл. ВАРУ», который формируется микропроцессорным блоком и передается на управляющий вход электронного ключа. Длительность сигнала ВАРУ регулируется переменным резистором блока ВАРУ, а глубина ВАРУ - напряжением «ВАРУ-Г», формируемым микропроцессорным блоком управления и передаваемым на вход блока ВАРУ. Сигнал промежуточной частоты «ПЧ2» поступает на вход цифрового приемного устройство (ЦПУ). ЦПУ осуществляет аналого-цифровое преобразование сигнала, формирование цифровых квадратурных компонент, цифровой перенос сигнала с промежуточной частоты на нулевую частоту (демодуляцию), компенсацию доплеровского сдвига частоты за счет собственной скорости носителя и цифровую фильтрацию сигнала с прореживанием по частоте в фильтрах с гребенчатой характеристикой. Ширина полосы прозрачности цифрового фильтра ЦПУ согласована с минимальным квантом фазовой манипуляции. Сформированные на выходе ЦПУ цифровые квадратурные компоненты отраженного фазоманипулированного сигнала поступают в устройство корреляционно-спектральной обработки сигналов, представляющее собой восемь кластеров обработки, каждый из которых содержит блок сжатия, сигнальный процессор и ОЗУ. Цифровые отсчеты сформированного ЦПУ видеосигнала подаются на квадратурное многоканальное устройство вычисления свертки, реализованное на основе блоков сжатия. Вычисление свертки производится по сегментам сигнала, длительность которого определяется анализируемым доплеровским диапазоном частот. Сигналы с многоканального коррелятора поступают в ОЗУ, в которых происходит дальнейшее накопление сигнала. Результаты свертки сигнала прошедшего цикла передаются по последовательному интерфейсу SPORT в цифровые сигнальные процессоры для спектральной обработки. Путем последовательного опроса каналов дальности производится восстановление развертки по дальности и передача ее цифровым 14-разрядным кодом в радарные процессоры. Радарные процессоры предназначены для обработки видеосигналов РЛС и осуществляют формирование данных для канала индикатора кругового обзора и для каналов индикатора точных координат и экстрактора целей. ПЛИС радарных интерфейсов выполняет прием радиолокационных данных из устройства формирования сложных сигналов или из АЦП, сигналов текущего пеленга антенны из микропроцессорного блока антенны, выполняет предварительную обработку сигналов и выдает данные в ЦСП. ЦСП выполняет пороговую обработку сигналов для каналов ИКО (ИТК) и частичную обработку сигналов для канала ЭЦ. ЦСП обеспечивает связь с устройством вторичной обработки, управления и отображения информации через интерфейс Ethernet, осуществляет прием и разбор команд от устройства, формирует команды для ПЛИС, принимает от них данные, преобразует выходные данные в соответствии с заданной таблицей преобразования в 4-разрядные величины, упаковывает данные по 8 отсчетов в 32-разрядное кодовое слово и отправляет в устройство вторичной обработки для отображения на экране информационного дисплея. Устройство вторичной обработки, управления и отображения обеспечивает формирование зон запрета автосопровождения, формирование строба сопровождения в автоматическом и полуавтоматическом режимах, определение текущего расстояния до цели и текущего пеленга на цель, измерение и отображение координат целей, измерение параметров ориентиров в полярной системе координат, реализацию алгоритма классификации целей.The radar operates as follows. After turning on the power and completing the test test of the radar computing system, the operator, using the remote terminal controls, ensures the radar operates either in the operating modes of the main radar transmit-receive channel, or in the operation mode of the backup radar transmit-receive channel, or in the functional control mode. The modes of operation of the main receive-transmit channel differ in the type of probing signal being generated: pulsed (IMP), pulsed with intrapulse phase shift keying (IFM) and quasi-continuous signal with amplitude modulation and phase shift keying (SPS). In each of the selected operating modes, the operator sets the range scale and the carrier frequency setting mode. In addition, the operator sets the operation mode of the antenna drive (type of movement, position of the sight, scan, speed, etc.). Work with the electronic control panel is provided by a trackball. The trackball output signals are sent to the controller of serial channels, and from the controller through the block of interface converters via the RS-422 channel they are transmitted to the УУОС, to the RS-232 port of the video processor. Next, the control signals of the devices of the main (or standby) transceiver channel from the output of the second RS-232 port of the video processor through the interface converter unit enter the RS-422 serial channel trunk and are transmitted through it to the communication and control channel controller. The control processor generates the antenna drive control signals, which, through the interface conversion unit, enter the RS-422 serial line trunk and are transmitted through it to the antenna drive controller. In the antenna drive controller, the received signals through the serial channel controller and the PPVV device are sent to the central processor, which generates the codes of the drive motor control signals that enter the signal matching and conversion unit. In the block, these signals are converted into pulse-width signals and transmitted to the control inputs of power amplifiers, providing the required mode of operation of a brushless torque motor. The antenna sensor generates signals of the angular position of the antenna. The motor sensor generates a signal used to generate feedback from the servo drive. The sensor signals from the outputs of the antenna drive are fed to the inputs of the digital angle conversion units, and from them through the PPVV device to the central processor, which calculates the drive error signal and generates control signals through the Sin and Cos channels, closing the feedback loop of the servo drive. In addition, codes for the angular position of the antenna are transmitted through the PPVV device in real time to the controller of serial channels, from the output of which they enter the external communications unit of the controller of communication channels and control. In the controller, the control signals and signals of the angular position of the antenna through the controller of serial channels and the signal matching unit enter the PPVV device, and from it to the central processor of the microprocessor control unit, in which the algorithms for receiving and transmitting control information and generating control and control signals are implemented in software. The microprocessor unit of the antenna calculates the compensation corrections for the Doppler frequency shift that occurs due to the own movement of the radar carrier and transmits them through the external communication unit along the RS-422 serial line trunk to the complex signal generating and processing device. In addition, the central processor of the microprocessor unit of the antenna generates data for transmission of the current bearing of the antenna, which is transmitted in a sequential 12-bit code to the input of the interface conversion unit, and from its output through the highway enter the radar processors and the control and synchronization unit. To ensure the operation of the transmitting path of the main transceiver channel of the radar at the corresponding outputs of the GOR unit, the installation signals “Channel. ate. on "and" Kan. ant.1r ”, coming through the shaper of input signals to the input of the serial to parallel converter. From the output of the converter signal "Can. ate. on ”through the cascade of galvanic isolation enters the control input of the key cascade. Voltage ± 27 V from the DC power source is supplied to the power input of the switching and control unit in a controlled power amplifier. In this case, the IVEP block is turned on, and at the sixth output of the switching and control block, a synchronizer on signal is generated, which generates synchronization signals of the preliminary and final amplification stages. Signal “Can. ant.1p "from the output of the converter enters the decoder of the input signal, at the ninth and eleventh outputs of which a combination of signals" Can. ate. Ant. ”And“ Can. imp.equiv. ”received at the inputs of the OR element. The output signal of the OR element is supplied to the control inputs of the switching unit, the output of which is 27 V via + 27 V / -27 V and -27 V circuits to the waveguide switch. Depending on the type of probe signal selected, the first channel (for IFM and SPS signals) or the second channel (for IMP signals) of the controlled power amplifier is turned on and the level of attenuation of its output power is set. In the modes of emission of pulsed sounding signals, the microprocessor control unit generates a signal “Increase. Goth. ”, Which is transmitted to the mode control unit, in which it is fed to the first inputs of the block of AND elements _one …AND _four , to the second inputs of which signals "Osl.4" ... "Osl.7" are supplied from the outputs of the decoder. The output signals "Osl.0" ... "Osl.3" of the decoder are fed to the inputs from the first to fourth element OR _four , the inputs of which from the fifth to the eighth receive signals from the outputs of the elements _one …AND _four . At the output of the OR element _four a control signal is generated, which arrives at the control input of the key stage of Cl ₆ , which generates the output signal "Prev. incl. channel 2 "entering the switching and control unit. The signal “Prev. On. ”, Arriving at the control input of the block of high-voltage sources. At the end of the delay, the switching and control unit generates a signal “Got.2 channels.”, Which is fed to the first inputs of the elements And ₅ …AND ₈ mode control unit. To the second inputs of the elements AND ₅ …AND ₈ signals "Osl.0", ..., "Osl.3" are given, and their output signals are fed to the inputs OR ₅ whose output signal passes to the control input of the key stage C ₇ forming a signal "On. channel 2 ", which is fed to the input of the switching and control unit. The contactor is activated in the unit, and the command “On. VN ”for switching on a high voltage minus 2 kV. The control signal “Ex. PC ", the diode switch is moved to the second position. From the third output of the switching and control unit, the signal “Ex. VP ", and the waveguide switch is set to the transmission position of the output signal of the second terminal amplifier to the output of the controlled power amplifier. At the output of the switching and control unit, a “HV on” control signal is generated, the channel for generating modulating pulses is turned on, and the terminal power amplifier goes