RU2707506C1 - Method of monitoring operability of a radar station and a system for realizing said radar station - Google Patents
Method of monitoring operability of a radar station and a system for realizing said radar station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707506C1 RU2707506C1 RU2019118021A RU2019118021A RU2707506C1 RU 2707506 C1 RU2707506 C1 RU 2707506C1 RU 2019118021 A RU2019118021 A RU 2019118021A RU 2019118021 A RU2019118021 A RU 2019118021A RU 2707506 C1 RU2707506 C1 RU 2707506C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- receiver
- radar
- output
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы для контроля работоспособности радиолокационных станций (РЛС).The invention relates to the field of radar and can be used to control the health of radar stations.
Одной из важных задач в радиолокации является контроль работоспособности РЛС в процессе ее работы. Современные РЛС являются сложным комплексом, состоящим из антенны (как правило в виде фазированной антенной решетки (ФАР) в настоящее время и в перспективе), передатчика (передатчика на электровакуумных приборах, распределенных твердотельных передатчиков на полупроводниковых усилительных приборах и т.п.) приемника (разнообразные варианты радиолокационных приемников), устройств обработки, синхронизации, индикации и т.д. Контроль работоспособности РЛС, как правило, реализуется в виде автономного контроля в самих устройствах. То есть, автономно производится контроль работоспособности узлов ФАР, контроль мощности передающего устройства, контроль коэффициента шума (КШ) приемного устройства и т.д. Общая оценка работоспособности РЛС проводится по совокупности оценок работоспособности (исправности) входящих в РЛС устройств. Но некоторые узлы РЛС (элементы тракта, излучателей, пассивных СВЧ устройств и многих других) не имеют автономного контроля, хотя их отказы влияют на работоспособность РЛС.One of the important tasks in radar is to monitor the radar's operability during its operation. Modern radars are a complex complex consisting of an antenna (usually in the form of a phased antenna array (PAR) at present and in the future), a transmitter (a transmitter on electro-vacuum devices, distributed solid-state transmitters on semiconductor amplifying devices, etc.) of a receiver ( various options for radar receivers), processing devices, synchronization, indication, etc. Radar performance monitoring, as a rule, is implemented as autonomous monitoring in the devices themselves. That is, autonomously monitoring the performance of the HEADLIGHTS nodes, monitoring the power of the transmitting device, monitoring the noise figure (KS) of the receiving device, etc. A general assessment of the radar’s health is based on the totality of the health (serviceability) ratings of the devices included in the radar. But some nodes of the radar (elements of the path, emitters, passive microwave devices and many others) do not have autonomous control, although their failures affect the performance of the radar.
Надежность работы РЛС во многом зависит от возможности оперативного контроля основных узлов РЛС, а именно: антенной системы, передатчика и приемника и особенно он важен в РЛС с активной фазированной антенной решеткой (АФАР). Иначе говоря, важным является контроль состояния диаграммы направленности ДН антенны, определяющей не только дальность действия РЛС и угловые точности измерения координат цели, но и ее помехозащищенность, зависящую от уровня боковых лепестков ДН. ДН антенной решетки определяется амплитудно-фазовым распределением возбуждения излучателей. Неисправность любого из них приводит к искажению ДН антенны. Особенно сложно контролировать работоспособность РЛС, выполненных на базе АФАР, которая состоит из множества одновременно работающих приемо-передающих модулей.The reliability of the radar depends on the ability to monitor the main components of the radar, namely: the antenna system, transmitter and receiver, and it is especially important in radars with an active phased antenna array (AFAR). In other words, it is important to monitor the state of the radiation pattern of the antenna beam, which determines not only the range of the radar and the angular accuracy of measuring the coordinates of the target, but also its noise immunity, which depends on the level of the side lobes of the beam. The bottom of the antenna array is determined by the amplitude-phase distribution of the excitation of the emitters. Failure of any of them leads to distortion of the antenna beam. It is especially difficult to control the performance of radars made on the basis of AFAR, which consists of many simultaneously operating transceiver modules.
Известен способ контроля ДН, основанный на использовании дополнительных устройств, поворотного стенда, либо механического зонда [Восстановление распределения поля в раскрыве решетки модуляционным способом А.А. Леманский, B.C. Рабинович, В.Г. Соколов. Ж. Радиотехника и электроника, 1976, т21, вып. 3 с. 616-620]. Способ основан на измерении амплитуды и фазы возбуждения элементов ФАР с помощью неподвижного зонда.A known method of monitoring the DN, based on the use of additional devices, a rotary stand, or a mechanical probe [Restoring the distribution of the field in the aperture of the lattice modulation method A.A. Lemansky, B.C. Rabinovich, V.G. Sokolov. J. Radio Engineering and Electronics, 1976, vol. 21, no. 3 sec 616-620]. The method is based on measuring the amplitude and phase of excitation of PAR elements using a fixed probe.
