ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ ШУМОВОЙ ПОМЕХИ Российский патент 2002 года по МПК G01S7/38 

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к устройствам формирования сигналов, и предназначено для моделирования помеховой обстановки на экране индикаторного устройства радиолокационного средства в интересах обучения и тренировки операторов средств добывания и обработки радиолокационной информации в условиях постановки противником шумовой заградительной помехи.

Известны устройства, имитирующие различную помеховую обстановку [1]. Но эта обстановка имитируется на приборах, моделирующих оконечные устройства систем, предназначенных для подготовки специалистов радиоэлектронной борьбы.

Известны устройства, формирующие ответные шумовые помехи [2, 3]. Но эти устройства используют реальный высокочастотный сигнал от радиолокатора, что требует применения передатчика РЛС в процессе тренировки операторов.

Наиболее близким к заявляемому по большинству существенных признаков является генератор сигналов целей, содержащий пульт управления, блок памяти, блок формирования максимальной интенсивности сигнала цели, блок формирования относительных координат цели, первый, второй, третий и четвертый блоки синхронизации, генератор синхросигналов, первое и второе оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), блок формирования текущей интенсивности сигнала цели, цифроаналоговый преобразователь, генератор шума и сумматор с их связями [4].

Задачей изобретения является формирование помеховой обстановки на экране индикаторного устройства радиолокационного средства, аналогичной при его работе в реальных условиях при постановке противником шумовой заградительной помехи, в темпе функционирования радиолокационного средства с учетом маневров судна-носителя радиолокационного средства, что позволяет обеспечить обучение и тренировку операторов этих средств.

Технический результат заключается в моделировании видеосигнала шумовой заградительной помехи на выходе приемника РЛС с дальнейшей подачей его на экран индикаторного устройства в зависимости от текущего местоположения помехопостановщика.

Решение задачи заключается в том, что в устройство, содержащее пульт управления, блок памяти, блок формирования относительных координат цели (блок ФОКЦ), первое ОЗУ, генератор синхросигналов, первый блок синхронизации, второй блок синхронизации, второе ОЗУ, третий блок синхронизации, причем выход пульта управления соединен информационной шиной с первым входом блока памяти и с входом генератора синхросигналов, первый выход первого блока синхронизации соединен шиной адреса с вторым входом блока памяти и четвертым входом первого ОЗУ, второй выход соединен шиной синхронизации с третьим входом блока памяти и третьим входом первого ОЗУ, третий выход соединен с первым входом второго блока синхронизации, первый выход которого соединен адресной шиной с пятым входом первого ОЗУ и третьим входом второго ОЗУ, второй выход соединен шиной синхронизации с шестым входом первого ОЗУ и вторым входом второго ОЗУ, выход первого ОЗУ соединен информационной шиной с первым входом второго ОЗУ, четвертый вход которого подключен адресной шиной к первому выходу третьего блока синхронизации, введены блок формирования максимальной интенсивности сигнала помехи (блок ФМИСП), блок формирования текущей интенсивности сигнала помехи (блок ФТИСП), блок формирования видеосигнала помехи (блок ФВСП), при этом первый вход блока ФМИСП подключен информационной шиной к выходу блока памяти, к входу блока ФОКЦ и к третьему входу блока ФТИСП, выход блока ФОКЦ соединен информационной шиной с вторым входом первого ОЗУ и вторым входом блока ФМИСП, выход которого соединен информационной шиной с первым входом первого ОЗУ, первый вход блока ФТИСП подключен информационной шиной к выходу второго ОЗУ, второй вход подключен шиной синхронизации к третьему выходу генератора синхросигналов и является первым выходом устройства, третий выход подключен информационной шиной к выходу блока памяти, выход блока ФТИСП соединен информационной шиной с первым входом блока ФВСП, второй вход которого подключен к второму выходу генератора синхросигналов и входу третьего блока синхронизации, третий вход подключен к первому выходу генератора синхросигналов, к второму входу второго блока синхронизации и является третьим выходом устройства, четвертый вход блока ФВСП подключен шиной синхронизации к второму выходу третьего блока синхронизации и пятому входу второго ОЗУ, выход блока ФВСП является вторым выходом устройства.

