Активная радиолокационная головка самонаведения ракеты

Активная радиолокационная головка самонаведения ракеты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к системам наведения ракет, предназначенным для обнаружения и сопровождения наземных целей, а также для формирования и выдачи сигналов управления в систему управления ракеты (СУР) для ее наведения на цель.

Наиболее близкой к изобретению является активная радиолокационная головка самонаведения (АРГС), содержащая антенну, передатчик, приемное устройство, циркулятор, датчик углового положения антенны в горизонтальной плоскости

(ДУПА_гп), датчик углового положения антенны в вертикальной плоскости (ДУПА_вп), трехканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), программируемый процессор сигналов (ППС), синхронизатор, опорный генератор, цифровую вычислительную машину (ЦВМ), в качестве антенны использована щелевая антенная решетка (ЩАР) моноимпульсного типа, механически закрепленная на гироплатформе гиростабилизированного привода антенны и функционально включающего в свой состав ДУПА_гп и ДУПА_вп, а также двигатель прецессии гироплатформы в горизонтальной плоскости (ДПГ_гп), двигатель прецессии гироплатформы в вертикальной плоскости (ДПГ_вп) и микроцифровую вычислительную машину (микроЦВМ), причем ДУПА_гп механически соединен с осью ДПГ_гп, а его выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП_вп) соединен с первым входом микроЦВМ, ДУПА_вп механически соединен с осью ДПГ_вп, а его выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП_вп) соединен с вторым входом микроЦВМ, первый выход микроЦВМ соединен через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП_гп) с ДПГ_гп, второй выход микроЦВМ через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП_вп) соединен с ДПГ_вп, суммарный вход-выход циркулятора соединен с суммарным входом-выходом ЩАР, разностный выход ЩАР для диаграммы направленности в горизонтальной плоскости соединен с входом первого канала ПРМУ, разностный выход ЩАР для диаграммы направленности в вертикальной плоскости соединен с входом второго канала ПРМУ, выход циркулятора соединен с входом третьего канала ПРМУ, вход циркулятора соединен с выходом передатчика, выход первого канала ПРМУ соединен с входом первого канала (АЦП), выход второго канала ПРМУ соединен с входом второго канала АЦП, выход третьего канала ПРМУ соединен с входом третьего канала АЦП, выход первого канала АЦП соединен с первым входом (ППС), выход второго канала АЦП соединен с вторым входом ППС, выход третьего канала АЦП соединен с третьим входом ППС, первый выход синхронизатора соединен с первым входом передатчика, второй выход синхронизатора соединен с четвертым входом ПРМУ, третий выход синхронизатора соединен с входом (ОГ), четвертый выход синхронизатора соединен с четвертым входом АЦП, пятый выход синхронизатора соединен с четвертым входом ППС, первый выход ОГ соединен с вторым входом передатчика, второй выход ОГ соединен с пятым входом ПРМУ, причем ППС, ЦВМ, синхронизатор и микроЦВМ первой цифровой магистралью соединены между собой, ППС второй цифровой магистралью соединен с контрольно-проверочной аппаратурой (КПА), ЦВМ третьей цифровой магистралью соединена с КПА, ЦВМ соединена с четвертой цифровой магистралью для связи с внешними устройствами /Патент РФ на изобретение №2313054, кл. F41G 7/22, опуб. 20.12.2007 г./.

Недостатком данного устройства является низкая точность сопровождения подвижного наземного объекта, так как управление антенной в направлении на цель осуществляется на основе ее углового положения без учета угловой скорости и ускорения перемещения цели.

Задачей изобретения является повышения точности сопровождения подвижной наземной цели за счет учета ее угловой скорости и ускорения перемещения.

