конкретная авиационная техника вторичный

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КОНКРЕТНАЯ АВИАЦИОННАЯ
ТЕХНИКА
ВТОРИЧНЫЙ РАДИОЛОКАТОР «КРОНА»
КУРС ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 160905.65
«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ТРАНСПОРТНОГО РАДИООБОРУДОВАНИЯ»
Красноярск 2007
2
УДК 621.396.96
Вторичный радиолокатор «Крона»: курс лекций / В.И. Коломиец, Н.П.
Филимонов.; -Красноярск.: Сибирский федеральный университет, 2007. – 98
с.
В курсе лекций рассматриваются основные принципы построения вторичного радиолокатора Крона.
На уровне структурных, функциональных схем описана работа основных систем РЛС.
При подготовке курса лекций использованы материалы технических
описаний и руководств по эксплуатации ВРЛ Крона и опыт эксплуатации изделия в подразделениях государственной корпорации по организации по организации воздушного движения.
Конспект лекций подготовлен к.т.н., доцентом Коломийцем В.И,
к.т.н., доцентом Филимоновым Н.П.
3
1. Введение
"Программа модернизации ЕС ОрВД Российской Федерации на период
до 2010 года" предусматривает переход к перспективным системам организации воздушного движения, основанным на интеграции функций связи, навигации, наблюдения в интересах управления воздушным движением.
Задача наблюдения воздушной обстановки решается с использованием
систем первичной и вторичной радиолокации, автоматического зависимого
наблюдения.
Достаточно информативной и экономичной системой является система
вторичной радиолокации, содержащая наземные запросчики и бортовые ответчики. Наземную основу системы несколько десятилетий составляли вторичные радиолокаторы (ВРЛ) «Корень» и его модификации.
В последние годы созданы и сертифицированы для применения в ГА
ВРЛ нового поколения, обладающие высокой точностью определения координат, повышенной надёжностью и экономичностью.
Одним из таких ВРЛ является изделие «Крона». В моноимпульсном
радиолокаторе «Крона» использованы современные технические решения:
твердотельное передающее устройство, трёхдиапазонная антенная решётка,
первичная обработка РЛИ на промышленной ЭВМ. ВРЛ имеет 100% резерв
запросчика и систему бесперебойного электропитания.
В курсе лекций рассмотрены принципы построения и устройство перспективного для системы УВД вторичного радиолокатора «Крона».
4
2. Рекомендации ИКАО и сертификационные требования к основным характеристикам вторичных радиолокаторов
2.1. Назначение и характеристики систем вторичной радиолокации
Источниками информации о воздушной обстановке в системах управления воздушным движением (УВД) являются системы первичной и вторичной радиолокации.
Канал запроса
Ответчик
Запросчик
Канал ответа
Рис.2.1. Радиолокационная система с активным
запросом и ответом
Широкое применение в гражданской авиации находят системы вторичной радиолокации (радиолокационные системы с активным запросом и активным ответом).
Такие системы представляет собой разнесенный в пространстве единый радиотехнический комплекс, состоящий из запросчика и ответчика, соединенных каналами связи (рис.2.1).
Запросчик излучает запросные сигналы, которые кодируются для исключения ложного запуска ответчика другими радиотехническими устройствами. Все запросные сигналы принимаются и декодируются приемником ответчика, установленным на объекте. При соответствии запроса установленному коду ответчик излучает кодированный ответный сигнал. Кодирование
затрудняет имитацию ответных сигналов и повышает надежность работы
системы.
Ответные сигналы принимаются и декодируются в приемнике запросчика. Устанавливая время и направление прихода ответных сигналов, нахо-
5
дят дальность и угловые координаты воздушного судна, а также дополнительную полетную информацию: номер борта, высоту полета, запас топлива
и др.
Для обнаружения запросного сигнала ответчиком с заданными качественными характеристиками необходимо выполнить условие:
Э пр. отв   N 0 отв ,
ка;
где Эпр. отв. – энергия принимаемого ответчиком запросного сигнала;
N0 отв. – спектральная плотность внутренних шумов приемника ответчи-
 – коэффициент видимости, определяемый по кривым обнаружения для нефлюктуирующего сигнала.
Энергия принимаемого ответчиком запросного сигнала выражается
следующей зависимостью:
Э з G з А отв
,
4 rз2
где Эз – энергия излучения передатчика запросчика;
Gз – коэффициент усиления антенны запросчика;
Аотв – эффективная площадь приема антенны ответчика;
rз – расстояние от запросчика до ответчика.
Дальность действия линии запроса
Э з G з А отв
rз макс 
.
4  N 0 отв
Э пр. отв 
Связав эффективную площадь приемной антенны ответчика с ее коэффициентом усиления
2
А отв 
 G отв ,
4
уравнение дальности линии запроса запишется в виде
rз макс 
Э з G з G отв 2
42  N 0 отв
.
Аналогичным образом определяется дальность действия линии ответа
rотв. макс 
Э отв G отв G з 2
,
42  N 0 з
где N0 з – спектральная плотность внутренних шумов приемника запросчика.
В системе активного ответа дальность действия при запросе должна
быть равна дальности действия при ответе. Такая система называется сбалансированной. Условие баланса выражается следующим образом:
6
Э з N 0 з  Э отв N 0 отв .
Дальность действия линии запроса и линии ответа определяются условиями радиосвязи. Поэтому даже при сравнительно низких энергетических
потенциалах запросчиков и ответчиков реализуемые дальности действия значительны, а надежность обнаружения объектов и измерения координат высоки. Кроме этого системы вторичной радиолокации имеют следующие особенности.
1. Несущие частоты по каналам запроса и ответа выбираются
различными, поэтому приемник запросчика не принимает маскирующие помеховые сигналы, отражения от «местных» предметов и гидрометеообразований. При этом отпадает необходимость применения систем селекции движущихся целей.
2. По каналу ответа с борта ВС в закодированном виде может
быть передана любая дополнительная информация, необходимая для
УВД.
2.2. Сертификационные требования федеральных авиационных
правил РФ ФАП-2000 к вторичным радиолокаторам. Стандарты и рекомендации ICAO по системам вторичной радиолокации
В Российской Федерации требования к вторичным радиолокаторам
определяются федеральными авиационными правилами «Радиотехническое
обеспечение полетов и авиационная электросвязь. Сертификационные требования», введёнными приказам № 248 ФАС от 11 августа 2000 года.
В состав ВРЛ должны входить:
•
АФС;
•
приемо-передающая аппаратура;
•
аппаратура обработки радиолокационной информации;
•
аппаратура передачи данных;
•
аппаратура сопряжения с потребителями радиолокационной информации или ОРЛ-Т, ОРЛ-А;
•
система контроля, управления и сигнализации;
•
комплект ЗИП;
•
комплект эксплуатационной документации.
ВРЛ должен обеспечивать работу в режимах "УВД" и "RBS" как автономно, так и совместно с ОРЛ-Т (ОРЛ-А).
ВРЛ должен быть размещен таким образом, чтобы обеспечивался непрерывный радиолокационный контроль за полетами ВС, оборудованных
самолетными ответчиками, в секторах ответственности зоны ОВД.
7
Позиция, на которой размещен ВРЛ, должна отвечать следующим требованиям:
В секторах прохождения контролируемых трасс величины углов закрытия по углу места с высоты расположения фазового центра антенны ВРЛ
не должны превышать 0,5 градуса.
Расстояние от места размещения ВРЛ до различных сооружений и местных предметов должно соответствовать требованиям ЭД на радиолокатор.
Основные характеристики ВРЛ должны соответствовать требованиям,
указанным в таблице 2.1.
Основные характеристики ВРЛ
Таблица 2.1.
Наименование характе- Единица
Норматив
ристики
измер. Трассовый
Аэродромные ВРЛ
п/п
ВРЛ
Вариант Б1 Вариант Б2
Режимы работы
УВД и УВД и RBS УВД и RBS УВД и RBS
.
RBS
Максимальная даль. ность действия
км
400
250
150
Минимальная дальность
. действия
км
2
2
1,5
Период обновления ин. формации, не более
с
10
6
6
Рабочая частота
МГц
1030
1030
1030
.
Среднеквадратическая
. ошибка определения координат цели с АПОИ:
200
200
300
м
- по дальности, не бо0,2
0,2
0,25
градус
лее
- по азимуту, не более
Разрешающая способ. ность по координате:
- по дальности, не бом
1000
1000
1000
лее
градус
4
5
5
- по азимуту, не более
Примечание:
1. Нормативы в п.п. 2-3 установлены для вероятности правильного обнаружения не менее 0,9 и вероятности ложных тревог по собствен-
8
ным шумам приемника равной 10-6 при высоте полета ВС 10 000 м, для
трассового ВРЛ и 6 000 м для аэродромных ВРЛ.
2. При сопряжении ВРЛ с ОРЛ-Т допускается использование периода обновления информации 20 с.
3. Норматив по пункту 7 проверяется и подтверждается при
вводе в эксплуатацию.
3. Принципы построения системы вторичной радиолокации
3.1. Принципы построения вторичных радиолокаторов
3.1.1. Структурная схема вторичного радиолокатора
По конструкции вторичный радиолокатор может быть либо встроенным в первичный радиолокатор, либо автономным. В первом случае антенна
вторичного радиолокатора совмещена с антенной первичной РЛС и вращается общим приводом. Во втором случае антенна вторичного радиолокатора
приводится во вращение автономным приводом. Возможна совместная работа при синхронизации приводов вращения первичных и вторичных РЛС.
Структурная схема системы вторичной радиолокации изображена на рис.3.1.
ЗАПРОСЧИК
f1
ПЕРЕДАТЧИК
ПОДАВЛЕНИЯ
БОК. ЛЕПЕСТ.
ШИФРАТОР
ПРД
ДЕШИФРАТОР
ПРМ
ОТВЕТЧИК
ПРМ
ДЕШИФРАТОР
ПРД
ШИФРАТОР
ЛПД
ИНДИКАТОР
ПРИЕМНИК
ПОДАВЛЕН.
БОКОВЫХ
ЛЕПЕСТКОВ
f2
9
Рис.3.1.
Обобщенная структурная схема системы
вторичной радиолокации
Шифратор вторичного радиолокатора под действием импульсов синхронизации формирует два импульса с заданным кодовым интервалом, который определяет содержание запрашиваемой информации. Передающее устройство преобразует эти видеоимпульсы в радиоимпульсы с несущей частотой запроса (fз = 1030 или 837,5 МГц), которые через антенный переключатель подводятся к антенне и излучаются в пространство. Диаграмма направленности антенны вторичного радиолокатора узкая в горизонтальной плоскости и широкая в вертикальной плоскости.
Самолетный ответчик состоит из антенно-фидерного устройства, распределительного фильтра (РФ), приемника и дешифратора запросных сигналов, шифратора ответных сигналов и передатчика. Запросные сигналы с антенны ответчика через разделительный фильтр поступают в приемник, где
преобразуются, усиливаются по промежуточной частоте и детектируются. На
выходе приемника ответчика образуется пачка парных импульсов запроса
(рис.3.2). Временные кодовые интервалы между парными импульсами (зк1,
зк2) определяют содержание информации, которую должен передать ответчик.
Тп
U вых.. прм
t
τзк1
τзк1
τзк1
τзк2
τзк2
Рис. 3.2. Сигналы запроса на выходе приемника СО: τзк1 и τзк2временные интервалы запросных кодов; Тп – период повторения запросных сигналов
Запросные сигналы поступают на вход дешифратора, в котором производится декодирование запрашиваемой информации и выдача её в шифратор.
Шифратор формирует импульсы координатного и соответствующего
информационного кода (бортового номера или высоты и др.). На информационные входы шифратора поступает информация от соответствующих датчиков. Шифратор формирует пачку ответных видеоимпульсов, в которой за-
10
кодирована запрашиваемая информация. Эти импульсы поступают на вход
передающего устройства, где преобразуются в пачку радиоимпульсов, которые через развязывающий фильтр поступают в антенну и излучаются в пространство. Несущая частота ответных сигналов (fо = 740 или 1090 МГц) отличается от несущей частоты запросных сигналов. Развязывающий фильтр
выполняет функцию антенного переключателя и изготавливается обычно на
полосковых линиях.
Ответные сигналы принимаются антенной, усиливаются приемником
вторичного радиолокатора и декодируются дешифратором. В ответном сигнале имеются два координатных (опорных) импульса. По времени запаздывания этих импульсов относительно запросных с учетом времени задержки
на кодирование и декодирование, определяется дальность до ответчика. Угловая координата ответчика определяется методом пеленгации по максимуму
либо моноимпульсным методом.
Дешифратор вторичного радиолокатора выделяет также дополнительную информацию, переданную ответчиком (бортовой номер, высота и др.),
которая отображается на индикаторных устройствах.
В обобщенной структурной схеме изображены лишь основные устройства, поясняющие основной принцип действия системы вторичной радиолокации. Для обеспечения надежной работы системы как наземное, так и бортовое оборудование содержит дополнительные устройства, например, устройства, устраняющие влияние боковых лепестков диаграммы направленности антенны запросчика.
3.1.2. Принципы кодирования сигналов ВРЛ
Для передачи информации во вторичных радиолокаторах применяется
импульсное кодирование. Импульсный код – это совокупность импульсов,
расположенных в соответствии с правилами кодирования. В качестве кодирующих признаков могут использоваться: длительность импульса, число импульсов, расстояние между импульсами, частота и фаза, наличие или отсутствие импульсов на определенных позициях. Интенсивность сигнала в качестве признака кодирования не используется из-за малой помехоустойчивости.
В существующих системах вторичной радиолокации используются два
вида кодирования: времяимпульсное и позиционное.
Времяимпульсное кодирование применяется в запросном канале. При
этом методе каждому из значеtk
u
u
ний информации, подлежащей
передаче, присваивается свой
Тk
t
Рис.3.3. Структура времяимпульсного кода
11
временной интервал. На рис.3.3.. изображена структура времяимпульсного
кода. На рисунке обозначены: Тk – кодовый интервал;
tk – интервал кодирования.
Максимальное число двухимпульсных кодов N определяется следующим образом:
T
N k .
 tk
Времяимпульсные коды не могут дать большого числа кодовых комбинаций без значительного увеличения кодового интервала или увеличения
числа импульсов в коде. Число вариантов запросных сигналов в системах
вторичной радиолокации невелико, поэтому в запросном канале применяется
двухимпульсное временное кодирование.
Ответная информация имеет значительно больший объем, поэтому в
ответном канале применяется позиционное кодирование, при котором значение ответной посылки определяется местами расположения импульсов кода
на временной оси. Ответная информация имеет постоянный объем, носителями информации являются десятичные и двоичные числа, для представления которых используется позиционная система счисления. В этой системе
значения разрядов чисел зависят от места, отведенного каждой из цифр. Так,
например, десятичное число 623 может быть представлено в виде:
6  10 2  2  101  3  10 0 .
Каждому разряду числа при этом соответствует своя позиция. Любое
число в позиционной системе может быть записано следующим образом:
x  a n P n  a n 1 P n 1    a 0 P 0  a 1P 1   ,
где an, … – коэффициенты слагаемых;
Р – основание системы.
При основании Р = 2 базисом числа являются две цифры: 0 и 1, а при
Р = 10 используются цифры 0, 1, …, 9.
Ответная информация с борта воздушного судна кодируется с использованием двоично-десятичной и двоично-восьмеричной системы счисления.
Число значений N дискретной информации, которое может быть передано
двоичным кодом, составляет N = 2m (m – разрядность кода). Передача символов 0 и 1 двоичных чисел может быть осуществлена импульсным сигналом
(отсутствие или наличие импульса на определенной временной позиции).
Двоично-десятичная система применяется в ответных кодах режима УВД
(отечественный режим). Двоично-восьмеричный код имеет базис цифр 0, …,
7 и применяется для ответных кодов в режиме RBS (международный режим).
12
При передаче числа позиционным двоичным кодом каждому из его
разрядов определено свое место (позиция). Существует два способа предоставления позиций (рис.3.4.).
U
U
а)
0
1
4
1
1
2
б)
0
3
t
0
1
1
1
2
0
3
4
t
Рис.3.4. Позиционные четырехразрядные коды
На рис. 3.4,а изображен четырехразрядный двоичный позиционный код
с пассивной паузой. При этом каждому из четырех разрядов предоставляется
одна временная позиция. Единица соответствует наличию импульса, нуль –
его отсутствию. Во втором случае (рис. 3.4,б) каждому из четырех разрядов
двоичного числа предоставляется две временные позиции. Импульс на первой позиции обозначает «1», на второй – «0». Этот метод называется методом с активной паузой.
3.1.3. Запросные сигналы системы ВРЛ
Кодирование запросных сигналов осуществляется с целью уменьшения
вероятности срабатывания ответчика от случайных сигналов, а также для получения дополнительной информации по каналу ответа.
В системах вторичной радиолокации применяются два формата стандарта кодирования (отечественный и международный).
Передача кодированных сигналов по международным нормам ICAO
производится на несущих частотах 1030 МГц (запрос) и 1090 МГц (ответ).
Отечественный стандарт устанавливает частоты: 837,5 МГц (запрос) и
740 МГц (ответ). Кодирование запросных сигналов в обоих форматах производится времяимпульсными кодами.
Запросный код состоит из двух импульсов, обозначаемых Р1 и Р3, с кодовым интервалом зк между их фронтами. Кодовые интервалы и вид запрашиваемой информации представлены в табл.3.1.
Сигналы запроса режима RBS имеют вертикальную поляризацию, режима УВД – горизонтальную. Для подавления сигналов боковых лепестков в
трехимпульсной системе подавления по каналу запроса между импульсами
13
Р1 и Р3 излучается импульс Р2, следующий через 2  0,15 мкс после импульса
Р1. Длительность импульсов запросных кодов и импульса подавления составляет 0,8  0,1 мкс.
Шифр кода
Код RBS
A
C
D
Код УВД
ЗК1
ЗК2
ЗК3
ЗК4
Временной
код зк (мкс)
Таблица3.1
Информационное содержание
сигналов от ответчиков
8
21
25
Опознавание ВС (бортовой номер)
Высота полета
Резерв
9,4
14
23
19
Бортовой номер ВС(БН)
Высота полета и запас топлива(ТИ)
Вектор путевой скорости
Координаты ВС
3.1.4. Моноимпульсные ВРЛ. Система ВРЛ с дискретно-адресным
запросом
Существующая система вторичной радиолокации обладает рядом недостатков, наиболее существенными из которых являются следующие:
– наложение ответных сигналов от воздушных судов, имеющих
близкие значения наклонной дальности и азимута;
– ложные ответы на запросы по боковым лепесткам ДНА;
– переотражение сигналов от находящихся вблизи систем вторичной радиолокации «местных» предметов (возвышенностей, зданий и т.п.);
– насыщение радиоканала сигналами из-за приема всех ответов на
все запросы.
Кардинальным решением для устранения недостатков является переход
к системам вторичной радиолокации с адресным запросом. В такой системе
каждое воздушное судно имеет свой код адреса и отвечает на запрос только
14
на свой код. При индивидуально-адресном запросе ответный сигнал будет
излучать только один ответчик, адрес которого указан в запросе.
Дискретно-адресная система предполагает присвоение каждому воздушному судну адресного кода. Наземная станция должна содержать в оперативном запоминающем устройстве данные об адресном коде и приблизительном местоположении всех воздушных судов, находящихся в зоне обнаружения ВРЛ. Для выявления новых воздушных судов предусмотрен режим
опроса всех самолетов.
τс
τв
а)
2
Р1
А
0,8
Р1
2
Р4
А
0,8
б)
Р3
Р31
0,8
1,6
t (мкс)
Р2
0,8
t (мкс)
Рис.3.5. Сигналы запроса общего вызова ДАС ВРЛ: А – моменты реверса
фазы; τв = 8 мкс – запрос номера в режиме RBS; τс = 9,4 мкс – запрос бортового номера
в режиме УВД; а) – импульсы запроса; б) – импульс подавления боковых лепестков
По ответной посылке наземная станция определяет оснащенность воздушного судна аппаратурой DABS (Discrete address beacon system). То воздушное судно, которое имеет ответчик дискретно-адресной системы, в режиме опроса сообщает свой адресный код. Последующий запрос будет направляться только по соответствующему адресу, поэтому ответчики, имеющие другие адреса, на него не отвечают. В наземной станции предполагается
использование моноимпульсного метода радиолокации, что позволит повысить точность определения азимута объекта. Все это обуславливает уменьшение помех в каналах запроса и ответа, а также возможность снижения
темпа запроса.
Формат сигналов запроса адресной системы ВРЛ выбран таким образом, чтобы она была полностью совместима с существующей системой.
Система имеет общий и адресный коды запроса. Структура сигнала
общего запроса изображена на рис.3.5. На общий запрос реагируют ответчики воздушных судов в любом режиме. Интервал В соответствует режиму
15
RBS, интервал С – режиму УВД. Импульс Р4 используется адресным запросчиком для запроса у ответчика индивидуального кода.
Адресный запрос (рис.3.6) начинается с преамбулы, состоящей из двух
импульсов, воспринимаемых обычными ответчиками как запрос, излучаемый
по боковым лепесткам ДНА. Поэтому обычные ответчики на адресный запрос не отвечают. За преамбулой (или ключевым кодом) следует информационный сигнал, который содержит 56 или 112 бит информации, передаваемой относительной фазовой модуляцией. Модуляция фазы высокочастотной
несущей обеспечивает скорость передачи данных 4 Мбит/с, что позволяет
передать 112- битовое сообщение за время, соответствующее блокировке
обычных ответчиков. При относительной фазовой модуляции первый поворот фазы является синхронизирующим. Каждый следующий поворот возможен с дискретом 0,25 мкс. Для защиты адресного ответчика от приема запросов по боковым лепесткам ДНА используется импульс подавления Р5, который передается с помощью антенны, центрируется относительно момента
опрокидывания синхрофазы. Появление импульса Р5 при достаточной амплитуде затеняет опрокидывание синхрофазы в адресном ответчике, в результате чего информация не кодируется.
19,75/33,75
2
2,75
1,5
1,25
0,5
0,5
0,25
Р6
а)
Р1
Р2
поворот синхроб)
0,8
информационные
разряды
Р5
t(мкс)
Рис.3.6. Сигнал адресного запроса: а) – сигнал запроса;
б – импульс подавления боковых лепестков
Информационная часть сигнала запроса, передаваемая импульсом Р6
содержит:
– две продолжительные посылки (1,25 и 0,5 мкс), предназначенные
для подстройки по фазе гетеродина бортового ответчика;
16
– 32 или 88 импульсов для передачи кода запроса;
– 24 импульса адреса запроса.
Код адреса имеет разряд, служащий для выявления ошибки в коде путем проверки его на четность. Код позволяет создавать 223 (примерно 16
млн.) индивидуальных запросов. Информационный сигнал передается с помощью фазоманипулированного сигнала. Символу «0» соответствует нулевая
фаза несущей частоты, символу «1» –  = 1800.
Адресный ответ (рис.3.7.) состоит из четырехимпульсной преамбулы,
сопровождаемой последовательностью импульсов, которые содержат 56
или112 битов информации. Двоичные данные передаются со скоростью 1
Мбит/с, причем интервал 1 мкс соответствует каждому биту.
преамбула
информационные разряды
56 или 112бит
1 бит 2 бит
б
1 0 1 0 1 0
0
1
3,5
4,5
8
n
1 0 1 0
t(мкс)
Рис.3.7. Сигнал адресного ответа
Такая скорость передачи данных по каналу «борт-земля» позволяет генерировать ответные импульсы в режимах УВД, RBS, S (адресный запрос)
одним передатчиком. Если значение бита равно единице, то импульс длительностью 0,5 мкс передается в первой половине интервала, если нулю – во
второй.
Четырехимпульсный ключ позволяет легко отличить адресный ответ от
ответа режимов УВД, RBS и разделить их при взаимном наложении. Выбор
кодоимпульсной модуляции для передачи данных по каналу ответа позволяет
обеспечить высокую помехоустойчивость к мешающим сигналам УВД, RBS,
а также способствует получению постоянного числа импульсов в каждом коде, гарантирующем достаточную энергию для точного моноимпульсного
приема.
К характеристикам систем вторичной радиолокации, работающим в
режиме S (дискретно-адресный режим), предъявляются более жесткие требования. Обязательным является использование моноимпульсной обработки
17
для измерения азимута воздушных судов. Допуск на нестабильность частоты
составляет 0,01 МГц. Дискретно-адресные системы позволяют эффективно
работать в зонах с интенсивным движением воздушных судов. Широкие перспективы таких систем обусловлены высокой надежностью, большой пропускной способностью цифровых линий передачи данных.
3.2. Принципы обработки ответных сигналов ВРЛ
3.2.1. Структура ответных сигналов режима УВД
Ответный сигнал самолетного ответчика режима УВД включает в себя: координатный, ключевой и информационный сигналы. Структура ответного сигнала изображена на рис. 3.8.
Координатный код состоит из двух импульсов, обозначенных PK1 и
PK3. Временной интервал к между ними зависит от кода запроса и определяется в соответствии с табл.3.2.
Совместно с импульсами PK1 и PK3 может передаваться сигнал «БЕДСТВИЕ» РК2, который должен отстоять от импульса PK1 на 6 мкс.
После координатного кода следует ключевой код, состоящий из трех
импульсов PKИ1…РКИ3. Интервал  к–кл между импульсом PK3 координатного хода и импульсом PKИ1 должен соответствовать следующим значениям: при передаче бортового номера – 8,5 мкс; высоты полета и запаса топлива – 14 мкс; вектора скорости – 10 мкс.
Рис.3.8. Структура ответного сигнала режима УВД
Ключевой код передается в двоичной системе счисления тремя разрядами методом активной паузы. В каждом разряде две позиции, временной
интервал между которыми 4 мкс.
Таблица 3.2.
18
Временной интервал
Ключевой
между РК1 и РК3
код
ЗК1 (БН)
14 мкс
110
ЗК2 (ТИ)
11 мкс
000
ЗК3 (ТрС)
18 мкс
101
ЗК4
22 мкс
нет
Для передачи информационного сигнала используется двоичная система счисления. Информация передается 40 разрядами методом активной паузы (80 позиций). Временной интервал между соседними позициями в разряде
– 4 мкс. Для повышения достоверности информации на земле, она передается
дважды: с 1-го по 20-й разряд и с 21-го по 40-й разряд. Временной интервал
между последней позицией ключевого кода и первой позицией информационных импульсов составляет 4 мкс.
На рис. 3.9. изображена полная структура ответного сигнала при
запросе бортового номера. Все разряды ответного кода разбиваются
Вид запроса
Рис.3.9. Структура ответного сигнала при запросе бортового номера
на декады (по четыре разряда в каждой), причем в первой декаде передаются единицы, во второй – десятки, в третьей – сотни, в четвертой – тысячи, в пятой – десятки тысяч. Такой код называется двоичнодесятичным четырехразрядным пятидекадным. Он позволяет передавать номера от 00000 до 99999.
Таблица 3.3
Номер
декады
Записываемое
десятичное число
1
5
2
4
3
3
Двоичное число
номера разрядов
0 1 0 1_
4р 3р 2р 1р
0 1 0 0_
8р 7р 6р 5р
0 0 1 1_
12р 11р 10р 9р
19
4
2
5
1
0 0 1 0_
16р 15р 14р 13р
0 0 0 1_
20р 19р 18р 17р
На рис.3.9. изображена структура ответного сигнала при передаче
бортового номера 12345. Формирование кода сигнала бортового номера
поясняется таблицей 3.3.
