Антенный пост зенитного ракетного комплекса

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АНТЕННЫЙ ПОСТ ЗЕНИТНОГО РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСА(71) Заявитель Открытое акционерное общество АЛЕВКУРП(72) Авторы Папушой Виталий Иванович Шаляпин Сергей Валентинович Фирсаков Александр Анатольевич Маркевич Виталий Эдмундович Новак Владислав Андреевич Храпун Игорь Станиславович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество АЛЕВКУРП(57) Антенный пост (АП) зенитного ракетного комплекса (ЗРК), содержащий антеннофидерную систему (АФС), соответствующим входом соединенную с передатчиком радиоуправления (ПРДру) зенитными управляемыми ракетами (ЗУР), передатчик визирования цели (ПРДвц), блок приемных устройств (ПрУ) визирования цели и ЗУР, подключенный первым сигнальным входом к соответствующему выходу АФС, антенно-фидерное устройство автокомпенсатора помех (АКП), аппаратуру обработки и управления (АОУ), синхронизатор, выходом соединенный со входом синхронизации ПРДвц, аппаратуру функционального контроля (АФК), оптико-электронную систему (ОЭС) визирования цели, причем порты 94302013.08.30 информационного обмена ПРДру, блока ПрУ, АОУ, синхронизатора, АФК и ОЭС соединены с информационной шиной АП, которая через токосъемник соединена через блок управления системы управления положением антенн (СУПА) с первым портом информационного обмена центральной электронно-вычислительной машины (ЦЭВМ), блок питания СУПА, связанной с электронно-механическим силовым (ЭМС) приводом АФС, при этом ЦЭВМ вторым портом информационного обмена связана с первым портом обмена коммутатора с аппаратурой телекодового обмена (ТКО), первый сигнальный вход которого через токосъемник соединен с цифровым сигнальным выходом АОУ, а второй сигнальный вход коммутатора соединен с соответствующей контактной группой токосъемника,устройство автономного электропитания (АЭП), соединенное со входами по питанию соответствующих блоков и узлов АП, причем выходы дежурного питания устройства АЭП соответственно подключены к входам по питанию средства оперативно-командной связи(ОКС) и радиостанции, при этом средство ОКС связано с радиостанцией каналом обмена и с устройством АЭП линией управления, а порт обмена средства ОКС соединен со вторым портом обмена коммутатора, третий порт которого связан с аппаратурой громкоговорящей связи (ГГС), а также аппаратуру спутниковой навигации и ориентирования (СНО) и устройство развертывания АФС, АП смонтирован на автомобильном шасси, отличающийся тем, что ПРДвц подключен к соответствующему входу АФС через последовательно соединенные направленный ответвитель и переключатель прием-передача, вторые выходы которых соответственно подключены к фазирующему и второму сигнальному входам блока ПрУ, выходы приемных каналов которого подключены к соответствующим входам блока аналого-цифровых преобразователей (АЦП), выход которого подключен к сигнальному входу АОУ, помеховый вход которой соединен с выходом блока радиоприемных устройств с АЦП, входы которого соединены с соответствующими выходами антенно-фидерного устройства АКП, а гетеродинный вход блока радиоприемных устройств с АЦП соединен с гетеродинным выходом блока ПрУ, к цифровому сигнальному выходу АОУ входом подключено устройство обнаружения-распознавания, а его порт информационного обмена связан с шиной информационного обмена АП, при этом входы синхронизации ПРДру, блока ПрУ, АОУ, блока АЦП, блока радиоприемных устройств с АЦП подключены к выходу синхронизатора, входом подключенное к выходу ОЭС устройство обработки изображений, порт информационного обмена которого связан с информационной шиной АП, а его цифровой сигнальный выход через соответствующие контактные группы токосъемника соединен со вторым входом коммутатора, аппаратура СНО связана с третьим портом ЦЭВМ, вход питания аппаратуры ГГС объединен со входом питания средства ОКС, порт обмена ПРДвц и четвертый порт обмена коммутатора соединены с информационной шиной АП, а пятый порт обмена коммутатора соединен с радиомодемом и модемом волоконно-оптической связи (ВОС), связанным линией ВОС с пунктом боевого управления ЗРК, при этом шасси антенного поста оснащено устройством автоматического горизонтирования.