Недостатком этого способа является необходимость наличия специального стенда с зондовой антенной и невозможность использования данного способа во время работы РЛС.The disadvantage of this method is the need for a special stand with a probe antenna and the inability to use this method during radar operation.
Известен способ определения ДН антенны в дальней зоне на основе измерений в ближней зоне [Курочкин А.П. ж. Теория и техника антенных измерений №7, 209 г., с. 39-45].A known method for determining the antenna bottom in the far zone based on measurements in the near zone [Kurochkin A.P. g. Theory and technique of antenna measurements No. 7, 209, p. 39-45].
Суть способа состоит в прямых измерениях амплитудно-фазового распределения в антенне в ближней зоне В некоторых РЛС и восстановлении расчетным путем поля в дальней зоне.The essence of the method consists in direct measurements of the amplitude-phase distribution in the antenna in the near field. In some radars, and the restoration by calculation of the field in the far zone.
Недостаток этого способа состоит в том, что для проведения измерений необходима безэховая камера и сложность математических вычислений, а так же невозможность использования его во время работы РЛС.The disadvantage of this method is that for measurements, an anechoic chamber and the complexity of mathematical calculations, as well as the impossibility of using it during radar operation, are required.
Наиболее близким к заявленному способу является способ контроля ДН антенны РЛС, основанный на сканировании луча антенны с помощью механического поворота антенны, использовании вынесенного источника сигнала и регистрации уровней принимаемых сигналов [Вестник концерна ВКО Алмаз - Антей №4 2016 г. с. 33, первая полоса последний абзац].Closest to the claimed method is a method of monitoring the bottom of the radar antenna, based on scanning the antenna beam by mechanical rotation of the antenna, using an external signal source and registering the levels of received signals [Bulletin of the East Kazakhstan Concern Almaz - Antey No. 4 2016, p. 33, front page last paragraph].
На фиг. 1 приведена схема комплекса, реализующего наиболее близкий к заявляемому способ. Комплекс включает в себя РЛС 1, а в качестве источника сигнала используют вспомогательный генератор 6 и антенну 3, которая формирует падающее на раскрыв антенны 2 электромагнитное поле с плоским фазовым фронтом, переключатель прием-передача 5 и приемник 7, РЛС 1 включает в себя антенну 2, поворотное устройства 4, переключатель прием-передача 8, приемник 9 и передатчик 10, регистратор 11 и синхронизатор 12, генератор 6 и антенну 3, переключатель прием-передача 5 и приемник 7 располагают удаленно, выход антенны 3 соединен с первым входом переключателя прием- передача 5, выход которого соединен с входом приемника 7, а второй вход соединен с выходом генератора 6, антенна 2 закреплена на поворотном устройстве 4, выход антенны 2 соединен с первым входом переключателя прием- передача 8, а его выход соединен с входом приемника 9, второй вход переключателя прием-передача 8 соединен с выходом передатчика 10, выход приемника 9 соединен с входом регистратора 11, выход синхронизатора 8 соединен со вторыми входами приемника 9, регистратора 11 и входом передатчика 10. Амплитудно-фазовое распределение в раскрыве антенны 2 не изменяется, а раскрыв антенны 2 поворачивают на некоторый угол , который изменяют в процессе измерений. При этом в направлении приема сигнала от антенны 3 оказывается уровень ДН антенны 2, расположенный в исходной ДН на угле , который фиксируют при измерениях в регистраторе 11.In FIG. 1 shows a diagram of a complex that implements the closest to the claimed method. The complex includes a
Недостатком этого способа контроля ДН антенны РЛС является необходимость применения дополнительного источника сигнала, переключателя прием-передача и приемника, расположенных удаленно и невозможности его использования в процессе контроля основных узлов РЛС (антенны, приемника и передатчика) во время работы РЛС.The disadvantage of this method of monitoring the bottom of the radar antenna is the need to use an additional signal source, receive-transmit switch and receiver located remotely and the inability to use it in the process of monitoring the main components of the radar (antenna, receiver and transmitter) during operation of the radar.
Таким образом, решаемой технической проблемой (техническим результатом) является обеспечение контроля ДН антенны, приемника и передатчика в процессе работы РЛС.Thus, the technical problem to be solved (technical result) is to ensure monitoring of the antenna beam, receiver and transmitter during radar operation.
Техническая проблема решается на основе использования сканирования луча антенны в процессе обзора пространства и зондирующего сигнала РЛС.The technical problem is solved through the use of antenna beam scanning in the process of viewing the space and the radar probe signal.
Поставленная проблема (технический результат) решается тем, что в способе контроля работоспособности радиолокационной станции, основанном на сканировании диаграммы направленности антенны и регистрации уровня принятого сигнала, согласно изобретению после окончания излучения зондирующего сигнала по сигналу от синхронизатора открывают приемник РЛС и приемник дополнительного канала с ненаправленной антенной, принимают концевую часть излученного зондирующего сигнала, отраженную от контрольного отражателя, записывают в регистратор уровни принятых сигналов, строят их зависимость от углового положения направления осмотра, получают соответственно передающую диаграмму направленности антенны и произведение передающей ДН и приемной ДН антенны РЛС, сравнивают с эталонными и принимают решение о работоспособности антенной, приемной и передающей систем РЛС или их неисправности.The posed problem (technical result) is solved by the fact that in the method of monitoring the health of a radar station, based on scanning the antenna pattern and registering the level of the received signal, according to the invention, after the end of the radiation of the probing signal by the signal from the synchronizer, the radar receiver and the additional channel receiver with an omnidirectional antenna are opened take the end part of the radiated probe signal reflected from the control reflector, write to the recorder ur Sheets of received signals, build their dependence on the angular position of the inspection direction, respectively receive a transmitting antenna pattern and a product of the transmitting antenna and the receiving antenna of the radar, compare with the reference ones and decide on the operability of the antenna, receiving and transmitting radar systems or their malfunction.
Поставленная проблема (технический результат) решается так же тем, что согласно изобретению на исправной РЛС записывают в круговую уровни принятых сигналов в регистратор эталонов, строят по ним диаграммы направленности антенны и используют эти эталоны для контроля антенной, передающей и приемной систем РЛС.The posed problem (technical result) is also solved by the fact that according to the invention, a serviceable radar is recorded in a circular level of received signals in a pattern recorder, antenna patterns are built from them and these patterns are used to control the antenna, transmitting and receiving radar systems.
Поставленная проблема (технический результат) решается так же тем, что согласно изобретению по сигналу от синхронизатора открывают для записи регистратор только на время приема сигнала, отраженного от контрольного отражателя.The problem posed (technical result) is also solved by the fact that according to the invention, according to the signal from the synchronizer, the recorder is opened for recording only at the time of receiving the signal reflected from the control reflector.
Поставленная проблема (технический результат) решается тем, что в комплекс для осуществления заявленного способа, содержащий радиолокационную станцию, РЛС включает в себя параболическую антенну или фазированную антенную решетку - далее просто антенну, поворотное устройство, переключатель прием-передача, приемник, регистратор, синхронизатор, антенна закреплена на поворотном устройстве, выход антенны подключен к первому входу переключателя прием-передача, выход которого соединен с первым входом приемника РЛС, выход приемника соединен с первым входом регистратора, выход передатчика соединен со вторым входом переключателя прием-передача, вторые входы приемника и регистратора, а также вход передатчика соединены с выходом синхронизатора, согласно изобретению в комплекс введены контрольный отражатель, закрепленный на мачте, установленной в начале дальней зоны антенны РЛС, дополнительный канал приема, содержащий ненаправленная антенну и приемник, выход ненаправленной антенны соединен с входом приемника дополнительного канала, а в РЛС ведены, регистратор эталонов, схема сравнения и устройство анализа, выход приемника дополнительного канала соединен с третьим входом регистратора, выход регистратора соединен с первым входом схемы сравнения, выход регистратора эталонов соединен со вторым входом схемы сравнения, выход схемы сравнения соединен с входом устройства анализа, первый и второй входы регистратора эталонов выполнены с возможностью подключения к ним выходов приемников.The problem (technical result) is solved by the fact that in the complex for implementing the claimed method, containing a radar station, the radar includes a parabolic antenna or phased array antenna - hereinafter simply an antenna, a rotary device, a receive-transmit switch, a receiver, a recorder, a synchronizer, the antenna is mounted on a rotary device, the antenna output is connected to the first input of the receive-transmit switch, the output of which is connected to the first input of the radar receiver, the output of the receiver is connected to the first input of the recorder, the output of the transmitter is connected to the second input of the receive-transmit switch, the second inputs of the receiver and registrar, as well as the input of the transmitter are connected to the output of the synchronizer, according to the invention, a control reflector is mounted on the mast mounted at the beginning of the far zone of the radar antenna, an additional receiving channel containing an omnidirectional antenna and a receiver, the output of an omnidirectional antenna is connected to the input of the receiver of the additional channel, and in the radar are, a reference recorder, circuit equations and analysis device, the output of the receiver of the additional channel is connected to the third input of the recorder, the output of the registrar is connected to the first input of the comparison circuit, the output of the registrar of standards is connected to the second input of the comparison circuit, the output of the comparison circuit is connected to the input of the analysis device, the first and second inputs of the recorder of standards with the ability to connect receiver outputs to them.
