способ представления радиолокационных сигналов и сигналов сопутствующей информации для записи-воспроизведения на видеомагнитофонов

Формула изобретения

Способ представления радиолокационных сигналов и сигналов сопутствующей информации в формате полного видеосигнала, включающий формирование последовательности сигналов импульс запуска, эхо-сигнал, сигнал цифровой информации, отличающийся тем, что при записи формируют полный видеосигнал, дополнительно вводя в качестве строчных синхроимпульсов импульсы десятикилометровых отметок дальности от генератора масштабных отметок радиолокационной станции, из которых формируют кадровые синхроимпульсы с интервалом следования, принятым в телевизионном стандарте, длительность импульса запуска устанавливают равной длительности одной строки, сформированную таким образом последовательность сигналов подают в канал записи видеомагнитофона, при воспроизведении записи из полного видеосигнала на выходе видеомагнитофона селектором синхроимпульсов выделяют импульс запуска и строчные синхроимпульсы, которые используют для временной селекции эхо-сигналов и адресации пакетов импульсов цифровой информации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области накопления информации, а именно, к накоплению радиоэлектронной и сопутствующей информации, к радиолокационной технике и к обучению.

Данное изобретение может быть использовано для документирования радиолокационной и сопутствующей информации, для обучения расчетов радиолокационных станций и командных (диспетчерских пунктов), а также при разработке устройств радиолокационных станций.

Известно, что частотный спектр радиолокационных сигналов совпадает со спектром телевизионных видеосигналов.

Известны способы включения в состав телевизионного сигнала дополнительной информации в виде пакетов цифровых сигналов, размещаемых в строках во время кадрового гасящего импульса (Радио, 1982, N 3, с. 35-37), обеспечивающие высокую плотность потока данных и достоверность декодирования (Техника кино и телевидения, N 3, с. 14-16 и N 5 с. 26).

Известно устройство для магнитной записи-воспроизведения радиолокационных сигналов (авт. св. СССР N 1163351, кл. G 11 B 5/02) - прототип, в котором используется способ формирования радиолокационных сигналов в последовательность: импульс запуска, эхо-сигнал, импульсы цифровой информации. Эхо-сигналы размещают в интервалах между импульсами запуск - конец дистанции, цифровую информацию - пакетами импульсов в интервалах, следующих после конца дистанции до импульса запуск очередного цикла работы радиолокационной станции. При этом способе сигналами углового положения антенны модулируют поднесущую частоту и записывают на звуковой дорожке узла записи-воспроизведения.

В предложенном способе в записываемой последовательности сигналов отсутствуют импульсы синхронизации, позволяющие достичь высокой плотности записи и достоверности цифровых сигналов при кодировании-декодировании, а также обеспечивающие работу блока автоматических регулировок узла в режиме записи-воспроизведения.

Устройство по авт. св. СССР N 1163351, выбранное в качестве прототипа, содержит: источник радиолокационных сигналов с шинами данных: угол, эхо-сигнал, цифровая информация, импульс запуска, импульс конец дистанции, шину речевого сигнала: модулятор, первый и второй смесители, первый и второй ключи, первый и второй ждущие мультивибраторы, первый триггер, сдвиговый регистр, первый и второй смесители, узел записи-воспроизведения, синхронизатор, первый и второй импульсные фильтры, первый и второй формирователи, третий и четвертый ключи, фильтр, демодулятор, индикатор,

Входы и выходы этих элементов устройства соединены между собой таким образом, что в режиме записи: сигналы углового положения антенны и речевой сигнал модулируют раздельные поднесущие частоты и записывают на звуковой дорожке узла записи-воспроизведения, эхо-сигналы, цифровую информацию, характеризующую эхо-сигналы, импульс запуска, импульс конца дистанции подают в канал записи видеосигнала через смеситель, управляемый связанными между собой ключами и триггерами, обеспечивающими последовательную подачу на запись сигналов - импульс запуска, эхо-сигналы, конец дистанции, цифровая информация. При этом, импульсы запуска и конца дистанции имеют положительную полярность, а эхо-сигналы и цифровая информация - отрицательную.

