ИМИТАТОР РАДИОЛОКАЦИОННОГО СИГНАЛА СЦЕНЫ Российский патент 2015 года по МПК G01S7/40 

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам радиолокационного сигнала сцены, на которой в широком диапазоне углов имеются подвижные по дальности и углу цели, и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей радиолокационной станцией (РЛС) в широком диапазоне дальностей и углов.

Известен имитатор цели [1], работающий в безэховой камере, в котором через приемную антенну принимается сигнал проверяемой РЛС, переносится на промежуточную частоту, задерживается по времени в соответствии с дальностью имитируемой цели, сдвигается по доплеровской частоте в соответствии с радиальной скоростью имитируемой цели, модулируется по амплитуде в соответствии с эффективной площадью рассеяния (ЭПР) цели и ее дальностью от проверяемой РЛС, переносится обратно на несущую частоту, излучается через передающую антенну в качестве имитируемого сигнала цели. Имитация углового движения цели может быть выполнена за счет управляемого механического перемещения антенны имитатора по сфере, центром которой является проверяемая РЛС.

Недостатком имитатора является его сложность, так как для реализации радиолокационной сцены во всем секторе углов сканирования антенны РЛС необходимы большой размер безэховой камеры, сложные электромеханические приводы и имитаторы количеством, равном количеству элементов сцены.

Известен имитатор цели [2], располагаемый в безэховой камере, содержащий большой эллиптический отражатель, установленный в дальней зоне антенны РЛС. Сама РЛС находится в одном из фокусов эллипсоида, в то время как во втором фокусе расположен излучающий элемент имитатора в виде многолучевой фазированной антенной решетки (ФАР). Множество СВЧ сигналов модулируются по параметрам, соответствующим параметрам имитируемых целей, излучаются ФАР по независимым лучам и после переотражения от эллиптического отражателя принимаются антенной испытуемой РЛС. При этом каждый отраженный от эллиптического отражателя луч имитирует сигнал от отдельной цели или разрешаемого элемента сцены. Уровень сигналов, принимаемых антенной РЛС, определяется не только уровнем сигналов, сформированных имитатором в направлении лучей ФАР и отраженных от эллипсоида, но и рассогласованием переотраженного эллипсоидом луча имитатора относительно текущего направления оси визирования проверяемой РЛС.

Недостатком имитатора [2] является его сложность, связанная с изготовлением безэховой камеры и эллиптического зеркала с необходимой точностью больших размеров и сложной ФАР.

Известно устройство имитации радиолокационного сигнала сцены матричного типа [3], которое устанавливается в дальней зоне проверяемой РЛС на торцевой стенке безэховой камеры, содержит множество антенн эхо-сигналов, которые облучаются РЛС подсвета и антенной проверяемой РЛС. Угловые положения антенн эхо-сигналов соответствуют угловым положениям элементов имитируемой сцены (целям). Каждая антенна эхо-сигналов соединена через смеситель с соответствующим имитатором эхо-сигналов, формирующим сигнал одной из целей, задержанный в соответствии с дальностью цели, с длительностью, равной длительности зондирующего сигнала РЛС, сдвинутый по частоте на величину частоты доплера сигнала, отраженного целью, промодулированный по амплитуде в соответствии с дальностью цели, ее эффективной площадью рассеяния (ЭПР) и случайным законом амплитудной флюктуации. Эхо-сигнал имитатора через блок управляемых переключателей поступает на антенну, угловое положение которой соответствует имитируемой цели и излучается. Управляемое соединение сигнала, сформированного имитатором эхо-сигнала, с излучающими антеннами эхо-сигнала через блок управляемых переключателей обеспечивает имитацию движения цели по углу.

