RU2687071C1 - Spatial radar signal simulator - Google Patents

Spatial radar signal simulator Download PDF

Info

Publication number
RU2687071C1
RU2687071C1 RU2018132107A RU2018132107A RU2687071C1 RU 2687071 C1 RU2687071 C1 RU 2687071C1 RU 2018132107 A RU2018132107 A RU 2018132107A RU 2018132107 A RU2018132107 A RU 2018132107A RU 2687071 C1 RU2687071 C1 RU 2687071C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
channel
microcontroller
signal
module
Prior art date
Application number
RU2018132107A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Александрович Першин
Иван Валентинович Федоров
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority to RU2018132107A priority Critical patent/RU2687071C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687071C1 publication Critical patent/RU2687071C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
    • G01S7/4056Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes specially adapted to FMCW
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G01S7/412Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/40Simulation of airborne radar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar ranging and radio navigation.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radar ranging and is intended for integration into the radio positions, providing the development of aircraft impact weapons with radar methods of direction finding of targets, and enables to simulate radar reflections (more than two independent points spaced apart in space) from spatially distributed objects. Simulator of spatial radar signal comprises interconnected multichannel signal generation module, multichannel microwave frequency modulation module, a time delay generation module, a control and monitoring module, a power supply system, a communication line, a display system and manual controls, wherein the multichannel signal generating module comprises at least two signal generation channels, each having a channel microcontroller, and control and monitoring module comprises control microcontroller and microcontroller of communication with manual control and display system, wherein control output of control microcontroller is connected to control input of microcontroller of channel of each signal generation channel.
EFFECT: imitation of radar reflected signals from spatially distributed objects with independent generation of signals with different spectral structure for each of channels included in the simulator with possibility of manual control of the simulator, wherein the operator through hand-held controls and the display system has access to control of all possible signal parameters for each signal generation channel.
5 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области радиолокации и предназначено для интеграции в состав радиотехнических позиций, обеспечивающих отработку авиационных средств поражения с радиолокационными методами пеленгации целей, и позволяет имитировать радиолокационные отражения (более двух независимых точек, разнесенных в пространстве) от пространственно-распределенных объектов, к которым можно отнести:The proposed technical solution relates to the field of radar and is intended for integration into the composition of radio engineering positions, which provide testing of aviation weapons with radar methods for direction finding of targets, and allows simulating radar reflections (more than two independent points spaced in space) from spatially distributed objects to which include:

- групповую цель;- group goal;

- одиночную большеразмерную цель на этапе подлета;- a single large-sized target at the approach stage;

- облака помех в виде дипольных отражателей;- interference clouds in the form of dipole reflectors;

- подстилающие поверхности (в т.ч. антиподы).- underlying surfaces (including antipodes).

Известен радиолокационный имитатор цели (Патент РФ №2267798), который содержит определенным образом соединенные между собой модуль сверхвысокой частоты (СВЧ), состоящий из последовательно соединенных устройства автоматической регулировки мощности и импульсного модулятора, последовательно соединенных переключателя уровня мощности и цифрового аттенюатора, вход устройства автоматической регулировки мощности является входом СВЧ, а также линию связи, рупорную антенну, группу синтезаторов доплеровских частот, группу умножающих цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), группу ключей, первое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), второе ППЗУ, интерфейс мультиплексной шины и мультиплексную шину управления.Known radar target simulator (Patent RF №2267798), which contains interconnected ultra-high frequency (UHF) module, which consists of serially connected automatic power control devices and a pulse modulator, serially connected power level switch and digital attenuator, automatic adjustment device input power is the input of the microwave, as well as the communication line, a horn antenna, a group of synthesizers of Doppler frequencies, a group of multiplying digital channels ovyh converters (DAC), the key group, the first reprogrammable read only memory (PROM), a second PROM, the multiplex bus interface and the multiplex control bus.

Известен цифровой имитатор радиолокационной цели (Патент РФ №2412449), который содержит антенну, последовательно соединенные первый аттенюатор, первый смеситель, схему цифровой задержки сигнала, второй аттенюатор, второй смеситель, третий вентиль, последовательно соединенные синтезатор частоты, делитель мощности, в имитаторе реализуется автоматическое согласование уровня сигнала, смещаемого на промежуточную частоту, с динамическим диапазоном схемы цифровой радиочастотной памяти, ввода фиксированного затухания задержанного на промежуточной частоте сигнала в соответствии с разницей расчетного затухания сигнала в имитаторе и уровня затухания, вводимого между приемной антенной имитатора и смесителем для согласования сигнала с динамическим диапазоном схемы цифровой задержки сигнала.A digital radar target simulator is known (Patent of the Russian Federation No. 2412449), which contains an antenna, a first attenuator, a first mixer, a digital signal delay circuit, a second attenuator, a second mixer, a third valve, a serially connected frequency synthesizer, a power divider in series, and an automatic simulator matching the level of the signal shifted to the intermediate frequency with the dynamic range of the digital radio frequency memory circuit, the input of the fixed attenuation of the delayed internal frequency signal according to the difference calculated signal attenuation in the simulator and the level of attenuation introduced between the receiving antenna and the mixer simulator for signal conditioning circuit with a dynamic range digital delay signal.

