ГГц ДЛЯ ОТРАБОТКИ БОРТОВЫХ СИСТЕМ САМОНАВЕДЕНИЯ

April 12, 2012 by admin Комментировать »

Зубков А. Н., Коба С. И., Добрянский Н. С., Кашин С. В., Гаврилов В. С., Кемпа Я. М., Наумец Н. А. Львовский научно-исследовательский радиотехнический институт ул. Научная, д. 7, Львов – 79060, Украина Тел.: (0322) 633372; e-mail: koba@lreri.lviv.ua

Аннотация – Представлены результаты экспериментальных исследований малогабаритной когерентно-импуль- сной РЛС диапазона 94 ГГц, являющейся базой для создания унифицированного координатора всепогодных и всесу- точных систем самонаведения.

I.  Введение

Расширение эксплуатационных возможностей бортовых систем самонаведения в область всепогодного и всесуточного применения связано с созданием радиолокационных координаторов коротковолновой части миллиметрового диапазона (КВЧ ММД) [1, 2].

Для выяснения принципиальных возможностей достижения энергетического потенциала РЛС в диапазоне 94 ГГц и, в частности, для исследования характеристик отраженного сигнала от подстилающей поверхности и различных наземных целей необходимо создание экспериментальной РЛС, по своим характеристикам являющейся прототипом перспективных радиолокационных координаторов систем самонаведения.

II.  Основная часть

Коллективом специалистов Львовского научно- исследовательского радиотехнического института создана и прошла экспериментальную проверку РЛС диапазона 94 ГГц, позволяющая решить следующие принципиальные вопросы создания коге- рентно-импульсных РЛС КВЧ ММД:

-обеспечение высокой степени пространственной селекции посредством малогабаритной антенной системы, конструктивно сопрягаемой с геометрическими размерами носителя;

Рис.1

– формирование когерентного зондирующего сигнала в виде последовательности радиоимпульсов с импульсной мощностью 50 мВт в твердотельном исполнении с возможностью наращивания мощности до 1Вт и выше;

-создание малошумящего приемного тракта, обеспечивающего когерентный прием отраженных сигналов с эффективным интервалом когерентности

1       мс и более;

-отработка схемотехнических и конструкторских решений, направленных на устранение паразитных эффектов, связанных с взаимным влиянием приемного, передающего тракта, импульсных источников питания и процессорного блока;

-отработка алгоритмов оптимальной когерентной обработки отраженного сигнала длительностью более 1 мс.

Структурная схема РЛС представлена на рис.1 Отличительной особенностью построения СВЧ приемопередающего тракта является использование независимых автогенераторов G1 и G2 для формирования зондирующего сигнала и сигнала первого гетеродина;

Когерентность принимаемого сигнала обеспечивается введением опорного канала (направленный ответвитель НО, смеситель СМ2, УПЧ2), выходной сигнал которого служит опорой для фазовых детекторов ФД1 и ФД2 синфазного и квадратурного каналов, соответственно. Для обеспечения высокого подавления сигнала в паузе между зондирующими импульсами применена комбинированная схема СВЧ- коммутатора на основе каскадного включения электрически управляемого СВЧ-аттенюатора А и быстродействующего СВЧ-модулятора резонансного типа SW. Наличие вентиля W1 устраняет влияние изменения КСВ СВЧ-коммутатора на частоту и фазу генератора G1. Вентиль W2 предотвращает паразитное просачивание мощности задающего сигнала в приемный тракт через 3 дБ ответвитель сигнала плавающего гетеродина G2.

Для уменьшения паразитных помех, обусловленных импульсным источником питания, его частота преобразования выбрана кратной частоте повторения зондирующих импульсов, для чего использован вход синхронизации ШИМ-преобразователя вторичного источника электропитания (ВИП).

Тактовая частота АЦП синхронизирована с тактовой частотой сигнального процессора, из этой же частоты формируется огибающая зондирующих импульсов.

В процессорном модуле обработки, управления и питания применен процессор обработки сигналов TMS 320 VC 5509.

Процессорный модуль обеспечивает:

-128-точечное дискретное БПФ в ста элементах

дальности;

– синхронизацию всех устройств и информационный обмен со штатными средствами объекта.

Рис.З

Совокупность отмеченных технических решений позволила обеспечить высокую степень когерентности зондирующего сигнала и благодаря этому реализовать характеристики обнаружения, близкие к оптимальным.