into operating mode. The mode control unit generates signals "Weak. 10 dB "and" Weak. 20 dB ”, which are transmitted to the control input of the ferrite switch, providing stepwise adjustment of the output power of the controlled power amplifier. The microprocessor control unit generates control signals that are transmitted along the highway to the input of the serial port of the device for generating and processing complex signals, starting the encoder. The encoding device generates the structure of the probing signals depending on the type of signal and the range scale. In all modes, simultaneously with the modulation and manipulation signals, the encoding device generates a signal for blanking the shaper of the emitted signals, signals "Blank" and "BI" for blanking the devices of the receiving path, the pulse "IZV" of starting the VARU and the strobe of the BALL. The modulation, manipulation and switching signals generated by the encoder are recorded in a packed format in an external data memory. Algorithms for generating signals are determined by software. The device for forming and processing goes into the sensing cycle. In the sensing cycle, the words of the generated signals are read from the external data memory and transmitted to the synchronization and pairing unit, the outputs of which are formed by the signals “АМ2”, “Ф1”, “Ф2”, “Ч”, “Blank”, “BI”, “Izv” "SHARU STROBE" for transmission to the device transceiver path. The microprocessor control unit generates control signals supplied to the synchronization and pairing unit, which generates LF carrier frequency codes _one …LF ₇ for switching the shaper of the emitted signals. Switching diode switches DM _one ... DM _four the first master oscillator is produced by the output signals of modulators M _one ... M ₂ upon receipt of H4 codes _one ... NCH _four carrier frequency, and switching diode switches DM ₅ , DM ₆ and DM ₇ second master oscillator modulators M ₃ them _four upon receipt of LF codes on them ₅ …LF ₇ . Output signals of frequency multipliers by 4 through dKm diode switches _one and DKm ₂ arrive at the inputs of amplification-multiplier chains, the outputs of which are the output signals of the first and second master oscillators. The signal from the output of the first master oscillator enters the amplification-multiplying cascade, where its frequency is multiplied by 8. From the output of the balanced amplifier BU _one amplifier-multiplier stage the signal is fed to the first input of the transistor mixer CM _one the first frequency conversion unit, the second input of which receives the output signal of the second master oscillator. In the CM mixer _one an output signal is formed with a frequency equal to the difference in input frequencies, which is fed to a two-stage balanced amplifier. The second stage balanced amplifier has two identical outputs. The signal from the first output is used to complete the formation of the signal of the first local oscillator, and the signal from the second output is used to generate the emitted signal. The power of the signals at the outputs of the first frequency conversion unit is at least 30 mW. When using the first channel of the power amplifier, the output signal of the pre-amplifier is fed to the first terminal amplifier (in the presence of the “PC Control” signal), in which the microwave signal is further amplified to 10 dB in power. The signal from the output of the first terminal amplifier passes to the input of the ferrite switch, attenuating, if necessary, the power level of the output signal in accordance with a given level of attenuation. From the output of the ferrite switch, the probe signal through the first circulator, the waveguide switch and the rotating connector enters the antenna and is radiated into space. When using the second channel of the power amplifier, the output of the diode switch is connected to the input of the second terminal amplifier, amplifying the input signal by 30 dB. At the same time, control signals for the pin attenuator of the diode switch are formed in the signal processing block. The generated control signals provide adjustment of the input microwave power of the klystron (setting the optimal value for a given frequency). In the pause between the emitted signals, the microwave path is locked in the power amplifier and in the shaper of the emitted signals. The reflected signals received by the antenna enter the input protection and amplification device, which is blocked by blanking pulses “Blank 1” and “Blank 2” for the duration of the probe pulses. The “Form 1” and “Form 2” pulses are generated by the electronic keys of the blocks for generating blanking pulses of the receiving device when a “Form” signal is received from the output of the synchronization and pairing unit. The “Blank 1” pulse is fed to the control anode of the cyclotron protective device (TsZU), and the “Blank” pulse is fed to the control input of the LNA power supply, turning it off. The output signal of the RAM is amplified by the LNA and then transmitted to the input of the receiving device. The attenuator is turned on by the signal “Ex. att. ”, which is formed at the output of the serial to parallel conversion unit when the“ Att ”signal is received from the microprocessor control unit. Output signal att. ”of the logical level from the serial to parallel conversion unit is combined by the OR function with the“ Blank ”input signal in the OR element and goes to the signal conversion unit, the output of which is the“ Ex. Att ". In the receiving device, the signal of the input device is wired and amplified is fed to the input of the attenuator block, with which the required gain of the receiving device is set. The received signals are amplified in the amplifier-limiter and converted into signals of the first intermediate frequency in the first balanced mixer. After amplification and bandpass filtering, the signals of the first intermediate frequency are fed to the second balanced mixer. The output signals of the microwave unit are amplified by a selective pre-amplifier and fed into the main amplifier. The SHARU block provides noise stabilization at the output of the “ПЧ2” signals of the three-stage amplifier-limiter and the output of the “VIa” signals of the video amplifier. The ball valve gate signal is generated by the encoder and transmitted to the first control input of the ball valve module, and the value of the ball valve threshold value is generated by the microprocessor control unit and transmitted to the digital-to-analog converter, from the output of which the “P-ball controller” control voltage is supplied to the ball valve. In general, the UCH also provides the ability to disable the BALL unit by the signal “Off. BALL "coming from the microprocessor control unit to the control input of the electronic key. When the BALL unit is turned off, the necessary gain in the three-stage adjustable amplifier is set by the voltage level “RRU”, which is formed similarly to the BALL threshold and transmitted to the signal input of the electronic key, and from its output through the first input of the OR element, to the input of the gain control of the three-stage adjustable amplifier. The VARU block will be turned on by the signal “Izv”, formed by the encoding device and fed to the switching input of the VARU block. In modes with IFM and KNS signals, the VARU block is turned off by the control signal “Off. VARU ”, which is formed by the microprocessor unit and transmitted to the control input of the electronic key. The duration of the VARU signal is regulated by a variable resistor of the VARU unit, and the depth of the VARU is controlled by the voltage "VARU-G", formed by the microprocessor control unit and transmitted to the input of the VARU unit. The intermediate frequency signal "IF2" is fed to the input of a digital receiving device (CPU). The CPU performs analog-to-digital signal conversion, the formation of digital quadrature components, digitally transfers the signal from an intermediate frequency to zero frequency (demodulation), compensates for the Doppler frequency shift due to the carrier’s own speed and digitally filters the signal with frequency decimation in filters with a comb characteristic. The transparency bandwidth of the CPU digital filter is matched to the minimum quantum phase shift key. The digital quadrature components of the reflected phase-shift signal generated at the CPU output are fed to the correlation-spectral signal processing device, which is eight processing clusters, each of which contains a compression unit, a signal processor, and RAM. Digital samples of the generated video signal CPU are fed to a quadrature multi-channel convolution calculator based on compression blocks. The convolution is calculated by signal segments, the duration of which is determined by the analyzed Doppler frequency range. The signals from the multichannel correlator enter the RAM, in which the signal continues to accumulate. The results of the convolution of the signal of the past cycle are transmitted via the SPORT serial interface to digital signal processors for spectral processing. By sequentially polling the range channels, the range is restored and transmitted using a 14-bit digital code to the radar processors. Radar processors are designed to process radar video signals and generate data for the channel of the circular viewing indicator and for the indicator channels of the exact coordinates and the target extractor. FPGA radar interfaces receives radar data from a device for generating complex signals or from the ADC, signals from the current bearing of the antenna from the microprocessor unit of the antenna, performs preliminary signal processing and provides data to the DSP. The DSP performs threshold signal processing for the channel IKO (ITC) and partial signal processing for the channel EC. DSP provides communication with the device for secondary processing, control and display of information through the Ethernet interface, receives and parses commands from the device, generates commands for FPGAs, receives data from them, converts the output data in accordance with a given conversion table into 4-bit values, packs data on 8 samples in a 32-bit code word and sends to the secondary processing device for display on the information display screen. The secondary processing, control and display device provides the formation of zones of prohibition of auto tracking, the formation of the tracking strobe in automatic and semi-automatic modes, the determination of the current distance to the target and the current bearing to the target, measurement and display of coordinates of targets, measurement of landmark parameters in the polar coordinate system, implementation of the classification algorithm goals.