Данное устройство обеспечивает имитацию нескольких целей и их движение в пространстве, но так как число антенн и имитаторов эхо-сигналов, имитирующих сигналы целей, отличающихся угловым положением, равно числу имитируемых элементов радиолокационной сцены, то в имитаторе, например для РЛС с синтезированной апертурой и высокой угловой разрешающей способностью в доли градуса, необходимо большое количество смесителей, имитаторов и антенн, имеющих малые угловом размеры. Требуемые поперечные размеры безэховой камеры, так же как в устройствах [1] и [2], велики. Такую систему сложно реализовать. Кроме этого при малом размере антенн имитатора коэффициент передачи тракта антенна РЛС - приемник, передатчик имитатора значительно уменьшается, что уменьшает устойчивость и достоверность работы ретрансляционных имитаторов [4].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому имитатору радиолокационного сигнала сцены является имитатор [5], принятый в качестве прототипа. В имитаторе радиолокационного сигнала сцены [5], обеспечивается снижение требований к размерам безэховой камеры в поперечном направлении при одновременном снижении числа антенн и имитаторов эхосигналов, и одновременно реализуется плавное перемещение целей. Для этого в безэховой камере в одном торце размещается антенна проверяемой РЛС, а в противоположном - N пространственно разнесенных по углу антенн эхо-сигналов, а каждая n-ная антенна соединена с сверхвысокочастотным (СВЧ) входом-выходом n-ного имитатора эхо-сигнала. Между антенной РЛС и антеннами эхо-сигналов, в ближней зоне антенны РЛС, расположены неподвижное и подвижное плоские зеркала. Неподвижное зеркало переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС 1, в сторону подвижного зеркала 3, угол наклона которого регулируется приводом подвижного зеркала. Регулировкой угла наклона одного из отражающих зеркал относительно текущего положения оси антенны РЛС обеспечивается облучение антенн эхосигналов только на расчетных углах визирования антенны РЛС. Сигнал РЛС через каждую облучаемую в данный момент времени антенну эхо-сигнала поступает на соответствующий имитатор эхо-сигнала, где задерживается, сдвигается по доплеровской частоте и модулируется по амплитуде в соответствии с дальностью, радиальной скоростью, эффективной площадью рассеяния и случайным законом флюктуации n-ной цели, введенных на имитатор эхо-сигнала из системы управления. Эхосигналы, сформированные имитаторами эхо-сигналов, через соответствующие антенны имитаторов излучаются обратно, переотражаются подвижным и неподвижным зеркалами в сторону антенны РЛС в качестве имитируемого сигнала n-х целей. Перемещение целей по углу внутри диаграммы направленности антенны (ДНА) РЛС обеспечивается перемещением антенн имитаторов с помощью соответствующих приводов. Имитация углового положения целей во всем секторе обзора РЛС обеспечивается подвижным зеркалом, для чего в системе управления зеркалом используются данные о положении ДНА антенны РЛС в пространстве. Устройство обеспечивает упрощение за счет уменьшения числа антенн и имитаторов, но также сложно в части реализации нескольких целей внутри сектора ДНА РЛС, так как высокоточное перемещение антенн имитаторов должно осуществляться сложными электромеханическими приводами. Механическое перемещение также ограничивает возможность имитации углового сближения целей меньше угловых размеров антенн с требуемой для устойчивой работы ретрансляционного имитатора апертурой и угловой скорости перемещения целей, что уменьшает достоверность имитации необходимой радиолокационной сцены.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение устройства с повышением достоверности имитации.

Поставленная цель реализуется за счет замены антенн имитаторов и их приводов антенной с подвижным фазовым центром, состоящей из N излучателей, расположенных линейно на равном расстоянии меньше длины волны в среде распространения электромагнитной волны, из которых m смежных в данный момент времени подключены синфазно к имитатору сигнала через несогласованные делители и несогласованные СВЧ ключи, расположенные в ответвлении фидерной линии от делителя к излучателю и введения в схему имитатора регистра перезаписи кода положения группы подключенных излучателей под управлением процессора и обеспечивающего изменение положения фазового центра виртуальной антенны, а также сокращением количества имитаторов до одного. Для моделирования нескольких целей фазовый центр излучения перемещается в несколько положений за время обработки сигнала в РЛС, а имитатор имеет цифровую линию задержки, параметры которой, частота Доплера и задержка, переключаются синхронно с перемещением фазового центра излучения.

