Интеллектуальная многоканальная радиоэлектронная система

Интеллектуальная многоканальная радиоэлектронная система

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения координат объектов. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей системы путем компенсации снижения характеристик излучения при воздействии дестабилизирующих факторов, а также повышение оперативности управления лучом антенной решетки (АР) при адаптации к сигнально-помеховой обстановке. Устройство содержит N-элементную АР, N каналов управления, суммирующий блок, блок обработки сигналов, блок выбора алгоритмов управления, блок управления, блок управления амплитудно-фазовым распределением, блок хранения критериев оптимизации, блок выбора критериев оптимизации, блок хранения алгоритмов адаптации к помехам, блок хранения помеховых ситуаций, блок идентификации обстановки, блок хранения цифровой карты местности, блок встроенного контроля, блок хранения алгоритмов адаптации к дестабилизирующим факторам, блок хранения алгоритмов управления энергетическим потенциалом и характеристиками обнаружения. 8 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальной радиолокации при определении координат объектов наблюдения, определении экстраполированных координат объектов наблюдения, наведении радиоуправляемых средств, обеспечении многоканальной связи и т.д.

Известны радиоэлектронные системы, в состав которых входят системы контроля интегральных характеристик излучения (диаграммы направленности антенны, уровня ее боковых лепестков, точности установки луча и т.д.), позволяющие определять поврежденные элементы заданного амплитудно-фазового распределения (АФР) на раскрыве антенны (Пат. 4926186 (США), МКИ G 01 R 29/08; Lee J.J., e.a. Near-field probe used as a diagnostic tool to locate defective elements in an array antenna // IEEE Trans. Antennas and ptopag. - 1988. v. 36, N 6, pp. 884-889), а также формировать управляющие воздействия, компенсирующие погрешности реализации АФР (Shnitkin H. Rapid fast fourier transform phase aligment of an electronically scanned antenna. In: Proc. 20th Eur. Microwave Conf. 1990, V. 1, pp. 247-256; Hsiao J.K., Selton J.R. A phased array maintenance monitoring system // Int. Conf. Radar-77, London, 1977, pp. 884-889). Однако в них контроль и компенсация погрешностей реализации заданного АФР осуществляется без учета сигнально-помеховой обстановки.

Известны РЭС, использующие антенны с электрическим сканированием диаграммы направленности (ДН), в которых с помощью специального амплитудного и (или) фазового распределения осуществляется адаптация к помеховой обстановке путем формирования провалов ДН в направлениях на помехи (Пат. 4599622 (США), МКИ G 01 S 5/02, 3/16; Пат. 4063250 (США), МКИ H 01 Q 3/26; Haupt R.L. Simultaneous nulling in the sun and difference patterns monopulse antenna. // IEEE Trans. Antennas and propag. 1984, v. 32, N 5, pp. 486-493 и др.). Недостатком этих устройств является то, что в каждом из них формирование адаптивного к помехам АФР осуществляется в соответствии определенным алгоритмом, который позволяет рассчитывать весовые коэффициенты в каналах управления антенны в соответствии с определенным критерием оптимизации, каждый из которых применим лишь в для ограниченного количества вариантов условий использования РЭС.

Этот недостаток устранен в известном устройстве интеллектуальной многоканальной РЭС (Sandler S. S. , Kokar M. Intelligent antennas. // U.R.S.I.: Symp. Int. Electromagn. Theory. Budapesht, 1986, pt. A, pp. 159-161), которое является наиболее близким к предполагаемому изобретению и выбрано в качестве прототипа.

Известная интеллектуальная многоканальная РЭС состоит из N-элементной антенной решетки (АР), каждый элемент которой соединен с соответствующим n-м каналом управления АР (n = 1, N), управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам блока управления АФР, а выходы соединены с соответствующими входами суммирующего блока, выход которого подключен к приемо-передающему блоку, выход которого соединен со входом блока обработки сигналов, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом блока распознавания помеховой обстановки, на третий вход поступают данные, вводимые с пульта оператора РЭС, первый выход соединен с первым входом выбора критериев оптимизации, второй выход является выходом интеллектуальной многоканальной РЭС, а третий выход соединен с первым входом блока выбора алгоритма управления, второй вход которого подключен к выходу блока выбора критериев оптимизации, третий вход соединен с выходом блока хранения алгоритмов адаптации к помехам, а выход подключен ко входу блока управления АФР, первый вход блока распознавания помеховой обстановки подключен к блоку хранения помеховых ситуаций, а на второй вход поступает информация о помехах, второй вход блока выбора критериев оптимизации соединен с выходом блока хранения критериев оптимизации.

