Контрольно-измерительный комплекс радиомониторинга нч-, сч- и вч-диапазона "росомаха"

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для радиотехнического контроля диапазона частот от 0,03 до 30 МГц. Техническим результатом является создание единой централизованной системы радиоконтроля на основе отдельных стационарных постов, обеспечивающих оперативный контроль и высокую точность измерений электромагнитной обстановки в регионе с большой площадью. Контрольно-измерительный комплекс радиомониторинга НЧ-, СЧ- и ВЧ- диапазона выполнен из пространственно разнесенных стационарных постов радиоконтроля, обслуживаемых дистанционно через каналы связи центрального диспетчерского пункта управления, при этом каждый стационарный пост радиоконтроля содержит антенное устройство, выполненное из четырех независимых фазированных антенных решеток продольно поперечного излучения и одной зенитной антенны, установленных на антенной площадке, каждая независимая антенная решетка выполнена из двенадцати кольцевых рамочных антенн, установленных в группы по четыре с образованием трех линеек, устройств фазирования, блока фазирования и блока усиления, блоки усиления соединены с делителем мощности и далее со стойкой деления антенного коммутатора, и контрольно-измерительное устройство, выполненное из комплектов аппаратуры обнаружения, пеленгования и технического контроля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Техническое решение относится к радиотехнике и может быть использовано для радиотехнического контроля диапазона частот от 0,1 до 30 МГц.

Из уровня техники известен способ радиоконтроля, осуществляемый с помощью устройства, содержащего антенную систему из опорной антенны и антенной решетки из N-антенных элементов, подключенных к входам коммутатора, и контрольно-измерительный комплекс, включающий двухканальное когерентное радиоприемное устройство, двухканальный синхронный анализатор спектра на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ), схему сравнения, вычислитель сверток, процессор дискретного преобразования Фурье, классификатор целей и вычислитель дальности, запоминающее устройство запрещенных частот и временных интервалов, устройство обратного БПФ, анализатор спектра на основе БПФ, запоминающее устройство весовой и фазирующей функции анализатора спектра (RU, п.2158002, G01S 3/14, G01S 5/04).

Данное устройство применимо только для определения местоположения источника излучения без проведения технического контроля.

Из уровня техники известна многопозиционная система определения местоположения объектов, содержащая N пунктов приема, каждый из которых включает радиопеленгатор с цифровьм входом, канал связи для передачи данных об угловом положении от радиопеленгатора, блок формирования команды отсчета, блок регистрации времени прихода сигналов и канал связи для передачи данных о времени прихода сигналов, а также общий для всех радиопеленгаторов блок определения координат, блок индикации местоположения объектов и блок идентификации сигналов (RU, п.2073380, G01S 5/00, G01S 5/04).

Данная система, как и предыдущий аналог, применима только для определения местоположения источника излучения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является стационарный пост радиоконтроля «Ирга», содержащий антенное устройство из БКАС - ИРГА и ЛПАС - ИРГА в комплекте с поворотным устройством, антенный коммутатор и контрольно-измерительный комплекс, включающий два радиоприемных устройства, блок управления, ПЭВМ, программное обеспечение «RadioScope», аналого-цифровой преобразователь и высокостабильный опорный генератор (www.irga.sut.ru).

Данное устройство позволяет производить технический анализ и определять местоположение источника излучения. Однако для определения местоположения источника излучения необходимо наличие дополнительного оборудования, что значительно усложняет процесс контролирования. Кроме того, данный пост требует круглосуточного обслуживания, то есть необходимость круглосуточного присутствия оператора, что снижает экономичность системы. Недостатком является и ограниченность зоны обслуживания.

Техническим результатом данного технического решения является создание единого централизованного комплекса радиомониторинга на основе отдельных стационарных постов, работающих в необслуживаемом режиме и обеспечивающих оперативный контроль и высокую точность измерений электромагнитной обстановки в регионе с большой площадью.