Общий вид макета РЛС представлен на рис. 2.

На рис.З представлен пример эхо-сигнала от уголкового отражателя с ЭПР=20 м2 на расстоянии 90 м на выходе фазового детектора одного из приемных каналов. На осциллограмме можно отметить также сравнительно слабый эхо сигнал на дальности 200 м. На рис.4 показан этот же сигнал после когерентного накопления 128 импульсов.

Основные технические характеристики макета РЛС:

–   коэффициент усиления линзовой антенны (при диаметре 80 мм) не менее – 29 дБ

–   импульсная мощность передающего устройства  – 50 мВт

–   коэффициент шума приемных каналов не более  – 13 дБ

–   число когерентно накапливаемых импульсов        -128

–   разрешающая способность по дальности               -15 м

–   разрешающая способность по допле- ровской частоте      – 750 Гц

III.  Заключение

Выполненный объем исследований подтверждает возможность создания и может служить базой для унифицированного координатора бортовых систем самонаведения для объектов с миделем от 100 мм.

Рис.4

Рис.2

IV. Список литературы

[1]     Sensor-fuzed Munition for Artillery 155 mm Gesell-

schaft fur Intelligente Wirksysteme mbH. A subsidiary of Diehl and Rheinmetall Kupferst 4 90478 Nurnberg Germany, 2002.

[2]     Зубков A. H., Коба С. И., Добрянский Н. С., Кашин С. В.,

Гаврилов В. С., Кемпа Я. М, Наумец Н. С. Радиолокационный координатор коротковолновой части миллиметрового диапазона. Труды III Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». Волгоград, 6-12 09.2004 г.

EXPERIMENTAL W-BAND RADAR FOR MISSILE GUIDANCE SYSTEMS IMPROVEMENT

Zubkov A. N., Koba S. I., Dobryansky N. S.,

Kashin S. V., Gavrilov V. S., Kempa Y. М., Naoumets N. A.

Lviv Radio Engineering Research Institute

7,     Nauchnaya, Lviv – 79060, Ukraine e-mail: koba@lreri.lviv.ua

Abstract – The results of experimental examination of small dimension pulse coherent W-band radar are presented. This radar is the basic one for the all-weather and all-time coordinator design.

I.  Introduction

The expansion of operational opportunities of all-weather and all-time guidance systems is concerned with creation of tracking radar coordinators of a short part millimeter-wave band (W-band) [1, 2].

It is necessary to create an experimental radar for finding out the basic opportunities of achievement W-band radar energy potential and, in particular, for research the characteristics of the reflected signal from a spreading surface and various ground targets. The radar may be the prototype of the perspective tracking radar for missile guidance systems coordinators.

II.  Main part

The W-band radar was created and tested by experts group ofthe Lviv radio engineering research institute.

The block diagram ofthe radar is given on fig.1. Distinctive feature of this structure is independent local oscillator G2 and

signal oscillator G1, witch forms an outgoing pulse. Coherency of a received signal is achieved by the introduction of the basic channel (directed coupler HO, mixer СМ2 and IF amplifier УПЧ2). The basic channel output signal serves a reference for phase detectors ФД1 and ФД2.

For maintenance of high suppression of a harmonic continuous signal in a pause between the outgoing pulses uses the combined circuit of the microwave switch, including seriously connected electrically controlled microwave attenuator A and fast microwave modulator SW of a resonant type.

The presence of the isolator W1 eliminates influence of the microwave switch VSWR variations on frequency and phase of the oscillator G1 output. The isolator W2 prevents the parasitic infiltration of a outgoing signal in a receiver through 3 dB directed coupler P.

The general view of the radar is presented on fig.2.

The example of an echo signal from angular reflector with the effective surface dispersion 20m2at 120 m distance on phase detector output is submitted in fig. 3. It is possible to see also rather weak echo signal at 200 m distance. The same signal after 128 pulse coherent adding is shown on fig.4

The basic radar parameters:

–  lens antennas gain not less than                29 dBi

–  transmitted peak power                                 50 mW

–  receiver channels noise figure not more than 13 dB

–  coherent adding pulse number                    128 -range resolution             15 m

–  doppler frequency resolution                       750 Hz

VIII. Conclusion

The results presented confirm the real possibility of creation of the basic W-band radar coordinator for 100 mm missile guidance systems.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты