RU38407U1

RU38407U1 - MOBILE RADAR STATION

Info

Publication number: RU38407U1
Application number: RU2004104209/20U
Authority: RU
Inventors: В.А. Голубев; Т.Н. Гущъян; Е.Н. Белкин; Р.Л. Махлин; Ю.Д. Романов; А.А. Таныгин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники"
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2004-06-10

Abstract

Мобильная радиолокационная станция, содержащая антенно-поворотное устройство, включающее в себя антенну, антенну наземного радиозапросчика, передатчик, токосъемник, вращающееся сочленение, опорно-поворотный механизм и устройство формирования и обработки сигналов, включающее в себя приемник, блок формирователя сигналов гетеродинов и передатчика, блок аппаратуры наземного радиозапросчика, систему питания, рабочее место оператора, отличающаяся тем, что в антенно-поворотном устройстве антенна выполнена в виде фазированной антенной решетки, содержащей делители разностного и основного приемных каналов, строки с твердотельными приемо-передающими модулями и делитель передающего канала, вход которого подключен через вращающиеся сочленение к выходу блока формирователя сигналов гетеродинов и передатчика, а выходы подключены к строкам, при этом один выход каждой строки подключен к делителю основного приемного канала, а другой выход подключен к делителю разностного приемного канала, причем выход делителя основного приемного канала подключен через вращающееся сочленение к входу основного приемника, а в устройство формирования и обработки сигналов введены модуль кодирования, блок обработки сигналов и дополнительный приемник, один вход которого подключен через вращающееся сочленение к выходу делителя разностного приемного канала, два других выхода подключены к блоку формирователя сигналов гетеродинов и передатчика, а выход подключен к модулю кодирования, выход которого подключен к блоку обработки сигналов, при этом один выход блока обработки сигналов подключен через токосъемник к строкам, а другой подк�A mobile radar station containing an antenna-rotary device including an antenna, an antenna of a terrestrial radio interrogator, a transmitter, a current collector, a rotating joint, a rotary support mechanism and a signal generation and processing device including a receiver, a local oscillator and transmitter signal conditioning unit, a unit equipment of the ground radio interrogator, power system, operator’s workplace, characterized in that in the antenna-rotary device the antenna is made in the form of a phased antenna of a fabric containing dividers of the difference and main receiving channels, lines with solid-state receiving and transmitting modules, and a divider of the transmitting channel, the input of which is connected through a rotating joint to the output of the local oscillator and transmitter signal generator unit, and the outputs are connected to the lines, with one output of each line connected to the divider of the main receiving channel, and the other output is connected to the divider of the differential receiving channel, and the output of the divider of the main receiving channel is connected through a rotating joint to the input of the main receiver, and a coding module, a signal processing unit and an additional receiver are introduced into the signal conditioning and processing device, one input of which is connected via a rotary joint to the output of the differential receiving channel divider, two other outputs are connected to the localizer and transmitter signal conditioning unit, and the output connected to the coding module, the output of which is connected to the signal processing unit, while one output of the signal processing unit is connected through the current collector to the lines, and the other

Description

Мобильная радиолокационная станцияMobile radar station

Предлагаемая полезная модель - мобильная РЛС относится к области радиотехники, в частности, к радиолокации.The proposed utility model - a mobile radar relates to the field of radio engineering, in particular, to radar.

Известна мобильная РЛС обнаружения TPS-2630, выпускаемая фирмой «Томпсон и входящая в ЗРК «Кроталь-НГ (Франция) 1.Known mobile radar detection TPS-2630, manufactured by Thompson and part of the air defense system Krotal-NG (France) 1.

Станция TPS-2630 представляет собой импульсно-доплеровскую РЛС, способную вести обзор воздушного пространства в движении, и содержит антенное устройство, выполненное в виде плоской приемо-передающей решетки, передатчик, вырабатывающий ВЧ сигналы на одной из 12 фиксированных частот, приемное устройство.The TPS-2630 station is a pulse-Doppler radar capable of surveying airspace in motion, and contains an antenna device made in the form of a flat transceiver array, a transmitter generating RF signals at one of 12 fixed frequencies, and a receiving device.

Обработка сигналов включает когерентное накопление полезного сигнала, доплеровскую фильтрацию, сжатие импульсов, стабилизацию уровня ложных тревог.Signal processing includes coherent accumulation of a useful signal, Doppler filtering, pulse compression, and stabilization of false alarms.