Технический результат изобретения достигается тем, что в активную радиолокационную головку самонаведения ракеты, содержащую антенну, передатчик, приемное устройство, циркулятор, датчик углового положения антенны в горизонтальной плоскости (ДУПА_гп), датчик углового положения антенны в вертикальной плоскости (ДУПА_вп), трехканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), программируемый процессор сигналов (ППС), синхронизатор, опорный генератор, цифровую вычислительную машину (ЦВМ), в качестве антенны использована щелевая антенная решетка (ЩАР) моноимпульсного типа, механически закрепленная на гироплатформе гиростабилизированного привода антенны и функционально включающая в свой состав ДУПА_гп и ДУПА_вп, а также двигатель прецессии гироплатформы в горизонтальной плоскости (ДПГ_гп), двигатель прецессии гироплатформы в вертикальной плоскости (ДПГ_вп) и микроцифровую вычислительную машину (микроЦВМ), причем ДУПА_гп механически соединен с осью ДПГ_гп, а его выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП_вп) соединен с первым входом микроЦВМ, ДУПА_вп механически соединен с осью ДПГ_вп, а его выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП_вп) соединен с вторым входом микроЦВМ, первый выход микроЦВМ соединен через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП_гп) с ДПГ_гп, второй выход микроЦВМ через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП_вп) соединен с ДПГ_вп, суммарный вход-выход циркулятора соединен с суммарным входом-выходом ЩАР, разностный выход ЩАР для диаграммы направленности в горизонтальной плоскости соединен с входом первого канала ПРМУ, разностный выход ЩАР для диаграммы направленности в вертикальной плоскости соединен с входом второго канала ПРМУ, выход циркулятора соединен с входом третьего канала ПРМУ, вход циркулятора соединен с выходом передатчика, выход первого канала ПРМУ соединен с входом первого канала (АЦП), выход второго канала ПРМУ соединен с входом второго канала АЦП, выход третьего канала ПРМУ соединен с входом третьего канала АЦП, выход первого канала АЦП соединен с первым входом (ППС), выход второго канала АЦП соединен с вторым входом ППС, выход третьего канала АЦП соединен с третьим входом ППС, первый выход синхронизатора соединен с первым входом передатчика, второй выход синхронизатора соединен с четвертым входом ПРМУ, третий выход синхронизатора соединен с входом (ОГ), четвертый выход синхронизатора соединен с четвертым входом АЦП, пятый выход синхронизатора соединен с четвертым входом ППС, первый выход ОГ соединен с вторым входом передатчика, второй выход ОГ соединен с пятым входом ПРМУ, причем ППС, ЦВМ, синхронизатор и микроЦВМ первой цифровой магистралью соединены между собой, ППС второй цифровой магистралью соединен с контрольно-проверочной аппаратурой (КПА), ЦВМ третьей цифровой магистралью соединена с КПА, ЦВМ соединена с четвертой цифровой магистралью для связи с внешними устройствами, дополнительно введен блок обработки информационных сигналов угловых положений цели, вход которого соединен с выходом ЦВМ через первую цифровую магистраль, а выход блока обработки информационных сигналов угловых положений цели соединен с вторым цифровым входом микроЦВМ через пятую цифровую магистраль, при этом блок обработки информационных сигналов угловых положений цели состоит из канала обработки информационных сигналов угловых положений цели в горизонтальной плоскости и канала обработки информационных сигналов угловых положений цели в вертикальной плоскости, входы и выходы которых являются соответственно входом и выходом блока обработки информационных сигналов угловых положений цели.

Кроме того, каждый из каналов обработки информационных сигналов угловых положений цели в горизонтальной или вертикальной плоскости содержит цифроаналоговый преобразователь, n-пороговых устройств, задатчик сигналов, дифференцирующую цепь, элемент ИЛИ, сдвиговой регистр, первый и второй элементы И, первый и второй элементы И-НЕ, генератор импульсов, первый и второй счетчики, вычитающее устройство, первый и второй интегратор, сумматор, аналого-цифровой преобразователь, причем вход канала обработки информационных сигналов углового положения цели в горизонтальной или вертикальной плоскости является входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен одновременно с входом дифференцирующей цепи и с первыми входами n-пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами задатчика сигналов, выходы пороговых устройств через элемент ИЛИ соединены с первым входом сдвигового регистра, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом дифференцирующей цепи и генератором импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы сдвигового регистра соединены соответственно с первыми входами первых и вторых элементов И, И-НЕ, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом генератора импульсов, а третьи выходы - с выходами соответственно первого и второго элементов И-НЕ, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первыми входами первого и второго счетчиков, вторые входы которых соединены с выходом дифференцирующей цепи, выход первого и второго счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами вычитающего устройства, кроме того, выход первого счетчика соединен со входом первого интегратора, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход вычитающего устройства через второй интегратор соединен с первым входом суммирующего устройства, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого является выходом канала обработки информационных сигналов углового положения цели в горизонтальной или в вертикальной плоскости.

Новыми элементами, обладающими существенными отличиями по устройству, является блок обработки информационных сигналов угловых положений цели и связи между известными и новыми элементами устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема АРГС, на фиг.2 - структурная схема блока обработки информационных сигналов угловых положений цели.