Возможность достижения технического результата обусловлена тем, что имитация шумовой помехи обеспечивается включением генераторов видеосигналов шумовой помехи в определенные моменты времени, в зависимости от текущего направления диаграммы направленности антенны и местоположения цели-помехопостановщика, с рассчитанным средним значением амплитуды видеосигнала помехи.

Введение в состав генератора сигнала шумовой помехи (генератор СШП) блоков ФМИСП, ФТИСП и ФВСП обеспечивает моделирование нормированного видеосигнала шумовой помехи на выходе приемника радиолокатора судна-носителя в темпе функционирования радиолокатора.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема заявляемого устройства. На фиг. 2 приведен пример осуществления блока ФВСП. На фиг.3 и 4 приведены временные диаграммы, поясняющие работу генератора СШП. На фиг.5 показан вид экрана радиолокатора при моделировании шумовой помехи.

Генератор сигналов шумовой помехи содержит пульт 1 управления, выход которого информационной шиной соединен с входом генератора синхросигналов и с первым входом блока 2 памяти, выход которого информационной шиной соединен с третьим входом блока 10 ФТИСП, первым входом блока 3 ФМИСП и входом блока 4 ФОКЦ, выход которого информационной шиной соединен с вторым входом первого оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 5 и вторым входом блока 3 ФМИСП, выход которого информационной шиной соединен с первым входом первого ОЗУ 5, выход которого информационной шиной соединен с первым входом второго ОЗУ 9, выход которого информационной шиной соединен с первым входом блока 10 ФТИСП, первый выход первого блока 7 синхронизации шиной адреса соединен с вторым входом блока 2 памяти и с четвертым входом первого ОЗУ 5, второй выход шиной синхронизации соединен с третьим входом блока 2 памяти и третьим входом первого ОЗУ 5, а третий выход соединен с первым входом второго блока 8 синхронизации, первый выход которого платой адреса соединен с пятым входом первого ОЗУ 5 и третьим входом второго ОЗУ 9, а второй выход шиной синхронизации соединен с шестым входом первого ОЗУ 5 и вторым входом второго ОЗУ 9, первый выход третьего блока 12 синхронизации шиной адреса соединен с четвертым входом второго ОЗУ 9, а второй выход шиной синхронизации соединен с пятым входом второго ОЗУ 9 и с четвертым входом блока 11 ФВСП, первый выход генератора 6 синхросигналов соединен с вторым входом второго блока 8 синхронизации, с третьим входом блока 11 ФВСП и является третьим выходом устройства, второй выход соединен с входом третьего блока 12 синхронизации и вторым входом блока 11 ФВСП, а третий выход шиной синхронизации соединен с вторым входом блока 10 ФТИСП и является первым выходом устройства, выход блока 10 ФТИСП информационной шиной соединен первым входом блока 11 ФВСП, выход которого является вторым выходом устройства (фиг.1).

Блок 11 ФВСП содержит анализатор 11-1 (фиг.2), первый вход которого является четвертым входом блока ФВСП, второй вход подключен информационной шиной к первому входу коммутатора 11-2 и является первым входом блока ФВСП, выход анализатора 11-1 соединен с вторым входом коммутатора 11-2, количество выходов коммутатора 11-2 соответствует максимально возможному количеству помехопостановщиков (т.е. от 1 до N), далее будем рассматривать схему для пяти помехопостановщиков, каждый из выходов коммутатора соединен информационной шиной с первым входом соответствующего запоминающего устройства (ЗУ 11-3.1, ЗУ 11-3.2, ЗУ 11-3.3, ЗУ 11-3.4, ЗУ 11-3.5), на второй вход которых подается импульс конца прямого хода развертки (импульс КПХР) от второго входа блока ФВСП, выход каждого из ЗУ соединен информационной шиной с первым входом соответствующего управляемого генератора шума (УТШ 11-4.1, УГШ 11-4.2, УГШ 11-4.3, УГШ 11-4.4, УГШ 11-4.5), на второй вход которых поступает импульс начала прямого хода развертки (импульс НПХР) от третьего входа блока ФВСП, на третьи входы каждого УГШ поступает импульс КПХР с второго входа блока ФВСП, выходы всех пяти УГШ соединены с соответствующими входами смесителя 11-5, выход которого является вторым выходом блока ФВСП.

