Способ компенсации фазовых набегов сигнала в бортовой радиолокационной системе и бортовая радиолокационная система с синтезированной апертурой антенны для летательных аппаратов

Способ компенсации фазовых набегов сигнала в бортовой радиолокационной системе и бортовая радиолокационная система с синтезированной апертурой антенны для летательных аппаратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к радиолокационным системам и предназначено для использования в качестве вертолетной или самолетной бортовой радиолокационной станции (БРЛС) для обзора земной или водной поверхности и обнаружения на ней объектов в режимах радиолокационного картографирования.

Известны зарубежные и отечественные бортовые самолетные и вертолетные радиолокаторы, в которых для радиолокационного картографирования с высоким разрешением земной поверхности применяют режим синтезирования апертуры антенны.

Высокое разрешение по азимуту в таких радиолокаторах достигается в результате использования летательным аппаратом отрезка пути, называемого интервалом синтезирования, в качестве искусственной антенны.

Синтезированная апертура антенны реализуется в результате суммирования отраженных сигналов при когерентном излучении. Для получения высокого разрешения по азимуту синтезированная апертура антенны (СА), как и оптическая система, фокусируется на определенный участок поверхности на заданной дальности. Как и в оптике, процесс фокусирования состоит в том, что сигналы от всех точек поверхности синфазно складываются в одной точке (фокусе).

Процесс синтезирования апертуры антенны, получение сигнала, характеризующего радиолокационную информацию (РЛИ), сводится к реализации соотношения (Итоги науки и техники. Радиотехника, том 36, М., 1986 г.)

где: - аддитивная смесь полезного сигнала и шума в комплексной форме;

- опорная функция системы обработки,

t - время,

Tc - временной интервал синтезирования апертуры антенны,

α - угловая координата точки участка местности в нормальной системе координат.

Обработка сигналов в радиолокационной системе с синтезированной апертурой антенны (РСА) основывается на согласовании опорной функции с отраженным от точечной цели сигналом:

где: A(t) - функция, характеризующая интенсивность отраженного сигнала;

r(t,α) - текущее расстояние между летательным аппаратом и целью;

λ -длина излучаемой волны;

ϕ -случайная начальная фаза на интервале синтезирования.

В качестве опорной функции выбирается взвешенная функция, обеспечивающая фокусирование апертуры антенны, сопряженная с отраженным от точечной цели сигналом с точностью до начальной фазы.

где: H(t) - весовая функция, обеспечивающая требуемый уровень боковых лепестков синтезированной апертуры антенны.

Для фокусировки точки поверхности на заданной дальности опорная функция должна быть комплексно сопряжена с отраженным сигналом и вычисляется с точностью до начальной фазы.

Как известно (Итоги науки и техники. Радиотехника, том 36, М., 1986 г.), закон изменения фазы принятого траекторного сигнала (сигнала при движении летательного аппарата по траектории) от точечной цели может быть представлен (при ограничении ряда разложения):

где: V_r, α_r - радиальные скорость и ускорение движения фазового центра на точку; ϕ₀ - начальная фаза сигнала.

Для фокусировки точки поверхности на заданной дальности с помощью опорной функции на борту летательного аппарата эти параметры измеряют с точностью, определяемой допустимой фокусировкой (получение заданного разрешения элемента по азимуту) и допустимыми геометрическими искажениями (получение минимального сдвига по азимуту).

В общем случае при синтезировании апертуры антенны управление СА осуществляется с помощью опорной функции. Закон управления СА определяется видом обзора облучаемой поверхности. Однако независимо от вида обзора характер и параметры сигналов управления вычисляют на основе априорных данных о режиме полета, либо с использованием измеренных значений параметров движения летательного аппарата.

При произвольной траектории, когда она изменяется от одного интервала синтезирования к другому, опорная функция определяется для каждого интервала отдельно во время полета летательного аппарата. При равномерном горизонтальном прямолинейном полете носителя РСА нормально функционирует. Однако при реальном полете носителя (истребителя или вертолета) возникают траекторные нестабильности, вызванные угловыми колебаниями, случайными изменениями скорости, воздействием внешней среды, шумами, вызванными системой управления летательного аппарата и др.