Активная радиолокационная головка самонаведения ракеты содержит антенну 1, циркулятор 2, приемное устройство 3, трехканальный аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП), программируемый процессор сигналов 5 (ППС), привода 6 антенны, передатчик 7, опорный генератор 8, цифровую вычислительную машину 9 (ЦВМ), синхронизатор 10, блок 11 обработки информационных сигналов угловых положений цели. В качестве антенны 1 использована щелевая антенная решетка (ЩАР) моноимпульсного типа, механически закрепленная на гироплатформе гиростабилизированного привода 6 антенны и функционально включающая в свой состав датчик углового положения антенны в горизонтальной плоскости (ДУПА_гп), датчик углового положения антенны в вертикальной плоскости (ДУПА_вп), а также двигатель прецессии гироплатформы в горизонтальной плоскости (ДПГ_гп), двигатель прецессии гироплатформы в вертикальной плоскости (ДПГ_вп) и микроцифровую вычислительную машину (микроЦВМ), причем ДУПА_гп механически соединен с осью ДПГ_гп, а его выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП_вп) соединен с первым входом микроЦВМ, ДУПА_вп механически соединен с осью ДПГ_вп, а его выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП_вп) соединен с вторым входом микроЦВМ. Первый выход микроЦВМ соединен через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП_гп) с ДПГ_гп, второй выход микроЦВМ через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП_вп) соединен с ДПГ_вп, суммарный вход-выход циркулятора 2 соединен с суммарным входом-выходом ЩАР 1. Разностный выход ЩАР 1 для диаграммы направленности в горизонтальной плоскости соединен с входом первого канала ПРМУ 3, разностный выход ЩАР 1 для диаграммы направленности в вертикальной плоскости соединен с входом второго канала ПРМУ 3. Выход циркулятора 2 соединен с входом третьего канала ПРМУ 3, вход циркулятора 2 соединен с выходом передатчика 7, выход первого канала ПРМУ 3 соединен с входом первого канала АЦП 4, выход второго канала ПРМУ 3 соединен с входом второго канала АЦП 4, выход третьего канала ПРМУ 3 соединен с входом третьего канала АЦП 4, выход первого канала АЦП 4 соединен с первым входом ППС 5, выход второго канала АЦП 4 соединен с вторым входом ППС 5, выход третьего канала АЦП 4 соединен с третьим входом ППС 5. Первый выход синхронизатора 10 соединен с первым входом передатчика 7, второй выход синхронизатора 10 соединен с четвертым входом ПРМУ 3, третий выход синхронизатора 10 соединен с входом ОГ 8, четвертый выход синхронизатора 10 соединен с четвертым входом АЦП 4, пятый выход синхронизатора 10 соединен с четвертым входом ППС 5, первый выход ОГ 8 соединен с вторым входом передатчика 7, второй выход ОГ 8 соединен с пятым входом ПРМУ 3, причем ППС 5, ЦВМ 9, синхронизатор 10 и микроЦВМ первой цифровой магистралью соединены между собой, ППС 5 второй цифровой магистралью соединен с контрольно-проверочной аппаратурой (КПА), ЦВМ 10 третьей цифровой магистралью соединена с КПА. ЦВМ 10 соединена с четвертой цифровой магистралью для связи с внешними устройствами. Вход блока 11 обработки информационных сигналов угловых положений цели соединен с выходом ЦВМ 10 через четвертую цифровую магистраль, а выход блока 11 обработки информационных сигналов угловых положений цели соединен с вторым цифровым входом микроЦВМ через шестую цифровую магистраль. Блок 11 обработки информационных сигналов угловых положений цели состоит из двух каналов 12 обработки информационных сигналов угловых положений цели в горизонтальной и в вертикальной плоскости, входы и выходы которых являются соответственно входом и выходом блока 11 обработки информационных сигналов угловых положений цели.

