Способ встроенного контроля бортовых радиолокационных станций Российский патент 2019 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано для встроенного контроля бортовых радиолокационных станций, установленных на летательных аппаратах.

Известен аналог - способ встроенного контроля бортовой радиолокационной станции (БРЛС), установленной на летательном аппарате (ЛА), основанный на использовании специального зонда, установленного в расчетной точке ЛА или обтекателя антенны БРЛС (патент №2268478 РФ, МПК G01S 7/40, G01S 13/44. Способ встроенного контроля бортовой моноимпульсной РЛС и устройства для его реализации / Жуков В.М., Жуков М.В. // Изобретения. Полезные модели. - 2006. - Опубл. 20.01.2006. - Бюл. №2.).

В данном способе-аналоге в режиме «Контроль» выход передатчика БРЛС, генерирующего сверхвысокочастотные (СВЧ) сигналы на несущей частоте f_c, подключают к детектору мощности, включают передатчик и оценивают его мощность, формируют сигналы, несущая частота которых f₀ в n раз меньше несущей частоты f_c сигналов, генерируемых передатчиком, задерживают их относительно СВЧ сигналов передатчика, облучают ими зонд, принимают переизлученные зондом СВЧ сигналы на частоте f_c, измеряют время задержки принятого сигнала, вычисляют погрешность измерения дальности и принимают решение о работоспособности БРЛС, если мощность передатчика не ниже заданной, а погрешность измерения дальности меньше допустимой.

Способ-аналог имеет следующие недостатки.

Наличие специального зонда и устройства обработки принятых зондом СВЧ сигналов, преобразующего колебания с несущей частоты f₀ на несущую частоту f_c, которая в n раз меньше несущей частоты f₀, усложняет БРЛС и увеличивает ее массогабаритные характеристики.

В режиме «Контроль» в свободное пространство происходит излучение СВЧ сигналов на несущих частотах f₀ и f_c.

При разработке БРЛС в значение излучаемой мощности передатчика всегда закладывается коэффициент запаса (энергетический запас) на не учитываемые факторы в 3…10 дБ (снижение энергетического потенциала БРЛС из-за воздействия внешних воздействующих факторов, старения и т.д.) (Ю.Ф. Широков. Основы теории радиолокационных систем. Электронное учебное пособие. - Самара, 2012 г., стр. 20), что приводит к превышению излучаемой мощности передатчика при работе БРЛС над заданной мощностью передатчика на коэффициент запаса при пороговом методе оценки излучаемой мощности передатчика.

Известен прототип - способ встроенного контроля БРЛС, основанный на использовании линии задержки, работающей на промежуточной частоте f_пр и имитирующей задержку сигнала на заданной высоте с определенным значением ослабления задерживаемого сигнала (П.С. Давыдов. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. - М.: Радио и связь, 1988 г., стр. 151-152).

В данном способе-прототипе в режиме «Контроль» приемопередающую антенну БРЛС отключают от выхода передатчика, выход передатчика, генерирующего сверхвысокочастотные сигналы на несущей частоте f_c, подключают ко входу системы встроенного контроля (СВК), выход СВК ко входу приемника.

В системе встроенного контроля после включения передатчика последовательно работают в два этапа:

- на первом этапе измеряют мощность передатчика на несущей частоте f_c на входе системы контроля;

- на втором этапе преобразуют СВЧ сигналы с несущей частоты f_c на промежуточную частоту f_пр, задерживают и ослабляют на заданную величину сигналы на промежуточной частоте f_пр, при помощи входящей в состав СВК линии задержки, преобразуют задержанные и ослабленные сигналы с промежуточной частоты f_пр на несущую частоту f_c и подают их на вход приемника. Измеряют время задержки принятого сигнала, вычисляют погрешность измерения дальности.

Затем принимают решение о работоспособности БРЛС, если мощность передатчика на входе системы контроля не ниже мощности, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности (не ниже заданной), а погрешность измерения дальности меньше допустимой.

