УСТРОЙСТВО ВВОДА СВЧ СИГНАЛОВ ИМИТАТОРА ЦЕЛИ И ПОМЕХ В СОСТАВЕ БРЛС С КОМПЕНСАЦИОННЫМ КАНАЛОМ ПОМЕХОЗАЩИТЫ Российский патент 2003 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к области радиолокационной техники, в частности к встроенным устройствам сверхвысоких частот (СВЧ) для испытаний, калибровки и контроля радиолокационных станций (РЛС) сопровождения, преимущественно моноимпульсных бортовых РЛС (БРЛС), а более конкретно - к устройствам ввода СВЧ сигналов имитатора цели и помех (СИЦП) в составе БРЛС с компенсационным каналом помехозащиты.

Изобретение может быть использовано в основном в БРЛС, имеющих существенные ограничения по массе и габаритам в составе объектов-носителей, например летательных аппаратов, легких боевых машин и т.п., в которых по этой причине в моноимпульсных БРЛС используется общий приемник с коммутатором выходов основной (радиолокационной) антенны и вспомогательной - антенны компенсационного канала.

Моноимпульсные системы и устройства помехозащиты БРЛС с компенсационным каналом общеизвестны [1, 2].

Известны устройства ввода СВЧ СИЦП в составе РЛС, содержащие последовательно соединенные линию передачи для подключения к СВЧ имитатору цели и помех, аттенюатор начального уровня и устройство связи с СВЧ входами РЛС [3] .

Известные устройства различаются в основном конструкцией устройств связи с СВЧ входами РЛС, через которые вводятся СИЦП.

В одних конструкциях используется излучатель СИЦП (рупор), размещаемый перед антенной РЛС. (Для антенны Коссегрена с фазированными и щелевыми решетками - условно перед оптической частью радиолокационной антенны БРЛС). В других конструкциях используются волноводные направленные ответвители, встраиваемые, например, в мостовые устройства суммарно-разностной системы радиолокационной антенны или непосредственно на входы СВЧ приемников РЛС.

Ввод СИЦП через оптическую часть радиолокационной антенны обеспечивает наиболее полный охват контролем этой антенны БРЛС, а другие конструкции, не обеспечивая такой полноты контроля, используются как вспомогательные средства для косвенной калибровки СИЦП, локализации отказов и решения задач контроля других частей БРЛС.

Однако известные устройства при использовании излучателя в составе БРЛС, обеспечивая наибольшую полноту контроля, вызывают частичное затенение оптической части радиолокационной антенны, усложняют конструкцию БРЛС и объекта-носителя.

Из известных технических решений наиболее близким (аналогом) является устройство ввода СВЧ СИЦП в РЛС, описанное в [3].

Известное устройство в составе БРЛС сопровождения с компенсационным каналом помехозащиты и коммутатором выходов основной радиолокационной антенны и вспомогательной антенны компенсационного канала помехозащиты содержит последовательно соединенные линию передачи для подключения к СВЧ имитатору цели и помех, аттенюатор начального уровня и устройство связи, через которое вводится СИЦП на СВЧ входы БРЛС.

Основным недостатком известного устройства является частичное затенение оптической части радиолокационной антенны при встраивании излучателя в конструкцию обтекателя объекта-носителя. Удаление излучателя за пределы обтекателя технически трудно осуществимо из-за габаритно-весовых ограничений для БРЛС и объекта-носителя.

Другим недостатком известного устройства является необходимость косвенной калибровки излучаемого СИЦП, которую производят с помощью внешнего измерительного приемника, более чувствительного, чем приемник БРЛС, что ограничивает возможности устройства и усложняет техническое обслуживание БРЛС.

Таким образом, решаемой задачей изобретения является уменьшение влияния излучателя устройства на затенение радиолокационной антенны БРЛС и повышение точности калибровки СИЦП, поступающего на излучатель, за счет возможности прямой калибровки.

Поставленная задача достигается тем, что устройство связи, через которое вводится СИЦП, содержит 1-е и 2-е устройства связи, выполненные в виде волноводных направленных ответвителей, при этом опорные СВЧ шумы опорного генератора СВЧ шумов через 2-е устройство связи с частью СВЧ СИЦП, ответвляемых от 1-го устройства связи, поступают на коммутатор, выход которого связан с входом коммутируемого приемника БРЛС, а СИЦП с 1-го устройства связи ответвляются в сторону антенны компенсационного канала помехозащиты, причем направленность ответвления СВЧ СИЦП устанавливается такой, чтобы обеспечить примерное равенство СВЧ СИЦП на входах основной радиолокационной антенны и части этих же сигналов на входе приемника компенсационного канала помехозащиты БРЛС.

1-е и 2-е устройства связи объединены в устройство связи, к одному из входов которого подключен аттенюатор начального уровня СИЦП, а к другому - опорный генератор СВЧ шумов.

