Инновационный прорыв "Фазотрона"

Двухдиапазонная многофункциональная масштабируемая бортовая радиолокационная станция.
Рисунок предоставлен корпорацией "Фазотрон-НИИР"

В последние годы непременным этапом проектирования сложных систем, в частности радиоэлектронных, является разработка архитектуры, что позволяет в полной мере применить системный подход при их разработке и модернизации. Под архитектурой понимается структурная организация системы в виде совокупности функциональных модулей и связей между ними.

Разработанная корпорацией «Фазотрон-НИИР» совместно с Научным центром специальных радиоэлектронных систем и менеджмента МАИ двухдиапазонная многофункциональная масштабируемая бортовая радиолокационная станция (МБРЛС) предназначена для решения большого числа разнообразных задач.

В рамках этих задач МБРЛС должна выполнять общирный ряд функций.

В функции МБРЛС также входит обеспечение контроля работоспособности станции во время полета, проведение предполетной подготовки, подготовки к повторному вылету и послеполетной подготовки с помощью встроенной системы контроля, а также диагностический контроль (ДК) для углубленного поиска неисправностей путем измерений различных параметров при проведении проверок, ремонта и техобслуживания.

МБРЛС взаимодействует с бортовыми датчиками, системой отображения информации, системой объективного контроля, другими информационными системами и системой передачи информации. Большой объем выполняемых функций предопределяет программный способ их реализации. Станция представляет собой программно-аппаратный комплекс на основе высокопроизводительной вычислительной системы.

Особенностями построения МБРЛС является использование унифицированных для миллиметрового и сантиметрового диапазонов волн синтезаторов частот и синхросигналов управления; цифровых приемников; цифровых каналов передачи информации Rapid IO (SRIO 4x-1) и МКИО; центральных процессоров вычислительной системы на базе отечественных микропроцессоров высокой производительности; программного обеспечения. Такое построение дает возможность решить целый ряд сложных задач:

– получение детальных радиолокационных изображений с линейным разрешением до 0,25…0,5 м, что позволяет решить задачу распознавания объектов;

– селекцию движущихся малоразмерных и малоскоростных объектов (с радиальной скоростью 0,5…1,0 м/с);

Указанные характеристики при жестком ограничении массы МБРЛС (60 кг) могут быть достигнуты только ценой разработки сложного программного обеспечения, функционирующего в среде операционной системы реального времени, поддерживаемого процессорами с суммарной производительностью 35–40 млрд. операций с плавающей точкой в секунду.

Сложность ПО и сжатые сроки разработки потребовали внедрения современных технологий создания ПО, в частности разработки специального комплекса математического моделирования, который включает:

– модель принимаемого радиосигнала (геометрическая модель наблюдения, трехмерная цифровая карта местности, радиофизическая модель отражения, модель среды распространения сигнала);

– модель аппаратной части МБРЛС;

– модель движения летательного аппарата;

– модель системы микронавигации (инерциальная и спутниковая навигационные системы, радиовысотомер и др.);

Предлагаемая архитектура дает возможность легко модернизировать МБРЛС путем замены модулей, развития программного обеспечения при минимальных доработках аппаратной части и реализовать новые перспективные режимы работы:

– совмещение радиолокационной информации с цифровой картой местности;

– формирование детальных изображений не только движущихся наземных и надводных объектов, но и воздушных целей;

– интерферометрический, предназначенный для получения трехмерных РЛИ местности и объектов, например, в координатах «дальность–азимут–высота»;

– бистатический, позволяющий существенно повысить скрытность работы радиолокатора, а также обнаруживать объекты, выполненные по технологии «стелс»;

– распознавание целей, позволяющее идентифицировать малоразмерные неподвижные объекты, которые плохо обнаруживаются при визуальном анализе радиолокационных изображений и селекции по скорости движения.

Распределенная открытая архитектура дает возможность сконструировать МБРЛС в виде трех модулей, соединенных цифровыми каналами Rapid IO. Это позволяет располагать модули на удалении до 10 м друг от друга. Схема размещения выполняется по требованию пользователя. Например, могут быть заменены антенны и передатчики в интересах увеличения дальности действия. По желанию заказчика дополнительно встраивается макромодуль дециметрового канала.

В марте 2012 года изготовлен и поставлен на стенд главного конструктора (СГК) модуль миллиметрового диапазона. Ведется отработка программного обеспечения.

МБРЛС используется в полной или раздельной (любой из двух радиочастотных модулей) комплектации на пилотируемых или беспилотных летательных аппаратах в интересах решения задач разведки и наблюдения в любое время суток и любую погоду, обеспечивая при этом высокое и сверхвысокое разрешение (до 0,5 м – в сантиметровом и 0,25 м – в миллиметровом диапазоне волн).

Образец МБРЛС демонстрировался в Москве 17-19 апреля 2012 года на выставке «Высокие технологии XXI века» и был награжден оргкомитетом почетным знаком золотая статуэтка «Святой Георгий» за конкурсный проект «Многофункциональная малогабаритная РЛС нового поколения».