Такая станция имеет следующие недостатки:Such a station has the following disadvantages:

-малая дальность обнаружения воздушных целей;- short range of detection of air targets;

-невозможность определения высоты полета воздушных целей;- the inability to determine the altitude of flight of air targets;

-малые пределы работы по высоте и углу места.-Small limits of work in height and elevation.

Из известных мобильных РЛС наиболее близкой по технической сущности, схемному решению, тактико-техническим и эксплуатационным характеристикам является РЛС «Тунгуска (2C6.00.00.000) 2, выбранная за прототип.Of the known mobile radars, the closest in technical essence, circuit design, tactical, technical and operational characteristics is the radar “Tunguska (2C6.00.00.000) 2, selected for the prototype.

РЛС «Тунгуска предназначена для обнаружения, измерения координат и опознавания государственной принадлежности низколетящих целей и выдачи целеуказания на станцию сопровождения целей.The Tunguska radar is designed to detect, measure coordinates and identify the nationality of low-flying targets and to provide target designation to a target tracking station.

Структурная схема РЛС «Тунгуска представлена на фиг. 1.The structural diagram of the Tunguska radar is shown in FIG. 1.

РЛС «Тунгуска состоит из антенно-поворотного устройства, включающего в себя параболическую антенну, антенну наземного радиозапросчика, передатчик, токосъемник, опорно-поворотный механизм, и устройства формирования и обработки сигнала, включающего в себя блокTunguska radar consists of an antenna-rotary device, which includes a parabolic antenna, a ground-based radio interrogator antenna, a transmitter, a current collector, a rotary support mechanism, and a signal generation and processing device, including a unit

VJ л I 10 г 2 ™ % формирователя сигналов гетеродинов и передатчика, аппаратуру наземного VJ l I 10 g 2 ™% local oscillator driver and transmitter, ground equipment

радиозапросчика, приемник, рабочее место оператора. Однако такая РЛС имеет следующие недостатки:radio interrogator, receiver, operator workstation. However, such a radar has the following disadvantages:

-отсутствие возможности определения третьей координаты (высоты);-lack of the ability to determine the third coordinate (height);

-низкий коэффициент подавления отражений от местных предметов;-low coefficient of suppression of reflections from local objects;

-отсутствие возможности автоматического анализа помеховой обстановки и выбора режима защиты от активных помех;- lack of the ability to automatically analyze the interference environment and the choice of protection mode from active interference;

-малая точность измерения плоскостных координат;- low accuracy of measurement of plane coordinates;

-малое количество одновременно сопровождающихся целей;-a small number of simultaneously accompanied goals;

-необходимость в регулировочных работах при эксплуатации;-the need for adjustment work during operation;

-низкая надежность из-за использования электровакуумных приборов. Сущность предлагаемой РЛС заключается в том, что она содержит-low reliability due to the use of electric vacuum devices. The essence of the proposed radar is that it contains

антенно-поворотное устройство, включающее в себя антенну, антенну наземного радиозапросчика, передатчик, токосъемник, вращающееся сочленение, опорно-поворотный механизм, и устройство формирования и обработки сигналов, включающее в себя приемник, блок формирователя сигналов гетеродинов и передатчика, блок аппаратуры наземного радиозапросчика, рабочее место оператора. Отличается тем, что в антенноповоротном устройстве антенна выполнена в виде фазированной антенной решетки, которая содержит делители разностного и основного приемных каналов, шестнадцать строк с твердотельными приемо-передающими модулями и делитель передающего канала, вход которого подключен через вращающееся сочленение к выходу блока формирователя сигналов гетеродинов и передатчика, а его выходы подключены к строкам. Один выход каждой строки подключен к делителю основного приемного канала, а другой выход - к делителю разностного приемного канала. Выход делителя основного приемного канала подключен через вращающееся сочленение к входу основного приемника.an antenna-rotary device including an antenna, an antenna of a ground-based radio interrogator, a transmitter, a current collector, a rotating joint, a slewing-rotary mechanism, and a signal generation and processing device including a receiver, a unit of signal generator of local oscillators and a transmitter, a unit of equipment of the ground radio interrogator, operator workplace. It differs in that in the antenna-rotating device the antenna is made in the form of a phased antenna array, which contains the dividers of the difference and main receiving channels, sixteen lines with solid-state receiving-transmitting modules and a transmitting channel divider, the input of which is connected through a rotating joint to the output of the local oscillator driver and transmitter, and its outputs are connected to strings. One output of each line is connected to the divider of the main receiving channel, and the other output is connected to the divider of the difference receiving channel. The output of the divider of the main receiving channel is connected through a rotating joint to the input of the main receiver.