Каждый из каналов 12 обработки информационных сигналов угловых положений цели в горизонтальной или вертикальной плоскости содержит цифроаналоговый преобразователь 13, n-пороговые устройства 14, задатчик 15 сигналов, дифференцирующую цепь 16, элемент ИЛИ 17, сдвиговой регистр 18, первый 19 и второй 20 элементы И, первой 21 и второй 22 элементы И-НЕ, генератор импульсов 23, первый 24 и второй 25 счетчики, вычитающее устройство 26, первый 27 и второй 28 интеграторы, сумматор 29, аналого-цифровой преобразователь 30. Вход блока 11 обработки информационных сигналов углового положения цели является входом цифро-аналогового преобразователя 13, выход которого соединен одновременно с входом дифференцирующей цепи 16 и с первыми входами n-пороговых устройств 14, вторые входы которых соединены с выходами задатчика 15 сигналов. Выходы пороговых устройств 14 через элемент ИЛИ 17 соединены с первым входом сдвигового регистра 18, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом дифференцирующей цепи 16 и генератором импульсов 23. Первый, второй, третий и четвертый выходы сдвигового регистра 18 соединены соответственно с первыми входами первых элементов И 19, НЕ 21 и вторых элементов И 20, И-НЕ 22, вторые входы первого 19 и второго 20 элементов И соединены с выходом генератора 23 импульсов, а третьи выходы с выходами соответственно первого 21 и второго 22 элементов И-НЕ, выходы первого 19 и второго 20 элементов И соединены соответственно с первыми входами первого 24 и второго 25 счетчиков, вторые входы которых соединены с выходом дифференцирующей цепи 16, выходы первого 24 и второго 25 счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами вычитающего устройства 26. Выход первого 24 счетчика соединен со входом первого интегратора 27, выход которого соединен со вторым входом сумматора 29. Выход вычитающего устройства 26 через второй 28 интегратор соединен с первым входом суммирующего устройства 29, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 30, выход которого является выходом канала 12 обработки информационных сигналов углового положения цели.

Программируемый процессор сигналов 5 представляет собой типовую ЦВМ, используемую в любой современной РГС или РЛС и оптимизированную на первичную обработку принятых радиосигналов. ППС 5 обеспечивает:

- с помощью первой цифровой магистрали (ЦМ₁) связь с ЦВМ 9;

- с помощью второй цифровой магистрали (ЦМ₂) связь с КПА;

- реализацию функционального программного обеспечения (ФПО_ппс), содержащего все необходимые константы и обеспечивающего выполнение в ППС 5 следующих обработок радиосигналов: квадратурную обработку поступающих на его входы оцифрованных радиосигналов; когерентное накопление этих радиосигналов; умножение накопленных радиосигналов на опорную функцию, учитывающую форму ДН антенны; выполнение над результатом умножения процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Примечания

К ФПО_ппс не предъявляется особых требований: оно лишь должно быть адаптировано к операционной системе, используемой в ППС 5.

В качестве ЦМ₁ и ЦМ₂ может быть использована любая из известных цифровых магистралей, например цифровая магистраль МПИ (ГОСТ 26765.51-86) или МКИО (ГОСТ 26765.52-87).

Алгоритмы упомянутых выше обработок известны и описаны в литературе, например, в монографии /Меркулов В.И., Канащенков А.И., Перов А.И., Дрогалин В.В. и др. Оценивание дальности и скорости в радиолокационных системах. Ч.1. / Под ред. А.И.Канащенкова и В.И.Меркулова - М.: Радиотехника, 2004, стр.162-166, 251-254, в патенте США №5014064, кл. G01S 13/00, 07.05.1991 и патенте РФ №2258939, 20.08.2005/.

Результаты перечисленных выше обработок в виде трех матриц амплитуд (МА), сформированных из радиосигналов, соответственно принятых по разностному каналу горизонтальной плоскости - МА^Δ _г, разностному каналу вертикальной плоскости - МА^Δ _в и суммарному каналу - МА^Σ, ППС 5 записывает в буфер цифровой магистрали ЦМ₁. Каждая из МА представляет собой таблицу, заполненную значениями амплитуд радиосигналов, отраженных от различных участков земной поверхности. Матрицы МА^Δ _г, МА^Δ _в и МА^Σ являются выходными данными ППС 5.

Привод антенны 6 представляет собой типовой гиростабилизированный (с силовой стабилизацией антенны) привод, используемый в настоящее время во многих РГС, например в РГС ракеты Х-25МА /Карпенко А.В., Ганин С.М. Отечественные авиационные тактические ракеты. - С-П.: 2000, стр.33-34/. Он обеспечивает (по сравнению с электромеханическими и гидравлическими приводами, реализующими индикаторную стабилизацию антенны) практически идеальную развязку антенны от корпуса ракеты /Меркулов В.И., Дрогалин В.В., Канащенков А.И. и др. Авиационные системы радиоуправления. Т.2. Радиоэлектронные системы самонаведения. / Под. ред. А.И.Канащенкова и В.И.Меркулова. - М.: Радиотехника, 2003, стр.216/. ПА 6 обеспечивает вращение ЩАР 1 в горизонтальной и вертикальной плоскостях и ее стабилизацию в пространстве.