Недостаток известного устройства заключается в том, что в этом случае управление функционированием многоканальной РЭС осуществляется без учета ее технического состояния, а также энергетического потенциала и временного ресурса, что приводит к значительному снижению характеристик излучения (повышению погрешности установки луча, снижению уровня главного максимума ДН, повышению уровня боковых лепестков), а также к снижению оперативности управления лучом и в конечном итоге к снижению пропускной способности РЭС.

Целью предполагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей интеллектуальной многоканальной РЭС.

Поставленная цель достигается тем, что в интеллектуальную многоканальную РЭС, состоящую из N-элементной антенной решетки (АР), каждый элемент которой соединен с соответствующим n-м каналом управления АР (n = 1, N), управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам блока управления АФР, а выходы соединены с соответствующими входами суммирующего блока, выход которого подключен к приемо-передающему блоку, выход которого соединен с первым входом блока обработки сигналов, выход которого подключен к первому входу блока управления, на второй вход которого поступают данные, вводимые с пульта оператора, первый выход соединен со входом блока управления амплитудно-фазовым распределением (АФР), а второй выход является информационным выходом интеллектуальной многоканальной РЭС, блока выбора критериев оптимизации, первый вход которого соединен с выходом блока хранения критериев оптимизации, а выход подключен к первому входу блока выбора алгоритмов управления, второй вход которого соединен с блоком хранения алгоритмов адаптации к помехам, а также блока хранения помеховых ситуаций, дополнительно введен блок встроенного контроля, на вход которого поступает информация о техническом состоянии интеллектуальной многоканальной РЭС, а выход подключен к первому входу блока идентификации обстановки, второй вход которого соединен с выходом блока хранения цифровой карты местности (ЦКМ), третий вход подключен к блоку хранения помеховых ситуаций, на первый вход которого поступают данные о помехах, а второй вход подключен ко второму выходу блока обработки сигналов, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу приемо-передающего блока, а пятый выход соединен с четвертым входом блока идентификации обстановки, пятый вход которого подключен к первому выходу блока обработки сигналов, шестой вход соединен со вторым входом блока управления, первый выход подключен ко второму входу блока выбора критериев оптимизации, а второй выход соединен с третьим входом блока выбора алгоритмов управления, четвертый вход которого подключен к выходу блока хранения алгоритмов адаптации к дестабилизирующим факторам, пятый вход соединен с выходом блока хранения алгоритмов управления энергетическим потенциалом и характеристиками обнаружения, а выход подключен к третьему входу блока управления.

Наличие отличительных признаков приводит к появлению у предлагаемого устройства нового свойства по сравнению с известными техническими решениями, которое заключается в компенсации снижения характеристик излучения РЭС при воздействии на нее дестабилизирующих факторов (колебания температуры окружающей среды; смена частот излучения; изменения геометрии АР; механические повреждения полотна АР; отказы элементов АР; технологический разброс характеристик каналов управления АР и др.), а также повышении оперативности управления лучом при адаптации РЭС к сигнально-помеховой обстановке, что позволяет считать заявленное решение, обладающим существенными отличиями.

На фиг. 1 приведена структурная схема интеллектуальной многоканальной РЭС; на фиг. 2 - структурная схема блока 5 обработки сигналов; на фиг. 3 - структурная схема блока 13 идентификации обстановки; на фиг. 4 - структурная схема блока 7 выбора алгоритмов управления; на фиг. 5 - диаграмма направленности АР, все каналы управления которой исправны; на фиг. 6 - диаграмма направленности АР устройства-прототипа, все каналы управления которой исправны, после завершения процедуры адаптации к активной помехе; на фиг. 7 - диаграмма направленности АР устройства-прототипа, 30% каналов управления которой вышли из строя; фиг. 8 - диаграмма направленности АР предлагаемого устройства, 30% каналов 2 управления которой вышли из строя.