При запросе кодом ЗK2 ответчик передает информацию о высоте
полета и остатке топлива. Информация о высоте передается в 1…14 разрядах. В 15-м разряде указывается признак высоты: «1» – абсолютная;
«0» – относительная.
В 16-м разряде значение «1» соответствует сигналу «БЕДСТВИЕ»
(этот же сигнал указывается импульсом PK2 в координатном коде). Данные о запасе топлива в процентах от полной вместимости топливных баков передаются в 17…20 разрядах информационного кода. На рис. 3.10
изображена структура ответного сигнала при запросе текущей информации: абсолютная высота 1270 м и остаток топлива 35%. Формирование
ответного сигнала поясняется таблицами 3.4, 3.5.
Рис.3.10. Структура ответного сигнала при запросе текущей информации
В ответном сигнале можно передавать высоту полета до 30000м с градациями через 10м. Кроме того, возможна передача отрицательных значений
абсолютной барометрической высоты от 0 до 300м. При передаче отрицательных значений высоты разряды 8, 13, 14 должны иметь символ «0», а разряды 9, 10,
11, 12 – символ «1». Значение абсолютной высоты передается группой
разрядов 1…7.
Высота полета
Группа
разрядов
Записываемое
десятичное число
Таблица 3.4
Двоичное число
номера разрядов
20
Десятки метров
1, 2, 3, 4
7
0 1 1 1_
4р 3р 2р 1р
Сотни метров
5, 6, 7, 8
2
0 0 1 0_
8р 7р 6р 5р
Единицы
километров
9, 10, 11, 12
1
0 0 0 1_
12р 11р 10р 9р
Десятки
километров
13, 14
0
0 0_
14р 13р
Запас топлива,
%
20
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
60
70
80
90
100
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
Таблица 3.5
Значения разрядов
19
18
17
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
При запросе кодом ЗK3 ответчик формирует информационное слово,
обеспечивающее передачу аргумента вектора скорости в пределах от 0 до
3600 с градацией 10 и значения модуля вектора скорости в интервале от 0 до
3500 км/ч с градацией 10 км/ч. Данные об аргументе и модуле вектора скорости передаются с использованием трех десятичных цифр в соответствии с
таблицами 3.6, 3.7.
Таблица 3.6
Угол, град
Единицы
Десятки
Сотни
Группа разрядов
1, 2, 3, 4
5, 6, 7, 8
9, 10
21
Таблица 3.7
Скорость, км/ч
Десятки
Сотни
Тысячи
Группа разрядов
11, 12, 13, 14
15, 16, 17, 18
19, 20
3.2.2. Структура ответных сигналов режима RBS
Ответный сигнал режима RBS состоит из двух опорных импульсов F1 и
F2, которые являются координатными. Между этими импульсами расположены 13 позиций информационного кода. Информационный код включает в себя четыре трехразрядных декады A, B, C, D информационных импульсов. По
требованию диспетчера с земли после импульса F2 может передаваться импульс опознавания (SPI), предназначенный для опознавания одного из двух
воздушных судов с одинаковым кодом опознавания. Несущая частота сигнала ответа 1090 МГц, поляризация вертикальная.
Структура ответного сигнала в режиме RBS изображена на рис. 3.11.
Рис. 3.11. Структура ответного кода в режиме RBS
Временной интервал между опорными импульсами 20,3 мкс. Импульс
SPI следует за импульсом F2 через 4,35 мкс. Все импульсы имеют длительность 0,45 мкс. Временные позиции соседних разрядов информационных импульсов следуют через 1,45 мкс.
При запросе кодом А самолетный ответчик передает условный номер
натуральным двоично-восьмеричным четырехразрядным кодом. Декадой А
передаются тысячи, В – сотни, С – десятки, D – единицы. Каждая декада
имеет три разряда, поэтому передача чисел 8 и 9 невозможна. Наибольшее
число, которое может быть передано – 7777, а общее количество чисел –
4096.
22
P
C1 A1 C2 A2 C3 A3 C4
B1 D1
B2 D2 B4 D4 F2
t
Рис.3.12. Структура ответного сигнала при передаче условного номера 7600
На рис. 3.12 изображено расположение информационных импульсов
при передаче условного номера 7600, что соответствует сообщению об отсутствии радиосвязи. Позиция обозначенная Р – резервная.
Формирование кода условного номера можно пояснить таблицей 3.8.
Таблица 3.8
Записываемое десятичное
Двоичное число
разряды
число
0
00
600
7000
0
D4
0
C4
1
B4
1
A4
0
D2
0
C2
1
B2
1
A2
0_
D1
0_
C1
0_
B1
1_
A1
При запросе ответчика кодом С с борта воздушного судна передается
информация о барометрической высоте в футах с градацией через 100 футов
(30,48 м). Передача данных о высоте ведется четырьмя декадами со следующими градациями в декадах:
D – 32000 футов,
А – 4000 футов,
В – 500 футов,
С – 100 футов.
Отсчет высоты ведется от остаточной – 1200 футов.
При передаче информации о высоте международными нормами утвержден циклический код Гиллхэма, представляющий собой совокупность трехдекадного кода Грея и специального трехразрядного кода Гиллхэма. Особенностью такого кода является то, что для соседних градаций высоты коды различаются в одном разряде, что уменьшает вероятность ошибок при наложении цифровых значений высоты.
Для передачи рефлексного кода Грея используются декады D, A, B ответного сигнала, для передачи специального трехразрядного кода – декада С.
Для того, чтобы десятичное число записать в виде натурального кода
Грея, необходимо вначале его представить натуральным двоичным кодом, а
23
затем сдвинуть разряды двоичного числа на один разряд вправо (младший
разряд теряется), а потом произвести поразрядное сложение сдвинутого и не
сдвинутого числа без переноса из разряда в разряд. При этом считается, что
1+1=0. Зеркальный код Грея создается зеркальным отображением двух
младших разрядов натурального кода Грея и заменой нулевого старшего
разряда на единицу (у чисел 0, 1, 2, 3), а единичного – на нуль (у чисел 4, 5, 6,
7). В таблице 3.9 приведены названные коды.
Таблица 3.9
Десятичное число
Натур. двоичный код
Натуральный код Грея
Зеркальный код Грея
0
000
000
100
1
001
001
101
2
010
011
111
3
011
010
110
4
100
110
010
5
101
111
011
6
110
101
001
7
111
100
000
Рефлексный код Грея строится следующим образом. Если на предыдущих соседних трех позициях высшего разряда передаваемого десятичного
числа записано четное число, то на следующих позициях низшего разряда
десятичное число запишется натуральным кодом Грея. Если записано нечетное число, то используется зеркальный код Грея. Специальный рефлексный
код, используемый для передачи младших разрядов высоты, приведен в таблице 3.10.
Таблица 3.10
0 – 100
100 – 200
200 – 300
300 – 400
400 – 500
Высота, футы
001
011
010
110
100
Натуральный код
100
110
010
011
001
Рефлексный код
Для примера, рассмотрим структуру ответного сигнала при кодировании высоты 134480 футов (4412м). С учетом остаточной высоты 1200 футов,
на землю необходимо передать значение высоты равное 135680.
Число градаций старшей декады D определится следующим образом:
135680ф : 32000ф = 4 (остаток 7680ф ).
Число «4» записываем в натуральном коде Грея (более старшей декады
нет, что соответствует нулю в предыдущих разрядах): 110, причем D1=1;
D2=1; D4=0.
Число градаций, которое необходимо записать в декаде А:
7680ф : 4000ф = 1 (остаток 3680ф ).
Число «1» записываем в том же натуральном коде Грея, поскольку в
предыдущем разряде записано четное число. Код будет равен 001: А1=0;
А2=0; А4=1.
Число градаций в декаде В:
3680ф : 500ф = 7 (остаток 180ф ).
В соседней декаде записано нечетное число, поэтому в декаде В число
«7» записывается зеркальным кодом Грея, а именно, 000: В1=0; В2=0; В4=0.
P
F1
C1 A1 C2 A2 C4 A4
B1 D1 B2 D2 B4 D4 F2
t
24
Рис.3.13. Структура информационного сигнала при передаче абсолютной высоты 134480 футов
В соответствии с таблицей 3.10 180 футам соответствует десятичное
число «2», учитывая, что в соседней декаде В записано нечетное число, декаду С следует кодировать зеркальным специальным рефлексным кодом: 110.
При этом С1=1; С2=1; С4=0. Структура информационного сигнала, в котором закодирована высота 134480 футов, изображена на рис. 3.13.
Для получения числа, обозначающего высоту, необходимо пользоваться специальными таблицами.
3.2.3. Первичная обработка ответных сигналов ВРЛ
3.2.3.1. Дешифрация сигналов в режиме УВД
Входная информация, включающая в себя запросные коды и ответные
видеосигналы режимов УВД и RBS, поступает на входы дешифратора режимов и дешифратора УВД (рис. 3.14).
Состав обрабатываемой информации определяется структурой запросных кодов. Импульсы запросных кодов Р1 и Р3 поступают на дешифратор
режимов, где происходит их декодирование и формирование соответствующих стробов режимов А, B, C, D. Эти стробы являются служебными для селектирования определенной ответной информации. Они поступают через
плату сопряжения на выходные устройства. В плате сопряжения осуществляется нормирование служебных сигналов ВРЛ и распределение их на устройства аппаратуры.
Дешифраторы УВД и RBS включают в себя дешифраторы координатных, ключевых кодов, кодов «БЕДСТВИЕ», «ЗНАК» и дешифраторы информации.
Для обработки информации от воздушных судов, находящихся на незначительном удалении друг от друга, дешифраторы выполнены по двухканальной схеме, что позволяет производить декодирование сигналов при наложении ответных кодов.
25
ИКД
«Север»
СТРОБ-ИМПУЛЬСЫ
А B C D
Имп. зап.
с ВРЛ
ЗАПРОСНЫЕ КОДЫ
ВИДЕОСИГНАЛЫ RBS
ДЕШИФРАТОР
РЕЖИМОВ
ПЛАТА
СОПРЯЖЕНИЯ
ДЕШИФРАТОР RBS
ДЕШИФРАТОР
КООРДИНАТН.
КОДОВ
ДЕШИФРАТОР
ИНФОРМАЦИИ
ПРЕОБРАЗОВАТ.
ФУТЫ- МЕТРЫ
ВЫХОДНОЕ
УСТРОЙСТВО
ДЕШИФРАТОР УВД
ВИДЕОСИГНАЛЫ УВД
ДЕШИФРАТОР
КООРДИНАТНЫХ
КОДОВ
ДЕШИФРАТОР
ИНФОРМАЦИИ
на АПОИ
ФИЛЬТР НЕСИНХРОННЫХ ПОМЕХ
Рис.3.14. Структурная схема дешифратора ответной информации
Декодированная координатная информация очищается в фильтре от
несинхронных помех. Декодированная информационная посылка ИКАО о
высоте полета, передаваемая в футах, преобразуется в метры и поступает так
же, как и информационная посылка УВД, на выходное устройство.
В режиме А информационная посылка проходит на выходные устройства через преобразователь «ФУТЫ-МЕТРЫ» без изменения.
3.2.3.2. Принцип действия дешифратора УВД
Дешифратор УВД (рис. 3.15) осуществляет декодирование координатного кода, кода «БЕДСТВИЯ», ключевого кода и информационного слова,
выдаваемых ответчиком при запросе кодами ЗК1 и ЗК2.
26
Дешифратор декодирует одиночные и переплетенные ответные коды,
образованные в результате наложения двух ответов для близко летящих ВС,
исправляет в ответной посылке одиночные и обнаруживает двойные ошибки.
Одиночной ошибкой считается стирание или возникновение одного из символов в разряде информационного слова. Двойной ошибкой считаются следующие искажения: стирание одного и возникновение другого символа в
разряде, образование двух ошибочных символов, стирание двух символов.
Так как ответчик при работе кодами УВД на каждый запрос дважды выдает
информационное слово, то для обнаружения и исправления ошибок в дешифраторе УВД осуществляется запоминание первого 20-разрядного слова и
его поразрядное сравнение с одноименными позициями второго слова.
СТРОБ – ИМПУЛЬСЫ РЕЖИМОВ
БН
ТИ
ДЕКОДИР. ИМПУЛЬС «БЕДСТВИЕ»
ДЕКОДИР. КООРДИНАТ. МЕТКА
ВХОДНАЯ
ИНФОРМАЦИЯ
ДК 1
ДК 2
ДК3
ДЕКОДИРОВАННЫЙ КЛЮЧ
ИМПУЛЬС
ТЕСТ
СТИРАНИЯ
СИГНАЛ АВАРИИ
УСТРОЙСТВО
КОНТРОЛЯ
ЗАПУСКАЮЩИЕ ИМПУЛЬСЫ
ИНФОРМАЦИЯ
ИМПУЛЬС
СДВИГА
КК
БН
ТИ
СТРОБ – ИМПУЛЬСЫ
РЕЖИМОВ
ДИ
1р
20р
РАЗРЯДЫ ВЫХОДНОЙ
ИНФОРМАЦИИ
Рис.3.15. Структурная схема дешифратора УВД
Дешифратор УВД осуществляет декодирование ключевого кода при
одиночных ответах по логике «2 из 3», а при переплетенных ответных кодах
– по логике «3 из 3», т.е. совпадением любых двух из трех или трех из трех
импульсов ключевого кода.
Входной ответный сигнал поступает на дешифратор кодов ДК1, в котором осуществляются его нормализация по амплитуде и селекция по дли-
27
тельности. Информационное слово без задержки поступает в дешифратор
информации. Импульсы стирания запрещают прохождение информационных
импульсов на выход платы ДК1. После задержки на 6 мкс в ДК1 все импульсы, предшествующие информационному слову, поступают на дешифратор
кодов ДК2, где происходит их дополнительная задержка на 22 мкс, которая
позволяет осуществлять декодирование координатного кода, кода «БЕДСТВИЕ» и ключевого кода по логике «3 из 3». В дешифраторе кодов ДКЗ декодированная координатная отметка задерживается еще на 16 мкс для совмещения с последним импульсом ключевого кода. В случае одиночных ответов
в плате ДКЗ осуществляется также декодирование ключевого кода по логике
«2 из 3», что позволяет увеличить вероятность декодирования ключевого кода при подавлении одного из трех импульсов ключевого кода.
Для декодирования информационного слова служат кварцевый калибратор КК и дешифратор информации ДИ. Декодированный импульс ключевого кода с выхода дешифратора ДКЗ запускает кварцевый калибратор, вырабатывающий опорные импульсы частотой 4 МГц. Из импульсов кварцевого калибратора формируются импульсы сдвига, позволяющие выделить и записать в дешифраторе информации только информационное слово длительностью 160 мкс. В устройстве контроля один раз в 10 с формируется контрольный текст, который обрабатывается дешифратором. После анализа выносится решение о состоянии дешифратора.
3.2.3.3. Дешифрация ответных сигналов международного диапазона
В состав дешифратора канала МД входят дешифратор режимов, в котором путем декодирования запросных кодов формируются служебные стробы режимов, дешифратор информации, включающий дешифратор аварийных
кодов и импульсов опознавания и дешифратор координатной отметки.
Функциональная схема дешифратора канала МД представлена на
рис. 3.16. В плате дешифратора режимов, кроме формирования стробов режимов, производится декодирование координатного кода путем задержки ответного сигнала и совмещения опорных импульсов F1 и F2. Совпадение импульсов F1 и F2 фиксируется на схеме И1, где и происходит образование импульса декодированной координатной отметки (ДКО). Перед подачей на
схему задержки импульсы входной информации селектируются по длительности в пороговом устройстве ПУ и на счетных триггерах распределителя Р
преобразуются в перепады напряжений. Данное преобразование улучшает
условие прохождения сигнала через узкополосную линию задержки ЛЗ на
28
20,3 мкс. На выходе ЛЗ импульсы восстанавливаются по длительности и поступают на схему И1 и на сдвигающие регистры дешифратора информации.
Декодирование запросных кодов осуществляется по принципу совпадения импульсов Р1 и Р3 запросных кодов соответствующих режимов.
Стробы режимов формируются на триггерах Тг1…Тг4, которые запускаются
импульсами декодированных запросных кодов, а в нулевое состояние возвращаются импульсом «Конец дистанции» (ИКД).
ДЕШИФРАТОР РЕЖИМОВ
ПУ
ЛЗ
20,3 мкс
Р
МД
И
И
21
И
И
17
14
И
9,5
И
8
Д
РП
РП
РЕЖИМ А+В
СЧИТЫВ. АВАРИИ
Тг 4
5
5
С
В
СТРОБЫ
РЕЖИМОВ
А
ИНФОРМАЦИЯ
7500
Д
ДАК
7700
Тг 3
7600
Тг 2
ВКО
И
ИКД
Тг 1
СИГНАЛ
ИСКАЖЕНИЯ
ИНФОРМАЦИИ
РС
РС
9
И
Сч. 2
СДВИГ
СТРОБЫ
ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ
23
И
СХЕМА
АНАЛИЗА
ПЕРЕПИСЬ
СЧИТЫВ.
СДВИГ
ЗАПРОСНЫЙ КОД
19
КГ
Сч. 1
И1
25
И
ДКО
СТРОБЫ
Ответ
СУВ
ИНФОРМАЦИЯ
Рис.3.16. Функциональная схема дешифратора МД
В плате дешифратора координатных отметок ДКО производится логическая обработка координатной отметки. Двухканальная схема построения
ДКО и ДИ канала МД позволяет декодировать ответы от двух самолетных
ответчиков, информационные посылки от которых взаимно наложились друг
на друга. Исключение представляет случай, когда интервал между кодовыми
импульсами первой и второй посылками равен точно 1,45 мкс. В этом случае
ДКО выдает только координатные отметки, а ответная информация не обрабатывается. Схема анализа в этом случае выдает сигнал «Искажение информации» и блокирует выдачу сигналов «Считывание» и «Признак». Декодированные координатные отметки запускают девятиразрядные счетчики Сч,
29
причем схема управления включения СУВ счетчиков обеспечивает запуск
Сч1 первой КО, а Сч2 – последней КО в их возможной серии на интервале
24,65 мкс. Счетчики с помощью импульсов кварцевого генератора КГ, период следования которых пропорционален 1,45 мкс, формируют выходную координатную отметку, а также последовательность стробирующих, сдвигающих и других вспомогательных импульсов, которые управляют работой дешифратора информации. Выходная координатная отметка (ВКО) канала МД
формируется через 24,65 мкс (20,3 + 4,35 мкс) после запуска счетчика.
При работе с совмещенными кодами ВКО снимается с последнего
триггера счетчика через 37,7 мкс после его запуска, т.е. дополнительно задерживается на 13 мкс и используется в плате формирователя канала ОД для
выработки сигналов управления дешифратором отечественного канала. Одновременно с ВКО формируются сигналы считывания (переписи) и признака
канала. Импульс считывания аварии совпадает по времени с ВКО 24,65 мкс.
Импульс считывания SPI представляет собой ВКО 37,7 мкс, задержанную
дополнительно на 4,35 мкс. Сигнал «Перепись» позволяет пересылать информацию из сдвигающегося регистра PC в регистр памяти РП ДИ. По существу ДИ представляет собой преобразователь последовательного кода в параллельный. С выходов регистров памяти информация поканально в параллельном коде поступает на дешифратор аварийных кодов ДАК, а также на
преобразователь информации «ФУТЫ-МЕТРЫ».
Декодирование аварийных кодов осуществляется на схемах совпадения
при наличии строба «Режим А + В» и импульса считывания аварии. В блоке
ДИ канала МД предусмотрено накопление декодированных импульсов аварии в течение нескольких зондирований, для уменьшения вероятности ложной тревоги, и последующей выдачи на выходное устройство сигналов аварии: 7700, 7600 и 7500.
Информация о высоте в футах, передаваемая согласно нормам ИКАО, в
режиме С кодом Гиллхэма преобразуется в преобразователе «ФУТЫМЕТРЫ» в метрическую систему счисления и представляется в виде двоично-десятичного кода. Четыре канала преобразователя осуществляют координатный анализ и обработку поступающей информации. В режимах А и В информационная посылка не подвергается преобразованию.
Выходная декодированная координата дополнительно очищается от
несинхронных помех в устройстве защиты, представляющем собой гребенчатый фильтр, настроенный на частоты, кратные частоте повторения импульсов запуска ВРЛ (рис. 3.17).
Основу фильтра составляют два регистра сдвига Рг на 35 разрядов каждый и схемы совпадения. Каждый разряд состоит из двух ячеек триггерной
памяти: основной и промежуточной. С помощью тактовых импульсов входной сигнал продвигается по регистрам сдвига, причем время задержки в каждом регистре определяется генератором тактовых импульсов ГТИ, который
30
Координатная
информация
запускается импульсом генератора запуска ГЗ, совпадающим с началом отсчета дальности, а останавливается импульсом счетчика Сч, соответствующим концу периода следования запросных импульсов ВРЛ. При логике обработки «2 из 2» задержанный сигнал подается на схему совпадения И с Рг1.
При логике обработки «2 из 3» задержанный на два периода повторения сигнал снимается с выхода регистра Рг2. Сигнал «УПРАВЛЕНИЕ ОЧИСТКОЙ»
Импульс
запуска
ИЛИ 1
ГЗ
Рг1
Схема
запрета
И
Рг2
ГТИ
ИЛИ
Сч
Сигнал управления 2/2, 2/3
ИЛИ 2
Управление
«очисткой»
ВКО
Рис. 3.17. Фильтр несинхронных помех
позволяет блокировать фильтр.
3.3. Защита системы ВРЛ от ложных запросов и ложных ответов
3.3.1. Принципы защиты системы ВРЛ от ложных запросов по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны
Мощность излучения по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА) запросчика негативно влияет на функционирование системы вторичной радиолокации. Ответчик на небольших расстояниях может
принимать запросы, излучаемые боковыми лепестками ДНА. При большом
числе ВС возможен прием «чужих» ответов по боковым лепесткам. Это все
приводит к появлению дополнительных ложных отметок на индикаторах, неоднозначному определению азимута ВС и излишней загрузке ответчиков.
Возможны два варианта исключения влияния боковых лепестков ДНА запросчика:
1. Излучение таких запросных сигналов, при которых ответный
сигнал не излучается, если запрос послан по боковым лепесткам.
2. Подавление сигналов по боковым лепесткам ДНА при приеме.
31
Первый способ (SLS - Side Lobe Suppression) исключения влияния боковых лепестков реализуется на основе сравнения амплитуд запросных сигналов в ответчике, переданных запросчиком через основную антенну и специальную передающую антенну подавления.
Принцип его работы заключается в следующем. Через основную остронаправленную в горизонтальной плоскости антенну запросчиком излучаются импульсы Р1 и Р3 (рис.3.18). Временной интервал запросных кодов между фронтами импульсов Р1 и Р3 (отношение мощностей этих импульсов не
более 1,26, а напряжений 1,12) определяет вид запрашиваемой информации.
Амплитуда импульса Р3 должна быть не более чем на 1 дБ меньше амплитуды импульса Р1. Для исключения запросов по боковым лепесткам через антенну подавления с круговой или слабонаправленной ДН на той же частоте
запроса излучается импульс подавления Р2. Этот импульс следует после импульса Р1 через 2  0,15 мкс. Амплитуда импульса Р2 в пределах желаемого
сектора ответа (в направлении основного лепестка ДНА запросчика) должна
быть на 9 дБ меньше Р1. Во всех других направлениях (включая направления
боковых лепестков) амплитуда Р2 должна быть больше либо равна амплитуде Р1. На рис.3.18а изображены области изменения амплитуды импульсов
Р3  Р1 относительно Р2, в которых ответчик отвечает или не отвечает. При
Р1 ≥ Р2 + 9 дБ (направление основного лепестка) ответчик должен отвечать.
При Р1  Р2 (другие направления) ответчик должен не отвечать. В пределах
области, где Р2  Р1  Р2 + 9 дБ, ответчик может отвечать или не отвечать.
Р3 при Р1>Р2+9дБ
а
ОТВЕЧАЕТ
Р1
Р2
МОЖЕТ ОТВЕЧАТЬ
ИЛИ НЕ ОТВЕЧАТЬ
Р2
Р1, Р3
Р1 Р2
при
<
НЕ ОТВЕЧАЕТ
а
б
б
t
Р2
Р
Р
при
Р1<Р2
НЕ ОТВЕЧАЕТ
t
Рис. 3.18а. Трехимпульсная система подавления (SLS)
Сравнение амплитуд импульсов Р1 и Р2 производится в устройстве
подавления боковых лепестков (ПБЛ) ответчика, которое преобразует ампли-
32
тудный признак сигнала правильного запроса в признак количественный (количество импульсов с выхода приемника поступающих на вход дешифратора).
При правильном запросе (Р1  Р2) импульс Р2 в схеме сравнения подавляется
и на вход дешифратора поступают два импульса Р1 и Р3 с кодовым интервалом, соответствующим запросному коду. Дешифратор распознает этот код и
выдает команду в шифратор на формирование ответных сигналов. При неправильном запросе (Р1  Р2) через схему сравнения амплитуд проходят все
три импульса (Р1, Р2, Р3). Дешифратор декодирует временной интервал между импульсами Р1 и Р2, равный 2 мкс, и формирует импульс БЛАНК ПБЛ
длительностью 35  10 мкс. Этот импульс отключает выход устройства ПБЛ
от входа дешифратора. Таким образом, второй импульс запросного кода (Р3)
на вход дешифратора не поступает и ответчик запирается.
Режим улучшенного подавления (IISLS)
Серьезные проблемы в ВРЛ создают переотраженные (многолучевые)
сигналы. В районе размещения ВРЛ имеется много металлических переотражателей, железобетонных конструкций, мачт линий электропередач, металлических крыш зданий.
Переотраженные сигналы могут поступать в ответчик наряду с прямыми сигналами. Возможны случаи, когда прямой луч поступает от главного
лепестка и, когда прямой луч поступает от бокового лепестка ДН.
В первом случае отраженный сигнал задержан и ослаблен. Ответчик на
него не отвечает, т.к. занят ответом на прямой сигнал. Эффект подавления не
возникает, т.к. задержанный сигнал запроса слабее прямого.
В тех случаях, когда прямой луч поступает от бокового лепестка, а отраженный от главного, возможны ситуации, когда задержка отраженного
сигнала меньше времени блокирования ответа из-за подавления по запросу и
когда задержка больше.
В первом же случае ответ предотвращается, если уровень сигнала от
бокового лепестка был достаточным для срабатывания системы SLS ответчика.
Если уровень сигнала от бокового лепестка был недостаточен для фиксации прихода первого импульса (Р1), то приход импульса Р2 через диаграмму подавления блокирования ответчика не вызывает, и он ответит на отраженный запрос.
В последнем случае система подавления по запросу не может предотвратить ответ. Для улучшения эффекта блокирования по боковому лепестку
33
и улучшения подавления отражений от главного лепестка применяется режим улучшенного подавления (IISLS).
Рис. 3.18б. Трехимпульсная улучшенная система подавления (IISLS)
В этом режиме импульс Р1 излучается не только через основную диаграмму, но и с ослаблением на 6 дБ через диаграмму подавления Ω. Уровень
импульса Р1 от диаграммы подавления на 6 дБ ниже уровня импульса Р2, но
выше максимумов боковых лепестков основной диаграммы , что обеспечивает большую зону его приема независимо от уровня боковых лепестков диаграммы Σ. Это создает условия блокирования ответа в зоне приема импульса
Р1, излученного через диаграмму подавления Ω.