Суть предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы обеспечить контроль исправности антенны, приемника и передатчика в процессе работы РЛС. Особенность работы импульсной РЛС состоит в том, что приемник РЛС закрывают на время прохождения зондирующего сигнала зоны, протяженность которой, определяется длительностью зондирующего сигнала и равна половине произведения длительности импульса на скорость света. Так, например, при длительности зондирующего сигнала равной 100 мкс протяженность этой зоны равняется 15 км. Дело в том, что, до тех пор, пока зондирующий сигнал не пройдет это расстояние, РЛС не может принять полноценный отраженный от цели, находящейся в этой зоне, сигнал. Располагать контрольный отражатель на удаленности в 15 км для получения полноценного отраженного сигнала технически сложно (нужна высокая мачта из за кривизны земли) и не годится для непрерывного контроля работающей РЛС.The essence of the invention is to provide monitoring the health of the antenna, receiver and transmitter in the process of radar operation. A feature of the operation of a pulsed radar is that the radar receiver is closed for the duration of the probing signal of the zone, the length of which is determined by the duration of the probing signal and is equal to half the product of the pulse duration and the speed of light. So, for example, when the duration of the probe signal is 100 μs, the length of this zone is 15 km. The fact is that, until the probing signal passes this distance, the radar cannot receive a full-fledged signal reflected from the target located in this zone. It is technically difficult to place a control reflector at a distance of 15 km to obtain a full-fledged reflected signal (a high mast is required due to the curvature of the earth) and is not suitable for continuous monitoring of a working radar.
Поставленная проблема решается тем, что в начале дальней зоны устанавливают контрольный отражатель, закрепленный на мачте, а приемники открывают сразу после окончания зондирующего сигнала на время, в течении которого конечная часть зондирующего сигнала отразится от отражателя и дойдет до приемников, (см. Фиг. 3). Благодаря тому, что контрольный отражатель располагается вблизи от РЛС, в начале дальней зоны антенны, даже части излученного зондирующего сигнала, отраженной от контрольного отражателя, достаточно для его регистрации. Дальняя зона антенны начинается с расстояния, равного квадрату апертуры антенны деленному на длину волны [Справочник по радиолокации под ред. М. Скольника 1977 г. т. 2, с. 61, 9 строка снизу] и для дециметровых волн Lд составляет порядка сотни метров. Но так как приемник открывается не мгновенно, а за время Δtпр, и, кроме того, длительность принятого сигнала должна быть достаточной для регистрации и быть не меньше τотр, то при этом минимальное расстояние dм, на котором необходимо поставить мачту отражателя будет определяться по формулеThe posed problem is solved by the fact that at the beginning of the far zone a control reflector is mounted on the mast, and the receivers are opened immediately after the end of the probing signal for a time during which the final part of the probing signal will be reflected from the reflector and reach the receivers (see Fig. 3 ) Due to the fact that the control reflector is located close to the radar, at the beginning of the far zone of the antenna, even a part of the radiated probe signal reflected from the control reflector is sufficient for its registration. The far zone of the antenna begins with a distance equal to the square of the antenna aperture divided by the wavelength [Radar Reference Ed. M. Skolnik 1977, v. 2, p. 61, 9 line from the bottom] and for decimeter waves L d is of the order of hundreds of meters. But since the receiver does not open instantly, but during the time Δt pr , and, in addition, the duration of the received signal must be sufficient for registration and not less than τ sp , then the minimum distance d m at which it is necessary to put the reflector mast will be determined according to the formula
2dм=Lд+с×(Δtпр+τотр), где с - скорость света.2d m = L d + s × (Δt pr + τ neg ), where c is the speed of light.
