RU2549884C1 - Radar scene signal simulator - Google Patents

Radar scene signal simulator Download PDF

Info

Publication number
RU2549884C1
RU2549884C1 RU2014103426/07A RU2014103426A RU2549884C1 RU 2549884 C1 RU2549884 C1 RU 2549884C1 RU 2014103426/07 A RU2014103426/07 A RU 2014103426/07A RU 2014103426 A RU2014103426 A RU 2014103426A RU 2549884 C1 RU2549884 C1 RU 2549884C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
radar
antenna
simulator
Prior art date
Application number
RU2014103426/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Сиротин
Александр Николаевич Коваль
Дмитрий Мирославович Ковальчук
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь"
Priority to RU2014103426/07A priority Critical patent/RU2549884C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2549884C1 publication Critical patent/RU2549884C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: method is carried out by replacing antennae of simulators and drives thereof with an antenna with a mobile phase centre, consisting of N radiators arranged linearly at an equal distance less than the wavelength in the propagation medium of the electromagnetic wave, from which m adjacent radiators at an appropriate moment in time are connected in-phase to a signal simulator through unmatched dividers and unmatched microwave switches, located in the branching feeder line from the divider to the radiator, as well as by introducing into the simulator circuit a register for rewriting the code of the position of the group of connected radiators under control of processor and providing change in the position of the phase centre of the virtual antenna. To simulate multiple targets, the radiation phase centre is moved into multiple positions while processing the signal at the station. The simulator comprises a digital delay line, parameters of which are switched synchronously with movement of the radiation phase centre.
EFFECT: simple device while improving reliability of simulation.
2 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам радиолокационного сигнала сцены, на которой в широком диапазоне углов имеются подвижные по дальности и углу цели, и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей радиолокационной станцией (РЛС) в широком диапазоне дальностей и углов.The present invention relates to radar, in particular, to simulators of a radar signal of a scene in which a wide range of angles are moving in range and angle of the target, and can be used to study the processes of detection and tracking of targets by a radar station in a wide range of ranges and angles .

Известен имитатор цели [1], работающий в безэховой камере, в котором через приемную антенну принимается сигнал проверяемой РЛС, переносится на промежуточную частоту, задерживается по времени в соответствии с дальностью имитируемой цели, сдвигается по доплеровской частоте в соответствии с радиальной скоростью имитируемой цели, модулируется по амплитуде в соответствии с эффективной площадью рассеяния (ЭПР) цели и ее дальностью от проверяемой РЛС, переносится обратно на несущую частоту, излучается через передающую антенну в качестве имитируемого сигнала цели. Имитация углового движения цели может быть выполнена за счет управляемого механического перемещения антенны имитатора по сфере, центром которой является проверяемая РЛС.A known target simulator [1], operating in an anechoic chamber in which the signal of the tested radar is received through a receiving antenna, is transferred to an intermediate frequency, is delayed in time in accordance with the range of the simulated target, is shifted by the Doppler frequency in accordance with the radial speed of the simulated target, is modulated in amplitude, in accordance with the effective scattering area (EPR) of the target and its distance from the radar being checked, it is transferred back to the carrier frequency, radiated through the transmitting antenna as an imitation target signal. Simulation of the angular movement of the target can be performed by controlled mechanical movement of the simulator antenna over a sphere whose center is the radar being checked.

Недостатком имитатора является его сложность, так как для реализации радиолокационной сцены во всем секторе углов сканирования антенны РЛС необходимы большой размер безэховой камеры, сложные электромеханические приводы и имитаторы количеством, равном количеству элементов сцены.The disadvantage of the simulator is its complexity, since for the implementation of the radar scene in the entire sector of the scanning angles of the radar antenna, a large size of an anechoic chamber, complex electromechanical drives and simulators with an amount equal to the number of scene elements are required.

Известен имитатор цели [2], располагаемый в безэховой камере, содержащий большой эллиптический отражатель, установленный в дальней зоне антенны РЛС. Сама РЛС находится в одном из фокусов эллипсоида, в то время как во втором фокусе расположен излучающий элемент имитатора в виде многолучевой фазированной антенной решетки (ФАР). Множество СВЧ сигналов модулируются по параметрам, соответствующим параметрам имитируемых целей, излучаются ФАР по независимым лучам и после переотражения от эллиптического отражателя принимаются антенной испытуемой РЛС. При этом каждый отраженный от эллиптического отражателя луч имитирует сигнал от отдельной цели или разрешаемого элемента сцены. Уровень сигналов, принимаемых антенной РЛС, определяется не только уровнем сигналов, сформированных имитатором в направлении лучей ФАР и отраженных от эллипсоида, но и рассогласованием переотраженного эллипсоидом луча имитатора относительно текущего направления оси визирования проверяемой РЛС.Known simulator of the target [2], located in an anechoic chamber containing a large elliptical reflector mounted in the far zone of the radar antenna. The radar itself is located in one of the focal points of the ellipsoid, while in the second focus is the emitting element of the simulator in the form of a multipath phased antenna array (PAR). Many microwave signals are modulated according to the parameters corresponding to the parameters of the simulated targets, they are emitted by the HEADLIGHTS by independent beams and, after re-reflection from the elliptical reflector, are received by the antenna of the tested radar. In addition, each beam reflected from an elliptical reflector imitates a signal from an individual target or a resolvable element of the scene. The level of signals received by the radar antenna is determined not only by the level of the signals generated by the simulator in the direction of the PAR headlights and reflected from the ellipsoid, but also by the mismatch of the simulator beam reflected by the ellipsoid relative to the current direction of the axis of sight of the checked radar.

Недостатком имитатора [2] является его сложность, связанная с изготовлением безэховой камеры и эллиптического зеркала с необходимой точностью больших размеров и сложной ФАР.The disadvantage of the simulator [2] is its complexity associated with the manufacture of an anechoic chamber and an elliptical mirror with the required accuracy of large sizes and complex PAR.

Известно устройство имитации радиолокационного сигнала сцены матричного типа [3], которое устанавливается в дальней зоне проверяемой РЛС на торцевой стенке безэховой камеры, содержит множество антенн эхо-сигналов, которые облучаются РЛС подсвета и антенной проверяемой РЛС. Угловые положения антенн эхо-сигналов соответствуют угловым положениям элементов имитируемой сцены (целям). Каждая антенна эхо-сигналов соединена через смеситель с соответствующим имитатором эхо-сигналов, формирующим сигнал одной из целей, задержанный в соответствии с дальностью цели, с длительностью, равной длительности зондирующего сигнала РЛС, сдвинутый по частоте на величину частоты доплера сигнала, отраженного целью, промодулированный по амплитуде в соответствии с дальностью цели, ее эффективной площадью рассеяния (ЭПР) и случайным законом амплитудной флюктуации. Эхо-сигнал имитатора через блок управляемых переключателей поступает на антенну, угловое положение которой соответствует имитируемой цели и излучается. Управляемое соединение сигнала, сформированного имитатором эхо-сигнала, с излучающими антеннами эхо-сигнала через блок управляемых переключателей обеспечивает имитацию движения цели по углу.A device for simulating a radar signal of a scene of a matrix type [3], which is installed in the far zone of the checked radar on the end wall of the anechoic chamber, contains many echo antennas that are irradiated by the radar of illumination and the antenna of the checked radar. The angular positions of the echo antennas correspond to the angular positions of the elements of the simulated scene (goals). Each echo antenna is connected through a mixer to a corresponding echo simulator that generates a signal of one of the targets, delayed in accordance with the target range, with a duration equal to the duration of the radar probe signal, shifted in frequency by the value of the Doppler frequency of the signal reflected by the target, modulated in amplitude in accordance with the range of the target, its effective scattering area (EPR) and the random law of amplitude fluctuation. The echo signal of the simulator through the block of controlled switches enters the antenna, the angular position of which corresponds to the simulated target and is emitted. The controlled connection of the signal generated by the echo simulator with the emitting antennas of the echo signal through a block of controlled switches provides simulation of the target’s movement along the angle.