ДУПА_гп, ДУПА_вп, АЦП_гп, АЦП_вп, ЦАП_гп, ЦАП_вп, ДПГ_гп, ДПГ_вп, функционально входящие в состав ПА 6, широко известны и используются в настоящее время во многих РГС и РЛС. МикроЦВМ представляет собой типовую ЦВМ, реализованную на одном из известных микропроцессоров, например микропроцессоре MIL-STD-1553В разработки АО «Электронная компания «ЭЛКУС». МикроЦВМ посредством цифровой магистрали ЦМ₁ связана с ЦВМ 9. Цифровая магистраль ЦМ₁ используется также и для введения в микроЦВМ функционального программного обеспечения привода антенны (ФПО_па).

К ФПО_па не предъявляется особых требований: оно лишь должно быть адаптировано к операционной системе, используемой в микроЦВМ.

Входными данными ПА 6, поступающими по ЦМ₁ из ЦВМ 9, являются:

номер N_p режима работы ПА и значения параметров рассогласования в горизонтальной ^Δφ _г и вертикальной ^Δφ _в плоскостях. Перечисленные входные данные поступают в ПА 6 при каждом обмене с ЦВМ 9.

ПА 6 работает в двух режимах: «Арретирование» и «Стабилизация».

В режиме «Арретирование», задаваемом ЦВМ 9 соответствующим номером режима, например N_p=1, микроЦВМ на каждом такте работы считывает с АЦП_гп и АЦП_вп преобразованные ими в цифровую форму значения углов положения антенны, поступающие на них соответственно с ДУПА_гп и ДУПА_вп. Значение угла ^φ _ат положения антенны в горизонтальной плоскости микроЦВМ выдает в ЦАП_гп, который преобразует его в напряжение постоянного тока, пропорционального значению этого угла, и подает его на ДПГ_гп. ДПГ_гп начинает вращать гироскоп, изменяя этим угловое положение антенны в горизонтальной плоскости. Значение угла ^φ _ав положения антенны в вертикальной плоскости микроЦВМ выдает в ЦАП_вп, который преобразует его в напряжение постоянного тока, пропорционального значению этого угла, и подает его на ДПГ_вп. ДПГ_вп начинает вращать гироскоп, изменяя этим угловое положение антенны в вертикальной плоскости. Таким образом, в режиме «Арретирование» ПА 6 обеспечивает соосное со строительной осью ракеты положение антенны.

В режиме «Стабилизация», задаваемом ЦВМ 9 соответствующим номером режима, например N_p=2, микроЦВМ на каждом такте работы считывает из буфера ЦМ₁ значения параметров рассогласования в горизонтальной ^Δφ _г и вертикальной ^Δφ _в плоскостях. Значение параметра рассогласования ^Δφ _г в горизонтальной плоскости микроЦВМ выдает в ЦАП_гп. ЦАП_гп значение этого параметра рассогласования преобразует в напряжение постоянного тока, пропорционального значению параметра рассогласования, и подает его на ДПГ_гп. ДПГ_гп изменяет угол прецессии гироскопа, корректируя этим угловое положение антенны в горизонтальной плоскости. Значение параметра рассогласования ^Δφ _в в вертикальной плоскости микроЦВМ выдает в ЦАП_вп. ЦАП_вп значение этого параметра рассогласования преобразует в напряжение постоянного тока, пропорционального значению параметра рассогласования, и подает его на ДПГ_вп. ДПГ_вп изменяет угол прецессии гироскопа, корректируя этим угловое положение антенны в вертикальной плоскости. Таким образом, в режиме «Стабилизация» ПА 6 на каждом такте работы обеспечивает отклонение антенны на углы, равные значениям параметров рассогласования в горизонтальной ^Δφ _г и вертикальной ^Δφ _в плоскостях.

Развязку ЩАР 1 от колебаний корпуса ракеты ПА 6 обеспечивает за счет свойств гироскопа удерживать пространственное положение своих осей неизменным при эволюциях основания, на котором он закреплен.

Выходом ПА 6 является ЦМ, в буфер которой микроЦВМ на каждом такте работы записывает цифровые коды значений углового положения антенны в горизонтальной

^φ _аг и вертикальной ^φ _ав плоскостях, которые она формирует из преобразованных в цифровую форму с помощью АЦП_гп и АЦП_вп значений углов положения антенны, снятых с ДУПА_гп и ДУПА_вп.

Передатчик 7 - типовой ПРД, используемый в настоящее время во многих РЛС, например, описанный в патенте RU 2260195 от 11.03.2004. ПРД 7 предназначен для формирования радиоимпульсов прямоугольной формы. Период повторения формируемых передатчиком радиоимпульсов задается синхроимпульсами, поступающими из синхронизатора 10. В качестве задающего генератора передатчика 7 используется опорный генератор 8.