Недостатком указанной радиолокационной станции является сложность конструкции за счет необходимости иметь два радарных процессора. Кроме того, конструкция предопределяет сложный алгоритм работы, требующий повышенных ресурсов вычислительной системы.The disadvantage of this radar station is the design complexity due to the need to have two radar processors. In addition, the design predetermines a complex operation algorithm that requires increased resources of the computing system.

Известна также радиолокационная станция судовой навигации по патенту РФ №2444026, МПК G01S 7/00 на изобретение. Радиолокационная станция системы судовой навигации содержит антенный пост и пульт управления. Антенный пост включает в себя волноводно-щелевую антенную систему, соединенную с вращающимся переходом, а также устройство формирования и обработки сигналов (УФОС). Вращающийся переход соединен через ферритовый циркулятор с приемопередатчиком, выполненным в виде формирователя зондирующего сигнала и приемника' отраженного сигнала. Входы и выходы УФОС соединены с приемопередатчиком, при этом УФОС расположен от пульта управления не более чем на 1 м. УФОС выполнен на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) и содержит блок формирования зондирующего сигнала, блок оцифровки принимаемого сигнала, блок управления приемопередатчиком, блок цифровой обработки сигнала. ПЛИС соединена с процессором цифровой обработки сигнала с целочисленной арифметикой.Also known is a radar station for ship navigation according to the patent of the Russian Federation No. 2444026, IPC G01S 7/00 for the invention. The radar station of the ship navigation system contains an antenna post and a control panel. The antenna post includes a waveguide-slot antenna system connected to a rotating junction, as well as a signal generation and processing device (UFOS). A rotating transition is connected through a ferrite circulator to a transceiver made in the form of a probe signal shaper and a reflected signal receiver. The inputs and outputs of the UFOS are connected to the transceiver, while the UFOS is located no more than 1 m from the control panel. The UFOS is made on a programmable logic integrated circuit (FPGA) and contains a probe signal generating unit, a received signal digitization unit, a transceiver control unit, a digital unit signal processing. FPGA is connected to a digital signal processor with integer arithmetic.

В радиолокационной станции судовой навигации для определения дальности объекта по отраженному сигналу в качестве зондирующего сигнала используют непериодический сложный сигнал, длина временного отрезка которого является сегментом сигнала, при этом сегменты сигнала в течение времени накопления не повторяются, в каждый сегмент сигнала введен строб импульсного сигнала, расположение которого посередине сегмента сигнала, и временной отрезок строба импульсного сигнала равен максимальной задержке отраженного сигнала от дальнего объекта, на которую рассчитана шкала радиолокационной станции. При этом непериодический сложный сигнал представлен в виде сосредоточенных во времени пачек, интервал следования которых равен максимальной задержке до цели, и располагаются сосредоточенные во времени пачки таким образом, чтобы отраженные сигналы от ближних и дальних целей не пересекались во времени. Отраженный сигнал принимается, производится его оцифровка, выделяется импульсный сигнал и режектируются импульсные помехи, на сегменте сигнала осуществляется свертка сигнала по пачкам путем корреляции принятого сигнала и непериодического сложного сигнала, осуществляется накопление в рециркуляторе пачек сегмента, формируется суммарный отклик импульсного строба и сложного сигнала, по которому рассчитывается скорость корабля с учетом среднего доплеровского смещения, определяется дальность до объекта путем компенсации собственной скорости корабля, ПЛИС формирует сигнал на видеочастоте и передает его на формирователь зондирующего сигнала в виде сложных фазоманипулированных сигналов и стробимпульсов. ПЛИС передает сигнал на приемник отраженных сигналов для приема отраженных сигналов и режекции импульсных помех. ПЛИС также формирует сигналы коммутации приемопередатчика для осуществления работы РЛС в двух режимах и подает их на управляющие входы приемопередатчика в виде стробимпульсов. Кроме того, ПЛИС формирует команды для управления приводом вращения антенного поста по принимаемым сигналам контроля и подает команды управления во вращающуюся систему по цифровым линиям. ПЛИС формирует команды управления мощностью и чувствительностью приемника отраженных сигналов. Процессор цифровой обработки сигнала принимает отраженный сигнал в виде кодов амплитуды и фазы, оцифровывает его, выделяет комплексную огибающую сигнала, выделяет импульсный сигнал и бланкирует импульсные помехи. Также процессор цифровой обработки сигнала на сегменте сигнала осуществляет свертку сигнала на одном периоде амплитудной модуляции, осуществляет накопление пачек сегмента, осуществляет доплеровская фильтрация, формирует суммарный отклик импульсного строба и сложного сигнала, по которому рассчитывает скорость корабля с учетом среднего доплеровского смещения, определяет дальность до объекта путем компенсации собственной скорости корабля. Процессор цифровой обработки сигнала передает обработанные цифровые данные по сети Ethernet в РП РЛС со скоростью не менее 100 МБ/с.In the radar station of ship navigation, to determine the distance of the object from the reflected signal, a non-periodic complex signal is used as the probing signal, the length of the time segment of which is a signal segment, while the signal segments are not repeated during the accumulation time, a pulse signal strobe is introduced into each signal segment, location which in the middle of the signal segment, and the time interval of the strobe of the pulse signal is equal to the maximum delay of the reflected signal from the distant object which the radar scale is designed for. In this case, a non-periodic complex signal is presented in the form of time-concentrated bursts, the repetition interval of which is equal to the maximum delay to the target, and the time-concentrated bursts are located so that the reflected signals from near and far targets do not intersect in time. The reflected signal is received, its digitization is made, the pulse signal is extracted and impulse noise is detected, the signal is convolved on the signal segment by packets by correlating the received signal and the non-periodic complex signal, the packets of the segment are accumulated in the recirculator, the total response of the pulse strobe and the complex signal is formed, by which calculates the speed of the ship taking into account the average Doppler shift, determines the distance to the object by compensating orosti ship, the FPGA generates a signal at video frequency, and transmits it to the probe signal generator in the form of complex signals and the phase modulation of pulses. FPGA transmits a signal to a reflected signal receiver for receiving reflected signals and rejecting impulse noise. FPGA also generates switching signals of the transceiver for radar operation in two modes and feeds them to the control inputs of the transceiver in the form of strobe pulses. In addition, the FPGA generates commands for controlling the rotation drive of the antenna post according to the received control signals and issues control commands to the rotating system via digital lines. FPGA generates commands to control the power and sensitivity of the receiver of the reflected signals. The digital signal processor receives the reflected signal in the form of amplitude and phase codes, digitizes it, extracts the complex envelope of the signal, extracts the pulse signal and blanks out the pulse interference. Also, the digital signal processing processor on the signal segment convolves the signal on one period of amplitude modulation, accumulates the bursts of the segment, performs Doppler filtering, generates the total response of the pulse strobe and the complex signal, which calculates the speed of the ship taking into account the average Doppler shift, determines the distance to the object by compensating for the ship’s own speed. The digital signal processor transmits the processed digital data over the Ethernet network to the radar RP at a speed of at least 100 MB / s.