Для решения поставленной цели в устройство имитатора радиолокационного сигнала сцены, содержащее безэховую камеру, антенну проверяемой радиолокационной станции (РЛС), имитатор эхо-сигнала, неподвижное и подвижное плоские зеркала, установленные в ближней зоне антенны РЛС, привод подвижного зеркала, при этом неподвижное зеркало переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС, в сторону подвижного зеркала, направление волны, переотраженной подвижным зеркалом, через привод подвижного зеркала регулируется углом наклона подвижного зеркала, систему управления, датчик угла, который механически соединен с подвижным зеркалом, выход датчика угла соединен со входом системы управления, вход привода подвижного зеркала соединен с выходом системы управления, введены антенна с подвижным фазовым центром, состоящая из N излучателей, расположенных линейно на равном расстоянии меньше λ в среде распространения электромагнитной волны, последовательно соединенных 1-го несогласованного делителя и 1-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии, 2-го несогласованного делителя и 2-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии и далее, повторяясь до N-го несогласованного делителя, реактивная нагрузка, сдвигающая при отражении фазу сигнала кратно 2π, к входу которой подключен третий вход-выход последнего N-го несогласованного делителя, вторые входы-выходы каждого из N несогласованных делителей подключены к последовательно соединенным отрезку фидерной линии длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии, несогласованному СВЧ ключу и излучателю (каждый излучатель может быть соединен с соответствующими ключами фидерными линиями равной длины, в дальнейшем описании устройства данные элементы опускаются в силу очевидности), вход-выход первого делителя является входом-выходом антенны с подвижным фазовым центром, а имитатор сигнала содержит последовательно соединенные, циркулятор, квадратурный смеситель, первый полосовой фильтр, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), умножитель комплексных чисел, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), третий полосовой фильтр, квадратурный модулятор, второй выход квадратурного смесителя через последовательно соединенные второй полосовой фильтр и второй АЦП подключен ко второму входу ОЗУ, второй выход ОЗУ соединен со вторым входом умножителя комплексных чисел, второй выход умножителя комплексных чисел через последовательно соединенные второй ЦАП и четвертый полосовой фильтр подключен ко второму входу квадратурного модулятора, выход которого соединен со вторым входом циркулятора, гетеродин, выход которого соединен с вторым входом квадратурного смесителя и с третьим входом квадратурного модулятора, генератор прямого цифрового синтеза, первый и второй выход которого соединены с третьим и четвертым входами умножителя комплексных чисел соответственно, первый регистр, выход которого подключен к третьему входу ОЗУ, второй регистр, выход которого подключен ко входу генератора прямого цифрового синтеза, а входы-выходы первого и второго регистров подключены к интерфейсному входу-выходу имитатора эхосигнала, процессор, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом системы управления и с первым входом-выходом имитатора эхо-сигналов, цифровой регистр, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора, а выходы с 1-го по N-й соединены с входами несогласованных СВЧ ключей соответственно с 1-го по N-й антенны с подвижным фазовым центром, вход-выход антенны с подвижным фазовым центром соединен со вторым входом-выходом имитатора эхосигналов, вход-выход системы управления соединен со вторым входом-выходом процессора, первый вход-выход процессора является интерфейсной связью имитатора радиолокационного сигнала сцены, по которому вводятся данные о параметрах движения имитируемых целей по дальности и углу, текущие данные о угловом положении антенны РЛС.

Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и чертежами имитатора радиолокационного сигнала сцены

На фиг.1 изображена структура имитатора радиолокационного сигнала сцены.

На фиг.2 изображена структура антенны с подвижным фазовым центром (АПФЦ).

На фиг.3 изображена структура имитатора эхосигнала (ИС).

