ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ ДЛЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ СОПРОВОЖДЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК G01S13/66 H03K3/84 

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к генератору сигналов для радиолокационной станции, в частности к генератору сигналов для радиолокационной станции сопровождения, который имитирует сигнал, передаваемый с радиолокационной станции на контроллер радиолокационной станции.

Уровень техники
В традиционной системе радиолокации контроллер радиолокационной станции принимает данные цели от радиолокационной станции сопровождения, обрабатывает эти принятые данные и выводит их на дисплей. При отладке контроллера необходимо, чтобы данные цели от радиолокационной станции сопровождения адаптировали систему к окружающим условиям. Поэтому сложно разработать или проверить алгоритм сопровождения для контроллера радиолокационной станции, если радиолокационная станция сопровождения не отлажена. Кроме того, для разработки более точного алгоритма сопровождения для контроллера радиолокационной станции необходимо также предположить разные вероятные окружающие условия, а затем отладить и верифицировать этот алгоритм сопровождения относительно цели, находящейся в разных видах окружающих условий.

Сущность изобретения
Для решения описанной выше проблемы в основу изобретения положена задача создания генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения, позволяющего разработать алгоритм сопровождения и проверить работу контроллера радиолокационной станции, прежде чем радиолокационная станция сопровождения будет полностью отлажена.

Для решения поставленной задачи предлагается генератор сигналов для радиолокационной станции сопровождения, содержащий синхронизирующее устройство для приема задающего синхроимпульса для синхронизации генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения, сигнала частоты повторения импульсов (ЧПИ) для формирования синхросигнала в сигнале радиолокационной станции, расстояния до сопровождаемой цели и расстояния до общей цели, сигнал которой вводится без сопровождения, вычисления сигнала сопровождаемой цели и сигнала общей цели, которые являются соответственно выраженными в единицах времени значениями расстояния до сопровождаемой цели и расстояния до общей цели, и выдачи на выходе соответствующих входных сигналов, включающих в себя сигнал сопровождаемой цели и сигнал общей цели, генератор шума для формирования шумового сигнала, генератор синхросигнала для формирования аналогового синхросигнала посредством усиления выходного сигнала канала сигнала ЧПИ и для формирования синхросигнала для синхронизирующего устройства и генератор видеосигнала для формирования и вывода видеосигнала посредством синтезирования шумового сигнала из генератора шума, сигнала сопровождаемой цели и сигнала общей цели из синхронизирующего устройства.

Генератор шума предпочтительно содержит таблицу случайных данных для хранения и вывода случайных данных в реальном масштабе времени и операционный усилитель для усиления случайных данных из таблицы случайных данных.

Генератор синхросигнала предпочтительно содержит первый инвертор для инвертирования выходного сигнала синхронизирующего устройства и подачи инвертированного сигнала обратно в синхронизирующее устройство, второй инвертор для инвертирования выходного сигнала первого инвертора и операционный усилитель для усиления выходного сигнала второго инвертора, чтобы выдать усиленный сигнал в качестве аналогового синхросигнала.

Генератор видеосигнала предпочтительно содержит первый операционный усилитель для усиления сигнала сопровождения на выходе синхронизирующего устройства, инвертор для инвертирования общего сигнала цели на выходе синхронизирующего устройства, второй операционный усилитель для усиления выходного сигнала инвертора и аналоговый сумматор для вывода видеосигнала посредством сложения выходных сигналов первого и второго операционных усилителей и выходного сигнала операционного усилителя генератора шума.

На чертежах:
фиг. 1 изображает взаимосвязь между радиолокационной станцией сопровождения, контроллером радиолокационной станции и предлагаемым генератором сигналов для радиолокационной станции;
фиг. 2 - структурная схема одного из вариантов реализации предлагаемого генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения;
фиг. 3 - синхросигнал, выработанный генератором сигналов для радиолокационной станции, изображенным на фиг.2; и
фиг.4 - видеосигналы, сформированные генератором сигналов для радиолокационной станции сопровождения, изображенным на фиг.2.

Подробное описание предпочтительных вариантов
Как показано стрелкой на фиг.1, сигналы от радиолокационной станции сопровождения передаются на контроллер радиолокационной станции. Согласно изобретению для тестирования контроллера радиолокационной станции используется генератор сигналов.

Сигналы, передаваемые с радиолокационной станции сопровождения на контроллер радиолокационной станции, состоят из аналогового синхросигнала и видеосигнала. Поэтому главными функциональными элементами предлагаемого генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения являются генератор синхросигнала, вырабатывающий синхросигнал посредством приема данных, введенных пользователем, и генератор видеосигнала, вырабатывающий видеосигнал.