Опорный генератор 8 представляет собой типовой гетеродин, используемый практически в любой активной РГС или РЛС, обеспечивающий генерацию опорных сигналов заданной частоты.

Цифровая вычислительная машина 9 представляет собой типовую ЦВМ, используемую в любой современной РГС или РЛС и оптимизированную на решение задач вторичной обработки принятых радиосигналов и управления аппаратурой. Примером такой ЦВМ может служить ЦВМ «Багет-83» производства НИИ СИ РАН КБ «Корунд». ЦВМ 9:

- по упомянутой ранее ЦМ₁ посредством передачи соответствующих команд обеспечивает управление ППС 5, ПА 6 и синхронизатором 10;

- по третьей цифровой магистрали (ЦМ₃), в качестве которой используется цифровая магистраль МКИО, посредством передачи из КПА соответствующих команд и признаков обеспечивает самотестирование;

- по ЦМ₃ принимает из КПА функциональное программное обеспечение (ФПО_цвм) и запоминает его;

- по четвертой цифровой магистрали (ЦМ₄), в качестве которой используется цифровая магистраль МКИО, обеспечивает связь с внешними устройствами;

- реализацию ФПО_цвм.

Примечания

К ФПО_цвм не предъявляется особых требований: оно лишь должно быть адаптировано к операционной системе, используемой в ЦВМ 9. В качестве ЦМ₃ и ЦМ₄ может быть использована любая из известных цифровых магистралей, например цифровая магистраль МПИ (ГОСТ 26765.51-86) или МКИО (ГОСТ 26765.52-87).

Реализация ФПО_цвм позволяет ЦВМ 9 выполнить следующее:

1. По полученным от внешних устройств целеуказаниям: углового положения цели в горизонтальной ^φ _цгцу и вертикальной ^φ _цвцу плоскостях, дальности Д_цу до цели и скорости сближения V_сбцу ракеты с целью рассчитать период повторения зондирующих импульсов.

Алгоритмы расчета периода повторения зондирующих импульсов широко известны, например они описаны в монографии [Меркулов В.И., Канащенков А.И., Перов А.И., Дрогалин В.В. и др. Оценивание дальности и скорости в радиолокационных системах. Ч.1. / Под ред. А.И.Канащенкова и В.И.Меркулова - М.: Радиотехника, 2004, стр.263-269/.

2. Над каждой из сформированных в ППС 5 и переданных в ЦВМ 6 по ЦМ₁ матриц МА^Δ _г, МА^Δ _в и МА^Σ выполнить следующую процедуру: сравнить значения амплитуд радиосигналов, записанных в ячейках перечисленных МА, со значением порога, и если значение амплитуды радиосигнала в ячейке больше значения порога, то в эту ячейку записать единицу, в противном случае - нуль. В результате этой процедуры из каждой упомянутой МА ЦВМ 9 формирует соответствующую матрицу обнаружения (МО) - МО^Δ _г, МО^Δ _в и МО^Σ, в ячейках которой записаны нули или единицы, причем единица сигнализирует о наличии цели в данной ячейке, а нуль - о ее отсутствии.

3. По координатам ячеек матриц обнаружения МО^Δ _г, МО^Δ _в и МО^Σ, в которых зафиксировано наличие цели, вычислить удаление каждой из обнаруженных целей от центра (т.е. от центральной ячейки) соответствующей матрицы, и сравнением этих удалений определить цель, ближайшую к центру соответствующей матрицы. Координаты этой цели ЦВМ 9 запоминает в виде: номера столбца N_стбд матрицы обнаружения МО^Σ определяющего удаление цели от центра МО^Σ по дальности; номера строки N_стрv матрицы обнаружения МО^Σ, определяющего удаление цели от центра МО^Σ по скорости сближения ракеты с целью; номера столбца N_стбг матрицы обнаружения МО^Δ _г, определяющего удаление цели от центра МО^Δ _г по углу в горизонтальной плоскости; номера строки N_стрв матрицы обнаружения МО^Δ _в, определяющего удаление цели от центра МО^Δ _в по углу в вертикальной плоскости.

4. Используя запомненные номера столбца N_стбд и строки N_стрv матрицы обнаружения МО^Σ по формулам:

(где Д_цмо, V_цмо - координаты центра матрицы обнаружения МО^Σ: ^ΔД и ^ΔV - константы, задающие дискрет столбца матрицы обнаружения МО^Σ по дальности и дискрет строки матрицы обнаружения МО^Σ по скорости соответственно), вычислить значения дальности до цели Д_ц и скорости сближения V_сб ракеты с целью.