(56) 1. Станция СНР-125 М 1. Техническое описание. Т. 2. Антенный пост УНВ. Кн.1. ПК 2.000.007. ТО/Б. 2. Евразийский патент 004000. 3. Основы радиолокации и радиоэлектронная борьба. Ч. 1. Основы радиолокации / Под ред. А.Е.Охрименко. - М. Воениздат, 1983. 4. Сазонов Д.М., Гридин А.М., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ. - М. Высшая школа,1981. 5. Справочник по радиоэлектронным устройствам. В 2-х т. / Под ред. Д.П.Линде. - М. Энергия, 1978. 94302013.08.30 6. Гельман М.М. Аналого-цифровые преобразователи для информационно-измерительных систем. - М. Изд-во стандартов, 2009. 7. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов Пер. с англ. - М. Мир, 1989. 8. Стешенко В.В. Алгоритмы цифровой обработки сигналов реализация на ПЛИС 9. Бутаков Е.А., Островский В.И., Фадеев И.Л. Обработка изображений на ЭВМ. - М. Радио и связь, 1987. 10. Цифровая обработка изображений. - Найдено в Интернете //..///3 11. Патент РБ на полезную модель 9131. Заявляемый объект относится к радиолокационным системам сопровождения и радиокомандного наведения зенитных управляемых ракет (ЗУР) и предназначен для использования в комплексах противовоздушной обороны. Известен антенный пост (АП) зенитного ракетного комплекса (ЗРК) с радиокомандным наведением зенитных управляемых ракет (ЗУР) при радиолокационном слежении за целью и наводимыми ракетами 1. Он содержит приемо-передающую антенну УВ-10 радиолокационного визирования цели, приемную антенную систему УВ-11 визирования цели и ракет, передающую антенну УВ-12 радиопередатчика сигналов запроса и команд управления на борт ЗУР, радиопередающее устройство визирования цели, антеннофидерные тракты, высокочастотную часть приемных устройств визирования цели и ракет,аппаратуру телевизионно-оптического визира, электромеханические привода антеннофидерной системы по азимуту и углу места, токосъемник, а также вспомогательное оборудование. Данный антенный пост смонтирован на буксируемой платформе, причем в походном положении антенно-фидерную систему демонтируют и перевозят на отдельном прицепе. Недостатками этого антенного поста являются исполнение на устаревшей элементной базе, обилие кабельных связей между блоками АП и АП с другими элементами ЗРК, низкая мобильность, связанная с большим временем развертывания и свертывания антенно-фидерной системы, невозможность телевизионно-оптического визирования целей в темное время суток или в условиях облачности, тумана, задымления и т.п., а также низкая защищенность канала визирования цели от активных помех. Перечисленные недостатки в значительной степени устранены в АП 2, который является наиболее близким аналогом заявляемого объекта (прототипом). Данный АП (фиг. 1) включает антенно-фидерную систему (АФС) 1, передатчик 2 канала визирования цели (ПРДвц), передатчик 3 радиоуправления ЗУР (ПРДру), блок 4 приемных устройств (ПрУ) визирования цели и ЗУР, антенно-фидерное устройство 5 автокомпенсатора помех (АКП), аппаратуру обработки и управления (АОУ) 6, синхронизатор 7, аппаратуру 8 функционального контроля (АФК). Также АП содержит коммутатор 9 с аппаратурой телекодового обмена данными, оптико-электронную систему (ОЭС) 10 визирования цели, шину 11 информационного обмена, токосъемник 12, систему 13 управления положением антенн в составе блока 14 управления и блока 15 питания, электронномеханический силовой (ЭМС) привод 16 управления антеннами, центральную ЭВМ(ЦЭВМ) 17, устройство 18 автономного электропитания (АЭП), устройство 19 развертывания АФС, аппаратуру 20 громкоговорящей связи (ГГС), средство 21 оперативнокомандной связи (ОКС), радиостанцию 22, аппаратуру 23 спутниковой навигации и ориентирования (СНО). Антенный пост смонтирован