Известен радиолокационный имитатор цели (Патент РФ №2358279), который содержит определенным образом соединенные между собой модуль сверхвысокой частоты (СВЧ), линию связи, рупорную антенну, группу синтезаторов доплеровских частот, группу умножающих цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), группу ключей, первое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), второе ППЗУ, интерфейс мультиплексной шины и мультиплексную шину управления, причем модуль СВЧ состоит из устройства автоматической регулировки мощности, импульсного модулятора, группы амплитудных модуляторов, СВЧ сумматора, переключателя уровня мощности и цифрового аттенюатора, определенным образом соединенных между собой и соответствующими элементами заявленного имитатора.Known radar target simulator (RF Patent No. 233,28279), which contains interconnected ultra-high frequency (UHF) module, communication link, horn antenna, group of Doppler frequency synthesizers, group of multiplying digital-analog converters (DAC), key group, first reprogrammable constant a memory device (PROM), a second PROM, a multiplex bus interface and a multiplex control bus, the microwave module consists of an automatic power control device, a pulsed m undulator, the group of amplitude modulators, RF combiner power level switch and a digital attenuator certain manner interconnected and the respective elements of the claimed simulator.

К недостаткам указанных аналогов относятся:The disadvantages of these analogues include:

- отсутствие возможности имитации радиолокационных отражений от объектов, разнесенных в пространстве, и как следствие, отсутствие возможности формирования сигналов с различной пространственно-распределенной структурой сигнала;- the inability to simulate radar reflections from objects spaced apart in space, and as a result, the inability to generate signals with different spatially distributed signal structures;

- управление только при помощи электронно-вычислительной машины (ЭВМ), и, как следствие, отсутствие возможности установки необходимых параметров в ручном режиме от органов управления, расположенных непосредственно на имитаторе;- control only with the help of an electronic computer (computer), and, as a result, the inability to set the necessary parameters in manual mode from the controls located directly on the simulator;

- невозможность проведения автономного контроля работы имитатора (без ЭВМ);- the inability to conduct an autonomous control of the simulator (without a computer);

- отсутствие возможности установки различных типов модуляции сигнала с регулируемыми параметрами, и как следствие, отсутствие независимого формирования сигналов с различной спектральной структурой.- the inability to install various types of signal modulation with adjustable parameters, and as a result, the lack of independent generation of signals with different spectral structure.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность имитации радиолокационных отраженных сигналов (более двух независимых точек разнесенных в пространстве) от пространственно-распределенных объектов при независимом формировании сигналов с различной спектральной структурой для каждого из каналов, входящих в состав имитатора при возможности ручного управления имитатором, при котором оператор через органы ручного управления и систему индикации имеет доступ к управлению всеми возможными параметрами сигнала для каждого канала формирования сигналов. Дополнительным техническим результатом является возможность проведения автономного контроля работы имитатора без использования ЭВМ.The technical result of the invention is the ability to simulate radar echoes (more than two independent points separated in space) from spatially distributed objects with independent generation of signals with a different spectral structure for each of the channels included in the simulator with the ability to manually control the simulator, in which the operator through manual controls and display system has access to control all possible signal parameters for zhdogo channel signal generation. An additional technical result is the ability to conduct an autonomous control of the simulator without using a computer.