Технический результат достигается тем, что контрольно-измерительный комплекс радиомониторинга НЧ-, СЧ- и ВЧ-диапазона, включающий стационарный пост радиоконтроля с функциональным программным обеспечением, содержащий антенное устройство, антенный коммутатор и контрольно-измерительное устройство, при этом комплекс радиомониторинга выполнен из пространственно разнесенных стационарных постов радиоконтроля в количестве не менее трех, обслуживаемых дистанционно через каналы связи центрального диспетчерского пункта управления, при этом антенное устройство каждого поста радиоконтроля выполнено из четырех независимых фазированных антенных решеток продольно поперечного излучения и одной зенитной антенны, установленных на антенной площадке, каждая независимая антенная решетка выполнена из двенадцати кольцевых рамочных антенн, установленных в группы по четыре с образованием трех линеек, устройств фазирования, блока фазирования, выходы которых соединены с входом фазирования и далее с блоком усиления, выход зенитной антенны также соединен с блоком усиления, блоки усиления соединены с делителем мощности и далее со стойкой деления антенного коммутатора, а контрольно-измерительное устройство выполнено из комплектов аппаратуры обнаружения, пеленгования и технического контроля в количестве не менее двух с выходами на канал связи, при этом каждый из комплектов содержит коммутатор, высокостабильный опорный генератор, радиоприемное устройство, два параллельно присоединенных к радиоприемному устройству аналого-цифровых преобразователя, соединенных с ЭВМ, предназначенной для управления радиоприемным устройством и аналого-цифровыми преобразователями и осуществляющей обработку поступающей на нее информации, запоминание результатов и передачу результатов по каналам связи для дальнейшей обработки на центральный диспетчерский пульт управления, при этом сигналы со стойки деления антенного коммутатора поступают на входы коммутаторов комплектов аппаратуры обнаружения, пеленгования и технического контроля, сигналы с разных входов коммутаторов коммутируются на радиоприемные устройства, опорный генератор формирует опорную частоту для радиоприемных устройств и подается через коммутатор.

Кроме того, независимые фазированные антенные решетки повернуты под углом 90° друг относительно друга.

Кроме того, кольцевые рамочные антенны расположены противоположно друг другу, а каждая пара их расположена перпендикулярно друг другу и под углом 45° к горизонту.

Выполнение заявляемого комплекса радиомониторинга на основе пространственно разнесенных стационарных постов в количестве не менее трех, работающих в необслуживаемом режиме, увеличивает зону обслуживания комплексного технического радиоконтроля параметров излучения, включая и тот случай, когда необходимо определить местоположение источника излучения, находящегося на прямой между постами, что возможно только при наличии постов в системе не менее трех, а работа постов в необслуживаемом режиме значительно повышает экономичность системы, так как отпадает необходимость в операторах с круглосуточным дежурством.

Повышение эффективности и оперативности технического радиоконтроля параметров излучений радиоэлектронных средств выполняется за счет возможности постановки задачи по каналам связи с использованием функционального программного обеспечения как отдельным постам, так и всем постам одновременно. При этом, организация фазового пеленгования, обусловленная конструктивным выполнением отдельных элементов антенных устройств, а также взаимным расположением, позволяющим формировать одновременно в пространстве двадцать четыре узких стационарных диаграмм направленности, равномерно разнесенных по азимуту в секторе 360° с расчетом угла места 20° и два луча зенитного приема левой и правой ортогональной поляризации, обеспечивают настройку синхронных заданий на все необслуживаемые посты системы.

Применение двух аналого-цифровых преобразователей - для цифровой обработки пеленгования и обработки сигналов тракта обнаружения позволяет значительно повысить оперативность работ по радиоконтролю за счет возможности контроля полосы частот и одновременного анализа радиосигнала на определенной частоте, а также уменьшить погрешность, то есть повысить точность измерения уровня радиосигнала за счет возможности обработки двух цифровых сигналов и выборки команд управления радиоприемным устройством.