Такие траекторные нестабильности приводят к амплитудным и фазовым искажениям отраженных сигналов и при фиксированной опорной функции нарушают оптимальность обработки радиосигналов, нарушают фокусировку отраженного сигнала и в конечном счете ухудшают качество картографирования.

Для получения в РСА высокого разрешения по азимуту в реальном полете принимают специальные меры, направленные на уменьшение влияния траекторных нестабильностей.

Наиболее распространенным подходом к решению этой проблемы является применение способа компенсации фазовых искажений принимаемого сигнала на интервале синтезирования на основе измерения параметров движения летательного аппарата. Измеряя параметры движения летательного аппарата в нормальной инерциальной системе координат X, Y, Z - величин составляющих скорости V_X, V_Y, V_Z и составляющих ускорений a_X, a_Y, a_Z на интервале синтезирования, вычисляют параметры движения фазового центра реальной антенны - скорости "V_r" и ускорения "а_r", направленных по линии визирования на объект. На основе этих измерений вычисляют фазовые изменения траекторного отраженного сигнала и с помощью опорной функции (см. формулу (1)) компенсируют эти фазовые набеги при обработке сигналов.

На летательных аппаратах для измерения параметров движения используют инерциальные навигационные системы (ИНС), при этом для измерения параметров движения фазового центра антенны, установленной в носовой части, применяется дополнительная специальная ИНС, установленная в месте расположения антенны.

Кроме того, для улучшения характеристик измерения параметров движения применяют специальные акселерометры, измеряющие линейные ускорения по трем осям в инерциальной системе координат.

В известном способе компенсации при обработке сигнала методом гармонического анализа путем преобразования Фурье, сигналы радиолокационного изображения одной стробированной полоски дальности на выходе системы обработки могут быть описаны:

где S_BX(t;α_i) - комплексный сигнал на входе системы обработки, отраженный от объекта, расположенного под углом α_i относительно вектора скорости;

t - текущее время на интервале движения антенны,

Т_c - время синтезирования

S_вх(t;α_i)=A(t;α_i)e^jϕ(t;αi)

A(t;α_i) - амплитуда сигнала,

ϕ(t;α_i) - фаза сигнала,

h(t) - опорная функция, комплексно сопряженная с сигналом, отраженным от объекта (при ограничении ряда разложения), рассчитываемая на основе измерения параметров движения фазового центра антенны;

где H(t) - весовая функция, определяющая заданный уровень боковых лепестков,

V_r - составляющая скорости движения фазового центра антенны в направлении на объект,

где: V_X - составляющая скорости по оси ОХ,

V_Y - составляющая скорости по оси OY,

V_Z - составляющая скорости по оси OZ,

τ - интервал времени,

α_r - составляющая ускорения движения фазового центра антенны в направлении на объект,

α_i - угол в азимутальной плоскости,

ε - угол в угломестной плоскости,

где:

α_x - ускорение по оси ОХ,

α_y - ускорение по оси OY,

α_Z - ускорение по оси OZ,

Из уравнения (1) следует, что второй член уравнения имеет квадратичную зависимость от времени и при наличии ошибки измерения ускорения "da_r" имеет параболический характер:

Максимальный набег фазы на концах интервала синтезирования будет составлять:

Известно, что в зависимости от величины ошибки по ускорению "da_r", приводящей к набегу фазы, появляется расширение спектра отражений от фокусируемой точки. Так набег фазы на интервале синтезирования, приводит к ухудшению разрешения более чем на 10%. (Итоги науки и техники. Радиотехника. Том 36. М., 1986 г.)

При когерентной фильтрации такие ошибки по ускорению приводят также к уменьшению амплитуды сигнала, приводящей к потере яркости и уменьшению контрастности. Наиболее заметное воздействие на синтезированную диаграмму направленности оказывают низкочастотные ошибки измерения ускорения.

Приведенный способ компенсации фазовых набегов сигнала реализуется в известных самолетных и вертолетных БРЛС, работающих в режиме синтезирования апертуры антенны, таких как БРЛС с синтезированной апертурой антенны для обнаружения наземных объектов фирмы "Hughes" APG-65, размещаемая на самолете истребителе F-16 или БРЛС-APG-70, устанавливаемая на самолете F-15 США, а также в бортовой самолетной радиолокационной станции картографирования земной поверхности (США, заявка № 756455 от 3/1-1977 г. МКИ G 01 S - 13/90). Эти БРЛС с синтезированной апертурой антенны за счет движения самолета обеспечивают картографирование земной поверхности с высоким угловым разрешением.