Л.СЧ/СЦ1С9L.SCH / SC1S9

2 2

в устройство формирования и обработки сигналов введены модуль кодирования, блок обработки сигналов и дополнительный приемник, один вход которого подключен через вращающееся сочленение к выходу делителя разностного приемного канала, два других входа подключены к блоку формирователя сигналов гетеродинов и передатчика. Выходы основного и дополнительного приемников подключены к модулю кодирования, выход которого подключен к блоку обработки сигналов, при этом один выход подключен через токосъемник к строкам, а другой - к рабочему месту оператора и к АСУ.a coding module, a signal processing unit and an additional receiver are introduced into the signal conditioning and processing device, one input of which is connected through a rotating joint to the output of the differential receiving channel divider, the other two inputs are connected to the signal generator unit of the local oscillators and the transmitter. The outputs of the main and additional receivers are connected to the encoding module, the output of which is connected to the signal processing unit, with one output connected to the lines through the current collector, and the other to the operator’s workstation and the ACS.

Выполнение антенны в виде фазированной антенной решетки обеспечивает: определение третьей координаты, увеличение дальности обнаружения воздущных целей, повышение точности измерения угловых координат, повышение надежности работы РЛС.The implementation of the antenna in the form of a phased antenna array provides: determining the third coordinate, increasing the detection range of air targets, improving the accuracy of measuring angular coordinates, improving the reliability of the radar.

Введение модуля кодирования, блока обработки сигналов и дополнительного приемника обеспечивает: возможность автоматического анализа помеховой обстановки и выбор режима защиты от активных помех, повышение коэффициента подавления отражений от местных предметов, увеличение количества одновременно сопровождающихся целей, возможность обнаружения зависающих вертолетов при обнаружении движущихся целей, исключение необходимости в регулировочных работах при эксплуатации.The introduction of a coding module, a signal processing unit and an additional receiver provides: the ability to automatically analyze the interference environment and select a mode of protection against active interference, increase the coefficient of suppression of reflections from local objects, increase the number of simultaneously tracking targets, the ability to detect hovering helicopters when detecting moving targets, eliminating the need in adjusting operations during operation.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом фиг. 2, на котором представлена структурная схема РЛС.The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing of FIG. 2, which shows the structural diagram of the radar.

Предлагаемая мобильная РЛС конструктивно выполнена в виде двух устройств: антенно-поворотного устройства 1 и устройства формирования и обработки сигналов 2. Антенно-поворотное устройство 1 содержит фазированную антенную решетку 3, которая включает в себя делитель разностного приемного канала 4, делитель основного приемного канала 5, строки с твердотельными приемо-передающими модулями 6 и делитель передающего канала 7, антенну наземного радиозапросчика 8, вращающеесяThe proposed mobile radar is structurally made in the form of two devices: an antenna-rotary device 1 and a device for generating and processing signals 2. The antenna-rotary device 1 contains a phased antenna array 3, which includes a divider of the difference receiving channel 4, a divider of the main receiving channel 5, lines with solid-state transceiver modules 6 and the divider of the transmitting channel 7, the antenna of the ground radio 8, rotating

((

сочленение 9 и токосъемник 10, входящие в состав опорно-поворотного механизма 11.the joint 9 and the current collector 10, which are part of the slewing gear 11.

Устройство формирования и обработки сигналов 2 содержит: блок формирователя сигналов гетеродинов и передатчика 12, блок обработки сигналов 13, основной приемник 14, введенный приемник 15, модуль кодирования 16, блок аппаратуры наземного радиозапросчика 17, рабочее место оператора 18, систему питания 19.The signal generating and processing device 2 comprises: a local oscillator signal generator and transmitter unit 12, a signal processing unit 13, a main receiver 14, an input receiver 15, an encoding module 16, an equipment block for the terrestrial radio interrogator 17, an operator’s workstation 18, and a power supply system 19.