Устройство содержит N-элементную АР 1, N каналов 2 управления, суммирующий блок 3, приемо-передающий блок 4, блок 5 обработки сигналов, блок 6 выбора алгоритмов управления, блок 7 управления, блок 8 управления АФР, блок 9 хранения критериев оптимизации, блок 10 выбора критериев оптимизации, блок 11 хранения алгоритмов адаптации к помехам, блок 12 хранения помеховых ситуаций, блок 13 идентификации обстановки, блок 14 хранения цифровой карты местности, блок 15 встроенного контроля, блок 16 хранения алгоритмов адаптации к дестабилизирующим факторам, блок 17 хранения алгоритмов управления энергетическим потенциалом и характеристиками обнаружения.

Новым в устройстве является наличие блока 13 идентификации ситуации, блока 14 хранения ЦКМ, блока 15 встроенного контроля, блока 16 хранения алгоритмов адаптации к дестабилизирующим факторам, блока 17 хранения алгоритмов управления энергетическим потенциалом и характеристиками обнаружения, их связей с другими блоками и входами устройства, а также расширение функциональных возможностей блока 5 обработки сигналов, блока 6 выбора алгоритмов управления, и блока 7 управления.

Блок 5 обработки сигналов представляет собой типовую систему первичной обработки информации, используемую в РЭС (см. D.A. Ethington. The AN/TPQ-36 and AN/TPQ-37 firefinder radar systems. / "EASON-77 Rec., Arlington, Va. 1977" N.Y. 1977).

На фиг. 2 представлен вариант построения блока 5 для многоканальной РЛС сопровождения объектов наблюдения (ОН). Блок 5 содержит: аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 18, блок 19 селекции движущихся целей (СДЦ), счетчик 20 дальности, интегратор 21, обнаружитель 22 и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 23.

Тактовая частота АЦП 18, осуществляющего оцифровку сигналов, поступающих с выхода приемо-передающего блока 4, зависит от требуемой точности измерения параметров сигнала и в конечном счете определяется требуемой точностью определения координат ОН.

Счетчик 20 дальности может быть реализован по одной из цифровых схем, определяющих номер дискрета дальности в момент появления цели на ее входе (например, см. П. А. Бакулев, А.А. Сосновский. Радиолокационные и радионавигационные системы. - М. : Радио и связь. 1994, с. 170-173, рис. 5.21 - 5.25). Величина дискрета определяется требуемой точностью определения дальности и зависит от периода следования импульсов, поступающих на тактовый вход счетчика 20 дальности.

Сигналы от приемо-передающего блока 4 поступают на вход АЦП 18. Далее оцифрованный сигнал поступает на блок 19 селекции движущихся целей (СДЦ).

Селекция движущихся целей может быть реализована с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) по одной из схем, приведенных в книге П.А. Бакулева и А.А. Сосновского "Радиолокационные и радионавигационные системы" (с. 124-127, рис. 4.22 - 4.24). Причем информация о сигналах, признанных блоком СДЦ помехами, вместе с кодами их координат, поступающих от счетчика 20 дальности и блока 7 управления, передается в блок 12 хранения помеховых ситуаций.

Для обнаружения целей используется метод, использующий стабилизацию уровня ложных тревог. Для этого сигналы с выхода блока 19 СДЦ поступают на интегратор 21, служащий устройством для определения среднего уровня сигналов. Этот средний уровень используется для определения порога обнаружения, устанавливаемого в обнаружителе в отсутствии сигналов от блока 7 управления, которые блокируют сигналы от интегратора 21 и устанавливают этот порог в соответствии с выбранным блоком 6 алгоритмом управления характеристиками обнаружения.

Оперативное запоминающее устройство 23 предназначено для хранения определенного числа отсчетов амплитуд сигналов в элементах разрешения по дальности и скорости для различных угловых положений луча антенны, т.е. для составления карты целевой обстановки. Коды угловых положений луча поступают на ОЗУ 23 от блока 7 управления через обнаружитель 22 в моменты принятия им решений об обнаружении полезных сигналов.