Как следует из описания, последняя РЛС предназначена для картографирования земной поверхности как в режиме бокового, так и переднебокового обзора. Ближайшим техническим решением к предлагаемому способу компенсации является способ компенсации фазовых набегов сигнала с помощью инерциальной навигационной системы, в вертолетной радиолокационной системе, приведенной в патенте RU N 2147136, G 01 S 13/00, 13/90 с приоритетом от 12.03.1997 г.

Эта БРЛС обеспечивает картографирование подстилающей поверхности в режиме синтезирования апертуры антенны.

В этой станции при синтезировании апертуры антенны применяется выше рассмотренный способ компенсации набега фазы сигнала, использующий измерение параметров движения носителя V_x; V_y; V_z и a_x; a_y; a_z с помощью инерциальной платформы.

На фиг.1 представлена блок-схема прототипа вертолетной радиолокационной системы, где:

Антенна - 1;

датчик углов антенны - 2;

двигатель антенны по азимуту - 3;

блок управления антенной - 4;

задающий генератор 5;

синтезатор частот - синхронизатор - 6;

циркулятор - 9;

передатчик - 10;

приемник - 11;

процессор сигналов - 12;

индикатор - 13;

процессор данных и управления РЛС - 30;

инерциальная платформа - 52;

измеритель угловой скорости 56;

вычислитель пилотажно-навигационного комплекса (ПНК) - 57;

исполнительное устройство управления вертолетом - 64.

Как следует из описания прототипа БРЛС, синтезированная апертура антенны при зависании вертолета формируется за счет вращательного движения фазового центра антенны, установленной в носовой части вертолета. При этом в качестве апертуры антенны принимается длина траектории по хорде окружности движения фазового центра.

При прямолинейном движении вертолета синтезированная апертура антенны формируется за счет перемещения фазового центра на отрезке пути антенны, перпендикулярном направлению на объект. В процессе движения вертолета для получения синтезированной апертуры производится когерентное суммирование сигналов, отраженных от наземных объектов. Возможность когерентного суммирования принятых при движении и эволюциях вертолета сигналов обеспечивается путем компенсации фазовых изменений принимаемых сигналов доплеровской частоты. Компенсация проводится на основе измерений параметров движения вертолета инерциальной платформой 52.

В процессе движения вертолета при работе БРЛС в процессоре данных 30 синхронизуемым сигналом "f_пd", поступающим из синхронизатора частот 6, для компенсации фазовых набегов сигнала формируется опорная функция, комплексно сопряженная с сигналом, отраженным от объекта, для каждого элемента дальности и каждого периода повторения двух квадратур сигнала, и накапливается в памяти. Коэффициенты опорной функции для каждого элемента дальности и каждого периода повторения вычисляются на основе измерений параметров движения носителя, составляющих скорости носителя V_x, V_y, V_z и составляющих ускорений носителя a_x, a_y, a_z, угла курса "ψ", определяемых инерциальной платформой 52 и угла направления на объект "ε_г". По окончании набора массива сигналов на заданном интервале синтезирования накопленный в памяти процессора сигналов 12 массив сигналов двух квадратур для каждого элемента дальности и каждого периода повторения перемножается в умножителях с одноименными отсчетами каждого элемента дальности и периода повторения опорной функции, поступающими из памяти процессора 30. С выходов схем разности и суммы после умножения массив сигналов двух квадратур поступает в процессор быстрого преобразования Фурье (БПФ), где подвергается гармоническому анализу. Результатом преобразования сигналов из временной области в частотную являются частотные (азимутальные) отсчеты двух квадратур радиолокационной информации в каждом элементе дальности.

Затем из отсчетов массива сигналов двух квадратур формируются модули сигналов, которые поступают в индикатор 13. Как следует из построения БРЛС прототипа, для получения в БРЛС высокого разрешения по азимуту в реальном полете приняты меры, направленные на уменьшение влияния траекторных нестабильностей. Решение этой проблемы обеспечивается компенсацией фазовых набегов принимаемого сигнала на интервале синтезирования на основе измерения параметров движения летательного аппарата.