Недостатком радиолокационной станции судовой навигации является его сложный алгоритм обработки за счет применения фазоманипулированного сигнала, требующий повышенных ресурсов вычислительной системы.A disadvantage of a ship navigation radar station is its complex processing algorithm through the use of a phase-shifted signal, which requires increased resources of the computing system.

Наиболее близким по совокупности существующих признаков аналогом к заявленному изобретению (прототипом), является радиолокационная система с функциональным преобразованием характеристик отраженных сигналов по патенту РФ №117645, МПК G01S 13/08 на полезную модель. Радиолокационная система содержит антенный блок, блок связи и синхронизации, передающий модуль, приемный модуль, индикатор. Антенный блок соединен через СВЧ тракт с передающим модулем и приемным модулем. Индикатор содержит средство обработки отраженных сигналов, монитор с возможностью формирования радиолокационного изображения и дополнительный монитор. Средство обработки отраженных сигналов выполнено с возможностью функционального преобразования статистических характеристик отраженных сигналов путем вычисления за определенное количество циклов обзора исследуемого пространства для каждого элемента пространственного разрешения статистических характеристик отраженных сигналов. Средство обработки отраженных сигналов содержит компьютер с платой радар-процессора.The closest in the totality of existing features an analogue to the claimed invention (prototype) is a radar system with functional conversion of the characteristics of the reflected signals according to RF patent No. 117645, IPC G01S 13/08 to a utility model. The radar system contains an antenna unit, a communication and synchronization unit, a transmitting module, a receiving module, an indicator. The antenna unit is connected through the microwave path to the transmitting module and the receiving module. The indicator contains means for processing reflected signals, a monitor with the possibility of forming a radar image, and an additional monitor. The reflected signal processing means is capable of functional transformation of the statistical characteristics of the reflected signals by calculating for a certain number of review cycles of the space under study for each spatial resolution element of the statistical characteristics of the reflected signals. The reflected signal processing means comprises a computer with a radar processor board.

Радиолокационная система работает следующим образом. Сформированный в передающем модуле СВЧ-радиоимпульс заданной длительности через направленный ответвитель и циркулятор СВЧ тракта поступает в антенный блок и излучается антенной в пространство. В передающем модуле формируется также синхроимпульс, передний фронт которого совпадает с передним фронтом излучаемого сигнала, который подается на вход блока связи и синхронизации. Незначительная часть мощности импульса передатчика через направленный ответвитель и аттенюатор, входящие в СВЧ тракт, подается в приемный модуль для АПЧ гетеродина. Принятый антенной отраженный сигнал через циркулятор СВЧ тракта поступает на вход приемного модуля, на выходе которого получается видеосигнал, соответствующий уровню отражений в заданном направлении зондирования. Блок связи и синхронизации обеспечивает передачу команд управления и контроля к передающему и приемному модулям, а также передачу видеосигнала с выхода приемного модуля через блок сопряжения и коммутации на индикатор, а именно на вход компьютера с платой радар-процессора. Радар-процессор обеспечивает дискретизацию, оцифровку уровня дискретных отсчетов видеосигналов и их передачу через шину компьютера в компьютер для их дальнейшей обработки. Управление режимами работы радар-процессора осуществляет оператор путем передачи команд через шину компьютера. Компьютер осуществляет обработку принятых сигналов, отображение первичной и вторичной информации на мониторе и дополнительном мониторе или на соответствующих частях монитора, а также хранение и трансляцию полученной информации по локальным вычислительным сетям. При этом первичная информация на мониторе представлена в виде текущего радиолокационного изображения, яркость элементов которого соответствует уровню сигналов, отраженных от объектов локации в соответствующих элементах разрешения. При обработке отраженных сигналов для каждого элемента разрешения вычисляются характеристики отраженных сигналов: среднее значение и дисперсия, - за устанавливаемое оператором определенное количество циклов обзора исследуемого пространства (оборотов антенны). Кроме того, выполняется одновременное функциональное преобразование характеристик отраженных сигналов от объектов локации в соответствующих элементах разрешения, заключающееся в перемножении среднего уровня и дисперсии отраженных сигналов. Яркость элементов функционально преобразованного радиолокационного изображения на дополнительном мониторе или на соответствующей части монитора определяется результатом функционального преобразования характеристик сигналов для соответствующих элементов разрешения.Radar system works as follows. Formed in the transmitting module, a microwave radio pulse of a given duration through a directional coupler and a circulator of the microwave path enters the antenna unit and is emitted by the antenna into space. A synchronization pulse is also formed in the transmitting module, the leading edge of which coincides with the leading edge of the emitted signal, which is fed to the input of the communication and synchronization unit. An insignificant part of the transmitter pulse power through the directional coupler and attenuator included in the microwave path is supplied to the receiving module for the AFC of the local oscillator. The reflected signal received by the antenna through the microwave circulator is fed to the input of the receiving module, the output of which is a video signal corresponding to the level of reflections in a given sounding direction. The communication and synchronization unit provides the transmission of control and control commands to the transmitting and receiving modules, as well as the transmission of the video signal from the output of the receiving module through the interface and switching unit to the indicator, namely, to the input of the computer with the radar processor board. The radar processor provides sampling, digitization of the level of discrete samples of video signals and their transmission through the computer bus to the computer for further processing. The operation modes of the radar processor are controlled by the operator by transmitting commands via the computer bus. The computer processes the received signals, displays primary and secondary information on the monitor and additional monitor, or on the corresponding parts of the monitor, as well as stores and broadcasts the received information over local area networks. In this case, the primary information on the monitor is presented in the form of the current radar image, the brightness of the elements of which corresponds to the level of signals reflected from the location objects in the corresponding resolution elements. When processing the reflected signals for each resolution element, the characteristics of the reflected signals are calculated: the average value and variance, for the operator sets a certain number of review cycles of the space under study (antenna revolutions). In addition, the simultaneous functional transformation of the characteristics of the reflected signals from location objects in the corresponding resolution elements is performed, which consists in multiplying the average level and dispersion of the reflected signals. The brightness of the elements of a functionally converted radar image on an additional monitor or on the corresponding part of the monitor is determined by the functional transformation of the signal characteristics for the corresponding resolution elements.

Однако и эта радиолокационная система имеет большую конструктивную сложность за счет необходимости двух мониторов или двух различных радиолокационных изображений на одном мониторе. Кроме того, конструкция радиолокационной станции-прототипа предопределяет сложный алгоритм обработки отраженных сигналов, требующий повышенных ресурсов вычислительной системы. Вместе с тем, наличие двух изображений требует отвлечения внимания оператора, что снижает безопасность навигации. Помимо этого, в устройстве-прототипе отсутствует возможность интеграции с внешними средствами видеонаблюдения.However, this radar system has great structural complexity due to the need for two monitors or two different radar images on the same monitor. In addition, the design of the prototype radar station determines a complex algorithm for processing reflected signals, requiring increased resources of the computing system. However, the presence of two images requires distraction of the operator, which reduces the safety of navigation. In addition, the prototype device lacks the ability to integrate with external video surveillance tools.