На фиг.2 изображен примерный вариант выполнения генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения. Он содержит синхронизирующее устройство 200, генератор 210 синхросигнала, генератор 220 видеосигнала и генератор 230 шума.

Синхронизирующее устройство 200 принимает задающий синхроимпульс, который синхронизирует все элементы генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения, сигнал частоты повторения импульсов (ЧПИ) для формирования синхросигнала, расстояние до сопровождаемой цели и расстояние до общей цели, которая не сопровождается, но сигналы от которой только вводятся. Затем синхронизирующее устройство 200 вычисляет сигнал сопровождаемой цели и сигнал общей цели, которые соответственно являются выраженными в единицах времени значениями расстояния до сопровождаемой цели и расстояния до общей цели, в соответствии со следующим уравнением:
время (расстояние до сопровождаемой или до общей цели) = 2 х расстояние до цели/скорость света
Затем синхронизирующее устройство 200 выдает соответствующие входные сигналы, включающие сигнал сопровождаемой цели и сигнал общей цели, через каналы СН1, СН2 и СН3.

В генераторе 230 шума таблица 232 случайных данных, представляющая собой таблицу преобразований, хранит случайные данные и выводит эти данные в реальном масштабе времени. Регулятор 234 с переменным уровнем принимает случайные данные из таблицы 232 случайных данных, регулирует уровень сигнала случайных данных в соответствии с окружающими условиями, при которых моделируется сигнал радиолокационной станции, и характеристиками данной радиолокационной станции и выдает сигнал с отрегулированным уровнем. Операционный усилитель 236 усиливает сигнал с отрегулированным уровнем, выданный регулятором 234 с переменным уровнем.

Первый инвертор 212 генератора 210 синхросигнала принимает сигнал из канала СН1 синхронизирующего устройства 200 и инвертирует этот сигнал. Выходной сигнал первого инвертора 212 подается обратно в синхронизирующее устройство 200 для использования в качестве синхросигнала для синхронизирующего устройства 200. Выходной сигнал первого инвертора 212 также подается во второй инвертор 214 для инвертирования. Операционный усилитель 216 усиливает выходной сигнал второго инвертора 214 для вывода его в качестве аналогового синхросигнала.

В генераторе 220 видеосигнала, который синтезирует сигнал сопровождаемой цели и сигнал общей цели от синхронизирующего устройства 200 с шумовым сигналом генератора 230 шума, первый операционный усилитель 222 принимает сигнал сопровождаемой цели от синхронизирующего устройства 200 и усиливает этот сигнал. Третий инвертор 224 принимает сигнал общей цели с выхода синхронизирующего устройства 200 и инвертирует этот сигнал. Второй операционный усилитель 226 усиливает инвертированный сигнал общей цели, поступивший из третьего инвертора 224. Аналоговый сумматор 228 принимает сигналы с выхода первого и второго операционных усилителей 222 и 226, а также выходной сигнал операционного усилителя 236 генератора 230 шума и суммирует эти сигналы, выдавая на выходе суммарный сигнал как видеосигнал.

Для лучшего понимания принципа работы предлагаемого генератора сигналов радиолокационной станции сущность его работы поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Сначала генератор сигналов принимает на входе сигнал задающего синхроимпульса с частотой менее 20 МГц, сигнал ЧПИ, частота которого зависит от вида радиолокационной станции, расстояние до сопровождаемой цели и расстояние до общей цели, и вырабатывает синхросигнал и видеосигнал, требуемые от генератора сигналов. Входные сигналы можно принимать через последовательный порт или шину VME.

Синхросигнал формируется следующим образом.

Сигнал, выработанный в соответствии с заданным сигналом ЧПИ и выведенный из канала СН1 синронизирующего устройства 200, подается обратно в синхронизирующее устройство 200 после первого инвертора 212. Сигнал, инвертированный первым инвертором 212, инвертируется еще раз вторым инвертором 214 и усиливается операционным усилителем 216 для вывода в качестве аналогового синхросигнала. На фиг.3 изображена форма синхросигнала.

Видеосигнал формируется посредством синтезирования сигналов сопровождаемой цели и общей цели и шумового сигнала и активизируется синхросигналом. Сигнал сопровождаемой цели, который вычисляется в единицах времени, выводится из канала СН2 синхронизирующего устройства 200 и подается в аналоговый сумматор 228 после усиления первым операционным усилителем 222. Сигнал общей цели, вычисленный в единицах времени, выводится из канала СН3 синхронизирующего устройства 200 и подается в аналоговый сумматор 228 после усиления вторым операционным усилителем 226.