В режиме воспроизведения фильтрами, демодуляторами, ключами, формирователями, триггерами сигналы разделяются. Эхо-сигналы и сигналы углового положения антенны подают на индикатор, а речевые и цифровые сигналы подают на соответствующие шины.

В устройстве авт. св. N 1163351 для управления блоком автоматических регулировок узла записи-воспроизведения используется внешний, автономный синхронизатор, не имеющий обратной связи с каналом записи-воспроизведения, вследствие чего не обеспечивается жесткая синхронизация движения и взаимного положения магнитных головок и носителя записи, а также работа систем автоматического регулирования уровня сигналов при записи и воспроизведении; использование записанной информации для обучения ограничено возможностью повторения лишь одной и той же задачи.

Целью изобретения является повышение надежности и качества записи и воспроизведения радиолокационных сигналов, повышение плотности и достоверности записи-воспроизведения сигналов сопутствующей информации, а также расширение возможностей использования записанной информации для обучения.

Для решения задачи в способе представления радиолокационных сигналов и сигналов сопутствующее информации для записи-воспроизведения на видеомагнитофоне в формате полного видеосигнала записываемые сигналы формируют в последовательность: импульс запуска, эхо-сигнал, импульсы цифровой информации и (в отличие от прототипа) дополнительно вводят в качестве строчных синхроимпульсов импульсы десятикилометровых отметок дальности от генератора масштабных отметок радиолокационной станции, из которых формируют кадровые синхроимпульсы с интервалом следования, принятым в телевизионном стандарте.

В устройство для осуществления способа, содержащее первый и второй ключи, первый и второй смесители, шину речевого сигнала, источник радиолокационных сигналов, узел записи-воспроизведения, дополнительно вводят формирователь импульсов синхронизации, блок ввода сигналов сопутствующей информации, первый и второй накопители данных сопутствующий информации, кодер данных, входную шину системы единого времени, селектор синхроимпульсов, инвертору блок выделения информации и опознавания адреса, блок ввода поправок, входную шину системы единого времени, причем, шина речевого сигнала подключена ко входу канала звука узла записи-воспроизведения, шина эхо-сигналов источника радиолокационных сигналов подключена ко входу первого ключа, шина импульсов запуска, шина десятикилометровых импульсов отметок дальности и шина конец дистанции подключены, соответственно, к первому, второму и третьему входам формирователя импульсов синхронизации, шины угол 1 и угол 2 подключены, соответственно, к первому и второму входам кодера данных, первый выход формирователя импульсов синхронизации соединен с управляющим входом первого ключа, второй и третий выходы - со вторым и третьим входами первого смесителя, а четвертый выход соединен с пятым входом кодера данных, блок ввода сопутствующей информации подключен ко входу первого накопителя данных, выход которого подключен к третьему входу, а шина системы единого времени подключена к четвертому входу кодера данных, выход которого соединен с четвертым входом первого смесителя, выход первого ключа соединен с первым входом первого смесителя, второй и третий выходы формирователя импульсов синхронизации соединены, соответственно, со вторым и третьим входами первого смесителя, выход которого соединен с видеовходом узла записи-воспроизведения, выход канала звука узла записи-воспроизведения соединен с выходной шиной речевого сигнала, а выход канала видеосигнала соединен со входами селектора синхроимпульсов, первым входом блока выделения информации и опознавания адреса и входом второго ключа, первый выход селектора синхроимпульсов соединен с управляющим входом второго ключа, второй - со входом инвертора, вторым входом блока выделения информации и опознавания адреса и третьим входом второго накопителя данных, третий - с третьим входом блока выделения информации и опознавания адреса и с первым входом индикатора и вторым входом второго накопителя данных, выход второго ключа соединен с первым входом второго смесителя, а выход инвертора - со вторым входом второго смесителя, выход которого соединен со вторым входом индикатора, первый, второй и третий выходы блока выделения информации соединены с соответствующими входами блока ввода поправок, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым входами индикатора, третий выход блока ввода поправок соединен с выходной шиной системы единого времени, четвертый выход блока выделение информации и опознавания адреса соединен с первым входом второго накопителя данных, выход которого соединен с шиной данных сопутствующей информации.