Задача, которую поставил перед собой разработчик нового устройства, состояла в создании простого устройства с повышенной помехоустойчивостью, работающего в Х-диапазоне и S-диапазоне частот, которое позволило бы устанавливать его на суда различного тоннажа для обеспечения безопасности плавания в особо сложных навигационных условиях с автоматическим решением навигационных задач. Кроме того, задачей являлось создание такого устройства, которое позволило бы интегрировать и отображать совместно с радиолокационным изображением электронные карты, а также информацию от приемника автоматизированной информационной системы. А также задачей, стоящей перед разработчиком нового устройства, являлось создание такого устройства, которое позволило бы интегрировать и отображать информацию от палубных средств видеонаблюдения, ночных и тепловизионных средств наблюдения, средств обеспечения безопасности объекта, а также от навигационных датчиков и метеодатчиков на свободной зоне экрана без перекрытия радиолокационного изображения. В частности, устройство предназначалось для установки на нефтяных платформах для освещения окружающей надводной обстановки в автономном режиме с передачей радиолокационных данных и данных самоконтроля на удаленный пункт наблюдения. Устройство должно было бы иметь возможность автоматического переключения с основной сети электропитания на резервную сеть электропитания или на аварийный источник электропитания, иметь систему допускового и параметрического контроля, обеспечивающую непрерывное измерение технического состояния элементов, прогнозирование их дальнейшего износа и выдачу рекомендаций персоналу по срокам замены модулей на весь срок эксплуатации.The task set by the developer of the new device was to create a simple device with increased noise immunity, operating in the X-band and S-frequency band, which would allow it to be installed on ships of various tonnage to ensure safe navigation in particularly difficult navigation conditions with automatic solving navigation problems. In addition, the task was to create such a device that would integrate and display electronic maps together with the radar image, as well as information from the receiver of an automated information system. As well as the task facing the developer of the new device, was the creation of such a device that would integrate and display information from deck-based video surveillance equipment, night and thermal imaging surveillance equipment, security facilities, as well as navigation sensors and weather sensors on a free screen area without overlapping radar images. In particular, the device was intended to be installed on oil platforms to illuminate the surrounding surface of the water in an autonomous mode with the transfer of radar data and self-monitoring data to a remote observation point. The device should be able to automatically switch from the main power supply network to the backup power supply network or to the emergency power supply source, have an tolerance and parametric control system that provides continuous measurement of the technical condition of the elements, predicts their further wear and gives recommendations to the staff on the timing of module replacement for the whole lifetime.

Изобретение можно использовать в различных отраслях народного хозяйства. Технический результат заключается в возможности использования радиолокационной станции кругового обзора, работающей в Х-диапазоне и S-диапазоне частот на судах различного тоннажа для обеспечения: безопасности плавания в особо сложных навигационных условиях с автоматическим решением навигационных задач, а также в возможности установки на нефтяных платформах для освещения окружающей надводной обстановки в автономном режиме с передачей радиолокационных данных и данных самоконтроля на удаленный пункт наблюдения.The invention can be used in various sectors of the economy. The technical result consists in the possibility of using an all-round radar station operating in the X-band and S-band of frequencies on ships of various tonnage to ensure: navigation safety in especially difficult navigation conditions with automatic solution of navigation problems, as well as the possibility of installation on oil platforms for illumination of the surrounding surface of the water in an autonomous mode with the transfer of radar data and self-monitoring data to a remote observation point.

Сущность изобретения состоит в том, что в автоматической навигационной радиолокационной станции кругового обзора, состоящей из антенного блока, блока связи и синхронизации, передающего модуля, приемного модуля, средства обработки отраженных сигналов, пульта управления и видеомонитора, введены автомат включения резервного электропитания, система допускового и параметрического контроля и коммутатор, при этом приемный модуль, передающий модуль и блок связи и синхронизации объединены в единый приемопередатчик, средство обработки отраженных сигналов представляет собой устройство обработки, целевыделения и выработки параметров движения, состоящее из модуля аналогового ввода и радар-процессора, радар-процессор и приемопередатчик соединены через коммутатор посредством канала Ethernet с компьютером, выполненным в виде вычислительного устройства, хранящего и обрабатывающего информацию электронной карты и информацию, полученную от приемника автоматизированной информационной системы, интегрирующего ее с радиолокационным изображением и выдающего на видеомонитор, вычислительное устройство выполнено с возможностью получения от внешних устройств видеонаблюдения по каналу пакетной передачи данных (Ethernet) через коммутатор видеоизображения и отображения его на видеомониторе на свободной зоне экрана без перекрытия радиолокационного изображения, причем приемопередатчик, радар-процессор, вычислительное устройство и автомат включения резервного электропитания связаны между собой последовательной шиной по стандарту Controller Area Network (CAN), обеспечивающей передачу информации допускового и параметрического контроля.The essence of the invention lies in the fact that in the automatic navigation radar station of the circular review, consisting of an antenna unit, a communication and synchronization unit, a transmitting module, a receiving module, means for processing reflected signals, a control panel and a video monitor, an automatic power supply backup device, a tolerance system, and parametric control and switch, while the receiving module, the transmitting module and the communication and synchronization unit are combined into a single transceiver, a reflection processing means of these signals is a device for processing, targeting and generating motion parameters, consisting of an analog input module and a radar processor, the radar processor and transceiver are connected via a switch via an Ethernet channel to a computer made in the form of a computing device that stores and processes electronic card information and the information received from the receiver of the automated information system, integrating it with the radar image and issuing it to the video monitor, will calculate The device is made with the possibility of receiving video surveillance from an external device via a packet data channel (Ethernet) through a video switch and displaying it on a video monitor on a free area of the screen without overlapping a radar image, and the transceiver, radar processor, computing device, and backup power switch are connected interconnected by a serial bus according to the Controller Area Network (CAN) standard, which provides the transmission of tolerance and parametric control information .

Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в автоматической навигационной радиолокационной станции кругового обзора модуль аналогового ввода и радар-процессор выполнены на программируемых логических интегральных микросхемах, цифровых сигнальных процессорах обработки сигналов, микросхемах аналого-цифровых преобразователей, микросхемах прямого цифрового синтеза сигналов.At the same time, the essence of the invention lies in the fact that in the automatic navigation radar station of the circular overview, the analog input module and the radar processor are made on programmable logic integrated circuits, digital signal processing processors, microchips of analog-to-digital converters, microcircuits for direct digital signal synthesis .

Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что в автоматической навигационной радиолокационной станции кругового обзора коммутатор выполнен с возможностью передачи информации от приемопередатчика, радар-процессора и от вычислительного устройства по каналу Ethernet на внешний модуль оператора.In addition, the essence of the invention lies in the fact that in an automatic navigation radar station with a circular overview, the switch is configured to transmit information from a transceiver, a radar processor, and from a computing device via an Ethernet channel to an external operator module.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в автоматической навигационной радиолокационной станции кругового обзора автомат включения резервного электропитания выполнен с возможностью обеспечения непрерывной работы от сетей основного или резервного электропитания переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.At the same time, the essence of the invention lies in the fact that in an automatic navigation radar station with a circular overview, the automatic backup power switch is configured to provide continuous operation from main or backup AC power networks with a voltage of 220 V, frequency 50 Hz.

Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что в автоматической навигационной радиолокационной станции кругового обзора автомат включения резервного электропитания выполнен с возможностью обеспечения непрерывной работы от аварийного источника питания постоянного тока напряжением 24 В.In addition, the essence of the invention lies in the fact that in the automatic navigation radar station of circular viewing, the automatic backup power switch is configured to provide continuous operation from an emergency 24 V DC power source.

Доказательства возможности осуществления автоматической навигационной радиолокационной станции кругового обзора с реализацией указанного назначения приводятся ниже на конкретном примере радиолокационной станции кругового обзора с антенным постом S-диапазона. Этот характерный пример выполнения конкретной радиолокационной станции кругового обзора согласно предлагаемого изобретения ни в коей мере не ограничивает его объем правовой защиты. В этом примере дана лишь конкретная иллюстрация предлагаемой автоматической навигационной радиолокационной станции кругового обзора. Изобретение поясняется чертежами, где:на фиг.1 изображена структура автоматической навигационной радиолокационной станции;Evidence of the possibility of an automatic navigation radar station with a circular overview with the implementation of this purpose is given below on a specific example of a radar station with a circular overview with an antenna post S-band. This characteristic example of the implementation of a specific radar station circular view according to the invention does not in any way limit its scope of legal protection. In this example, only a specific illustration of the proposed automatic navigation radar station circular view. The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows the structure of an automatic navigation radar station;

на фиг.2 изображен пульт управления 2 в аксонометрический проекции, вид спереди;figure 2 shows the control panel 2 in axonometric projection, front view;

на фиг.3 изображен пульт управления 2 в аксонометрический проекции, вид сзади;figure 3 shows the control panel 2 in a perspective view, rear view;

на фиг.4 изображен антенный пост 1 в аксонометрический проекции, вид сзади;figure 4 shows the antenna post 1 in axonometric projection, rear view;

на фиг.5 антенный пост 1 в аксонометрический проекции, вид снизу;figure 5 antenna post 1 in axonometric projection, bottom view;

на фиг.6 изображен антенный пост 1, вид сбоку;figure 6 shows the antenna post 1, side view;

на фиг.7 изображен автомат включения резервного электропитания 3, вид спереди;Fig.7 shows a machine for turning on the backup power 3, front view;

на фиг.8 изображен автомат включения резервного электропитания 3, вид снизу;on Fig depicts an automatic backup power 3, a bottom view;

на фиг.9 изображено вычислительное устройство 8 в аксонометрический проекции;figure 9 shows the computing device 8 in axonometric projection;

на фиг.10 изображено вычислительное устройство 8, вид снизу;figure 10 shows a computing device 8, a bottom view;

на фиг.11 изображена панель управления 10, вид спереди.figure 11 shows the control panel 10, front view.

Автоматическая навигационная радиолокационная станция кругового обзора содержит антенный пост 1, пульт управления 2 и автомат включения резервного электропитания 3. Антенный блок 1 состоит из антенны 4, соединенной с приемопередатчиком 5 через циркулятор. Антенна 4 и приемопередатчик 5 кинематически соединены с опорно-поворотным устройством 6. Пульт управления 2 содержит устройство обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7, вычислительное устройство 8, коммутатор 9, панель управления 10, видеомонитор 11 и модуль питания 12. Устройство обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7 состоит из модуля аналогового ввода 13, который соединен с радар-процессором 14. Выход сигналов радиолокационной информации приемопередатчика 5 соединен с входом модуля аналогового ввода 13. Вход сигналов управления приемопередатчика 5 соединен с выходом управления радар-процессора 14. Выход модуля аналогового ввода 13 соединен с входом радар-процессора 14. Вход управления модуля аналогового ввода 13 соединен с выходом радар-процессора 14. Вход-выход канала Ethernet радар-процессора 14 соединен с входом-выходом 1-го канала коммутатора 9. Вход-выход 2-го канала коммутатора 9 соединен с входом-выходом вычислительного устройства 8. Выход видеоизображения вычислительного устройства 8 соединен с видеовходом видеомонитора 11. Выход сигналов управления панели управления 10 соединен с входом вычислительного устройства 8. Входы-выходы шины CAN приемопередатчика 5, радар-процессора 14, автомата включения резервного электропитания 3 и вычислительного устройства 8 объединены в единую шину. Выход переменного напряжения 220 В автомата включения резервного электропитания 3 соединен с входом переменного электропитания антенного поста 1 и входом переменного электропитания модуля питания 12. Выход постоянного напряжения 24 В автомата включения резервного электропитания 3 соединен с входом постоянного электропитания антенного поста 1 и выходом постоянного напряжения 24 В модуля питания 12. Выход постоянного напряжения 24 В модуля питания 12 соединен с входами постоянного электропитания устройства обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7. вычислительного устройства 8, коммутатора 9, панели управления 10, видеомонитора 11.The all-round radar navigation radar station contains an antenna post 1, a control panel 2 and an automatic backup power switch 3. The antenna unit 1 consists of an antenna 4 connected to the transceiver 5 through a circulator. The antenna 4 and the transceiver 5 are kinematically connected to the slewing device 6. The control panel 2 contains a processing, targeting and generating motion parameters 7 device, a computing device 8, a switch 9, a control panel 10, a video monitor 11 and a power module 12. The processing device, the target and generating motion parameters 7 consists of an analog input module 13, which is connected to the radar processor 14. The output of the radar information signals of the transceiver 5 is connected to the input of the analog input module 13. The input of the control signals of the transceiver 5 is connected to the control output of the radar processor 14. The output of the analog input module 13 is connected to the input of the radar processor 14. The control input of the analog input module 13 is connected to the output of the radar processor 14. Ethernet channel input-output of the radar processor 14 connected to the input-output of the 1st channel of the switch 9. The input-output of the 2nd channel of the switch 9 is connected to the input-output of the computing device 8. The video output of the computing device 8 is connected to the video input of the video monitor 11. The signal output from systematic way the control panel 10 is connected to an input of the computing device 8. Inputs CAN bus transceiver 5, the radar processor 14, enable automatic backup power supply 3 and the calculating device 8 are combined into a single bus. The 220 V alternating voltage output of the backup power supply automatic switch 3 is connected to the AC power input of the antenna post 1 and the AC power supply of the power supply module 12. The 24 V DC voltage output of the backup power automatic switching device 3 is connected to the constant power supply of the antenna post 1 and the 24 V DC output power supply module 12. 24 V DC output of power supply module 12 is connected to the inputs of the constant power supply of the processing, target and output device 7. motion parameters of the computing device 8, a switch 9, the control panel 10, video monitor 11.

Передающее устройство приемопередатчика 5 построено на основе магнетронного автогенератора и импульсного модулятора.The transmitting device of the transceiver 5 is based on a magnetron oscillator and a pulse modulator.

Антенна 4 изготовлена с использованием блока диэлектрических линзовых элементов.Antenna 4 is made using a block of dielectric lens elements.

Модуль аналогового ввода 13 и радар-процессор 14, входящие в устройство обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7, выполнены на основе современных цифровых электронных компонентов, таких как программируемые логические интегральные схемы, цифровые сигнальные процессоры обработки сигналов, аналого-цифровые преобразователи, микросхемы прямого цифрового синтеза сигналов, микросхемы динамической памяти.The analog input module 13 and the radar processor 14 included in the device for processing, targeting and generating motion parameters 7 are made on the basis of modern digital electronic components, such as programmable logic integrated circuits, digital signal processors for signal processing, analog-to-digital converters, direct microcircuits digital signal synthesis, dynamic memory chips.

Вычислительное устройство 8 выполнено на базе IBM PC совместимой электронной вычислительной машины.Computing device 8 is based on an IBM PC compatible electronic computer.

Панель управления 10 имеет набор кнопок, трекбол, органы управления помехозащитой, оптоэлектронные преобразователи визиров направления и дальности.The control panel 10 has a set of buttons, a trackball, anti-jamming controls, optoelectronic converters of direction and range sights.