Данное устройство обеспечивает имитацию нескольких целей и их движение в пространстве, но так как число антенн и имитаторов эхо-сигналов, имитирующих сигналы целей, отличающихся угловым положением, равно числу имитируемых элементов радиолокационной сцены, то в имитаторе, например для РЛС с синтезированной апертурой и высокой угловой разрешающей способностью в доли градуса, необходимо большое количество смесителей, имитаторов и антенн, имеющих малые угловом размеры. Требуемые поперечные размеры безэховой камеры, так же как в устройствах [1] и [2], велики. Такую систему сложно реализовать. Кроме этого при малом размере антенн имитатора коэффициент передачи тракта антенна РЛС - приемник, передатчик имитатора значительно уменьшается, что уменьшает устойчивость и достоверность работы ретрансляционных имитаторов [4].This device provides imitation of several targets and their movement in space, but since the number of antennas and simulators of echo signals that simulate target signals that differ in angular position is equal to the number of simulated elements of the radar scene, then in the simulator, for example, for radars with a synthesized aperture and high angular resolution in a fraction of a degree, you need a large number of mixers, simulators and antennas having small angular dimensions. The required transverse dimensions of the anechoic chamber, as in devices [1] and [2], are large. Such a system is difficult to implement. In addition, with a small size of the simulator antennas, the transmission coefficient of the path of the radar antenna is the receiver, the transmitter of the simulator is significantly reduced, which reduces the stability and reliability of the relay simulators [4].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому имитатору радиолокационного сигнала сцены является имитатор [5], принятый в качестве прототипа. В имитаторе радиолокационного сигнала сцены [5], обеспечивается снижение требований к размерам безэховой камеры в поперечном направлении при одновременном снижении числа антенн и имитаторов эхосигналов, и одновременно реализуется плавное перемещение целей. Для этого в безэховой камере в одном торце размещается антенна проверяемой РЛС, а в противоположном - N пространственно разнесенных по углу антенн эхо-сигналов, а каждая n-ная антенна соединена с сверхвысокочастотным (СВЧ) входом-выходом n-ного имитатора эхо-сигнала. Между антенной РЛС и антеннами эхо-сигналов, в ближней зоне антенны РЛС, расположены неподвижное и подвижное плоские зеркала. Неподвижное зеркало переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС 1, в сторону подвижного зеркала 3, угол наклона которого регулируется приводом подвижного зеркала. Регулировкой угла наклона одного из отражающих зеркал относительно текущего положения оси антенны РЛС обеспечивается облучение антенн эхосигналов только на расчетных углах визирования антенны РЛС. Сигнал РЛС через каждую облучаемую в данный момент времени антенну эхо-сигнала поступает на соответствующий имитатор эхо-сигнала, где задерживается, сдвигается по доплеровской частоте и модулируется по амплитуде в соответствии с дальностью, радиальной скоростью, эффективной площадью рассеяния и случайным законом флюктуации n-ной цели, введенных на имитатор эхо-сигнала из системы управления. Эхосигналы, сформированные имитаторами эхо-сигналов, через соответствующие антенны имитаторов излучаются обратно, переотражаются подвижным и неподвижным зеркалами в сторону антенны РЛС в качестве имитируемого сигнала n-х целей. Перемещение целей по углу внутри диаграммы направленности антенны (ДНА) РЛС обеспечивается перемещением антенн имитаторов с помощью соответствующих приводов. Имитация углового положения целей во всем секторе обзора РЛС обеспечивается подвижным зеркалом, для чего в системе управления зеркалом используются данные о положении ДНА антенны РЛС в пространстве. Устройство обеспечивает упрощение за счет уменьшения числа антенн и имитаторов, но также сложно в части реализации нескольких целей внутри сектора ДНА РЛС, так как высокоточное перемещение антенн имитаторов должно осуществляться сложными электромеханическими приводами. Механическое перемещение также ограничивает возможность имитации углового сближения целей меньше угловых размеров антенн с требуемой для устойчивой работы ретрансляционного имитатора апертурой и угловой скорости перемещения целей, что уменьшает достоверность имитации необходимой радиолокационной сцены.The closest in technical essence to the claimed simulator of the radar signal of the scene is a simulator [5], adopted as a prototype. In the simulator of the radar signal of the scene [5], reduced requirements for the dimensions of the anechoic chamber in the transverse direction while reducing the number of antennas and simulators of echo signals, and at the same time smooth movement of targets is realized. To do this, in the anechoic chamber, the antenna of the tested radar is located at one end, and N echo signals spatially spaced along the angle of the antennas are placed at the opposite end, and each n-th antenna is connected to the microwave input (output) of the nth echo signal simulator. Between the radar antenna and the echo antennas, in the near zone of the radar antenna, there are fixed and moving flat mirrors. The fixed mirror reflects the plane wave of the signal radiated by the radar antenna 1 towards the moving mirror 3, the angle of which is regulated by the drive of the moving mirror. By adjusting the angle of inclination of one of the reflecting mirrors relative to the current position of the axis of the radar antenna, the echo signals are irradiated only at the calculated viewing angles of the radar antenna. The radar signal through each echo antenna irradiated at a given moment of time arrives at the corresponding echo signal simulator, where it is delayed, shifted by the Doppler frequency and modulated in amplitude in accordance with the range, radial velocity, effective scattering area and random fluctuation law of the nth targets entered on the echo simulator from the control system. The echo signals generated by the echo signal simulators are emitted back through the corresponding simulator antennas, and are reflected by moving and stationary mirrors towards the radar antenna as a simulated signal of n targets. The movement of targets in the angle inside the antenna pattern (BOTTOM) of the radar is provided by the movement of the antennas of the simulators using appropriate drives. Simulation of the angular position of targets in the entire sector of the radar's view is provided by a movable mirror, for which purpose the data on the position of the bottom of the radar antenna in space are used in the mirror control system. The device provides simplification by reducing the number of antennas and simulators, but it is also difficult in terms of the implementation of several goals within the radar DND sector, since high-precision movement of the simulator antennas must be carried out by complex electromechanical drives. Mechanical movement also limits the ability to simulate the angular approach of targets less than the angular dimensions of the antennas with the aperture required for stable operation of the relay simulator and the angular velocity of moving targets, which reduces the reliability of the simulation of the necessary radar scene.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение устройства с повышением достоверности имитации.The aim of the invention is to simplify the device with increasing the reliability of the simulation.

Поставленная цель реализуется за счет замены антенн имитаторов и их приводов антенной с подвижным фазовым центром, состоящей из N излучателей, расположенных линейно на равном расстоянии меньше длины волны в среде распространения электромагнитной волны, из которых m смежных в данный момент времени подключены синфазно к имитатору сигнала через несогласованные делители и несогласованные СВЧ ключи, расположенные в ответвлении фидерной линии от делителя к излучателю и введения в схему имитатора регистра перезаписи кода положения группы подключенных излучателей под управлением процессора и обеспечивающего изменение положения фазового центра виртуальной антенны, а также сокращением количества имитаторов до одного. Для моделирования нескольких целей фазовый центр излучения перемещается в несколько положений за время обработки сигнала в РЛС, а имитатор имеет цифровую линию задержки, параметры которой, частота Доплера и задержка, переключаются синхронно с перемещением фазового центра излучения.The goal is realized by replacing the antennas of the simulators and their drives with an antenna with a moving phase center, consisting of N emitters located linearly at an equal distance less than the wavelength in the medium of electromagnetic wave propagation, of which m adjacent at the given time are connected in phase to the signal simulator through inconsistent dividers and inconsistent microwave keys located in the branch of the feeder line from the divider to the emitter and insertion into the circuit of the simulator of the register of rewriting the group position code by connected emitters under the control of the processor and providing a change in the position of the phase center of the virtual antenna, as well as reducing the number of simulators to one. To simulate several targets, the phase center of the radiation moves to several positions during signal processing in the radar, and the simulator has a digital delay line, the parameters of which, the Doppler frequency and delay, are switched synchronously with the movement of the phase center of the radiation.