Блок 12 хранения помеховых ситуаций используется для запоминания пространственного расположения, диапазона изменения частоты Доплера, а также энергетических характеристик медленно движущихся источников пассивных помех (облака, самолеты, птицы и т.п.), Блок 13 идентификации обстановки (фиг. 3) представляет собой вычислительное устройство, которое осуществляет математическое моделирование функционирования РЭС с учетом реальных условий и состоит из блока 24 хранения моделей ситуаций, блока 25 моделирования условий и процесса функционирования РЭС, а также блока 26 идентификации.

Обстановка, в которой функционирует РЭС, представляется ансамблем частных ситуаций: целевая обстановка (количество объектов наблюдения в заданном секторе обзора, координаты и параметры траектории каждой из них, а также количество целей в объеме разрешения по каждому из информационных каналов интеллектуальной многоканальной РЭС) - информация поступает от блока 5 обработки сигналов на пятый вход блока 13 и от блока 7 управления на его четвертый вход; помеховая обстановка (количество помех, их координаты, энергетические и частотные характеристики) - информация поступает от блока 12 хранения помеховых ситуаций на третий вход блока 13; техническое состояние РЭС, а также климатические условия окружающей среды (температура, влажность, атмосферное давление, ветровые нагрузки) - информация поступает от блока 15 встроенного контроля на первый вход блока 13; характер местности и связанные с ним источники погрешностей приема сигнала и определения экстраполированных координат объектов наблюдения - информация поступает от блока 14 хранения ЦКМ на второй вход блока 13.

Кроме того, от блока 7 управления на четвертый вход блока 13 поступает информация о используемых в рассматриваемый интервал времени алгоритмах управления характеристиками РЭС.

Эти частные ситуации, накладываясь друг на друга в рассматриваемом интервале времени, и образуют обстановку, которая подлежит идентификации в блоке 26 идентификации путем ее сравнения с типовыми моделями ситуаций, хранящимися в блоке 24 хранения моделей ситуаций.

Формализованная информация об обстановке, в которой функционирует РЭС, вместе с информацией от пульта оператора (о приоритетах ОН, параметрах сектора сканирования луча и т. п.), которая приходит на 6 вход блока 13, поступает с первого выхода блока 13 на второй вход блока выбора критериев оптимизации.

В процессе функционирования РЭС модель окружающей обстановки постоянно уточняется (обновляется).

Информация о эффективности функционирования РЭС в рассматриваемый интервал времени при выбранных критериях оптимизации и соответствующих им алгоритмах управления характеристиками РЭС поступает со второго выхода блока 13 на третий вход блока 6 выбора алгоритмов управления.

Блок 10 выбора критериев оптимизации представляет собой вычислительное устройство, в котором коды обстановки, поступающие с первого выхода блока 13 идентификации обстановки, преобразуются в адреса критериев оптимизации, хранящихся в блоке 9 хранения критериев оптимизации, а выбранный т.о. критерий транслируется в виде кода на первый вход блока 6 выбора алгоритмов управления.

Блок 6 выбора алгоритмов управления представляет собой вычислительное устройство (фиг. 4) и состоит из блока 27 принятия решения и блока 28 хранения решающих правил. В зависимости от выбранного критерия оптимизации, информация о котором поступает на первый вход блока 6, и соответствующих этому коду решающих правил, содержащихся в блоке 28, а также эффективности функционирования РЭС на рассматриваемом временном интервале, информация о которой поступает на третий вход блока 6 со второго выхода блока 13 идентификации обстановки, блок 6 осуществляет выбор из блоков 11, 16, 17 алгоритмов управления характеристиками РЭС.

Процесс принятия решения о выборе алгоритмов управления характеристиками РЭС, соответствующих обстановке, в которой она функционирует, основан на использовании экспертной системы.

Блок 6 транслирует коды выбранных таким образом алгоритмов управления характеристиками РЭС на третий вход блока 7 управления.

Блок 7 управления представляет собой вычислительное устройство, осуществляющее измерение параметров траектории объектов наблюдения и реализующее управление характеристиками РЭС в соответствии с выбранными блоком 6 алгоритмами. Кроме того, блок 7 управления осуществляет информационный обмен с пультом оператора и транслирует коды выбранных блоком 6 алгоритмов управления характеристиками РЭС, а также результаты траекторных измерений на четвертый вход блока 13 идентификации обстановки.