Автоматическая навигационная радиолокационная станция кругового обзора работает в S-диапазоне частот, может производить автоматический анализ надводной обстановки без участия оператора и выдавать рекомендации судоводителю для обеспечения безопасности плавания судов в особо сложных условиях.The all-round radar navigation radar station operates in the S-frequency range, can automatically analyze the surface situation without operator intervention and give recommendations to the skipper in order to ensure the safe navigation of ships in especially difficult conditions.

Для увеличения необслуживаемого периода автономной работы в автоматическую навигационную радиолокационную станцию введена система допускового и параметрического контроля, выполненная на программно-аппаратном уровне. Для реализации этой системы, в антенном посту 1 происходит контроль следующих параметров:To increase the maintenance-free period of autonomous operation, the system of tolerance and parametric control, implemented at the software and hardware level, has been introduced into the automatic navigation radar station. To implement this system, in the antenna post 1, the following parameters are monitored:

- связь с источником питания модулятора;- communication with the modulator power supply;

- работоспособность источника питания модулятора;- operability of the modulator power supply;

- напряжение накала магнетрона;- the voltage of the magnetron;

- напряжение высокое магнетрона;- high voltage magnetron;

- ток магнетрона;- magnetron current;

- работоспособность модулятора магнетрона;- operability of the magnetron modulator;

- признак включения вращения антенны;- a sign of turning on the antenna rotation;

- наличие сигнала курсового угла антенны;- the presence of a signal of the directional angle of the antenna;

- наличие сигнала отметки курса;- the presence of a signal marking the course;

- работоспособность привод вращения антенны;- operability of the antenna rotation drive;

- работоспособность приемника;- receiver performance;

- контроль импульсной мощности;- control of pulse power;

- уровень износа магнетрона;- level of magnetron wear;

- работоспособность программируемой логической интегральной схемы;- operability of a programmable logic integrated circuit;

- наличие связи с устройством обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7;- the presence of communication with the processing device, target allocation and development of motion parameters 7;

- наработка приемопередатчика 5;- operating time of the transceiver 5;

- признак работоспособности всего антенного поста 1.- a sign of the health of the entire antenna post 1.

В автомате включения резервного электропитания 3 происходит контроль следующих параметров:In the automatic backup power switch 3, the following parameters are monitored:

- наличие основного питания ~50 Гц 220 В;- the presence of the main power ~ 50 Hz 220 V;

- наличие резервного питания ~50 Гц 220 В;- availability of backup power ~ 50 Hz 220 V;

- значение постоянного напряжения 24 В аварийного источника электропитания;- 24 V DC voltage value of the emergency power supply;

- работоспособность составных частей;- operability of components;

- режим работы автомата включения резервного электропитания 3;- operating mode of the machine for switching on the backup power supply 3;

- признак работоспособности всего автомата включения резервного электропитания 3.- a sign of operability of the entire backup power switch 3.

В устройстве обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7 происходит контроль следующих параметров:In the device for processing, targeting and generating motion parameters 7, the following parameters are monitored:

- наличие импульса запуска индикатора;- the presence of a trigger pulse indicator;

- наличие аналогово видеосигнала;- the presence of an analog video signal;

- наличие связи с антенным постом 1;- the presence of communication with the antenna post 1;

- код ошибки устройства обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7.- error code of the processing device, target allocation and development of motion parameters 7.

В пульте управления 2 происходит контроль следующих параметров:In control panel 2, the following parameters are monitored:

- работоспособность вычислительного устройства 8;- the performance of the computing device 8;

- работоспособность панели управления 10;- operability of the control panel 10;

- работоспособность CAN контролера в вычислительном устройстве 8;- operability of the CAN controller in the computing device 8;

- наличие связи вычислительного устройства 8 по шине CAN с автоматом включения резервного электропитания 3;- the connection of the computing device 8 via the CAN bus with the automatic backup power 3;

- наличие связи вычислительного устройства 8 по шине CAN с антенным постом 1;- the presence of communication of the computing device 8 via the CAN bus with the antenna post 1;

- наличие связи вычислительного устройства 8 по каналу Ethernet с антенным постом 1;- the presence of the connection of the computing device 8 via the Ethernet channel with the antenna post 1;

- наличие связи вычислительного устройства 8 по каналу Ethernet с устройством обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7;- the presence of communication of the computing device 8 via an Ethernet channel with a device for processing, targeting and generating motion parameters 7;

- наличие данных от гирокомпаса;- availability of data from the gyrocompass;

- наличие данных от лага;- availability of data from the lag;

- наличие данных от спутниковой навигационной системы;- availability of data from a satellite navigation system;

- наличие данных от автоматизированной информационной системы;- availability of data from an automated information system;

- наличие данных радиолокационной информации от устройства обработки, целевыделения и выработки параметров движения 7;- the availability of radar information from the processing device, target allocation and development of motion parameters 7;

- признак работоспособности всего пульта управления 2.- a sign of operability of the entire control panel 2.

Прогнозируемые основные технические характеристики автоматической навигационной радиолокационной станции для конкретного примера:Predicted basic technical characteristics of an automatic navigation radar for a specific example:

- импульсная излучаемая мощность - 30 кВт;- pulse radiated power - 30 kW;

- частотный диапазон - 10 см;- frequency range - 10 cm;

- ширина диаграммы направленности - 2 градуса;- beam width - 2 degrees;

- Длительность зондирующих импульсов - 0.06, 0.16, 0.3, 0.63, 1 и 1,2 мкс;- The duration of the probe pulses is 0.06, 0.16, 0.3, 0.63, 1 and 1.2 μs;

- скорость обзора - 24 об/мин;- review speed - 24 rpm;

- минимальная дальность обнаружения - 30 м;- minimum detection range - 30 m;

- разрешающая способность по дальности - 20 м;- range resolution - 20 m;

- разрешающая способность по пеленгу - 2.2 градуса- bearing resolution - 2.2 degrees

- потребляемая мощность - не более 500 Вт;- power consumption - no more than 500 W;

- электропитание от сети переменного тока с напряжением 220 В, 50 Гц;- power supply from the alternating current main with a voltage of 220 V, 50 Hz;

- автоматическое переключение с основной сети на резервную сеть переменного тока с напряжением 220 В, 50 Гц или на аварийный источник питания постоянного тока с напряжением 24 В;- automatic switching from the main network to a backup AC network with a voltage of 220 V, 50 Hz or to an emergency DC power source with a voltage of 24 V;

- суммарный вес оборудования - не более 300 кг;- total equipment weight - not more than 300 kg;

- средняя наработка на отказ - 2500 часов.- Mean time between failures - 2500 hours.