Для этого измеряют параметры движения летательного аппарата в нормальной инерциальной системе координат - величины скоростей V_x, V_y, V_z и ускорений a_x, a_y, a_z на интервале синтезирования и вычисляют параметры движения фазового центра реальной антенны - скорости "V_r" и ускорения "а_r", направленные по линии визирования. На основе этих измерений вычисляют фазовые изменения траекторного отраженного сигнала и с помощью опорной функции (см. формулу (1)) компенсируют эти фазовые набеги при обработке сигнала. Однако, как показывает анализ работы РСА с применением инерциальной платформы, по целому ряду параметров последняя не удовлетворяет предъявленным требованиям по воспроизведению закона изменения фазы отраженного сигнала для получения в РСА высокого разрешения по азимуту (Итоги науки и техники. Радиотехника, том 36, М., 1986 г.; Зарубежная радиоэлектроника, №3, 1983 г., М.: "Радио и связь").

Применение дополнительных к инерциальной платформе специальных акселерометров для измерения ускорений по трем осям улучшает характеристики измерения параметров движения, однако из-за конечного значения точности измерений и невозможности их размещения вблизи фазового центра антенны не решает проблемы получения необходимого высокого разрешения по азимуту при маневрах летательного аппарата. Так, характеристики выпускаемых отечественных акселерометров по точности измерения более чем на порядок уступают требуемой точности для получения необходимого высокого, а тем более сверхвысокого линейного разрешения по азимуту (0,5м) (например, по техническим условиям работы на датчик, выпускаемый АО НПП "Темп-АВИА" г.Арзамас, ошибка измерения составляет 1,5% от измеряемой величины, тогда как для получения высокого разрешения ошибка не должна превосходить 0,05%). Это обстоятельство является главным недостатком способа компенсации фазовых изменений, применяющегося в БРЛС прототипа и приведенных аналогов, использующего датчики линейных ускорений, ошибки измерения которых определяют величину фазовых набегов сигнала и не позволяют получить необходимое высокое разрешение по азимуту.

Задача данного изобретения заключается в получении высокого разрешения по азимуту в БРЛС с СА на летательных аппаратах с датчиками измерения линейных ускорений способом компенсации фазовых набегов сигнала при эволюции и ускорении носителя.

Для решения этой задачи принятый и запомненный на интервале синтезирования массив сигналов, отраженных от наземных объектов, в процессоре сигналов проходит обработку в два этапа. На первом этапе массив сигналов умножают на комплексно сопряженную с сигналом опорную функцию, в результате чего компенсируют фазовые набеги сигналов, связанные с движением и ускорениями фазового центра антенны.

При этом опорную функцию формируют на основе измерения параметров движения фазового центра антенны, составляющих скорости V_x; V_y; V_z, измеренных инерциальной навигационной системой (ИНС), и ускорений a_x; a_y; a_z, измеренных датчиками линейных ускорений.

На втором этапе обработки полученный на первом этапе и накопленный в памяти процессора сигналов массив сигналов последовательно умножают на комплексно сопряженные корректирующие функции, найденные по задаваемому критерию оценки качества радиолокационной информации на основе определения максимальных ошибок измерения линейных ускорений а_х; a_y; a_z; датчиками на интервале синтезирования. В результате обработки массива сигналов на втором этапе компенсируют фазовые набеги сигнала, вызванные ошибками измерения линейных ускорений датчиками до допустимой (заданной) величины. При этом качество радиолокационной информации соответствует заданному критерию (величина разрешения, контрастность, динамический диапазон и др.).

При проведении компенсации фазового набега, из-за наличия траекторных нестабильностей измеренная датчиками величина ускорения фазового центра антенны по линии визирования на объект будет:

где:

da_x - ошибка датчика ускорений по оси ОХ,

da_y - ошибка датчика ускорений по оси OY,

da_z - ошибка датчика ускорений по оси OZ.