Первым входом блока 11 ФВСП является информационная шина, подключенная к выходу блока 10 ФТИСП, второй вход подключен к второму выходу генератора 6 синхросигналов, третий вход подключен к первому выходу генератора 6 синхросигналов, четвертым входом является шина синхронизации, подключенная к второму выходу третьего блока 12 синхронизации.

Устройство в целом может быть реализовано с использованием средств вычислительной техники совместно с цифроаналоговыми схемами на основе общеизвестных радиоэлементов. Пульт 1 управления, блок 2 памяти, блок 4 ФОКЦ, первое ОЗУ 5, генератор 6 синхросигналов, первый блок 7 синхронизации, второй блок 8 синхронизации, второе ОЗУ 9 и третий блок 12 синхронизации аналогичны блокам прототипа.

Введение в состав генератора сигнала шумовой помехи блока ФМИСП обеспечивает расчет значения интенсивности помехи при нахождении помехопостановщика на оси диаграммы направленности антенны радиолокатора судна-носителя в зависимости от мощности передатчика помехи и от дальности до помехопостановщика. Введение блока ФТИСП обеспечивает расчет интенсивности помехи с учетом текущего положения диаграммы направленности антенны диаграммы направленности радиолокатора судна-носителя. Введение блока ФВСП обеспечивает моделирование соответствующего видеосигнала шумовой помехи на выходе приемника радиолокатора судна-носителя.

Устройство работает следующим образом. Подготовка к работе генератора СШП состоит в задании с пульта 1 управления (фиг.1) для каждой цели-помехопостановщика ее номера, начальных координат, моментов начала и параметров маневров, режимов работы и мощности передатчиков помех, а также начальных координат, моментов начала и параметров маневров судна-носителя моделируемой РЛС. Эту информацию вводят как до начала, так и в процессе работы генератора СШП. Также в процессе работы вводят информацию о режиме работы моделируемой РЛС и об изменении режима работы.

В блоке 2 памяти кроме указанной информации хранятся данные о технических характеристиках приемного тракта РЛС судна-носителя в различных режимах работы.

На первый вход блока 3 ФМИСП с выхода блока 2 памяти по информационной шине поступают данные о режимах работы и мощности передатчика помехопостановщика. Блок 4 ФОКЦ аналогично прототипу, на основе данных о начальных координатах и элементах движения цели-помехопостановщика и судна-носителя РЛС, поступающих по информационной шине от блока 2 памяти, вычисляет текущие относительные координаты цели, которые по информационной шине поступают на второй вход блока 3 ФМИСП, который на основе данных, принятых с первого и второго входов, вычисляет максимально возможное значение интенсивности шумовой помехи, если бы цель-помехопостановщик находилась на оси максимума диаграммы направленности антенны РЛС судна-носителя. Полученное значение интенсивности сигнала помехи по информационной шине поступает на первый вход первого ОЗУ 5, на второй вход которого поступают относительные координаты цели-помехопостановщика. Процесс записи этой информации в первое ОЗУ 5 и перезаписи во второе ОЗУ 9 осуществляется аналогично прототипу.

Во время считывания информации из второго ОЗУ 9 на первом входе блока 10 ФТИСП последовательно по каждой цели-помехопостановщику устанавливаются значения максимальной интенсивности сигнала помехи и относительные координаты. На второй вход блока 10 ФТИСП по шине синхронизации поступают коды текущего пеленга и угла места максимума диаграммы направленности антенны РЛС судна-носителя с третьего выхода блока 6 синхросигналов. На третий вход блока 10 ФТИСП по информационной шине поступает режим работы РЛС судна-носителя. Учитывая коэффициенты затухания помехи, вносимые отклонением местоположения цели-помехопостановщика от местоположения максимумов основного и боковых лепестков диаграммы направленности антенны, а также затухание сигнала помехи в приемном тракте РЛС судна-носителя с учетом выбранного режима работы, на выходе блока 10 ФТИСП формируется текущее значение интенсивности сигнала помехи последовательно для каждого помехопостановщика.

