МИШЕНЬ ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ДВУХДИАПАЗОННОЙ БОРТОВОЙ РЛС Российский патент 2003 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к приборным средствам вооружения высокомобильных объектов-носителей, в частности летательных аппаратов, к приспособлениям и устройствам для испытаний и проверки сопряжения бортовых радиолокационных станций (БРЛС) с вооружением и смежным оборудованием, а более конкретно - к мишеням и устройствам для юстировки двухдиапазонных БРЛС сопровождения в составе объектов-носителей.

Изобретение может быть использовано для юстировки преимущественно БРЛС на самолетах, вертолетах и легких боевых машинах с ракетно-пушечным вооружением, требующим определенной точности сопряжения вооружения (оружия) и смежного радиоэлектронного (РЭ) оборудования (индикаторов, теплопеленгаторов и т. п.) с оптическими осями диаграмм направленности антенн двухдиапазонной БРЛС сопровождения.

Устройства для юстировки БРЛС в составе, например, самолетов-носителей известны (1), (2). В состав таких устройств входит мишень радиолокационная (МРЛ), размещаемая на юстировочном щите холодной пристрелки (ЮЩХП) отдельно или вместе с другими мишенями. Самолет нивелируется по реперным точкам ЮЩХП, а юстировка БРЛС осуществляется по точке крепления МРЛ.

В качестве МРЛ используются излучающие или переизлучающие антенны различной конструкции, запитываемые энергией на рабочей - несущей частоте БРЛС. Запитка в основном осуществляется двумя способами. В случаях, требующих соблюдения скрытности работы БРЛС - кабелем от внешнего или встроенного имитатора цели малой мощности (3). В других случаях - излучаемой мощностью передатчика БРЛС, переизлучаемой или отражаемой антенной МРЛ обратно в сторону БРЛС (4).

Из известных технических решений с такими способами запитки МРЛ наиболее близким прототипом является устройство для юстировки однодиапазонной БРЛС, описанное в общетехнической литературе (1).

Однако, обеспечивая юстировку однодиапазонной БРЛС, известное устройство для двухдиапазонной БРЛС требует двух МРЛ или поочередной их замены соответственно диапазону работы. Это увеличивает время юстировки и трудозатраты. Размещение мишеней в разных точках ЮЩХП отражается на точности юстировки БРЛС с сопрягаемым смежным РЭ оборудованием, т.к. реальная цель - одна точка.

Таким образом задачей изобретения является сокращение времени, трудозатрат и повышение точности юстировки двухдиапазонной БРЛС с вооружением и смежным РЭ оборудованием.

Поставленная задача достигается тем, что излучающие антенны МРЛ выполнены соосно в виде совмещенной по максимуму излучения антенной конструкции и размещены в одной общей точке ЮЩХП. Соосное размещение излучателей позволяет совместить МРЛ также с мишенями инфракрасного или оптического диапазонов смежного РЭ оборудования.

На фиг. 1 изображена схема юстировочных работ с БРЛС и МРЛ при юстировке; на фиг.2 - взаимное расположение антенн БРЛС и МРЛ при юстировке; на фиг.3 - вариант выполнения совмещенной антенной конструкции МРЛ.

Условные обозначения на фиг. 1, 2 и 3 соответствуют:
1 - Объект-носитель БРЛС;
2 - Обтекатель антенны БРЛС;
3 - Антенна БРЛС;
4 - Плоскость крепления антенны БРЛС;
5 - Индикатор объекта-носителя 1;
6 - Фонарь объекта-носителя 1;
7 - Лобовое стекло фонаря 6;
8 - Теплопеленгатор или лазерный дальномер;
9 - Вооружение (оружие);
10 - Нуль индикатора 5;
11 - Метка цели;
12 - Юстировочный щит холодной пристрелки;
13 - Точка пересечения оптической оси линии визирования (нулевая ось индикатора);
14 - Точка оптической оси теплопеленгатора;
15 - Точка строительной оси объекта 1;
16 - Точка нулевого положения диаграммы направленности антенны 3;
17 - Точка механического нуля антенны 3;
18 - Точка линии наводки вооружения 9;
19 - Поверхность площадки для юстировочных работ;
20 - Антенна одного диапазона БРЛС;
21 - Антенна другого диапазона БРЛС;
22 - Совмещенная антенная конструкция МРЛ;
23 - Волноводный элемент ИЛИ;
24 - 1-й вход элемента 23;
25 - 2-й вход элемента 23;
26 - 3-й вход элемента 23;
27 -Источник ИК или оптического диапазонов;
28 - Рупор конструкции 22;
29 - Светопрозрачный материал;
30 - Уширенный торец материала 29;
D - Расстояние между щитом 12 и плоскостью 4;
d1 - Диаметр антенн БРЛС;
d2 - Диаметр антенной конструкции МРЛ;
h - Высота между точкой 15 и поверхностью 19;
NM - След плоскости с точками 13... 18 щита 12;
Δl - Изменение D за счет кривизны фронта волн радиоизлучения.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Согласно общей схеме юстировочных работ, например, для самолета (фиг.1) объект-носитель 1 с обтекателем 2, внутри которого находится антенна 3, размещенная на плоскости 4, устанавливают на поверхности 19 площадки для юстировочных работ в линию полета с нулевым креном. На расстоянии D размещают юстировочный щит 12 холодной пристрелки с привязкой МРЛ по азимуту и углу места к строительной оси объекта-носителя 1 в точке 15.