Для решения поставленной цели в устройство имитатора радиолокационного сигнала сцены, содержащее безэховую камеру, антенну проверяемой радиолокационной станции (РЛС), имитатор эхо-сигнала, неподвижное и подвижное плоские зеркала, установленные в ближней зоне антенны РЛС, привод подвижного зеркала, при этом неподвижное зеркало переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС, в сторону подвижного зеркала, направление волны, переотраженной подвижным зеркалом, через привод подвижного зеркала регулируется углом наклона подвижного зеркала, систему управления, датчик угла, который механически соединен с подвижным зеркалом, выход датчика угла соединен со входом системы управления, вход привода подвижного зеркала соединен с выходом системы управления, введены антенна с подвижным фазовым центром, состоящая из N излучателей, расположенных линейно на равном расстоянии меньше λ в среде распространения электромагнитной волны, последовательно соединенных 1-го несогласованного делителя и 1-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии, 2-го несогласованного делителя и 2-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии и далее, повторяясь до N-го несогласованного делителя, реактивная нагрузка, сдвигающая при отражении фазу сигнала кратно 2π, к входу которой подключен третий вход-выход последнего N-го несогласованного делителя, вторые входы-выходы каждого из N несогласованных делителей подключены к последовательно соединенным отрезку фидерной линии длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии, несогласованному СВЧ ключу и излучателю (каждый излучатель может быть соединен с соответствующими ключами фидерными линиями равной длины, в дальнейшем описании устройства данные элементы опускаются в силу очевидности), вход-выход первого делителя является входом-выходом антенны с подвижным фазовым центром, а имитатор сигнала содержит последовательно соединенные, циркулятор, квадратурный смеситель, первый полосовой фильтр, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), умножитель комплексных чисел, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), третий полосовой фильтр, квадратурный модулятор, второй выход квадратурного смесителя через последовательно соединенные второй полосовой фильтр и второй АЦП подключен ко второму входу ОЗУ, второй выход ОЗУ соединен со вторым входом умножителя комплексных чисел, второй выход умножителя комплексных чисел через последовательно соединенные второй ЦАП и четвертый полосовой фильтр подключен ко второму входу квадратурного модулятора, выход которого соединен со вторым входом циркулятора, гетеродин, выход которого соединен с вторым входом квадратурного смесителя и с третьим входом квадратурного модулятора, генератор прямого цифрового синтеза, первый и второй выход которого соединены с третьим и четвертым входами умножителя комплексных чисел соответственно, первый регистр, выход которого подключен к третьему входу ОЗУ, второй регистр, выход которого подключен ко входу генератора прямого цифрового синтеза, а входы-выходы первого и второго регистров подключены к интерфейсному входу-выходу имитатора эхосигнала, процессор, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом системы управления и с первым входом-выходом имитатора эхо-сигналов, цифровой регистр, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора, а выходы с 1-го по N-й соединены с входами несогласованных СВЧ ключей соответственно с 1-го по N-й антенны с подвижным фазовым центром, вход-выход антенны с подвижным фазовым центром соединен со вторым входом-выходом имитатора эхосигналов, вход-выход системы управления соединен со вторым входом-выходом процессора, первый вход-выход процессора является интерфейсной связью имитатора радиолокационного сигнала сцены, по которому вводятся данные о параметрах движения имитируемых целей по дальности и углу, текущие данные о угловом положении антенны РЛС.To achieve this goal, a device for simulating a radar signal of a scene, containing an anechoic chamber, an antenna of a checked radar station, an echo signal simulator, fixed and movable flat mirrors installed in the near zone of a radar antenna, a moving mirror drive, while a fixed mirror reflects the plane wave of the signal radiated by the radar antenna towards the moving mirror, the direction of the wave reflected by the moving mirror through the drive of the moving mirror is regulated by the angle of inclination of the slide a mirror, a control system, an angle sensor that is mechanically connected to the moving mirror, the output of the angle sensor is connected to the input of the control system, the input of the drive of the moving mirror is connected to the output of the control system, an antenna with a moving phase center consisting of N emitters located linearly on equal distance less than λ in the medium of electromagnetic wave propagation, connected in series of the 1st inconsistent divider and the 1st segment of the feeder line with a length multiple of the wavelength in the feeder line, of the 2nd the agreed divider and the 2nd segment of the feeder line with a length that is a multiple of the wavelength in the feeder line and then, repeating up to the Nth inconsistent divider, the reactive load that shifts the phase of the signal when reflected is a multiple of 2π, to the input of which the third input-output of the last N- of the inconsistent divider, the second inputs and outputs of each of the N inconsistent dividers are connected to a series-connected length of the feeder line that is a multiple of half the wavelength in the feeder line, an inconsistent microwave key and emitter (each emits the spruce can be connected to the corresponding keys with feeder lines of equal length, in the further description of the device these elements are omitted due to obviousness), the input-output of the first divider is the input-output of the antenna with a moving phase center, and the signal simulator contains series-connected circulator, quadrature mixer , first bandpass filter, first analog-to-digital converter (ADC), random access memory (RAM), complex number multiplier, first digital-to-analog converter (DAC), tr the third bandpass filter, the quadrature modulator, the second output of the quadrature mixer through the second bandpass filter and the second ADC connected in series to the second RAM input, the second RAM output connected to the second input of the complex number multiplier, the second output of the complex number multiplier through the second DAC and the fourth bandpass connected in series the filter is connected to the second input of the quadrature modulator, the output of which is connected to the second input of the circulator, a local oscillator, the output of which is connected to the second input of the qua mixer and with the third input of the quadrature modulator, a direct digital synthesis generator, the first and second output of which are connected to the third and fourth inputs of the complex number multiplier, respectively, the first register, the output of which is connected to the third input of RAM, the second register, the output of which is connected to the input of the generator direct digital synthesis, and the inputs and outputs of the first and second registers are connected to the interface input-output of the echo signal simulator, the processor, the second input-output of which is connected to the input-output with control systems with the first input-output of an echo signal simulator, a digital register whose input-output is connected to the second input-output of the processor, and the outputs from the 1st to the Nth are connected to the inputs of the inconsistent microwave keys, respectively, from the 1st to N-th antenna with a moving phase center, the input-output of the antenna with a moving phase center is connected to the second input-output of the echo signal simulator, the input-output of the control system is connected to the second input-output of the processor, the first input-output of the processor is an interface link of the radio simulator insulating scene signal by which data is entered on the parameters of movement of simulated targets in range and angle data on the current angular position of the radar antenna.

Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и чертежами имитатора радиолокационного сигнала сценыThe invention is illustrated by the further description and drawings of the simulator of the radar signal of the scene

На фиг.1 изображена структура имитатора радиолокационного сигнала сцены.Figure 1 shows the structure of the simulator of the radar signal of the scene.

На фиг.2 изображена структура антенны с подвижным фазовым центром (АПФЦ).Figure 2 shows the structure of the antenna with a moving phase center (APFC).

На фиг.3 изображена структура имитатора эхосигнала (ИС).Figure 3 shows the structure of the simulator of the echo signal (IC).

