Имитационно-испытательный комплекс полунатурного тестирования радиолокационной станции Российский патент 2020 года по МПК G01S7/40 

Предлагаемый имитационно-испытательный комплекс полунатурного тестирования радиолокационной станции относится к радиолокации и может использоваться для оценки наиболее достоверных характеристик радиолокационных средств.

Известен «Имитационно-испытательный комплекс для радиолокационной станции» (RU №2533779 С2, опубл. 20.03.2014 г., МПК G01S 7/40) содержащий цель для создания натурной обстановки в зоне обзора по заданной программе облета, на борту которой установлены подключенная к спутниковой навигационной системе пилотажно-навигационная система и измерительное радиоэлектронное устройство, связанные с пунктом управления. Цель для создания натурной обстановки в зоне обзора по заданной программе облета выполнена в виде беспилотного летательного аппарата с крылом, оперением, фюзеляжем, двигателем и устройством посадки, снабженного пусковой установкой, на направляющей которой установлены толкатель и сбоку со стороны винта двигателя убираемый выдвижной стартер. На фюзеляже в нижней его части по продольной оси закреплен упор, контактирующий при взлете с торцевой поверхностью толкателя, а устройство посадки установлено в отсеке, на стенке которого закреплена открывающаяся створка, соединенная с автоматическим замком.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Система проверки и испытаний средств противовоздушной обороны» (RU №109870 U1, опубл. 27.10.2011, МПК G01S 7/40), содержащая воздушную цель с устройством управления, радиолокационную станцию обнаружения и станцию захвата и сопровождения цели, устройство регистрации параметров обнаружения и сопровождения цели, причем воздушная цель выполнена в виде беспилотного летательного аппарата с изменяемой эффективной площадью рассеивания.

Недостатками известных устройств заключается в том, что работа предлагаемых систем проверки и испытаний предполагает полноценный выход в эфир радиопередающих устройств тестируемой радиолокационной станции, что не всегда возможно.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении возможности проведения полунатурных испытаний радиолокационных станций различного типа с возможностью имитации всех параметров радиолокационных целей.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что имитационно-испытательный комплекс полунатурного тестирования радиолокационной станции содержит имитатор цели, выполненный в виде беспилотного летательного аппарата с установленным на нем радиолокационным отражателем, устройство управления имитатором цели с антенным постом и тестируемую радиолокационную станцию.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение заявленного технического эффекта является введение в его состав формирователя отраженного от имитатора цели сигнала, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами тестируемой радиолокационной станции, передатчика СВЧ сигнала подсвета, вход которого подключен к выходу формирователя отраженного от имитатора цели, выход передатчика СВЧ сигнала подсвета соединен со входом передающей антенны сигнала подсвета имитируемой цели, установленный на привод позиционирования передающей антенны сигнала подсвета, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала позиционирования передающей антенны сигнала подсвета, вход которого соединен, с устройством управления имитатора цели. Причем передающая антенна сигнала подсвета с приводом закрыта барьером из радиопоглощающего материала. Отражатель, установленный на беспилотном летательном аппарате, выполнен всенаправленным, беспилотный летательный аппарат выполнен на базе квадрокоптера, способного зависать неподвижно относительно тестируемой радиолокационной станции

На фиг. представлен имитационно-испытательный комплекс для тестирования радиолокационной станции, где:

1. БПЛА-имитатор цели квадрокоптерного типа;

2. Всенаправленный радиолокационный отражатель на борту БПЛА;

3. Устройство управления БПЛА с антенным постом;

4. Тестируемая РЛС (в режиме работы «на прием»);

5. Формирователь отраженного от имитатора цели (БПЛА) сигнала;

6. Передатчик СВЧ сигнала «подсвета»;

7. Передающая антенна сигнала «подсвета» имитируемой цели;

8. Механический привод позиционирования передающей антенны сигнала «подсвета»;

9. Формирователь сигналов позиционирования передающей антенны сигнала «подсвета» имитатора цели (БПЛА);

10. Барьер из радиопоглощающего материала вокруг антенны сигнала «подсвета», обеспечивающий развязку по прямому каналу; прохождению сигнала от нее к антенному посту тестируемой РЛС;

11. Антенный пост (в том числе на основе ФАР, АФАР) в составе РЛС;

12. Возможные пространственные положения диаграммы направленности антенного поста РЛС при обзоре или сопровождении цели;

13. Траектория перемещения БПЛА-имитатора цели в одной из картинных плоскостей;

14. Средняя высота подъема БПЛА (наклонная дальность R) от антенны тестируемой РЛС;

15. Главный луч передающей антенны сигнала «подсвета»;

16. Максимальный уровень боковых лепестков антенны сигнала «подсвета» в области расположения антенны тестируемой РЛС;

17. Канал управления имитатором цели - БПЛА;

18. Переизлученный (от отражателя на БПЛА) сигнал имитируемой цели.

