2.5 Возможное развитие структурной схемы впу

Как следует из сформулированных задач, аппаратура НИРЛС должна полностью удовлетворять требованиям к системам ОЛП, в частности, по надёжности. Эти требования накладывают отпечаток не только на изменение структуры НИРЛС, но и, главным образом, внутреннего состава функциональных блоков. Смысл этих изменений будет раскрыт в соответствующих главах настоящего отчёта, а их подробная разработка проведена по завершении первой фазы проекта. Структурная схема НИРЛС этой фазы приведена на рис. 8.

Как видно из структурной схемы во второй фазе реализации проекта приёмник должен стать квадратурным, что с одной стороны позволит проводить когерентное накопление, и даст выигрыш в энергетическом потенциале, а с другой – позволит воспользоваться алгоритмами деконволюции (обратной свёртки) для улучшения азимутального разрешения НИРЛС. Такое построение приёмного устройства ведёт к замене детектора синхронным фазовым детектором, появлению дополнительных видеоусилителя и АЦП, изменению алгоритмов спецвычислителя сигнальной обработки и логики функционирования устройства синхронизации. Индикатор 1 во второй фазе несёт только вспомогательные функции по диагностике и может быть отключён при штатной эксплуатации. Рабочее место оператора может быть значительно удалено от аппаратурной стойки, например при использовании волоконнооптической линии до 5 км, при этом сетевой контроллер должен включать соответствующий адаптер.

Рис.8: Структурная схема НИРЛС обзора лётного поля

Блок формирования частот в данной схеме так же отличается по своему назначению. Он должен позволять менять несущую частоту зондирующего сигнала (для получения выигрыша при суммировании случайных отражений от гидрометеоров). Все основные модули и системы должны иметь датчики встроенного функционального контроля.

Кроме этих изменений необходимо упомянуть о наличии полукомплектов для горячей замены всех модулей НИРЛС кроме антенны, СВЧ-тракта и, собственно, устройства реконфигурирования (на схеме не показаны).

2.6 Варианты реализации

Последняя фаза реализации проекта не может быть на данный момент прорисована чётко и в деталях. Очевидно, что накопленные в ходе реализации первых двух фаз проекта данные по отражениям от подстилающей поверхности и типовых целей позволят усовершенствовать алгоритмы обработки РЛИ. Вполне возможно, что если реализация первых двух фаз затянется на 3-5 лет, то на рынке появится следующее поколение АЦП и сигнальных процессоров. В этом случае целесообразным видится исключение (насколько это возможно) аналоговых узлов и замена их цифровыми. Так, например, ФД даёт ослабление сигнала порядка 10 дБ, которое затем компенсируется ВУ1 и ВУ2 (см. рис.5). Кроме дополнительных тепловых шумов данные элементы приёмного тракта ещё и не оптимальным образом выполняют свои функции, например, квадратуры, сформированные аналоговым способом не ортогональны, коэффициент усиления ВУ1 и ВУ2 неодинаков, а видеоусилители вносят в широкополосный сигнал ещё и фазовые искажения. Кроме того аналоговым цепям требуется настойка, их параметры изменяются с течением лет и под воздействием температур. Для устранения этих недостатков можно изменить структурную схему на схему, представленную на рис.9. На предложенной схеме оцифровка принятого отражённого ЗИ производится на промежуточной частоте, а процедура формирования квадратурных каналов возложена на спецвычислитель сигнальной обработки. Очевидно, что в таком случае обработка сигнала максимально приближена к оптимальной обработке.

Рис.9. Возможная структурная схема перспективной НИРЛС

Для реализации оцифровки на промежуточной частоте АЦП должно иметь частоту дискретизации не менее 1,2-1,8 ГГц, а тактовая частота сигнального процессора должна позволять читать и обрабатывать данные после их буферизации. С учётом возможности распараллелить вычисления её можно оценить на уровне 600-900 МГц. Во второй фазе проекта данная структурная схема не может быть реализована в силу отсутствия на рынке таких АЦП и, самое главное, процессоров. Их появление на рынке ожидается через 2-3 года. К этому же периоду есть смысл ожидать появления доступных индикаторов с существенно большим разрешением более чем 1600х1200 пикселей, которые также будет целесообразно заменить.