Указанный технический результат достигается за счет того, что имитатор пространственного радиолокационного сигнала содержит связанные между собой многоканальный модуль формирования сигнала, многоканальный СВЧ модуль преобразования частоты, модуль формирования временной задержки, модуль управления и контроля, систему энергообеспечения, линии связи, систему индикации и органы ручного управления, при этом многоканальный модуль формирования сигнала содержит по меньшей мере два канала формирования сигнала, а многоканальный СВЧ модуль преобразования частоты содержит соединенные линией связи делитель мощности и по меньшей мере два смесителя, причем вход каждого смесителя соединен соответственно с выходом каждого канала формирования сигнала, а управляющий вход каждого канала формирования сигнала соединен соответственно с модулем формирования временной задержки, при этом модуль управления и контроля содержит управляющий микроконтроллер и микроконтроллер связи с органами ручного управления и системой индикации, а каждый канал формирования сигнала, входящий в состав многоканального модуля формирования сигнала, содержит микроконтроллер канала, причем управляющий выход управляющего микроконтроллера соединен с управляющим входом микроконтроллера канала каждого канала формирования сигнала.This technical result is achieved due to the fact that the simulator of the spatial radar signal contains interconnected multi-channel signal conditioning module, multi-channel microwave frequency conversion module, time delay generation module, control and monitoring module, power supply system, communication lines, display system and manual controls while the multi-channel signal conditioning module contains at least two channels of signal formation, and the multi-channel microwave module frequency conversion contains connected by a communication line power divider and at least two mixers, and the input of each mixer is connected respectively to the output of each signal conditioning channel, and the control input of each signal conditioning channel is connected respectively to the time delay generation module, while the control and monitoring module contains control microcontroller and microcontroller of communication with manual controls and display system, and each signal conditioning channel included in multi-channel signal generating unit comprises a micro channel, wherein the control output of the control microcontroller is coupled to a control input of a microcontroller forming the channel of each channel signal.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения канал формирования сигнала содержит последовательно соединенные синтезатор частоты, устройство управления амплитудой, согласующий усилитель, импульсный модулятор, причем управляющий вход синтезатора частоты и управляющий вход устройства управления амплитудой связаны с выходом микроконтроллера канала, при этом управляющий вход импульсного модулятора, который является входом канала формирования сигнала, соединен с модулем формирования временной задержки, а выход импульсного модулятора соединен с входом смесителя многоканального СВЧ модуля преобразования частоты.In a preferred embodiment of the invention, the signal conditioning channel contains a serially connected frequency synthesizer, an amplitude control device, a matching amplifier, a pulse modulator, where the control input of the frequency synthesizer and the control input of the amplitude control device are connected to the output of the channel microcontroller, and the control input of the pulse modulator, which is the input channel of the signal, connected to the module forming a time delay, and the output pulse m undulator connected to the input multichannel microwave frequency conversion mixer.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения многоканальный модуль формирования сигнала содержит тактовый генератор, выход которого соединен со входом каждого микроконтроллера канала.In another preferred embodiment of the invention, the multi-channel signal conditioning module comprises a clock generator, the output of which is connected to the input of each channel microcontroller.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения модуль управления и контроля содержит тактовый генератор, выход которого соединен с входами управляющего микроконтроллера и микроконтроллера связи с органами ручного управления и системой индикации.In another preferred embodiment of the invention, the control and monitoring module comprises a clock generator, the output of which is connected to the inputs of the control microcontroller and the microcontroller of communication with the manual controls and the display system.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения система энергообеспечения содержит блок предохранителей.In another preferred embodiment of the invention, the power supply system comprises a fuse box.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

Фиг. 1 - Структурная схема имитатора пространственного радиолокационного сигнала.FIG. 1 - Block diagram of a simulator of a spatial radar signal.

На фиг. 1 представлены:FIG. 1 presents:

1 - модуль формирования временной задержки;1 - time delay generation module;

2 - многоканальный модуль формирования сигнала;2 - multi-channel signal conditioning module;

3 - многоканальный СВЧ модуль формирования частоты;3 - multichannel microwave frequency shaping module;

4 - модуль управления и контроля;4 - control and monitoring module;

5 - система индикации и органы ручного управления;5 - display system and manual controls;

6 - система энергообеспечения.6 - power supply system.

Фиг. 2 - Структурная схема многоканального модуля формирования сигнала.FIG. 2 - Block diagram of the multi-channel signal conditioning module.

На фиг. 2 представлены:FIG. 2 presents:

7 - канал формирования сигнала;7 - signal conditioning channel;

8 - микроконтроллер канала;8 - channel microcontroller;

9 - синтезатор доплеровской частоты;9 - Doppler frequency synthesizer;

10 - устройство управления амплитудой;10 - amplitude control device;

11 - согласующий усилитель;11 - matching amplifier;

12 - импульсный модулятор;12 - pulse modulator;

13 - тактовый генератор.13 - clock generator.

Фиг. 3 - Структурная схема многоканального СВЧ модуля формирования сигнала.FIG. 3 - Block diagram of multi-channel microwave signal conditioning module.

На фиг. 3 представлены:FIG. 3 presents:

14 - смеситель;14 - mixer;

15 - делитель мощности.15 - power divider.

Фиг. 4 - Структурная схема модуля управления и контроля.FIG. 4 - Block diagram of the control and monitoring module.

На фиг. 4 представлены:FIG. 4 are presented:

16 - управляющий микроконтроллер;16 - managing microcontroller;

17 - блок коммутации;17 - switching unit;

18 - блок конвертации логических уровней;18 - block conversion of logical levels;

19 - источник опорного напряжения;19 - reference voltage source;

20 - микроконтроллер связи с органами ручного управления и системой индикации;20 - microcontroller of communication with manual controls and display system;

21 - энергозависимая память;21 - volatile memory;

22 - блок дискретной логики и согласующих элементов;22 is a block of discrete logic and matching elements;

23 - модуль преобразования и согласования напряжений;23 - module conversion and matching of voltages;

24 - блок преобразования и согласования напряжений.24 - unit conversion and coordination of voltages.

Основными узлами имитатора пространственного радиолокационного сигнала являются:The main nodes of the spatial radar signal simulator are:

- модуль формирования временной задержки (1);- the formation module of the time delay (1);

- многоканальный модуль формирования сигнала (2);- multichannel signal conditioning module (2);

- многоканальный СВЧ модуль формирования частоты (3);- multichannel microwave frequency shaping module (3);

- модуль управления и контроля (4);- control and monitoring module (4);

- система индикации и органы ручного управления (5);- display system and manual controls (5);

- система энергообеспечения (6).- power supply system (6).

Модуль формирования временной задержки 1 (фиг. 1) обеспечивает необходимую задержку входного импульса для каждого из каналов формирования сигнала 7 (требуемые параметры формируются микроконтроллером канала 8 независимо для каждого из каналов формирования сигнала). Сформированные независимые для каждого из каналов формирования сигнала 7 импульсы, сдвинутые по времени относительно входного импульса, поступают на импульсный модулятор 12.The module of the formation of the time delay 1 (Fig. 1) provides the necessary delay of the input pulse for each of the signal conditioning channels 7 (the required parameters are generated by the microcontroller of channel 8 independently for each of the signal conditioning channels). Formed independent for each of the channels of signal generation 7 pulses that are shifted in time relative to the input pulse, arrive at the pulse modulator 12.

Многоканальный модуль формирования сигнала 2 (фиг. 2), включает в себя по меньшей мере два канала формирования сигнала 7, которые выполнены с синтезатором доплеровских частот 9, с управляемой частотой и фазой (управление осуществляется микроконтроллером канала 8), а также с импульсным модулятором 12 - устройством обеспечивающим импульсную модуляцию сформированного сигнала. Также многоканальный модуль формирования сигнала 2 включает устройство управления амплитудой 10, управление которым осуществляется микроконтроллером канала 8 и согласующий усилитель 11.Multichannel signal conditioning module 2 (Fig. 2), includes at least two signal conditioning channels 7, which are made with Doppler frequency synthesizer 9, with controlled frequency and phase (control is performed by channel 8 microcontroller), and also with pulse modulator 12 - a device that provides pulse modulation of the generated signal. Also, the multi-channel signal conditioning module 2 includes an amplitude control device 10, which is controlled by the microcontroller of channel 8 and a matching amplifier 11.

Многоканальный СВЧ модуль формирования частоты 3 (фиг. 3) выполнен из общего для всех каналов формирования сигнала 7 делителя мощности 15 входного СВЧ сигнала (на вход которого поступает опорный СВЧ сигнал) и смесителя 14 на входы которого поступают: сигнал сформированный в канале формирования сигнала 7 и выходной сигнал с делителя мощности 15. После этого образованный в смесителе 14 комбинационный сигнал поступает с выхода смесителя 14 на СВЧ выход имитатора, затем на излучающие антенны (не показаны).Multichannel microwave frequency shaping module 3 (Fig. 3) is made of a power divider 15 of the input microwave signal common to all channels of signal generation 7 (the input of which is the reference microwave signal) and mixer 14 whose inputs receive: a signal generated in signal conditioning channel 7 and the output signal from the power divider 15. After that, the combination signal formed in the mixer 14 is fed from the output of the mixer 14 to the microwave output of the simulator, then to the radiating antennas (not shown).

Модуль управления и контроля 4 (фиг. 4) обеспечивает управление работой имитатора пространственного радиолокационного сигнала. Для управления параметрами формируемых сигналов модуль управления и контроля 4 соединен цифровой шиной данных (не показаны) с микроконтроллерами канала 8 в каждом из каналов формирования сигнала 7. Управление параметрами формируемых сигналов осуществляется по информации, получаемой модулем управления и контроля 4 от органов ручного управления системы индикации и органов ручного управления 5 или от внешней ЭВМ, которые также подключены модулю управления и контроля 4 по цифровым шинам данных.The control and monitoring module 4 (Fig. 4) provides control of the operation of the spatial radar signal simulator. To control the parameters of the generated signals, the control and monitoring module 4 is connected by a digital data bus (not shown) to the microcontrollers of channel 8 in each of the signal conditioning channels 7. The parameters of the generated signals are controlled by information received by the control and monitoring module 4 from the display control manual controls and manual controls 5 or from an external computer, which are also connected to the control and monitoring module 4 via digital data buses.

Система индикации и органов управления 5 содержит систему индикации, с помощью которой осуществляется контроль исправности функционирования имитатора пространственного радиолокационного сигнала. Система индикации состоит из светодиодов и ЖК-дисплея, предназначенного для визуализации параметров сигналов, формируемых имитатором пространственного сигнала. Органы управления представляют собой набор тумблеров, кнопок и энкодера.The display system and controls 5 contains a display system with which the health of the simulator of a spatial radar signal is monitored. The display system consists of LEDs and an LCD display designed to visualize the parameters of the signals generated by the spatial signal simulator. Controls are a set of toggle switches, buttons, and an encoder.

Система энергообеспечения 6 предназначена для обеспечения электроэнергией всех радиоэлектронных компонентов входящих в состав имитатора пространственного радиолокационного сигнала. Для защиты цепей питания от короткого замыкания в состав системы энергообеспечения входит блок предохранителей (на фиг. не показан);The power supply system 6 is designed to provide electricity to all electronic components included in the spatial radar signal simulator. To protect the power supply circuits from a short circuit, a fuse block is included in the power supply system (not shown in the figure);

Также в состав имитатора пространственного радиолокационного сигнала входит кабельная сеть, обеспечивающая связь между элементами имитатора пространственного радиолокационного сигнала по цифровым, аналоговым, радиочастотным и энергетическим каналам связи.Also, the spatial radar signal simulator includes a cable network that provides communication between the elements of a spatial radar signal simulator via digital, analog, radio frequency and power communication channels.