на автомобильном шасси 24. При этом блоки 2, 3, 4, 6 соединены с соответствующими антеннами АФС 1, блоки 3, 4, 6, 7, 8, 10 подключены к информационной шине 11, соединенной через токосъемник 12 с блоком 14 управления положением антенн. Информационные выходы блоков 10 и 6 через токосъемник 12 связаны с соответствующими входами блока 9, через который осуществляется ин 3 94302013.08.30 формационный обмен с пунктом боевого управления (ПБУ) ЗРК. Система управления 13 связана с приводом 16 и с центральной ЭВМ 17, соединенной с соответствующим входом коммутатора 9, который также связан с аппаратурой 20 ГГС и средством 21 ОКС, которое соединено соответственно с радиостанцией 22 и устройством 18 автономного электропитания, аппаратура 23 соединена с ОЭС 10. Такой АП характеризуется следующими достоинствами повышенная мобильность за счет размещения на автомобильном шасси 24 и обеспечения возможности развертывания/складывания антенно-фидерной системы устройством 19 без демонтажа АФС исполнение блоков АП на новой элементной базе и сокращение количества внутренних и внешних кабельных связей, что также обусловливает повышение мобильности и надежности функционирования 3-канальная ОЭС 10 позволяет расширить диапазон условий сопровождения цели без радиолокационного излучения в эфир введение в состав АФС антенно-фидерного устройства 5 АКП обеспечивает повышение защищенности канала радиолокационного визирования цели от активных помех введение в состав средства ОКС 21 с радиостанцией 22 позволяет дистанционно по радиоканалу запускать устройство 18 и включать АП. Вместе с тем АП - прототип не лишен ряда недостатков неполное использование функциональных и эксплуатационных возможностей, связанных с реализацией цифровой когерентной обработки радиолокационных сигналов не реализована процедура автоматического обнаружения целей, что определяет повышенное время реакции ЗРК и не исключает субъективных ошибок операторов не реализовано распознавание целей и помех, что определяет возможность наведения ЗУР по ложным целям или имитирующим помехам соединение входа блока 4 с выходом передатчика 2 определяет возможность вывода из строя приемного канала мощным выходным сигналом передатчика 2 обмен данными АП с ПБУ осуществлен информационной проводной шиной, повреждение которой в ходе боя может сорвать функционирование ЗРК. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является устранение указанных недостатков. Заявляемый антенный пост ЗРК (фиг. 2) содержит АФС 1, ПРДвц 2, ПРДру 3, блок 4 ПрУ визирования цели и ЗУР, антенно-фидерное устройство 5 АКП, АОУ 6, синхронизатор 7, АФК 8, коммутатор 9 с аппаратурой телекодового обмена (ТКО) данными, ОЭС 10 визирования цели, шину 11 информационного обмена АП, токосъемник 12, систему 13 управления положением антенн в составе блока 14 управления и блока питания 15, ЭМСпривод 16 управления антеннами, ЦЭВМ 17, устройство 18 АЭП, устройство 19 развертывания АФС, аппаратуру 20 ГГС, средство 21 ОКС, радиостанцию 22, аппаратуру 23 СНО,блоки и узлы АП смонтированы на колесном автомобильном шасси 24. Дополнительно в состав заявляемого АП введены переключатель 25 прием-передача, направленный ответвитель 26, блок 27 аналого-цифровых преобразователей (АЦП), блок 28 радиоприемных устройств с АЦП (ПрУ с АЦП), устройство 29 автоматического обнаруженияраспознавания, устройство 30 обработки изображений, модем 31 волоконно-оптической связи (ВОС) и модем радиосвязи 32. При этом выход передатчика 3 подключен к соответствующему входу АФС 1 непосредственно, а выход передатчика 2 подключен к соответствующему входу АФС 1 через последовательно соединенные направленный ответвитель 26 и переключатель прием-передача 25, вторые выходы которых подключены соответственно к фазирующему и второму сигнальному входам блока 4 ПрУ, первый сигнальный вход которого соединен с соответствующим выходом АФС 1, а сигнальные выходы приемных каналов блока 4 подключены к соответствующим