Структурные схемы вторичных моноимпульсных обзорных радиолокаторов (стр. 3 из 4)
Оба процессора связаны между собою шиной высокой производительности. К этой шине подключены формирователь сигналов сообщений, генератор программ обслуживания процессора реального времени и отдельных адаптивных устройств радиолокатора, интерфейс пользователя, через который передаются сформированные сообщения о целях, сигналы управления и контроля, а также шинный интерфейс панели управления экстрактором.
На вход экстрактора поступают из основного оборудования радиолокатора видеосигналы log Σ, log Δ/Σ, log Ω и «Знак», а также вспомогательные сигналы «Север», малые азимутальные импульсы (МАИ) и синхронизирующие импульсы внешнего запуска.
Через интерфейс пользователя от основных узлов рабочего и резервного комплектов радиолокатора поступают контрольные сигналы с информацией о состоянии этих узлов и их параметры. На этот интерфейс поступают также сигналы дистанционного управления. Сигналы местного управления радиолокатором непосредственно подключены к шинному интерфейсу.
Основным назначением процессора сигналов реального времени является обнаружение импульсов ответа и формирование начального сообщения о параметрах ответного сигнала. Это сообщение содержит в себе следующую информацию:
– тип фронтов импульсов ответа (передний фронт или задний срез);
– положение фронта импульса ответа;
– азимутальная поправка положения фронта импульса;
– знак азимутальной поправки положения фронта импульса;
– признак принадлежности фронта импульса к сигналу бокового лепестка ДНА.
Функциональная схема устройства обнаружения импульсов ответа, работающего в реальном масштабе времени, приведена на рис. 6.
Видеосигналы суммарного канала logΣ поступают на обнаружитель переднего (L) и заднего (T) фронтов ответных импульсов. Обнаружение фронтов осуществляется традиционно: ограничение, дифференцирование и униполяризация принятых сигналов. Одновременно идёт подтверждение существования самого импульса достаточно большой амплитуды. Порог срабатывания этой схемы регулируется напряжением временного автоматического регулирования чувствительности STC (Sensitivy Time Control), поступающим из генератора программ экстрактора. Принцип получения управляющего напряжения в системе STC аналогичный формированию напряжения в системе временного автоматического регулирования усиления GTS (Gain Time Control). Однако исполняющим устройством регулирования параметров этой системы является не регулятор усиления, а пороговое устройство, которое определяет границу срабатывания системы для сигналов бортовых ответчиков ВС, расположенных на разных расстояниях от радиолокатора. Использование этой системы позволяет существенно увеличить допустимые границы динамического диапазона амплитуд принимаемых сигналов. Кроме того, автоматическое регулирование уровня срабатывание обнаружителя – MTL (Minimum Trigger Level) стабилизирует вероятность ложных тревог.
Управляющее напряжение для системы STC формируется в генераторе программ экстрактора. Это напряжение имеет две составляющие:
– регулярное управляющее напряжение STC, повторяющееся при каждом новом запросе;
– управляющее напряжение STC, стробированное по дальности и азимуту RAG STC (Range-Azimuth Gated Sensitivity Time Control).
От начала запуска запросчика и ко времени t0, соответствующего формированию импульса запроса Р3 + 3 мкс, постоянным управляющим напряжением STC (рис. 7) устанавливается постоянное значение порога Bmax до 80 дБ. Затем к моменту времени tmax порог уменьшается по логарифмическому закону со спадом 6 дБ на октаву (20 дБ на декаду). После момента времени tmax порог остаётся постоянным Bmin. Закон изменения управляющего напряжения аппроксимируется ступенчатой функцией с перепадом напряжения между ступенями 1 дБ. Интервал времени между t0 и tmax соответствует дальности действия радиолокатора (приблизительно 465 км). Этот интервал разбит на определённое количество дискретов во времени, каждый последующий дискрет больше предшествующего в 1,22 раза:
Управляющее напряжение системы STC, стробированное по дальности и азимуту, формируется «картой RAG STC» в генераторе программ экстрактора. Карта RAG STC – это запоминающее устройство, каждая ячейка которого соответствует определённому участку контролируемого пространства. Всё пространство разбито на 256 азимутальных секторов и 64 дискрета по дальности. В любую из 16 384 ячеек памяти карты записываются значения дополнительного порога в диапазоне –14…+14 дБ. Общий порог срабатывания системы будет определяться суммой порогов регулярной составляющей STC и RAG STC. Использование подобной «географической» системы управления порогом особенно эффективно в случаях, когда на некоторых участках контролируемого пространства обнаруживаются помехи слишком высокого уровня, вызванные переотражением от местных предметов или многопутным распространением радиоволн.
Приведенные количественные параметры карты RAG STC относятся к вторичному моноимпульсному радиолокатору SIR-S. Для модификации этого радиолокатора SIR-M параметры карты выбраны несколько иными: 40 дискретов по дальности, 128 азимутальных секторов, а величина напряжения для каждого дополнительного порога устанавливается в пределах ±10 дБ с градациями по 0,5 дБ.