Режим улучшенного подавления эффективен в борьбе с переотражениями, когда переотраженный сигнал задержан относительно прямого на
время не более времени блокирования ответчика подавлением по запросу (35
 10) мкс. В связи с тем, что режим улучшенного подавления блокирует все
ответчики в зоне приема Р1 от диаграммы подавления на (35  10) мкс, несколько снижается вероятность ответа запросчикам (от 1 до 2 %). Поэтому
режим улучшенного подавления включают только в секторах отражений соответствующего типа, т.е. IISLS включают только в направлениях, где есть
34
мощные переотражатели и задержка отраженного сигнала запроса относительно прямого не более 45 мкс.
3.3.2. Амплитудный метод защиты ВРЛ от ложных ответов
Второй способ защиты реализуется при приёме ответных сигналов с
использованием амплитудного и амплитудно-фазового методов.
Вторичный радиолокатор (запросчик) кроме основной антенны имеет
приемную антенну подавления и приемник подавления. Диаграмма направленности основной антенны в горизонтальной плоскости имеет узкие лепестки (рис.3.19,а), а ДНА подавления либо круговая, либо слабонаправленная,
но перекрывает боковые лепестки основной антенны. Прием ответных сигналов осуществляется одновременно как по основному приемному каналу, так
и по каналу подавления. Принятые сигналы (видеоимпульсы) U1 и U2 вычитаются, а их разность U3 = U1 – U2 через диод поступает в устройство обработки или в простейшем случае – на индикатор.
Если прием сигналов производится с направления основного лепестка
а, то U1  U2, U3 = U1 – U2  0 и разностный сигнал через диод проходит на дешифратор (индикатор).
Если прием ответного сигнала производится с направления б бокового
лепестка, то U1  U2, U3 = U1 – U2  0 и разностный сигнал отрицательной полярности через диод не проходит. Информация с направления боковых лепестков подавляется.
Эта система отличается простотой реализации, но ее применение сопровождается уменьшением дальности действия радиолокатора из-за ухудшения отношения сигнал/шум при вычитании сигналов.
Кроме того, в системе требуется линейность и идентичность амплитудных характеристик обоих каналов в динамическом диапазоне не менее 45 дБ.
Для улучшения отношения сигнал/шум и повышения эффективности
подавления сигналов боковых лепестков по всем направлениям, необходимо
оптимизировать форму ДНА подавления. Для этого ДНА канала подавления
должна иметь вид, изображенный на рис.3.20.
Устранение приема ложных ответов может достигаться и за счет применения временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ). Усиление приемника нарастает с увеличением дальности так, чтобы обеспечить
прием сигналов только по главному лепестку диаграммы направленности антенны.
35
ПРД
а
АП
ПРМ
ОСН.
U1
б
ПРМ
ПОДАВ.
а)
U1
U1
U2
СХЕМА
СРАВН.
U3
б)
t
t
U2
U2
t
U3
t
t
в)
t
U3
г)
Рис.3.19. Подавление по каналу ответа:
а) диаграммы направленности антенн; б) структурная схема;
в) прием с направления а; г) прием с направления б
Недостаток, связанный с жесткими требованиями к амплитудным характеристикам приемников, может быть устранен преобразованием ампли-
тудных различий сигналов в фазовые, которые в меньшей степени зависят от
изменения коэффициентов передачи приемных трактов.
Рис.3.20. Диаграммы направленности, удовлетворяющие условию оптимального
подавления сигналов боковых лепестков
36
3.3.3. Амплитудно-фазовый метод защиты ВРЛ от ложных ответов
Амплитудно-фазовая система подавления сигналов боковых лепестков основана на создании фазовых различий сигналов, принимаемых основным и дополнительным каналами. В такой системе в качестве критерия принадлежности сигнала, принятого основным или боковыми лепестками ДНА,
используется соотношение амплитуд этих сигналов. Однако, для исключения
влияния различий коэффициентов передачи приемных трактов (основного и
подавления) это соотношение амплитуд преобразуется в фазовые соотношения.
Принцип работы заключается в следующем. Сигналы, принятые основной антенной и антенной подавления, одновременно складываются и вычитаются. Образующиеся суммарный и разностный сигналы получают относительно друг друга определенные фазовые различия, которые в зависимости
от направления приема будут иметь одно из двух возможных значений:
– при приеме с направления главного лепестка основной антенны угол
между
векторами суммарного и разностного сигналов будет острым (<90о);
– при приеме сигналов с направления боковых лепестков угол между
векторами суммарного и разностного сигналов будет тупым ( 90О).
Up
U0
U
г
а)
–U n
U0
Up
б)
+U n
U
 бл.
–U n
+U n
Рис.3.21. Векторные диаграммы при приеме в направлении главного (а) и бокового (б) лепестков
Вышерассмотренные ситуации показаны на рис.3.21. При приеме с направления главного лепестка сигнал, поступающий от основной антенны,
превышает сигнал от антенны подавления. Сдвиг фаз г между векторами
U
суммарного U  и разностного p сигналов будет 0    90О (рис.3.21.а).
г
При приеме с направления боковых лепестков сигнал, поступающий от основной антенны, будет всегда меньше сигналов, поступающих от антенны
37
подавления. В этом случае (рис.3.21.б) угол между векторами суммарного
U  и разностного U p сигналов будет тупым: 90О    1800.
бл
Суммарные и разностные сигналы, получившие фазовые различия в зависимости от направления приема, усиливаются в отдельных каналах промежуточной частоты, после чего фазовые соотношения вновь преобразуются
в амплитудные. Суммарные и разностные сигналы сравниваются по фазе с
помощью фазового детектора. При этом суммарные сигналы промежуточной
частоты используются в качестве опорных и подаются на оба плеча детектора в фазе.
Разностные сигналы промежуточной частоты поступают на плечи фазового детектора в противофазе. При приеме сигналов с направления главного
лепестка продетектированное напряжение во втором плече нагрузки фазового детектора будет всегда больше продетектированного напряжения первого
плеча нагрузки. При приеме сигналов с направления боковых лепестков ситуация становится обратной.
Uо
УВЧ
СУММАТОР
СМЕСИТЕЛЬ
УПЧ
U∑
U1
ФАЗОВЫЙ
ДЕТЕК-
ГЕТЕРОДИН
U2
СХЕМА
АМПЛИТУДНОГО
СРАВНЕНИЯ
Uр
АНТЕННА
ПОДАВЛЕНИЯ
УВЧ
СМЕСИТЕЛЬ
ВЫЧИТАЮЩЕЕ
УСТРОЙСТВО
НА ДЕШИФРАТОР
ОСНОВНАЯ
АНТЕННА
УПЧ
Uп
Рис.3.22. Схема подавления ложных ответов способом фазовых различий сигналов
Если теперь после фазового детектора включить схему амплитудного
сравнения сигналов первого и второго плеч нагрузки, то на выходе ее останутся сигналы только от тех объектов, которые находятся в зоне действия
главного лепестка ДНА основного канала.
Структурная схема приемника, осуществляющего подавление сигналов
боковых лепестков, изображена на рис.3.22.
Недостатком схемы является неэффективность подавления сигналов с
направления задних лепестков ДН основной антенны. Это объясняется тем,
что по энергетическим соображениям создавать с помощью одной антенны
38
подавления единую диаграмму направленности, перекрывающую все без исключения боковые лепестки, нецелесообразно.
4. Устройство и принцип работы ВРЛ «Крона»
4.1. Общие сведения о ВРЛ «Крона»
4.1.1. Назначение и тактико-технические характеристики ВРЛ
Вторичный радиолокатор (ВРЛ) обеспечивает:
- запрос воздушных судов, оборудованных ответчиками RBS и
УВД;
- моноимпульсный прием и обработку сигналов ответа от воздушных судов (ВС);
- выдачу радиолокационной информации (РЛИ) в цифровом виде.
При наличии в своем составе аппаратуры сопряжения систем
(АСС) дополнительно обеспечивает:
- сопряжение с первичным радиолокатором (ПРЛ) типа 1РЛ 139,
1Л118 (Лира) и другими;
- выдачу РЛИ ВРЛ по каналам RS-232 в цифровые автоматизированные системы управления воздушным движением (АС УВД);
- круговое подавление сигналов от боковых лепестков ДН антенны по запросу и ответу (за счет амплитудного сравнения сигналов суммарного канала и канала подавления) во всей зоне действия;
- подавление переотражений, перекрывающихся ответов (вне зоны разрешения), ответов на втором, третьем ходе развертки, несинхронных импульсных помех (НИП);
- посекторное (64 сектора по азимуту) уменьшение мощности передатчика (ПРД) на 3, 6, 12 дБ;
- включение режима улучшенного подавления по запросу II SLS;
- включение различных законов регулирования усилением приемников (ВАРУ - одного из 8 возможных в режиме УВД);
- изменение периода повторения запросных сигналов с изменением закона вобуляции (линейный или по случайному закону);
- изменение характера чередования режимов запроса (однократного, двукратного, трехкратного);
- существует возможность встраивания режима S (ДАС ВРЛ)
39
Аппаратура автоматического управления и контроля (АСКУ) ВРЛ позволяет:
- дистанционно включать и отключать ВРЛ и заградогни;
- контролировать техническое состояние локатора;
- выявлять ухудшение параметров;
- выявлять отказы и автоматически переключать на резервную
аппаратуру;
- выводить на индикацию ухудшение параметров и неисправности устройств
(до ячейки).
В состав ВРЛ «КРОНА» (рис.4.1) входят:
1. Антенный модуль, включающий:
- опору 25 м (может быть 5, 10, 15, 37,5 м);
- антенну;
- колонну привода, состоящую из: 2 редукторов, токосъемника, 2
датчиков
угла положения антенны, вращающегося перехода;
- 2 датчика анемометра АС-1 (измеритель скорости ветра).
2. Аппаратная ВРЛ в контейнере, включающая:
- модуль РЛС, состоящий из:
а) 2 шкафов запросчика Ш31, Ш32;
б) блока управления БУ;
в) трактов ВЧ ОД и МД;
г) переключателя комплектов;
- терминал местный МТ;
- щит распределительный РЩ;
- модемы – 6 шт.;
- источник бесперебойного питания (ИБП) фирмы Victron;
- 2 кондиционера фирмы White Westinghouse;
- 2 пульта анемометра.
40
Рис.4.1.Состав ВРЛ «КРОНА»
3. Выносная аппаратура:
- контрольный ответчик (КО) с антенной;
- терминал выносной ВТ;
- терминал дистанционный ДТ;
- аппаратура сопряжения систем АСС.
ВТ, ДТ и АСС поставляется по дополнительному заказу.
В составе МВРЛ КРОНА имеется интерфейс для подключения приемника GPS (приемник глобальной спутниковой системы местоопределения). С
приемника берутся сигналы единого времени (СЕВ) и привязываются к РЛИ
МВРЛ. Приемник GPS поставляется по отдельному заказу.
Технические характеристики ВРЛ «КРОНА»:
1. ВРЛ формирует запросные сигналы в режимах RBS и УВД, в соответствии с требованиями ИКАО и ГОСТ 21800-89.
2. ВРЛ обрабатывает ответные сигналы в режимах RBS и УВД.
3. Зона действия:
41
- минимальный угол места
не более 0,50;
- максимальный угол места
не менее 450;
- минимальная дальность
не более 1 км;
- максимальная дальность
не менее 400 км.
Указанная зона обеспечивается при нулевых углах закрытия и
уровне ложных тревог Рл. т.=10-6.
4. Рабочие частоты:
- по каналу запроса
1030  0,1 МГц (в УВД и RBS);
- по каналу ответа RBS
1090  3 МГц;
- по каналу ответа УВД
740  1,8 МГц.
Поляризация на частотах 1030 и 1090 МГц – вертикальная, на частоте
740
МГц – горизонтальная.
5. Вероятность получения дополнительной информации при нахождении ВС в главном лепестке диаграммы направленности антенной системы
(ГЛДН) и при отсутствии мешающих запросных сигналов – не менее 0,98.
Вероятность получения неискаженной дополнительной информации,
при нахождении на одном азимуте двух ВС и при наличии их в зоне видимости до 10 ВРЛ с подавлением запроса по БЛДН или интенсивности потока
сигналов запроса не более 150 в секунду – не менее 0,9 при расстоянии ВС
друг от друга на 4…50 км, и не менее 0,98 при расстоянии между ВС более 50
км для режима УВД.
Вероятность получения достоверной информации для режима RBS при
расстоянии между ВС более 4 км – не менее 0,98.
6. Среднеквадратическая ошибка измерения координат на выходе цифрового канала:
- по дальности  50 м;
΄
 4,8 для RBS;
- по азимуту
΄
 6 для УВД.
7. Разрешающая способность:
- по дальности  100 м в режиме RBS;
 150 м в режиме УВД;
0
 0,6 в режиме RBS;
- по азимуту
0
 0,9 в режиме УВД.
8. Импульсная мощность по каналам запроса и подавления  2 кВт.
9. Чувствительность приемников суммарного, разностного каналов и
каналов подавления не хуже -116 дБ/Вт.
10. Антенная система имеет следующие параметры:
- уровень боковых лепестков диаграмм направленности суммарного и
разностного каналов  -24 дБ;
- ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости антенны суммарного канала на f =1 090 МГц  30; на f = 740 МГц 
42
3,50.
11.Скорость вращения: 6 оборотов/мин для трассового и 15 об/мин
для аэродромного вариантов МВРЛ.
12. Частота повторения импульсов 150…300 Гц.
13. Антенная система обеспечивает работу ВРЛ при скорости ветра до
30 м/с с обледенением до 5 мм и без обледенения до 40 м/с.
14. Питание: 3 фазы 380 В f=50 Гц по двум независимым кабелям:
Рпотр.  20 кВт – полная потребляемая мощность с подогревом и кондиционерами;
Рпотр.  6 кВт – потребляемая мощность радиоэлектронной аппаратуры
(РЭА) с вращением антенны.
15. Среднее время наработки на отказ  4000 часов.
4.1.2. Принцип работы ВРЛ Крона по структурной схеме
Передатчик Ш31 (Ш32) выдает высокочастотные сигналы по двум выходам: в каналы запроса и подавления (  МД и  МД), которые через коммутируемые тракты ВЧ МД и вращающиеся переходы, поступают на антенну
и излучаются в пространство (рис.4.2).
Антенная система (АС) – плоская фазированная антенная решетка
(ФАР) с излучателями. При излучении АС формирует на f=1030 МГц две
диаграммы направленности (ДН): суммарную (  МД) и подавления (  МД), в
которых передаются запросы на самолетные ответчики УВД и RBS.
При приеме АС формирует 3 ДН: суммарную  , разностную  и подавления  , на двух частотах, для режимов RBS и УВД:
- суммарную ДН на f=1090 МГц (  МД);
- разностную ДН на f=1090 МГц (  МД);
- ДН подавления на f=1090 МГц (  МД);
- суммарную ДН на f=740 МГц (  ОД);
- разностную ДН на f=740 МГц (  ОД);
- ДН подавления на f=740 МГЦ (  ОД).
Принятые антенной системой от ответчиков воздушных судов сигналы
ОД и МД, по соответствующим каналам в/ч трактов, вращающиеся переходы,
поступают на переключатели комплектов, которые коммутируют принятые
сигналы на входы приемников ОД и МД основного комплекта.
В приемнике ПРМ МД производится обработка сигналов в диапазоне
RBS (1090 МГц), а в ПРМ ОД – в диапазоне УВД (740 МГц). В приемниках
происходит усиление сигналов, преобразование на промежуточную частоту
(fпр), потом на видео, обнаружение, подавление сигналов боковых лепестков
диаграммы направленности (БЛДН) суммарного канала, преобразование сиг-
43
налов суммарного и разностного каналов в цифровой код, вычитание кода
разностного канала из кода суммарного канала, преобразование этого кода
разности (  -  ) в код отклонения от равносигнального направления (РСН)
для определения азимута ВС. Сигналы обнаружения, цифровой код амплитуды  канала и цифровой код величины отклонения от РСН поступают в процессор ответов (ПрО).
ПрО декодирует сигналы и осуществляет первичную обработку информации, при которой определяется дальность, азимут, номер, высота, запас
топлива и другие данные о воздушном судне, отфильтровываются НИП.
Полученная информация с ПрО поступает на процессор вторичной обработки (ПВО или ГПР – главный процессор радиолокатора).
ПВО осуществляет:
- сравнение вновь принятой РЛИ с полученной на предыдущих обзорах;
- фильтрацию ложной радиолокационной информации;
- формирование информационных кодограмм и передачу их потребителям;
- формирование кодов управления усилением приёмников (ВАРУ) и
кодов управления мощностью передатчика.
Информация со шкафа запросчика через модемы по ТЛФ кабелям связи
передаётся потребителям (в АС УВД и терминалы). В автоматизированные
системы УВД радиолокационная информация транслируется через коммутатор RS с выхода основного комплекта ШЗ, одновременно по двум каналам
связи. Информация на вход коммутатора RS поступает с ПВО каждого комплекта Ш3.
Местный терминал (МТ) подключен к обоим Ш3 и обеспечивает:
- управление режимами работы ВРЛ;
- отображение РЛИ;
- отображение технического состояния (ТС) ВРЛ;
- документирование и получение протоколов ТС ВРЛ на магнитных
носителях (дискеты 1 ,44Mb).
Дистанционный (ДТ) и выносной (ВТ) терминалы связаны одновременно с двумя шкафами запросчика.
ВТ размещается в дежурном помещении и обеспечивает:
- отображение РЛИ;
- отображение ТС ВРЛ на экране.
ДТ размещается в ЛАЗ КДП и обеспечивает:
- дистанционное управление ВРЛ;
- отображение РЛИ и информации о техническом состоянии ВРЛ;
- документирование и получение твердых копий протоколов ТС ВРЛ.
Скорость передачи данных из Ш3 на АСУ УВД (ДТ, ВТ, АСС), при
44
длине линии связи: 1,9 км -19200 бод; 5 км-9600 бод; 7,9 км- 4800 бод; 10 км
-2400 бод.
Поддержание ВРЛ в рабочем состоянии и контроль его технического
состояния обеспечивает автоматизированная система контроля (АСК), состоящая из контроллеров АСК (КАСК) в каждом устройстве и устройства автоматики в блоке управления. Контроллеры АСК каждого Ш3 осуществляют
сбор информации о ТС отдельных устройств, и передает эту информацию в
процессор ПВО для анализа ТС соответствующего Ш3. Оценку ТС ВРЛ в целом осуществляет устройство автоматики в БУ. Управление ВРЛ осуществляется командами, поступающими от МТ, ДТ или с панели БУ (в ручном режиме).Выбор вида управления производится с панели БУ.
При использовании ВРЛ в аэропортах с аппаратурой КДП, использующей аналоговое отображение РЛИ, вместо ДТ, применяется аппаратура АСС,
которая обеспечивает:
- выполнение всех функций ДТ;
- прием аналоговой РЛИ от ПРЛ типа 1РЛ139;
- прием РЛИ от основного комплекта Ш3;
- пересчет полученных от ВРЛ координат ВС на момент их локации
ПРЛ;
- выдачу РЛИ по каналу «СТЫК-2»;
- выдачу РЛИ, пересчитанной на момент локации ПРЛ, по аналоговому
каналу в СОИ типа «СТРОКА-2».
Информация от датчиков температуры аппаратной и колонны привода,
от датчиков возгорания и несанкционированного вскрытия, от ИБП, от источников дежурного напряжения +27В, от схем управления ЗО и двигателями, от анализаторов входной сети поступает в блок управления.
В состав ВРЛ входит контрольный ответчик (КО) – для контроля работоспособности ВРЛ по эфиру и юстировки ВРЛ на местности.
Энергоснабжение ВРЛ осуществляется от основной и резервной 4-х
проводной трехфазной сети 380 В 50 Гц с глухозаземленной нейтралью, поступающей по 2-м фидерам на распределительный щит. В РЩ производится
контроль входных напряжений, коммутация фидеров, распределение питания
по потребителям с защитой от перегрузок автоматическими выключателями
и плавкими вставками. Питание ВТ, ДТ (АСС), КО осуществляется от однофазной сети 220В 50 Гц. Для обеспечения стабильного и непрерывного питания основной аппаратуры ВРЛ (двигателей, РЩ, модуля РЛС, МТ и заградогней) используется источник бесперебойного питания (ИБП).
45
ЗАГРАД.
ОГНИ
АНТЕННАЯ СИСТЕМА
Ω Σ
∆
∆
Σ
ДАТЧИК
ВТ-100
ВРАЩАЮЩИЙСЯ
ПЕРЕХОД
МД/ОД МД МД
ОД
ОД
ДАТЧИК
ВТ-100
ШЗ 2
ШЗ 1
РЛИ 1
ДТ
Σ МД
Ω МД
∆ МД
Σ ОД
Ω ОД
∆ ОД
УПР.МД
УПР.ОД
ВТ
ПВО
М
М
РЛИ 1
УПР. ДВИГ.
ТС
ДВИГАТ.
ΣМД
ΩМД
∆МД
ΣОД
ΩОД
∆ОД
УПР. МД
УПР ОД
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
КОМПЛЕКТОВ И
ТРАКТЫ ВЧ
ТС ШЗ 1
РЛИ 2
М
ДТ
М
ВТ
ПВО
УПР.
ТС.
РЛИ 2
ТС ШЗ 2
Ethernet
+27В деж.; ОСН./РЕЗ.; ТС ВРЛ;
УПР. ДВИГ.
ОСН./РЕЗ.
МЕСТНЫЙ
ТЕРМИНАЛ
КОМ.
СЕТЬ 220 В
УПР.
ДВ.
ЗО
ИНФ.
РЩ
БЛОК
УПРАВЛЕНИЯ
+27 В
ДЕЖ.
ТС ДВИГ.
ТС ЗО
ИБП
УПР. ЗО
ВКЛ./ОТКЛ. ШЗ 1; ИНФ. РЩ
СЕТЬ ОСН. 380В
СЕТЬ РЕЗ. 380 В
УПР.
ТС
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ЩИТ (РЩ)
АППАРАТУРА
ЖИЗНЕОБЕС-
ОТ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕР.; ВОЗГОРАНИЯ; ВСКРЫТИЯ
РЛИ+ТС
ОСН./РЕЗ.
КОММУТ.
RS
КОММУТ.
RS
М
АС УВД
РЛИ 2
РЛИ 1
РЛИ 2
РЛИ 1
РЛИ+ТС/КУ
М
М
М
М
М
М
ДТ
ВТ
ИБП
ИБП
М
АС УВД
СЕТЬ
220 В
СЕТЬ
220 В
Рис.4.2. Структурная схема МВРЛ «КРОНА»
На антенном модуле имеются заградительные огни, управляемые автоматически или вручную в местном или дистанционном режимах.
46
Аппаратура жизнеобеспечения включает в себя обогреватели, кондиционеры, осветительные приборы, вентиляторы и предназначена для обеспечения нормального температурного режима, контроля возгорания и перегрева. Для предотвращения несанкционированного доступа аппаратная и антенный модуль имеют цепи охранной сигнализации.
4.1.3. Требования к позиции ВРЛ «Крона»
Для сохранения точностных характеристик и получения минимального
числа ложных запросов через отражатели, необходимо выполнить следующие условия:
- в радиусе 100 м все сооружения и антенны должны иметь угол закрытия – 50;
- крупногабаритные сооружения, находящиеся от 100 до 600 м должны быть высотой не более 3,5 м, причем, желательно, чтобы в зоне трасс
не было зеркальных отражений. Мачты и эстакады должны размещаться
на удалении более 600 м;
- при размещении внутри лесного массива антенна ВРЛ должна находиться выше деревьев.
ЩИТ
РАСПРЕД
МОДЕМЫ,
ПУЛЬТЫ
АНЕМОМЕТРОВ
ПЕРЕДВИЖ.
СТОЛИК
КОММУТАТОР
МОДУЛЬ РЛС
КОНДИЦ.
ИБП
КОНДИЦ.
ШКАФ
ЗИП
МТ
ЩИТОК
ЩИТ УПРАВ.
КС
Рис.4.3. Размещение аппаратуры ВРЛ в прицепе
При увеличенных углах закрытия максимальная дальность действия
локатора будет понижаться (таблица 4.1).
47
Контрольный ответчик должен размещаться на удалении не менее 600
м и не более 3 км. Высота размещения антенны КО должна быть такова, чтобы угол места антенны КО относительно антенны ВРЛ, был не менее минус
10.
Таблица 4.1.
Дальность действия (км)
Угол закрытия
При высоте полета ВС (м)
(градус)
3000
5000
10000
<0,06
220
275
390
0,25
190
255
370
0,5
160
225
350
Антенна КО должна быть сориентирована в направлении антенны ВРЛ
с точностью  100, рупор должен быть установлен так, чтобы обтекатель занял вертикальное положение, а волновод отгоризонтирован. На трассе распространения радиоволн между антеннами ВРЛ и КО в секторе  5 градусов
не должно быть отражателей. Трасса не должна перекрываться рулящими или
стоящими на стоянках ВС.
4.2. Устройство и принцип работы ВРЛ «Крона»
4.2.1. Устройство и принцип работы антенной системы ВРЛ
Антенная система (АС) предназначена для излучения сигналов запроса
и подавления и приема ответных сигналов от самолетных ответчиков УВД и
RBS.
Технические характеристики
Диаграмма направленности (ДН) антенны в горизонтальной плоскости
представлена на рис.4.4.
- Размеры антенны
800  190  10 см
- Коэффициент усиления
 550 кг.
- Масса антенны
В состав антенной системы (рис.4.5) входят:
- WА1…WА34 – излучатели
34 шт.;
- делители А1, А2 2 шт.;
- ответвители WЕ1…WE4
4 шт.;
- фильтр частотно - разделительный 1 шт.;
- переход XW 1
1 шт.
48
Антенная система представляет 2 линейные антенные решетки в горизонтальной плоскости размером 780  150 см. АС состоит из 34 элементов излучения, каждый из которых представляет собой плоский вертикальный модуль 1,5 м длиной. Вертикальный модуль состоит из 9 вибраторов горизонтальной поляризации (ОД) и 8 вибраторов вертикальной поляризации (МД),
выполненных на основе печатных технологий. 33 элемента излучения расположены спереди и формируют в передней полуплоскости суммарную, разностную ДН и ДН подавления. 34-й элемент излучения, расположенный на задней стороне АС, формирует ДН подавления в заднем полупространстве.
Рис.4.4. Диаграмма направленности антенны
плоскости:
Σ – суммарная ДН;
Δ – разностная ДН;
Ω – ДН канала подавления.
ВРЛ Крона в горизонтальной
Вибраторы вертикальной и горизонтальной поляризации возбуждаются с
заданным распределением амплитуд и фаз, формируемых делителями А1 и А2,
соответственно для каждого диапазона. Излучатель по входу 1 обеспечивает
излучение энергии в пространство в вертикальной плоскости до 450 и суммарной ДН в горизонтальной плоскости и ДН подавления (входы  МД и  МДОД). При приеме в/ч сигналы ответчика возбуждают вибраторы МД (вертикальные) и ОД (горизонтальные вибраторы) и с выходов 1 (МД) или 2 (ОД)
суммируются в делителях с определенным амплитудно-фазовым распределением, при этом образуются 3 сигнала (  ,  ,  ) для МД и 3 сигнала ОД, которые
через соответствующие выходы поступают на вращающийся переход.