Блок 15 встроенного контроля преобразует информацию, поступающую от входящих в его состав датчиков технического состояния элементов РЭС, температуры окружающей среды, частоты излучения, состояния геометрии антенной системы и т.д., в коды и транслирует ее на первый вход блока 13 идентификации обстановки. Варианты технической реализации блока 15 встроенного контроля представлены в статье Шишова Ю.А., Голика А.М., и др. "Адаптация управления ФАР по результатам встроенного контроля". - Зарубежная радиоэлектроника, 1990, N 9.

Блок 11 хранения алгоритмов адаптации к помехам, блок 12 хранения помеховых ситуаций, блок 14 хранения ЦКМ, блок 16 хранения алгоритмов адаптации к дестабилизирующим факторам и целевой обстановке, блок 17 хранения алгоритмов управления энергетическим потенциалом и характеристиками обнаружения имеют однотипную конструкцию, представляют собой программируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ) и могут иметь различные варианты технической реализации.

Блок 6 выбора алгоритмов управления, блок 7 управления, блок 10 выбора критериев оптимизации, блок 13 идентификации обстановки представляют собой вычислительные устройства, которые в зависимости от функционального назначения РЭС, а также требований, предъявляемых к оперативности вычислительного процесса, габаритам и весу аппаратуры могут быть выполнены в виде микропроцессорных комплектов (блоки 9, 11, 12, 14, 16, 17 будут в этом случае технически реализованы в виде требуемого количества элементов памяти), либо в виде совместимых компьютеров, объединенных между собой в вычислительную сеть (блоки 9, 11, 12, 14, 16, 17 - будут реализованы при этом в виде накопителей информации требуемого объема).

Рассмотрим принцип работы устройства для варианта когерентно-импульсной многоканальной интеллектуальной РЭС, осуществляющей траекторные измерения и использующей фазовое управление лучом. При этом процесс функционирования РЭС имеет следующие этапы: поиск, автозахват и автосопровождение ОН. Сущность и содержание этих этапов подробно приведены в книге Ю.А. Шишова и В.А. Ворошилова "Многоканальная радиолокация с временным разделением каналов". - М.: Радио и связь, 1987, - 144 с. Поэтому в дальнейшем описании устройства будут приведены особенности его функционирования.

Устройство работает следующим образом.

От пульта оператора на блоки 13 идентификации обстановки и 7 управления поступает информация о размерах сектора обзора пространства и направлении его директрисы, о районах особого внимания и приоритетности различных типов ОН и т.д.

При отсутствии помех сканирование главного лепестка ДН производится путем подачи на вход блока 8 управления АФР кодов требуемых угловых положений. В результате на входы каналов 2 управления поступают коды команд управления амплитудой и (или фазой) токов возбуждения соединенных с ними излучателей АР 1.

Расчет команды управления фазой для i, j канала 1 управления (i, j - координаты излучателя, определяемые относительно двух ортогональных осей X и Y в плоскости антенны) осуществляется в соответствии с выражением где _начij - начальное фазовое распределение, которое может быть нелинейной или случайной функцией координат излучателей; - дискрет управления фазой; Ent{a} - определение целой части числа a; _Tpij - требуемая фаза тока возбуждения i, j - излучателя АР для заданного положения луча, рассчитываемая блоком управления АФР в соответствии с выражением _Tpij = k(id_xcos_xo+jd_ycos_yo)+_kij, где cos_xo и cos cos_yo - направляющие косинусы главного максимума диаграммы направленности АР; d_x и d_y - расстояния между излучателями АР по оси X и Y соответственно; k = 2/ - волновое число; _kij - компенсационная фазовая добавка, рассчитываемая блоком 8 управления АФР в соответствии с командами, поступающими на него от блока 7 управления.

Значения фаз, сформированные в блоке управления АФР в соответствии с (1), устанавливаются в каналах 2 управления с помощью фазовращателей.

При появлении помех определяются помеховые направления путем сканирования главного лепестка ДН (при работе РЭС на прием) или путем использования специальной антенны.