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 - антенна проверяемой РЛС (АРЛС);

2 - неподвижное зеркало;

3 - подвижное зеркало;

4 - датчик угла (ДУ);

5 - привод подвижного зеркала (ППЗ);

6 - система управления(СУ);

7 - антенна с подвижным фазовым центром (АПФЦ);

8 - имитатор эхо-сигнала (ИЭС);

9 - регистр (РЕГ);

10 - процессор (ПРЦ);

11 - безэховая камера (БЭК).

На фиг.2 приняты следующие обозначения:

1) к-й отрезок фидерной линии (ФЛ_к);

2) к-й несогласованный делитель (НД_к);

3) к-й излучатель (И_к);

4) к-й несогласованный ключ (НК_к);

5) реактивная нагрузка (РН).

На фиг.3 приняты следующие обозначения:

1) циркулятор (Ц);

2) квадратурный смеситель (КС);

3) полосовой фильтр (ПФ);

4) аналоговый преобразователь (АЦП);

5) оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

6) комплексный умножитель (КУм);

7) цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);

8) квадратурный модулятор (КМ);

9) генератор (Г);

10) генератор прямого цифрового синтеза;

11) регистр (РГ).

На фиг.1 в безэховой камере 11 в одном торце размещается антенна проверяемой РЛС 1, а в противоположном - антенна с подвижным фазовым центром АПФЦ 7, соединенная со вторым СВЧ входом-выходом имитатора эхо-сигнала ИС 8, между антенной РЛС 1 и антенной с подвижным фазовым центром АПФЦ 7, в ближней зоне антенны РЛС 1 расположены неподвижное 2 и подвижное 3 плоские зеркала, неподвижное зеркало 2 переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС 1, в сторону подвижного зеркала 3, угол наклона которого регулируется приводом подвижного зеркала 5, датчик угла 4 механически соединен с подвижным зеркалом 3, выход датчика угла 4 соединен со входом системы управления 6, вход привода подвижного зеркала 5 соединен с выходом системы управления 6, вход-выход которой соединен со вторым входом-выходом процессора 10, цифровой регистр 9, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора 10, а выходы с 1-го по N-й соединены с входами, соответственно с 1-го по N-й, антенны с подвижным фазовым центром АПФЦ 7, второй вход-выход процессора 10 соединен также с первым входом-выходом имитатора эхо-сигналов, первый вход-выход процессора 10 является интерфейсной связью имитатора радиолокационного сигнала сцены, по которому вводятся данные о параметрах движения имитируемых целей по дальности и углу, текущие данные о угловом положении антенны РЛС 1.

На фиг.2 антенна с подвижным фазовым центром 7 состоит из N излучателей И_k 7-k-3, где k от 1 до N, расположенных линейно, на равном расстоянии меньше К в среде распространения электромагнитной волны, последовательно соединенных 1-го несогласованного делителя НД₁ 7-1 и 1-го отрезка фидерной линии ФЛ₁ 7-2 длиной, кратной длине волны в фидерной линии, 2-го несогласованного делителя НД₂ 7-3 и 2-го отрезка фидерной линии ФЛ₂ 7-4 длиной, кратной длине волны в фидерной линии, и далее, повторяясь до N-го несогласованного делителя НД_N 7-(2N-1), третий вход-выход последнего N-го несогласованного делителя НД_N 7-(2N-1) подключен к реактивной нагрузке РН 12, сдвигающей фазу сигнала кратно 2π, вторые входы-выходы каждого из N несогласованных делителей НД_k с 7-1-го по 7-(2N-1)-й подключены к последовательно соединенным отрезку фидерной линии длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии ФЛ_N+k-1 7-k-l, несогласованному СВЧ ключу HK_k 7-k-2 и излучателю И_k 7-k-3, вход-выход первого делителя НД₁ 7-1 является входом-выходом антенны с подвижным фазовым центром 7.