входам блока 27 АЦП, цифровой выход которого соединен с сигнальным цифровым входом аппаратуры 6, помеховый циф 4 94302013.08.30 ровой вход аппаратуры 6 подключен к выходу блока 28, аналоговые радиочастотные входы которого соединены с соответствующими выходами антенно-фидерного устройства 5 АКП, гетеродинный вход блока 28 подключен к гетеродинному выходу блока 4, синхронизатор 7 выходом подключен к входам синхронизации блоков 2, 3, 4, 6, 27, 28, порты информационного обмена блоков 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 29, 30 соединены с шиной 11 информационного обмена, которая через токосъемник 12 и блока 14 устройства 13 подключена к первому порту информационного обмена ЦЭВМ 17, а второй порт обмена ЦЭВМ 17 соединен с первым портом обмена коммутатора 9, цифровой сигнальный выход аппаратуры 6 соединен со входом устройства 29, а через токосъемник 12 - с первым сигнальным входом блока 9, устройство 30 обработки изображений входом подключено к ОЭС 10, а цифровым выходом через токосъемник 12 связано со вторым сигнальным входом блока 9, ЭМСпривод 16 связан с устройством 13 управления, ЦЭВМ 17 третьим портом соединена с аппаратурой 23 СНО, устройство 18 АЭП выходами по питанию связано с соответствующими блоками АП, причем дежурные выходы питания подключены к соответствующим входам питания ГГС 20, средства ОКС 21 и радиостанции 22, а управляющий вход устройства 18 АЭП подключен к выходу управления средства 21 ОКС, радиостанция 22 связана каналом информационного обмена со средством 21 ОКС, аппаратура 20 ГГС и средство 21 ОКС соединены каналами обмена со вторым и третьим портами коммутатора 9 соответственно, четвертый порт информационного обмена которого подключен к шине 11,а пятый порт обмена коммутатора 9 соединен с модемом 31 ВОС и радиомодемом 32, при этом модем 31 линией ВОС связан с ПБУ ЗРК, а шасси антенного поста оснащено устройством 33 автоматического горизонтирования. Такое конструктивное исполнение антенного поста, в отличие от прототипа, позволяет обеспечить подключение к приемо-передающей антенне ПРДвц 2 с мощным выходным сигналом и блока приемников 4 с чувствительными входами без угрозы повреждения последних путем введения переключателя 25 прием-передача осуществлять когерентный прием и дальнейшую когерентную обработку 3 радиолокационных сигналов, даже при излучении некогерентных зондирующих сигналов, за счет фазирования приемников блока 4 путем ответвления части энергии зондирующего сигнала на фазирующий вход блока 4 и обеспечения формирования когерентного гетеродинного сигнала приемников преобразование принятых радиолокационных когерентных сигналов в цифровую форму в блоке 27, а также когерентный прием и преобразование в цифровую форму активных помех в блоке 28, что обеспечивает их дальнейшую когерентную цифровую обработку и эффективное выделение на фоне активных и пассивных помех в АОУ 6 автоматическое обнаружение и распознавание выделенных радиолокационных сигналов целей в устройстве 29 улучшение качества выделения изображения цели на фоне оптических помех (облака,осадки, туман, местные предметы и т.п.) за счет обработки оптико-электронного изображения в устройстве 30 обеспечение командно-информационного обмена АП с ПБУ, включая трансляцию радиолокационного и оптико-электронного изображения, по радио и ВОС за счет введения модемов 31 и 32 время развертывания АП и ЗРК сокращено за счет использования устройства 33 автоматического горизонтирования и радиомодема 32, который позволяет исключить операции прокладки линии ВОС. Материалы заявки поясняются следующими фигурами графических изображений фиг. 1 - блок-схема прототипа,фиг. 2 - блок-схема заявляемого объекта. Заявляемый объект (фиг. 2) содержит АФС 1, соответствующим входом соединенную с передатчиком 3 радиоуправления ЗУР, передатчик 2 визирования цели, блок 4 приемных 5 94302013.08.30 устройств визирования цели и ЗУР, подключенный первым сигнальным входом к соответствующему выходу