2014-02-24
4335
Важной особенностью использования первичных и вторичных РЛС в АС УВД является их сопряжение с ЭВМ, размещаемой в центре УВД и удаленной от радиолокационных позиций в ряде случаев на несколько сотен километров. В связи с этим необходимо обеспечить извлечение полезной информации из аналогового радиолокационного сигнала, поступающего с выхода РЛС, преобразование этой информации в цифровую форму и передачу ее в центр УВД. Эти функции выполняет аппаратура первичной обработки радиолокационной информации. Кроме того, эта аппаратура обеспечивает очистку входного радиолокационного сигнала от помех для получения высокой достоверности извлекаемой информации и сокращение избыточности этой информации с целью информационного согласования источника (РЛС), канала передачи данных и потребителя (ЭВМ). Как отмечалось ранее, первичная, вторичная РЛС и АПОИ размещаются на радиолокационной позиции и образуют радиолокационный комплекс.
Первичная обработка радиолокационных сигналов импульсных РЛС осуществляется в каждом периоде обзора РЛС. Исходным материалом для этой обработки являются аналоговые сигналы непосредственно с выхода приемного устройства (например, с выхода детектора) или предварительно обработанные и очищенные от помех в системе цифровой обработки сигналов и адаптации РЛС (см. рис. 6.1). Кроме того, в АПОИ используются такие сигналы, как импульсы запуска передатчика РЛС, сигналы, содержащие информацию о текущем азимутальном положении : антенны РЛС, сигналы формирования зоны обнаружения и др. Необходимо подчеркнуть, что АПОИ" выполняет все функции автоматически, включая обнаружение целей и измерение координат, другими словами, в АПОИ реализуется функция автоматического съема координат целей. При этом осуществляется обработка пачки сигналов, отраженных от каждой цели, т. е. междупериодная обработка радиолокационного сигнала, и вследствие накопления энергии обеспечивается высокое качество извлекаемой информации. В РЛС, выдающих аналоговую информацию на электронно-лучевую трубку-индикатор, минуя АПОИ, функцию накопителя импульсного видеосигнала выполняет обычно люминофор электронно-лучевой трубки или специальный накопитель, а операции обнаружения цели и измерения (съема) ее координат — человек-оператор.
Опыт разработки и эксплуатации АПОИ как у нас в стране, так и за рубежом показывает, что более целесообразным является создание универсальных типов АПОИ, которые могут сопрягаться с различными типами РЛС и различными потребителям. Кроме того, считается целесообразным применение АПОИ в составе РЛК не только АС УВД, но и систем УВД малой автоматизации, в которых ЭВМ не применяется, но используются современные средства отображения совмещенной радиолокационной. информации первичной и вторичной РЛС. Например, она применяется в системе УВД «Трасса», обеспечивающей автоматизацию процессов съема, обработки, трансляции, объединения и отображения радиолокационной информации, в центре УВД, получаемой от нескольких РЛК. В связи с этим в настоящее время наметилась тенденция применения универсальных АПОИ двух типов: АПОИ-1 для широкого применения в системах УВД малой автоматизации и АПОИ-2 для АС УВД. Необходимо подчеркнуть, что в АПОИ-1 также предусматривается выдача информации в АС УВД.
В современных образцах АПОИ применяется, кроме междупериодной, межобзорная обработка информации за несколько периодов обзора РЛС. Последняя позволяет получить дополнительное снижение вероятности ложных тревог. При этом обеспечивается, как правило, не более 25 ложных тревог на один обзор. В перспективе имеется возможность применения микро-ЭВМ в составе АПОИ для выполнения тех процедур обработки, которые осуществляются в машинном времени. Например, такой процедурой является межобзорная обработка радиолокационной информации.
Автоматизация процессов первичной обработки основывается на использовании формализованных правил (алгоритмов) выполнения всех её процедур. Теоретической базой для алгоритмизации процессов обработки являются теория статистических решений и статистическая теория радиолокации. Технической базой для реализации автоматизированной системы обработки радиолокационной информации служат специализированные аналоговые и цифровые вычислительные устройства. Особенности работы цифровых устройств оказывают определенное влияние на методы и алгоритмы обработки. Поэтому принято различать аналоговую и цифровую обработку радиолокационной информации. Принцип действия и возможные способы технической реализации устройств первичной обработки определяются выбором вида обработки (аналоговая или цифровая) и видом основной выполняемой функции - обнаружение цели или измерение координат цели. В соответствии с выполняемой функцией различают два вида устройств: обнаружители и измерители координат.
Аппаратура первичной обработки информации для обработки сигналов импульсных РЛС обзора выполняется на основе цифровых устройств. При этом используются квантование входных аналоговых сигналов на два уровня (двоичное квантование по амплитуде) и временная дискретизация сигналов с постоянным шагом. Квантование сигнала импульсной РЛС на большее число уровней для целей первичной обработки считается нецелесообразным, так как позволяет снизить пороговый сигнал всего только на 1-2 дБ, но требует значительного усложнения аппаратуры.
Техника первичной обработки радиолокационной информации применительно к импульсным РЛС позволяет выделить три поколения АПОИ. К первому поколению относится, например, АПОИ типа АНИС, применяемая к РЛК «Скала» и в РЛК АС УВД «Старт». Для этого поколения характерны отсутствие возможности сопряжения с различными РЛС, которые имеют большие различия в тактико-технических характеристиках, высокая стоимость и неудовлетворительные показатели надежности. В качестве основного алгоритма междупериодной обработки сигналов используется квазиоптимальный алгоритм весовой обработки двоично-квантованных сигналов, реализуемый путем весового суммирования «единиц» и «нулей» в пределах «движущегося окна». При использовании такого алгоритма не обеспечивается сопряжение АПОИ с РЛС различного типа.
Ко второму поколению можно отнести перспективные отечественные АПОИ-1, АПОИ-2, входящие в состав РЛК «Скала-М», «Скала-МПР» «Скала-МПА» и других РЛК, а также АПОИ СХ-1100 (Швеция), используемую в РЛК АС УВД «Теркас». Для АПОИ этого поколения характерны универсальность, применение межобзорной обработки, широкое использование интегральных схем, применение системы автоматического встроенного контроля и высокая надежность. В качестве основного алгоритма междупериодной обработки сигналов используется алгоритм безвесовой обработки двоично-квантованного сигнала, реализуемый путем поэтапной обработки сигнала с применением нескольких критериев. Благодаря использованию такого алгоритма обработки реализуются универсальные типы АПОИ.
Для третьего поколения АПОИ сейчас можно назвать только некоторые отличительные черты. Это поколение АПОИ будет отличаться широким применением интегральных микросхем большой степени интеграции, использованием микропроцессорной техники, реализацией адаптивного изменения алгоритмов обработки и реализацией процесса «обучения», применением принципа построений АПОИ из отдельных модулей, позволяющего гибко изменять функциональные возможности и технико-экономические показатели аппаратуры.