На фиг.3 имитатор эхосигнала ИС 8 содержит последовательно соединенные циркулятор Ц 8-1, квадратурный смеситель КС 8-2, первый полосовой фильтр ПФ1 8-3, первый аналого-цифровой преобразователь АЦП1 8-5, оперативное запоминающее устройство ОЗУ 8-7, умножитель комплексных чисел КУм 8-8, первый цифроаналоговый преобразователь ЦАП1 8-10, третий полосовой фильтр ПФЗ 8-12, квадратурный модулятор КМ 8-13, второй выход квадратурного смесителя КС 8-2, через последовательно соединенные второй полосовой фильтр ПФ2 8-4 и второй АЦП2 8-6 подключен ко второму входу ОЗУ 8-7, второй выход ОЗУ 8-7 соединен со вторым входом умножителя комплексных чисел КУм 8-8, второй выход умножителя комплексных чисел КУм 8-8 через последовательно соединенные второй ЦАП2 8-9 и четвертый полосовой фильтр ПФ4 8-11 подключен ко второму входу квадратурного модулятора КМ 8-13, выход которого соединен со вторым входом циркулятора Ц 8-1, гетеродин Г 8-14, выход которого соединен с вторым входом квадратурного смесителя КС 8-2 и с третьим входом квадратурного модулятора КМ 8-13, генератор прямого цифрового синтеза ГПЦС 8-15, первый и второй выход которого соединены с третьим и четвертым входами умножителя комплексных чисел КУм 8-8 соответственно, первый регистр РГ1 8-16, выход которого подключен к третьему входу ОЗУ 8-7, второй регистр РГ2 8-17, выход которого подключен ко входу генератора прямого цифрового синтеза ГПЦС 8-15, а входы выходы первого РГ1 8-16 и второго РГ2 8-17 регистров подключены к первому интерфейсному входу выходу имитатора эхосигнала ИС 8.

Системы управления механическими приводами широко используются в технике и реализуются обычно на контроллерах.

Несогласованные ключи, делители, фидерные линии антенны с подвижным фазовым центром могут быть реализованы в виде известных микрополосковых, и (или) волноводных, кабельных элементов.

В качестве квадратурного смесителя 8-2 и квадратурного модулятора 8-13 могут быть использованы соответственно микросхемы НМС 522 и НМС 709LC5 фирмы Hittite Microwave Corp.

Регистр 9, первый регистр 8-16 и второй регистр 8-17, умножитель комплексных чисел 8-8 и генератор прямого цифрового синтеза 8-15 с интерфейсом связи с процессором 10 могут быть реализованы на программируемой логической интегральной схеме Virtex6 XCVLX130T.

В качестве процессора может быть использован любой одноплатный компьютер, объединенный на многослотовой базе одного из интерфейсов, например PCI-E IX, со специализированными платами сопряжения с регистрами и системой управления.

Имитатор радиолокационного сигнала сцены, изображенный на фиг.1, работает следующим образом. Проверяемая РЛС через антенну 1 излучает сигналы в рабочем секторе углов β₀±Δϑ/2, где Δϑ - ширина диаграммы направленности антенны РЛС, при этом плоская волна антенны 1, излученная под углом β (фиг.1), отражается от плоского зеркала 2 в сторону подвижного зеркала 3, установленного под углом β, в направлении α=φ-β. При углах α=α_i±Δϑ/2, где α_i - угол направления на фазовый центр АПФЦ относительно общей оси координат, положение которого задается кодом регистра 9 и которое определяет угловое положение i-й цели, сигнал РЛС через АПФЦ поступает на имитатор эхо-сигнала 8, где задерживается и сдвигается по доплеровской частоте в соответствии с дальностью и скоростью, введенных, в виде кодов, в имитатор эхо-сигнала 8 с входа-выхода процессора 10. Код регистра 9, определяющий угловое положение фазового центра АПФЦ и i-й цели также задается процессором 10. Эхо-сигнал, сформированный имитатором эхо-сигнала 8, через АПФЦ 7 излучается обратно, переотражается подвижным 3 и неподвижными 2 зеркалами в сторону антенны АРЛС 1 в качестве имитируемого сигнала i-й цели. Перестройкой угла наклона подвижного зеркала 3 на углы φ_n обеспечивается имитация множества сигналов сцены под углами β_in=2φ_n-α_i. Управление углом наклона φ_n подвижного зеркала и положением фазового центра АПФЦ α_i производится процессором 10 с учетом текущего направления антенны РЛС 1 приходящего с датчика угла антенны РЛС β через соответствующий привод подвижного зеркала 5 и регистр 9.