Текущее значение интенсивности сигнала помехи по информационной шине поступает на первый вход блока 11 ФВСП (фиг.3 в, г), на второй вход которого по шине синхронизации со второго выхода третьего блока 12 синхронизации поступает последовательность команд, определяющая момент смены и установки информации о следующей цели на первом входе блока. На третий вход поступает импульс НПХР (фиг. 3б, фиг.4б) с первого выхода блока 6 синхросигналов, на третий вход поступает импульс КПХР (фиг.3б, фиг.4б) с второго выхода блока 6 синхросигналов. Во время прямого хода развертки t_пх на выходе блока 11 ФВСП формируется видеосигнал шумовой помехи, средняя величина амплитуды которого определяется значением текущей интенсивности сигнала помехи, причем, если моделируется помеха от двух и более помехопостановщиков, то на выходе блока 11 ФВСП моделируется наложение этих помех друг на друга.

Блок 11 ФВСП содержит анализатор 11-1, коммутатор 11-2, первое запоминающие устройство 11-3.1, второе ЗУ 11-3.2, третье ЗУ 11-3.3, четвертое ЗУ 11-3.4, пятое ЗУ 11-3.5, пять управляемых генераторов шумовой помехи, смеситель. С приходом каждого импульса КПХР (фиг.3а) на выходе всех пяти ЗУ устанавливаются нули. По этой же команде на первом входе анализатора и на входе коммутатора последовательно начинает устанавливаться информация о текущей интенсивности сигнала помехи от каждой цели-помехопостановщика (фиг.3в, г). Момент установки информации о последующей цели определяется системой команд на втором входе анализатора. Если установившееся значение текущей интенсивности сигнала помехи больше нуля, то на выходе анализатора появляется команда, которая поступает на второй вход коммутатора и переключает поступающую на коммутатор информацию на более старший выход. Если установившаяся информация равна нулю, то это означает, что либо на цели-помехопостановщике не включен передатчик помех, либо цель-помехопостановщик находится очень далеко, либо она находится между лепестками диаграммы направленности РЛС судна-носителя. Количество выходов коммутатора, количество ЗУ, УГШ и входов сумматора 11-5 определяется максимально возможным количеством помехопостановщиков, могущих одновременно находиться в зоне действия одной РЛС, как правило не более пяти. Каждый выход коммутатора соединен с входом соответствующего ЗУ, на выходе которого устанавливается значение текущей интенсивности сигнала помехи от одной конкретной цели-помехопостановщика (фиг.3 г, д), причем, значение интенсивности сигнала помехи от цели с самым старшим номером в любом случае будет зафиксировано ЗУ до прихода импульса НПХР. Конструктивно ЗУ может быть выполнено на RS-триггерах, по одному триггеру на каждый разряд, количество разрядов зависит от необходимой степени градации интенсивности уровня помехи. Эта интенсивность по информационной шине поступает на первый вход соответствующего УГШ. С приходом на второй вход УГШ импульса НПХР (фиг. 4б), на его выходе появляется видеосигнал шумовой помехи, причем средняя амплитуда видеосигнала помехи определяется значением текущей интенсивности сигнала помехи (фиг.4 ж, з). УГШ может быть построен на базе генератора нормально распределенных случайных чисел, диапазон генерации которого определяется значением интенсивности сигнала помехи, и цифроаналоговом преобразователе. Выход каждого УГШ подключен к входу смесителя 11-5, который объединяет выходные сигналы всех УГШ. Таким образом, уровень выходного сигнала определяется его максимальным текущим значением из каждом входе смесителя 11-5 (фиг.4 з, ж). Смеситель 11-5 может быть реализован на эмиттерных повторителях.