Устройства связи включены так, что кроме штатной работы компенсационного канала обеспечиваются:
а) излучение СИЦП в раскрыв радиолокационной антенны БРЛС без затенения ее оптической части;
б) подача опорных СВЧ шумов и части СИЦП непосредственно на вход приемника компенсационного канала для прямой калибровки излучаемого СИЦП.

На чертеже изображена блок-схема заявляемого устройства, где
1 - оптическая часть радиолокационной антенны БРЛС;
2 - суммарно-разностная система антенны 1;
3 - выход канала Σ (суммарного);
4 - выход канала А (азимута);
5 - выход канала Н (наклона);
6 - антенна канала К (компенсационного);
7 - коммутатор выходов канала 5 и устройства связи;
8 - выход коммутатора 7;
9 - устройство связи;
10 - 1-е устройство связи;
11 - аттенюатор начального уровня;
12 - линия передачи (от имитатора СИЦП);
13 - 2-е устройство связи;
14 - опорный генератор СВЧ шумов;
15 - управляющий вход опорного генератора 14.

Заявленное устройство работает следующим образом.

СИЦП обычно формируется в составе БРЛС, в основном в задающем генераторе, откуда через линию передачи 12 и аттенюатор 11 начального уровня поступает в устройство связи 9, которое содержит в своем составе 1-е и 2-е устройства связи 10 и 13.

В штатном (рабочем) режиме СВЧ сигнал, принятый антенной 6 канала К, практически без потерь через устройство связи 9 поступает на коммутатор 7, выход 8 которого соединяется с входом коммутируемого приемника БРЛС.

В режиме ввода СВЧ СИЦП с помощью 1-го устройства связи 10 канализируются в сторону антенны 6 канала К, работающей как излучатель, а часть СИЦП ответвляется и канализируется в сторону 2-го устройства связи 13, откуда поступает на коммутатор 7, выход 8 которого связан с входом коммутируемого приемника БРЛС.

В режиме калибровки СИЦП опорные СВЧ шумы генератора 14 через 2-е устройство связи 13 вместе с частью СИЦП канализируется в сторону коммутатора 7, обеспечивая ввод калибруемого и опорного сигналов на вход коммутируемого приемника БРЛС.

СИЦП, излучаемый через антенну 6 с круговой диаграммой направленности (ДН), принимается по боковым лепесткам ДН радиолокационной антенны 1 и через суммарно-разностную систему 2 выводится на выходы 3, 4 и 5 каналов Σ, А и Н соответственно, обеспечивая наиболее полный охват контролем радиолокационной антенны БРЛС без затенения ее оптической части.

Для калибровки СИЦП через управляющий вход 15 включается опорный генератор 14 СВЧ шумов, а вход коммутируемого приемника БРЛС с помощью коммутатора 7 переключается на выход устройства связи 9. Аттенюатором 11 устанавливается начальный уровень СИЦП, равный, например, уровню опорных СВЧ шумов, обеспечивая этим привязку уровня СИЦП к точке отсчета для СВЧ измерений.

Точность калибровки СИЦП в данном устройстве зависит от стабильности спектральной плотности мощности шумов генератора 14, от точности канализации СИЦП в прямом и обратном направлениях и мало зависит от пороговой чувствительности приемников БРЛС и суммарного ослабления (затухания) СИЦП с выхода имитатора.

За счет прямой калибровки с использованием серийных элементов обеспечивается возможность выявления потерь в радиолокационной антенне БРЛС порядка 2÷3 дБ.

Это особенно важно для встроенных систем контроля современных БРЛС, в которых суммарное ослабление (затухание) СИЦП от выхода имитатора до СВЧ входов БРЛС составляет 100÷130 дБ/мВт, а точность косвенной калибровки не превышает 2÷3 дБ.

Таким образом, особенностью заявленного устройства является отсутствие дополнительного излучателя и включение устройства связи в разрыв линии передачи (волновода) между антенной канала компенсации помех и коммутируемым приемником БРЛС, чем обеспечивается излучение СИЦП без затемнения радиолокационной антенны и упрощение конструкции.

Другой особенностью является то, что к одному из входов устройств связи подключен опорный генератор СВЧ шумов, в результате чего обеспечивается прямая калибровка СИЦП и повышение ее точности.

Для выполнения заявленного устройства могут быть использованы стандартные комплектующие элементы и конструкции, известные из приведенных источников информации. Например, линия передачи может быть выполнена в виде волновода или коаксиально-волноводной линии передачи [4], аттенюатор - в виде поглощающей пластины в волноводе [5], а опорный генератор СВЧ шумов - на лавинно-пролетном диоде [7].