На фиг.1 дан общий вид комплекса радиомониторинга.

На фиг.2 - структурная схема отдельного поста.

На фиг.3 - структурная схема комплекса радиомониторинга.

Комплекс радиомониторинга состоит, например, из трех пространственно разнесенных стационарных постов радиоконтроля 1, объединенных в единую сеть при помощи канала связи 2, например, спутникового, и управляемых из центрального диспетчерского пункта 3 (фиг.1). Каждый пост 1 комплекса содержит антенное устройство, антенный коммутатор и контрольно-измерительный комплекс (фиг.2, 3). Антенное устройство состоит из четырех независимых фазированных антенных решеток 4 (ФАР) продольно-поперечного излучения, развернутых под углом 90° друг относительно друга, и зенитную антенну 5, установленных на антенной площадке 6. ФАР 4 выполнена из двенадцати кольцевых рамочных антенн 7 (антенные рамки) устройств фазирования 8, блока фазирования 9 и блока усиления 10 (фиг.2, 3). Антенные рамки 7 установлены в группы по четыре с образованием трех четырехэлементных линеек и расположены противоположно друг другу, а каждая пара антенных рамок 7 расположена перпендикулярно друг другу и под углом 45° к горизонту для обеспечения идентичных условий приема. Выходы антенных рамок каждой линейки соединены с отдельным для каждой линейки устройством фазирования 8, выходы которых соединены с входом блока фазирования 9 и далее с блоком усиления 10. Выход зенитной антенны 5 также соединен с блоком усиления 10. Блоки усиления 10 соединены с делителем мощности 11 и далее со стойкой деления 12 антенного коммутатора.

Контрольно-измерительный комплекс выполнен в виде, например, двух комплектов 13 аппаратуры обнаружения пеленгования и технического контроля с выходами на канал связи 2. Каждый из комплектов 13 содержит коммутатор 14, высокостабильный опорный генератор 15, радиоприемное устройство 16 и два параллельно присоединенных к радиоприемному устройству 16 аналого-цифровых преобразователя - устройство цифровой обработки пеленгования 17 и устройство цифровой обработки сигналов тракта обнаружения 18, соединенных с ЭВМ 19, снабженных программным обеспечением для управления радиоприемным устройством 16 и аналого-цифровыми преобразователями 17, 18. ЭВМ 19 через канал связи 2 выходит на ЭВМ диспетчерского пункта 3.

Комплекс радиомониторинга работает следующим образом.

Антенные рамки 7 осуществляют прием электромагнитных волн источника излучения в диапазоне частот от 0,1 до 30 МГц в широком азимутальном секторе. Наводимые в антенной рамке 7 высокочастотные токи перераспределяются на ее зажимах за счет соответствующей комплексной нагрузки, формируя, при этом, две самостоятельные кардиоидные диаграммы направленности (ДН) вертикальной левой и вертикальной правой поляризации. Каждая антенная рамка 7 имеет, соответственно, свою комплексную нагрузку. Сигналы комплексных нагрузок от пары антенных рамок 7 поступают на суммирующий трансформатор, где происходит их сложение с равными амплитудами и противоположными фазами. За счет того, что антенные рамки расположены противоположно друг другу, они представляют собой плечи симметричного вибратора, имеющего кардиоидную ДН. Каждая пара антенных рамок расположена перпендикулярно друг к другу и под углом 45° к горизонту для обеспечения идентичных условий приема. Направление приема в угломестной плоскости образованных симметричных вибраторов для обеспечения оптимального приема на трассах средней и большой протяженности составляет 24°.