Одновременно с привязкой устраняется влияние на юстировку отражений от поверхности 19 путем установки объекта-носителя 1 на высоте h. На плоскости со следом NM щита 12 размечают точки 13... 18, соответственно для оптической оси 13 линии визирования индикатора 5 (его нуль-перекрестия), оптической оси 14 теплопеленгатора 8, строительной оси 15 объекта-носителя, оси 16 нулевого положения диаграммы направленности антенны 3, оси 17 - ее механического нуля, оси 18 наводки вооружения 9.

В точке 15 размещается мишень в виде совмещенной антенной конструкции 22 (фиг. 2), диапазонные входы 24 и 25 которой запитываются от источников энергии на несущих частотах БРЛС, на фиг.2 не показанных.

Расстояние D между объектом-носителем и мишенью выбирается таким, чтобы проходящий от антенной конструкции 22 МРЛ фронт волны был практически плоским. Фронт считается плоским, если изменение Δ1 за счет кривизны фронта Δ1<<λ/16 (где λ - длина волны излучения), из чего следует, что это расстояние, согласно (1), должно быть

Высота h размещения МРЛ на щите 12 согласно (1) рассчитывается, исходя из

После нивелировки объекта-носителя, обычно осуществляемой с помощью теодолитов по реперным точкам, с помощью специальных оптических визиров и т.п. , производится юстировка антенн, индикаторов, оптических зеркал и линз, влияющих на точность сопряжения с бортовым вооружением 9.

Для юстировки антенн 20 и 21 БРЛС и индикатора 5 используется энергия, излучаемая антенной конструкцией 22, обеспечивающей совмещенный максимум излучения диапазонных антенн МРЛ. Совмещение максимумов излучения достигается соосным расположением излучателей в направлении антенн 20 и 21 БРЛС. В варианте рупорной антенны (фиг.3) энергия для излучения подводится к 1-му входу 24 и 2-му входу 25 элемента ИЛИ 23, который выполнен как продолжение конуса, образуемого поверхностями рупора 28. Входы 24 и 25 расположены так, что подводимая энергия канализируется в сторону раскрыва рупора 28 практически по одной оси. Излучаемая энергия воспринимается антеннами 20 и 21 БРЛС и после захвата совмещенного излучателя конструкции 22 производится собственно юстировка двухдиапазонной антенны БРЛС. При этом контролируются и при необходимости корректируются датчики механических нулей антенн и положение нулей диаграмм направленности двух антенн 20 и 21 БРЛС по отношению к юстировочным осям, к перекрестию 10 и метке 11 цели, высвечиваемых индикатором 5 на лобовом стекле 7 фонаря 6 кабины объекта 1.

Суть технологических операций к предмету заявки не относится, а для однодиапазонной БРЛС подробно излагается в (2). (Для двухдиапазонных БРЛС с расположенными параллельно антеннами суть юстировки по предлагаемой МРЛ не изменяется, но требует учета углов, образуемых в направлении совмещенной МРЛ).

Для юстировки сопряжения с теплопеленгатором 8 дополнительно к источнику инфракрасного (ИК) излучения в точке 14 или вместо него используется совмещенный излучатель конструкции 22 с волноводным элементом 23 ИЛИ, снабженным в его торцевой части 3-м входом 26, к которому подключен источник 27 ИК излучения (фиг.3). Внутренняя часть элемента ИЛИ 23 заполнена светопроводящим материалом 29, например стеклом, в результате чего энергия ИК диапазона излучается в направлении оптики теплопеленгатора 8.

В смежное РЭ оборудование, сопрягаемое с БРЛС, могут входить активные оптические дальномеры, например лазерные.

Для их юстировки в конструкции 22 предусмотрен уширенный торец 30 материала 29, который выполняется полированным для отражения импульсов оптического дальномера или в виде линзы для фокусировки светового излучения от источника 27.

Для выполнения заявленного устройства могут использоваться стандартные элементы и детали отечественного производства.