Имитационно-испытательный комплекс полунатурного тестирования радиолокационной станции содержит имитатор цели 1 в виде беспилотного летательного аппарата с установленным на нем радиолокационным отражателем 2, устройство управления имитатором цели с антенным постом 3 и тестируемую радиолокационную станцию 4. Кроме того, имитационно-испытательный комплекс полунатурного тестирования радиолокационной станции содержит формирователь отраженного от имитатора цели сигнала 5, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами тестируемой радиолокационной станции 4, передатчик СВЧ сигнала подсвета 6, вход которого подключен к выходу формирователя отраженного от имитатора цели сигнала 5. Выход передатчика СВЧ сигнала подсвета 6 соединен с входом передающей антенны сигнала подсвета имитируемой цели 7, установленный на привод позиционирования передающей антенны сигнала подсвета 8, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала позиционирования передающей антенны сигнала подсвета 9, вход которого соединен с устройством управления имитатора цели с антенным постом 3, причем передающая антенна сигнала подсвета 7 с приводом ее позиционирования 8 закрыта барьером из радиопоглощающего материала 10

Система работает следующим образом.

Тестируемая РЛС (4), работающая в режиме «на прием» (при этом передатчик может либо не включаться вовсе, либо работать на «эквивалент» антенны), в каком-то из возможных режимов (обзор, сопровождение и т.д.), передает по системе наземных кабельных коммуникаций от блоков синхронизатора и блока опорных генераторов на формирователь отраженного от имитируемой цели сигнала 5 необходимые для этого параметры (возможные опорные частоты излучения, синхроимпульсы запуска передатчика и т.д.). В формирователе отраженного от имитатора цели сигнала (5), на основе сигналов от тестируемой РЛС, формируются имитационные сигналы, «отраженные от цели» с необходимыми (относительно излучаемых):

- задержками, которые определяют дальность до цели;

- доплеровскими сдвигами частоты, определяющими радиальную скорость сближения цели и РЛС;

- затухание, определяющее рассеивающие параметры пеленгуемой цели (ЭПР) и т.д.

Сформированные в формирователе отраженного от имитатора цели сигнала 5, сигналы после соответствующего усиления в передатчике СВЧ сигнала подсвета 6, подаются на передающую антенну сигнала подсвета имитируемой цели 7, установленной на механическом приводе позиционирования передающей антенны подсвета 8 следящей за перемещением БПЛА 1 в пространстве. Сигналы управления приводом 8 вырабатываются формирователем сигнала позиционирования передающей антенны подсвета на БПЛА 9 на основе данных, поступающих от наземного устройства управления БПЛА с антенным постом 3. Из этих сигналов формируются команды приводом позиционирования передающей антенны подсвета на имитатор цели, таким образом, что отслеживаемый имитатор цели 1 (БПЛА) все время находится в главном луче диаграммы направленности 15 передающей антенны сигнала подсвета имитируемой цели 7. Всенаправленный радиолокационный отражатель 2 на борту БПЛА равномерно рассеивает энергию облучения 18 в пространстве согласно бистатической диаграмме вторичного рассеяния (индикатриссе) для применяемого всенаправленного отражателя. Таким образом, при условии, что рассеивающий объект (отражатель на борту БПЛА) удален на расстояние R14 «дальней зоны» для тестируемой РЛС у поверхности ее антенного поста 11, создается плоская электромагнитная волна, нормаль к фронту которой соответствует определенному угловому положению отражающего объекта в системе координат тестируемой РЛС. Имитировать различные угловые положения (или их непрерывное изменение) можно задавая различные траектории 13 и скорости перемещения по ним БПЛА, используя для этого стандартный канал управления 17 БПЛА с его наземным устройством управления с антенным постом 3. Таким образом, появляется возможность помимо дальности, скорости и ЭПР имитатора цели, формируемых в формирователе отраженного от имитатора цели сигнала 5, включить в работу по БПЛА и каналы углового сопровождения тестируемой РЛС (без излучения в эфир зондирующего сигнала передатчика). Излучаемая в эфир мощность имитирующего сигнала подсвета БПЛА, будет определяться предельной чувствительностью тестируемой РЛС (для выбранного типа отражателя на борту БПЛА), а изменение уровня мощности передатчика СВЧ сигнала подсвета 6, позволяет имитировать цели с различными ЭПР. При этом необходимо обеспечить значительную степень развязки по каналу прямого прохождения, определяемому уровнем максимального бокового излучения 16 передающей антенны сигнала «подсвета» имитируемой цели, между ней и антенным постом 11 тестируемой РЛС 4. Это может быть достигнуто за счет экранирования передающей антенны сигнала «подсвета» имитируемой цели барьером из радиопоглощающего материала 10, а так же за счет удаления антенного поста тестируемой РЛС 11 и передающей антенны сигнала подсвета имитируемой цели 7 друг от друга на расстояния обеспечивающую необходимую степень развязки. Если весь комплекс аппаратуры формирования и передачи сигнала «подсвета» организован в виде передвижного мобильного поста смонтированного, например, на шасси автомобиля такая задача может быть решена.