На фиг.1 приняты следующие обозначения:In figure 1, the following notation:

1 - антенна проверяемой РЛС (АРЛС);1 - antenna of the checked radar (ARLS);

2 - неподвижное зеркало;2 - fixed mirror;

3 - подвижное зеркало;3 - movable mirror;

4 - датчик угла (ДУ);4 - angle sensor (remote control);

5 - привод подвижного зеркала (ППЗ);5 - drive movable mirror (PPZ);

6 - система управления(СУ);6 - control system (SU);

7 - антенна с подвижным фазовым центром (АПФЦ);7 - antenna with a moving phase center (APFC);

8 - имитатор эхо-сигнала (ИЭС);8 - simulator of an echo signal (IES);

9 - регистр (РЕГ);9 - register (REG);

10 - процессор (ПРЦ);10 - processor (PRC);

11 - безэховая камера (БЭК).11 - anechoic chamber (BEC).

На фиг.2 приняты следующие обозначения:In figure 2, the following notation:

1) к-й отрезок фидерной линии (ФЛк);1) the k-th segment of the feeder line (PL to );

2) к-й несогласованный делитель (НДк);2) the inconsistent divisor (ND to );

3) к-й излучатель (Ик);3) to the emitter (And to );

4) к-й несогласованный ключ (НКк);4) the inconsistent key (NK to );

5) реактивная нагрузка (РН).5) reactive load (LV).

На фиг.3 приняты следующие обозначения:In figure 3, the following notation:

1) циркулятор (Ц);1) circulator (C);

2) квадратурный смеситель (КС);2) quadrature mixer (KS);

3) полосовой фильтр (ПФ);3) band-pass filter (PF);

4) аналоговый преобразователь (АЦП);4) analog converter (ADC);

5) оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);5) random access memory (RAM);

6) комплексный умножитель (КУм);6) complex multiplier (CMC);

7) цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);7) digital-to-analog converter (DAC);

8) квадратурный модулятор (КМ);8) quadrature modulator (KM);

9) генератор (Г);9) generator (G);

10) генератор прямого цифрового синтеза;10) direct digital synthesis generator;

11) регистр (РГ).11) register (WG).

На фиг.1 в безэховой камере 11 в одном торце размещается антенна проверяемой РЛС 1, а в противоположном - антенна с подвижным фазовым центром АПФЦ 7, соединенная со вторым СВЧ входом-выходом имитатора эхо-сигнала ИС 8, между антенной РЛС 1 и антенной с подвижным фазовым центром АПФЦ 7, в ближней зоне антенны РЛС 1 расположены неподвижное 2 и подвижное 3 плоские зеркала, неподвижное зеркало 2 переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС 1, в сторону подвижного зеркала 3, угол наклона которого регулируется приводом подвижного зеркала 5, датчик угла 4 механически соединен с подвижным зеркалом 3, выход датчика угла 4 соединен со входом системы управления 6, вход привода подвижного зеркала 5 соединен с выходом системы управления 6, вход-выход которой соединен со вторым входом-выходом процессора 10, цифровой регистр 9, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора 10, а выходы с 1-го по N-й соединены с входами, соответственно с 1-го по N-й, антенны с подвижным фазовым центром АПФЦ 7, второй вход-выход процессора 10 соединен также с первым входом-выходом имитатора эхо-сигналов, первый вход-выход процессора 10 является интерфейсной связью имитатора радиолокационного сигнала сцены, по которому вводятся данные о параметрах движения имитируемых целей по дальности и углу, текущие данные о угловом положении антенны РЛС 1.In Fig. 1, in the anechoic chamber 11, the antenna of the tested radar 1 is located at one end, and the antenna with the mobile phase center APFC 7 connected to the second microwave input-output of the echo signal simulator IS 8 between the antenna of the radar 1 and the antenna with the mobile phase center APFC 7, in the near zone of the radar antenna 1 there are fixed 2 and movable 3 flat mirrors, the fixed mirror 2 reflects the plane wave of the signal radiated by the radar antenna 1 towards the movable mirror 3, the angle of which is regulated by the drive of the moving mirror 5 , the angle sensor 4 is mechanically connected to the movable mirror 3, the output of the angle sensor 4 is connected to the input of the control system 6, the input of the drive of the moving mirror 5 is connected to the output of the control system 6, the input-output of which is connected to the second input-output of the processor 10, digital register 9 the input-output of which is connected to the second input-output of the processor 10, and the outputs from the 1st to the Nth are connected to the inputs, respectively, from the 1st to the Nth, of an antenna with a moving phase center APFC 7, the second input-output processor 10 is also connected to the first input-output of the simulator echo si signals, the first input-output of the processor 10 is the interface connection of the simulator of the radar signal of the scene, by which data are entered on the parameters of the movement of the simulated targets in range and angle, current data on the angular position of the radar antenna 1.

На фиг.2 антенна с подвижным фазовым центром 7 состоит из N излучателей Иk 7-k-3, где k от 1 до N, расположенных линейно, на равном расстоянии меньше К в среде распространения электромагнитной волны, последовательно соединенных 1-го несогласованного делителя НД1 7-1 и 1-го отрезка фидерной линии ФЛ1 7-2 длиной, кратной длине волны в фидерной линии, 2-го несогласованного делителя НД2 7-3 и 2-го отрезка фидерной линии ФЛ2 7-4 длиной, кратной длине волны в фидерной линии, и далее, повторяясь до N-го несогласованного делителя НДN 7-(2N-1), третий вход-выход последнего N-го несогласованного делителя НДN 7-(2N-1) подключен к реактивной нагрузке РН 12, сдвигающей фазу сигнала кратно 2π, вторые входы-выходы каждого из N несогласованных делителей НДk с 7-1-го по 7-(2N-1)-й подключены к последовательно соединенным отрезку фидерной линии длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии ФЛN+k-1 7-k-l, несогласованному СВЧ ключу HKk 7-k-2 и излучателю Иk 7-k-3, вход-выход первого делителя НД1 7-1 является входом-выходом антенны с подвижным фазовым центром 7.In figure 2, the antenna with a moving phase center 7 consists of N emitters And k 7-k-3, where k from 1 to N, arranged linearly, at an equal distance less than K in the medium of electromagnetic wave propagation, connected in series with the 1st inconsistent divider ND 1 7-1 and the 1st segment of the feeder line FL 1 7-2 long, a multiple of the wavelength in the feeder line, the 2nd inconsistent divider ND 2 7-3 and the 2nd segment of the feeder line FL 2 7-4 long, multiple wavelengths in the feeder line, and then, repeating until the N-th uncoordinated divider ND N 7- (2N-1), the third input-output last of the Nth mismatched divider ND N 7- (2N-1) is connected to the reactive load of the PH 12, which shifts the signal phase by a factor of 2π, the second inputs and outputs of each of the N mismatched dividers ND k from 7-1 to 7- (2N -1) th are connected to a series-connected segment of the feeder line with a length that is a multiple of half the wavelength in the PL feeder line N + k-1 7-kl, an inconsistent microwave key HK k 7-k-2, and emitter I k 7-k-3 , the input-output of the first divider ND 1 7-1 is the input-output of the antenna with a moving phase center 7.