Полученная таким образом информация о координатах и характеристиках источников помех поступает на первый вход блока 12 хранения помеховых ситуаций, а на второй его вход поступает подобная информация от блока 5 обработки сигналов, появляющаяся в результате селекции движущихся целей блоком 19 СДЦ и выделения полезных сигналов обнаружителем 22.

Приемо-передающий блок 4 в соответствии с кодом команды управления, поступающей от блока 7 управления, формирует зондирующий сигнал заданной формы и структуры, который затем через сумматор 3 и каналы 2 управления поступает на антенную решетку 1 и излучается в пространство.

Принятый N-элементной АР 1 отраженный от ОН сигнал проходит через каналы 2 управления, сумматор 3 и поступает в приемо-передающий блок 4, где осуществляется его усиление и преобразование до вида, позволяющего осуществить дальнейшую обработку.

В моноимпульсных РЭС блок 3 реализует также функцию выделения суммарного и двух разностных сигналов: по дирекционному углу и углу места (см. D. A. Ethington. The AN/TPQ-36 and AN/TPQ-37 firefinder radar systems. /"Eason-77" Rec. , Arlington, Va. 1977" N.Y. 1977). Эти сигналы будут поступать на приемо-передающий блок 4 по трем каналам: , и .

С выхода приемника сигналы от ОН поступают на блок 5 обработки сигналов (фиг. 2), где осуществляется обнаружение сигналов движущихся целей в соответствии с порогом обнаружения, устанавливаемым автоматически (с помощью интегратора 21), либо устанавливаемым в соответствии с кодом команды, поступающей от блока 7 управления.

Информация о целевой (сигнальной) обстановке, накапливаемая в ОЗУ 23, поступает к блоку 13 идентификации обстановки, а также к блоку 7 управления, где осуществляется измерение угловых координат объектов наблюдения, а также определение их характеристик.

Расширение функциональных возможностей блока 5 обработки сигналов (по сравнению с аналогичным блоком в устройстве-прототипе) заключается в обеспечении возможности адаптивного управления порогом обнаружения сигналов с помощью команд, поступающих от блока 7 управления, соответствующих выбранному блоком 6 алгоритму управления характеристиками обнаружения, а также возможности адаптивного управления количеством когерентно накапливаемых импульсов (т.е. изменением количества импульсов в пачке), излучаемых РЭС в заданном угловом положении луча и обрабатываемых в обнаружителе 22, в соответствии с кодами команд управления, поступающих от блока 7 управления, реализующего выбранный блоком 6 алгоритм управления энергетическим потенциалом РЭС.

Блок 13 идентификации обстановки (фиг. 3) осуществляет: отнесение обстановки, в которой функционирует РЭС, к определенному классу и выдачу кода этой обстановки в блок 10 выбора критериев оптимизации и блок 6 выбора алгоритмов управления (на основе информации об условиях функционирования РЭС, поступающей от блоков 5, 12, 14, 15, а также от пульта оператора); расчет точностных характеристик, характеристик помехозащищенности, а также пропускной способности РЭС (т. е. расчет показателей эффективности функционирования РЭС) и выдачу кода этой информации на блок 6 выбора алгоритмов управления на основе информации о выбранных алгоритмах управления характеристиками РЭС, поступающей от блока 7 управления.

Отнесение обстановки, в которой функционирует РЭС, к определенному классу осуществляется путем построения ее модели в блоке 25 моделирования условий и процесса функционирования РЭС на основе исходных данных, поступающих от блоков 5, 12, 14, 15, а также от пульта управления, и последующего ее сравнения с моделями ситуаций, хранящимися в блоке 24 хранения моделей ситуаций. Результаты сравнения кодируются. Причем каждой составной части обстановки соответствуют определенные элементы кода, отправляемого блоком 13 к блоку 10.

Расчет характеристик функционирования РЭС осуществляется на основе вычисления ее интегральных характеристик излучения (т.е. построения диаграммы направленности АР) и пропускной способности РЭС по данным целевой и помеховой обстановки, а также данных о техническом состоянии РЭС, поступающих от блоков 5, 12, 14, 15.

