Блок приема и синхронизации с функцией формирования дополнительных бланкирующих импульсов Российский патент 2024 года по МПК G01S13/00 G01S7/285 

Предлагаемое техническое решение относится к приемному тракту радиолокационных или аналогичных систем и предназначено для обеспечения высокопроизводительной первичной цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени во всех режимах работы бортового радиолокационного комплекса (БРЛК) и синхронизации работы входящих в него блоков, а также другого бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта.

Из уровня техники известен блок приема и синхронизации [Патент RU №2497148, МПК: G01S 13/90, опубликован 27.10.2013], выбранный в качестве прототипа для заявляемого технического решения. Данный блок содержит модуль синхронизации и n (n-целое число) приемных каналов, каждый из которых содержит усилитель промежуточной частоты, аналого-цифровой преобразователь, цифровой формирователь квадратур, цифровой гетеродин, устройство цифрового гетеродинирования, адаптер, сумматор, оптимальный фильтр, фильтр боковых лепестков, коммутатор и формирователь выходных сигналов. При этом усилитель промежуточной частоты, аналого-цифровой преобразователь, цифровой формирователь квадратур, устройство цифрового гетеродинирования и сумматор соединены последовательно, вход усилителя промежуточной частоты является входом приемного канала, тактовые входы аналого-цифрового преобразователя и модуля синхронизации являются входами сигнала опорной частоты, входы адаптера и модуля синхронизации являются входом интерфейса специализированной цифровой вычислительной машины (СЦВМ). Первый выход адаптера через цифровой гетеродин соединен со вторым входом устройства цифрового гетеродинирования, второй выход соединен с управляющим входом сумматора, а третий с управляющим входом коммутатора. Выход сумматора соединен с первым входом коммутатора, через оптимальный фильтр со вторым входом коммутатора и через фильтр боковых лепестков с третьим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом формирователя выходных сигналов, выход которого является выходом приемного канала. Модуль синхронизации содержит устройство управления, формирователь тактовых импульсов и формирователь сигналов синхронизации блоков БРЛК. При этом первый вход устройства управления является входом модуля синхронизации, а второй вход является входом сигнала опорной частоты. Первый выход устройства управления соединен с тактовым входом адаптера, второй выход - с входом формирователя сигналов синхронизации, а третий выход - с входом формирователя тактовых импульсов. Первый, второй, третий, четвертый выходы формирователя сигналов синхронизации являются соответственно выходами Dπ, Ds, ИЗП, ИБП модуля синхронизации, где Dπ -сигнал управления фазовым манипулятором, Ds - сигнал управления задающим генератором, ИЗП - импульс запуска передатчика, ИБП - импульс бланкирования высокочастотного приемника. Первый и второй выходы формирователя тактовых импульсов являются соответственно выходами TИ_G и TИ_S модуля синхронизации, где TИ_G - тактовый импульс задающего генератора, TИ_S - тактовый импульс СЦВМ.

Техническая проблема, решаемая созданием данного изобретения, заключается в отсутствии синхронизации работы приемных трактов бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта, что приводит к наложению видеоимпульсов сигнала БРЛК на видеоимпульсы радиоизлучающих целей и как следствие пропусканию полезного сигнала, а также негативному влиянию на качество пеленгации.

Технический результат, на который направлено изобретение, заключается в синхронизации работы приемных трактов бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта, с целью устранения негативного влияния на качество пеленгации.

Достижение технического результата обеспечивается изменением ближайшего аналога. В отличие от прототипа модуль синхронизации блока приема и синхронизации дополнительно содержит формирователь дополнительных бланкирующих импульсов, вход которого соединен с четвертым выходом устройства управления, а его выход является выходом дополнительных бланкирующих импульсов, поступающих в приемные тракты бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта, для синхронизации их работы по времени и устранения негативного влияния на качество пеленгации.

Сущность заявляемого изобретения поясняется рисунком, на котором представлена функциональная схема предлагаемого блока приема и синхронизации с функцией формирования дополнительных бланкирующих импульсов, где:

1 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ),

2 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП),

3 - цифровой формирователь квадратур (ЦФК),

4 - устройство цифрового гетеродинирования (УЦГ),

5 - сумматор (Сум),

6 - цифровой гетеродин (ЦТ),

7 - адаптер,

8 - оптимальный фильтр (ОФ),

9 - фильтр боковых лепестков (ФБЛ),

10 - коммутатор (Ком),

11 - формирователь выходных сигналов (ФВС),

12 - устройство управления (УУ),

13 - формирователь сигналов синхронизации (ФСС),

14 - формирователь тактовых импульсов (ФТИ),

15 - формирователь дополнительных бланкирующих импульсов (ФДБИ),

16 - модуль синхронизации.

На схеме представлен один канал блока приема и синхронизации с функцией формирования дополнительных бланкирующих импульсов, при этом блок содержит n (n-целое число) приемных каналов, имеющих аналогичную структуру и количество которых зависит от тактических требований к БРЛК.