Работает автоматическая навигационная радиолокационная станция следующим образом. Автомат включения резервного электропитания 3 проводит анализ наличия основного и резервного электропитания с напряжением 220 В, 50 Гц и измеряет значение постоянного напряжения 24 В аварийного источника питания. При наличии всех напряжений электропитания, автомат включения резервного электропитания 3 выдает на антенный пост 1 и на пульт управления 2 напряжение от сети основного электропитания с напряжением 220 В, 50 Гц. При его отсутствии автомат включения резервного электропитания 3 подключает сеть резервного электропитания с напряжением 220 В, 50 Гц. При отсутствии сети резервного электропитания автомат включения резервного электропитания 3 подключает аварийный источник питания с напряжением 24 В. Модуль питания 12 преобразует напряжение 220 В, 50 Гц, поступающее от автомата включения резервного электропитания 3, в напряжение постоянного тока 24 В и выдает его на все устройства пульта управления 2. При отсутствии основного и резервного электропитания 220 В, 50 Гц модуль питания 12 отключается, напряжение 24 В аварийного источника питания с выхода автомата включения резервного электропитания 3 поступает на все устройства пульта управления 2. Радар-процессор 14 выдает команду на включение вращения в антенный пост 1. Опорно-поворотное устройство 6 осуществляет вращение антенны 4 вокруг вертикальной оси. Также радар-процессор 14 выдает команду на включение излучения в антенный пост 1. Передающее устройство в приемопередатчике 5 формирует импульсы СВЧ заданной мощности и длительности. Для улучшения подавления квазисинхронных импульсных помех от других РЛС, а также для подавления ложных отметок на неоднозначных дальностях в приемопередатчике 5 предусмотрена вобуляция периода следования импульсов. Антенна 4 излучает зондирующие сигналы в эфир и принимает отраженные от препятствий радиолокационные эхо-сигналы. Приемное устройство в приемопередатчике 5 производит предварительное усиление и обработку эхо-сигналов. С выхода приемопередатчика 5 сигналы поступают в модуль аналогового ввода 13, который осуществляет их усиление и преобразование в цифровую форму. Одновременно с этим в модуль аналогового ввода 13 от приемопередатчика 5 поступают импульсы синхронизации, обеспечивающие определение дальности до препятствия, от которого получены отраженные эхо-сигналы. От опорно-поворотного устройства 6 в модуль аналогового ввода 13 поступают импульсы углового положения антенны. Модуль аналогового ввода 13 передает оцифрованные эхо-сигналы в радар-процессор 14. Радар-процессор 14 производит цифровую обработку радиолокационных эхо-сигналов, для чего осуществляет некогерентное внутриимпульсное и межпериодное накопление огибающей радиолокационных эхо-сигналов и подавление несинхронных помех от однотипных и аналогичных РЛС. Затем радар-процессор 14 передает обработанные сигналы по каналу Ethernet в коммутатор 9. Коммутатор 9 по каналам Ethernet выдает сигналы в вычислительное устройство 8, со скоростью 100 МБит/с. Вычислительное устройство 8 преобразует полученные сигналы в формат телевизионного изображения и выдает полученную картинку на видеомонитор 11. Вычислительное устройство 8 хранит и обрабатывает информацию электронных карт, обрабатывает информацию, полученную от приемника автоматизированной информационной системы, интегрирует ее с радиолокационным изображением и выдает на видеомонитор 11. Кроме того, вычислительное устройство 8 по каналу Ethernet через коммутатор 9 получает oт внешних устройств видсонаблюдения видеоизображение, которое выдает на видеомонитор 11. Видеомонитор 11 отображает полученную информацию на жидкокристаллическом экране с разрешением 1920×1080 точек. Управление режимами работы автоматической навигационной радиолокационной станцией осуществляет оператор при помощи панели управления 10. Коммутатор 9 имеет возможность передавать информацию от приемопередатчика 5, радар-процессора 14 и от вычислительного устройства 8 по каналу Ethernet на внешний модуль оператора.Works automatic navigation radar as follows. The automatic backup power switch 3 analyzes the presence of the main and backup power supply with a voltage of 220 V, 50 Hz and measures the value of the constant voltage 24 V of the emergency power source. In the presence of all the power supply voltages, the automatic backup power switch 3 issues to the antenna post 1 and to the control panel 2 the voltage from the main power supply network with a voltage of 220 V, 50 Hz. In its absence, the automatic backup power switch 3 connects a backup power network with a voltage of 220 V, 50 Hz. In the absence of a backup power supply network, the backup power supply switch 3 connects an emergency power supply with a voltage of 24 V. The power supply module 12 converts the voltage 220 V, 50 Hz coming from the backup power supply switch 3, into a 24 V DC voltage and provides it to all devices control panel 2. In the absence of the main and backup power supply 220 V, 50 Hz, the power supply module 12 is turned off, the voltage 24 V emergency power source from the output of the machine turning on the backup power 3 stumbles on all the remote control device 2. The radar-processor 14 issues a command to switch to an antenna rotation position 1. Rotary support device 6 performs antenna rotation 4 around the vertical axis. Also, the radar processor 14 issues a command to turn on the radiation in the antenna post 1. The transmitting device in the transceiver 5 generates microwave pulses of a given power and duration. To improve the suppression of quasi-synchronous pulsed interference from other radars, as well as to suppress false marks at ambiguous ranges, wobble of the pulse repetition period is provided in the transceiver 5. Antenna 4 emits sounding signals on the air and receives radar echoes reflected from obstacles. The receiving device in the transceiver 5 produces a preliminary amplification and processing of echo signals. From the output of the transceiver 5, the signals are fed to the analog input module 13, which carries out their amplification and conversion to digital form. At the same time, synchronization pulses are supplied to the analog input module 13 from the transceiver 5, which determines the distance to the obstacle from which the reflected echo signals are received. From the rotary support device 6 in the analog input module 13 receives pulses of the angular position of the antenna. The analog input module 13 transmits the digitized echo signals to the radar processor 14. The radar processor 14 digitally processes the radar echo signals, for which it performs incoherent intra-pulse and inter-period accumulation of the envelope of the radar echo signals and suppresses non-synchronous interference from the same and similar radars. Then, the radar processor 14 transmits the processed signals over the Ethernet channel to the switch 9. The switch 9 sends Ethernet signals to the computing device 8 via Ethernet channels at a speed of 100 Mbit / s. Computing device 8 converts the received signals into a television image format and outputs the resulting image to a video monitor 11. Computing device 8 stores and processes electronic card information, processes information received from the receiver of an automated information system, integrates it with a radar image and provides it to video monitor 11. In addition to In addition, the computing device 8 via the Ethernet channel through the switch 9 receives from the external video surveillance devices a video image that you gives on the video monitor 11. Video monitor 11 displays the received information on a liquid crystal screen with a resolution of 1920 × 1080 pixels. The operating modes of the automatic navigation radar station are controlled by the operator using the control panel 10. The switch 9 has the ability to transmit information from the transceiver 5, the radar processor 14 and from the computing device 8 via Ethernet to an external operator module.

Claims

1. An automatic navigation radar station with a circular overview, consisting of an antenna unit, a communication and synchronization unit, transmitting and receiving modules, means for processing reflected signals, a control panel and a video monitor, characterized in that an automatic power supply backup automaton, a tolerance and parametric system are introduced into it control and the switch, and the receiving and transmitting modules and the communication and synchronization unit are combined into a single transceiver, and the reflected signal processing means it is a device for processing, targeting and generating motion parameters, consisting of an analog input module and a radar processor, while the radar processor and transceiver are connected via a switch via an Ethernet channel to a computer made in the form of a computing device that stores and processes electronic card information and information received from the receiver of an automated information system integrating it with a radar image and outputting it to a video monitor, while computing the device is configured to receive video surveillance from external video surveillance devices via an Ethernet channel through a switch and display it on a video monitor on a free area of the screen without overlapping a radar image, moreover, a transceiver, a radar processor, a computing device and an automatic backup power supply are connected by a CAN bus, providing transmission of tolerance and parametric control information.

2. The round-robin automatic navigation radar station according to claim 1, characterized in that the analog input module and the radar processor are made on programmable logic integrated circuits, digital signal processors for signal processing, microchips of analog-to-digital converters, microcircuits for direct digital signal synthesis.

3. The all-round automatic navigation radar station according to claim 1, characterized in that the switch is configured to transmit information from a transceiver, a radar processor, and from a computing device via an Ethernet channel to an external operator module.

4. The automatic navigation radar station of the circular review according to claim 1, characterized in that the automatic backup power switch is configured to provide continuous operation from the main or backup AC power supply voltage of 220 V, frequency 50 Hz.

5. The automatic navigation radar all-round view according to claim 1, characterized in that the automatic backup power is configured to provide continuous operation from an emergency 24 V DC power source.