При наличии ошибки измерения датчиками величина фазового набега, оставшаяся после компенсации максимального набега фазы за счет ускорения, определяется следующей формулой: , где

da_r, - ошибка измерения ускорения датчиками по радиальному направлению;

Для обеспечения требуемой разрешающей способности ошибка датчиков da_r не должна превышать допустимой величины da_{r доп}

При допустимой величине фазового набега Δϕ_доп допустимая величина будет:

Для снижения влияния ошибок измерения датчиками и доведения этой ошибки до допустимой величины используется свойство датчика коррелировать ошибки измерения с измеряемой величиной ускорения. Например, в датчике АТ-1104 при температуре окружающей среды t°=const на коротких интервалах синтезирования Т_c≤5с. закон изменения ошибки измерения ускорения датчиком повторяет закон изменения ускорения, измеренного датчиком (при ограничении величины ускорения): da(t)=ξ·a(t);

где

da(t) - закон изменения ошибки;

a(t) - закон изменения ускорения;

ξ - коэффициент, определяющий значение ошибки измерения ускорения датчиком.

В технических условиях на датчик задается только максимальное значение ошибки измерения, в то время как реальная ошибка датчика при измерениях в полете, которая определяет остаточную некомпенсированную фазу, оказывается неизвестной. Однако, используя свойство датчика, представляется возможным провести компенсацию фазовых набегов, вызванных реальными ошибками датчиков в полете до допустимых величин при конкретном измерении на интервале синтезирования.

Такая возможность обеспечивается тем, что реальная ошибка измерения в полете лежит в диапазоне максимальных значений ошибок измерения ускорения и решение поставленной задачи в предложенном способе компенсации может быть обеспечено предложенным процессом обработки принятого сигнала. Для этого максимальный диапазон ошибок измерения во времени, определяемых датчиком ускорений, разбивают на "2n" поддиапазонов (см. фиг.6). После чего принятый и заложенный в памяти процессора массив сигналов отражений от поверхности последовательно умножают на каждую корректирующую сигнал по фазе функцию, в которую для расчета компенсирующей фазы последовательно во времени задают значения ошибок датчиков по ускорению соответствующего поддиапазона.

После каждого умножения массива на каждую корректирующую функцию проводят быстрое преобразование Фурье, находят модуль сигнала и полученное РЛИ помещают в память процессора.

После проведения каждой из 2n компенсаций фазовых искажений первично накопленного массива сигналов, оценивают качество РЛИ по одному из выбранных критериев: величине разрешения, динамическому диапазону или контрастности. Выбор критерия определяется условиями применения РЛС и постановкой задачи.

По результатам 2n итераций на основе полученных значений выбранного критерия определяют и выдают на экран индикатора массив РЛИ, соответствующий наилучшему значению критерия, при этом изменения фазы скомпенсированы до заданной допустимой величины.

Предложенный способ компенсации фазовых набегов сигнала в БРЛС с СА определяет следующий алгоритм работы аппаратуры на интервале синтезирования:

1. При движении летательного аппарата с БРЛС в режиме излучения и приема проводят набор массива принятых сигналов отражений от поверхности и запоминают его.

2. Измеряют параметры движения фазового центра антенны, составляющих скорости V_x; V_y; V_z и линейных ускорений a_x; a_y; a_z в нормальной системе координат X, Y, Z, например, посредством инерциальной навигационной системы (ИНС) и датчиками измерения линейных ускорений, и их величины во времени запоминают.

3. По измеренным параметрам движения фазового центра антенны V_x; V_y; V_z и a_x; a_y; a_z вычисляют фазовые коэффициенты опорной функции:

4. Проводят предварительное (первый этап) умножение массива сигналов на комплексно сопряженную с сигналом опорную функцию, при этом результат умножения сигналов на опорную функцию закладывают в память и над массивом сигналов проводят операцию быстрого преобразования Фурье.

5. По результатам преобразования Фурье проводят отбор наиболее контрастных элементов в каждом элементе дальности. Для каждого сигнала в каждом элементе дальности находят максимальное значение амплитуды сигнала U_max и вычисляют контрастность:

где U_max - максимальное значение амплитуды сигнала точечного объекта,

U_cp - среднее значение сигнала в соседних элементах соответственно.

Если С≥А, то объект является контрастным

где: А - принятое значение контрастности.