Например, при Lд=100 м, Δtпр=3 мкс, τотр=2 мкс и с=3×108 м/с, 2dм=1600 м, то есть мачту с отражателем достаточно поставить на дальности 800 м.For example, at L d = 100 m, Δt pr = 3 μs, τ sp = 2 μs and s = 3 × 10 8 m / s, 2d m = 1600 m, that is, it is enough to put a mast with a reflector at a distance of 800 m.
t3=dм/с - это время, необходимое для достижения концевой части зондирующего сигнала контрольного отражателя (см. фиг. 3)t 3 = d m / s is the time required to reach the end of the probing signal of the control reflector (see Fig. 3)
Для адаптации динамического диапазона приемников к сигналам, принятым по главному лучу и боковым лепесткам, на их входах могут быть установлены управляемые аттенюаторы, управление которыми синхронизировано с временем приема отраженного сигнала и направлением главного луча. Высота мачты выбирается из условия возможности записи главного луча антенны. При этом контрольный отражатель должен быть выше центра антенны. В качестве контрольного отражателя может использоваться любой местный предмет, расположенный на подходящем расстоянии и имеющий локализованную отражающую поверхность на подходящей для измерений высоте.To adapt the dynamic range of the receivers to signals received along the main beam and side lobes, controlled attenuators can be installed at their inputs, the control of which is synchronized with the time of reception of the reflected signal and the direction of the main beam. The mast height is selected from the condition of recording the main beam of the antenna. In this case, the control reflector should be above the center of the antenna. Any local object located at a suitable distance and having a localized reflective surface at a height suitable for measurements can be used as a control reflector.
После установки контрольного отражателя на заведомо исправной РЛС производят запись эталонных сигналов в регистратор эталонов, принятых основной антенной и дополнительной ненаправленной антенной. Запись производят путем отсоединения выходов приемника РЛС и приемника дополнительного канала от входов регистратора и соединение их с первым и вторым входами регистратора эталонов соответственно. Осуществляют это следующим образом. Отраженный от контрольного отражателя сигнал U0э(β,ε) принимают антенной РЛС и записывают в регистратор эталонов его уровень в зависимости от направления излучения. Одновременно записывают в регистратор эталонов уровень сигнала Uзэ(β,ε), принятого дополнительной ненаправленной антенной, так же в зависимости от направления излучения. По записанному в регистратор эталонов сигналу U0э(βε) строят диаграмму направленности антенны РЛС на прием и передачу, а по сигналу Uзэ(βε) диаграмму направленности антенны РЛС только на передачу в азимутальной и угломестной плоскостях. В записанных диаграммах содержится информация о работе передатчика (уровень диаграммы на передачу), информация о работе приемника (уровень диаграммы на передачу и прием), информация о фазовом и амплитудном распределении сигнала в плоскости антенны (для антенны с ФАР, уровень боковых лепестков). При этом запись эталонов производят при работе РЛС в режиме обзора пространства. После записи эталонов соединения в РЛС восстанавливают согласно схемы фиг. 2. Работа всех элементов РЛС, регистратора, приемника и передатчика, а так же дополнительного канала, осуществляется синхронно с помощью синхронизатора.After installing the control reflector on a known-good radar, the reference signals are recorded in the reference recorder received by the main antenna and an additional non-directional antenna. Recording is made by disconnecting the outputs of the radar receiver and the receiver of the additional channel from the inputs of the recorder and connecting them to the first and second inputs of the registrar of standards, respectively. Carry out this as follows. The signal U 0e (β, ε) reflected from the control reflector is received by the radar antenna and its level is recorded in the standards recorder depending on the radiation direction. At the same time, the signal level U ze (β, ε) received by the additional omnidirectional antenna is recorded in the reference recorder, also depending on the direction of radiation. Using the U 0e (βε) signal recorded in the standards recorder, the radar antenna pattern for receiving and transmitting is built, and the radar antenna radiation pattern U ze (βε) is used only for transmission in azimuthal and elevation planes. The recorded diagrams contain information about the operation of the transmitter (level of the diagram for transmission), information about the operation of the receiver (level of the diagram for transmission and reception), information about the phase and amplitude distribution of the signal in the plane of the antenna (for an antenna with HEADLIGHT, side lobe level). At the same time, the standards are recorded when the radar is in the space survey mode. After recording standards, the compounds in the radar are restored according to the scheme of FIG. 2. The operation of all elements of the radar, recorder, receiver and transmitter, as well as an additional channel, is carried out synchronously using a synchronizer.
После восстановления исходного состояния связей в РЛС происходит обычная работа в режиме обзора пространства. При этом происходит сравнение записываемых уровней U0(β,ε) и Uз(β,ε) в реальном времени с их эталонными уровнями. Обнаруженные при этом отклонения могут однозначно указывать на неисправности в отдельных системах РЛС - антенной, передающей или приемной. Отличия эталонных значений уровней сигналов и реально записываемых допускается в пределах допусков на измерение уровней сигналов.After restoration of the initial state of communications in the radar, normal operation occurs in the mode of viewing the space. Thus there is a comparison of levels of recording U 0 (β, ε) and U s (β, ε) in real time with their reference levels. Deviations detected in this case can unambiguously indicate malfunctions in individual radar systems - an antenna, transmitting or receiving. Differences between the reference values of signal levels and actually recorded are allowed within the tolerances for measuring signal levels.