На фиг.3 имитатор эхосигнала ИС 8 содержит последовательно соединенные циркулятор Ц 8-1, квадратурный смеситель КС 8-2, первый полосовой фильтр ПФ1 8-3, первый аналого-цифровой преобразователь АЦП1 8-5, оперативное запоминающее устройство ОЗУ 8-7, умножитель комплексных чисел КУм 8-8, первый цифроаналоговый преобразователь ЦАП1 8-10, третий полосовой фильтр ПФЗ 8-12, квадратурный модулятор КМ 8-13, второй выход квадратурного смесителя КС 8-2, через последовательно соединенные второй полосовой фильтр ПФ2 8-4 и второй АЦП2 8-6 подключен ко второму входу ОЗУ 8-7, второй выход ОЗУ 8-7 соединен со вторым входом умножителя комплексных чисел КУм 8-8, второй выход умножителя комплексных чисел КУм 8-8 через последовательно соединенные второй ЦАП2 8-9 и четвертый полосовой фильтр ПФ4 8-11 подключен ко второму входу квадратурного модулятора КМ 8-13, выход которого соединен со вторым входом циркулятора Ц 8-1, гетеродин Г 8-14, выход которого соединен с вторым входом квадратурного смесителя КС 8-2 и с третьим входом квадратурного модулятора КМ 8-13, генератор прямого цифрового синтеза ГПЦС 8-15, первый и второй выход которого соединены с третьим и четвертым входами умножителя комплексных чисел КУм 8-8 соответственно, первый регистр РГ1 8-16, выход которого подключен к третьему входу ОЗУ 8-7, второй регистр РГ2 8-17, выход которого подключен ко входу генератора прямого цифрового синтеза ГПЦС 8-15, а входы выходы первого РГ1 8-16 и второго РГ2 8-17 регистров подключены к первому интерфейсному входу выходу имитатора эхосигнала ИС 8.In Fig. 3, the echo signal simulator IS 8 contains a series-connected circulator C 8-1, a quadrature mixer KS 8-2, a first band-pass filter PF1 8-3, a first analog-to-digital converter ADC1 8-5, random access memory 8-7, complex numbers multiplier KUm 8-8, the first digital-to-analog converter TsAP1 8-10, the third bandpass filter PFZ 8-12, the quadrature modulator KM 8-13, the second output of the quadrature mixer KS 8-2, through the second bandpass filter PF2 8-4 connected in series and the second ADC2 8-6 is connected to the second input of RAM 8-7, in the second RAM output 8-7 is connected to the second input of the complex numbers multiplier KUm 8-8, the second output of the complex numbers multiplier KUm 8-8 through the second DAC2 8-9 and the fourth band-pass filter PF4 8-11 connected in series to the second input of the CM quadrature modulator 8-13, the output of which is connected to the second input of the circulator C 8-1, the local oscillator G 8-14, the output of which is connected to the second input of the quadrature mixer KS 8-2 and with the third input of the quadrature modulator KM 8-13, the generator of direct digital synthesis of GPCS 8-15, the first and second output of which combined with the third and fourth inputs of the complex number multiplier KUm 8-8, respectively, the first register RG1 8-16, the output of which is connected to the third input of RAM 8-7, the second register RG2 8-17, the output of which is connected to the input of the digital direct synthesis generator 8-15, and the inputs of the outputs of the first WG1 8-16 and the second WG2 of 8-17 registers are connected to the first interface input of the simulator of the echo signal of IC 8.

Системы управления механическими приводами широко используются в технике и реализуются обычно на контроллерах.Control systems for mechanical drives are widely used in technology and are usually implemented on controllers.

Несогласованные ключи, делители, фидерные линии антенны с подвижным фазовым центром могут быть реализованы в виде известных микрополосковых, и (или) волноводных, кабельных элементов.Inconsistent keys, dividers, feeder lines of the antenna with a moving phase center can be implemented in the form of known microstrip, and (or) waveguide, cable elements.

В качестве квадратурного смесителя 8-2 и квадратурного модулятора 8-13 могут быть использованы соответственно микросхемы НМС 522 и НМС 709LC5 фирмы Hittite Microwave Corp.As the quadrature mixer 8-2 and the quadrature modulator 8-13, microcircuits NMS 522 and NMS 709LC5 from Hittite Microwave Corp. can be used, respectively.

Регистр 9, первый регистр 8-16 и второй регистр 8-17, умножитель комплексных чисел 8-8 и генератор прямого цифрового синтеза 8-15 с интерфейсом связи с процессором 10 могут быть реализованы на программируемой логической интегральной схеме Virtex6 XCVLX130T.Register 9, first register 8-16 and second register 8-17, complex number multiplier 8-8 and direct digital synthesis generator 8-15 with communication interface with processor 10 can be implemented on the Virtex6 XCVLX130T programmable logic integrated circuit.

В качестве процессора может быть использован любой одноплатный компьютер, объединенный на многослотовой базе одного из интерфейсов, например PCI-E IX, со специализированными платами сопряжения с регистрами и системой управления.As a processor, any single-board computer can be used, combined on a multi-slot base of one of the interfaces, for example PCI-E IX, with specialized interface cards with registers and a control system.

Имитатор радиолокационного сигнала сцены, изображенный на фиг.1, работает следующим образом. Проверяемая РЛС через антенну 1 излучает сигналы в рабочем секторе углов β0±Δϑ/2, где Δϑ - ширина диаграммы направленности антенны РЛС, при этом плоская волна антенны 1, излученная под углом β (фиг.1), отражается от плоского зеркала 2 в сторону подвижного зеркала 3, установленного под углом β, в направлении α=φ-β. При углах α=αi±Δϑ/2, где αi - угол направления на фазовый центр АПФЦ относительно общей оси координат, положение которого задается кодом регистра 9 и которое определяет угловое положение i-й цели, сигнал РЛС через АПФЦ поступает на имитатор эхо-сигнала 8, где задерживается и сдвигается по доплеровской частоте в соответствии с дальностью и скоростью, введенных, в виде кодов, в имитатор эхо-сигнала 8 с входа-выхода процессора 10. Код регистра 9, определяющий угловое положение фазового центра АПФЦ и i-й цели также задается процессором 10. Эхо-сигнал, сформированный имитатором эхо-сигнала 8, через АПФЦ 7 излучается обратно, переотражается подвижным 3 и неподвижными 2 зеркалами в сторону антенны АРЛС 1 в качестве имитируемого сигнала i-й цели. Перестройкой угла наклона подвижного зеркала 3 на углы φn обеспечивается имитация множества сигналов сцены под углами βin=2φni. Управление углом наклона φn подвижного зеркала и положением фазового центра АПФЦ αi производится процессором 10 с учетом текущего направления антенны РЛС 1 приходящего с датчика угла антенны РЛС β через соответствующий привод подвижного зеркала 5 и регистр 9.The simulator of the radar signal of the scene depicted in figure 1, operates as follows. The tested radar through the antenna 1 emits signals in the working sector of the angles β 0 ± Δϑ / 2, where Δϑ is the width of the radiation pattern of the radar antenna, while the plane wave of the antenna 1 radiated at an angle β (Fig. 1) is reflected from the plane mirror 2 in the side of the movable mirror 3, mounted at an angle β, in the direction α = φ-β. At angles α = α i ± Δϑ / 2, where α i is the direction angle to the phase center of the APFC relative to the common coordinate axis, the position of which is set by register code 9 and which determines the angular position of the i-th target, the radar signal through the APFC is transmitted to the echo simulator -signal 8, where it is delayed and shifted by the Doppler frequency in accordance with the range and speed entered, in the form of codes, into the simulator of the echo signal 8 from the input-output of the processor 10. Register code 9, which determines the angular position of the phase center of the AFCS and i th target is also set by processor 10. Echo, s generated by the simulator of the echo signal 8, through APFC 7 is radiated back, reflected by the moving 3 and fixed 2 mirrors in the direction of the antenna ARLS 1 as a simulated signal of the i-th target. By restructuring the angle of inclination of the movable mirror 3 to the angles φ n , an imitation of the plurality of scene signals at angles β in = 2φ ni is provided. The angle of inclination φ n of the moving mirror and the position of the phase center of the AFFC α i are controlled by the processor 10 taking into account the current direction of the radar antenna 1 coming from the angle sensor of the radar antenna β through the corresponding drive of the moving mirror 5 and register 9.