В качестве критериев оптимизации используются правила, в соответствии с которыми определяются требования к показателям эффективности функционирования РЭС. Например, для рассматриваемого типа РЭС могут быть использованы критерии: максимума пропускной способности РЭС при заданной точности определения координат ОН, заданном уровне и скорости перемещения помех и заданном уровне ложной тревоги; максимума коэффициента направленного действия АР при заданном уровне боковых лепестков диаграммы направленности, а также заданном направлении ее нулей на помехи; минимума погрешности определения экстраполированных координат ОН при заданной пропускной способности РЭС, заданном уровне и скорости перемещения помех и уровне ложной тревоги и т.п. Требования к показателям эффективности функционирования РЭС могут распространяться на все ОН либо на их отдельные виды. Критерии хранятся в блоке 9 и выбираются блоком 10 в соответствии с кодом обстановки, поступающей от блока 13 идентификации обстановки.

Блок 6 выбора алгоритмов управления (фиг. 4) осуществляет на основе данных о критерии оптимизации, поступающих от блока 10 выбора критериев оптимизации, выбор алгоритма управления АФР на раскрыве АР 1, алгоритма распределения временного ресурса РЭС по этапам функционирования (поиск, автозахват и автосопровождение) для различных ОН, алгоритмов управления энергетическим потенциалом РЭС и характеристиками обнаружения, позволяющими осуществить максимизацию показателей эффективности функционирования РЭС в реальных условиях окружающей обстановки (которые рассчитываются в блоке 13) на основе адаптации к целевой и помеховой обстановке, а также к дестабилизирующим факторам окружающей среды и к характеру местности. Алгоритмы адаптации, хранящиеся в блоках 11, 16 и 17, по сути представляют собой различные алгоритмы управления АФР, характеристиками обнаружения и энергетическим потенциалом РЭС, а также алгоритмы распределения временного ресурса РЭС.

Расширение функциональных возможностей блока 6 выбора алгоритмов управления заключается в том, что выбор алгоритмов управления функционированием РЭС осуществляется с учетом целевой обстановки, характеристик местности и дестабилизирующих факторов, воздействующих на техническое состояние РЭС, а не только с учетом помеховой обстановки, как это делается в устройстве-прототипе.

Блок 7 управления реализует выбранные блоком 6 алгоритмы управления РЭС, преобразуя их коды в коды команд управления, поступающие к блокам 4, 5, 8. В приемо-передающем блоке 4 в соответствии с этим командами осуществляется управление характеристиками зондирующего сигнала, в блоке 5 обработки сигналов - управление порогом обнаружения и количеством когерентно накапливаемых импульсов, а в блоке 8 - управление амплитудно-фазовым распределением на раскрыве АР. Блок 7 управления осуществляет измерение параметров траекторий ОН и реализует заданные темпы обращения к различным типам ОН в соответствии с кодами алгоритмов, поступающими от блока 6. Кроме того, блок 7 транслирует на блок 13 коды выбранных блоком 6 алгоритмов управления (т.о. замыкается обратная связь, позволяющая блоку 13 оценить эффективности выбранных алгоритмов управления и информировать об этом блок 6), и информирует оператора о сигнально-помеховой обстановке, о техническом состоянии РЭС, а также о соответствии ее характеристик требованиям, диктуемым обстановкой.

Расширение функциональных возможностей блока 7 управления заключается в осуществлении адаптивного управления характеристиками обнаружения, энергетическим потенциалом и временным ресурсом РЭС, что является новым по сравнению с устройством-прототипом.

Блок 8 управления АФР как и в устройстве-прототипе реализует формирование кодов команд управления каналами управления АР (в рассматриваемом случае - фазовращатели) в соответствии с кодом направления главного максимума ДН и выбранным блоком 6 алгоритмом адаптации РЭС к дестабилитрующим факторам (т.е. является по сути дела вычислителем фаз).

Положительный эффект предложенного технического решения состоит в расширении его функциональных возможностей, которое заключается в компенсации снижения характеристик излучения РЭС при воздействии на нее дестабилизирующих факторов (колебания температуры окружающей среды; смена частот излучения; изменения геометрии АР, механические повреждения полотна АР; технологический разброс характеристик каналов управления АР; отказы элементов АР и др.), а также в повышении оперативности управления лучом путем использования информации о ее техническом состоянии, поступающей от блока 15 встроенного контроля, управления энергетическим потенциалом РЭС и характеристиками обнаружения, а также алгоритмов адаптации к дестабилизирующим факторам.