АФС 1, антенно-фидерное устройство 5 автокомпенсатора помех, аппаратуру 6 обработки и управления, синхронизатор 7, выходом соединенный с входом синхронизации передатчика 2 визирования цели, аппаратуру 8 функционального контроля, ОЭС 10 визирования цели, причем порты информационного обмена блоков 3, 4, 6, 7, 8, 10 соединены с информационной шиной 11, которая через токосъемник 12 и через блок 14 управления системы 13 управления положением антенн соединена с первым портом информационного обмена ЦЭВМ 17, блок 15 питания системы 13, связанной с ЭМС-приводом 16, ЦЭВМ 17 вторым портом информационного обмена связана с первым портом обмена коммутатора 9 с аппаратурой ТКО, первый сигнальный цифровой вход которого через токосъемник соединен с цифровым сигнальным выходом аппаратуры 6, а второй сигнальный цифровой вход коммутатора 9 соединен с соответствующей контактной группой токосъемника 12, устройство 18 АЭП, соединенное со входами по питанию соответствующих блоков антенного поста, при этом выходы дежурного питания соответственно подключены к входам по питанию средства 21 ОКС и радиостанции 22, при этом средство 21 связано с радиостанцией 22 каналом обмена и с устройством 18 АЭП линией управления,а порт обмена средства 21 соединен со вторым портом обмена коммутатора 9, третий порт обмена которого соединен каналом обмена с аппаратурой 20 ГГС, а также аппаратуру 23 СНО и устройство 19 развертывания АФС, АП смонтирован на подвижном шасси 24, и отличается тем, что передатчик 2 канала визирования цели подключен к соответствующему входу АФС 1 через последовательно соединенные направленный ответвитель 26 и переключатель прием-передача 25, вторые выходы которых соответственно подключены к фазирующему и второму сигнальному входу блока 4, выходы приемных каналов которого подключены к соответствующим входам блока 27 АЦП, цифрой выход которого подключен к сигнальному входу аппаратуры 6, помеховый вход которой соединен с цифровым выходом блока 28 радиоприемных устройств с АЦП, входы которого соединены с соответствующими выходами антенно-фидерного устройства 5 АКП, а гетеродинный вход блока 28 соединен с гетеродинным выходом блока 4, к цифровому сигнальному выходу аппаратуры 6 входом подключено устройство 26 обнаружения-распознавания, а его порт информационного обмена связан с шиной 11, при этом входы синхронизации блоков 3, 4,6, 27, 28 подключены к выходу синхронизатора 7, входом подключенное к выходу ОЭС 10 устройство 30 обработки изображений, порт информационного обмена которого связан с шиной 11, а цифровой сигнальный выход через соответствующие контактные группы токосъемника 12 соединен со вторым входом коммутатора 9, аппаратура 23 СНО связана с третьим портом обмена ЦЭВМ 17, вход питания аппаратуры 20 ГГС объединен со входом питания средства 21 ОКС, порт обмена передатчика 2 и четвертый порт обмена коммутатора 9 соединен с шиной 11, а пятый порт обмена коммутатора 9 соединен с радиомодемом 31 и модемом 31 ВОС, связанным линией ВОС с ПБУ, при этом шасси 24 антенного поста оснащено устройством автоматического горизонтирования 33. Заявляемый антенный пост функционирует следующим образом. Синхронизатор 7 формирует сигналы, обеспечивающие согласованную по времени работу устройств и узлов АП, передатчик 2 формирует зондирующие радиолокационные сигналы, которые через ответвитель 26 и переключатель 25 поступают в АФС 1 и излучаются в эфир приемопередающей антенной, при этом малая часть энергии зондирующего сигнала через ответвитель 26 поступает в блок 4 для формирования гетеродинного колебания, когерентного зондирующему сигналу. Одновременно передатчик 3 формирует запросный сигнал, который через соответствующую антенну АФС 1 излучается в направлении ЗУР, где инициирует излучение ответного сигнала. Отраженные сигналы целей через переключатель 25 или непосредственно от соответствующей антенны АФС поступают соответственно на второй или первый сигнальные входы блока 4 ПрУ, причем