Привод антенны – редуктор с 2 асинхронными двигателями. На валу
вращения жестко закреплены 2 датчика угла и через координатную муфту –
49
вращающийся переход. Вращающийся переход 5-канальный. Потери в нем
 0,3 дБ, максимальная передаваемая мощность Рмакс  5 кВт. Каждый датчик
состоит из 2-х синусно-косинусных вращающихся трансформаторов грубого
и точного канала с электрической редукцией (16:1). Точность измерения
углового положения 40″. Роторы датчиков жестко соединены с валом враще-
ния антенны.
Рис.4.5.Структурная схема антенной системы
Антенная система установлена на поворотном механизме, обеспечивающем вращение со скоростями: n = 6 об/мин для трассового и n = 15
об/мин для аэродромного МВРЛ. При этом потребление энергии электродвигателем ≤ 2,2 кВт и  7 кВт соответственно. В составе установки поворотного
механизма имеются различные виды блокировок, препятствующих включению антенны на вращение во время проведения технического обслуживания
(ТО) и включению передатчика (выключатель БЛОКИРОВКА). В составе
башни есть концевой выключатель, который обеспечивает блокировку двигателя и передатчика при открывании люка доступа на площадку для обслуживания антенны и привода вращения.
Антенна имеет механизм установки в горизонтальное положение (регулировка угла наклона антенны от –90 до +70) и шкалу для измерения угла наклона.
50
4.2.2.Устройство и принцип работы высокочастотного тракта
ВРЛ «Крона»
Высокочастотные тракты ВРЛ обеспечивают:
- передачу сигналов запроса  и подавления  от передающей аппаратуры одного шкафа запросчика или другого (Ш3 1 или Ш3 2) к антенне;
- передачу принимаемых сигналов антеннами  ,  ,  каналов на
вход приемников МД и ОД обоих комплектов;
- механическую развязку от вращающейся антенны;
- передачу сигналов с минимальным затуханием (  4,5 дБ);
- заданную взаимную фазировку сигналов  и  каналов;
- электрическую развязку передаваемых и принимаемых сигналов;
- частотную селекцию сигналов каналов подавления ОД и МД;
- переключение сигналов к первому и второму комплектам.
В состав высокочастотного тракта ВРЛ «Крона» входят (рис.4.6):
- пятиканальный вращающийся переход;
- фильтр частотно-разделительный для канала подавления ОД-МД;
- 3 переключателя комплектов;
- нагрузка (ЭА) – 3 шт.;
- тракт ВЧ ОД – 3 шт.;
- тракт ВЧ МД – 6 шт.
Работа высокочастотного тракта
1. Механическая развязка от вращающейся антенны обеспечивается с
помощью пятиканального вращающегося перехода (ВП). Все ВП используют
принцип бесконтактного дроссельного сочленения.
2. Минимизация затухания в в/ч тракте обеспечивается за счет применения
кабелей с пористым диэлектриком и большим диаметром внешнего
проводника с волновым сопротивлением  =50 Ом.
3. Заданная фазировка обеспечивается за счет применения калиброванных по электрической длине кабелей и дополнительной фазировки с помощью подстроечных фазовращателей в высокочастотных трактах ОД и МД.
4. Электрическая развязка передаваемых и принимаемых сигналов
обеспечивается за счет применения переключателей прием-передача на ферритовых У-циркуляторах в высокочастотных трактах МД.
5. Частотная селекция сигналов канала подавления  ОД-МД обеспечивается с помощью частотно-разделительного фильтра (ФЧР).
51
6. Переключение комплектов осуществляется с помощью р-i-n диодов
по сигналам управления «ОСНОВНОЙ/РЕЗЕРВНЫЙ» автоматизированной
системы контроля.
Рис.4.6. Высокочастотный тракт ВРЛ «Крона»
4.3. Устройство и принцип работы шкафа запросчика ВРЛ «Крона»
В ВРЛ «Крона» в состав модуля РЛС входят два идентичных полукомплекта оборудования, конструктивно выполненные в виде шкафов запросчика (ШЗ). Это обеспечивает 100% резервирование приёмо-передающей аппаратуры запросчика.
Аппаратура каждого шкафа запросчика предназначена:
- для формирования высокочастотных сигналов запроса и подавления;
- приема и обработки ответных сигналов самолетных ответчиков в режимах
RBS и УВД;
- для контроля и управления комплектом ВРЛ;
- для передачи РЛИ и информации о техническом состоянии
52
потребителям.
В состав шкафов входят (рис.4.7)
- 2 секции приемников (секция ПРМ ОД и секция ПРМ МД);
- секция передатчика ПРД;
- секция синхронизации;
- секция источников питания;
- секция процессора ПВО;
- панель управления.
На стенках шкафа расположены: делитель мощности; 8 усилителей
мощности; циркуляторы; ДГ и НО канала запроса (слева) и канала подавления (справа).
В состав передающей части шкафа запросчика входят устройства секции ПРД (шифратор, возбудитель, устройства управления каналами запроса
и подавления), а также усилители мощности и другие ВЧ устройства двух
каналов: запросного канала и канала подавления.
Сигналы запуска и стробы вида запроса БН, ТИ, ТС, А, С, формируемые в секции синхронизации, поступают на шифратор, который в зависимости от вида запроса формирует последовательность импульсов запроса и импульсов подавления. Эти импульсы подаются на возбудитель, состоящий из
двух каналов. Один из каналов возбудителя модулируется импульсами запроса, другой - импульсами подавления.
Промодулированные ВЧ сигналы с выходов каждого из каналов возбудителя поступают в тракт усилителя мощности, состоящего из входного делителя мощности, восьми элементарных усилителей мощности и выходного
делителя (сумматора) мощности. ВЧ сигналы с выходного сумматора через
циркулятор и блок ответвителей поступают на выход шкафа запросчика.
В соответствии с полученными из устройства адаптации кодами устройство управления каналом запроса управляет мощностью передатчика канала запроса, а устройство управления каналом "П" управляет мощностью
передатчика канала подавления.
Управление мощностью передатчиков осуществляется путем отключения одного или нескольких усилителей мощности. Мощность может быть
снижена на 3, 6 или 12 дБ относительно максимума в любом из 64 азимутальных секторов зоны обзора. Уровень излучаемой мощности может программироваться в каждом секторе.
Управление мощностью в канале подавления осуществляется с учетом
режима улучшенного подавления (IISLS), сигнал о включении которого поступает из устройства адаптации на шифратор секции ПРД.
Устройство адаптации формирует коды управления ВАРУ, при помощи которых устройство сопряжения формирует программы управления порогом ВАРУ для секций приемников ОД и МД.
53
Синхронную работу всего комплекта шкафа запросчика обеспечивает
устройство синхронизации секции синхронизации. Оно формирует сигналы
запуска и стробы на запросы, соответствующие режимам УВД и RBS, для
секций ПРД, ПРМ ОД и ПРМ МД.
Преобразователь СКВТ-код, устройство сдвига и формирователь кода
представляют собой формирователь азимутальных кодов, который по информации от датчика угла, установленного на валу колонны привода вращения антенны ВРЛ, формирует азимутальные метки "10", "22,5","30" градусов, "Север" и код УПА, привязанные к импульсам запуска. Код УПА из
формирователя кода поступает на секции ПРМ ОД и МД.
4.3.1. Принцип работы передатчика ВРЛ
Передающее устройство ВРЛ Крона работает на частоте запроса и подавления 1030 МГц в трёх режимах:
1-режим совмещенного запроса УВД и RBS;
2-режим раздельных запросов УВД и RBS;
3-режим совмещенного запроса с запросом путевой скорости.
1 режим работы – основной. В этом режиме работы ВРЛ содержание запрашиваемой информации изменяется поочередно от запроса к
запросу:
- А (код номера МД), БН (бортовой номер ОД);
- С (высота полета МД), ТИ (высота полета и запас топлива в ОД);
- А, БН и т. д.
В режиме раздельных запросов применяется либо только режим А, либо режим БН, либо режим С, либо ТИ. Режим 2 является технологическим.
В режиме совмещённого запроса с запросом путевой скорости запросы
имеют следующий вид: А, БН  С, ТИ  А, БН  С, ТрС  А, БН и т. д.
Установка режимов запроса осуществляется в устройстве синхронизации.
Принцип работы
Структурная схема передатчика изображена на рис.4.8.
Сигналы запуска и стробы запроса БН, ТИ, ТрС, А, С, формируемые в
секции синхронизации, поступают на шифратор, который в зависимости от
вида запроса, формирует последовательность импульсов запроса Р1, Р3 с оп-
54
ределенной кодовой расстановкой (tк) и импульс подавления Р2 через 2 мкс
55
после Р1. Эти импульсы, длительностью

=0,8 мкс, подаются на возбуди-
56
Рис.4.7. Шкаф запросчика. Схема электрическая структурная
тель, состоящий из 2-х каналов. Один из каналов модулируется импульсами
запроса, другой – импульсами подавления. Промодулированные ВЧ сигналы
с выходов каждого канала возбудителя подаются в тракт УМ, состоящего из
выходного делителя, восьми усилителей мощности и сумматора мощности,
где происходит усиление и сложение их до требуемой величины. ВЧ сигналы с выходного сумматора через циркулятор и блок ответвителей поступают
на выход шкафа запросчика.
57
В соответствии с полученными из устройства адаптации кодами, устройство управления каналом запроса управляет мощностью канала запроса, а
устройство управления каналом «П» управляет мощностью канала подавления. Мощность ПРД изменяется путем отключения одного или нескольких
усилителей мощности. Такое управление позволяет снизить мощность каналов запроса и подавления на 3, 6 или 12 дБ относительно максимальной в
любом из 64 азимутальных секторов зоны обзора. Уровень излучаемой мощности программируется в каждом секторе в процессе ввода в строй МВРЛ
«КРОНА». Кроме того, из устройства адаптации, при включении улучшенного режима подавления, поступает управляющий сигнал II SLS на шифратор.
При этом шифратор формирует для канала подавления два модулирующих
импульса Р1 и Р2.
В В/Ч трактах канала запроса и подавления имеется возможность визуального контроля падающей и отраженной волны. Для этого в каждом канале
имеются встроенные детекторные головки (ДГ) в блоках ответвителей. На
одну из ДГ поступает энергия падающей волны, на другую – отраженной.
Сигналы с выходов ДГ можно просмотреть осциллографом.
пад
пад
Рис.4.8. Передающее устройство ВРЛ «Крона»
Контроллеры АСК (КАСК) обеспечивают сбор информации о техническом состоянии устройств шкафа и передачу этой информации в ПВО, а также из ПВО в блок управления.
58
Питание УМ обоих каналов осуществляется от восьми источников питания (ИП) секции ИП. Питание рабочего КАСК ПРД осуществляется от ИП
секции ПРМ МД, дежурный КАСК ПРД питается от дежурного напряжения
секции ИП. Передатчики запросчика полностью твердотельные. Усилительная часть работает по схеме «мягкого отказа». Выход одного УМ, даже двух,
не приводит к отказу. При этом контакт с воздушным судном сохраняется.
Замену отказавшего УМ (или его ИП) можно произвести без общего выключения ПРД. Для этого, необходимо выключить отказавший УМ и его ИП и
заменить. Остальные УМ и ИП работают без выключения.
4.3.2. Устройство и принцип работы приёмников режимов УВД и RBS
В каждом шкафе запросчика имеется по 2 приемника – ПРМ ОД и ПРМ
МД. Структура построения обоих приемников одинаковая. Отличаются они
только входной частотой. Для ПРМ ОД fс=740 МГц, для ПРМ МД fс=1090
МГц. В каждом приемнике имеется 3 независимых, развязанных между собой канала: суммарный (  ), разностный (  ) и подавления (  ). Приемники
усиливают, преобразуют сигналы и решают задачи первичной обработки
сигналов.
Технические характеристики радиоприёмных устройств ОД и МД:
- промежуточная частота fпр = 60 МГц;
- полоса пропускания П = 8 МГц (на уровне 3 дБ);
- динамический диапазон Д  70 дБ;
- чувствительность приемника не хуже -116 дБ/Вт;
- коэффициент шума Кш  4 дБ.
В состав приёмного устройства (рис.4.9) входят следующие элементы:
- модуль контрольного генератора;
- входное устройство;
- тракт ПЧ-М;
- преобразователь М;
- плата обнаружителя М;
- процессор ответов;
- устройство сопряжения ПРМ;
- устройство контроля ПРМ;
- контроллер АСК;
- источник питания.
59
Принцип работы
С высокочастотного тракта сигналы суммарного (  ), разностного (  )
каналов и канала (  ) подавления на fс=1090 МГц для МД, на fс=740 МГц для
ОД поступают на входы: «АНТ  »; «АНТ  »; «АНТ  » модуля контрольного
генератора (МКГ).
МКГ предназначен для формирования в/ч сигналов на частоте ВРЛ для
контроля параметров приемника. Управление мощностью сигнала на выходе
МКГ осуществляется ступенчатым аттенюатором с помощью устройства
контроля ПРМ. С МКГ в/ч сигналы антенн или в/ч сигналы МКГ (на нерабочей дальности) поступают на входное устройство (ВУ).
Рис.4.9. Структурная схема секции приёмного устройства ВРЛ «Крона»
ВУ состоит из трех аналогичных каналов усиления. Каждый канал
включает: усилитель высокой частоты (УВЧ), полосовой фильтр, смеситель,
гетеродин, предварительный усилитель промежуточной частоты (ПУПЧ) и
фильтр ПЧ. УВЧ усиливает сигнал на fс=1090 МГц для МД и на fс=740 МГц
для ОД. Полосовой фильтр обеспечивает заданную избирательность по зеркальному каналу (  60 дБ). С помощью смесителя и гетеродина производится
преобразование сигналов с fс на fпр. Это позволяет получить большое устойчивое усиление и высокую избирательность приёмников. В ПУПЧ происходит предварительное усиление сигналов на частоте fпр. С выходов: «ВЫХ  »;
«ВЫХ  » и «ВЫХ  » сигналы на промежуточной частоте fпр = 60 МГц поступают на соответствующие входы платы ПЧ-М.
Плата ПЧ-М состоит из 3-х аналогичных каналов усиления. Каждый
60
канал тракта ПЧ-М содержит: фильтр низкой частоты (ФНЧ), 2 логарифмических усилителя, 2 амплитудных детектора-делителя, полосовой фильтр и
согласующий выходной усилитель. Фильтр НЧ согласует выходное сопротивление ВУ и входное сопротивление платы ПЧ-М и обеспечивает прохождение сигналов на fпр. В логарифмических усилителях происходит дальнейшее усиление сигналов. Эти усилители имеют логарифмическую амплитудную характеристику. Такую характеристику необходимо иметь, чтобы усиливать как слабые, так и мощные сигналы, без закрывания приемника на время
действия сильного. Далее сигналы детектируются. Видеосигналы суммарного  1 и канала подавления  1 поступают на плату обнаружителя М. А видеоимпульсы Σ2, Δ2, Ω 2 подаются на преобразователь М. Кроме того, на
плате ПЧ-М имеется фазовый детектор, на который поступают сигналы  и
 каналов на промежуточной частоте fпр для формирования сигнала «ЗНАК».
Это необходимо, чтобы узнать, в какой стороне от равносигнального направления, находится воздушное судно.
Обнаружитель М формирует сигнал обнаружения, если:
- сигнал  канала превышает фиксированный порог, соответствующий
уровню сигнала – 116 дБ/Вт, т. е. выше пороговой чувствительности
ПРМ;
- сигнал  канала превышает сигнал канала подавления  , т. е. прием
сигналов велся в главном лепестке ДН основной антенны;
- сигнал  канала превышает порог ВАРУ.
Порог ВАРУ задается по дистанции 6 разрядным параллельным кодом,
поступающим из устройства адаптации (УА) секции синхронизации. Для этого, на обнаружитель М поступают видеосигналы суммарного канала  1 и
канала подавления  1, а с устройства сопряжения ПРМ 6-разразрядный двоичный код ВАРУ (здесь уменьшение усиления ПРМ осуществляется по видеовыходу).
∆2
АЦП 8 р.
АЦП 8 р.
Вычислитель Δ β
Σ2
ПЗУ КОРРЕКЦИИ
АМПЛИТУД
7 - разр. код
7 - разр. код
8 р.

знак 
Рис.4.10. Структурная схема преобразователя М
При выполнении трех условий, плата обнаружителя выдает сигнал об-
61
наружения «ОБН», поступающий в процессор ответов и устройство контроля
ПРМ.
Преобразователь М (рис.4.10) осуществляет:
- преобразование видеоимпульсов суммарного и разностного
каналов в цифровой код амплитуды (для контроля чувствительности,
амплитудных характеристик приемников);
- преобразует разность сигналов суммарного и разностного канала в цифровой код углового отклонения от равносигнального направления (  ) с учетом знака отклонения.
Этот цифровой код используют для определения азимута ВС совместно с текущим кодом азимута. Для этого видеоимпульсы  ,  каналов поступают на два 8-разр. АЦП через коммутатор. С выходов АЦП цифровые коды
 и  каналов подаются на ПЗУ коррекции амплитуд. ПЗУ коррекции амплитуд осуществляет выравнивание амплитудных характеристик  и  каналов (т. е. делает их одинаковыми). Снятие характеристик и «прожиг» ПЗУ
коррекции осуществляется на этапе настройки ПРМ. После настройки платы:
входного устройства (ВУ-М), тракта ПЧ-М, преобразователя М и МКГ, являются единым комплектом. Выход из строя одной из этих плат требует замены всех четырех из ЗИП. Все платы настроенного комплекта имеют общую
маркировку.
Цифровой код скорректированных сигналов  и  каналов, поступает
на вычислитель  , где формируется цифровой код углового отклонения от
РНА (  ). Семиразрядный код амплитуды  канала, восьмиразрядный код
 вместе с синхросигналами «СС» частотой 9,655 МГц для RBS и 10 МГц
для режима УВД, с преобразователя М поступают на процессор ответов. Туда
же с платы обнаружителя поступает сигнал обнаружения «ОБН».
В устройство контроля ПРМ с выходов АЦП передаются цифровой код
амплитуд  ,  каналов и сигнал «ЗНАК». Коммутатор подключает 2 АЦП к
соответствующим каналам. На преобразователь М с устройства сопряжения
поступает сигнал «ПОДКЛЮЧ.  », при этом с АЦП снимается цифровой код
амплитуды канала подавления и поступает в устройство контроля.
Процессор ответов (ПрО) служит для первичной обработки информации и решает следующие задачи:
- декодирование сигналов в режимах УВД и RBS;
- определение азимута и дальности до воздушного судна;
- получение и передачу информации об азимуте, дальности до ВС и
- дополнительной информации (N, Н, ЗТ, ТрС и др.) в процессор вторичной обработки (ПВО);
- формирование 11,25 - градусных контрольных меток азимута (КМА);
- формирование контрольной метки (КМ);
- подавление несинхронных импульсных помех (НИП);
62
- обеспечение сервисных режимов работы (в том числе, запоминание и
- передачу в ПВО массива радиолокационной информации).
В состав процессора ответов входят (рис.4.11):
- сигнальный процессор ТМS320С25;
- ПЗУ;
- основное ОЗУ;
- счетчик дальности;
- 2 канала приема радиолокационной информации;
- буфер FIFO (измеритель азимута и дальности);
- приёмник азимута;
- порт RS-232.
Принцип работы
С преобразователя М радиолокационная информация, в виде 8 - разр.
кода  и 7 - разр. кода суммарного канала, поступает на два канала РЛИ,
которые обеспечивают поочередный прием входной радиолокационной информации в свои буферные ОЗУ. В каждый момент времени один из каналов
включен на прием РЛИ, а другой хранит РЛИ, откуда процессор берет эту
информацию на обработку. Благодаря двухканальной схеме построения процессор ответов, декодируя координатные и ключевые импульсы в режиме
УВД, анализирует два смежных ответа, устраняет одинарные ошибки и выявляет двойные ошибки в информационной части ответного сигнала ВС.
ПЗУ объемом 16 кБ хранит рабочую и служебную программы процессора. После включения ВРЛ запускается процессор. По командам из ПЗУ выполняется программа начального тестирования. После этого процессор переписывает все программы из ПЗУ в основное ОЗУ объемом 64 кБ, и дальнейшая работа происходит по командам из ОЗУ. Оперативное запоминающее
устройство также хранит и радиолокационную информацию.
Процессор ответов построен на основе 16 - разрядного сигнального
процессора. Он обеспечивает программную обработку радиолокационной
информации: в нем происходит декодирование координатных, ключевых и
информационного кодов ответного сигнала воздушного судна.
После декодирования сигналов, информация о номере, высоте и другая
информация поступает в буфер данных (FIFO). На буфер подается также
двоичный код со счетчика дальности, который обнуляется импульсом НД
(начало дистанции) и считает синхроимпульсы частотой 10 МГц для режима
УВД и частотой 9,655 МГц для режима RBS. Как только на буфер данных поступит импульс «ОБН» с обнаружителя М, то в буфер записывается информация с процессора и счетчика дальности, которая включает в себя координаты ВС (азимут, дальность) и дополнительную информацию (N, Н, ЗТ и др.).
Она поступает через последовательный порт RS-232 на оба процессора вто-
63
ричной обработки.
РЛИ с преобр. М
I канал
РЛИ
ПЗУ
Счетчик
дальности
8 - разр. код  ,
7 - разр. код 
II канал
РЛИ
Процессор
УВД (RBS)
(ДШ)
Основное
ОЗУ
Буфер
FIFO
Приемник
азимута
обн.
CC
НД
Порт
RS-232
8 - разр.
ПВО 1 ПВО 2
Рис.4.11. Структурная схема ПрО
Устройство контроля ПРМ (УК) построено на основе микро-ЭВМ
1816 ВЕ 31 и обеспечивает:
- контроль исправности узлов ПРМ и передачу результатов контроля на контроллер АСК;
- управление модулем контрольного генератора;
- контроль чувствительности суммарного, разностного каналов и
канала подавления;
- контроль идентичности (линейности, крутизны передаточных
характеристик) суммарного и разностного каналов и их коррекцию на
ОЗУ;
- реализацию канала преобразования разности амплитуд  и 
каналов в угловое отклонение от РНА (  ) при контроле.
Все контрольные измерения производятся на нерабочей дальности локатора после подачи импульса «ИМП. КОНТР», приходящего из секции синхронизации через устройство сопряжения ПРМ.
64
На модуль МКГ с УК по 8 - разрядной шине поступает код управления
аттенюаторами и фазовращателем и сигнал управления модулятором. МКГ
формирует сигналы на f=1090 МГц (740 МГц) с различными уровнями мощности. Для измерения амплитудных характеристик  ,  ,  каналов МКГ
формирует 15 значений мощностей сигналов, начиная от уровня –115 дБ/Вт и
кончая уровнем сигнала –45 дБ/Вт, с шагом 5 дБ. Эти сигналы, пройдя МКГ,
ВУ, тракт ПЧ-М, преобразователь М, преобразуются в цифровой код амплитуды контрольных сигналов и с выходов АЦП преобразователя М поступают
на УК ПРМ. По результатам контроля (теста), исходя из измеренных и стандартных данных, в УК вычисляются коды коррекции характеристик  и 
каналов. Эти значения переписываются в ОЗУ коррекции УК ПРМ, которое в
свою очередь, устанавливает соответствующее усиление в разностном (  )
канале ПРМ, делая одинаковыми характеристики суммарного и разностного
каналов.
Таким образом, в ПРМ используются 2 режима коррекции амплитудных характеристик приемника:
- режим ПЗУ – с использованием ПЗУ коррекции преобразователя М
с однократной записью значения коррекции при настройке секции ПРМ;
- режим ОЗУ – с использованием постоянного контрольного тестирования ПРМ и перезаписью значений коррекции в ОЗУ УК. Выбор режима
осуществляется в УК ПРМ.
По результатам проверок устройство контроля выводит на шину КАСК
информацию о состоянии параметров и ТС узлов ПРМ, а именно:
- чувствительность  ,  ,  каналов;
- чувствительность по сигналу «ОБН»;
- подавление боковых лепестков;
- техническое состояние ВУ, тракта ПЧ-М, преобразователя М,
УК ПРМ, ПрО.
Для подключения канала подавления к АЦП преобразователя М, с устройства сопряжения на преобразователь М подается сигнал «ПОДКЛ.  ».
При этом производится тестирование канала подавления.
Устройство сопряжения ПРМ (УС) принимает сигналы синхронизации: ЗАП. ПрО (НД УВД, НД RBS), ИМП. КОНТР., СЕВЕР, ЗАП. ВАРУ и
стробы режимов запроса БН, ТИ, ТрС, А, С. В УС 14 - разрядный двоичный
код азимута преобразуется в 8 - разрядный двоичный код. Эти сигналы с УС
ПРМ поступают на процессор ответов для первичной обработки информации.
Кроме того, 6 - разрядный код ВАРУ подается на плату обнаружителя М для
решения задачи обнаружения.
Контроллер АСК (КАСК) секции ПРМ МД предназначен для опроса и
сбора информации о ТС узлов ПРМ МД и ПРМ ОД и измерения напряжения
источников питания. Информация с контроллеров АСК поступает на ПВО.
Кроме того, рабочий и дежурный КАСК секции ПРМ осуществляют прием и
65
передачу информации из ПВО в блок БУ. КАСК позволяет контролировать
64 устройства и 32 источника питания.
Сбор информации о техническом состоянии устройств организован
следующим образом: выходы схем контроля всех устройств подключены к
восьми шинам контроля (ШК 0… ШК 7), т. е. одновременно можно судить о
ТС только 8 из 64 устройств. Каждая схема контроля проверяемого устройства, подключается к шине контроля с помощью помещенного в этой шине
шинного формирователя.
Управление шинным формирователем осуществляется по восьми шинам опроса (ШО 0…ШО 7). Переключение шинных формирователей осуществляется генератором сигналов шин опроса. Изменяя состояние на шинах
опроса, КАСК последовательно опрашивает, группами по 8, техническое состояние всех схем контроля. Эта информация запоминается в памяти контроллера АСК и периодически передается в ПВО, откуда может быть вызвана
для индикации на мониторы МТ, ВТ, ДТ.
Выходы источников питания (до 32 шт.) подключаются к входам контроля U1…U32 КАСК. Контроллер АСК имеет в своем составе аналоговый
коммутатор и АЦП. С помощью коммутатора контроллер поочередно подключает 32 ИП к АЦП. АЦП преобразует напряжение в двоичный код, который запоминается и передается в ПВО. Измеритель напряжения контроллера
АСК позволяет контролировать напряжение в пределах U = -7 В…+7 В.
4.3.3. Принцип работы секции синхронизации
Секция синхронизации обеспечивает синхронную работу аппаратуры
всего шкафа запросчика.
В состав секции синхронизации (рис.4.12) входят:
- устройство синхронизации;
- преобразователь СКВТ-код;
- устройство сдвига;
- формирователь кода;
- устройство адаптации;
- устройство сопряжения СИ;
- 2 источника питания.