На первый выход генератора СШП поступают сигналы углового положения максимума ДНА. На второй выход генератора СШП поступают видеосигналы, сформированные блоком 11 ФВСП. На третий выход импульсы НПХР. При подаче сигналов с выходов генератора СШП на входы обзорных РЛС и устройств обработки радиолокационной информации обеспечивается имитация функционирования обзорной РЛС при постановке противником шумовой заградительной помехи с достоверностью, которая позволяет производить обучение и тренировку операторов действиям в условиях применения помех, а также проверять правильность функционирования обзорных РЛС и устройств обработки радиолокационной информации.

Источники информации
1. Б. П. Бичаев, В.М. Зеленин, Л.И. Новик, Морские тренажеры. - Л., Судостроение, 1986, с, 273-275.

2. Патент РФ 94021183, МПК 6 G 01 S 7/38, 1997.

3. Патент РФ 2103705, МПК 6 G 01 S 7/38, 1998.

4. Свидетельство РФ на полезную модель 11348, МПК 6 G 01 S 7/40, 1999 (прототип).

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для моделирования помеховой обстановки на экране индикаторного устройства радиолокационного средства. Генератор сигналов шумовой помехи содержит пульт управления, блок памяти, блок формирования относительных координат цели, первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), генератор синхросигналов, три блока синхронизации, второе ОЗУ, блок формирования максимальной интенсивности сигнала помехи, блок формирования текущей интенсивности сигнала помехи и блок формирования видеосигналов помехи. Достигаемый технический результат - формирование помеховой обстановки, аналогичной при работе радиолокационного средства в реальных условиях при наличии шумовой заградительной помехи. 5 ил.

Генератор сигналов шумовой помехи, содержащий пульт управления, блок памяти, блок формирования относительных координат цели (ФОКЦ), первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), генератор синхросигналов, первый блок синхронизации, второй блок синхронизации, второе ОЗУ, третий блок синхронизации, причем выход пульта управления соединен информационной шиной с первым входом блока памяти и с входом генератора синхросигналов, первый выход первого блока синхронизации соединен шиной адреса с вторым входом блока памяти и четвертым входом первого ОЗУ, второй выход соединен шиной синхронизации с третьим входом блока памяти и третьим входом первого ОЗУ, третий выход - с первым входом второго блока синхронизации, первый выход которого соединен адресной шиной с пятым входом первого ОЗУ и третьим входом второго ОЗУ, второй выход - шиной синхронизации с шестым входом первого ОЗУ и вторым входом второго ОЗУ, выход первого ОЗУ соединен информационной шиной с первым входом второго ОЗУ, четвертый вход которого подключен адресной шиной к первому выходу третьего блока синхронизации, введены блок формирования максимальной интенсивности сигнала помехи (ВМИСП), блок формирования текущей интенсивности сигнала помехи (ФТИСП), блок формирования видеосигнала помехи (ФВСП), при этом первый вход блока ФМИСП подключен информационной шиной к выходу блока памяти, к входу блока ФОКЦ и к третьему входу блока ФТИСП, выход блока ФОКЦ соединен информационной шиной с вторым входом первого ОЗУ и вторым входом блока ФМИСП, выход которого соединен информационной шиной с первым входом первого ОЗУ, первый вход блока ФТИСП подключен информационной шиной к выходу второго ОЗУ, второй вход подключен шиной синхронизации к третьему выходу генератора синхросигналов и является первым выходом устройства, выход блока ФТИСП соединен информационной шиной с первым входом блока ФВСП, второй вход которого подключен к второму выходу генератора синхросигналов и входу третьего блока синхронизации, третий вход подключен к первому выходу генератора синхросигналов, к второму входу второго блока синхронизации и является третьим выходом устройства, четвертый вход блока ФВСП подключен шиной синхронизации к второму выходу третьего блока синхронизации и пятому входу второго ОЗУ, выход блока ФВСП является вторым выходом устройства.