В способе-прототипе использование порогового метода оценки излучаемой мощности передатчика приводит к повышению излучаемой мощности передатчика при работе БРЛС из-за наличия коэффициента запаса на не учитываемые факторы в 3…10 дБ, закладываемого в значение излучаемой мощности передатчика при разработке БРЛС (Ю.Ф. Широков. Основы теории радиолокационных систем. Электронное учебное пособие. - Самара, 2012 г., стр. 20).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение излучаемой мощности передатчика при работе БРЛС.

Технический результат достигается тем, что в способе встроенного контроля бортовых радиолокационных станций, заключающемся в отключении в режиме «Контроль» приемопередающей антенны от выхода передатчика, подключении выхода передатчика, генерирующего СВЧ сигналы на несущей частоте f_c, ко входу системы встроенного контроля, подключении выхода системы встроенного контроля ко входу приемника, преобразовании в системе встроенного контроля после включения передатчика СВЧ сигналов с несущей частоты f_c на промежуточную частоту f_пр, задержке и ослаблении на заданную величину сигналов на промежуточной частоте f_пр, при помощи линии задержки, входящей в состав системы встроенного контроля, преобразовании задержанных и ослабленных сигналов с промежуточной частоты f_пр на несущую частоту f_c, подаче сигналов на несущей частоте f_c на вход приемника, измерении времени задержки принятого сигнала, вычислении погрешности измерения дальности и принятии решения о работоспособности БРЛС, если погрешность измерения дальности меньше допустимой, одновременно с измерением времени задержки принятого сигнала измеряют мощность СВЧ сигналов на несущей частоте f_c на входе приемника и управляют мощностью передатчика, уменьшая ее до значения, при котором мощность СВЧ сигналов на входе приемника на несущей частоте f_c будет соответствовать мощности, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности, фиксируют полученное значение мощности передатчика и генерируют СВЧ сигналы на несущей частоте f_c при работе БРЛС в рабочем режиме с зафиксированным в режиме «Контроль» значением мощности передатчика.

При разработке БРЛС в значение излучаемой мощности передатчика всегда закладывается коэффициент запаса (энергетический запас) на не учитываемые факторы в 3…10 дБ (снижение энергетического потенциала БРЛС из-за воздействия внешних воздействующих факторов, старения и т.д.) (Ю.Ф. Широков. Основы теории радиолокационных систем. Электронное учебное пособие. - Самара, 2012 г., стр. 20), что приводит к превышению излучаемой мощности передатчика при работе БРЛС над мощностью передатчика, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности, на коэффициент запаса при пороговом методе оценки излучаемой мощности передатчика.

Коэффициент запаса на не учитываемые факторы является величиной переменной и должен быть тем больше, чем больше гарантийный срок службы БРЛС. До окончания гарантийного срока службы БРЛС мощность СВЧ сигналов на входе приемника на несущей частоте f_c превышает мощность, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности.

Способ встроенного контроля бортовых радиолокационных станций реализуется следующим образом.

В режиме «Контроль» выход передатчика, генерирующего сверхвысокочастотные сигналы на несущей частоте f_c, подключают ко входу системы встроенного контроля (СВК), а выход СВК ко входу приемника.

Приемопередающую антенну БРЛС отключают от выхода передатчика.

В системе встроенного контроля после включения передатчика преобразуют СВЧ сигналы с несущей частоты f_c на промежуточную частоту f_пр, задерживают и ослабляют на заданную величину сигналы на промежуточной частоте f_пр, при помощи входящей в состав СВК линии задержки, преобразуют задержанные и ослабленные сигналы с промежуточной частоты f_пр на несущую частоту f_c и подают их на вход приемника.

Измеряют время задержки принятого сигнала, вычисляют погрешность измерения дальности.

Измеряют мощность СВЧ сигналов на несущей частоте f_c на входе приемника (на выходе системы встроенного контроля).

Измерения времени задержки принятого сигнала и мощности СВЧ сигналов на несущей частоте f_c на входе приемника проводят одновременно.

Принимают решение о работоспособности БРЛС, если погрешность измерения дальности меньше допустимой, а мощность СВЧ сигналов на несущей частоте f_c на входе приемника достаточна для проведения измерения дальности.