Таким образом, рассматриваемая система полунатурного моделирования позволяет практически в полной мере имитировать работу РЛС (по одной цели) в различных режимах ее работы. При этом, в режиме полунатурного моделирования, появляется возможность тестирования всех блоков тестируемой РЛС (в том числе антенны, СВЧ блоков приемника, каналов углового сопровождения) и, что особенно важно, в совокупности оценивать работу РЛС в целом.

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для оценки наиболее достоверных характеристик радиолокационных средств. Достигаемый технический результат – возможность проведения полунатурных испытаний радиолокационных станций различного типа с возможностью имитации параметров радиолокационных целей. Имитационно-испытательный комплекс полунатурного тестирования радиолокационной станции (РЛС) содержит имитатор цели, выполненный в виде беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с установленным на нем радиолокационным отражателем, устройство управления имитатором цели с антенным постом, тестируемую РЛС, формирователь отраженного от имитатора цели сигнала, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами тестируемой РЛС, передатчик СВЧ сигнала подсвета, вход которого подключен к выходу формирователя отраженного от имитатора цели сигнала, выход передатчика СВЧ сигнала подсвета соединен со входом передающей антенны сигнала подсвета имитируемой цели, установленной на привод позиционирования передающей антенны сигнала подсвета, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала позиционирования передающей антенны сигнала подсвета, вход которого соединен с устройством управления имитатора цели, причем передающая антенна сигнала подсвета с приводом закрыта барьером из радиопоглощающего материала. Отражатель, установленный на БПЛА, выполнен всенаправленным, БПЛА выполнен на базе квадрокоптера, способного зависать неподвижно относительно тестируемой радиолокационной станции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Имитационно-испытательный комплекс полунатурного тестирования радиолокационной станции, содержащий имитатор цели, выполненный в виде беспилотного летательного аппарата с установленным на нем радиолокационным отражателем, устройство управления имитатором цели с антенным постом, тестируемую радиолокационную станцию, отличающийся тем, что в состав имитационно-испытательного комплекса полунатурного тестирования радиолокационной станции введены формирователь отраженного от имитатора цели сигнала, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами тестируемой радиолокационной станции, передатчик СВЧ сигнала подсвета, вход которого подключен к выходу формирователя отраженного от имитатора цели, выход передатчика СВЧ сигнала подсвета соединен со входом передающей антенны сигнала подсвета имитируемой цели, установленной на привод позиционирования передающей антенны сигнала подсвета, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала позиционирования передающей антенны сигнала подсвета, вход которого соединен с устройством управления имитатора цели, причем передающая антенна сигнала подсвета с приводом закрыта барьером из радиопоглощающего материала.

2. Имитационно-испытательный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что отражатель, установленный на беспилотном летательном аппарате, выполнен всенаправленным.

3. Имитационно-испытательный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что беспилотный летательный аппарат выполнен на базе квадрокоптера, способного зависать неподвижно относительно тестируемой радиолокационной станции.