После пороговой схемы и обнаружителя сигналы признака наличия импульсов и фронтов этих импульсов (см. рис. 6) поступают на определитель фронтов, который устанавливает тип фронта (передний L или задний T). Это необходимо для того, чтобы в дальнейшем при наложении ответных сигналов можно было бы восстанавливать передние фронты импульсов по задним и с большей достоверностью разделять переплетённые, пересечённые и сближенные коды ответа. В определителе фронтов все входные сигналы разбиваются во времени на отдельные дискреты CP (Clock Pulse). Продолжительность любого дискрета равна 50 нс, то есть длина импульсов ответа в соответствии с рекомендациями ІСАО будет соответствовать приблизительно 16 временным дискретам (0,8 мкс), а продолжительность фронта импульса занимает лишь один временной дискрет. Распределение фронтов на передние и задние осуществляется по правилу, проиллюстрированному рис. 8. Если при t1 L = 1 и P = 1, а при (t1+CP) P = 1 и L = 0, то это означает обнаружение переднего фронта импульса (L). Если при t2 P = 0 и T = 1, а при (t2 – CP) T = 0 и P = 1, то это означает обнаружение заднего фронта импульса (T).
После определения типа фронтов сигналы поступают на интервальный фильтр, определяющий разность появления во времени соответствующих передних и задних фронтов импульсов. Если разность составляет приблизительно 16 СР, то такие сигналы принимаются как достоверные и подлежат дальнейшей обработке в реальном масштабе времени.
Обработка заключается в уточнении координат целей, от которых получено очередное информационное сообщение, и подтверждение того, что сообщения получены по основному лепестку ДНА радиолокатора. Для этого на определитель фронтов и интервальный фильтр подаются дополнительные сигналы:
– сигнал логарифма отношения Δ/Σ, предварительно преобразованный в цифровую форму 8-разрядным АЦП;
– сигнал «Знак» с информацией об отклонении цели вправо или влево от мгновенного равносигнального положения оси ДНА;
– логарифм отношения сигналов суммарной Σ и ненаправленной Ω ДНА после порогового устройства системы подавления сигналов боковых лепестков ДНА по ответу.
В результате обработки этих сигналов на выходе определителя типа фронтов и интервального фильтра формируется сообщение о типе каждого фронта и его положении по дальности, азимутальной поправке положения цели относительно мгновенного положения оси антенны ΔφЦ, знака этой поправки и признака подавления сигналов боковых лепестков ДНА. На этом обработка ответных сигналов в реальном масштабе времени заканчивается и начинается обработка со сравнением сигналов, принятых в разные моменты времени, так называемая отсроченная обработка (differed time processing).
Отсроченная обработка предусматривает сравнение сигналов, принятых в пределах одного периода повторения приёма ответа (sweep correlation), и сравнение сигналов в пределах нескольких периодов приёма за всё время облучения цели (dwell time correlation).
Последовательность операций обработки сигналов в границах одного периода приёма ответа и содержание этапов обработки приведены на рис. 9.
Сообщение о фронтах импульсов сигналов ответа вместе с дополнительной информацией с выхода процессора реального времени поступает в устройство преобразования фронтов импульсов непосредственно в импульсы. Восстановленный таким образом сигнал будет иметь большую достоверность, чем на входе процессора реального времени, поскольку при восстановлении используется дополнительная информация об этих импульсах и импульсы предварительно отфильтрованы по длительности.
На следующем этапе в ответных сигналах обнаруживают координатные импульсы F1 и F2 (Bracket Pulse). Критерием выделения этих импульсов служит кодовый интервал между ними в (20,3 ± 0,1) мкс.
После обнаружения координатных импульсов для каждого из 12 информационных импульсов A1, A2, A4, B1, B2, B4, C1, C2, C4, D1, D2, D4, а также импульсов F1 и F2 определяется код доверия к факту существования этих импульсов (Confidence Code). Устанавливаются два кода доверия: код высокой доверительности и код низкой доверительности. Каждый из них принимает значение единицы или нуля. Сначала все принятые импульсы сортируют по принадлежности их к одному азимуту. Если импульс F1 не искажён, то за эталонный азимут ответа принимается азимут этого импульса. В противном случае за азимут ответа принимается азимут импульса F2. После этого для всех импульсов одного и того же азимута оценивается их положение относительно импульсов F1 и F2, то есть оценивается корреляция между настоящим положением импульса и одним из его возможных положений в соответствии с требованиями ІСАО. Если ответ неискажённый и существует полная корреляция по дальности и азимуту, то коду высокой доверительности присваивается значение единицы. Если ответ искажён, но имеет место корреляция по дальности, то коду низкой доверительности присваивается значение нуля. Если и дальше корреляция по дальности будет сохраняться для большого количества обработанных ответов, то коду низкой доверительности присваивается значение единицы.