Сигналы с выходов антенных рамок одной линейки поступают на входы устройства фазирования 8, в котором осуществляется продольное фазирование на угол места 20°. С выходов всех устройств фазирования 8 сигналы поступают на блок фазирования 9. В блоке фазирования 9 сигналы делятся на равные части и независимо фазируются как сигналы в поперечной ФАР от трех антенных линеек. Сфазированные сигналы суммируются. С выхода блока фазирования 9 каждой двенадцатиэлементной ФАР 4 сигналы поступают на блок усиления 10, где увеличиваются до уровня, достаточного для дальнейшего использования. С выходов блока усиления 10 сигнал поступает на стойку деления мощностей 11, где происходит их равноамплитудное деление на восемь выходов.

Сигналы со стойки деления 12 для дальнейшей обработки поступают на входы коммутаторов 14 комплектов 13 обнаружения, пеленгования и контроля. В зависимости от контролируемого диапазона частот сигналы с разных входов коммутируются на радиоприемное устройство 16. Радиоприемные устройства осуществляют селекцию контролируемого диапазона частот и перенос на промежуточные частоты 445 кГц и 10,7 МГц. Параметры выделенного сигнала преобразуются соответствующими аналого-цифровыми преобразователями 17, 18 в цифровой код для восприятия и обработки ЭВМ 19. ЭВМ 19 осуществляет обработку информации, запоминание результатов. Опорный генератор 15 формирует опорную частоту 10 МГц для радиоприемных устройств и подается через коммутатор 14. Далее сигнал по каналам связи 2 поступает для дальнейшей обработки на диспетчерский пункт. Так же на диспетчерский пункт поступают сигналы по каналам связи от других постов радиоконтроля.

1. Контрольно-измерительный комплекс радиомониторинга НЧ-, СЧ- и ВЧ-диапазона, включающий стационарный пост радиоконтроля с функциональным программным обеспечением, содержащий антенное устройство, антенный коммутатор и контрольно-измерительное устройство, отличающийся тем, что комплекс радиомониниторинга выполнен из пространственно разнесенных стационарных постов радиоконтроля в количестве не менее трех, обслуживаемых дистанционно через каналы связи центрального диспетчерского пункта управления, при этом антенное устройство каждого поста радиоконтроля выполнено из четырех независимых фазированных антенных решеток продольно-поперечного излучения и одной зенитной антенны, установленных на антенной площадке, каждая независимая антенная решетка выполнена из двенадцати кольцевых рамочных антенн, установленных в группы по четыре с образованием трех линеек, устройств фазирования, блока фазирования, выходы которых соединены с входом фазирования и далее с блоком усиления, выход зенитной антенны также соединен с блоком усиления, блоки усиления соединены с делителем мощности и далее со стойкой деления антенного коммутатора, а контрольно-измерительное устройство выполнено из комплектов аппаратуры обнаружения, пеленгования и технического контроля в количестве не менее двух с выходами на канал связи, при этом каждый из комплектов содержит коммутатор, высокостабильный опорный генератор, радиоприемное устройство, два параллельно присоединенных к радиоприемному устройству аналогово-цифровых преобразователя, соединенных с ЭВМ, предназначенной для управления радиоприемным устройством и аналого-цифровыми преобразователями и осуществляющей обработку поступающей на нее информации, запоминание результатов и передачу результатов по каналам связи для дальнейшей обработки на центральный диспетчерский пункт управления, при этом сигналы со стойки деления антенного коммутатора поступают на входы коммутаторов комплектов аппаратуры обнаружения, пеленгования и технического контроля, сигналы с разных входов коммутаторов коммутируются на радиоприемные устройства, опорный генератор формирует опорную частоту для радиоприемных устройств и подается через коммутатор.

2. Комплекс радиомониторинга по п.1, отличающийся тем, что независимые фазированные антенные решетки повернуты под углом 90° относительно друг друга.

3. Комплекс радиомониторинга по п.1, отличающийся тем, что кольцевые рамочные антенны расположены противоположно друг другу, а каждая пара их расположена перпендикулярно друг другу и под углом 45° к горизонту.