6. Из всего массива сигналов путем сравнительных оценок выявляют элемент дальности n_d и элемент азимута l, в котором сигнал имеет максимальную контрастность "С_max" (C_maxn+1≥C_maxn).

7. По ускорениям, измеренным каждым из трех датчиков, определяют максимальное значение ошибок ускорения во времени по формуле:

где ξ - коэффициент, определяющий значение ошибки измерения ускорения датчиком.

8. Исходя из требуемого разрешения, при допустимом изменении фазы Δϕ_доп на интервале синтезирования определяют допустимую величину ошибки по ускорению:

9. Определяют максимальное количество корректирующих функций по допустимому некомпенсированному значению ускорения по осям X, Y, Z для их использования в режиме компенсации:

Процедуру проделывают для каждого из датчиков по осям OX, OY, OZ.

10. На интервале синтезирования на основе записи величины ускорения по осям OX, OY, OZ вычисляют значения ошибок ускорения во времени по соответствующим осям для каждой корректирующей функции:

где

11. Вычисляют значения ошибок составляющих ускорений для каждой корректирующей функции, измеренные каждым из датчиков, на направление на объект (радиальное направление).

12. Вычисляют массивы значений корректирующих функций h_nx;y;z во времени (по осям OX, OY, OZ):

где, Δϕ_x,y,z(t) - значения фазового набега за счет ошибок ускорений, измеренных датчиками. Значения массивов корректирующих функций по осям OX, OY, OZ во времени закладывают в память.

13. Массив сигналов, отраженных от поверхности, умноженных на опорную функцию в элементе дальности n_d, где был определен сигнал с максимальной контрастностью, заложенный в памяти, умножают на комплексно-сопряженную с сигналом корректирующую функцию h_nx.

При этом последовательно для всех 2n корректирующих функций по координате "X" находят:

а) где

U_m - амплитуда сигнала массива после умножения на опорную функцию;

m - номер отсчета сигнала отражений и величины ускорения на интервале синтезирования;

ψ{t) - значения некомпенсированного фазового набега за счет ошибок измерения ускорения датчиком.

Каждый раз после умножения на значения одной из 2n корректирующих функций проводят быстрое преобразование Фурье (БПФ) и его результат заносят в память, при этом результат умножения сигналов на фазовые коэффициенты корректирующей функции также закладывают в память. После умножения на все 2n корректирующие функции h_nx (при воздействии ускорений по оси "Х") и проведения БПФ, по критерию оценки качества РЛИ (например, по максимальной контрастности) скомпенсированный по фазовым искажениям (за счет ошибок ускорения по оси "Х") массив сигналов в элементе дальности "n_d" запоминают.

б) Заложенный в память массив сигналов в элементе дальности n_d, скорректированный функцией "h_nx", умножают на корректирующие функции координаты "Y" "h_ny" с вышеизложенным процессом обработки.

в) Аналогично проводят обработку с умножением на корректирующую функцию координаты "Z" "h_nz".

Таким образом, массив сигналов РЛИ, определенный в элементе дальности по критерию максимальной контрастности "С_max" при последнем умножении, является скомпенсированным по ускорению с допустимой ошибкой "da_rдоп" для заданного критерия качества РЛИ (например, контрастность, разрешение, динамический диапазон).

А найденные по критерию качества радиолокационной информации корректирующие функции h_nx, h_ny, h_nz учитывают реальные ошибки измерения линейных ускорений датчиками (с заданным допуском) и могут быть использованы для коррекции массива сигналов во всех элементах дальности.

Ниже приводится бортовая радиолокационная система, в которой реализован приведенный способ компенсации, решающий задачу получения высокого (заданного) разрешения по азимуту в режиме синтезированной апертуры антенны при использовании датчиков измерения ускорений.

1) На фиг.1 приведена блок-схема прототипа.