В процессе боевой работы процессор 10 вычисляет текущее положение каждой i-той цели на основании введенных в него, через первый вход-выход, исходных координат и параметров движения по дальности и углу, формирует сигнал, управляющий приводом 5, и коды регистра 9 δ_i, с учетом текущего значения угла β (направления антенны РЛС), приходящего с датчика углового положения антенны РЛС 1 на третьий вход-выход процессора 10 (датчик углового положения антенны и его связь с третьим входом-выходом процессора 10 не показана), угла наклона φ подвижного зеркала 5, приходящего с датчика угла 4, и угловых положений α_i целей. При этом устраняются рассогласования положения целей на углах приема сигнала РЛС β_i, относительно расчетных, в секторе углов β±Δϑ/2. Процессор 10 синхронно, с передачей кода регистра 9 δ_i, (углового положения i-й цели), за время, меньшее постоянной времени РЛС, периодически передает в имитатор эхо-сигнала коды дальности до i-x целей и их частоты Доплера. Таким образом, сигнал, поступающий на вход РЛС, имитирует сигналы от группы i-x целей в текущем секторе углов диаграммы направленности антенны РЛС, содержащей информацию о угловом положении, скорости и дальность каждой цели.

Антенна с подвижным фазовым центром, изображенная на фиг.2, работает следующим образом. Сигнал с имитатора эхо-сигнала 8 поступает на последовательно включенные пары несогласованных делителей 7-(2k-1) и фидерных линий 7-2k длиной, кратной длине волны в фидерной линии. Первый вход-выход первого несогласованного делителя является входом-выходом АПФЦ. Со вторых входов-выходов каждых несогласованных делителей 7-(2k-1) часть сигнала поступает последовательно на фидерные линии 7-k-l длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии, несогласованные ключи 7-k-2 и излучатели 7-k-3. В случае, если несогласованный ключ 7-k-2 открыт логическим сигналом, поступающим с выхода разряда регистра 9, то сигнал поступает в излучатель 7-k-3 и излучается. Процессор 10 одновременно открывает m смежных несогласованных ключей. Так как сигналы на излучатели поступают с одинаковой фазой, то m смежных излучателей образуют антенну с требуемой апертурой, которая выбирается из условия обеспечения необходимого для устойчивой работы имитатора коэффициента усиления антенны mΔ, где Δ - расстояние между излучателями. В тех ответвлениях, со вторых входов несогласованных делителей 7-(2k-1), где несогласованный ключ 7-k-2 закрыт логическим сигналом, поступающим с выхода разряда регистра 9 сигнал, пришедший на первый вход несогласованного делителя 7-(2k-1), полностью поступает на его третий вход-выход, так как длина фидерной линии 7-k-l кратна половине длины волны в фидерной линии. Последний от входа-выхода АПФЦ несогласованный делитель 7-(2N-1) третьим входом-выходом подключен к реактивной нагрузке, сдвигающей фазу сигнала кратно 2π, и поэтому сигнал полностью отражается и синфазно поступает на излучатели с открытыми ключами.