Признаком исправности РЛС является:A sign of radar serviceability is:
U0(β1, ε1)=U0э(β1, ε1)U 0 (β 1 , ε 1 ) = U 0э (β 1 , ε 1 )
Uз(β1, ε1)=Uзэ(β1, ε1)U s (β 1, ε 1) = U ze (β 1, ε 1)
Признаком неисправности антенны (увеличение боковых лепестков) является:A sign of an antenna malfunction (increased side lobes) is:
ДН0(β1, ε1)≠ДН0э(β1, ε1)DN 0 (β 1 , ε 1 ) ≠ DN 0e (β 1 , ε 1 )
ДНз(β1, ε1)≠ДНзэ(β1, ε1)DN z (β 1 , ε 1 ) ≠ DN ze (β 1 , ε 1 )
Признаком неисправности передатчика является:A sign of a transmitter malfunction is:
U0(β1, ε1)<U0э(β1, ε1)U 0 (β 1 , ε 1 ) <U 0э (β 1 , ε 1 )
Uз(β1, ε1)<Uзэ(β1, ε1)U z (β 1 , ε 1 ) <U z (β 1 , ε 1 )
Признаком неисправности приемника является:A symptom of a receiver malfunction is:
U0(β1, ε1)<U0э(β1, ε1)U 0 (β 1 , ε 1 ) <U 0э (β 1 , ε 1 )
Uз(β1, ε1)=Uзэ(β1, ε1)U s (β 1, ε 1) = U ze (β 1, ε 1)
Таким образом решается поставленная проблема и достигается технический результат.Thus, the problem is solved and a technical result is achieved.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 приведена схема комплекса прототипа.In FIG. 1 shows a diagram of a complex of the prototype.
На фиг. 2 приведена схема предлагаемого комплекса.In FIG. 2 shows a diagram of the proposed complex.
На фиг. 3 показано временное положение зондирующего сигнала и сигнала, отраженного от контрольного отражателя и принятого открытым приемником РЛС.In FIG. 3 shows the temporary position of the probe signal and the signal reflected from the control reflector and received by the open radar receiver.
На первой диаграмме показано положение излученного зондирующего сигнала относительно антенны РЛС и контрольного отражателя в момент открывания приемника Δtпр.The first diagram shows the position of the radiated probe signal relative to the radar antenna and the control reflector at the time of opening the receiver Δt, etc.
На второй диаграмме показано временное положение t3 концевой части зондирующего сигнала при достижении им контрольного отражателя.The second diagram shows the temporary position t 3 of the end part of the probe signal when it reaches the reference reflector.
На третьей диаграмме показана длительность τотр отраженного от контрольного отражателя сигнала, принятого после открывания приемника. Видно, что прием отраженного от контрольного отражателя сигнала начинается сразу после открывания приемника Δtпр и заканчивается приемом отражения концевой части зондирующего сигнала в момент времени 2 t3.The third diagram shows the duration τ neg reflected from the control reflector of the signal received after opening the receiver. It is seen that the reception of the signal reflected from the control reflector begins immediately after opening the receiver Δt pr and ends with the reception of reflection of the end part of the probe signal at time 2 t 3 .
На фиг. 4а показана исправная ДН антенны, а на фиг. 4б ее разность с эталоном, равная нулю для всех направлений.In FIG. 4a shows an operational antenna antenna, and in FIG. 4b, its difference with the standard is zero for all directions.
На фиг. 5а показана ДН антенны с неисправными 10-ю линейками ФАР, а на фиг. 5б ее разность с ДН эталона. Из диаграммы видно, что неисправности в линейках существенно сказываются на боковых лепестках ДН антенны.In FIG. 5a shows the antenna bottom with faulty 10th headlamps, and in FIG. 5b, its difference from the standard DN. It can be seen from the diagram that faults in the rulers significantly affect the side lobes of the antenna array.
Расчеты проводились для случая антенны с фазированными Ш -линейками.The calculations were carried out for the case of an antenna with phased W lines.