5. Используя запомненные номера столбца N_стбг матрицы обнаружения МО^Δ _г и строки N_стрв матрицы обнаружения МО^Δ _в, а также значения углового положения антенны в горизонтальной ^φ _аг и вертикальной ^Δφ _ав плоскостях, по формулам:

(где ^Δφ _стбг и ^Δφ _стрв - константы, задающие дискрет столбца матрицы обнаружения МО^Δ _г по углу в горизонтальной плоскости и дискрет строки матрицы обнаружения МО^Δ _в по углу в вертикальной плоскости соответственно), вычислить значения пеленгов цели в горизонтальной ^φ _цг и вертикальной ^Δφ _цв плоскостях.

6. Вычислить значения параметров рассогласования в горизонтальной ^Δφ _г и вертикальной ^Δφ _в плоскостях по формулам

либо по формулам

где ^φ _цгцу, ^φ _цвцу - значения углов положения цели в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно, полученные от внешних устройств как целеуказания; ^φ _цг и ^φ _цв - вычисленные в ЦВМ 9 значения пеленгов цели в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно; ^φ _аг и ^φ _ав - значения углов положения антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно.

Синхронизатор 10 - обычный синхронизатор, используемый в настоящее время во многих РЛС, например, описанный в патенте RU 2260195 от 11.03.2004. Синхронизатор 10 предназначен для формирования синхроимпульсов различной длительности и частоты повторения, обеспечивающих синхронную работу РГС. Связь с ЦВМ 9 синхронизатор 10 осуществляет по ЦМ₁.

Заявленное устройство работает следующим образом.

На земле из КПА по цифровой магистрали ЦМ₂ в ППС 5 вводят ФПО_ппс, которое записывается в его запоминающее устройство (ЗУ).

На земле из КПА по цифровой магистрали ЦМ₃ в ЦВМ 9 вводят ФПО_цвм, которое записывается в его ЗУ.

На земле из КПА по цифровой магистрали ЦМ₃ через ЦВМ 9 в микроЦВМ вводят ФПО_{микроЦВМ}, которое записывается в его ЗУ.

Вводимые из КПА ФПО_цвм, ФПО_{микроЦВМ} и ФПО_ппс содержат программы, позволяющие реализовать в каждом из перечисленных вычислителей все упомянутые выше задачи, при этом в их состав входят значения всех необходимых при вычислениях и логических операциях констант.

После подачи питания ЦВМ 9, ППС 5 и микроЦВМ привода антенны 6 начинают реализацию их ФПО, при этом они выполняют следующее.

1. ЦВМ 9 передает по цифровой магистрали ЦМ₁ в микроЦВМ номер режима N_p, соответствующий переводу ПА 6 в режим «Арретирование».

2. МикроЦВМ, приняв номер режима N_p «Арретирование», считывает с АЦП_гп и АЦП_вп преобразованные ими в цифровую форму значения углов положения антенны, поступающие на них соответственно с ДУПА_гп и ДУПА_вп. Значение угла ^φ _аг положения антенны в горизонтальной плоскости микроЦВМ выдает в ЦАП_гп, который преобразует его в напряжение постоянного тока, пропорционального значению этого угла, и подает его на ДПГ_гп. ДПГ_гп вращает гироскоп, изменяя этим угловое положение антенны в горизонтальной плоскости. Значение угла ^φ _ав положения антенны в вертикальной плоскости микроЦВМ выдает в ЦАП_вп, который преобразует его в напряжение постоянного тока, пропорционального значению этого угла, и подает его на ДПГ_вп. ДПГ_вп вращает гироскоп, изменяя этим угловое положение антенны в вертикальной плоскости. Кроме этого, микроЦВМ значения углов положения антенны в горизонтальной ^φ _аг и вертикальной ^φ _ав плоскостях записывает в буфер цифровой магистрали ЦМ₁.

3. ЦВМ 9 считывает из буфера цифровой магистрали ЦМ₄ подаваемые с внешних устройств следующие целеуказания: значения углового положения цели в горизонтальной ^φ _цгцу и вертикальной ^φ _цвцу плоскостях, значения дальности Д_цу до цели, скорости сближения V_сбцу ракеты с целью и проводит их анализ.

Если все перечисленные выше данные нулевые, то ЦВМ 9 выполняет действия, описанные в п.п.1 и 3, при этом микроЦВМ выполняет действия, описанные в п.2.