Принцип работы
Устройство синхронизации вырабатывает синхроимпульсы (рис.4.13),
обеспечивающие синхронную работу запросчика:
- запуск шкафа Ш3 1 (Ш3 2);
- запуск ВАРУ;
66
- ИМП. КОНТР.;
- запуск ФАК;
- запуск адаптации;
- ноль дистанции УВД, ноль дистанции RBS;
- строб БН, строб ТИ, строб ТрС, строб А, строб С;
- отметку СЕВЕР (длительностью  =3300 мкс). Формируется
один раз за обзор (1 оборот антенны);
- отметки масштабных азимутальных импульсов (МАИ) – 4096
импульсов за обзор.
Рис.4.12. Структурная схема секции синхронизации
Устройство синхронизации представляет собой программируемый автомат и построено на основе программируемых логических матриц (ПЛМ). В
них запрограммированы коды временного положения синхроимпульсов.
Считывание информации из ПЛМ производится 16 - разрядным кодом адреса, который формируется счетчиком адреса. На счетчик адреса подаются
тактовые импульсы с частотой f = 1 МГц от кварцевого генератора.
Период повторения формируемых синхроимпульсов (ЗАП. Ш) вобулирует и принимает значения:
3300 мкс – 1 период работы;
3310 мкс – 2 период работы;
3320 мкс – 3 период работы;
3330 мкс – 4 период работы;
3340 мкс – 5 период работы;
3300 мкс – 6 период работы и т. д.
67
Устройство синхронизации формирует следующие импульсы:
- ЗАП. Ш., задержанный на 60 мкс от НП;
- ЗАП. ВАРУ, задержанный на 130 мкс от НП;
- ЗАП. ФК, ЗАП. АДАПТАЦИИ, задержанный на 70 мкс от НП;
- НД УВД (ЗАП. ПрО УВД), задержанный на 85 мкс от НП;
- НД RBS (ЗАП. ПрО RBS), задержанный на 102 мкс от НП;
- запросные импульсы в режимах А, С (RBS), БН, ТИ, ТрС (УВД) с
соответствующими нормам ICAO и УВД задержками;
- стробы (СТРОБ А, СТРОБ С, СТРОБ БН, СТРОБ ТИ, СТРОБ ТрС)
длительностью  = 60 мкс, задержанные на 60 мкс от начала периода.
УС вырабатывает импульсы запроса по следующей программе чередования:
в режиме УВД: БН – ТИ или БН – ТИ – ТрС;
в режиме RBS: А – С, А – С, и т. д.;
в режиме RBS+УВД: БН/А – ТИ/С или БН/А – ТИ/С – ТрС.
Алгоритм чередования видов запроса реализуется с помощью ПЛМ,
счетчика периодов чередования и выключателей, задающих режимы УВД,
RBS или УВД+RBS в устройстве синхронизации. Преобразователь СКВТкод, устройство сдвига и формирователь кода представляет собой формирователь азимутальных кодов, который работает по сигналам датчика УПА, установленного на валу колонны привода вращения антенны ВРЛ.
Преобразователь СВКТ - код преобразует сигналы датчика угла в параллельный 14 - разрядный код углового положения антенны (УПА), который поступает на устройство сдвига.
Устройство сдвига осуществляет суммирование или вычитание, заданного дискретно, с помощью переключателей 14 - разрядного кода юстировки, из полученного кода УПА. При этом на выходе устройства сдвига будет 14 - разрядный код угла, равный сумме или разности кода УПА и кода
юстировки. Переключатели кодов юстировки имеют обозначение «  », старший разряд «180 градусов». Включение разряда кода юстировки соответствует установке движка переключателя в положение «1». Переключатель «+», « « позволяет суммировать или вычитать значение кода юстировки из кода угла.
Устройство сдвига позволяет юстировать ВРЛ по контрольному ответчику с известным положением, т. е. при проведении геодезической подготовки позиции, должен быть измерен азимут электрического центра антенны
контрольного ответчика относительно электрического центра антенны ВРЛ.
При включении ВРЛ этот азимут измеряется, и если он отличается, то необходимо переключателями устройства сдвига добиться максимально возможного совпадения измеренного и геодезического азимутов. Юстировка осуществляется представителями изготовителя при вводе в строй ВРЛ.
Формирователь кода осуществляет формирование 14 - разрядного ко-
68
да углового положения антенны и формирование азимутальных меток 100,
22,50, 300 и «СЕВЕР» (короткий). Все эти отметки привязываются к импульсам запроса и поступают на устройство адаптации и в секции приёмников.
Устройство адаптации (УА) предназначено для формирования сигналов управления:
- выбора закона изменения порога ВАРУ ПРМ ОД и ПРМ МД;
- уровнем излучаемой мощности ПРД;
- включением улучшенного режима подавления переотражений (II
SLS).
УА представляет собой запоминающее устройство (ЗУ), в которое из
ПВО, один раз за оборот антенны ВРЛ, выдается по каналу RS-232 информация об управляющих сигналах в каждом из 64 секторов обзора ВРЛ. Информация накапливается в ЗУ, а затем считывается синхронно с вращением антенны и передается на управляемые устройства ВРЛ. Для обеспечения считывания информации из ЗУ, синхронно с вращением антенны, на УА поступает код УПА с формирователя кода. ЗУ состоит из двух блоков. Пока в один
производится запись информации из ПВО, из другого осуществляется считывание ранее записанной в него информации. Из УА на устройства управления
каналами запроса и подавления поступает 2 - разрядный код управления
мощностью ПРД. На шифратор ПРД поступает 1 - разрядный код управления
режимом улучшенного подавления. 3 - разрядный код выбора закона ВАРУ
ПРМ МД и 3 - разрядный код выбора закона ВАРУ ПРМ ОД поступают на
устройство сопряжения.
Устройство сопряжения (УС) преобразует 3 - разрядный код ВАРУ с
УА в 6 - разрядный код ВАРУ ПРМ МД и ПРМ ОД. Коды могут меняться в каждом из 64 секторов зоны обзора по азимуту. Закон изменения глубины ВАРУ
заложен в ПЗУ УС, которое начинает работать по импульсу ЗАП. ВАРУ. ПЗУ с
дискретностью 1,63 мкс формирует 6 разрядный двоичный код дискрета дальности 244,5 м). Отдельно формируется программа управления порогом ВАРУ
приемника УВД и приемника RBS. В устройстве сопряжения выходной код
ВАРУ каждого канала (МД и ОД) формируется как сумма переменного кода
ПЗУ и постоянного кода, набираемого специальными движковыми переключателями. Набираемый код в 2-х старших разрядах из шести всегда имеет нулевое
значение. Младшие 4 разряда определяют минимальный порог ВАРУ. Переменный код с ПЗУ и постоянный код с переключателей, складываются в сумматоре, и с выхода сумматора поступают на приемники МД и ОД.
В секции синхронизации имеются 2 источника питания:
- ИП К.00.19 вырабатывает U=5 В и питает УС, устройство сдвига, СИ;
- ИП О.02.16 вырабатывает U=5 В,  15 В и питает преобразователь СКВТкод, устройство адаптации, устройство сопряжения, устройство синхронизации.
69
3300 мкс
НП
(НАЧАЛО
ПЕРИОДА)
30мкс
70 мкс
ЗАПУСК
ИМП.
КОНТР.
60 мкс
ЗАП.
ВАРУ
130 мкс
СТРОБ БН,
ТИ, ТрС, А, С.
t
t
ЗАП. ФК
ЗАП. АДАПТ.
60 мкс
60 мкс
t
НД
УВД
RBS
102 мкс
85 мкс
УВД
RBS
t
40 мкс
8 мкс
ЗАПРОС
А
t
21 мкс
ЗАПРОС
С
9, 4
ЗАПРОС
8
t
БН
ЗАПРОС
ТИ
t
21
14
t
ЗАПРОС
23
8
ТрС
t
Рис.4.13. Структура сигналов устройства синхронизации
70
4.4. Системы управления и электропитания ВРЛ «Крона»
4.4.1. Работа системы управления ВРЛ
Блок управления (БУ) предназначен:
- для организации включения и отключения ВРЛ в целом и комплектов в отдельности;
- для формирования команд переключения на резерв;
- для приема и передачи команд с распределительного щита (РЩ)
на дежурные контроллеры аппаратуры сигнализации и контроля
(КАСК).
БУ является важным звеном в организации системы контроля и управления ВРЛ. Каждое из входящих в него устройств, выполняет часть функций
автоматизированной системы контроля и управления (АСКУ).
Состав блока управления(рис.4.14):
- панель управления (ПУ);
- устройство ввода-вывода (УВВ);
- устройство автоматики (УАв).
Внешний вид передней панели блока управления приведен на рис.4.15.
Принцип работы
Панель управления обеспечивает:
1. Задание режима управления ВРЛ:
- управление с дистанционного терминала;
- управление с местного терминала;
- ручной режим.
2. Управление ВРЛ в ручном режиме
3. Индикацию технического состояния ВРЛ.
Аппаратура БУ питается дежурным напряжением +27В, которое по 2м линиям (основная и резервная), поступает с распределительного щита на
ПУ блока. Эти напряжения смешиваются с помощью диодов VD 5, VD 6 и по
одному общему проводу поступают в устройство ввода – вывода. В УВВ
формируется напряжение + 5 В для питания аппаратуры БУ.
Из распределительного щита на УВВ поступает следующая информация:
- охрана, вскрытие, пожар;
- включение/отключение/отказ ЗО;
- отказ сети 1(2);
- включение/ремонт/отказ двигателей 1 (2);
71
- блокировка привода и излучения;
- разряд аккумуляторных батарей источника бесперебойного питания (ИБП);
- общий отказ ИБП;
- температура в аппаратной > 300 С, < 100 С;
- температура в колонне привода > 650 С, < 00 С;
- отказ кондиционеров 1 или 2.
Рис.4.14. Структурная схема блока управления
Эта информация в УВВ распределяется по шинам контроля 2-х КАСК
(дежурных) для передачи в ПВО обоих шкафов запросчика. УВВ формирует
также сигналы индикации на панели управления, информируя о включении и
отказе ЗО и о состоянии «РЕМОНТ» ВРЛ. Состояние «РЕМОНТ» фиксируется при нахождении хотя бы одного из двигателей вращения антенны или
шкафа запросчика в состоянии ремонта. При неисправностях в каком либо
комплекте формируется сигнал «ОТКАЗ» и данный комплект больше не
включится.
Устройство автоматики обеспечивает:
1. Прием и отработку команд управления с блока управления
в ручном режиме, с контроллеров АСК при управлении с ДТ или МТ:
- «ВКЛЮЧИТЬ/ОТКЛЮЧИТЬ» ВРЛ;
- присвоить статус «ОСНОВНОГО» первому комплекту ШЗ,
статус «РЕЗЕРВНОГО» - второму комплекту и наоборот;
72
- «ВКЛЮЧИТЬ/ОТКЛЮЧИТЬ» заградительные огни (ЗО);
2. Формирование сигналов «ВКЛЮЧИТЬ/ОТКЛЮЧИТЬ» питание НЧ и ВЧ аппаратуры каждого из комплектов ШЗ со своим датчиком угла в колонне привода, трактом ВЧ МД в модуле РЛС и каналами взаимодействия процессора вторичной обработки с внешними
абонентами;
3. Формирование сигнала присвоения статуса каждому комплекту, на основе анализа информации о техническом состоянии ВРЛ
и полученной команды управления о присвоении статуса;
4. Формирование сигнала переключения на резерв;
5. Формирование сигналов технического состояния для подачи на КАСК и для индикации на панель управления;
6. Прием с КАСК сформированной ПВО информации о ТС
каждого комплекта;
7. Формирование сигнала «ВКЛЮЧИТЬ/ОТКЛЮЧИТЬ ЗО»
на РЩ;
8. Формирование сигнала «ВКЛЮЧИТЬ/ОТКЛЮЧИТЬ» привод на РЩ.
ЗАГРАДОГНИ
УПРАВЛЕНИЕ
М
ДТ
ВК
Л
РУЧН
ОТКАЗ
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ
СЕТЬ
27 В
ДЕЖ.
ОТК
ВК
ГОТОВ
ВКЛ
ВХОД
Включен
Испр
Повреж
Отказ
1
2
ИДЕТ
ВКЛ./ПЕРЕК.
ОСН КОМПЛЕКТ
1
2
ИЗЛУЧЕНИЕ
Блокировка
Ремонт
ОТКЛ
ВК
Л
ОТКЛ
Рис.4.15. Передняя панель блока управления
Устройство автоматики БУ, по полученным из ПВО, данным о техническом состоянии комплектов, оценивает полное техническое состояние
ВРЛ.
Состояние «ИСПРАВНО» ВРЛ формируется:
- при получении из ПВО информации об исправном состоянии
обоих комплектов;
73
- при отсутствии отказов после проверки информации, полученной устройством автоматики по шинам управления рабочего и дежурного КАСК обоих комплектов;
- при отсутствии отказов аппаратуры заградогней, двигателей, источников дежурного напряжения, ИБП.
Состояние «ПОВРЕЖДЕНИЕ» ВРЛ формируется:
- при отсутствии состояния «ОТКАЗ» ВРЛ и при неисправности,
хотя бы одного устройства из вышеперечисленных;
- при отказе кондиционеров;
- при отклонении температуры в аппаратной (< 100 С, > 300 С) и
колонне привода (< 00 С, > 650 С);
- при включении блокировок.
Состояние «ОТКАЗ» ВРЛ формируется при отказе обоих комплектов,
обоих двигателей, при отказе всех источников дежурного напряжения (4 шт.).
Сформированную информацию о ТС ВРЛ устройство автоматики
транслирует в КАСК для передачи в ПВО и далее потребителям, а также на
ПУ блока управления для индикации.
При выборе местного управления (МУ) на передней панели БУ возможно автоматическое включение, выбранного в качестве основного, шкафа
запросчика в режиме РАБОТА (РАБ). В режиме РЕМОНТ (РЕМ) – ШЗ включается с панели шкафа (рис.4.16).
Рис.4.16. Передняя панель шкафа запросчика
На панели шкафа запросчика ШЗ расположены органы световой индикации статуса (СД Осн), технического состояния (Испр, Повреж, Отказ),
включения питающих напряжений 220В 50 Гц и дежурного напряжения
+27В. На разъёмы ПАДАЮЩ и ОТРАЖ выведены для контроля огибающие
ВЧ сигналов от передатчиков каналов запроса и подавления.
74
Автоматизированная система контроля и управления ВРЛ
Для поддержания ВРЛ в рабочем состоянии, контроля его технического
состояния и управления служит автоматизированная система контроля и
управления (АСКУ) (рис.4.17).
В состав АСКУ входят:
- аппаратура контроля и управления двигателями привода вращения антенны;
- аппаратуры контроля и управления заградогнями;
- АСКУ каждого шкафа запросчика;
- блок управления;
- терминалы МТ, ДТ, ВТ.
Рис.4.17.Структурная схема автоматизированной системы контроля и управления ВРЛ
Аппаратура контроля и управления двигателями расположена в
распределительном щите и обеспечивает:
- присвоение статуса «ОСНОВНОЙ/РЕЗЕРВНЫЙ» каждому из
двигателей переключателем «ИСХ. КОНФИГУРАЦИЯ»;
- включение одного двигателя;
- автоматическое изменение статуса при отказе основного двигателя (снятие питания с отказавшего, подачу питания и включение другого двигателя);
- формирование сигналов технического состояния двигателей.
Аппаратура контроля и управления заградогнями обеспечивает
управление включением и отключением заградогней (автоматическое или
75
ручное) и формирование сигналов информации о их ТС и конструктивно расположена в РЩ.
В состав каждого шкафа запросчика входят:
- индивидуальные схемы контроля отдельных ячеек;
- дежурный и 2 рабочих контроллера АСК;
- каналы связи КАСК с ПВО и БУ;
- процессор вторичной обработки;
- каналы связи ПВО с терминалами;
- панель управления шкафом запросчика.
Принцип работы
Управление ВРЛ заключается в приеме команд управления с местного
(дистанционного) терминала или с панели блока управления: «ВКЛЮЧИТЬ
ВРЛ», «ОТКЛЮЧИТЬ ВРЛ», присвоить статус основного «1 КАНАЛУ» или
«2 КАНАЛУ», «ВКЛЮЧИТЬ/ОТКЛЮЧИТЬ ЗО». Эти команды с терминала
по линиям связи поступают на ПВО, а с него, через дежурный КАСК, в устройство автоматики БУ, которое формирует управляющие сигналы:
- включения/отключения низкочастотной и высокочастотной аппаратуры каждого шкафа запросчика;
- включения/отключения двигателя привода;
- включения/отключения ЗО;
- выбора высокочастотных трактов, подключаемых к антенной
системе;
- выбора канала передачи радиолокационной информации.
По команде «ВКЛЮЧИТЬ ВРЛ» начинается этап рабочего включения
аппаратуры шкафа запросчика с одновременным включением двигателя привода вращения антенны. По команде «ОТКЛЮЧИТЬ ВРЛ» происходит возврат на этап предварительного включения. Команды «ВКЛ. ЗО/ОТКЛ. ЗО»
блок управления транслирует в распределительный щит для формирования
сигналов управления заградогнями.
Основная часть ячеек ВРЛ имеет встроенный самоконтроль по сигналам самих ячеек. В результате самоконтроля вырабатываются сигналы двух
видов:
- для индикации на передней панели ячейки;
- для передачи на контроллеры АСК.
Индикаторы на передних панелях свидетельствуют либо об исправности ячейки (индикаторы зелёного цвета), либо об отказе (индикаторы красного цвета). На ПрО и контроллерах АСК индикаторы зелёного цвета, при исправных устройствах мигают с частотой f = 1 Гц. Сбор информации о техническом состоянии устройств со схем самоконтроля отдельных ячеек осуществляют 2 рабочих КАСК (1 – в передатчике, 1 – в приемнике) одного ШЗ. Эта
76
информация поступает на ПВО. Он анализирует эту информацию и формирует сигнал технического состояния комплекта (ИСПРАВНО, ПОВРЕЖДЕНИЕ, ОТКАЗ).
При формировании сигналов учитывается:
- ТС отдельных ячеек, датчика угла положения антенны, соответствующих трактов ВЧ МД;
- ТС каналов взаимодействия ПВО с абонентами;
- результаты контроля приёмников;
- результаты контроля пеленгационной характеристики антенны;
- результат контроля характеристик шкафа запросчика по контрольному ответчику.
Сформированная в ПВО информация о ТС ШЗ, поступает на местный
(дистанционный) терминал и, через рабочий КАСК ПРД, передаётся в блок
управления. БУ получает информацию о ТС обоих комплектов ШЗ. На основе этой информации и в зависимости от команды управления и статуса, БУ
принимает решение о текущем статусе и формирует сигнал переключения на
резерв при отказе основного комплекта. Переключение осуществляется только на исправный комплект. Если при отказе основного комплекта другой
комплект уже находится в состоянии отказа, переключения не произойдет.
При этом питание с отказавшего комплекта не снимается. Информация о
присвоении статуса поступает на оба ПВО.
Кроме информации о техническом состоянии обоих шкафов запросчика, блок управления получает с распределительного щита информацию о
техническом состоянии двигателей, аппаратуры заградительных огней, источника бесперебойного питания, кондиционеров, а также данные с датчиков
температуры в колонне привода и аппаратной, данные с датчиков пожара и
дыма, данные о блокировках, вскрытия аппаратной и колонны привода.
На основе полученной информации, БУ формирует интегральную
оценку технического состояния всего ВРЛ, которая через дежурные контроллеры АСК, передаётся в процессоры вторичной обработки обоих комплектов.
ПВО транслирует информацию о ТС своего комплекта и всего ВРЛ для отображения на экранах терминалов МТ, ДТ. Появление отказа в любом элементе АСКУ вызывает звуковую сигнализацию на терминалах, с целью привлечения внимания персонала. Этот сигнал может быть отключён посредством
выполнения определённых пультовых операций на МТ, ДТ.
Местный терминал
Местный терминал (МТ) предназначен:
- для управления локатором в режиме «МТ»;
- для отображения на экране монитора местного терминала радиолокационной информации и информации о техническом состоянии
77
всего ВРЛ и его составных частей;
- для документирования технического состояния и радиолокационной информации радиолокатора.
МТ представляет промышленный персональный компьютер фирмы
Advantech и состоит из системного блока и периферийных устройств
(рис.4.18).
Системный блок включает:
- процессор Pentium-133 с радиатором и вентилятором;
- 2 модуля памяти SIMM емкостью 16 Мб;
- плату дисководов, с накопителем на жёстком диске емкостью 4,3 Гб,
накопителем для гибкого магнитного диска емкостью 1,44 Мб;
- плату сетевого адаптера Ethernet.
К периферийным устройствам относятся: монитор, размером 15 дюймов типа SVGA; клавиатура 104 KCY; манипулятор «мышь»; принтер матричный А4.
Краткая характеристика составных частей компьютера
Процессор – основная часть компьютера, выполняет все арифметические, логические операции и обрабатывает информацию с высокой скоростью (133 миллиона операций в секунду).
Оперативная память (ОЗУ) – из неё процессор берёт программы и
исходные данные для обработки, а в неё записывает полученные результаты.
Контроллеры и шина. Чтобы процессор работал, необходимо чтобы в
его ОЗУ находились программа и данные. А попадают они туда из различных
устройств: клавиатуры, дисководов и др. Скорость работы внешних устройств значительно ниже скорости работы процессора и ОЗУ. Поэтому для
работы компьютера необходим обмен информацией между ОЗУ и внешними
устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом и осуществляется
через контроллеры (адаптеры) и системную шину данных.
Монитор – устройство, осуществляющее вывод информации для чтения. Здесь применён цветной монитор 15 дюймов типа SVGA с разрешающей
способностью 1024 * 768 точек по горизонтали и вертикали соответственно.
Клавиатура вводит цифровую, текстовую информацию в компьютер.
Манипулятор «мышь» служит для ввода информации в ПК.
Принтер – устройство, необходимое для вывода текстовой информации на печать, применён принтер формата 4.
Технические характеристики МТ:
- тактовая частота процессора – 133 МГц;
- объём оперативной памяти – 32 Мб;
- объём памяти на жёстком диске – 4,3 Гб;
- питание от сети 220 В 50 Гц;
- потребляемая мощность:
78
системного блока – 100 Вт,
монитора – 80 Вт,
принтера – 100 Вт.
СИСТЕМНЫЙ
ИСТОЧНИК
ПИТАНИЯ
МОДУЛЬ
ПАМЯТИ
SIMM
16 Мб
ПРОЦЕССОР
PENTIUM 133
БЛОК
НАКОПИТ.
для жесткого
диска
НАКОПИТ.
для гибкого
диска
КОНТРОЛЛЕР
КОНТРОЛЛЕР
ШИНА ДАННЫХ
КОНТРОЛЛЕР
МОНИТОРА
КОНТРОЛЛЕР
ПРИНТЕРА
КОНТРОЛЛЕР
«МЫШИ»
КОНТРОЛЛЕР
КЛАВИАТУРЫ
МОНИТОР
15 дюймов
SVGA
ПРИНТЕР
А4
МАНИПУЛ.
МЫШЬ
КЛАВИАТ.
104 key
СЕТЕВОЙ
АДАПТЕР
ПВО 1,
ПВО 2
Рис.4.18. Блок – схема персонального компьютера
Программное обеспечение местного терминала построено на основе
быстродействующей многозадачной операционной системы реального времени QNX – 4 с использованием графической оболочки FOTON для организации интерфейса пользователя.
Взаимодействие МТ с обоими процессорами вторичной обработки
осуществляется по локальной сети Ethernet, с манипулятором – через порт RS
232, а с принтером – через параллельный порт. Монитор и клавиатура подключаются к контроллерам, установленным на системной плате.
При включении местного терминала автоматически загружаются рабочие программы с жёсткого диска в ОЗУ и осуществляется начальное тестирование программного обеспечения и аппаратуры МТ. После этого на экране
монитора появляется окно технического состояния ВРЛ. Пользователь может
отобразить техническое состояние ВРЛ в целом и ТС составных частей, а
также радиолокационную информацию, выдаваемую локатором. В режиме
79
управления с МТ можно задавать команды управления ВРЛ. Информация
пользователю предоставляется с помощью окон:
- окна технического состояния всего ВРЛ;
- окна ТС составных частей;
- окна ТС отдельной составной части.
Управление отображением окон ТС локатора осуществляется клавиатурой или манипулятором «мышь».
4.4.2. Электропитание ВРЛ. Система бесперебойного питания
Электропитание ВРЛ осуществляется от основной и резервной четырехпроводной трехфазной сети 380 В 50 Гц с глухозаземленной нейтралью.
Питание ВТ, ДТ(АСС) и контрольного ответчика осуществляется от однофазной сети 220 В 50 Гц.
Силовое напряжение поступает на распределительный щит по двум
фидерам. В РЩ производится контроль входных напряжений, коммутация
фидеров, распределение питания по потребителям с защитой сетей от перегрузок автоматическими выключателями и плавкими вставками.
Для обеспечения стабильного и непрерывного питания основной аппаратуры ВРЛ (двигателей, РЩ, модуля РЛС, МТ и заградогней) используется
система бесперебойного питания.
4.4.2.1. Первичное электропитание ВРЛ
Щит распределительный
Распределительный щит (РЩ) предназначен для обеспечения электропитанием потребителей: модуля РЛС, электродвигателей привода вращения
антенны, систем жизнеобеспечения и безопасной работы ВРЛ.
Аппаратура РЩ обеспечивает:
- автоматическую коммутацию основной и резервной 3 - фазных сетей
380/220 В 50 Гц;
- независимое питание двух шкафов запросчика;
- питание привода вращения с плавным пуском, резервированием и защитой электродвигателей привода;
- питание цепей автоматики и управления дежурным напряжением от
резервируемых дежурных источников +27 В;
- питание аппаратуры всего ВРЛ от источника бесперебойного питания
в течение не менее 10 минут;
80
- питание и управление включением систем обогрева и вентиляции аппаратной и колонны привода;
- питание и автоматическое управление заградительными огнями;
- питание МТ, вспомогательного оборудования;
- автоматическое отключение сетей питания при наличии сигналов
«ПОЖАР» и «АВАРИЙНОЕ ОТКЛ. СЕТИ»;
- срабатывание блокировок вращения и излучения в ситуациях несанкционированного вскрытия и их сигнализацию;
- индивидуальное изменение режима работы двигателей привода вращения антенны «РАБОТА/РЕМОНТ».
В состав распределительного щита входят:
- А2…А5 - 4 выпрямителя, вырабатывающих напряжение U = + 27 В;
- А6…А7 - 2 регулятора напряжения с устройствами управления;
- А8, А10 - 2 устройства управления электродвигателями;
- А9 - устройство включения;
- контакторы, реле и другие элементы распределительного щита.
Принцип работы
Выпрямители А2, А3 вырабатывают дежурное напряжение (U = +.27В
деж.), а выпрямители А4, А5 – U = + 27В ИБП. Эти напряжения используются для питания элементов автоматики ВРЛ.
Регуляторы напряжения (А6, А7) обеспечивают плавное нарастание
напряжения на входе электродвигателей привода вращения антенны при помощи симметричных тиристоров. Устройство управления регулятором напряжения, входящее в его состав, формирует пилообразное напряжение в течение 0,5 … 1 сек., что обеспечивает плавный пуск электродвигателей. Через
5 … 10 сек. регуляторы напряжения блокируются, и напряжение U = 380/220
В напрямую поступает на электродвигатели.