Выходы делителя передающего канала 7 подключены к строкам 6. Один выход каждой строки 6 подключен к делителю основного приемного канала 5, а другой - к делителю разностного канала 4. Вход делителя передающего канала 7 подключен через вращающееся сочленение 9 к блоку формирователя сигналов гетеродинов и передатчика 12. Выходы делителей основного 5 и разностного 4 приемных каналов подключены через вращающееся сочленение 9 к входам основного 14 и дополнительно введенного 15 приемников, выходы которых подключены на входы модуля кодирования 16. Выход модуля кодирования 16 подключен к блоку обработки сигналов 13. Один выход блока обработки сигналов 13 подключен через токосъемник 10 к строкам 6, а второй его выход - к рабочему месту оператора 18 и к АСУ. Антенна наземного радиозапросчика 8 подключена через вращающееся сочленение 9 к блоку аппаратуры наземного радиозапросчика 17. Блок системы питания 18 подключен через токосъемник 10 к строкам 6.The outputs of the divider of the transmitting channel 7 are connected to lines 6. One output of each line 6 is connected to the divider of the main receiving channel 5, and the other to the divider of the difference channel 4. The input of the divider of the transmitting channel 7 is connected through a rotating joint 9 to the block of the signal generator of the local oscillators and transmitter 12 The outputs of the dividers of the main 5 and differential 4 receiving channels are connected through a rotating joint 9 to the inputs of the main 14 and additionally entered 15 receivers, the outputs of which are connected to the inputs of the encoding module 16. Output coding module 16 is connected to the signal processing unit 13. One output of the signal processing unit 13 is connected through the current collector 10 to lines 6, and its second output to the operator’s workstation 18 and to the ACS. The antenna of the ground radio 8 is connected via a rotating joint 9 to the equipment block of the ground radio 17. The power supply unit 18 is connected through a current collector 10 to lines 6.

Предлагаемая мобильная радиолокационная станция работает следующим образом.The proposed mobile radar operates as follows.

Фазированная антенная рещетка 3 формирует одни луч на передачу, один луч основного канала на прием и одни луч разностного приемного канала для подавления активных помех, действующих на склонах главного луча и по боковым лепесткам. передатчика 12 через вращающееся сочленение 9 поступает на делительThe phased antenna array 3 generates one beam for transmission, one beam for the main channel for reception and one beam for the differential receive channel to suppress active interference acting on the slopes of the main beam and along the side lobes. the transmitter 12 through the rotating joint 9 enters the divider

передающего канала 7, с выхода которого подается на вход передающего канала каждой строки 6 и через управляемый фазовращатель 20 поступает на выходной усилитель мощности 21, где усиливается и через циркулятор 22 поступает на суммарно-разностный мост 23. Суммарно-разностной мост осуществляет синфазное деление зондирующего импульса на две равные части, которые поступают на два делителя 24 с вибраторами диаграмообразующей схемы строки 25 и излучаются в пространство. Циркулятор 22 обеспечивает переключение суммарного выхода суммарноразностного моста 23 на передачу и прием.a transmitting channel 7, from the output of which is fed to the input of the transmitting channel of each line 6 and through a controlled phase shifter 20 it enters the output power amplifier 21, where it is amplified and fed through the circulator 22 to the sum-difference bridge 23. The sum-difference bridge carries out in-phase division of the probe pulse into two equal parts, which enter two dividers 24 with the vibrators of the beam-forming circuit of line 25 and are emitted into space. The circulator 22 provides switching the total output of the total difference bridge 23 to the transmission and reception.

При работе фазированной антенной решетки в режиме приема принятые диаграмообразующей схемой строки 25 сигналы поступают на суммарно-разностной мост 23, который направляет их в основной и разностный приемные каналы. Сигналы основного приемного канала через циркулятор 22 поступают на малошумящий усилитель 26, где усиливаются и через управляемый фазовращатель 27 поступают на вход делителя основного канала 5. Делитель-сумматор основного приемного канала 5 осуществляет суммирование сигналов основного приемного канала всех приемопередающих строк 6. С выхода делителя основного приемного канала 5 суммарный сигнал основного канала через вращающееся сочленение 9 поступает на вход приемника основного канала 14.When the phased array antenna is in receive mode, the signals received by the beam-forming circuit of line 25 are fed to the sum-difference bridge 23, which directs them to the main and difference receiving channels. The signals of the main receiving channel through the circulator 22 are fed to a low-noise amplifier 26, where they are amplified and fed through the controlled phase shifter 27 to the input of the divider of the main channel 5. The divider-adder of the main receiving channel 5 sums the signals of the main receiving channel of all transceiver lines 6. From the output of the main divider receiving channel 5, the total signal of the main channel through the rotating joint 9 is fed to the input of the receiver of the main channel 14.