Имитатор пространственного радиолокационного сигнала осуществляет в каждом из каналов формирования сигнала, входящих в его состав, независимое формирование сигналов доплеровской частоты с управляемой частотой, фазой и амплитудой, а также импульсной модуляцией. Сигналы доплеровской частоты формируются из опорного входного сигнала с частотой F0 (несущей частоты), поступающие на вход имитатора пространственного радиолокационного сигнала.The spatial radar signal simulator provides in each of the signal conditioning channels included in its composition an independent generation of Doppler frequency signals with controlled frequency, phase and amplitude, as well as pulse modulation. Doppler frequency signals are generated from a reference input signal with a frequency F0 (carrier frequency), fed to the input of a spatial radar signal simulator.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

Опорный сигнал с частотой F0 от испытуемого объекта подается на СВЧ вход имитатора пространственного радиолокационного сигнала, которым является многоканальный СВЧ модуль преобразования частоты 3, фиг. 3, и разделяется на когерентные СВЧ сигналы при помощи делителя мощности 15.The reference signal with the frequency F0 from the test object is fed to the microwave input of the spatial radar signal simulator, which is a multi-channel microwave frequency conversion module 3, FIG. 3, and is divided into coherent microwave signals using a power divider 15.

Каждый когерентный СВЧ сигнал поступает на вход смесителя 14, в котором осуществляется модуляция входного СВЧ сигнала.Each coherent microwave signal is fed to the input of the mixer 14, in which the modulation of the input microwave signal.

Оператор в соответствии со сценарием моделирования задает необходимые параметры сигнала, отраженного от имитируемой цели. Управление имитатором пространственного радиолокационного сигнала осуществляется оператором как от внешней ЭВМ, так и при помощи органов ручного управления и ЖК-дисплея, входящего в состав системы индикации.The operator in accordance with the simulation scenario sets the necessary parameters of the signal reflected from the simulated target. The control of the spatial radar signal simulator is carried out by the operator from both an external computer, and with the help of manual controls and an LCD display, which is part of the display system.

Управление и контроль внутренних подсистем имитатора пространственного радиолокационного сигнала, а также связь с внешней ЭВМ и органами ручного управления совместно с ЖК-дисплеем, осуществляется при помощи распределенной цифровой системы управления. Распределенная цифровая система управления рассредоточена между модулем управления и контроля и многоканальным модулем формирования сигнала и реализована на микроконтроллерах с загруженным в них специальным программным обеспечением, что обеспечивает полностью независимое формирование сигналов с различной спектральной структурой для каждого из каналов имитатора пространственного радиолокационного сигнала. Это достигается благодаря наличию индивидуального микроконтроллера в каждом из каналов имитатора пространственного радиолокационного сигнала, что позволяет управлять в цифровом виде, а значит строго по требуемым алгоритмам, всеми параметрами формируемого сигнала.Management and control of the internal subsystems of the spatial radar signal simulator, as well as communication with an external computer and manual controls together with an LCD display, is carried out using a distributed digital control system. The distributed digital control system is dispersed between the control and monitoring module and the multichannel signal conditioning module and implemented on microcontrollers with special software loaded in them, which provides completely independent generation of signals with a different spectral structure for each of the channels of the spatial radar signal simulator. This is achieved due to the presence of an individual microcontroller in each of the channels of the spatial radar signal simulator, which allows you to control all the parameters of the generated signal in digital form, which means strictly according to the required algorithms.

Управление каналами формирования сигнала 7, входящими в состав многоканального модуля формирования сигнала осуществляется управляющим микроконтроллером 16, входящим в состав модуля управления и контроля 4. Управляющий микроконтроллер 16 осуществляет передачу информации с необходимыми параметрами сигнала для каждого микроконтроллера канала 8 из состава каналов формирования сигнала по цифровому каналу связи I2C. Управляющий микроконтроллер 16 по цифровому каналу связи UART может получать информацию от двух источников информации: как от внешней ЭВМ (в режиме управления от внешней ЭВМ), так от микроконтроллера связи с органами ручного управления и системой индикации 5 (в режиме ручного управления). При этом единовременно информация в управляющий микроконтроллер 16 может поступать только от одного источника информации (определяется режимом работы имитатора пространственного радиолокационного сигнала). Переключение источников информации для управляющего микроконтроллера осуществляется при помощи блока коммутации 17. Блок коммутации 17 осуществляет коммутацию и ретрансляцию управляющей информации, поступающей от внешней ЭВМ или микроконтроллера связи с системой индикации и органами ручного управления 20. Направление коммутации определяется режимом работы имитатора пространственного радиолокационного сигнала (задается оператором).The signal conditioning channels 7, which are part of the multichannel signal conditioning module, are controlled by the control microcontroller 16, which is part of the control and monitoring module 4. The control microcontroller 16 transfers information with the required signal parameters for each channel 8 microcontroller from the digital signal conditioning channels I2C communication. The control microcontroller 16 can receive information from two sources of information via a digital communication channel: from an external computer (in control mode from an external computer) or from a microcontroller with manual controls and display system 5 (in manual control mode). At the same time information to the control microcontroller 16 can only come from one source of information (determined by the mode of operation of the spatial radar signal simulator). Switching information sources for the controlling microcontroller is carried out using a switching unit 17. Switching unit 17 performs switching and retransmission of control information received from an external computer or microcontroller of communication with a display system and manual controls 20. The switching direction is determined by the mode of the spatial radar signal simulator (set by the operator).