Устройство управления электродвигателями (А8, А10) обеспечивает
контроль токов через электродвигатели и отключение их при перегрузке, при
отсутствии одной фазы входного напряжения, с помощью устройства включения А9. Отключение двигателей происходит и при перегреве с помощью
сигнала терморезистора.
4.4.2.2. Система бесперебойного питания
Основным элементом системы бесперебойного питания является источник бесперебойного питания(ИБП).
81
ИБП служит:
- для осуществления стабильного и непрерывного питания аппаратуры
ВРЛ (модуля РЛС, МТ, аппаратуры РЩ, двигателей антенны, заградогней);
- защиты от всех форм помех в сетях электропитания.
В качестве источника бесперебойного питания применяется ИБП типа
D15-33 фирмы Victron или Lanpro33/10 фирмы IMV Invertomatic Technology.
Технические характеристики ИБП:
- входное напряжение - 3 фазы напряжения U =380…400 В 50 Гц;
- выходное напряжение - 3 фазы U = 380/220 В 50 Гц;
- выходная мощность - 12 кВт;
- номинальное постоянное напряжение стандартного блока аккумуляторных батарей - 360 В;
- емкость одной аккумуляторной батареи - 12 А/час;
- стандартное время автономной работы ВРЛ от ИБП:
а) при 50 % нагрузке ≤ 30 мин.;
б) при 100% нагрузке ≤ 15 мин.;
- масса с (батареями) - 455 кг;
- размеры: 1355 * 430 * 915 мм.
Принцип работы
Источник бесперебойного питания (рис.4.19) хранит электроэнергию
аккумуляторной батареи в виде энергии постоянного тока. Это позволяет использовать её для кратковременного питания аппаратуры даже в случае полного отключения электрической сети. При нормальных условиях работы напряжение от 3 - фазной входной сети выпрямляется входным выпрямителем
и поступает на выходной преобразователь и сглаживающий фильтр для заряда аккумуляторов.
Выходной преобразователь преобразует постоянное напряжение входного выпрямителя (при работе от сети) или аккумуляторов (при пропадании
сети), в переменное синусоидальной формы частотой 50 Гц. Это напряжение
через высокочастотный фильтр поступает в нагрузку.
Вторичное электропитание ВРЛ
Вторичное электропитание приёмо-передающей аппаратуры производится от источников питания, размещённых непосредственно в секциях
шкафов запросчиков и в секции источников питания (рис.4.20).
В секции источников питания размещены источники К.00.10, 0.02.16,
переключающий усилитель К.11.07 и источник питания К.00.30.
82
Источники питания К.00.10 (8 шт.) секции источников питания обеспечивают напряжением U = +5В и U =  50В 8 усилителей мощности (УМ)
канала запроса и 8 УМ канала подавления.
Источник питания 0.02.16 обеспечивает напряжениями U=5 В, U =
 15 В дежурный КАСК в секции ПРД и работает от дежурного напряжения
U = +27 В.
Рис.4.19. Источник бесперебойного питания
Усилитель переключающий КВЧ МД К.11.07 управляет тремя переключателями комплектов каналов  ,  и  в модуле РЛС. На вход усилителя поступает логический уровень (0 или 1) переключения комплектов
(ОСН/РЕЗ) из БУ, соответствующий статусу данного комплекта. Усилитель
имеет 3 выхода для управления каждым каналом. Контроль усилителя осуществляется по каждому каналу.
Сигнал «ОТКАЗ» в каждом канале формируется, если:
- отказал переключающий усилитель;
- короткое замыкание нагрузки;
- обрыв нагрузки (хотя бы одного р-i-n диода).
Для контроля используется 3 шины опроса и одна шина контроля.
Устройство управления переключателем К.00.30 содержит источник
напряжения +160 В, который используется для питания переключателей комплектов в ВЧ трактах МД и усилитель, формирующий сигналы для индикации
технического состояния комплекта на панели шкафа запросчика.
83
Рис.4.20. Структурная схема секции ИП
5. Особенности эксплуатации ВРЛ «Крона»
5.1. Развёртывание и ввод в эксплуатацию
ВРЛ поставляется и монтируется на позиции заказчика на основе индивидуального проекта его размещения и сопряжения с другими системами
представителями завода – изготовителя или подрядной организацией.
Изделие в эксплуатацию поступает после выполнения монтажных, пуско-наладочных и приемо-сдаточных работ. Изделие должно быть сопряжено с внешними системами и КДП, отъюстировано и адаптировано к местности с целью обеспечения наилучших характеристик по переотражениям и
помехам. Соответствующие технические параметры должны быть отражены в протоколах приемо-сдаточных испытаний.
Акт о приемке изделия в эксплуатацию свидетельствует о том, что изделие готово к использованию. В дальнейшем никаких подготовительных
работ к использованию не требуется.
84
5.2. Техническое обслуживание ВРЛ
Для технического обслуживания изделия используется календарный
принцип, в соответствии с которым техническое обслуживание проводится
через определенные календарные сроки независимо от наработки изделия
(ТО-1 и ТО-2), в сочетании с принципом обслуживания по фактическому состоянию (ФС), при котором операции по обслуживанию изделия проводятся
в зависимости от технического состояния изделия.
Регламент технического обслуживания предусматривает следующие
виды технического обслуживания аппаратуры ВРЛ:
- месячное ТО - ТО-1;
- годовое ТО - ТО-2;
- по фактическому состоянию изделия - ФС.
Таблица 5.1
№
п/п
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Наименование
Приборы
Ваттметр поглощаемой мощности
Генератор сигналов высокочастотный
Генератор импульсов
Осциллограф
Прибор комбинированный
Частотомер
Принадлежности
Нагрузка
Ответвитель направленный
Ответвитель направленный
Переход
Переход
Переход
Аттенюатор
Трансформатор
Уровень брусковый
Термометр оконный диапазон измерений от минус 50 до +500 С
Тип
Количество
М3-95
1
Г4-76А
1
Г5-60
С1-116
Ц4353
Ч3-63/1
1
1
1
1
ИЦРВ.468548.005
ТЖ2.243.317
ТЖ2.243.327
СР-50-95ФВ
ТЖ2.236.251
ТЖ2.236.259
ТЖ2.243.120
ТЖ2.240.025
150 - 0,15 ГОСТ 939289
ТБ-38-ММ ТУ251102.014-82
2
1
1
2
2
1
1
1
1
1
Работы по фактическому состоянию производятся при следующих обстоятельствах:
- наличие пыли, грязи или влаги на поверхностях аппаратуры и электроагрегатов;
- нарушение (обрывы) заземляющих проводников;
- наличие коррозии, нарушение лакокрасочных покрытий;
- снижение дальности действия ВРЛ;
85
- появление большого количества ложных отметок;
- ухудшение точности измерения координат ВС;
- нарушение правильности действия систем управления ВРЛ и его параметрами.
Приборы и принадлежности, используемые при проведении регламентных работ
Объемы и периодичность ТО ВРЛ
В ВРЛ Крона предусмотрены обязательные виды работ по техническому обслуживанию аппаратуры. Перечень работ приведен в табл.5.2.
Результаты проведения технического обслуживания отражаются в соответствующем разделе формуляра ВРЛ.
Перечень работ по техническому обслуживанию ВРЛ Крона
Таблица 5.2.
Наименование объекта ТО и работы
Шкафы и устройства аппаратуры, электроагрегаты(РЩ, СБП,
ЭВМ, мониторы, принтеры, кондиционеры и др) Внешний
осмотр, удаление пыли и влаги с поверхности
Виды ТО
ТО-1
ТО-2
ФС
+
+
+
-
+
-
Межшкафный и наружный монтаж, Осмотр на отсутствие механических повреждений и удаление пыли с поверхности кабелей
Защитные покрытия. Удаление следов коррозии и восстановление защитных покрытий
Проверка плотности затяжки ВЧ соединителей
-
+
+
-
+
-
Проверка отсутствия механических повреждений ВЧ кабелей
-
+
-
Осмотр и чистка контактов
Пожарная сигнализация. Проверка срабатывания сигнализации
Включение светоограждения: ручное; автоматическое
Охранная сигнализация. Проверка срабатывания сигнализации
Антенная система. Горизонтирование антенны
Проверка работы контура безопасности
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
-
-
Анемометр АС-1. Проверка работоспособности
ВРЛ. Проверка работоспособности по установленным параметрам
+
Проверка выходных напряжений +28 В выпрямителей РЩ
+
86
5.3. Лётная проверка ВРЛ
В зависимости от задач летные проверки наземных средств РТОП подразделяются на следующие виды:
- при вводе в эксплуатацию;
- периодические;
- специальные.
Для РЛС проводятся лётные проверки при вводе в эксплуатацию и специальные проверки.
Программы и порядок проведения лётных проверок определяется Федеральными авиационными правилами «Лётные проверки наземных средств
радиотехнического обеспечения полётов, авиационной электросвязи и систем
светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации» и Методическими рекомендациями по лётным проверкам наземных средств радиотехнического обеспечения полётов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации.
Летные проверки наземных средств РТОП, связи и систем ССО выполняется в полете подготовленным для этого летным экипажем на воздушном
судне-лаборатории, оборудованном специальной аппаратурой летного контроля, принятой на оснащение в гражданской авиации и имеющей сертификат о калибровке.
Организация, осуществляющая эксплуатацию наземных средств РТОП
и связи, предоставляет экипажу воздушного судна-лаборатории:
- аэронавигационный паспорт аэродрома (инструкцию по производству
полетов в районе данного аэродрома/аэроузла);
- материалы предыдущей летной проверки средств;
- координаты места установки средства РТОП в системе WGS-84;
- координаты контрольных ориентиров в системе WGS-84 и полярной
(азимут, дальность) системе координат;
Подготовка наземных средств РТОП к летной проверке выполняется с
таким расчетом, чтобы за 30 минут до взлета воздушного судна-лаборатории
все виды регулировочных работ были прекращены, аппаратура проверена и
включена в работу в режиме, предусмотренном руководством (инструкцией)
по эксплуатации данного оборудования.
Основным документом отчета по летной проверке наземных средств
РТОП является акт летной проверки.
В акте летной проверки отражаются:
- наименование организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП;
- наименование, тип и заводской номер проверяемого средства или системы;
87
- магнитный курс посадки – для радиомаячных систем инструментального захода воздушных судов на посадку, посадочных радиолокаторов, оборудования системы посадки и системы светосигнального оборудования аэродрома;
- сроки проведения и вид летной проверки;
- наименование авиационного предприятия, использующего ВСЛ;
- тип и бортовой номер воздушного судна-лаборатории;
- тип и заводской номер аппаратуры летного контроля;
- возможность использования проверенного средства или системы для
обеспечения полетов воздушных судов:
средство, которое излучает в пространство сигналы, соответствующие
установленным стандартам в пределах зоны действия, - пригодное для эксплуатации без ограничений;
средство, излучающее в пространство сигналы, которые не во всех отношениях или не во всех секторах зоны действия соответствуют установленным стандартам, - пригодное для эксплуатации с ограничениями;
средство, излучающее в пространство сигналы неизвестного качества,
не соответствующие установленным стандартам, - непригодное для эксплуатации.
Акт летной проверки утверждается руководителем организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП.
Лётная проверка ВРЛ проводится по следующей программе ввода в
эксплуатацию (табл. 5.3):
Таблица 5.3.
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
Наименование параметра,
характеристики
Продолжительность полетов
ВСЛ, час
Примечание
Выбор оптимального угла
Проводится только для
наклона антенн РЛС
2,0
одной трассы (коридора)
ЗД ВРЛ и вероятность правильного обнаружения в реДля максимальной высоты
жимах: «УВД»
1,5
полета ВСЛ (Н = 6000«RBS»
1,5
7000 м или 9000-11000м )
Среднеквадратическая
Измерения выполняются в комплексе с полетаошибка измерения коорди- ми по п. 2 таблицы
нат ВС
Эффективность работы сисПроверка
выполняется
тем подавления боковых лепри радиальных, орбитальпестков, переотраженных
2,0
ных полетах и полетах с
сигналов
набором высоты и со снижением ВСЛ
Итого:
Полетное время рассчитано
на один комплект РЛС
7,0
для одной воздушной трассы (коридора).
88
Примечание. Летная проверка ВРЛ проводится для основного и резервного комплектов оборудования радиолокатора (при наличии) по всем обслуживаемым воздушным трассам.
Выбор оптимального угла наклона антенны РЛС осуществляется
при выполнении горизонтального полета ВС на высотах 1000 - 1500 м
(3300 – 5000 фут), но не ниже безопасной и высотах 3200 - 3800 м
(10000 - 12500 фут) в зависимости от топографических условий местности. Полеты выполняются в направлении «ОТ» РЛС до момента устойчивого пропадания отметки от ВС на экране отображения радиолокационной
информации на максимальную дальность по одному из направлений в соответствии с аэронавигационным паспортом аэродрома/аэроузла (инструкцией по производству полетов) и «НА» РЛС с точным проходом
ВСЛ над радиолокатором. На каждой высоте выполняется по два захода
ВС при работе РЛС на основную и резервную антенны или первого и второго комплектов оборудования радиолокатора при работе их на разные антенные системы.
Рис.5.1.а. Схема маневрирования при полёте ВСЛ в направлении «ОТ» ВРЛ
По экрану отображения радиолокационной информации на каждом обзоре антенны РЛС проводится наблюдение за отметками от ВС и по их наличию и качеству определяется зона обзора радиолокатора в вертикальной
плоскости. По минимальной и максимальной дальности обнаружения ВС
проверяется установка оптимального угла наклона основной и резервной антенн радиолокатора в вертикальной плоскости. При проверке вторичного
канала бортовая аппаратура (приемоответчик) работает в одном из режимов
«УВД» или «RBS».
89
Зона действия и вероятность правильного обнаружения ВРЛ определяются в два этапа.
На первом этапе, с использованием ВСЛ, определяются потенциальные характеристики радиолокационной станции, приведенные в эксплуатационной документации на проверяемый тип ВРЛ - зона действия (дальность
действия) и точностные характеристики радиолокатора.
Рис.5.1.б. Схема маневрирования при полёте ВСЛ в направлении «НА» ВРЛ
На втором этапе, с использованием реального воздушного движения (рейсовых ВС), проводится более полный сбор информации для определения вероятностных характеристик ВРЛ и построения графика зоны
действия (дальности действия).
Зона действия и вероятность правильного обнаружения РЛС с использованием ВСЛ определяются при маневрировании ВСЛ по воздушным
трассам (коридорам) максимально приближенным к радиальным по отношению к месту установки АФУ РЛС с минимальными углами закрытия в направлении «ОТ» РЛС до пропадания отметки от ВСЛ и «НА» РЛС с точным
проходом над позицией установки радиолокатора на минимальном и промежуточном эшелонах, характерных для данного района УВД. Типовые схемы
маневрирования приведены на рис.5.1.а,б.
Для каждой высоты полета, отдельно при маневрировании ВСЛ «ОТ» и
«НА» РЛС, оценивается частота обнаружения, определяемая как отношение
числа обнаружений на отрезке маршрута к количеству оборотов антенны за
промежуток времени, в течение которого ВС пролетает этот отрезок (т.е.
к максимально возможному количеству обнаружений на данном отрезке
маршрута). Расчет частоты обнаружений проводится по отношению к
90
отрезку маршрута протяженностью, равной 10 км (так называемое «подвижное окно»). Внутри «подвижного окна» для всех полетов на данной высоте, отдельно «НА» и «ОТ» РЛС, выполняется не менее 40 отсчетов (с учётом информации, полученной при наблюдении за реальным воздушным
движением в соответствии с методикой, приведенной в пункте 30). Результат
расчета относится к точке маршрута, соответствующей середине «подвижного окна». Передвигая «подвижное окно» по трассе полета, определяется частота обнаружения, соответствующая каждой точке маршрута (пройденного
ВС расстояния). Шаг перемещения «подвижного окна» по дальности соответствует перемещению воздушного судна между последовательными
зондированиями (облучениями) диаграммой направленности антенны РЛС.
Результаты считывания информации и вероятность обнаружения для полетов «ОТ» (Pi) и «НА» (Pj) РЛС по первичному и вторичному каналам (режим «УВД» и режим «RBS») отдельно заносятся в таблицу.
По полученным результатам рассчитывается вероятность обнаружения
при полётах НА и ОТ ВРЛ
Pi(j) = Nобн./Nобщ. , где
Nобн. - количество реальных обнаружений ВС.
Nобщ - количество обнаружений и количество пропусков отметки от ВС;
Суммарная вероятность обнаружения ВС на всем интервале наблюдения (дальности действия РЛС) при полетах «ОТ» и «НА» РЛС рассчитывается по формуле:
PΣ = (Σ Pi + Σ Pj)/( n + m, где
Pi - значения вероятностей обнаружения цели при полетах ВС «ОТ» РЛС;
Pj - значения вероятностей обнаружения цели при полетах ВС «НА» РЛС;
(n + m) - общее количество наблюдений при полетах «ОТ» и «НА» РЛС.
Минимальная дальность действия РЛС (Rmin) для каждой высоты полета ВС определяется по пропаданию или появлению отметки от ВС на
экране. отображения радиолокационной информации при полетах ВСЛ
точно над позицией установки РЛС путем усреднения результатов, полученных при всех полетах.
Среднеквадратическая ошибка измерения координат ВС на экране отображения радиолокационной информации с использованием ВСЛ, оборудованного спутниковой навигационной системой - ГЛОНАСС/GPS, определяется при маневрировании ВСЛ по прямолинейным участкам воздушных трасс
максимально приближенным к радиальным. Данный метод рекомендуется как
приоритетный.
В процессе полета представитель испытательной бригады (представитель
ИТП РЛС) равномерно через каждые два оборота антенны для трассового ра-
91
диолокатора (три - для аэродромного) по каналу радиосвязи информирует БО
АЛК о местоположении ВСЛ, определяемом по экрану отображения радиолокационной информации, сообщая ему координаты ВСЛ по азимуту и дальности .
В моменты получения информации о координатах местоположения ВСЛ
бортовой оператор АЛК определяет координаты азимута и дальности ВСЛ с
помощью аппаратуры спутниковой навигационной системы - ГЛОНАСС/GPS,
фиксирует их в бортовом журнале и делает отметки соответствующих явлений
на регистрирующей аппаратуре.
Форма таблицы для заполнения информацией при проведении лётной
проверки РЛС.
Таблица 5.4.
Д,
км
1
400
395
390
…
380
375
370
365
360
…
…
200
195
190
…
…
90
85
80
…
…
50
…
…
20
…
Отметка от ВС_____
(тип ВС)
Борт .№ _______
2
Руководитель объекта
( должность лица, ответственного
фамилия) за эксплуатацию объекта)
i
Качество дополнительной
информации
номер ВС
высота, м
4
5
Наличие сигналов
от боковых лепестков, переотражённых сигналов
6
________________
_____________
_______
(наименование объекта)
(подпись)
(инициалы,
«____» ____________ 20____г.
92
Эффективность работы систем подавления боковых лепестков диаграммы направленности антенны РЛС и переотраженных сигналов определяется при выполнении ВСЛ:
радиальных полетов «ОТ» и «НА» РЛС по воздушным трассам (коридорам) в диапазоне высот от 2000 до 6000 м;
полетов с набором высоты и со снижением (по командам диспетчера
УВД);
орбитальных полетов радиусом 50 - 70 км от АФУ РЛС на высотах в
интервале от 4000 до 6000 м.
Проверка работы систем подавления сигналов по боковым лепесткам
диаграммы направленности антенны осуществляется при радиальных полетах
ВС относительно места установки АФУ РЛС. На РЛС включаются системы
подавления по запросу и ответу, а также ВАРУ в приемных устройствах радиолокационной станции в соответствии с эксплуатационной документацией на
проверяемый тип РЛС.
Визуальным наблюдением на экране отображения радиолокационной
информации диспетчера УВД оцениваются:
наличие координатной отметки от ВСЛ в направлении главного луча
диаграммы направленности антенны;
отсутствие ложных отметок от боковых лепестков диаграммы направленности антенны во всей зоне действия РЛС.
При наличии ложных отметок в одном из режимов работы РЛС принимаются меры для их исключения в соответствии с эксплуатационной документацией на конкретный тип РЛС.
Проверка работы систем подавления сигналов, переотраженных от местных предметов, осуществляется при орбитальных полетах ВСЛ.
По экрану отображения радиолокационной информации диспетчера
УВД проверяются наличие (отсутствие) ложных переотраженных отметок от
ВС (цели) и «привязанных» к ним формуляров сопровождения. При наличии
ложных переотраженных отметок принимаются меры для их исключения в
соответствии с эксплуатационной документацией на конкретный тип РЛС.
Зона действия РЛС в зонах ожидания аэродрома проверяется при
маневрировании ВСЛ по всем схемам этих зон в соответствии с требованиями аэронавигационного паспорта аэродрома/аэроузла (инструкции по производству полетов) на установленных высотах пилотирования ВС. По результатам проверки отрабатывается схема с указанием участков пропадания отметок от ВС (при наличии), а также фиксируется правильность прохождения
дополнительной информации.
По каждой схеме зон ожидания, на каждой высоте маневрирования ВС
выполняется по два захода ВСЛ по первичному и вторичному каналам (отдельно в режиме «УВД» и режиме «RBS») при работе РЛС на основную и
93
резервную антенны или на одну антенну для первого и второго комплектов
оборудования РЛС.
Требования ICAO к лётной проверке ВРЛ приведены в табл.5.5.
Таблица 5.5.
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
Требования и допуски к параметрам
Наименование параметра, характе- Единица
аэродромный
ристики
измерения Трассовый
Вариант Б1 Вариант Б2
2
3
4
5
6
Режим работы
УВД и RBS
ЗД ВРЛ в горизонтальной плоскости
*
*
*
(дальность действия):
км
*
*
*
максимальная, не менее
км
*
*
*
на высотах:
км
*
*
*
максимальной, Нмакс
км
*
*
*
км
промежуточной, Нпромеж
минимальной, Нмин
минимальная дальность действия
1,5
2,0
км
РЛС при снижении на посадочном
360
360
360
градус
курсе, не более
угол обзора антенны РЛС
Вероятность обнаружения ВС на
контролируемых маршрутах, не
0,9
0,9
0,9
менее
Выдача информации на рабочие
Наличие на экранах индикаторов РЛС инместа диспетчеров УВД
формации от ВС в зоне обслуживания
Среднеквадратическая ошибка определения координат ВС по выходу с АПОИ, не более:
азимут
градус
0,25
0,2
0,2
дальность
м
300
200
200
Разрешающая способность*:
Определяется ЭД на конкретный
по азимуту, не более
градус
тип ВРЛ
по дальности, не более
м
* Дальность действия определяется ЭД на конкретный тип ВРЛ
По результатам лётной проверки составляется акт, форма которого
приведена ниже.
94
Форма акта лётной проверки ВРЛ (реквизит «наименование организации»
пишется в соответствии с наименованием, указанным в учредительных документах
организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП и связи)
___________________________________________________________________________________________________
(наименование организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП и связи)
ПРЕДСТАВЛЯЮ НА УТВЕРЖДЕНИЕ
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель службы ЭРТОС__________ _______________________________________
лицо, ответственное за эксплуатацию средств РТОП)
_________________________
_________________________________________________
(наименование организации в соответствии с учредительными
документами организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП и
_________________________________
связи)
документами)
___________________________ _______________________
(подпись)
(наименование должности руководителя организации в соответствии с учредительными
__________________________ ________________________
(подпись)
(фамилия, инициалы)
(фамилия, инициалы)
М.П.
«____» ______________20___г.
«____» ______________20___г.
АКТ
летной
проверки
трассового
вторичного
радиолокатора
______________ в аэропорту __ _____________________
(тип РЛС)
(наименование аэропорта)
В период с « _______ » _____________ 20 __ г. по « »
20 __ г. экипажем
BCJI
____ борт. № __________ , оборудованным АЛК - ___________ № ___________
(тип ВС)
(тип АЛК)
(зав. номер)
_______________________ , проведена __________________________________
(наименование авиапредприятия - эксплуатанта ВСЛ)
(вид летной проверки: ввод специальная)
летная проверка _______ № ___________.
(тип ВРЛ)
(зав. номер)
Летную проверку выполняли:
Командир воздушного судна
__________________________
(фамилия, инициалы)
Бортовой инженер-оператор ____________________________________ .
(фамилия, инициалы)
Представитель испытательной бригады от КДП ______
(фамилия, инициалы)
Представитель испытательной бригады от УВД __________________ ,
(фамилия, инициалы)
Представитель монтажной организации ___________________________ .
(должность, наименование организации)
(фамилия, инициалы)
Руководитель объекта ____________ ____________________________________
(должность лица, ответственного
за эксплуатацию ВРЛ)
(наименование объекта)
(фамилия, инициалы)
95
Измерения параметров и характеристик ВРЛ _________ проводились в соответст(тип РЛC)
вии
с требованиями Федеральных
авиационных правил «Летные проверки наземных средств РТОП, связи и систем ССО аэродромов ГА», утвержденных приказом Минтранса России от 18 января 2005 г. № 1 (зарегистрирован Минюстом России 10 марта 2005 г., регистрационный № 6383).
Результаты измерений параметров и характеристик вторичного радиолокатора
приведены в таблице приложения к акту летной проверки ВРЛ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вторичный радиолокатор ВРЛ ________ , №_____в аэропорту____________
(тип РЛС)
(зав. номер)
(наименование аэропорта)
соответствует (не соответствует - указать причину) эксплуатационным требованиям и пригоден для обеспечения полетов без ограничений (с ограничениями - указать причину).
Приложения:
1.Протокол наземной проверки ВРЛ ___ , № ________ в I (2) экз. на________листах
(тип РЛС)
(зав. номер)
2.Протокол проверки бортового ответчика ______, №________в 1 (2) экз. на
(тип)
(зав. номер)
_______листах.
3. График углов закрытия ВРЛ ______ .
4. Расчетный график дальности действия ВРЛ __ в полярных координатах, скорректированный по результатам летной проверки и с нанесенными основными контролируемыми маршрутами (трассами) полетов ВС и границей зоны ответственности УВД.
5. Схемы контролируемых маршрутов (воздушных трасс) в соответствии с аэронавигационным паспортом аэродрома/аэроузла (инструкцией по производству полетов) с
указанием на них участков пропаданий отметок от ВС (при их наличии) и подтверждением соответствия графической информации.
6. Таблица - результаты измерений параметров и характеристик ВРЛ , № ___
в 2 (3) экз. на листах.
Все приложения в 1 (2) экземпляре - организации, осуществляющей эксплуатацию
вторичного радиолокатора ______ , - службе ЭРТОС. Пункт 6 приложения - авиационно(тип ВРЛ)
му
предприятию, на эксплуатации которого находятся
ВСЛ.
Акт составлен в двух (трех) экземплярах:
экз. № 1 - организации, осуществляющей эксплуатацию средств РТОП и связи (при
вводе радиолокатора ВРЛ в эксплуатацию - 2 экземпляра), - службе ЭРТОС;
экз. № 2 - авиационному предприятию, на эксплуатации которого находятся воздушные суда-лаборатории.
Летную проверку проводили:
Командир ВСЛ
«
(подпись)
Бортовой инженер-оператор
»
20_г.
(дата)
_____________ « ___ » _________ 20 __ г.
(подпись)
(дата)
Представитель испытательной бригады от КДП _________ « ___ » _________ 20 __ г.