В процессе боевой работы процессор 10 вычисляет текущее положение каждой i-той цели на основании введенных в него, через первый вход-выход, исходных координат и параметров движения по дальности и углу, формирует сигнал, управляющий приводом 5, и коды регистра 9 δi, с учетом текущего значения угла β (направления антенны РЛС), приходящего с датчика углового положения антенны РЛС 1 на третьий вход-выход процессора 10 (датчик углового положения антенны и его связь с третьим входом-выходом процессора 10 не показана), угла наклона φ подвижного зеркала 5, приходящего с датчика угла 4, и угловых положений αi целей. При этом устраняются рассогласования положения целей на углах приема сигнала РЛС βi, относительно расчетных, в секторе углов β±Δϑ/2. Процессор 10 синхронно, с передачей кода регистра 9 δi, (углового положения i-й цели), за время, меньшее постоянной времени РЛС, периодически передает в имитатор эхо-сигнала коды дальности до i-x целей и их частоты Доплера. Таким образом, сигнал, поступающий на вход РЛС, имитирует сигналы от группы i-x целей в текущем секторе углов диаграммы направленности антенны РЛС, содержащей информацию о угловом положении, скорости и дальность каждой цели.In the process of combat work, the processor 10 calculates the current position of each i-th target on the basis of the input coordinates, the initial coordinates and the motion parameters in range and angle, generates a signal that controls the drive 5, and register codes 9 δ i , taking into account the current value of the angle β (direction of the radar antenna) coming from the sensor of the angular position of the radar antenna 1 to the third input-output of the processor 10 (the sensor of the angular position of the antenna and its connection with the third input-output of the processor 10 is not shown), the tilt angle φ of the movable mirrors 5 coming from the angle sensor 4, and the angular positions α i of the targets. This eliminates the mismatch of the position of the targets at the angles of reception of the radar signal β i , relative to the calculated, in the sector of angles β ± Δϑ / 2. The processor 10 synchronously, with the transfer of the register code 9 δ i , (angular position of the i-th target), for a time shorter than the radar time constant, periodically transmits the range codes to ix targets and their Doppler frequency to the echo simulator. Thus, the signal received at the radar input simulates signals from the ix group of targets in the current sector of the angles of the radiation pattern of the radar containing information about the angular position, speed and range of each target.

Антенна с подвижным фазовым центром, изображенная на фиг.2, работает следующим образом. Сигнал с имитатора эхо-сигнала 8 поступает на последовательно включенные пары несогласованных делителей 7-(2k-1) и фидерных линий 7-2k длиной, кратной длине волны в фидерной линии. Первый вход-выход первого несогласованного делителя является входом-выходом АПФЦ. Со вторых входов-выходов каждых несогласованных делителей 7-(2k-1) часть сигнала поступает последовательно на фидерные линии 7-k-l длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии, несогласованные ключи 7-k-2 и излучатели 7-k-3. В случае, если несогласованный ключ 7-k-2 открыт логическим сигналом, поступающим с выхода разряда регистра 9, то сигнал поступает в излучатель 7-k-3 и излучается. Процессор 10 одновременно открывает m смежных несогласованных ключей. Так как сигналы на излучатели поступают с одинаковой фазой, то m смежных излучателей образуют антенну с требуемой апертурой, которая выбирается из условия обеспечения необходимого для устойчивой работы имитатора коэффициента усиления антенны mΔ, где Δ - расстояние между излучателями. В тех ответвлениях, со вторых входов несогласованных делителей 7-(2k-1), где несогласованный ключ 7-k-2 закрыт логическим сигналом, поступающим с выхода разряда регистра 9 сигнал, пришедший на первый вход несогласованного делителя 7-(2k-1), полностью поступает на его третий вход-выход, так как длина фидерной линии 7-k-l кратна половине длины волны в фидерной линии. Последний от входа-выхода АПФЦ несогласованный делитель 7-(2N-1) третьим входом-выходом подключен к реактивной нагрузке, сдвигающей фазу сигнала кратно 2π, и поэтому сигнал полностью отражается и синфазно поступает на излучатели с открытыми ключами.The antenna with a moving phase center, shown in figure 2, operates as follows. The signal from the simulator of the echo signal 8 is fed to sequentially connected pairs of mismatched dividers 7- (2k-1) and feeder lines 7-2k length multiple of the wavelength in the feeder line. The first input-output of the first inconsistent divider is the input-output of the AFCS. From the second inputs and outputs of each 7- (2k-1) mismatched dividers, a part of the signal is fed sequentially to 7-k-l feeder lines that are a multiple of half the wavelength in the feeder line, 7-k-2 mismatched keys, and 7-k-3 emitters. If the inconsistent key 7-k-2 is opened by a logical signal coming from the output of the discharge of register 9, then the signal enters the emitter 7-k-3 and is emitted. The processor 10 simultaneously opens m adjacent mismatched keys. Since the signals to the emitters arrive with the same phase, m adjacent emitters form an antenna with the required aperture, which is selected from the condition for providing the antenna gain mΔ necessary for stable operation of the simulator, where Δ is the distance between the emitters. In those branches, from the second inputs of the inconsistent dividers 7- (2k-1), where the inconsistent key 7-k-2 is closed by a logic signal coming from the output of the register register 9, the signal received at the first input of the inconsistent divider 7- (2k-1) completely arrives at its third input-output, since the length of the feeder line 7-kl is a multiple of half the wavelength in the feeder line. The last non-coordinated 7- (2N-1) divider from the APFC input-output is connected to the reactive load by the third input-output, which shifts the phase of the signal by a factor of 2π, and therefore the signal is completely reflected and in phase is transmitted to the emitters with public keys.

Имитатор эхо-сигнала 8, изображенный на фиг.3, работает следующим образом. Принятый антенной с подвижным фазовым центром 7 сигнал с антенны РЛС 1 U(t) через циркулятор 8-1 поступает на квадратурный смеситель 8-2, на второй вход которого приходит сигнал гетеродина 8-14. Первый квадратурный выходной сигнал UC квадратурного смесителя 8-2 через последовательно соединенные первый полосовой фильтр 8-3 и первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8-5 поступает на первый вход оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 8-7. Второй квадратурный сигнал US с выхода квадратурного смесителя 8-2 через аналогичные второй полосовой фильтр 8-4 и второй АЦП 8-6 поступает на второй вход ОЗУ 8-7. Считывание записанного сигнала из первого ОЗУ 8-7 производится по адресу, формируемому первым регистром 8-16, и начинается с задержкой, равной задержке отраженного сигнала от i-й цели τi, определяемой исходным кодом δi1, введенным в первый регистр 8-16 процессором 10.The simulator of the echo signal 8 shown in figure 3, operates as follows. The signal received from the antenna of the radar 1 U (t) received by the antenna with the moving phase center 7 is fed through the circulator 8-1 to the quadrature mixer 8-2, to the second input of which the local oscillator signal 8-14. The first quadrature output signal U C of the quadrature mixer 8-2 through a series-connected first band-pass filter 8-3 and the first analog-to-digital converter (ADC) 8-5 is supplied to the first input of random access memory (RAM) 8-7. The second quadrature signal U S from the output of the quadrature mixer 8-2 through a similar second band-pass filter 8-4 and the second ADC 8-6 is fed to the second input of RAM 8-7. Reading the recorded signal from the first RAM 8-7 is performed at the address generated by the first register 8-16, and begins with a delay equal to the delay of the reflected signal from the i-th target τ i , determined by the source code δ i1 , entered into the first register 8-16 processor 10.