2) На фиг.2 представлена блок-схема предложенной БРЛС. В предлагаемую БРЛС входят:

- антенна - 1;

- циркулятор - 2;

- передатчик - 3;

- задающий генератор - 4;

- синтезатор частот - синхронизатор - 5;

- приемник - 6, состоящий из поз.7-12 (см.фиг.3);

- процессор сигналов - 13, состоящий из поз.14-28 и 30-53 (см. фиг.4);

- индикатор - 29;

- процессор данных - 54, состоящий из поз.61-104 (см.фиг.5);

- датчик линейных ускорений по оси "OX" - 55;

- аналого-цифровой преобразователь - 56;

- датчик линейных ускорений по оси "OY" - 57;

- аналого-цифровой преобразователь - 58;

- аналого-цифровой преобразователь - 59;

- датчик линейных ускорений по оси "OZ" - 60;

- инерциально -навигационная система - 69.

3) На фиг.3 приведена развернутая структурная схема приемника БРЛС:

- приемник - 6;

- СВЧ приемник - 7;

- УПЧ - 8;

- фазовый детектор - 9;

- фазовый детектор 10;

- АЦП - 11;

- АЦП - 12.

4) На фиг.4 представлена развернутая структурная схема, поясняющая работу процессора сигналов 13 в режиме синтезирования:

- устройство памяти - 14;

- устройство памяти - 15;

- коммутатор - 16;

- коммутатор - 17;

- умножитель - 18;

- умножитель - 19;

- умножитель - 20;

- умножитель - 21;

- устройство разности - 22;

- устройство суммы - 23;

- устройство памяти - 24;

- устройство памяти - 25;

- процессор БПФ - 26;

- устройство модуля - 27;

- коммутатор - 28;

- индикатор - 29;

- коммутатор - 30;

- устройство памяти - 31;

- вычислитель - 32;

- пороговое устройство - 33;

- устройство памяти - 34;

- устройство памяти - 35;

- вычислитель - 36;

- устройство оценки параметров - 37;

- коммутатор - 38,

- коммутатор - 39;

- устройство управления - 40;

- устройство управления - 41,

- устройство формирования - 42,

- устройство памяти - 43;

- устройство памяти - 44;

- устройство памяти - 45;

- устройство памяти - 47;

- устройство памяти - 48;

- устройство памяти - 49,

- устройство памяти - 50;

- устройство управления - 51;

- устройство управления - 52;

- устройство управления адреса - 53;

- вычислитель адреса точечной цели

и номера корректирующей функции - 106, его образуют элементы 30-37, 40-42.

5) На фиг.5 представлена развернутая структурная схема, поясняющая работу процессора данных в режиме синтезирования:

- процессор данных - 54, включает в себя:

- устройство памяти - 61;

- вычислитель - 62;

- вычислитель - 63;

- устройство памяти - 64;

- умножитель - 65;

- вычислитель данных и управления - 66;

- вычислитель радиального ускорения - 67;

- вычислитель радиальной скорости - 68;

- инерциальная навигационная система - 69;

- устройство памяти - 70;

- вычислитель - 71;

- вычислитель - 72;

- устройство памяти - 73;

- умножитель - 74;

- устройство памяти - 75;

- вычислитель - 76;

- вычислитель - 77;

- устройство памяти - 78,

- умножитель - 79;

- умножитель - 80;

- умножитель - 81;

- умножитель - 82;

- умножитель - 83;

- умножитель - 84;

- умножитель - 85;

- умножитель - 86;

- сумматор - 87;

- умножитель - 88;

- устройство sin - 89;

- устройство cos - 90;

- устройство sin - 91;

- устройство cos - 92;

- устройство sin - 93;

- устройство cos - 94;

- устройство sin - 95;

- устройство cos - 96;

- устройство памяти - 97;

- устройство памяти - 98;

- устройство памяти - 99;

- устройство памяти - 100;

- устройство памяти - 101;

- устройство памяти - 102;

- устройство памяти - 103;

- устройство памяти - 104;

- вычислитель корректирующих функций - 105, его образуют элементы 61-82, 84-86, 89-94, 97-102.

6) На фиг.6 в качестве примера приведена графическая зависимость ошибок измерения ускорения датчиком во времени на интервале синтезирования.

