Диссертация (Метод тестирования устойчивости телекоммуникационной системы управления беспилотных летательных аппаратов к воздействию сверхкоротких электромагнитных импульсов), страница 14

Устанавливает необходимую частоту, частота регулируется сминимальным шагом 0,1 МГц.Многоканальные излучатели могут обеспечивать умножение частотыизлучающих импульсов, если используется последовательное включение секцийизлучателя со сдвигом по времени на период излучения. При этом, рабочаячастота секции – f, а максимальная частота излучения – nf, где n – число рабочихсекций [123].Указанный принцип реализован в рассматриваемом комплексе, умножениечастоты осуществляют 4 секции, которыми являются 4 рупорные антенны.Такжеустанавливаетсярежимзаполненияпакетавпроцентномсоотношении и период их следования.Рисунок 3.7 – Приложение «Команды».- Задержки, рисунок 3.8.В комплексе как уже было рассмотрено выше реализовано 4 фазы по 16модулей, состоящих из 4 каналов.

Всего в комплексе 64 канала управления.92Оперируя групповыми задержками между каналами, а также междумодулями в совокупности, можно управлять направлением излучения впространстве и напряженностью излучения.Но для использования данного комплекса в различных испытаниях наустойчивость аппаратуры к СК ЭМИ эта реализация не удобна для оператора,потому что подборка и регулировка задержек занимает значительное время, чтоувеличивает время испытаний и приводит к нецелесообразности использованияданного комплекса в масштабных испытаниях, что является экономически невыгодным.Рисунок 3.8 – Приложение «Задержки».- Каналы, рисунок 3.9.В указанном окне оператор включает необходимые ему модули и каналы взависимостиоттребуемогонаправленияизлученияинеобходимойнапряженности поля.

Данный алгоритм действий также затрудняет и увеличиваетвремя работы оператора.93Рисунок 3.9 – Приложение «Каналы»- Групповые задержки, рисунок 3.10.В данном окне регулируются общие задержки всех каналов комплекса.,что также занимает длительное время.Рисунок 3.10 – Приложение «Групповые задержки».- Температура, рисунок 3.11.В данном окне можно наблюдать температуру каждого канала управленияизлучением. В программе заложен алгоритм синхронизации характеристикизлучения в зависимости от температуры того или иного модуля.94Рисунок 3.11 – Приложение «Температуры»Подводя итоги работы с указанным программным обеспечением, можновыделить следующие недостатки:длительное-времярегулировкинеобходимыхзадержекмеждуимпульсами каналов излучения в модуле;- длительное время регулировки задержек в комплексе в целом дляопределения направления луча излучения в необходимом для оператора нанаправлении;-отсутствиевизуальногоопределениянаправлениялучаиегонапряженности поля на необходимом расстоянии.Наданномэтапецельюработыявляетсяразработатьсредствотестирования, в котором интерфейс пользователя обеспечивал бы удобную работус комплексом неподготовленного (не осведомленного в тонкостях работыкомплекса) оператора, а также основанное на разработанном алгоритметестирования устойчивости системы управления БПЛА.Рассмотриминтерфейсспециальногопрограммногооснованного на алгоритме работы средства тестирования.Интерфейс состоит из следующих закладок:- «Команды»;обеспечения,95- «Управление»;- «Температура».В приложении «Команды», рисунок 3.12, оператор задает исходныеданные о местоположении БЛА, азимут и расстояние от антенной решетки дообъекта излучения.

Также задаются допустимые уровни напряжения и токанаиболее уязвимого, на основе анализа во второй главе, элемента системыуправления БЛА.Рисунок 3.12 – Приложение «Команды».В приложении «Управление», рисунок 3.13, отображаются полученные входе расчета параметры излучения и визуальное отображение точки, в которойнаблюдается излучение.Также оператор может устанавливать самостоятельно требуемую область(точку) воздействия на экране управляющего средства тестирования и расстояниедо объекта.При выборе области воздействия нажатием на поле графическогоотображения возможной области излучения комплекса, оператор задает такиепараметры как R и θ, которые в свою очередь определяют направление луча икоординаты управляющего элемента решетки с максимальными выходнымипараметрами.Илизадаетсоответствующие поля.ихвручную,вводятребуемыезначенияв96Рисунок 3.13 – Приложение «Управление»Рассмотримизлучения.принципАнтеннуюпроизвольногорешеткувыборакомплексаоператоромизлученияобластисверхкороткихэлектромагнитных импульсов можно представить в виде плоскости XY, рисунок3.4.

Такое представление антенной решетки комплекса позволяет рассматриватьего излучение в следующем виде, рисунок 3.14.Вектор R определяет разность расстояний r и r’, где r – расстояние от центраантенной решетки до точки наблюдения, а r’ – расстояние от канала излучения смаксимальными параметрами до точки наблюдения в дальней зоне. [91]Вектор R зависит от координат канала излучения в плоскости XY и угламеста θ, и определяется формулойR  z (nx d x , n y d y ) cos  ,где n x , n y - номер строки и номер столбца в ячейке,z (n x d x , n y d y ) - координата элементарного излучателя.Таким образом, в случае выбора оператором точки излучения СКИ ЭМИ вполярной системе координат, в полях параметров X, Yи θ определяться ихчисленные значения, соответствующие вектору R. Прямоугольные и сферические97координаты точки наблюдения Р с координатами (x,y,z) связаны между собойследующими соотношениямиx  r  sin  cos  ,y  r  sin  sin  ,z  r  cos  .Если же оператору необходимо задать точные координаты излучения ирасстояние до объекта, он вводит их в соответствующие поля, и в полярнойсистеме координат автоматически определится область воздействия относительноантенной решетки.YRθXРисунок 3.14 – Представление точки и направления излучения СКИ ЭМИ вполярной системе координат.Приложение «Температура», рисунок 3.15, остается без изменений посравнению с предыдущим ПО.