Квадратурные составляющие UC и US поступают соответственно на первый и второй вход умножителя комплексных чисел 8-8, на третий и четвертый входы которого поступают составляющие квадратурного сигнала генератора прямого цифрового синтеза 8-15 с частотой Доплера отраженного сигнала от i-й цели fдi, которая задается кодом второго регистра 8-17 δi2, введенным процессором 10. Квадратурный сигнал с выхода умножителя комплексных чисел 8-8 преобразуются в аналоговую форму с помощью цифроаналоговых преобразователей 8-9 и 8-10 и далее сглаживается аналогичными полосовыми фильтрами 8-11 и 8-12. Сигнал с выхода полосовых фильтров 8-11 и 8-12 на промежуточной частоте поступает на первый и второй входы квадратурного модулятора 8-13, где с помощью гетеродинного сигнала, поступающего на его третий вход, переносится на несущую частоту. Выходной сигнал квадратурного модулятора 8-13 через циркулятор 8-1 поступает в АПФЦ и излучается.The quadrature components U C and U S are respectively supplied to the first and second input of the complex number multiplier 8-8, the third and fourth inputs of which receive the quadrature signal components of the direct digital synthesis generator 8-15 with the Doppler frequency of the reflected signal from the i-th target f di which is given by the second code register 8-17 δ i2, introduced processor 10. The quadrature signal output from the complex numbers multiplier 8-8 are converted to analog form by digital to analog converters 8-9 and 8-10 and further smoothed analogous bubbled bandpass filters 8-11 and 8-12. The signal from the output of the bandpass filters 8-11 and 8-12 at an intermediate frequency is fed to the first and second inputs of the quadrature modulator 8-13, where with the help of a heterodyne signal supplied to its third input, it is transferred to the carrier frequency. The output signal of the quadrature modulator 8-13 through the circulator 8-1 enters the AFCS and is emitted.

Техническим преимуществом предлагаемого имитатора радиолокационного сигнала сцены перед прототипом является возможность имитации множества подвижных по дальности и углу целей, без необходимости использования сложных механических приводов для перемещения антенн имитаторов, использования одного имитатора вместо нескольких, реализацией высокой скорости углового перемещения целей, а также с одновременной реализацией требуемого дискрета углового перемещения цели (взаимного размещения двух целей) и необходимого для устойчивой и достоверной работы ретрансляционного имитатора коэффициента передачи тракта антенна РЛС - вход имитатора.The technical advantage of the proposed simulator of the radar signal of the scene over the prototype is the ability to simulate many moving targets in range and angle, without the need to use complex mechanical drives to move the antennas of simulators, use one simulator instead of several, realize a high speed of angular movement of targets, and also simultaneously implement the required discrete angular movement of the target (mutual placement of two goals) and necessary for a stable and affordable correct operation of the relay transmission path coefficient simulator radar antenna - input simulator.

Пользуясь сведениями, представленными в материалах заявки, имитатор радиолокационной цели может быть изготовлен по существующей, известной в радиопромышленности технологии на базе известных комплектующих изделий и использован при проверках РЛС при стендовых испытаниях.Using the information presented in the application materials, the radar target simulator can be made according to the existing technology known in the radio industry on the basis of well-known components and used in radar checks during bench tests.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент США 5892479 G01S 7/40 от 06.04.99 "Electromagnetic target generator"1. US patent 5892479 G01S 7/40 from 04/06/99 "Electromagnetic target generator"

2. Патент США 4521780 G01S 7/40 от 04.06.85 "Target simulation system"2. US patent 4521780 G01S 7/40 from 04.06.85 "Target simulation system"

3. Патент США 4660041 G01S 7/40 от 21.4.87 "Radar scene simulator"3. US patent 4660041 G01S 7/40 from 21.4.87 "Radar scene simulator"

4. Боков А.С., Важенин В.Г., Воробьев Л.П., Дядьков Н.А., Нестеров Ю.Г., Сиротин А.И., Мухин В.В. Определение параметров имитатора отраженного сигнала РЛС на основе устройства с радиочастотной памятью. Сборник трудов первой Всероссийской научно-технической конференции. г. Каменск-Уральский, 2004 г.4. Bokov A.S., Vazhenin V.G., Vorobev L.P., Dyadkov N.A., Nesterov Yu.G., Sirotin A.I., Mukhin V.V. Determination of parameters of a simulator of a reflected radar signal based on a device with radio frequency memory. Proceedings of the first All-Russian scientific and technical conference. Kamensk-Uralsky, 2004

5. Патент России 2403587 G01S 7/40 от 26.12.2008. "Имитатор радиолокационного сигнала сцены".5. Patent of Russia 2403587 G01S 7/40 dated 12/26/2008. "Scene radar simulator."

Claims (2)

1. Устройство имитатора радиолокационного сигнала сцены содержит безэховую камеру, антенну проверяемой радиолокационной станции (РЛС), имитатор эхо-сигнала, неподвижное и подвижное плоские зеркала, установленные в ближней зоне антенны РЛС, привод подвижного зеркала, при этом неподвижное зеркало переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС, в сторону подвижного зеркала, направление волны, переотраженной подвижным зеркалом, через привод подвижного зеркала регулируется углом наклона подвижного зеркала, систему управления, датчик угла, который механически соединен с подвижным зеркалом, выход датчика угла соединен со входом системы управления, вход привода подвижного зеркала соединен с выходом системы управления, отличающееся тем, что вводится антенна с подвижным фазовым центром, состоящая из N излучателей, расположенных линейно, на равном расстоянии меньше λ в среде распространения электромагнитной волны, последовательно соединенных 1-го несогласованного делителя и 1-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии, 2-го несогласованного делителя и 2-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии, и далее, повторяясь до N-го несогласованного делителя, реактивная нагрузка, сдвигающая при отражении фазу сигнала кратно 2π, к входу которой подключен третий вход-выход последнего N-го несогласованного делителя, вторые входы-выходы каждого из N несогласованных делителей подключены к последовательно соединенным отрезку фидерной линии длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии, несогласованному СВЧ ключу и излучателю, вход-выход первого делителя является входом-выходом антенны с подвижным фазовым центром, а имитатор сигнала содержит последовательно соединенные циркулятор, квадратурный смеситель, первый полосовой фильтр, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), умножитель комплексных чисел, первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), третий полосовой фильтр, квадратурный модулятор, второй выход квадратурного смесителя через последовательно соединенные второй полосовой фильтр и второй АЦП подключен ко второму входу ОЗУ, второй выход ОЗУ соединен со вторым входом умножителя комплексных чисел, второй выход умножителя комплексных чисел через последовательно соединенные второй ЦАП и четвертый полосовой фильтр подключен ко второму входу квадратурного модулятора, выход которого соединен со вторым входом циркулятора, гетеродин выход которого соединен с вторым входом квадратурного смесителя и с третьим входом квадратурного модулятора, генератор прямого цифрового синтеза, первый и второй выход которого соединены с третьим и четвертым входами умножителя комплексных чисел соответственно, первый регистр, выход которого подключен к третьему входу ОЗУ, второй регистр, выход которого подключен ко входу генератора прямого цифрового синтеза, а входы-выходы первого и второго регистров подключены к интерфейсному входу-выходу имитатора эхосигнала, процессор, второй вход-выход которого соединен с вход-выходом системы управления и с первым входом-выходом имитатора эхо-сигналов, цифровой регистр, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора, а выходы с 1-го по N-й соединены с входами несогласованных СВЧ ключей соответственно с 1-го по N-й антенны с подвижным фазовым центром, вход-выход антенны с подвижным фазовым центром соединен со вторым входом-выходом имитатора эхосигналов, вход-выход системы управления соединен со вторым входом-выходом процессора, первый вход-выход процессора является интерфейсной связью имитатора радиолокационного сигнала сцены, по которому вводятся данные о параметрах движения имитируемых целей по дальности и углу, текущие данные об угловом положении антенны РЛС.1. The device of the simulator of the radar signal of the scene contains an anechoic chamber, an antenna of the radar station under test, an echo signal simulator, fixed and moving flat mirrors installed in the near zone of the radar antenna, a moving mirror drive, while the fixed mirror reflects the plane wave of the signal, radiated by the radar antenna, towards the moving mirror, the direction of the wave reflected by the moving mirror through the drive of the moving mirror is controlled by the angle of inclination of the moving mirror, the control system , an angle sensor that is mechanically connected to the movable mirror, the output of the angle sensor is connected to the input of the control system, the input of the drive of the moving mirror is connected to the output of the control system, characterized in that an antenna with a moving phase center consisting of N emitters arranged linearly on equal distance less than λ in the medium of electromagnetic wave propagation, connected in series of the 1st inconsistent divider and the 1st segment of the feeder line with a length multiple of the wavelength in the feeder line, of the 2nd inconsistent of the second divider and the 2nd segment of the feeder line with a length multiple of the wavelength in the feeder line, and then, repeating up to the Nth inconsistent divider, the reactive load, which shifts the phase of the signal when reflected, is a multiple of 2π, to the input of which the third input-output of the last N -th inconsistent divider, the second inputs-outputs of each of the N inconsistent dividers are connected to a series-connected length of the feeder line that is a multiple of half the wavelength in the feeder line, the inconsistent microwave key and emitter, the input-output of the first delhi The spruce is the input-output of an antenna with a moving phase center, and the signal simulator contains a series-connected circulator, a quadrature mixer, a first bandpass filter, a first analog-to-digital converter (ADC), random access memory (RAM), a complex number multiplier, and a first digital-to-analog a converter (DAC), a third bandpass filter, a quadrature modulator, a second output of the quadrature mixer through a second bandpass filter and a second ADC connected in series to the second RAM input, the second RAM output is connected to the second input of the complex number multiplier, the second output of the complex number multiplier is connected through the second DAC and the fourth bandpass filter in series to the second input of the quadrature modulator, the output of which is connected to the second input of the circulator, the local oscillator output of which is connected to the second input of the quadrature mixer and with the third input of the quadrature modulator, a direct digital synthesis generator, the first and second output of which are connected to the third and fourth inputs of the multiplier plex numbers, respectively, the first register, the output of which is connected to the third RAM input, the second register, the output of which is connected to the input of the direct digital synthesis generator, and the inputs and outputs of the first and second registers are connected to the interface input-output of the echo signal simulator, processor, the second input the output of which is connected to the input-output of the control system and to the first input-output of the echo signal simulator, a digital register, the input-output of which is connected to the second input-output of the processor, and the outputs from the 1st to the Nth are connected to the inputs inconsistent microwave keys, respectively, from the 1st to the Nth antennas with a moving phase center, the input-output of the antenna with a moving phase center is connected to the second input-output of the echo signal simulator, the input-output of the control system is connected to the second input-output of the processor, the first input - the processor output is an interface connection of a simulator of a radar signal of a scene, according to which data are entered on the parameters of the movement of the simulated targets in range and angle, current data on the angular position of the radar antenna. 2. Устройство имитатора радиолокационного сигнала сцены по п.1, отличающееся тем, что излучатели расположены на угловом расстоянии, относительно РЛС, равном ширине диаграммы направленности антенны РЛС, а каждый излучатель соединен с соответствующим несогласованным СВЧ ключом фидерной линией произвольной длины. 2. The device for simulating a radar signal of a scene according to claim 1, characterized in that the emitters are located at an angular distance, relative to the radar, equal to the width of the radiation pattern of the radar antenna, and each emitter is connected to a corresponding mismatched microwave key by a feeder line of arbitrary length.
RU2014103426/07A 2014-01-31 2014-01-31 Radar scene signal simulator RU2549884C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014103426/07A RU2549884C1 (en) 2014-01-31 2014-01-31 Radar scene signal simulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014103426/07A RU2549884C1 (en) 2014-01-31 2014-01-31 Radar scene signal simulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2549884C1 true RU2549884C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53293754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014103426/07A RU2549884C1 (en) 2014-01-31 2014-01-31 Radar scene signal simulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2549884C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610837C1 (en) * 2015-12-21 2017-02-16 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method of radar reflections simulating
CN107169482A (en) * 2017-07-07 2017-09-15 合肥芯福传感器技术有限公司 One kind encryption phased array fingerprint sensor
RU227909U1 (en) * 2023-10-18 2024-08-08 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Eight-echo simulator with programmable delay time