(подпись)
(дата)
Представитель испытательной бригады от УВД _________ « ___ » ________ 20 ___ г.
(подпись)
(дата)
Представитель монтажной организации ______________ «_____ » _________ 20 _ г.
(должность, наименование организации)
(подпись)
Руководитель объекта_______________ ____________
(должность лица, ответственного
за эксплуатацию ВРЛ)
(наименование объекта)
(подпись)
(дата)
«____» 20_________ г.
(дата)
96
ПРИЛОЖЕНИЕ
к акту летной проверки трассового вторичного радиолокатора
Таблица. Результаты измерений параметров и характеристик ВРЛ_______,№______
(тип РЛС)
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
НАИМЕНОВАНИЕ
ПАРАМЕТРА,
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Ед. измерения
2
3
Оптимальный угол наклона ан- градус
тенны ВРЛ
км
ЗД поДмакс.,
вторичный канал при Р=0,9
режим «УВД» для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
ЗД по Д*макс.,
км
вторичный канал при Р=0,9
режим «RBS» для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
ЗД по Д*мин.,
км
вторичный канал при Р=0,9
режим «УВД» для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
ЗД по Д*мин.,
км
вторичный канал при Р=0,9
режим «RBS»для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
Среднеквадратическая ошибка
определения координат ВС*,
режим «УВД» по:
азимуту, А
градус
дальности, Д
м
Среднеквадратическая ошибка определения координат
ВС*, режим «RBS» по:
азимуту, А
градус
дальности, Д
м
Вероятность
прохождения
Р=0,9
информации о номере ВС*,
режим «УВД» для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
НОРМА
ЭД
4
№ трассы
5
(зав. номер)
РЕЗУЛЬТАТЫ
ИЗМЕРЕНИЙ
1 комплект 2 комплект
6
7
97
1
9
2
3
4
Вероятность прохождения Р=0,9
информации о номере ВС*,
режим «RBS» для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
10 Вероятность прохождения
Р=0,9
информации о Н полета
ВС*, режим «УВД» для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
11 Вероятность прохождения
Р=0,9
информации о Н полета
ВС*, режим «RBS»для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
12 Эффективность работы сис- Отсут- Сооттемы ВАРУ ВРЛ**
ствие
ветствие
пропа- ЭД РЛС
даний
коорди-
5
6
7
Бортовой инженер-оператор_____________________________ ______________
(фамилия, инициалы)
(подпись)
(дата)
« _______» ___ 20
г.
Представитель монтажной организации_____________________ __________
(должность, наименование организации)
(фамилия, инициалы)
(подпись)
«
___ »___________20 _ г.
(дата)
Руководитель объекта_____________________ __________________
(должность лица, ответственного
(наименование объекта)
(фамилия, инициалы)
(подпись)
за эксплуатацию ВРЛ)
« ______ » ____ 20
(дата)
* Норма максимальной и минимальной дальности действия трассового вторичного радиолокатора определяется эксплуатационной документацией на конкретный тип ВРЛ.
** В графах 6, 7 таблицы при нормальном функционировании системы ВАРУ
и отсутствии на экране индикатора диспетчера УВД ложных отметок от ВС отмечается, что работа системы ВАРУ соответствует требованиям эксплуатационной документации ВРЛ; при наличии на экране индикатора диспетчера УВД отдельных отметок, вызванных переотражениями от местных предметов, сигналами от боковых лепестков диаграммы направленности антенны ВРЛ, «перескоков» и привязки формуляров к ложным отметкам указываются координаты (А, Д и Нп), на которых наблюдались эти явления и причины, их вызвавшие.
г.
Список литературы:
1. Федеральные авиационные правила «Радиотехническое обеспечение
полетов и авиационная электросвязь. Сертификационные требования», ФАС
приказ 11 августа 2000 года № 248.
2. Руководство по радиотехническому обеспечению полетов и технической эксплуатации объектов радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи (РРТОП ТЭ-2000), ФАС приказ 11 августа 2000 года
№ 250.
3. Федеральные авиационные правила «Лётные проверки наземных
средств радиотехнического обеспечения полётов, авиационной электросвязи
и систем светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации»,
Министерство транспорта, приказ №118.01.2005
4. Анодина Т. Г., Кузнецов А. А., Маркович В. Д. Автоматизация
управления воздушным движением / Под ред. А. А. Кузнецова. М.: Транспорт, 1992. 280 с.
5 .Верещака А. И., Олянюк П. В. Авиационное радиооборудование. М.:
Транспорт, 1996. 344 с.
6. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации
Описание и работа Ч1, книга1
7. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации
Описание и работа Ч1, книга2.
8. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ1 ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Использование по назначению, Часть 2
9. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ2 ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Техническое обслуживание Часть 3
10. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ3 ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Текущий ремонт
11. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ 4ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Пультовые операции и отображаемая информация
12. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ5 ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Приложение а, характерные точки, осциллограммы.
13. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ6 ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Терминал местный , часть 6.
14. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ7 ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Терминал дистанционный , часть 7.
15. ИЦРВ. 461511.032-01.02рэ8 ВРЛ ««Крона»». Руководство по эксплуатации. Терминал выносной , часть 8.
16. ИЦРВ. 461511.032-01.02Э6 ВРЛ ««Крона»». Схема электрическая
общая
99
Содержание
1. Введение
2. Рекомендации ICAO и сертификационные требования
к основным характеристикам вторичных радиолокаторов
2.1. Назначение и характеристики систем вторичной радиолокации.
2.2. Сертификационные требования федеральных авиационных
правил РФ ФАП-2000 к вторичным радиолокаторам. Стандарты
и рекомендации ICAO по системам вторичной радиолокации
3. Принципы построения вторичных радиолокаторов
3.1.Принципы построения вторичных радиолокаторов
3.1.1. Структурная схема вторичного радиолокатора
3.1.2. Принципы кодирования сигналов ВРЛ
3.1.3. Запросные сигналы системы ВРЛ
3.1.4. Моноимпульсные ВРЛ. Система ВРЛ
с дискретно-адресным запросом
3.2. Принципы обработки ответных сигналов ВРЛ
3.2.1. Структура ответных сигналов режима УВД
3.2.2. Структура ответных сигналов режима RBS
3.2.3. Первичная обработка ответных сигналов ВРЛ
3.2.3.1. Дешифрация сигналов в режиме УВД
3.2.3.2. Принцип действия дешифратора УВД
3.2.3.3. Дешифрация ответных сигналов международного диапазона
3.3. Защита системы ВРЛ от ложных запросов и ложных ответов
3.3.1. Принципы защиты системы ВРЛ от ложных запросов
по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны
3.3.2. Амплитудный метод защиты ВРЛ от ложных ответов
3.3.3. Амплитудно-фазовый метод защиты ВРЛ от ложных ответов
4. Устройство и принцип работы ВРЛ «Крона»
4.1. Общие сведения о ВРЛ «Крона»
4.1.1. Назначение и тактико-технические характеристики ВРЛ
4.1.2. Принцип работы ВРЛ по структурной схеме
4.1.3. Требования к позиции ВРЛ «Крона»
4.2. Устройство и принцип работы ВРЛ «Крона»
4.2.1. Устройство и принцип работы антенной системы ВРЛ
4.2.2. Устройство и принцип работы высокочастотного тракта ВРЛ
«Крона»
4.3. Устройство и принцип работы шкафа запросчика ВРЛ «Крона»
4.3.1. Принцип работы передатчика ВРЛ
4.3.2. Устройство и принцип работы приёмников режимов УВД и RBS
4.3.3. Принцип работы секция синхронизации
4.4. Системы управления и электропитания ВРЛ «Крона»
3
4
6
8
8
8
10
12
13
17
17
21
24
24
25
27
30
30
34
36
38
38
38
42
46
47
47
50
51
53
56
63
68
100
4.4.1. Работа системы управления ВРЛ
4.4.2. Электропитание ВРЛ. Система бесперебойного питания
4.4.2.1. Первичное электропитание ВРЛ
4.4.2.2. Система бесперебойного питания
5. Особенности эксплуатации ВРЛ «Крона»
5.1. Развёртывание и ввод в эксплуатацию
5.2. Техническое обслуживание ВРЛ
5.3.Лётная проверка ВРЛ
6. Список литературы
68
77
77
78
81
81
82
84
96
101
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КОНКРЕТНАЯ АВИАЦИОННАЯ
ТЕХНИКА
ТРАССОВЫЙ ОБЗОРНЫЙ РАДИОЛОКАТОР 1Л118
КУРС ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 160905.65
«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ТРАНСПОРТНОГО РАДИООБОРУДОВАНИЯ»
102
Красноярск 2007
103
УДК 621.396.96
Трассовый обзорный радиолокатор 1Л118: курс лекций / В.И. Коломиец, Н.П. Филимонов.; -Красноярск.: Сибирский федеральный университет,
2007. – с.
В конспекте лекций рассматриваются основные принципы построения
трассового обзорного радиолокатора 1Л118.
На уровне структурных, функциональных схем описана работа основных систем РЛС.
При подготовке конспекта использованы материалы технических описаний и руководств по эксплуатации трассового обзорного радиолокатора
1Л118 и его модификаций.
Конспект лекций подготовлен к.т.н., доцентом Коломийцем В.И, к.т.н.,
доцентом Филимоновым Н.П.
104
1. Принципы построения первичных радиолокаторов
1.1. Принцип работы и структура первичного радиолокатора
Первичный импульсный радиолокатор при обнаружении радиолокационных целей по отражённым сигналам работает по следующему алгоритму (рис.1.1)
Рис.1.1. Схема процесса наблюдения первичного радиолокатора
Структурная схема импульсной первичной РЛС приведена на рис.1.2.
Передающая система РЛ формирует зондирующие импульсы, которые
излучаются антенной в зону действия. В промежутки времени между излучением происходит приём отражённых от объектов импульсов.
Приёмная система обеспечивает приём, усиление и согласованную
фильтрацию отражённых от радиолокационных целей сигналов.
Выходные сигналы приёмника обрабатываются с целью защиты от
пассивных помех в системе селекции движущихся целей и подаются в аппаратуру первичной обработки, позволяющую обнаруживать эхо-сигналы и измерять дальность R и азимут β отражающего объекта.
Дальность до радиолокационных целей измеряется временным методом по времени запаздывания отражённых импульсов.
Измерение азимута производится с использованием алгоритмов амплитудного метода радиоуглометрии по обнаруженному сигналу с использованием импульсов Север и масштабных азимутальных импульсов (МАИ), формируемых датчиком угла поворота антенны.
Синхронизатор предназначен для формирования импульсов запуска с
требуемой величиной периода повторения Тп, синхронизирующих работу передатчика, аппаратуры обработки и отображения РЛИ.
Антенный переключатель переключает совмещённую антенну с выхода
передатчика к входу приёмника и обратно при передаче и приёме.
105
Антенное устройство обеспечивает излучение в пространство зондирующих сигналов, приём отражённых и состоит из совмещённой приёмопередающей антенны и привода управления обзором зоны действия. Конструктивно в привод входит датчик угла (ДУ), формирующий информацию об
угловом положении диаграммы направленности антенны при обзоре зоны
наблюдения, например, импульсы Север и масштабные азимутальные импульсы МАИ при последовательном обзоре по азимуту и одновременном по
углу места.
Синхронизатор
Устройство
отображения
Передающая
система
Источники
питания
Антенный
переключатель
Аппаратура
защиты от помех
Приемная
система
А
Привод,
ДУ
Север
Аппаратура
передачи данных
Аппаратура
первичной
обработки
МАИ
на
КДП
Рис.1.2. Структурная схема импульсной первичной РЛС
Полученная РЛИ подаётся для контроля на местное устройство отображения и, через аппаратуру передачи данных, на систему автоматизации
или АСУВД КДП.
РЛИ от первичных РЛС представляет собой данные о координатах обнаруженных ВС, границ метеообразований и (или) оцифрованные видеосигналы с обнаружителя (так называемое «сырое эхо»).
1.2. Обнаружение радиолокационных сигналов
Принципы автоматического обнаружения радиолокационных сигналов
Устройства, осуществляющие автоматическое обнаружение воздушного объекта, относятся к классу решающих устройств, которые в результате
106
обработки сигнала приемного тракта выдают решение «есть цель» или «нет
цели». Когда на выходе приемного тракта наблюдается смесь «сигнал +
шум», то должно приниматься решение «есть цель»; в случае чистого шума –
решение «нет цели». Таким образом, устройство должно обладать способностью различать чистый шум и смесь.
Алгоритм работы обнаружителей базируется на различных критериях.
При использовании весового критерия осуществляется задержка импульсов
пачки отраженного сигнала на время, кратное периоду повторения с последующим их суммированием в соответствии с весовыми коэффициентами qi,
отражающими форму диаграммы направленности антенны. Аналитически
алгоритм определяется следующим образом
m
 xi qi  c ,
i 1
где т – число зондирований;
хi – значения, равные 0 или 1 (i = 1, …, т);
с – порог обнаружения.
Весовой метод обнаружения не нашел широкого применения в силу
сложности реализации.
Если принять qi = 1 (пачка прямоугольная), то обнаружение сводится к
подсчету числа «1» на т смежных позициях и сравнении полученной суммы
с порогом
m
 xi  c .
i 1
Этот алгоритм положен в основу безвесового или критерийного метода
обнаружения. Особенностью метода является необходимость двухпороговой
процедуры обнаружения: обнаружение отдельных импульсов пачки и обнаружение пачки. Для разделения сигнала и помехи используют различия по
амплитуде, длительности и протяженности по азимуту. Вначале отфильтровываются сигналы, амплитуды которых меньше порога обнаружения, затем
сигналы, не удовлетворяющие критерию по длительности импульсов и, наконец, сигналы, которые не имеют приемлемой протяженности пачки по
азимуту.
Процесс автоматического обнаружения начинается с преобразования
аналогового сигнала с выхода приемника в бинарно-квантованные сигналы.
Суть бинарного квантования состоит в следующем. Сигнал u(t) с выхода приемника (или детектора) подается на пороговое устройство. В момент,
когда сигнал превысит установленный порог u0, генерируется стандартный
107
импульс («единица»), длительность, величина и форма которого каждый раз
одинаковы (рис.1.3)
Таким образом, при бинарном квантовании решение представляется
функцией Z, которая принимает значение 0 или 1:
0  " нет цели";
Z 
1  " есть цель".
Рис. 1.3. Пояснение принципа бинарного квантования сигналов
В результате бинарного квантования осуществляется преобразование
сигнала в цифровую форму, что дает возможность впоследствии осуществлять обработку информации на цифровых ЭВМ.
Влияние помех в процессе бинарного квантования проявляется в том,
что могут появляться ложные единицы («ложные тревоги») или ложные нули
(«пропуск цели»). Поэтому величина порога U0 устанавливается исходя из
условий оптимальности, как это было указано ранее.
Как правило, радиолокационные станции работают таким образом, что
в процессе обзора пространства каждый объект облучается многократно, поэтому сигнал от объекта представляется не одним отраженным импульсом, а
пачкой импульсов. Обнаружение объекта по пачке дает лучшие результаты,
так как для выработки решения используется значительно больший объем
информации, нежели в случае одиночного сигнала. Действительно, многократное появление импульса на одном и том же участке развертки существенно повышает уверенность в том, что объект есть. Вместе с тем, вероятность события, что каждый раз на одном и том же месте будет возникать
ложный импульс, мала и, причем, тем меньше, чем более длительна эта последовательность.
108
Пачка квантованных сигналов представляется азимутальной последовательностью стандартных импульсов, а в цифровой форме – азимутальной
последовательностью нулей и единиц (рис.1.4). Величина NП называется шириной пачки: она равна числу позиций, на которых имеются единицы, при
условии, что шум отсутствует. Ширина пачки существенно меняется в зависимости от мощности принимаемого сигнала и уровня ограничения U0.
Рис.1.4. Радиолокационный сигнал:
а – пачка неквантованных сигналов; б – пачка б. к. с.;
в – пачка в цифровой форме
Часто для принятия решения используют не всю пачку, а только часть
из т позиций, так что т << NП. Это является алгоритмом оптимального обнаружения по методу «k из т». Процедура обнаружения методом «k из т» сводится к подсчету числа единиц на т рядом расположенных позициях, и если
число единиц будет больше некоторого установленного числа k (или хотя бы
ровно k), то выдается решение «есть цель».
Алгоритм достаточно просто реализуется в технике. Возможная функциональная схема решающего устройства для т = 3 представлена на рис.1.5.
Оно действует следующим образом. С квантизатора сигналы «ноль» и «единица» поступают на линии задержки ЛЗ, каждая из которых задерживает их
ровно на период повторения импульсов РЛС ТП. Далее сигналы суммируются
на сопротивлении R и результирующее напряжение подается на пороговое
устройство. Порог при помощи регулировок устанавливается такой величины, чтобы при поступлении на сопротивление одновременно k или более импульсов («единиц») устройство срабатывало и выдавало решение «есть
цель».
109
Рис. 1.5. Функциональная схема устройства обнаружения по алгоритму
k из т.
Здесь хj – выходной сигнал приемника, наблюдаемый на
фиксированном участке дальности
Структура обнаружителей бинарно-квантованных сигналов может быть
реализована следующим образом (рис.1.6)
Ux
ОбнаружеЦифровой
Пороговое
Счетчик
компараустройстUn
U0
Рис. 1.6. Структура обнаружителя пачки отраженных сигналов
Порог U0 выбирается из условия обеспечения заданной вероятности
ложной тревоги. При этом пороговое устройство реализует первый (амплитудный) критерий автоматического обнаружения. Критерий по азимутальной
протяженности пачки отраженного сигнала проверяется в цифровом компараторе. Для этого на один из входов компаратора подается код порога принятия решения Un, который формируется следующим образом. Число импульсов в ожидаемой пачке отраженного сигнала равно
M
Fn  Θ
6 о  Vвр об мин 
,
где Fn – частота повторения импульсов запуска РЛС;
 – ширина диаграммы направленности антенны РЛС;
6о – поправочный множитель;
Vвр – скорость вращения антенны РЛС.
110
Уровень порога Un устанавливается следующим образом
U n  1,5 M .
Таким образом, при выполнении обоих критериев принимается решение об обнаружении.
Алгоритмы автоматического обнаружения и измерения координат воздушных объектов предполагают обязательное разбиение зоны обзора на отдельные дискреты по дальности и азимуту (рис. 1.7).
Размер дискрет выбирается из следующих соображений. Минимальный
размер дискрета по дальности hD может быть ограничен величиной разрешающей способности по дальности. Максимальный размер дискрета по
дальности ограничен ошибками измерения дальности, которая составляет 1/2
hD.
Размер дискрета по азимуту определяется ошибками измерения координаты азимута. Обычно в РЛС эти дискреты задаются масштабными азимутальными импульсами (МАИ), число которых за обзор часто равно 4096 (212).
Аналоговый обнаружитель отраженных сигналов может быть реализован в соответствии со схемой, изображенной на рис. 1.8.
. Рис. 1.7. Дискретное пространство обзора
Ux
Входное
ПУ
U0
Линия
задержки
…
Сумматор
Un
Выходное
ПУ
Рис. 1.8. Обнаружитель пачки отраженного сигнала
Обнаруже-
111
Входное пороговое устройство обеспечивает нормировку входного
сигнала. Порог U0 выбирается в соответствии с заданной величиной вероятности ложной тревоги. Линия задержки многоотводная. Время задержки между отводами соответствует периоду повторения импульсов запуска. При
наличии импульсов отраженного сигнала в соответствующих периодах зондирования и при повышении их суммы установленного порога обнаружения
Un, принимается решение об обнаружении.
1.3.Измерение координат радиолокационных целей
Измерение дальности
Дальность до ВС оценивается на основе свойств распространения электромагнитных волн в диапазоне СВЧ (прямолинейность и постоянство скорости, равной скорости света). Измеряемым параметром является время запаздывания tз отраженного сигнала относительно излученного. Дальность
определяется следующим образом:
Д
сt з
,
2
где с – скорость распространения света.
Число 2 в знаменателе учитывает, что электромагнитная волна проходит путь от РЛС до объекта и от объекта до РЛС, т.е. дважды.
При неавтоматическом измерении дальности используется индикатор
кругового обзора (рис.1.9). Значение координаты отсчитывается относительно масштабных отметок дальности.
θα+dп/lр
4
330°
0°
30°
3
60°
300°
90°
270°
2
120°
240°
150°
1 210°
180°
112
Рис. 1.9. Формирование радиолокационного изображения на экране
ИКО:1 – основные метки дальности; 2 – опорные метки дальности; 3 – метки
азимута; 4 – радиолокационная отметка
Индикаторы кругового обзора относятся к индикаторам с яркостной
отметкой. Обнаруженный сигнал отображается в виде светящейся отметки.
Координаты воздушного объекта определяются по положению отметки относительно масштабных отметок дальности и азимута. Процесс определения
дальности сопровождается ошибками измерения, основными из которых являются:
а) ошибки за счет запаздывания сигнала в цепях обработки за счет неточности синхронизации генераторов развертки;
б) ошибки за счет искажения формы развертывающих напряжений;
в) ошибки за счет нестабильностей питающих напряжений;
г) ошибки за счет отсчета.
Ошибки, указанные в пунктах а и б относятся к категории систематических и могут быть учтены. Другие две ошибки случайны. Наиболее значительны ошибки отсчета, которые возникают: вследствие неточного определения истинного положения переднего фронта отраженного сигнала на линии развертки; за счет параллакса и интерполяции; при конечных размерах
апертуры (развертывающего пятна); за счет шумов. Минимальная ошибка
измерения дальности в ИКО составляет
Д мин 
d
,
2m
где d – диаметр пятна;
т – масштаб развертки дальности.
Для уменьшения ошибок необходимо добиваться наилучшей фокусировки луча и выбирать более крупный масштаб.
Дальность может быть измерена при использовании счетных импульсов, имеющих высокую стабильность частоты повторения. Схема устройства,
работающего по такому принципу, изображена на рис. 1.10.
Импульс запуска РЛС переводит триггер в состояние, при котором открывается каскад совпадения, через который счетные импульсы поступают
на счетчик. Импульс обнаружения переводит триггер в другое состояние, при
котором каскад совпадения закрывается. На выходе счетчика фиксируется
код, соответствующий количеству импульсов на его входе
2Д
N
Fп ,
с
где Д – дальность;
с – скорость света;
Fп – частота повторения тактовых импульсов.
113
Показание дальности изменится только тогда, когда число N изменится,
по крайней мере, на единицу. В этом случае имеет место дискретность отсчета, равная
с
Д 
.
2Fп
Рис. 1.10. Измерение дальности с помощью счетных импульсов
Дискретность отсчета обусловливает ошибку измерения дальности, которая равна
 Д  0,4  Д .
Число разрядов счетчика п определяется максимальной дальностью и
допустимой ошибкой измерения
2 n  Д макс  Д .
114
Например, при Дмакс=200 км и ΔД =20 м, 2п=104, откуда п=14.
Устройство, изображенное на рис. 1.10, позволяет за один период импульсов запуска измерить дальность только до одного объекта.
Более предпочтительным является метод автоматического измерения
дальности, алгоритм которого состоит в следующем. Зона обнаружения РЛС
по дальности разбивается на отдельные дискреты (рис.1.11), величина которых определяется длительностью импульса (минимальный размер) и максимальной ошибкой измерения дальности (максимальный размер).
из
из
t
ΔД
Рис. 1.11. Разбиение зоны обнаружения
на дискреты дальности
Период следования импульсов запуска (Uз) определяет максимальную
дальность обнаружения воздушных объектов. Устройство измерения дальности должно быть многоканальным, т.к. за один период зондирования необходимо обеспечить измерения дальностей до нескольких объектов, имеющих
одинаковую азимутальную координату.
При автоматическом измерении дальность определяется по номеру
дискрета NД, в котором наблюдается отметка
Д  hД  N Д ,
где hД – длительность одного дискрета дальности.
Номер дискрета может быть установлен путем счета тактовых импульсов, которыми дискретизируется дальность за время периода повторения Тп
импульсов запуска. Устройство измерения дальности может быть выполнено
в соответствии со структурой, изображенной на рис. 1.12.
ТИ
Счетчи
запуск
Линия
задержИО
ГИС
. . .
&
1
Схемы
. И. .
код дально-
Рис.1.12. Измеритель дальности
115
Работает устройство следующим образом. Импульс запуска РЛС «обнуляет» счетчик. С поступлением тактовых импульсов ТИ на выходе счетчика формируется текущий код дальности, который выдается на одни из входов
схем совпадения «И». В ответном сигнале ответчика формируется координатный код, представляющий собой время – импульсный код, состоящий из
двух импульсов. Дешифрация координатного кода реализуется линией задержки и схемой совпадения «И». В результате дешифрации на выходе схемы совпадения появляется импульс, разрешающий выдачу кода дальности на
выходы схемы совпадения «И». Следующий цикл работы начинается с «обнуления» счетчика. Число разрядов цифрового кода дальности зависит от
общего числа дискретов дальности. При измерении дальности в первичных
РЛС разрешение на выдачу текущего кода дальности на выход измерителя
дает импульс с генератора импульсов считывания (ГИС), формируемой с
приходом импульса обнаружения (ИО).
Измерение азимута
При измерении угловых координат в первичных РЛС часто применяется метод максимума.
Метод максимума относится к амплитудным методам измерения угловых координат, которые основаны на использовании направленных свойств
антенн. Пеленгация методом максимума (рис.1.13) осуществляется путем совмещения направления максимума пеленгационной характеристики (или
диаграммы направленности антенны) β с направлением на пеленгуемый объект β0 в результате плавного вращения антенны. Пеленг (азимут) отсчитывается в тот момент, когда напряжение на выходе приемника становится максимальным.
Практическая реализация метода максимума может быть осуществлена
следующим образом.
116
Рис. 1.13. Диаграммы, иллюстрирующие пеленгацию методом максимума
В случае неавтоматического определения азимута, координата отсчитывается по середине обнаруженной отметки (отсчет в азимутальной плоскости) относительно масштабных отметок азимута. Основными достоинствами
метода максимума являются: простота определения угловых координат, а
также то, что в момент точного пеленга имеет место наибольшее отношение
сигнал-шум, так как отсчет производится по максимуму сигнала.
Одним из основных недостатков метода является низкая точность, обусловленная малой остротой вершины сигнала. В РЛС с достаточно узкими
диаграммами направленности антенн ошибка измерения азимута составляет
  0,2  0 ,
где   – ширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности
(рис. 1.14).
Для уменьшения ошибок измерения
азимута необходимо применять меры, позвоРис. 1.14. Определение ши- ляющие сделать луч более узким (например,
рины диаграммы направ- увеличивать линейный размер антенны).
При автоматических методах измереленности антенны
ния координат зона, в пределах которой
обеспечивается прием и обнаружение сигналов, разбивается на элементы по
дальности и азимуту. Величина дискрет по дальности и азимуту выбирается
из допустимых ошибок измерения координат.
Число дискрет по азимуту в системах радиолокации выбирается не менее 4096, что обеспечивает ошибку при измерении азимута 5 угловых минут.
Это удовлетворяет требованиям по точностным характеристикам.
0
117
ИН
МАИ
СЕВЕР
Счетчик
ИК
ГИС
. . .
Схемы «И»
. . .