УУ 12, ФСС 13, ФТИ 14 и ФДБИ 15 входят в состав модуля синхронизации 16 блока приема и синхронизации.

Вход УПЧ 1 является входом приемного канала блока приема и синхронизации. Выход УПЧ 1 соединен с первым входом АЦП 2, выход которого соединен с входом ЦФК 3. Выход ЦФК 3 соединен с первым входом УЦГ 4, выход которого подключен к первому входу сумматора 5. Выход сумматора 5 соединен с первым входом коммутатора 10 и с входом ОФ 8, выход которого соединен со вторым входом коммутатора 10 и с входом ФБЛ 9, выход которого в свою очередь связан с третьим входом коммутатора 10. Выход коммутатора 10 соединен с входом ФВС 11, выход которого является выходом приемного канала. Второй вход АЦП 2 и вход УУ 12 модуля синхронизации 16 являются тактовыми входами и предназначены для подачи на них сигнала опорной частоты Fon. Вход-выход адаптера 7 и вход-выход УУ 12 модуля синхронизации 16 являются входами-выходами интерфейса СЦВМ. При этом первый выход адаптера 7 соединен с входом ЦТ 6, выход которого соединен со вторым входом УЦГ 4. Второй выход адаптера 7 подключен ко второму (управляющему) входу сумматора 5, а третий его выход соединен с четвертым (управляющим) входом коммутатора 10. Первый выход УУ 12 соединен с входом адаптера 7, второй выход подключен к входу ФСС 13, третий выход соединен с входом ФТИ 14, а четвертый его выход соединен с входом ФДБИ 15. Первый, второй, третий и четвертый выходы ФСС 13 модуля синхронизации 16 являются соответственно выходами сигнала управления фазовым манипулятором Dπ, сигнала управления задающим генератором Ds, импульса запуска передатчика ИЗП и импульса бланкирования высокочастотного приемника ИБП. Первый и второй выходы ФТИ 14 являются соответственно выходами тактового импульса задающего генератора TИ_G и тактового импульса СЦВМ TИ_S. Выход ФДБИ 15 является выходом дополнительных бланкирующих импульсов ДБИ.

Блок приема и синхронизации с функцией формирования дополнительных бланкирующих импульсов работает следующим образом.

С выхода высокочастотного приемника на вход УПЧ 1 поступает сигнал на второй промежуточной частоте. УПЧ 1 усиливает входной сигнал и обеспечивает необходимый уровень сигнала на входе АЦП 2. Второй вход АЦП 2 является тактовым, на него поступает сигнал опорной частоты Foп. С выхода АЦП 2 сигнал в цифровой форме поступает на ЦФК 3. В ЦФК 3 происходит цифровое разложение сигнала на реальную и мнимую квадратурные составляющие сигнала, которые с выхода ЦФК 3 поступают на первый вход УЦГ 4. На второй вход УЦГ 4 с выхода ЦГ 6 поступают цифровые сигналы, соответствующие реальной и мнимой квадратурным составляющим сигнала гетеродина. Код частоты ЦГ 6 поступает с первого выхода адаптера 7. После гетеродинирования сигнал поступает на сумматор 5, где происходит суммирование отсчетов сигнала на интервале одного элемента дальности. Количество суммируемых выборок, задержка начала зоны приема относительно импульса начала отсчета, количество элементов дальности в зоне приема, задержка начала кадра относительно тактового импульса и размер кадра определяются соответствующими кодами, поступающими на второй (управляющий) вход сумматора 5 со второго выхода адаптера 7. После суммирования отсчетов сигнала в сумматоре 5 производится деление суммарного сигнала на количество суммируемых выборок (нормировка данных) и полученный сигнал поступает через коммутатор 10 на ФВС 11. ФВС 11 обеспечивает передачу выходной цифровой информации в устройство вторичной обработки сигналов БРЛК по последовательным LVDS шинам (LVDS - Low-Voltage Differential Signaling). Коммутатор 10 обеспечивает прохождение сигнала с выхода сумматора 5 без фильтрации или через ОФ 8, или, дополнительно, через ФБЛ 9, в зависимости от поступающей команды с третьего выхода адаптера 7 на четвертый (управляющий) вход коммутатора 10.