Шумовой сигнал формируется в реальном масштабе времени при использовании случайного числа, хранящегося в таблице 232 случайных данных. Поскольку уровень шума шумовых сигналов изменяется в зависимости от окружающих условий, предполагаемых для работы радиолокационной станции, и от характеристик радиолокационной станции, уровень случайного числа устанавливается регулятором 234 с переменным уровнем на уровень, соответствующий данным окружающим условиям, а затем усиливается операционным усилителем 236 для ввода в аналоговый сумматор 228.

После этого аналоговый сумматор 228 формирует видеосигнал, который изображен на фиг. 4, посредством синтезирования сигнала сопровождаемой цели, сигнала общей цели и шумового сигнала.

Как было отмечено выше, изобретение позволяет сократить время отладки радиолокационной станции, так как алгоритм сопровождения для контроллера радиолокационной станции можно разработать, прежде чем будет полностью отлажено сопровождение. Изобретение позволяет повысить надежность контроллера радиолокационной станции за счет формирования сигнала, почти идентичного действительному сигналу. Кроме того, можно моделировать разные окружающие условия, изменяя уровень шума с помощью регулятора с переменным уровнем.

Изобретение относится к имитаторам сигнала, передаваемого с радиолокационной станции на контроллер радиолокационной станции. Достигаемый технический результат - разработка алгоритма сопровождения и проверки работы контроллера радиолокационной станции прежде, чем радиолокационная станция сопровождения будет полностью отлажена. Генератор сигналов для радиолокационной станции сопровождения содержит синхронизирующее устройство для приема задающего синхроимпульса для синхронизации генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения, генератор шума, генератор синхросигнала, генератор видеосигнала для формирования и выдачи видеосигнала посредством синтезирования шумового сигнала, поступающего из генератора шума, и сигналов сопровождаемой цели и общей цели, поступающих из синхронизирующего устройства. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Генератор сигналов для радиолокационной станции сопровождения, отличающийся тем, что содержит синхронизирующее устройство для приема задающего синхроимпульса для синхронизации генератора сигналов для радиолокационной станции сопровождения, сигнала частоты повторения импульсов (ЧПИ) для формирования синхросигнала в сигнале радиолокационной станции, расстояния до сопровождаемой цели и расстояния до общей цели, сигнал которой вводится без сопровождения, вычисления сигнала сопровождаемой цели и сигнала общей цели, которые являются соответственно выраженными в единицах времени значениями расстояния до сопровождаемой цели и расстояния до общей цели, и выдачи на выходе соответствующих входных сигналов, включающих в себя сигнал сопровождаемой цели и сигнал общей цели, генератор шума для формирования шумового сигнала, генератор синхросигнала для формирования аналогового синхросигнала посредством усиления выходного сигнала канала сигнала ЧПИ и для формирования синхросигнала для синхронизирующего устройства, генератор видеосигнала для формирования и выдачи видеосигнала посредством синтезирования шумового сигнала, поступающего из генератора шума и сигналов сопровождаемой цели и общей цели, поступающих из синхронизирующего устройства. 2. Генератор сигналов по п.1, отличающийся тем, что генератор шума содержит таблицу случайных данных для хранения и вывода случайных данных в реальном масштабе времени и операционный усилитель для усиления случайных данных из таблицы случайных данных. 3. Генератор сигналов по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит регулятор с переменным уровнем для приема случайных данных из таблицы случайных данных, установки уровня сигнала в соответствии с окружающими условиями, в которых предполагается работать радиолокационной станции, и характеристиками данной радиолокационной станции и подачи сигнала с отрегулированным уровнем в операционный усилитель. 4. Генератор сигналов по п.1 или 3, отличающийся тем, что генератор синхросигнала содержит первый инвертор для инвертирования выходного сигнала синхронизирующего устройства и подачи инвертированного сигнала обратно в синхронизирующее устройство, второй инвертор для инвертирования выходного сигнала первого инвертора и операционный усилитель для усиления выходного сигнала второго инвертора, чтобы выдать усиленный сигнал как аналоговый синхросигнал. 5. Генератор сигналов по п. 1 или 3, отличающийся тем, что генератор видеосигнала содержит первый операционный усилитель для усиления сигнала сопровождаемой цели, поступающего с выхода синхронизирующего устройства, инвертор для инвертирования сигнала общей цели, поступающего с выхода синхронизирующего устройства, второй операционный усилитель для усиления выходного сигнала инвертора и аналоговый сумматор для выдачи видеосигнала посредством сложения выходных сигналов первого и второго операционных усилителей и выходного сигнала операционного усилителя генератора шума.