В качестве источников энергии для запитки антенной конструкции МРЛ могут быть применены приборы типа ГСС (генераторы стандартных сигналов) по перечню в (1), "Искусственные цели" по (3), запитываемые по кабелю энергией передатчика БРЛС, или имитаторы по (4), переотражающие энергию передатчика БРЛС обратно через эфир.

В совмещенной по максимуму излучения антенной конструкции могут использоваться различные варианты антенн, обеспечивающих соосность размещения. Например, зеркальные, дипольные, спиральные, рупорные и т.д. Для БРЛС с широко разнесенными диапазонами и сопрягаемых с приборами ИК и оптических диапазонов, по мнению заявителя, предпочтителен вариант с широкодиапазонным волноводным элементом ИЛИ, приведенный на фиг.3.

Датчиком ИК излучения может служить обычная лампа накаливания или светодиод требуемой мощности.

Датчик оптического диапазона конструируется применительно к типу дальномера (лазера).

Использование изобретения позволяет существенно сократить время юстировки двухдиапазонных БРЛС и сопрягаемого с нею РЭ смежного оборудования, т. к. исключаются рутинные работы по переналадке мишени, пересчету поправок и т.п., за счет МРЛ, располагаемой в одной общей точке щита.

Кроме того, антенная конструкция МРЛ с соосными излучателями, которая совмещена с датчиками ИК и оптического диапазонов, в принципе позволяет повысить точность юстировки с сопрягаемыми системами за счет имитации цели из одной общей точки ЮЩХП.

Изобретение может быть использовано в разработках заявителя.

Источники информации
1. Краткий справочник по эксплуатации авиационного радиоэлектронного оборудования. Под ред. генерал-лейтенанта-инженера Н.П. Сухочева. М. Воениздат. 1980. - 464 л. ил.., 4.9. Юстировочные работы, стр. 337-342.

2. Справочник по эксплуатации изделия ЗОЗД. Часть II. М. Управление командующего авиацией ПВО страны. МО СССР. 1966. Технологическая карта 38. Юстировка изделия, стр.99-102.

(Для справки: Изделия 303, 303 Д, 303Д-58 - условные обозначения БРЛС "Орел", "Орел Д", и "Орел Д-58" на самолетах-перехватчиках ПВО соответственно на СУ-11, ЯК-28П и СУ-15).

3. Искусственная цель для самолетной РЛС. Авт. свид. СССР 22343 по заявке 708027 от 21.09.1960 г. МКИ G 01 S 7/40 Заявитель ОКБ-339 МАП СССР. г. Москва.

(Для справки: Искусственная цель с условным обозначением ИЦ-11, используемая в качестве мишени для юстировки БРЛС на самолетах СУ-11, ЯК-28П и СУ-15).

4. Имитатор доплеровского сдвига частоты. Патент России 2.101.725. Заявка 96101684/09 от 30.01.1996 г. Заявитель АОО "Нижегородский авиастроительный завод "Сокол" г. Нижний Новгород.

Изобретение относится к мишеням и устройствам для юстировки двухдиапазонных бортовых РЛС с вооружением высокомобильных объектов-носителей, преимущественно самолетов, и смежным радиоэлектронным оборудованием. Техническим результатом является сокращение времени, трудозатрат и повышение точности юстировки двухдиапазонных бортовых РЛС с вооружением и смежным радиоэлектронным оборудованием. Этот результат достигается тем, что мишень для юстировки двухдиапазонной бортовой радиолокационной станции сопровождения содержит соответственно диапазонам излучающие диапазонные антенны, запитываемые энергией на несущих частотах радиолокационной станции и размещенные на юстировочном щите холодной пристрелки вооружения объекта-носителя, причем диапазонные антенны выполнены в виде совмещенного излучателя, обеспечивающего совмещенный максимум излучения диапазонных антенн. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Мишень для юстировки двухдиапазонной бортовой радиолокационной станции сопровождения, содержащая соответственно диапазонам излучающие диапазонные антенны, запитываемые энергией на несущих частотах радиолокационной станции и размещенные на юстировочном щите холодной пристрелки вооружения объекта-носителя, отличающаяся тем, что диапазонные антенны выполнены в виде совмещенного излучателя, обеспечивающего совмещенный максимум излучения диапазонных антенн. 2. Мишень по п. 1, отличающаяся тем, что совмещенный излучатель выполнен в виде рупора, снабженного на входе конусообразным волноводным элементом с двумя входами, расположенными соответственно диапазонам по его ширине. 3. Мишень по п. 2, отличающаяся тем, что конусообразный волноводный элемент выполнен с третьим входом в его узкой торцевой части, служащим для связи с датчиками инфракрасного излучения. 4. Мишень по п. 3, отличающаяся тем, что внутренняя часть конусообразного волноводного элемента от третьего входа до его выхода заполнена светопроводящим материалом, например стеклом, торцевые части которого служат для связи с датчиками излучения оптического диапазона.