В режиме управления от внешней ЭВМ управляющая информация, формируемая на ЭВМ и передаваемая по цифровому каналу связи RS-232, поступает на вход блока конвертации логических уровней 18, где происходит конвертация интерфейса RS-232 в интерфейс UART. Таким образом, в режиме управления от внешней ЭВМ управляющая информация с ЭВМ поступает на вход блока конвертации логических уровней 18, после чего поступает в блок коммутации 17, затем в управляющий микроконтроллер 16.In the control mode from an external computer, the control information generated on the computer and transmitted via the RS-232 digital communication channel is fed to the input of the logic level conversion unit 18, where the RS-232 interface is converted to the UART interface. Thus, in the control mode from an external computer, the control information from the computer is fed to the input of the logic level 18 conversion unit, after which it goes to the switching unit 17, then to the control microcontroller 16.

В ручном режиме управления управляющая информация, формируется в микроконтроллере связи с органами ручного управления и системой индикации 20 при помощи использования оператором системы индикации и органов ручного управления 5. Блок дискретной логики и согласующих элементов 22 предназначен для расширения аппаратных возможностей микроконтроллера связи с органами ручного управления и системой индикации 20. Блок дискретной логики и согласующих элементов 22 обеспечивает устранения дребезга кнопок из состава органов ручного управления, расширение количества портов ввода/вывода микроконтроллера связи с органами ручного управления и системой индикации 20, формирование управляющих логических сигналов. Энергонезависимая память 21 обеспечивает хранение графической информации, предназначенной для вывода на ЖК-дисплей из состава системы индикации. Блок преобразования и согласования напряжений 24 обеспечивает защиту микроконтроллера связи с органами ручного управления и системой индикации 20 от возможных скачков питающих напряжений при проведении контроля питающих напряжений. Для правильного контроля питающих напряжений используется независимый источник опорного напряжения 19. Модуль преобразования и согласования напряжений 23 обеспечивает вывод питающих напряжений на контрольный разъем и систему индикации и защиту цепей контроля питания от перегрузок по току и короткого замыкания.In the manual control mode, the control information is formed in the microcontroller of communication with manual controls and display system 20 by using the operator of the display system and manual controls 5. The block of discrete logic and matching elements 22 is designed to expand the hardware capabilities of the microcontroller with manual controls and display system 20. The block of discrete logic and matching elements 22 ensures the elimination of chatter of buttons from the composition of the manual controls, expansion of the number of input / output ports of the microcontroller of communication with manual controls and display system 20, the formation of control logic signals. Non-volatile memory 21 provides storage of graphical information intended for display on the LCD display from the display system. The voltage conversion and matching unit 24 protects the microcontroller of communication with the manual controls and the display system 20 against possible surges in the supply voltages when monitoring the supply voltages. An independent reference voltage source 19 is used for proper control of the supply voltages. The voltage conversion and matching module 23 provides for the output of the supply voltages to the control connector and the display system and protection of the control circuits of the power supply against overloads and short circuits.

Таким образом, в режиме ручного управления управляющая информация, формируемая микроконтроллером связи с органами ручного управления и системой индикации 20 (информация формируется при помощи использования оператором системы индикации и органов ручного управления 5) поступает в блок коммутации 17, затем в управляющий микроконтроллер 16.Thus, in the manual control mode, the control information generated by the microcontroller of communication with the manual controls and display system 20 (the information is generated by using the display system and manual controls 5 by the operator) enters the switching unit 17, then into the control microcontroller 16.

В канале формирования сигнала 7 микроконтроллер канала 8 работает согласно информации, получаемой от модуля управления и контроля 4, управляя при этом входящими в состав синтезатором частоты 9 и устройством управления амплитудой 10, а также передавая информацию на модуль формирования временной задержки 1.In the signal conditioning channel 7, the microcontroller of channel 8 operates according to the information received from the control and monitoring module 4, controlling the frequency synthesizer 9 and the amplitude control device 10, as well as transmitting information to the time delay generation module 1.