Управление блоком приема и синхронизации с функцией формирования дополнительных бланкирующих импульсов производится СЦВМ по интерфейсу SMI (Serial Management Interface) через адаптер 7 и УУ 12. Интерфейс SMI представляет собой последовательную синхронную шину (сигналы mdc, mdio и шина GND), обеспечивающую доступ по записи и чтению к 16-разрядным регистрам устройств. Синхронизация работы приемных каналов блока обеспечивается тактовым импульсом и импульсом начала отсчета, поступающими из модуля синхронизации с первого выхода УУ 12 на тактовый вход адаптера 7. Со второго выхода УУ 12 поступают команды на вход ФСС 13, который обеспечивает формирование сигналов управления: Dπ - сигнал управления фазовым манипулятором, Ds - сигнал управления задающим генератором, ИЗП - импульс запуска передатчика, ИБП - импульс бланкирования высокочастотного приемника. С третьего выхода УУ 12 поступают команды на вход ФТИ 14, который обеспечивает формирование импульсов синхронизации БРЛК: ТИ_G - тактовый импульс задающего генератора, ТИ_S - тактовый импульс СЦВМ. С четвертого выхода УУ 12 поступают команды на вход ФДБИ 15. ФДБИ 15 представляет собой цифровое устройство, которое может быть реализуемо, например, на ПЛИС, программным или любым другим способом, которое формирует и выдает дополнительные бланкирующие импульсы ДБИ необходимой длительности в зависимости от команды поступающей с УУ 12.

Работа приемных трактов бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта, разделяется во времени. Вновь введенный ФДБИ 15 модуля синхронизации 16 блока приема и синхронизации формирует дополнительно n-бланкирующих импульсов (ДБИ) для каждого n-го приемного тракта бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта. В момент получения ДБИ приемные тракты неиспользуемого в данный период времени бортового радиолокационного оборудования переходят в закрытое состояние, то есть обеспечивается синхронизация работы приемных трактов по времени, вследствие чего устраняется негативное влияние на качество пеленгации при наложении видеоимпульсов сигнала БРЛК на видеоимпульсы радиоизлучающих целей для каждого приемного тракта бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта.

Промышленная применимость данного изобретения возможна, исходя из того, что все используемые операции реализуемы на практике в аналоговой и цифровой технике, а также программным способом в вычислительной технике.

Техническое решение относится к приемному тракту радиолокационных или аналогичных систем. Техническим результатом изобретения является синхронизация работы приемных трактов бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта, с целью устранения негативного влияния на качество пеленгации. Такой результат обеспечивается за счет того, что блок приема и синхронизации дополнительно содержит формирователь дополнительных бланкирующих импульсов, вход которого соединен с четвертым выходом устройства управления, а его выход является выходом дополнительных бланкирующих импульсов, поступающих в приемные тракты бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта, для синхронизации их работы по времени и устранения негативного влияния на качество пеленгации. 1 ил.

Блок приема и синхронизации с функцией формирования дополнительных бланкирующих импульсов, содержащий модуль синхронизации и n (n - целое число) приемных каналов, каждый из которых содержит усилитель промежуточной частоты, аналого-цифровой преобразователь, цифровой формирователь квадратур, устройство цифрового гетеродинирования, сумматор, цифровой гетеродин, адаптер, оптимальный фильтр, фильтр боковых лепестков, коммутатор и формирователь выходных сигналов, при этом в состав модуля синхронизации входят устройство управления, формирователь сигналов синхронизации и формирователь тактовых импульсов, вход усилителя промежуточной частоты является входом приемного канала блока приема и синхронизации, выход усилителя промежуточной частоты соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом цифрового формирователя квадратур, выход цифрового формирователя квадратур соединен с первым входом устройства цифрового гетеродинирования, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход сумматора соединен с первым входом коммутатора и с входом оптимального фильтра, выход которого соединен со вторым входом коммутатора и с входом фильтра боковых лепестков, выход которого в свою очередь связан с третьим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом формирователя выходных сигналов, выход которого является выходом приемного канала, второй вход аналого-цифрового преобразователя и вход устройства управления модуля синхронизации являются тактовыми входами и предназначены для подачи на них сигнала опорной частоты, вход-выход адаптера и вход-выход устройства управления модуля синхронизации являются входами-выходами интерфейса специализированной цифровой вычислительной машины, при этом первый выход адаптера соединен с входом цифрового гетеродина, выход которого соединен со вторым входом устройства цифрового гетеродинирования, второй выход адаптера подключен ко второму входу сумматора, а третий его выход соединен с четвертым входом коммутатора, первый выход устройства управления соединен с входом адаптера, второй его выход подключен к входу формирователя сигналов синхронизации, а третий выход соединен с входом формирователя тактовых импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы формирователя сигналов синхронизации являются соответственно выходами сигнала управления фазовым манипулятором, сигнала управления задающим генератором, импульса запуска передатчика и импульса бланкирования высокочастотного приемника, первый и второй выходы формирователя тактовых импульсов являются соответственно выходами тактового импульса задающего генератора и тактового импульса специализированной цифровой вычислительной машины, отличающийся тем, что в модуль синхронизации введен формирователь дополнительных бланкирующих импульсов, вход которого соединен с четвертым выходом устройства управления, а его выход является выходом дополнительных бланкирующих импульсов, поступающих в приемные тракты бортового радиолокационного оборудования, входящего в состав объекта, для синхронизации их работы по времени и устранения негативного влияния на качество пеленгации.