Оценка эффективности предлагаемого устройства проводилась методом статистического моделирования.

Моделирование проводилось для интеллектуальной многоканальной РЭС, использующей 15-элементную линейную эквидистантную АР с фазовым управлением, трехразрядные фазовращатели которой имеют производственный разброс 22,5^o (т. е. /2). На РЭС воздействует активная помеха, сигнал от которой на выходе приемо-передающего блока 4 имеет уровень, равный уровню полезного сигнала, приходящего в направлении главного максимума ДН АР (т.е. отношение сигнал/шум составляет - = 0 дБ, см. фиг. 5). Направление прихода помехи считается известным (+9^o относительно нормали к плоскости АР). Главный максимум ДН АР находится в направлении, совпадающем с нормалью к ее плоскости.

Моделировались также отказы каналов 2 управления АР, вызванные короткими замыканиями или обрывами переключающих элементов входящих в их состав фазовращателей. События обрыва и короткого замыкания принимались равновероятными.

В силу своих функциональных возможностей устройство-прототип осуществляет адаптацию РЭС лишь к активной помехе. Предлагаемое устройство наряду с этим будет осуществлять (в качестве примера) контроль технического состояния РЭС и адаптацию к нему.

Обработка результатов моделирования осуществлялась графоаналитическим методом по результатам 200 опытов. Результаты моделирования приведены на фиг. 5 - 8 и сведены в таблицу 1.

В качестве показателя эффективности выбран выигрыш в отношении сигнал/шум на выходе приемника РЭС, определяемый выражением: W_k = _пk-_прk, где k = 1, 2, 3 - коэффициент, определяющий количество вышедших из строя каналов управления (1 - 10%, 2 - 20%, 3 - 30%); _п и _пр - отношение сигнал/шум на выходе приемника при использовании предлагаемого устройства и прототипа соответственно.

Адаптация устройства-прототипа к активной помехе осуществлялась с помощью известного метода малых возмущений (Baird C.A. Rassweiler G.G. - IEEE Trans., 1976, v. AP-24, N 5; Заявка 24777844 (Франция) МКИ H 01 Q 3/26, G 01 S 7/36), при котором адаптивное управление АФР осуществляется путем последовательного изменения фазы тока возбуждения излучателей АР на величину дискрета переключения фазовращателей в каналах 2 управления АР. При этом оптимальные значения _kij подбираются методом случайного поиска в заданном положении главного лепестка диаграммы направленности АР. В процессе перебора значений _kij фиксируется уровень помехи на выходе приемника. Таким образом, поиск оптимального значения _kij продолжается до тех пор, пока не будет достигнут минимальный уровень помех на выходе приемника.

В результате указанных процедур устройство-прототип позволяет снизить уровень помехового сигнала на выходе приемника многоканальной РЭС на 8,8 дБ (см. фиг. 5 - 6). Снижение уровня главного максимума диаграммы направленности АР составит при этом 0,1 дБ, а абсолютная погрешность его установки в заданное угловое положение составит 0,28^o (т.е. 16'). Пренебрегая малым уровнем снижения полезного сигнала, обусловленного смещением главного максимума ДН, получим следующее значение отношения сигнал/шум на выходе приемника = 8,6 - (-17,4) + (0,1) = 8,7 дБ.

В случае введения неисправностей в каналы 2 управления АР отношение сигнал/шум на выходе приемника при использовании устройства-прототипа РЭС уменьшается и с учетом того, что снижение уровня полезного сигнала при смещении главного лепестка в соответствии с данными, приведенными в табл. 1 и на фиг. 7, составляет: 0,19 дБ при 10% отказавших каналов 2 управления (смещение 63'); 0,2 дБ при 20% отказавших каналов 2 управления (смещение 67'); 1,15 дБ при 30% отказавших каналов 2 управления (смещение 77'); получим следующие его значения: _пр1 = -2,3 дБ при 10% отказавших каналов 2 управления; _пр2 = -3,2 дБ при 20% отказавших каналов 2 управления; _пр3 = -3,4 дБ при 30% отказавших каналов 2 управления.

Предлагаемое у