На фиг. 1 показаны временные диаграммы, поясняющие способ: 1 - импульс запуска; 2 - импульсы десятикилометровых отметок дальности; 3 - эхо-сигналы; 4 - пакеты цифровой информации.

На фиг. 1 на примере радиолокационной станции (РЛС) с частотой посылок 200 Гц и максимальной дальностью 500 км поясняется заявляемый способ,

По оси времени T обозначены номера строчных (10 км) импульсов, начиная от импульса запуска РЛС. В интервале 0-1 вводится импульс запуска, длительность которого на приведенном примере выбрана равной длительности строки H = 66(6) мкс, что обеспечивает, в последующем, его надежное выделение из синхросмеси. В интервале с 1 по 50 строку вводятся радиолокационные эхо-сигналы. В строках с 50 по 150 располагают остальную радиолокационную, и сопутствующую информацию в виде пакетов данных в цифровой форме. Затем цикл повторяется. Через каждые четыре цикла работы РЛС, т.е. через каждые 600 строк вводятся кадровые синхроимпульсы, длительность которых выбрана равной 200 мкс (со врезками строчных синхроимпульсов), что, практически, соответствует общепринятой длительности кадровых синхроимпульсов 132 мкс. На фиг. 1 кадровые синхроимпульсы не показаны и в данном случае размещаются, например, в интервале с 601 по 603 строку, при этом, в приведенном примере начало кадровых синхроимпульсов совпадает с началом импульса запуск очередного цикла работы РЛС.

Сформированный таким образом полный телевизионный сигнал (псевдотелевизионный сигнал) подают на узел записи-воспроизведения, например, видеомагнитофон. Речевой сигнал записывают на звуковой дорожке. Для восстановления записанной информации в первоначальном виде при воспроизведении, сигналы с видеовыхода подают на селектор синхроимпульсов и узел выделения информации и опознавания адреса, где выделяют сигналы синхронизации развертки дальности и угловые координаты, которые через блок ввода поправок подают на индикатор(ы), а на другой вход подают эхо-сигналы. Сопутствующую информацию подают на блок накопления данных, а с него - на шину сопутствующей информации. Речевой сигнал со звукового выхода магнитофона, сигналы системы единого времени, цифровую радиолокационную информацию подают на соответствующие шины.

На фиг. 2 показана функциональная схема устройства для осуществления способа. Устройство содержит: шину речевого сигнала 5, источник первичных радиолокационных сигналов 6, блок ввода сигналов сопутствующей информации 7, формирователь импульсов синхронизации 8, накопитель данных сопутствующей информации первый 9, ключ первый 10, кодер данных 11, смеситель первый 12, узел записи-воспроизведения 13, шина системы единого времени 14, селектор синхроимпульсов 15, ключ второй 16, инвертор 17, смеситель второй 18, блок выделения информации и опознавания адреса 19, блок ввода поправок 20, накопитель данных сопутствующий информации второй 21, индикатор 22, шина системы единого времени 23, шина данных сопутствующей информации 24, усилитель записи-воспроизведений 25, блок автоматических регулировок 26, синхронизатор 27, шина речевого сигнала 28.