В каждом канале формирования сигнала 7 при помощи синтезатора частоты 9 формируется монохроматический сигнал с необходимой частотой (частотой доплеровского смещения) и фазой. Сгенерированный синтезатором частоты 9 сигнал последовательно подается на устройство управления амплитудой 10, согласующий усилитель 11 и импульсный модулятор 12, на управляющий вход которого соединен с модулем формирования временной задержки 1. С выхода импульсного модулятора сформированный сигнал поступает на вход каждого смесителя 14 соответствующего канала. Образованный в смесителе 14 комбинационный сигнал поступает с выхода смесителя 14 на СВЧ выход имитатора, затем на излучающие антенны (на фиг. не показаны).In each channel of signal generation 7, using a frequency synthesizer 9, a monochromatic signal is generated with the required frequency (Doppler shift frequency) and phase. The signal generated by the frequency synthesizer 9 is successively fed to an amplitude control device 10, a matching amplifier 11 and a pulse modulator 12, to the control input of which is connected to a time delay shaping module 1. The output of the pulse modulator is fed to the input of each mixer 14 of the corresponding channel. Formed in the mixer 14, the combining signal is fed from the output of the mixer 14 to the microwave output of the simulator, then to the radiating antenna (not shown in Fig.).

Обеспечение необходимыми питающими напряжениями модуля формирования временной задержки 1, многоканального модуля формирования сигнала 2, модуля управления и контроля 4, системы индикации и органов ручного управления 5 осуществляется при помощи системы энергообеспечения 6.Providing the necessary voltage to the module forming the time delay 1, the multichannel signal conditioning module 2, the control and monitoring module 4, the display system and the manual controls 5 is carried out using the power supply system 6.

Электропитание имитатора пространственного радиолокационного сигнала осуществляется от сети переменного тока напряжением 230 В и частотой 50 Гц.The power supply of the simulator of a spatial radar signal is carried out from the AC network with a voltage of 230 V and a frequency of 50 Hz.

Конструктивно имитатор радиолокационного сигнала заключен в корпус.Structurally, the radar signal simulator is enclosed in a housing.

Claims (5)

1. Имитатор пространственного радиолокационного сигнала, характеризующийся тем, что содержит связанные между собой многоканальный модуль формирования сигнала, многоканальный СВЧ модуль преобразования частоты, модуль формирования временной задержки, модуль управления и контроля, систему энергообеспечения, линии связи, систему индикации и органы ручного управления, при этом многоканальный модуль формирования сигнала содержит по меньшей мере два канала формирования сигнала, а многоканальный СВЧ модуль преобразования частоты содержит соединенные линией связи делитель мощности и по меньшей мере два смесителя, причем вход каждого смесителя соединен соответственно с выходом каждого канала формирования сигнала, а управляющий вход каждого канала формирования сигнала соединен соответственно с модулем формирования временной задержки, при этом модуль управления и контроля содержит управляющий микроконтроллер и микроконтроллер связи с органами ручного управления и системой индикации, а каждый канал формирования сигнала, входящий в состав многоканального модуля формирования сигнала, содержит микроконтроллер канала, причем управляющий выход управляющего микроконтроллера соединен с управляющим входом микроконтроллера канала каждого канала формирования сигнала.1. Spatial radar signal simulator, characterized in that it contains interconnected multi-channel signal conditioning module, multi-channel microwave frequency conversion module, time delay generation module, control and monitoring module, power supply system, communication lines, display system and manual controls, This multichannel signal conditioning module contains at least two channels of signal generation, and the multichannel microwave frequency conversion module contains a power divider and at least two mixers connected by a communication line, the input of each mixer is connected respectively to the output of each signal conditioning channel, and the control input of each signal conditioning channel is connected respectively to the time delay generation module, while the control and monitoring module contains a control microcontroller and a microcontroller of communication with manual controls and a display system, and each signal conditioning channel included in the multichannel module anija signal channel comprises a microcontroller, wherein the control output of the control microcontroller is coupled to a control input of a microcontroller forming the channel of each channel signal. 2. Имитатор пространственного радиолокационного сигнала по п. 1, характеризующийся тем, что канал формирования сигнала содержит последовательно соединенные синтезатор частоты, устройство управления амплитудой, согласующий усилитель, импульсный модулятор, причем управляющий вход синтезатора частоты и управляющий вход устройства управления амплитудой связаны с выходом микроконтроллера канала, при этом управляющий вход импульсного модулятора, который является входом канала формирования сигнала, соединен с модулем формированиявременной задержки, а выход импульсного модулятора соединен с входом смесителя.2. The spatial radar signal simulator according to claim 1, characterized in that the signal conditioning channel contains serially connected frequency synthesizer, amplitude control device, matching amplifier, pulse modulator, where the control input of the frequency synthesizer and the control input of the amplitude control device are connected to the output of the channel microcontroller , while the control input of the pulse modulator, which is the input of the signal conditioning channel, is connected to the shaping module oh delay, and the output of the pulse modulator is connected to the input of the mixer. 3. Имитатор пространственного радиолокационного сигнала по п. 1, характеризующийся тем, что многоканальный модуль формирования сигнала содержит тактовый генератор, выход которого соединен с входом каждого микроконтроллера канала.3. The spatial radar signal simulator according to claim 1, characterized in that the multi-channel signal conditioning module contains a clock generator, the output of which is connected to the input of each channel microcontroller. 4. Имитатор пространственного радиолокационного сигнала по п. 1, характеризующийся тем, что модуль управления и контроля содержит тактовый генератор, выход которого соединен с входами управляющего микроконтроллера и микроконтроллера связи с органами ручного управления и системой индикации.4. The spatial radar signal simulator according to claim 1, characterized in that the control and monitoring module contains a clock generator, the output of which is connected to the inputs of the control microcontroller and microcontroller of communication with the manual controls and display system. 5. Имитатор пространственного радиолокационного сигнала по п. 1, характеризующийся тем, что система энергообеспечения содержит блок предохранителей.5. The spatial radar signal simulator according to claim 1, characterized in that the power supply system contains a fuse box.
RU2018132107A 2018-09-07 2018-09-07 Spatial radar signal simulator RU2687071C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132107A RU2687071C1 (en) 2018-09-07 2018-09-07 Spatial radar signal simulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132107A RU2687071C1 (en) 2018-09-07 2018-09-07 Spatial radar signal simulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687071C1 true RU2687071C1 (en) 2019-05-07