ответные сигналы ЗУР поступают только на первый сигнальный вход. В соответствующих приемных каналах блока 4 6 94302013.08.30 эти сигналы преобразуются по частоте, усиливаются, после чего в блоке 27 преобразуются в цифровую форму и поступают на сигнальный вход аппаратуры 6, где производится их выделение на фоне помех методами цифровой когерентной обработки. Для компенсации преднамеренных активных помех на помеховый вход аппаратуры 6 поступает активная помеха, принятая антенно-фидерным устройством 5, преобразованная по частоте, усиленная и преобразованная в цифровую форму в блоке 28. Выделенные на фоне помех в АОУ 6 сигналы поступают в устройство 29 обнаружения-распознавания, где принимается решение о наличии цели и ее классе. В случае обнаружения цели аппаратура 6 обеспечивает ее захват и следящее измерение координат, а после пуска ЗУР - также следящее измерение координат ЗУР и формирование команд управления ЗУР в соответствии с алгоритмом наведения. Эти команды через шину 11 поступают в передатчик 3 радиоуправления, где преобразуются в радиокоманды, передаваемые на борт ЗУР совместно с запросными сигналами. При оптическом визировании цели наблюдаемое в районе цели изображение видимого или инфракрасного диапазона с выхода ОЭС 10 поступает в устройство 30 обработки изображений, где подвергается обработке по повышению контрастности цели на фоне оптических помех, и через шину 11 поступает в устройство 6 для следящего сопровождения. Радиолокационное изображение от устройства 6 и оптическое изображение от устройства 30 через соответствующие контакты токосъемника 12 в цифровом виде поступают соответственно на первый и второй входы коммутатора 9 для их трансляции на ПБУ через модемы 31 и 32. Координатная информация о цели и ЗУР по шине 11 через токосъемник 12 поступает в блок 14 системы управления 13 и через него на первый порт ЦЭВМ 13, где решаются задачи выбора момента пуска, управления режимами работы узлов АП, формирования и обработки команд и сигналов взаимодействия с ПБУ, а также пересчета координат целеуказания с учетом данных спутниковой навигации и ориентирования от системы 23. В блоке 14 формируются команды управления ЭМС-приводом 16 для обзора и следящего сопровождения цели по направлению. По шине 11 обеспечивается командно-информационный обмен блоков и узлов АП между собой, а также с ПБУ. Устройство 18 АЭП обеспечивает в рабочем режиме формирование питающих напряжений всех узлов и блоков АП, а в дежурном режиме - питание аппаратуры 20 ГГС, средства 21 ОКС и радиостанции 22, что позволяет произвести автоматически включение АП радиокомандой с ПБУ с использованием радиостанции 22 и средства ОКС 21, а также связь с расчетом АП в дежурном режиме. Устройство 19 осуществляет автоматическое развертывание и свертывание АФС 1 поста при переводе из походного положения в боевое и обратно, устройство 33 автоматического горизонтирования осуществляет установку АП на поверхности с допустимыми углами наклона и их поддержание в процессе работы в автоматическом режиме. Таким образом, заявляемый объект отличается от прототипа новыми блоками и новыми связями, которые определяют положительный эффект. Блоки и узлы АП реализуются известными методами на основе известных материалов и комплектующих, производимых серийно или описанных в научно-технической литературе, в частности, новые узлы и блоки направленный ответвитель известен и описан в 4 переключатель прием-передача строится на основе -циркулятора или разрядников 5 АЦП известны и описаны в 6 цифровая когерентная обработка сигналов реализуется программными методами в реальном масштабе времени по известным правилам 7, 8 принципы реализации обработки изображений описаны в 9, 10 автоматическое обнаружение и распознавание осуществляется путем программной реализации известных процедур 3 устройство автоматического горизонтирования может быть реализовано, как описано в 11. 7 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 8