Заявленный комплекс, для осуществления способа контроля работоспособности РЛС (Фиг. 2) содержит РЛС 1, в РЛС 1 входят антенна 2 (ФАР, или параболическая), поворотное устройство 4, переключатель прием-передача 8, приемник 9, передатчик 10, регистратор 11, антенна дополнительного канала 13, приемник дополнительного канала 14, регистратор эталонов 15, схему сравнения 16, устройство анализа 17 и синхронизатор 12, антенну 18 с мачтой размещают в начале дальней зоны антенны 2, антенна 2 закреплена на поворотном устройстве 4, выход антенны 2 соединен с входом переключателя прием-передача 8, выход которого соединен с первым входом приемником 9, выход передатчика 10 соединен со вторым входом переключателя прием-передача 8, выход приемника 9 соединен с первым входом регистратора 11, выход антенны 13 соединен с входом приемника дополнительного канала 14, выход приемника дополнительного канала 14 соединен с третьим входом регистратора 11, а его выход соединен с первым входом схемы сравнения 16, второй вход схемы сравнения 16 соединен с выходом регистратора эталонов 15, выход схемы сравнения 16 соединен с входом устройства анализа 17.The claimed complex, for implementing the method of monitoring the health of the radar (Fig. 2) contains a radar 1, the radar 1 includes an antenna 2 (headlamp, or parabolic), a rotary device 4, a receive-transmit switch 8, a receiver 9, a transmitter 10, a recorder 11, the antenna of the additional channel 13, the receiver of the additional channel 14, the registrar of standards 15, the comparison circuit 16, the analysis device 17 and the synchronizer 12, the antenna 18 with the mast is placed at the beginning of the far zone of the antenna 2, the antenna 2 is mounted on the rotary device 4, the output of the antenna 2 is connected to entrance perek the transmitter-receiver 8, the output of which is connected to the first input of the receiver 9, the output of the transmitter 10 is connected to the second input of the receive-transfer switch 8, the output of the receiver 9 is connected to the first input of the recorder 11, the output of the antenna 13 is connected to the input of the receiver of the additional channel 14, the output the receiver of the additional channel 14 is connected to the third input of the recorder 11, and its output is connected to the first input of the comparison circuit 16, the second input of the comparison circuit 16 is connected to the output of the recorder of standards 15, the output of the comparison circuit 16 is connected to the input of the device Properties of analysis 17.
Рассмотрим более подробно осуществимость способа и комплекса (Фиг. 2) на конкретном примере. Суть предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы обеспечить контроль исправности антенны 2, приемника 9 и передатчика 10 в процессе работы РЛС 1. Эта проблема решается тем, что в начале дальней зоны антенны 2 устанавливают контрольный отражатель 16 на мачте, а приемник 9 РЛС 1 и приемник 14 дополнительного канала открывают сразу после окончания излучения зондирующего сигнала на время, в течении которого концевая часть излученного зондирующего сигнала отразится от отражателя 18 и дойдет до антенн 2 и 13 (см. Фиг. 3). Отраженные сигналы U0э(β,ε) и Uзэ(β,ε), принятые антенной 2 и дополнительной антенной 13 при заведомо исправной РЛС 1 записывают в регистратор эталонов 15. Для этого выходы приемников 9 и 12 отсоединяют от входов 1 и 3 регистратора 11 и подключают к входам 1 и 2 регистратора эталонов 15 соответственно. При этом поворотное устройство 4 сканирует ДН антенны 2 в азимутальной ε и угломестной β плоскостях. По результатам записи U0э(β,ε) формируется эталонная ДН антенны 2 на передачу и прием, а по Uз(β,ε) формируется эталонная ДН антенны 2 только на передачу. В записанных диаграммах содержится информация о работе передатчика 10 (уровень диаграммы только на передачу), информация о работе приемника 9 (уровень диаграммы на прием и передачу), информация о фазовом и амплитудном распределении сигнала в плоскости антенны 2 (уровень боковых лепестков). Записи эталонов производят в режиме обычного обзора пространства РЛС 1. После записи эталонных значений U0э(β,ε) и Uзэ(β,ε) связи в РЛС 1 восстанавливают согласно схемы фиг. 2.Consider in more detail the feasibility of the method and complex (Fig. 2) for a specific example. The essence of the invention is to ensure the health of the
Важно отметить, что в процессе обычной работы РЛС происходит сравнение эталонных показателей из регистратора эталонов 15 ДН антенны 2 с реально записываемыми в регистратор 11. Обнаруженные отклонения могут однозначно указывать на неисправности в отдельных элементах РЛС 1.It is important to note that during the normal operation of the radar, the reference indicators are compared from the registrar of the standards of 15 days of the
Таким образом решается поставленная проблема и достигается технический результат.Thus, the problem is solved and a technical result is achieved.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118021A RU2707506C1 (en) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | Method of monitoring operability of a radar station and a system for realizing said radar station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118021A RU2707506C1 (en) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | Method of monitoring operability of a radar station and a system for realizing said radar station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2707506C1 true RU2707506C1 (en) | 2019-11-27 |
Family