В устройстве (фиг. 2) шина речевого сигнала 5 подключена ко входу канала звука узла записи-воспроизведения 13, источник первичных радиолокационных сигналов 6, содержащий ряд шин, из которых выход первой шины эхо-сигналов подключен к первому входу ключа 10, шина импульса запуска, шина 10 км отметок импульсов дальности и шина конец дистанции подключены соответственно к первому, второму и третьему входам формирователя импульсов синхронизации 8, шины угол 1, угол 2 подключены соответственно к первому и второму, входам кодера данных 11, первый выход формирователя импульсов синхронизации 8 соединен с управляющим входом первого ключа 10, второй и третий выходы - со вторым и третьим входами первого смесителя 12, а четвертый выход соединен с пятым входом кодера данных 11, блок ввода сигналов сопутствующий информации 7 подключен ко входу первого накопителя данных 9, выход которого подключен к третьему входу кодера данных 11, а шина системы единого времени (СЕВ) 14 подключена к четвертому входу кодера данных 11, выход которого соединен с четвертым входом первого смесителя 12, а выход смесителя 12 подключен к видеовходу узла записи-воспроизведения 13, выход канала видеосигнала узла 13 соединен со входом селектора синхроимпульсов 15, первым входом устройства выделения информации и опознавания адреса 19 и входом второго ключа 16, первый выход селектора синхроимпульсов 15 соединен с управляющим входом второго ключа 16, второй - со входом инвертора 17, вторым входом блока выделения информации и опознавания адреса 19 и третьим входом второго накопителя данных 21, а третий выход блока 15 соединен с первым входом индикатора 22 и вторым входом второго накопителя данных 21 и третьим входом блока выделения информации и опознавания адреса, выход второго ключа 16 соединен с первым входом смесителя 18, а выход инвертора 17 со вторым входом смесителя 18, выход которого соединен со вторым входом индикатора 22, первый, второй и третий выходы блока выделения информации 19 соединены с соответствующими входами блока ввода поправок 20, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым входами индикатора 22, третий выход блока 20 соединен с выходной шиной системы единого времени 23, четвертый выход блока выделения информации 19 соединен с первым входом второго накопителя данных 21, выход которого соединен с шиной данных сопутствующей информации 24.

В узле записи-воспроизведения 13 выход усилителя записи-воспроизведения 25 соединен со входом синхронизатора 27, выход которого соединен с блоком автоматических регулировок 26.

Устройство работает следующим образом. Речевые сигналы с шины 5 подают ко входу канала звука узла записи-воспроизведения 13, где записывают на звуковой дорожке. При воспроизведении речевые сигналы со звукового выхода узла 13 подают на шину 28. При поступлении на первый вход формирователя импульсов синхронизации 8 импульса запуска от источника первичных радиолокационных сигналов 6, с первого выхода которого на управляющий вход первого ключа 10 выдается открывающий (стробирующий) импульс, заканчивающийся в момент поступления на третий вход формирователя импульсов 8 импульса конец дистанции. При открытом состоянии ключа 10 эхо-сигналы с источника первичных радиолокационных сигналов 6 поступают на выход ключа 10 и с него на первый вход смесителя 12. На второй вход формирователя импульсов синхронизации 8 от источника первичных радиолокационных сигналов 6 поступают импульсы десятикилометровых отметок дальности, из которых формируются строчные синхроимпульсы (ССИ) отрицательной полярности и через второй выход формирователя 8 подаются на второй вход первого смесителя 12. В формирователе 8 счетчиком, управляемым импульсами запуска из ССИ формируются кадровые синхроимпульсы (КСИ), следующих через интервалы времени, принятые в телевизионном стандарте. С третьего выхода формирователя 8 КСИ подают на третий вход смесителя 12. С пятого и шестого выхода источника первичных радиолокационных сигналов 6 данные угол 1, угол 2 (азимут, угол места) направленности антенн РЛС в цифровой форме подают, соответственно, на первый и второй входы кодера данных 11. С блока ввода сигналов сопутствующей информации 7 сигналы в цифровом виде подают на вход первого накопителя данных 9, а с выхода последнего - на третий вход кодера данных 11. На четвертый вход кодера 11 подают с шины. 14, сигналы системы единого времени (СЕВ). На пятый вход кодера 11 подают с четвертого выхода формирователя импульсов синхронизации 8 синхронизирующие импульсы, обеспечивающие выдачу с выхода кодера 11 на четвертый вход смесителя 12 цифровой информации в строках в интервале времени между импульсами конец дистанции и запуск следующего цикла работы РЛС. Таким образом, в смесителе 12 формируется полный телевизионный сигнал, соответствующий телевизионному разложению при прогрессивной развертке. С выхода смесителя 12 сигнал подается на видеовход узла записи-воспроизведения 13. Наличие в записываемых сигналах строчных и кадровых синхроимпульсов обеспечивает возможность функционирования блока автоматических регулировок 26, являющегося составной частью узла 13.