Имитатор эхо-сигнала 8, изображенный на фиг.3, работает следующим образом. Принятый антенной с подвижным фазовым центром 7 сигнал с антенны РЛС 1 U(t) через циркулятор 8-1 поступает на квадратурный смеситель 8-2, на второй вход которого приходит сигнал гетеродина 8-14. Первый квадратурный выходной сигнал U_C квадратурного смесителя 8-2 через последовательно соединенные первый полосовой фильтр 8-3 и первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8-5 поступает на первый вход оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 8-7. Второй квадратурный сигнал U_S с выхода квадратурного смесителя 8-2 через аналогичные второй полосовой фильтр 8-4 и второй АЦП 8-6 поступает на второй вход ОЗУ 8-7. Считывание записанного сигнала из первого ОЗУ 8-7 производится по адресу, формируемому первым регистром 8-16, и начинается с задержкой, равной задержке отраженного сигнала от i-й цели τ_i, определяемой исходным кодом δ_i1, введенным в первый регистр 8-16 процессором 10.

Квадратурные составляющие U_C и U_S поступают соответственно на первый и второй вход умножителя комплексных чисел 8-8, на третий и четвертый входы которого поступают составляющие квадратурного сигнала генератора прямого цифрового синтеза 8-15 с частотой Доплера отраженного сигнала от i-й цели f_дi, которая задается кодом второго регистра 8-17 δ_i2, введенным процессором 10. Квадратурный сигнал с выхода умножителя комплексных чисел 8-8 преобразуются в аналоговую форму с помощью цифроаналоговых преобразователей 8-9 и 8-10 и далее сглаживается аналогичными полосовыми фильтрами 8-11 и 8-12. Сигнал с выхода полосовых фильтров 8-11 и 8-12 на промежуточной частоте поступает на первый и второй входы квадратурного модулятора 8-13, где с помощью гетеродинного сигнала, поступающего на его третий вход, переносится на несущую частоту. Выходной сигнал квадратурного модулятора 8-13 через циркулятор 8-1 поступает в АПФЦ и излучается.

Техническим преимуществом предлагаемого имитатора радиолокационного сигнала сцены перед прототипом является возможность имитации множества подвижных по дальности и углу целей, без необходимости использования сложных механических приводов для перемещения антенн имитаторов, использования одного имитатора вместо нескольких, реализацией высокой скорости углового перемещения целей, а также с одновременной реализацией требуемого дискрета углового перемещения цели (взаимного размещения двух целей) и необходимого для устойчивой и достоверной работы ретрансляционного имитатора коэффициента передачи тракта антенна РЛС - вход имитатора.

Пользуясь сведениями, представленными в материалах заявки, имитатор радиолокационной цели может быть изготовлен по существующей, известной в радиопромышленности технологии на базе известных комплектующих изделий и использован при проверках РЛС при стендовых испытаниях.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент США 5892479 G01S 7/40 от 06.04.99 "Electromagnetic target generator"

2. Патент США 4521780 G01S 7/40 от 04.06.85 "Target simulation system"

3. Патент США 4660041 G01S 7/40 от 21.4.87 "Radar scene simulator"

4. Боков А.С., Важенин В.Г., Воробьев Л.П., Дядьков Н.А., Нестеров Ю.Г., Сиротин А.И., Мухин В.В. Определение параметров имитатора отраженного сигнала РЛС на основе устройства с радиочастотной памятью. Сборник трудов первой Всероссийской научно-технической конференции. г. Каменск-Уральский, 2004 г.

5. Патент России 2403587 G01S 7/40 от 26.12.2008. "Имитатор радиолокационного сигнала сцены".