Бортовая радиолокационная система с синтезированной апертурой антенны для летательных аппаратов состоит из антенны 1, циркулятора 2, передатчика 3, приемника 6, задающего генератора 4, синтезатора частот-синхронизатора 5, процессора данных 46, процессора сигналов 13, индикатора 32, инерциально-навигационной системы 61, трех датчиков измерения линейных ускорений 55, 57, 60 с аналого-цифровыми преобразователями 56, 58, 59. При этом для передачи излучающего импульса в антенну 1 выход передатчика 3 через циркулятор 2 соединен с входом антенны 1, для передачи принятого антенной 1 отраженного сигнала выход антенны 1 через циркулятор 2 соединен с первым входом приемника, для формирования излучающего СВЧ сигнала несущей частоты "f" первый вход передатчика соединен с первым выходом синтезатора частот-синхронизатора 5, для запуска передатчика 3 его второй вход соединен с вторым выходом синтезатора частот-синхронизатора 5 по сигналу частоты повторения импульсов F_п.

Работу БРЛС в когерентном режиме обеспечивает задающий генератор 4, частота которого "f_г" является базовой и используется в синтезаторе для формирования сигнала излучения "f", а также гетеродинного и других сигналов, синхронизирующих работу блоков и процессоров. Все высокочастотные сигналы формируются в синтезаторе частот-синхронизаторе 5 путем умножения частоты задающего генератора, а низкочастотные синхронизирующие сигналы путем деления частоты "f_г". Для формирования в приемнике 6 промежуточной частоты принимаемого сигнала "f_пр" третий выход синтезатора частот-синхронизатора 5 по сигналу гетеродинной частоты f_c соединен со вторым входом приемника 6.

Для формирования частоты приемного сигнала в диапазоне доплеровских частот "f_д" четвертый выход синтезатора частот-синхронизатора 5 по сигналу промежуточной частоты "f_пр" соединен с третьим входом приемника 6.

Для формирования частоты дискретизации аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в приемнике 6 пятый выход синтезатора частот-синхронизатора по сигналу опорной частоты "f_ca" соединен с четвертым входом приемника 6.

Для обработки радиолокационной информации, выход приемника 6 соединен с первым входом цифрового процессора сигналов 13. (Для передачи сигналов из приемника 6 в цифровой процессор сигналов 13 применяется 2×16 разрядная линия). Для синхронизации работы процессора сигналов 13 шестой выход синтезатора частот-синхронизатора 5 по сигналу тактовой частоты f_сп соединен со вторым входом цифрового процессора сигналов 13. Для синхронизации работы процессора данных 54 седьмой выход синтезатора частот-синхронизатора 5 по сигналу f_nd соединен с первым входом цифрового процессора данных 54.

Для управления режимами работы и выдачи исходных параметров, первый выход цифрового процессора данных 54 соединен с третьим входом цифрового процессора сигналов 13. (Для передачи сигналов из цифрового процессора данных 54 в цифровой процессор сигналов 13 применяется стандартный магистральный параллельный интерфейс (МПИ) ГОСТ 26765.51-86).

Для управления режимами работы синтезатора частот синхронизатора 5 его второй вход соединен со вторым выходом процессора данных 54. Для выдачи обработанной радиолокационной информации выход цифрового процессора сигналов 13 соединен со входом индикатора 13.

Для вычисления опорной функции относительно фазового центра антенны для компенсации фазовых изменений сигнала пятый вход процессора данных 54 по сигналам составляющих скорости носителя V_x, V_y, V_z соединен с инерциальной навигационной системой 69. В БРЛС введены три датчика измерения ускорений с аналого-цифровыми преобразователями, размещенными на платформе антенны 1 вблизи ее фазового центра по осям OX, OY и OZ для вычисления фазовых коэффициентов опорной и корректирующей функций. При этом первый, второй и третий выходы первого, второго и третьего датчиков измерения ускорений через аналого-цифровые преобразователи соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами процессора данных 54 (линии а, в, с на фиг.2).

Для работы аналого-цифровых преобразователей 56, 58, 59 датчиков ускорений 55, 57 и 60 на второй вход каждого АЦП поступает по линии "d" (фиг.2) сигнал частоты дискретизации "f_d" из синтезатора частот-синхронизатора 5.

С целью существенного уменьшения влияния ошибок датчиков измерения линейных ускорений в процессор сигналов 13 введен вычислитель 106 выбора точечной цели и номера корректирующей функции, а в процессор данных введен вычислитель 105 корректирующих функций, при этом выход вычислителя корректир