В режиме воспроизведения сигналы с выхода видео узла запись-воспроизведения 13 подают на вход селектора синхроимпульсов 15, на второй ключ 16 и на первый вход устройства выделения информации и опознавания адреса 19. Селектор синхроимпульсов 15 из полного телевизионного сигнала выделяет строчные и кадровые синхроимпульсы, импульс запуска и формирует стробирующий импульс, начало которого совпадает с началом импульса запуска, а конец - со строчным (десятикилометровым) импульсом, соответствующим отметке максимальной дальности РЛС. Стробирующий импульс с первого выхода селектора 15 подается на управляющий (второй) вход второго ключа 16, что переводит ключ в открытое состояние. При этом видеосигнал поступает на первый вход второго смесителя 18. Выделенные строчные импульсы с третьего выхода селектора 15 подают на вход инвертора 17, с выхода которого в положительной полярности подают на второй вход второго смесителя 18. В смесителе 18 эти импульсы замешивают с эхо-сигналом и подают на второй вход индикатора 22. В блоке выделения информации и опознавания адреса 19 из поступивших на первый вход сигналов, выделяют пакеты цифровой информации и распределяют по выходам: на первый - угол 1, второй - угол 2, третий - сигналы СЕВ, на четвертый - сигналы сопутствующей информации. Сигналы угол 1, угол 2, время СЕВ подают, соответственно, на первый, второй и третий входы блока ввода поправок 20, с которого можно вводить поправки в угловые координаты, подаваемые на третий и четвертый входы индикатора 22 и поправку в данные СЕВ, подаваемые с третьего выхода блока ввода поправок 20 на шину СЕВ 23. Сигналы сопутствующий информации с четвертого выхода блока 19 подаются на первый вход второго накопителя данных 21, на второй вход которого подаются импульсы запуска с третьего выхода селектора 15 и ССИ со второго выхода селектора 15. Сигналы с выхода накопителя данных 21 подают на шину данных сопутствующей информации 24.

Выполненный по настоящему изобретению способ позволит:

документировать на одном носителе радиолокационную, речевую и сопутствующую информацию, как например: состав дежурного расчета, характеристики лоцируемых объектов, состояние погоды, использование аппаратуры защиты от помех и т.п., с привязкой во времени, что обеспечивает полную объективность при разборе возможных конфликтных ситуаций;

использовать возможность сохранения высокой точности и достоверности данных в процессе записи-воспроизведения (координат лоцируемых объектов и времени) для применения устройства в качестве средства регистрации данных внешнетраекторных измерений;

наличие в составе устройства блока ввода поправок, позволяющего при воспроизведении изменять значение угловых координат лоцируемых объектов и текущие время (вводить оперативное время) значительно расширяет возможности использования одной и той же записи в учебных целях. Например, запись сигналов от объекта перемещавшегося по неизменному курсу и высоте в тылу, воспроизвести в ответственном секторе, маневрирующем по высоте. Создается возможность использования ограниченного числа исходных записей для синтезирования воздушной обстановки любой сложности для обучения расчетов командных (диспетчерских) пунктов всех уровней, без необходимости использования реальных полетов, при соблюдении радиомолчания, что обеспечивает существенную экономию моторесурсов, горючего, других средств, при одновременном резком повышении качества обучения.