ID=68653032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019118021A RU2707506C1 (en) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | Method of monitoring operability of a radar station and a system for realizing said radar station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2707506C1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59147284A (en) * | 1983-02-10 | 1984-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Transmitter/receiver for inspecting radio wave jamming apparatus |
WO1998028633A1 (en) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Wiltron Company | A simulator for testing a collision avoidance radar system |
RU2267136C1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-12-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") | Mode of measuring of the diagram of reverse secondary radiation of an object and a radiolocation station for its realization |
RU2268478C2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-01-20 | ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Method of controlling of an airborne mono impulse radar station with a built-in unit and an arrangement for its realization |
RU2278396C2 (en) * | 2004-09-03 | 2006-06-20 | 5 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации (5 ЦНИИИ МО РФ) | Device for calibrating surface radiolocation measuring complexes at small positioning angles |
KR100996595B1 (en) * | 2010-08-26 | 2010-11-25 | 삼성탈레스 주식회사 | Stealth apparatus of reflecting radar signal using microelectromechanical system element and method using the same |
US7982664B1 (en) * | 2009-05-27 | 2011-07-19 | Lockheed Martin Corporation | Radar calibration structure and method |
RU2648585C1 (en) * | 2016-11-08 | 2018-03-26 | Акционерное общество "Муромский завод радиоизмерительных приборов" | Method and system for monitoring radar location station |
-
2019
- 2019-06-10 RU RU2019118021A patent/RU2707506C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59147284A (en) * | 1983-02-10 | 1984-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Transmitter/receiver for inspecting radio wave jamming apparatus |
WO1998028633A1 (en) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Wiltron Company | A simulator for testing a collision avoidance radar system |
RU2268478C2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-01-20 | ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Method of controlling of an airborne mono impulse radar station with a built-in unit and an arrangement for its realization |
RU2267136C1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-12-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") | Mode of measuring of the diagram of reverse secondary radiation of an object and a radiolocation station for its realization |
RU2278396C2 (en) * | 2004-09-03 | 2006-06-20 | 5 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации (5 ЦНИИИ МО РФ) | Device for calibrating surface radiolocation measuring complexes at small positioning angles |
US7982664B1 (en) * | 2009-05-27 | 2011-07-19 | Lockheed Martin Corporation | Radar calibration structure and method |
KR100996595B1 (en) * | 2010-08-26 | 2010-11-25 | 삼성탈레스 주식회사 | Stealth apparatus of reflecting radar signal using microelectromechanical system element and method using the same |
RU2648585C1 (en) * | 2016-11-08 | 2018-03-26 | Акционерное общество "Муромский завод радиоизмерительных приборов" | Method and system for monitoring radar location station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3392669B1 (en) | Method and apparatus for radar accuracy measurements | |
KR102397235B1 (en) | Method and apparatus for capturing surroundings | |
US3378846A (en) | Method and apparatus for testing phased array antennas | |
JP6734847B2 (en) | Radar sensor, radar sensor system, and method for locating an object using horizontal and vertical digital beamforming for measuring point-reflecting and surface-reflecting objects | |
EP3399332A1 (en) | Millimeter wave holographic three-dimensional imaging detection system and method | |
US11073611B2 (en) | High spatial resolution 3D radar based on a single sensor | |
JP2017535788A (en) | Method and apparatus for increasing angular resolution in an automotive radar system | |
KR101954183B1 (en) | Far-field signal measurement system of active phased array antenna and operation method for thereof | |
US2895127A (en) | Directive diplex antenna | |
US3484167A (en) | Formation flight control system | |
US11852731B2 (en) | Test bench for testing a distance sensor operating with electromagnetic waves | |
US2971190A (en) | Position finding system | |
KR101564729B1 (en) | Method for arranging array plane of phase array antenna and method for operating the same | |
RU2624736C2 (en) | Radar station circular view "resonance" | |
US3040310A (en) | Radar tracking and antenna systems | |
RU2707506C1 (en) | Method of monitoring operability of a radar station and a system for realizing said radar station | |
RU2316021C2 (en) | Multichannel radar system of flight vehicle | |
US2510692A (en) | Direction finding system | |
RU2556708C1 (en) | Approach radar | |
CN113841066A (en) | Coherent multistatic radar system, in particular for use in a vehicle | |
US20210302588A1 (en) | Time of flight ranging system using multi-valued signals | |
Räisänen et al. | Measurements of high-gain antennas at THz frequencies | |
JPH1164487A (en) | Monitoring system for phased array antenna | |
CN110596658A (en) | Correction terminal for automatically measuring position of whip-shaped linear antenna array | |
RU2725514C1 (en) | Beam pattern and reflecting surface antenna system control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20200625 |