Управляют мощностью передатчика, уменьшая ее до значения, при котором мощность СВЧ сигналов на входе приемника на несущей частоте f_c будет соответствовать мощности, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности.

Фиксируют уменьшенное значение мощности передатчика для дальнейшего использования полученного значения мощности передатчика после завершения режима «Контроль».

Генерируют СВЧ сигналы на несущей частоте f_c при работе БРЛС в рабочем режиме с зафиксированным в режиме «Контроль» значением мощности передатчика.

Данный способ встроенного контроля бортовых радиолокационных станций имеет существенные отличия от прототипа, поскольку обеспечивается снижение излучаемой мощности передатчика при работе БРЛС за счет управления мощностью (снижения мощности) передатчика перед непосредственным использованием БРЛС до значения, при котором мощность СВЧ сигналов на входе приемника на несущей частоте f_c будет соответствовать мощности, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности.

Кроме того, одноэтапная работа системы встроенного контроля обеспечивает одновременное измерение погрешности измерения дальности и мощности передатчика на входе системы контроля, что уменьшает время работы системы встроенного контроля - время работы в режиме «Контроль».

Данный способ встроенного контроля бортовых радиолокационных станций имеет дополнительные отличия от аналога:

- отсутствие специального зонда и устройства обработки принятых зондом СВЧ сигналов, преобразующего колебания с несущей частоты f₀ на несущую частоту f_c, которая в n раз меньше несущей частоты f₀, упрощает БРЛС и снижает ее массогабаритные характеристики;

- отсутствие излучения в режиме «Контроль» в свободное пространство СВЧ сигналов на несущих частотах f₀ и f_c.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано для встроенного контроля бортовых радиолокационных станций (БРЛС), установленных на летательных аппаратах. Технический результат - снижение излучаемой мощности передатчика при работе БРЛС. Указанный результат достигается за счет того, что в режиме «Контроль» после включения передатчика преобразование сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов с несущей частоты на промежуточную в системе встроенного контроля, задержку и ослабление сигналов при помощи линии задержки, преобразование сигналов с промежуточной частоты на несущую и подачу на вход приемника одновременно с измерением времени задержки принятого сигнала измеряют мощность СВЧ сигналов на несущей частоте на входе приемника и управляют мощностью передатчика, уменьшая ее до значения, при котором мощность СВЧ сигналов на входе приемника на несущей частоте будет соответствовать мощности, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности, фиксируют полученное значение мощности передатчика и генерируют СВЧ сигналы на несущей частоте при работе БРЛС в рабочем режиме с зафиксированным в режиме «Контроль» значением мощности передатчика.

Способ встроенного контроля бортовых радиолокационных станций, заключающийся в отключения в режиме «Контроль» приемопередающей антенны от выхода передатчика, подключении выхода передатчика, генерирующего СВЧ сигналы на несущей частоте f_c, ко входу системы встроенного контроля, подключении выхода системы встроенного контроля ко входу приемника, преобразовании в системе встроенного контроля после включения передатчика СВЧ сигналов с несущей частоты f_c на промежуточную частоту f_пр, задержке и ослаблении на заданную величину сигналов на промежуточной частоте f_пр, при помощи линии задержки, входящей в состав системы встроенного контроля, преобразовании задержанных и ослабленных сигналов с промежуточной частоты f_пр на несущую частоту f_c, подаче сигналов на несущей частоте f_c на вход приемника, измерении времени задержки принятого сигнала, вычислении погрешности измерения дальности и принятии решения о работоспособности бортовых радиолокационных станций, если погрешность измерения дальности меньше допустимой, отличающийся тем, что одновременно с измерением времени задержки принятого сигнала измеряют мощность СВЧ сигналов на несущей частоте f_c на входе приемника и управляют мощностью передатчика, уменьшая ее до значения, при котором мощность СВЧ сигналов на входе приемника на несущей частоте f_c будет соответствовать мощности, при которой обеспечивается допустимая погрешность измерения дальности, фиксируют полученное значение мощности передатчика и генерируют СВЧ сигналы на несущей частоте f_c при работе бортовых радиолокационных станций в рабочем режиме с зафиксированным в режиме «Контроль» значением мощности передатчика.