Family

ID=66430400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018132107A RU2687071C1 (en) 2018-09-07 2018-09-07 Spatial radar signal simulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687071C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758591C1 (en) * 2020-12-21 2021-11-01 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный ордена Жукова университет радиоэлектроники" Министерства обороны Российской Федерации (ФГКВОУВО "Военный ордена Жукова университет радиоэлектроники" МО РФ) Device for simulating a radio-electronic situation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU42327U1 (en) * 2004-07-19 2004-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" RADAR SIGNAL SIMULATOR
RU2267798C1 (en) * 2004-04-12 2006-01-10 Открытое акционерное общество Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" Radar target simulator
EP1788407A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-23 Fujitsu Ten Limited Radar apparatus
RU2358279C1 (en) * 2007-09-26 2009-06-10 Владимир Иванович Винокуров Radar target simulator
US20120235858A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Src, Inc. Radar apparatus calibration via individual radar components
JP2012191413A (en) * 2011-03-10 2012-10-04 Toshiba Corp Receiving device and signal determination program
RU151663U1 (en) * 2014-08-22 2015-04-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" RADAR SITUATION SIMULATOR WITH RADIO TECHNICAL SIGNALS SYNTHESIS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2267798C1 (en) * 2004-04-12 2006-01-10 Открытое акционерное общество Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" Radar target simulator
RU42327U1 (en) * 2004-07-19 2004-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" RADAR SIGNAL SIMULATOR
EP1788407A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-23 Fujitsu Ten Limited Radar apparatus
RU2358279C1 (en) * 2007-09-26 2009-06-10 Владимир Иванович Винокуров Radar target simulator
JP2012191413A (en) * 2011-03-10 2012-10-04 Toshiba Corp Receiving device and signal determination program
US20120235858A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Src, Inc. Radar apparatus calibration via individual radar components
RU151663U1 (en) * 2014-08-22 2015-04-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" RADAR SITUATION SIMULATOR WITH RADIO TECHNICAL SIGNALS SYNTHESIS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758591C1 (en) * 2020-12-21 2021-11-01 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный ордена Жукова университет радиоэлектроники" Министерства обороны Российской Федерации (ФГКВОУВО "Военный ордена Жукова университет радиоэлектроники" МО РФ) Device for simulating a radio-electronic situation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3982244A (en) Radar antenna, monopulse comparator network and mixer simulator
US4660041A (en) Radar scene simulator
KR101062277B1 (en) Apparatus and system for simulating of navigation signal in jamming environment
KR101831197B1 (en) An apparatus for simulating a high resolution radar and a method thereof
US10712442B2 (en) Integrated radio-frequency circuit, radar sensor and operating method
IL102119A (en) Radar environment generator
US4969819A (en) ECM simulator for missile fire control system vulnerability studies
US11994614B2 (en) Testing device for testing a distance sensor operating with electromagnetic waves
RU2687071C1 (en) Spatial radar signal simulator
WO2023087967A1 (en) Anechoic chamber-based real satellite signal simulation apparatus and method, device, and medium
US4523196A (en) Test equipment for a synthetic aperture radar system
CN104570010A (en) Portable standard interference source
EP1186124A2 (en) Apparatus for testing mobile phones
CN115061394A (en) Multichannel high-precision coherent signal generation system based on digital synchronous control
JP5052379B2 (en) Radar target simulator device
KR102065985B1 (en) (Digital Radio Frequency Memory and Multiple simulated target signal generating apparatus having the same
CN110988821B (en) Radar target simulator and control method thereof
CN116087896A (en) Function-reconfigurable universal radio frequency microwave simulator
CN114844577B (en) Broadband multi-style signal simulator
RU161794U1 (en) ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY
US11609343B2 (en) Signal generation system as well as method of signal generation
RU94044919A (en) Simulator of radio signal sources
JP4293961B2 (en) Radar transponder
RU120300U1 (en) COMPLEX OF SEMI-NATURAL MODELING OF RADIO COMMUNICATION SYSTEMS IN CHANNELS WITH FREQUENCY-SPATIAL-TEMPORAL SCATTERING
RU2800773C1 (en) Digital simulator of signals of n-element gnss antenna array