Простейшей формой выполнения устройства связи является конструкция волноводного направленного ответвителя с соответствующим коэффициентом направленности [6]. Возможны и другие формы выполнения устройств связи, например в виде волноводных коммутаторов, ферритовых фазовращателей, мостов, циркуляторов и т.п. или их комбинаций (особенно для БРЛС с отдельным приемником в компенсационном канале).

Выполнение конструкции других отдельных частей БРЛС, упоминаемых по тексту, подробно не рассматривается, т.к. они описаны в общетехнической литературе и в аналогах [1,...,3].

Использование изобретения по сравнению с прототипом позволяет обеспечить:
а) излучение СИЦП без затенения оптической части радиолокационной антенны и одновременное упрощение конструкции БРЛС и объекта-носителя;
б) возможность измерения потерь в радиолокационной антенне БРЛС порядка 2÷3 дБ за счет прямой калибровки СИЦП путем его сравнения с опорным сигналом на входе приемника БРЛС.

Кроме того, дополнительно обеспечивается возможность повысить точность калибровки самого имитатора цели и помех, необходимой для других измерений, за счет снижения суммарного ослабления (затухания) СИЦП с 100÷130 дБ примерно до 10÷12 дБ и 30÷35 дБ соответственно при прямой подаче СИЦП на вход коммутируемого приемника и при приеме его по боковым лепесткам ДН радиолокационной антенны БРЛС.

ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника. Том 4. Радиолокационные станции и системы. М.: Сов.радио. 1978. Глава 1. РЛС сопровождения. 1.4. Моноимпульсная система, стр. 16-39.

2. Радиолокационные устройства. Под ред. В.В. Григорина-Рябова. М.: Сов. радио. 1970. Глава 18.3. Помехозащищенность РЛС. 5. Компенсация помех, стр. 518-521.

3. Ралль В.Ю. и др. Тренажеры и имитаторы ВМФ, М.: Воениздат, 1969, с. 125-127, рис. 57, 58.

4. Р. А. Валитов, В.П. Сретенский. Радиотехнические измерения. Методы и тактика измерений в диапазоне от длинных до оптических волн. М.: Сов.радио. 1970. Глава 2. Передающие линии и вспомогательные элементы. 2...4. Коаксиально-волноводные переходы, стр. 43-48.

5. Там же. Глава 2. 2...7. Аттенюаторы, стр. 62-71.

6. Там же. Глава 2. 2...8. Направленные ответвители, стр. 77-84.

7. Там же. Глава 3. Измерительные генераторы. 3.14, стр. 157-161.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано преимущественно во встроенных средствах контроля бортовых РЛС с компенсационным каналом помехозащиты. Достигаемый технический результат - уменьшение затенения основной антенны БРЛС и обеспечение возможности калибровки вводимого СВЧ сигнала имитатора цели и помех с использованием опорного генератора СВЧ шумов. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве ввода СВЧ сигналов имитатора цели и помех в составе БРЛС, содержащем последовательно соединенные линию передачи для подключения к СВЧ имитатору, аттенюатор и устройство связи с СВЧ входами БРЛС, последнее содержит два волноводных направленных ответвителя и опорный генератор СВЧ шумов. Направленность ответвления СВЧ сигналов имитатора цели и помех и опорного генератора СВЧ шумов устанавливают такой, чтобы обеспечить примерное равенство сигналов СВЧ имитатора на входе основной радиолокационной антенны и части этих же сигналов на входе приемника компенсационного канала помехозащиты приемника БРЛС, куда подают СВЧ шумы от опорного генератора СВЧ шумов. 1 ил.

Устройство ввода сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов имитатора цели и помех в составе бортовой радиолокационной станции (БРЛС) сопровождения с компенсационным каналом помехозащиты и коммутатором выходов основной радиолокационной антенны и вспомогательной антенны компенсационного канала помехозащиты, содержащее последовательно соединенные линию передачи для подключения к СВЧ имитатору цели и помех, аттенюатор начального уровня и устройство связи, отличающееся тем, что устройство связи содержит первое и второе устройства связи, выполненные в виде волноводных направленных ответвителей, при этом опорные СВЧ шумы опорного генератора СВЧ шумов через второе устройство связи с частью СВЧ сигналов имитатора цели и помех, ответвляемых от первого устройства связи, поступают на коммутатор, выход которого связан с входом коммутируемого приемника БРЛС, кроме того, СВЧ сигналы имитатора цели и помех с помощью первого устройства связи ответвляются в сторону антенны компенсационного канала помехозащиты, причем направленность ответвления сигналов СВЧ имитатора цели и помех устанавливают такой, чтобы обеспечить примерное равенство сигналов СВЧ имитатора цели и помех на входах основной радиолокационной антенны и части этих же сигналов на входе приемника компенсационного канала помехозащиты приемника БРЛС.