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003211A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Musashino Kiki Kk Calibrating apparatus of wave type liquid level gauge
EP1798567A2 (en) * 2005-12-19 2007-06-20 Honeywell Inc. Systems and methods for self-calibrating a radar altimeter
RU2386143C2 (en) * 2008-06-02 2010-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова" Method of simulating radio signal reflected from spatially distributed dynamic radiophysical scene in real time
RU2391682C1 (en) * 2008-12-26 2010-06-10 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method and device for simulating monopulse radar signal
US7768453B2 (en) * 2008-08-08 2010-08-03 Raytheon Company Dynamically correcting the calibration of a phased array antenna system in real time to compensate for changes of array temperature
RU2403587C2 (en) * 2008-12-26 2010-11-10 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Imitator of stage radar signal
RU2412449C2 (en) * 2008-12-26 2011-02-20 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Radar target simulator
US7982664B1 (en) * 2009-05-27 2011-07-19 Lockheed Martin Corporation Radar calibration structure and method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003211A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Musashino Kiki Kk Calibrating apparatus of wave type liquid level gauge
EP1798567A2 (en) * 2005-12-19 2007-06-20 Honeywell Inc. Systems and methods for self-calibrating a radar altimeter
RU2386143C2 (en) * 2008-06-02 2010-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова" Method of simulating radio signal reflected from spatially distributed dynamic radiophysical scene in real time
US7768453B2 (en) * 2008-08-08 2010-08-03 Raytheon Company Dynamically correcting the calibration of a phased array antenna system in real time to compensate for changes of array temperature
RU2391682C1 (en) * 2008-12-26 2010-06-10 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method and device for simulating monopulse radar signal
RU2403587C2 (en) * 2008-12-26 2010-11-10 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Imitator of stage radar signal
RU2412449C2 (en) * 2008-12-26 2011-02-20 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Radar target simulator
US7982664B1 (en) * 2009-05-27 2011-07-19 Lockheed Martin Corporation Radar calibration structure and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610837C1 (en) * 2015-12-21 2017-02-16 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method of radar reflections simulating
CN107169482A (en) * 2017-07-07 2017-09-15 合肥芯福传感器技术有限公司 One kind encryption phased array fingerprint sensor
RU227909U1 (en) * 2023-10-18 2024-08-08 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Eight-echo simulator with programmable delay time

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2374724C1 (en) Perimetric radar antenna array
US3448450A (en) Pulse radar for determining angles of elevation
Tolkachev et al. A megawatt power millimeter-wave phased-array radar
RU2658671C2 (en) Bistatic radar station
US3221328A (en) Sum-difference direction-finding device
CN103018738A (en) Microwave three-dimensional imaging method based on rotary antenna array
CN110739544B (en) Ultra-wideband conformal phased array antenna beam control system and method
US3307188A (en) Steerable antenna array and method of operating the same
US3487408A (en) Electronically scanned storage array pulse radar system
RU2549884C1 (en) Radar scene signal simulator
Harter et al. 24GHz Digital beamforming radar with T-shaped antenna array for three-dimensional object detection
CN118151140A (en) Moving target simulation system and method applied to MIMO system radar
RU2316021C2 (en) Multichannel radar system of flight vehicle
CN108983240A (en) Anticollision millimetre-wave radar echo signal simulation system and method based on orthogonal modulation system
RU2391682C1 (en) Method and device for simulating monopulse radar signal
RU2723299C1 (en) Method of constructing a radar station
US3878523A (en) Generation of scanning radio beams
US3412405A (en) Side lobe response reducing system
Eckhardt et al. FMCW multiple‐input multiple‐output radar with iterative adaptive beamforming
Yang et al. Development and implementation of ultra-wideband see-through-wall imaging system based on sampling oscilloscope
US3406393A (en) Dual antenna
RU2479897C2 (en) Antenna post for radar station
US3534365A (en) Tracking antenna system
RU2403587C2 (en) Imitator of stage radar signal
US20140028494A1 (en) Virtual Aperture Radar

Legal Events

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

Effective date: 20190201