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей радиолокационной станцией (РЛС) в широком диапазоне дальностей, углов и скоростей. Достигаемый технический результат - упрощение устройства с повышением достоверности имитации. Указанный результат достигается за счет замены антенн имитаторов и их приводов антенной с подвижным фазовым центром, состоящей из N излучателей, расположенных линейно, на равном расстоянии меньше длины волны в среде распространения электромагнитной волны, из которых m смежных излучателей в соответствующий момент времени подключены синфазно к имитатору сигнала через несогласованные делители и несогласованные СВЧ ключи, расположенные в ответвлении фидерной линии от делителя к излучателю, а также за счет введения в схему имитатора регистра перезаписи кода положения группы подключенных излучателей под управлением процессора и обеспечивающего изменение положения фазового центра виртуальной антенны. Для моделирования нескольких целей фазовый центр излучения перемещается в несколько положений за время обработки сигнала в РЛС, при этом имитатор содержит цифровую линию задержки, параметры которой переключаются синхронно с перемещением фазового центра излучения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство имитатора радиолокационного сигнала сцены содержит безэховую камеру, антенну проверяемой радиолокационной станции (РЛС), имитатор эхо-сигнала, неподвижное и подвижное плоские зеркала, установленные в ближней зоне антенны РЛС, привод подвижного зеркала, при этом неподвижное зеркало переотражает плоскую волну сигнала, излучаемого антенной РЛС, в сторону подвижного зеркала, направление волны, переотраженной подвижным зеркалом, через привод подвижного зеркала регулируется углом наклона подвижного зеркала, систему управления, датчик угла, который механически соединен с подвижным зеркалом, выход датчика угла соединен со входом системы управления, вход привода подвижного зеркала соединен с выходом системы управления, отличающееся тем, что вводится антенна с подвижным фазовым центром, состоящая из N излучателей, расположенных линейно, на равном расстоянии меньше λ в среде распространения электромагнитной волны, последовательно соединенных 1-го несогласованного делителя и 1-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии, 2-го несогласованного делителя и 2-го отрезка фидерной линии длиной, кратной длине волны в фидерной линии, и далее, повторяясь до N-го несогласованного делителя, реактивная нагрузка, сдвигающая при отражении фазу сигнала кратно 2π, к входу которой подключен третий вход-выход последнего N-го несогласованного делителя, вторые входы-выходы каждого из N несогласованных делителей подключены к последовательно соединенным отрезку фидерной линии длиной, кратной половине длины волны в фидерной линии, несогласованному СВЧ ключу и излучателю, вход-выход первого делителя является входом-выходом антенны с подвижным фазовым центром, а имитатор сигнала содержит последовательно соединенные циркулятор, квадратурный смеситель, первый полосовой фильтр, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), умножитель комплексных чисел, первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), третий полосовой фильтр, квадратурный модулятор, второй выход квадратурного смесителя через последовательно соединенные второй полосовой фильтр и второй АЦП подключен ко второму входу ОЗУ, второй выход ОЗУ соединен со вторым входом умножителя комплексных чисел, второй выход умножителя комплексных чисел через последовательно соединенные второй ЦАП и четвертый полосовой фильтр подключен ко второму входу квадратурного модулятора, выход которого соединен со вторым входом циркулятора, гетеродин выход которого соединен с вторым входом квадратурного смесителя и с третьим входом квадратурного модулятора, генератор прямого цифрового синтеза, первый и второй выход которого соединены с третьим и четвертым входами умножителя комплексных чисел соответственно, первый регистр, выход которого подключен к третьему входу ОЗУ, второй регистр, выход которого подключен ко входу генератора прямого цифрового синтеза, а входы-выходы первого и второго регистров подключены к интерфейсному входу-выходу имитатора эхосигнала, процессор, второй вход-выход которого соединен с вход-выходом системы управления и с первым входом-выходом имитатора эхо-сигналов, цифровой регистр, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора, а выходы с 1-го по N-й соединены с входами несогласованных СВЧ ключей соответственно с 1-го по N-й антенны с подвижным фазовым центром, вход-выход антенны с подвижным фазовым центром соединен со вторым входом-выходом имитатора эхосигналов, вход-выход системы управления соединен со вторым входом-выходом процессора, первый вход-выход процессора является интерфейсной связью имитатора радиолокационного сигнала сцены, по которому вводятся данные о параметрах движения имитируемых целей по дальности и углу, текущие данные об угловом положении антенны РЛС.

2. Устройство имитатора радиолокационного сигнала сцены по п.1, отличающееся тем, что излучатели расположены на угловом расстоянии, относительно РЛС, равном ширине диаграммы направленности антенны РЛС, а каждый излучатель соединен с соответствующим несогласованным СВЧ ключом фидерной линией произвольной длины.