Оно позволяет оператору следить за температуройкаждого излучающего элемента, канала излучения.Такимобразом,разработанныеуниверсальныйметод,алгоритмыуправления и визуализации позволяют использовать Многоканальный комплекс,ОАО «МНИРТИ», в качестве испытательного комплекса для тестированияустойчивостителекоммуникационныхсистемуправлениябеспилотных98летательных аппаратов к воздействию СКИ ЭМИ на этапе стендовых и летныхиспытаний.Рисунок 3.15 – Приложение «Температура»3.5 Выводы по главе1.Разработануниверсальныйметодтестированияустойчивостителекоммуникационной системы управления БЛА на основе анализа механизмоввлияния СКИ ЭМИ на характеристики элементов бортового радиоэлектронногооборудования. Метод позволяет автоматизировать процесс тестирования на этапекак стендовых, так и летных испытаний.2.

Разработан алгоритм управления оригинальной тестовой системы,реализующейразработанный метод, позволяющий формировать требуемыетестовые воздействия СКИ ЭМИ в заданной точке пространства.3. Разработан алгоритм визуализации тестовой системы, предназначенныйдля оперативного управления испытанием БЛА, обеспечивающий врежимереального времени отображение направления формирования луча излучения СКИЭМИ с учетом обработки исходных данных о местоположении и характеристикахБЛА, а также фиксацию критериальных уровней устойчивого функционированиятелекоммуникационнойаппарата.системыуправлениябеспилотноголетательного994. Расширены возможности разработанного в ОАО «МНИРТИ», приучастии автора, комплекса воздействия СКИ ЭМИ (КВ СКИ), позволяющегопроводить оценку устойчивости БЛА с помощью встроенного в него созданногосредства тестирования.100ГЛАВА 4 РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКАРАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА ТЕСТИРОВАНИЯ4.1 Разработка программ и методик проведения экспериментальныхисследованийДанная методика проводится с целью проверки разработанной тестовойсистемы, определения ее характеристик при контролируемых условиях иподтверждения соответствия предъявляемым к нему требованиям и сравнениярасчетных значений с экспериментальными.Объект испытаний – тестовая система для оценки устойчивостителекоммуникационнойсистемыуправлениябеспилотноголетательногоаппарата.Тестовая система основана на алгоритме управления и алгоритмевизуализации и позволяет формировать требуемые тестовые воздействия в видеСКИ ЭМИ в заданной точке пространства, а также корректировать в режимереальноговременикритериальныетелекоммуникационнойсистемыуровни,управления.неприводящиеТестоваясистемакотказуявляетсямодификацией комплекса КВ СКИ.В состав тестовой системы входят:1.

Комплекс излучения: Модуль антенный МА-15М-4К – 64 шт.:- генератор импульсов высокого напряжения ГИН05-10МК- 64 шт.;- излучающая высоковольтная антенна АТФ05-10МК- 64 шт.; Система синхронизации генераторов- 1 шт.:- блок управления генераторами - 1 шт.: блок запуска и синхронизации многоканальный – 1шт.; блок соединительный БСЗ/32, Е.401.356 – 2шт.;- блок питания: источник питания многоканальный МИП5К24П – 1шт.;101 источник питания многоканальный МИП10К50П/10К100М-1шт.; источник питания многоканальный МИП10К100М/10К100М- 1шт. Источник независимого электроснабжения – 2 шт. Контрольно-измерительная система амплитудно-временных параметровизделия.2.

Автоматизированное место управления излучением – 1 шт.: персональный компьютер – 1 шт. специальное программное обеспечение – 1 шт.4.1.1 Цель испытанийЦелью испытаний является проверка выполнения заданных функцийтестовойсистемы,определенияипроверкисоответствиятребованиямколичественных характеристик системы, выявления и устранения недостатков вдействиях системы.Задачи испытаний:- проведение измерений для проверки формирования излучения стребуемыми параметрами (длительность импульсов излучения, максимальнаячастота повторения импульсов, амплитуда напряженности электрического поля)на заданном расстоянии;- проверка корректности отображения на экране точки максимальногоизлучения СКИ ЭМИ.4.1.2 Общие положенияПроверка проводится в 2 этапа.Для тестирования устойчивости телекоммуникационной системы управленияпри воздействии важны все параметры комплекса излучения, а именно:- влияние амплитуды СК ЭМИ,- влияние длительности фронта СК ЭМИ,102- влияние длительности СК ЭМИ,- влияние частоты следования СК ЭМИ.На первом этапе проводятся измерения для проверки основных рабочиххарактеристик изделия:- длительности импульсов излучения по уровню 0,5 первого полупериода;- частоты повторения импульсов;- амплитуды импульса напряженности электрического поля, создаваемогоизлучателем на различных заданных расстояниях вдоль оси диаграммынаправленности излучающих антенн при заданных частотах повторения.На втором этапе проводится проверка корректности графическогопредоставления информации на экране АРМ управления излучением точкимаксимума амплитуды напряженности электрического поля СКИ ЭМИ.4.1.3 Оцениваемые характеристики и расчетные соотношения1.