Сигналы разностного приемного канала с выхода суммарноразностного моста 23 поступают на малошумящий усилитель 28, где усиливаются и через управляемый фазовращатель 29 поступают на вход делителя разностного канала 4, который осуществляет суммирование сигналов разностного приемного канала всех строк 6. С выхода делителя разностного канала 4 суммарный сигнал разностного канала через вращающееся сочленение 9 поступает на вход дополнительно введенного приемника 15.The signals of the difference receive channel from the output of the total difference bridge 23 are fed to a low-noise amplifier 28, where they are amplified and fed through the controlled phase shifter 29 to the input of the difference channel 4 divider, which sums the signals of the difference receive channel of all lines 6. From the output of the difference channel divider 4, the total difference signal channel through a rotating joint 9 is fed to the input of an additional input receiver 15.

5 5

с выхода приемника основного канала 14 и введенного 15 усиленные и преобразованные на промежуточную частоту сигналы основного и разностного приемного каналов поступают на соответствующий вход модуля кодирования 16, который производит амплитудно-цифровое преобразование и выделение квадратурных составляющих сигналов основного и разностного каналов и затем поступают в блок обработки сигналов 13, программноаппаратные модули которого обеспечивают выделение цели на фоне местных предметов, преднамеренных активных и пассивных помех, распознавание класса цели, пеленгацию постановщиков активных помех, решение задач первичной и вторичной обработки информации, а также выдачи данных потребителю информации. С выхода блока обработки сигналов 13 информацию по цифровым каналам связи поступает на рабочее место оператора 18 и на АСУ.from the output of the receiver of the main channel 14 and input 15 amplified and converted to an intermediate frequency signals of the main and differential receiving channels are fed to the corresponding input of the encoding module 16, which performs the amplitude-digital conversion and selection of the quadrature components of the signals of the main and differential channels and then enter the processing unit 13 signals, the software and hardware modules of which provide target isolation against local objects, intentional active and passive interference, recognition vanie target class, directors bearings of jamming, the tasks of the primary and secondary data processing, and data output information consumer. From the output of the signal processing unit 13, information on digital communication channels is supplied to the operator’s workplace 18 and to the automated control system.

Кроме того, блок обработки сигналов 13 вырабатывает сигналы управления, которые через токосъемник 10 поступают на субблок управления 30 каждой строки для формирования передающего и приемного лучей диаграммы направленности антенны.In addition, the signal processing unit 13 generates control signals, which are supplied through the current collector 10 to the control subunit 30 of each line to form the transmit and receive beams of the antenna radiation pattern.

Предлагаемая мобильная радиолокационная станция прощла испытания, которые подтвердили полученные положительные результаты и ее преимущества.The proposed mobile radar station forgave tests that confirmed the positive results obtained and its advantages.

Источники информации, принятые по внимание при составление заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1.Ganes Defence Wekly, 2001, v36, 19, pi6.1.Ganes Defense Wekly, 2001, v36, 19, pi6.

2.Ganes Missiles Rockets, 2002, vol6, №86 p.2. 62.Ganes Missiles Rockets, 2002, vol6, No. 86 p. 2. 6

Claims

A mobile radar station containing an antenna-rotary device including an antenna, an antenna of a terrestrial radio interrogator, a transmitter, a current collector, a rotating joint, a rotary support mechanism and a signal generation and processing device including a receiver, a local oscillator and transmitter signal conditioning unit, a unit equipment of the ground radio interrogator, power system, operator’s workplace, characterized in that in the antenna-rotary device the antenna is made in the form of a phased antenna of a fabric containing dividers of the difference and main receiving channels, lines with solid-state receiving and transmitting modules, and a divider of the transmitting channel, the input of which is connected through a rotating joint to the output of the local oscillator and transmitter signal generator unit, and the outputs are connected to the lines, with one output of each line connected to the divider of the main receiving channel, and the other output is connected to the divider of the differential receiving channel, and the output of the divider of the main receiving channel is connected through a rotating joint to the input of the main receiver, and a coding module, a signal processing unit and an additional receiver are introduced into the signal conditioning and processing device, one input of which is connected via a rotary joint to the output of the differential receiving channel divider, two other outputs are connected to the localizer and transmitter signal conditioning unit, and the output connected to the coding module, the output of which is connected to the signal processing unit, while one output of the signal processing unit is connected through the current collector to the lines, and the other so me to the workplace of the operator and the automated control system (ACS).