Если перечисленные выше данные ненулевые, то ЦВМ 9 считывает из буфера цифровой магистрали ЦМ₁ значения углового положения антенны в вертикальной ^φ _ав и горизонтальной ^φ _аг плоскостях и по формулам (5) вычисляет значения параметров рассогласования в горизонтальной ^Δφ _г и вертикальной ^Δφ _в плоскостях, которые записывает в буфер цифровой магистрали ЦМ₁. Кроме этого ЦВМ 9 в буфер цифровой магистрали ЦМ₁ записывает номер режима N_p, соответствующий режиму «Стабилизация».

4. МикроЦВМ, считав из буфера цифровой магистрали ЦМ₁ номер режима N_p «Стабилизация», выполняет следующее:

- считывает из буфера цифровой магистрали ЦМ₁ значения параметров рассогласования в горизонтальной ^Δφ _г и вертикальной ^Δφ _в плоскостях;

- значение параметра рассогласования ^Δφ _г в горизонтальной плоскости выдает в ЦАП_гп, который его преобразует в напряжение постоянного тока, пропорционального значению полученного параметра рассогласования, и подает его на ДПГ_гп; ДПГ_гп начинает вращать гироскоп, изменяя этим угловое положение антенны в горизонтальной плоскости;

- значение параметра рассогласования ^Δφ _в в вертикальной плоскости выдает в

ЦАП_вп, который его преобразует в напряжение постоянного тока, пропорционального значению полученного параметра рассогласования, и подает его на ДПГ_вп; ДПГ_вп начинает вращать гироскоп, изменяя этим угловое положение антенны в вертикальной плоскости;

считывает с АЦП_гп и АЦП_вп преобразованные ими в цифровую форму значения углов положения антенны в горизонтальной ^φ _аг и вертикальной ^φ _ав плоскостях, поступающих на них соответственно с ДУПА_гп и ДУПА_вп, которые записывает в буфер цифровой магистрали ЦМ₁.

5. ЦВМ 9, используя целеуказания, в соответствии с алгоритмами, описанными в /Меркулов В.И., Канащенков А.И., Перов А.И., Дрогалин В.В. и др. Оценивание дальности и скорости в радиолокационных системах. Ч.1. / Под ред. А.И.Канащенкова и В.И.Меркулова - М.: Радиотехника, 2004, стр.263-269/, рассчитывает период повторения зондирующих импульсов и относительно зондирующих импульсов формирует коды временных интервалов, определяющих моменты открытия ПРМУ 3 и начало работы ОГ 8 и АЦП 4. Коды периода повторения зондирующих импульсов и временных интервалов, определяющих моменты открытия ПРМУ 3 и начала работы ОГ 8 и АЦП 4, ЦВМ 9 по цифровой магистрали ЦМ₁ передает в синхронизатор 10.

6. Синхронизатор 10 на основе упомянутых выше кодов и интервалов формирует следующие синхроимпульсы: импульсы запуска ПРД, импульсы закрытия приемника, тактирующие импульсы ОГ, тактирующие импульсы АЦП, импульсы начала обработки сигналов. Импульсы запуска ПРД с первого выхода синхронизатора 10 поступают на первый вход ПРД 7. Импульсы закрытия приемника со второго выхода синхронизатора 10 поступают на четвертый вход ПРМУ 3. Тактирующие импульсы ОГ поступают с третьего выхода синхронизатора 10 на вход ОГ 8. Тактирующие импульсы АЦП с четвертого выхода синхронизатора 10 поступают на четвертый вход АЦП 4. Импульсы начала обработки сигналов с пятого выхода синхронизатора 10 поступают на четвертый вход ППС 5.

7. ОГ 8, получив тактирующий импульс, обнуляет фазу генерируемого им высокочастотного сигнала и выдает его через свой первый выход в ПРД 7 и через свой второй выход на пятый вход ПРМУ 3.

8. ПРД 7, получив импульс запуска ПРД, используя высокочастотный сигнал опорного генератора 8, формирует мощный радиоимпульс, который с его выхода поступает на вход АП 2 и далее на суммарный вход ЩАР 1, которая излучает его в пространство.

9. ЩАР 1 принимает отраженные от земли и целей радиосигналы и со своих суммарного ^Σ, разностного горизонтальной плоскости ^Δ _г и разностного вертикальной плоскости ^Δ _в выходов выдает их соответственно на вход-выход АП 2, на вход первого канала ПРМУ 3 и на вход второго канала ПРМУ 3. Радиосигнал, поступивший на АП 2, транслируется на вход третьего канала ПРМУ 3.

10. ПРМУ 3 усиливает каждый из упомянутых выше радиосигналов, фильтрует от ш