коды βн, βк
Рис.1.15. Измеритель азимута
Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости симметрична, поэтому азимут объекта может быть определен следующим образом:
1
   н   к     ,
2
где βн – азимут начала пачки;
βк – азимут конца пачки
Δβ – систематическая ошибка, обусловленная смещением βн и βк
при проверке
критериев обнаружения начала и конца пачки.
Структура измерителя азимута изображена на рис. 1.15.
Работа схемы заключается в следующем. С приходом импульса «Север» счетчик «обнуляется». При поступлении масштабных азимутальных
импульсов (МАИ), на выходе счетчика формируется цифровой код, представляющий собой текущий код азимута. Этот код поступает на одни из входов схем совпадения «И», на вторые входы которых подаются импульсы считывания с генератора импульсов считывания (ГИС). При наличии импульсов
считывания на выходы схем совпадения выдаются цифровые коды βн и βк,
которые поступают в спецвычислитель, где определяется азимут воздушного
судна.
118
Формирование импульсов начала и конца пачки отраженного сигнала
осуществляется следующим образом. Для ослабления влияния ложных импульсов и пропусков сигнала на точность измерения начало и конец пачки
определяются по специальному критерию (логике). В качестве критерия может быть выбран следующий. Если за три последовательных периода повторения обнаружен один импульс, он считается ложным (рис. 1.16), если два –
они считаются началом пачки. Конец пачки отмечается, если в трех последовательных периодах после начала впервые обнаружен пропуск двух импульсов (пропуск только одного импульса считается ложным).
Рис. 1.16. Пояснение метода определения начала и конца пачки
импульсов по логике «2 из 3»
В общем случае может использоваться логика «k из т». Логики могут
быть целыми (k = т) и дробными (k < m). Для определения начала и конца
пачки могут использоваться одинаковые логики либо различные. При использовании различных логик менее жесткая определяет конец пачки, чтобы
исключить ее дробление вследствие флюктуационного выпадения отдельных
импульсов. Например, если начало пачки определяется по логике «3 из 3»
(3/3), тогда конец пачки будет определяться по логике «2 из 3» (2/3). В некоторых случаях конец пачки определяется тогда, когда в смежных периодах
повторения импульсы отсутствуют l раз (l нулей подряд). Такую логику обозначим как «k/m – l».
Структурная схема формирователя импульсов начала и конца пачки
изображена на рис. 1.17.
119
Uвх
Генератор
стандартных
импульсов
Анализатор
критерия
«k из т»
Формирователь
импульсов
начала и конца
βн, βк
каскад
несовпаде-
Рис. 1.17. Структурная схема формирователя импульсов начала и
конца пачки
Генератор стандартных импульсов срабатывает, когда импульсы с выхода приемника превысят некоторый порог. В дальнейшем осуществляется
проверка критериев обнаружения импульсов начала и конца пачки и формирование этих импульсов. На рис.1.18, 1.19 изображены обнаружители импульсов начала и конца пачки.
Un
U6
U7
U5
ПУ
Л3
βн, βк
U3
U4
Л3
Л3
U2
R
Рис. 1.18. Аналоговый обнаружитель импульсов начала и конца пачки
SM
ОЗУ
ОЗУ
RG
ЦК
ОЗУ
=
1
βн, βк
Un
RG
Рис. 1.19. Цифровой обнаружитель импульсов начала и конца пачки
Приведенные обнаружители осуществляют анализ по критерию «2 из
3». Поступающие на вход импульсы
Ложный выброс
задерживаются на один и два периода
Порог
повторения, суммируются и подаются
u1
t
на пороговое устройство, которое сраТп
батывает при суммировании не менее
u2
t
двух импульсов. Формирование импульсов начала и конца пачки реалиu3
t
зуется схемой, состоящей из линии заТп
держки и каскада несовпадения, проu4
t пускающего сигналы, если они одноТп
временно отсутствуют на двух входах.
u5
t На рис. 1.20 изображены эпюры наu6
t
Тп
u7
tк
t
120
пряжений, поясняющие процесс формирования импульсов начала и конца
пачки.
Следует подчеркнуть, что в процессе проверки критериев обнаружения
импульсов начала и конца пачки, происходит сдвиг этих импульсов относительно действительного положения импульсов пачки. Это является систематической ошибкой, которая должна быть учтена в вычислителе азимута
  0,5 н   к    ,
где Δβ – поправка, учитывающая время проверки критериев обнаружения.
Рис. 1.20. Эпюры напряжений
При использовании критерия «k/m – l» начало пачки βн оказывается
смещенным вправо на (т – 1) позиций, а конец пачки βк – на l позиций. В
этом случае систематическая поправка Δβ равна
  0,5 m  1  l  ,
где   Tп – угловой дискрет (угол между соседними азимутальными позициями).
Рассмотренные схемы обработки являются однопороговыми.
121
2. Общие сведения об обзорном трассовом радиолокаторе (ОРЛ-Т) 1Л118
2.1. Общие сведения об ОРЛ-Т 1Л118
2.1.1. Требования к трассовым РЛС ГА
Обзорный радиолокатор трассовый предназначен для обнаружения и
измерения координат (азимут- дальность) воздушных судов во внеаэродромной зоне (на воздушных трассах и вне их), с последующей выдачей информации о воздушной обстановке в центры (пункты) ОВД для целей контроля и
обеспечения управления воздушным движением.
В состав ОРЛ-Т должны входить:
• АФС;
• приемо-передающая аппаратура первичного канала;
• приемо-передающая аппаратура встроенного вторичного канала;
• аппаратура обработки радиолокационной информации;
• аппаратура передачи данных;
• система контроля, управления и сигнализации;
• комплект ЗИП;
• комплект эксплуатационной документации.
Примечание: допускается отсутствие в составе ОРЛ-Т вторичного
канала.
Требования к основным характеристикам ОРЛ-Т
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование характеристики
Максимальная дальность действия, не менее
Минимальная дальность действия, не более
Угол обзора в горизонтальной плоскости
Период обновления информации, не более
Диапазон рабочих волн
Среднеквадратическая ошибка определения
координат цели по выходу с АПОИ:
- по дальности, не более
- но азимуту, не более
7. Разрешающая способность:
- по дальности, не более
- по азимуту, не более
Единица измерения Норматив
км
км
градус
с
см
350
40
360
10
23 или 10
м
градус
300
0,25
м
градус
1000
1,3
122
Примечание:
1. Нормативы а п. п. 1...6 установлены для вероятности обнаружения
не менее 0,8 при вероятности ложной тревоги равной 10-6 по ВС с ЭОП,
равной 15 м2, при высоте полета ВС - 10 000 м.
2. Допускается использование периода обновления информации 20 с.
3. При сопряжении ОРЛ-Т с ВРЛ вероятность объединения координатной и дополнительной информации не менее 0,9.
2.1.2. Назначение, состав, тактико-технические характеристики 1Л118
Первичный трассовый радиолокатор 1Л118 (ЛИРА-1) предназначен для
использования в составе систем управления воздушным движением (УВД) в
зонах с малой и средней интенсивностью полетов и обеспечивает получение
и предоставление диспетчерам радиолокационного управления радиолокационной информации о фактической воздушной обстановке.
Типовой состав оборудования РЛС 1Л118 (ЛИРА-1):
- машина №1- приёмо-передающая кабина;
- выносное оборудование (ВО) - комплект АОРИ;
- аппаратура первичной и вторичной обработки информации на базе
ВИП118;
- аппаратура автоматизации средств отображения (КАСО).
- комплект соединительных кабелей.
Машина № 1 (рис.2.1.) представляет собой конструкцию, состоящую из
платформы типа 52-У-415М, на которую установлена вращающаяся приемно
- передающая кабина (ППК) типа 636А с размещенной в ней приемнопередающей аппаратурой (ППА).
Снаружи ППК установлены:
- отражатель верхней антенны;
- отражатель нижней антенны;
- блок облучателей нижней антенны 395ВВ01М;
- блок облучателей верхней антенны 395ВВ02М;
- соединительные волноводы;
- механизм качания верхней антенны МК-I;
- механизм качания нижней антенны МК-II;
Внутри ППК расположены (рис.2.2.):
- шесть литерных (в соответствии с рабочими частотами) шкафов
приемопередатчиков десятисантиметрового диапазона волн;
- элементы СВЧ трактов;
- шкаф управления и автоматики ШУ-6-01М;
123
- шкаф когерентной обработки сигналов 39К02П;
- блок телеуправления и телесигнализации (ТУ - ТС)39ЮУ 51;
- электропривод вращения ППК;
- токосъемник ТК-03/2;
- блок главных датчиков 394РД01М;
- контрольно-измерительная аппаратура;
- блок394БН07;
- вспомогательное оборудование (кабельные коробки, вентиляторы, аккумуляторы, плафоны и др.).
блок облучателей
отражатель
верхней антенны
верхней
отражатель
нижней
блок облучателей
нижней антенны
Рис.2.1 Внешний машины №1
124
Рис.2.2. Размещение оборудования в приёмо – передающей кабине
Выносное оборудование РЛС 1Л118 (ЛИРА-1) включает в свой состав
(рис.2.3.):
- шкаф дистанционного управления 395УА01Б;
- шкаф аппаратуры отображения 395РР01Б;
- шкаф электропитания394БН06Б;
- распределительный щит РЩ-4УБ;
- распределительный щит РЩ-ЗУБ
- контрольно-измерительную аппаратуру;
- комплект соединительных проводов и кабелей;
- вспомогательное оборудование (запасное имущество, инструменты и
др.)
Шкаф 395УА01МБ
Блок 394БН06Б
Щит РЩ-3УБ
Шкаф 395РР01Б
Рис.2.3. Состав выносного оборудования
Щит РЩ-4УБ
Коробка 39ЯШ54Б
125
Рис.2.4. Внешний вид изделия ВИП-118
Аппаратура первичной и вторичной обработки информации на базе
ВИП-118 содержит (рис.2.4.):
- устройства первичной и вторичной обработки сигналов ПРЛ и ВРЛ, а
также сигналов госопознавания на базе IBM PC (конструктивно оформлены в
шкафу175ЦЦ03);
- модем и платы выключения.
Рис.2.5. Топаз - 2000
Аппаратура автоматизации средств отображения (КАСО типа Топаз-2000 или более поздних модификаций) представляет собой систему
мультирадарной обработки и отображения радиолокационных данных и содержит (рис.2.5):
126
- центральный вычислительный комплекс - дублированный сервер системы в составе автоматизированного рабочего места сменного инженера
(технического специалиста) - АРМ-Т;
- рабочие станции - автоматизированные рабочие места персонала центра ОрВД (диспетчеров);
- сетевое оборудование и аппаратуру сопряжения.
Тактические характеристики РЛС 1Л118:
Параметры зоны видимости РЛС по одиночной цели с эффективной
отражающей поверхностью (ЭОП) >10м2, при вероятности обнаружения
Робн=0,8, вероятности ложной тревоги Рл.т. = 10 -6 (в режиме редкого запуска):
№
Высота полёта
Дальность обнаружения
примечание
п/п
(м)
(км)
1
1200
110
2
4500
230
3
10 000
320
4
12 000
350
5
20 000
350
Параметры зоны видимости РЛС по одиночной цели с эффективной
отражающей поверхностью (ЭОП) = 1,0 м2 при вероятности обнаружения
Робн=0,8 и вероятности ложной тревоги Рл.т. = 10 -6 (в режиме редкого запуска):
№
п/п
1
2
3
4
Высота полёта
(м)
400
1200
4500
10 000
Дальность обнаружения
(км)
50
110
180
180
примечание
Зона обнаружения по углу места (градусов) ………………0,3°...40°
Зона обнаружения по азимуту (градусов) …………………0°...360°
Параметры зоны видимости РЛС по одиночной цели с эффективной
отражающей поверхностью (ЭОП) = 1,0 м2 при вероятности обнаружения Робн
= 0,8 и вероятности ложной тревоги Рл.т. = 10 -6 (в режиме частого запуска):
127
№
п/п
1
2
3
Высота полёта
(м)
100
400
1200…20 000
Дальность обнаружения
(км)
30
50
100
примечание
Предусмотрена возможность коррекции параметров зоны видимости по
углу места за счет изменения наклона (градусов):
- нижней антенны в пределах …………от -(4,5°±0,5°) до (4,5°±0,5°)
- верхней антенны в пределах …………от -0,5° до (12,5°±0,5°)
Период обзора пространства, (секунд)………………………..10/20
Среднеквадратичная ошибка измерения координат целей (при визуальном съеме информации с экрана индикатора):
- дальности не более, (метров)………………………………….1000
- азимута не более, (градусов)……………………………………..1
Среднеквадратичная ошибка измерения координат целей
(при съеме информации с выхода экстрактора):
- дальности не более, (метров)………………………………….. 300
- азимута не более, (градусов)…………………………………0.167
Разрешающая способность по:
- дальности не более, (метров)…………………………………1000
- азимуту не более, (градусов)……………………………………1
Коэффициент подавления отражений от местных предметов
не менее 25дБ
Коэффициент подавления НИП:
- в амплитудном канале……………………………………………20
- в когерентном канале …………………………………………….10
Дистанционное управление и контроль обеспечиваются аппаратурой
ТУ-ТС на расстоянии (метров) ……………………………………100
Электропитание РЛС -от трехфазной промышленной сети 220В 50Гц
Время включения оборудования, (минут)………………………….5
Время экстренного включения оборудования, (минут)…………..3,5
Мощность, потребляемая по первичной сети, не более (кВт) . 50
Наработка оборудования РЛС на отказ не менее, (часов)…….750
Оборудование полностью сохраняет свою работоспособность при:
- изменении температуры в диапазоне, (градус С) …..-50...+50
- относительной влажности при температуре +25°С, (%) …98
- на высоте относительно уровня моря, (метров)…………..1000
- скорости ветра до, (метров/секунду)……………………………25
128
Основные технические характеристики РЛС
Диапазон рабочих частот, (МГц) ……………………………2710...3100
Число приемопередающих каналов …………………………… 6
Режимы работы приемопередающих каналов:
- РЕДКИЙ 1, (Р1), постоянный период на одной из частот запуска, (Гц)
…………………………………………300, 313,326, 341,358, 375,333;
- РЕДКИЙ 2, (Р2), шестипериодная вобуляция периода следования зондирующих импульсов со средней частотой запуска, (Гц) ………333;
- ЧАСТЫЙ), восемнадцатипериодная вобуляция периода следования
зондирующих импульсов при средней частоте запуска, (Гц)……1000;
- РЕДКИЙ 2 - ЧАСТЫЙ, (Р2-Ч), группа передатчиков, сопряженных с
нижней антенной, работает в режиме Р2, а другая группа, сопряженная с
верхней антенной, - в режиме Ч.
Длительность огибающей зондирующих импульсов в режимах:
- РЕДКИЙ 1 и РЕДКИЙ 2, (мкс)…………………………… 2,4...3,1
- ЧАСТЫЙ, (мкс)…………………………………………… 0,9...1,2
Средняя мощность магнетронных генераторов:
- передающих каналов 1, 3,4, 5, 6, (Вт) ……………………700
- передающего канала 2, (Вт)……………………………… 600
КСВ волноводных трактов каждого из каналов не более 1,45
Антенная система состоит из двух антенн, формирующих одинаковые
диаграммы направленности в вертикальной плоскости типа Соsес2
- нижняя сопряжена с каналами ………………………… 1, 2, 3
- верхняя сопряжена с каналами ………………………… 4, 5, 6
Ширина ДН антенн в горизонтальной плоскости (по уровню З дБ):
- для каналов 1, 2 ,4, 5 не более (градусов) ……………………1
- для каналов 3 и 6 не более (градусов) ……………………… 1.5
Ширина ДН антенн в вертикальной плоскости, (градусов).. 0.3...28
Размеры отражателей антенн, (метров) …………………….9,7х3
Фокусное расстояние отражателей антенн, (мм)……………2500
Чувствительность приемных устройств не менее, (дБ)…… 87
Коэффициент шума каждого приемника, не более ………….5
Промежуточная частота, (МГц) ………………………………30
Полоса пропускания трактов промежуточной частоты, (МГц).1±0.25
Диапазон подстройки системы АПЧ, (МГц)…………………±5
Ширина зоны нечувствительности системы АПЧ, (МГц)………0.225
Точность отработки системы АПЧ, (МГц)………………………±0.15
Точность отработки системы ССП, (угловых минут)……………10
2.1.3. Требования к позиции, юстировка РЛС
129
ОРЛ-Т должен быть размещен таким образом, чтобы обеспечивался
радиолокационный контроль за полетами ВС в секторах прохождения воздушных трасс данного района ОВД. В секторах прохождения воздушных
трасс величины углов закрытия по углу места с высоты фазового центра антенны ОРЛ-Т должны быть не более 0,5° [1].
Машина №1 1Л118 размещается на специально подготовленной площадке наверху насыпной горки, обеспечивающей превышение фокуса нижней антенны над окружающей местностью, или на специально подготовленной эстакаде.
Углы закрытия при этом не должны превышать шести угловых минут
(требование руководства по эксплуатации).
Если на радиолокационной позиции устанавливаются два комплекта
РЛС 1Л118 (ЛИРА-1), то направление их взаимного затенения выбирается
так, чтобы оно не совпадало с рабочими направлениями РЛС.
Возможна установка машин №1 на различной высоте над окружающей
местностью. В этом случае для одного комплекта РЛС, имеющего большую
высоту установки машины №1, сектор затенения отсутствует. А для второго
комплекта - направление в пространстве и ширина сектора затенения, определяемые взаимным расположением машин №1 выбирается так, чтобы указанный сектор не совпадал с рабочими направлениями второго комплекта
РЛС.
Монтаж РЛС на радиолокационной позиции производится в соответствии со схемой, кабелями, включенными в комплект поставки. Длина поставляемых кабелей - 50 метров, по согласованию с изготовителем может быть
увеличена применительно к потребностям конкретной РЛП. Максимально
допустимое по техническим условиям удаление ВО от ППА по длине кабеля
составляет 100 метров. Выходные сигналы РЛС могут передаваться по широкополосной (кабельной) линии связи на расстояние 500 метров.
Антенные системы ОРЛ-Т, используемых автономно, в трассовых АС
УВД юстируются по истинному меридиану [2].
130
2.2. Структурная схема 1Л118
2.2.1. Общие принципы построения 1Л118
ОРЛ-Т 1Л118 является многоканальной радиолокационной системой,
каждый канал которой построен с использованием принципов внутренней и
внешней когерентности.
Выносное оборудование (ВО)
АН
ПрдПрм
ПрдПрм
ПрдПрм
Система
вращения
и датчик
угла
ЭАНЛ2
ЭАЛ2
ЭКАЛ2 ЛУЧ2
ЭКНЛ
токосъемник
ПрдПрм
ПрдПрм
ПрдПрм
Цифровая СДЦ, защита от НИП,
СУЛТ
АВ
Аппаратура
обработки и
отображения
ЭАНЛ1
Аппаратура
ТУ-ТС и
синхронизации
метео
ППА
в ЛС
ВИП118
ЭКНЛ
ЭКАЛ1 ЛУЧ1
ЭАЛ1
в
АПД
ЛС
«Ладога»
код
азимута
За-
синхронизация
Р, Ч
Рис.2.6. Обобщённая структурная схема 1Л118
В РЛС входит шесть идентичных по структуре приёмо-передающих
каналов (систем), сведённых в две независимые группы (рис.2.6.). Каждый
канал работает на фиксированной (литерной частоте – Г, Б, Д, К, В, Ж).
131
Первая группа объединяет приемно-передающие системы каналов 1, 2
и 3, а вторая - соответственно каналов 4, 5 и 6. Каждый из приемопередатчиков первой группы связан посредством отдельного волноводного тракта с соответствующим облучателем нижней антенны Ан, а приемопередатчики второй группы аналогично связаны с облучателями верхней антенны Ав.
Верхняя и нижняя антенны являются зеркальными и парциальным методом формируют зону действия, близкую по форме к функции соsес2.
Передающие устройства каналов запускаются импульсами системы
синхронизации и формируют зондирующие сигналы в выбранном режиме
работы (последовательность радиоимпульсов рабочей частоты с длительностью и периодом следования соответствующими режиму работы РЛС).
Эхо-сигналы от ВС, облачности, местных предметов поканально усиливаются в соответствующих приёмниках и подаются в аппаратуру обработки
отражённых сигналов.
Устранение взаимного влияния приемопередающих систем достигается
их разносом по несущим частотам и различной настройкой местных гетеродинов приемников (рис.2.7).
Рис.2.7. Распределение частот передатчиков и гетеродинов
Устройства обработки радиолокационной информации конструктивно
разбиты на две группы:
- устройства обработки ППК;
- устройства обработки выносного оборудования.
Когерентность обработки сигналов обеспечивается когерентным гетеродином (КГ), входящим в состав каждого радиолокационного канала.
При внутренней эквивалентной когерентности КГ фазируется зондирующим сигналом передатчика, при внешней – отражённым сигналом.
Устройства обработки ППК обеспечивают (рис.2.8.):
- преобразование аналоговых сигналов когерентных трактов в 8 разрядный цифровой код;
-стабилизацию уровня ложных тревог в трактах когерентной обработки
по каждому радиолокационному (РЛ) каналу;
- подавление несинхронных импульсных помех (НИП) в амплитудном
132
и когерентном трактах обработки;
- подавление отражений от местных предметов в цифровой системе
СДЦ;
- формирование объединённых сигналов амплитудных трактов и когерентных трактов от нижней и верхней антенн ЭАН(ЭАЛ1), ЭАВ(ЭАЛ2) и
ЭКН(ЭКАЛ1), ЭКВ(ЭКАЛ2);
- формирование нормированных объединённых сигналов когерентных
трактов от нижней и верхней антенн ЭКНЛ1, ЭКНЛ2;
Примечание:
Обозначения нижней антенны аббревиатурами Н и Л1 идентичны.
Обозначения верхней антенны аббревиатурами В и Л2 идентичны.
ЭКАЛ1 – эхо когерентное аналоговое луч1(объединённый сигнал когерентных трактов 1,2,3 радиолокационных каналов).
ЭКАЛ2 - эхо когерентное аналоговое луч2(объединённый сигнал когерентных трактов 4,5,6 радиолокационных каналов).
Рис.2.8. Структура устройств приёма и обработки сигналов ППК
133
Устройства обработки выносного оборудования обеспечивают
(рис.2.9 ):
- стабилизацию уровня ложных тревог в трактах амплитудной обработки по объединённым эхо-сигналам верхней и нижней антенн;
- формирование адаптивных карт помех (АКП) в устройствах межобзорной обработки (УМО) амплитудного и когерентного каналов обработки;
- автоматическую коммутацию сигналов, наименее пораженных помехами, при помощи адаптивной карты помех УМО.
Эхо – сигналы амплитудного и когерентного трактов после обработки в
ВО поступают на отображение на контрольный индикатор кругового обзора.
Нормированные сигналы амплитудного, когерентного трактов и сигналы
МЕТЕО (ЭКП) с АКП поступают в аппаратуру ВИП-118.
Рис.2.9. Упрощенная схема обработки сигналов в выносном оборудовании
Аппаратура цифровой обработки ВИП-118 обеспечивает (рис.2.10):
- первичную обработку (обнаружение и измерение координат) РЛИ по
двум каналам ОРЛ-Т, двум каналам МЕТЕО;
- первичную обработку (обнаружение и измерение координат) РЛИ по
каналу ВРЛ, а также декодирование дополнительной полётной информации в
режимах УВД и RBS;
- первичную обработку (обнаружение и измерение координат) РЛИ по
каналу НРЗ;
- вторичную обработку РЛИ с завязкой до 200 трасс;
- документирование трассовой РЛИ в течение 3 суток;
- передачу РЛИ по модемной двухпроводной ЛС на КАСО (до 5 км);
ВИП-118 практически не снижает точностных характеристик РЛС.
В качестве резерва передаче РЛИ по проводным линиям связи может
быть использована аппаратура передачи РЛИ по радиоканалу «Ладога».
134
2.2.2. Взаимодействие аппаратуры 1Л118 при формировании зондирующих импульсов
Рассмотрим более подробно взаимодействие аппаратуры 1Л118 при
формировании зондирующих импульсов (ЗИ).
Рис.2.10. Структура изделия ВИП-118
Импульсы запуска (ИЗ) из блока синхронизации 394УФ03 через токосъёмник поступают в шкаф автоматики на формирователь запусков, ячейку
Д2ГГ7 (рис.2.11). Ячейка формирователя, в зависимости от режима управления, использует в дистанционном управлении (ДУ) - запуски 394УФ03, в местном управлении (МУ) - формирует собственный запуск от внутреннего генератора.
Сформированные импульсы запуска поступают в шкаф ЦСДЦ, где в
ячейке Д2ГП7 производится привязка по времени дискрет цифровой обработки сигналов и запускающих импульсов. Далее ИЗ транзитом проходят ячейку
Д2ГГ7 и подаются в приёмное устройство ППС-6М, где в соответствии со
значением двухразрядного кода режима работы (р/р) формируется нормированный импульс запуска передатчика.
Одноразрядный код ПР.ЧАСТ. позволяет включить одну группу каналов в редком запуске, а другую - в часто, при выборе режима Р2-Ч.
Передатчики РЛ каналов построены по однокаскадной схеме на базе
импульсных магнетронов типа МИ-29, МИ-446 или Ми-503 соответствующих
частотных литеров. Питание передатчиков производится от трёхфазной сети
220 В 400Гц.
С целью повышения стабильности характеристик формируемых импульсов используется стабилизация амплитуды модулирующих импульсов
при помощи цепи отрицательной обратной связи.
Регулирование выходной мощности передатчиков производится изменением величины опорного напряжения.
Регулировка выходного напряжения модуляторов и стабилизация токов
магнетронов осуществляется раздельно для передатчиков 1 и 2 групп с использованием блока регулировки и стабилизации токов (РСТ) 39БН01.
Машина №1
220В
Шкаф ЦСДЦ 39К02П
Облучатель Ав
ППС-6М 6 Канал
50Гц
220В
ППС-6М 5 Канал
400Гц
Система
электроснабжения
ППС-6М 4 Канал
Д2ГП7
ППС-6М 3 Канал
Приемо-передающая
система ППС-6М
1 канал
Пр-е устройство
1 канал
220В
Пр.част.
Зап1-Р
Зап1-Ч
Р/Р
Зап.норм
АПС
Магн.
Мод.
Зап1-Р
Зап1-Ч
50Гц
Д2ГГ7
М/д
220В
400Гц
220В
39БН01
400Гц
ОП ОС
напр напр Р/Р
Нагр.
Рис.2.11.
Схема
взаимодействия
Схема управления
Зап1-Ч
Шкаф автоматики ШУ-6-01
аппаратуры
РЛС
при
Зап1-Р
Ком.
упр.
ОП напр II, ОС напр II
ОП напр I
ОС напр I
Ком.
упр.
формировании
Блок ДУ
Блок синхронизации и обработки
394УФ03
Облучатель Ан
ППС-6М 2 Канал
Токосъемник
Зап1-Р
Зап1-Ч
Зап1-Р
Зап1-Ч
Р/Р
ВО
зондирующих
сигналов
2.2.3. Взаимодействие аппаратуры 1Л118 при обработке РЛИ
Сигналы, отражённые от ВС, принимаются приёмными устройствами и
обрабатываются в аппаратуре ППК и выносного оборудования. Приёмные
устройства и тракты обработки сигналов всех 6 каналов идентичны, поэтому
далее рассмотрена обработка в первом РЛ канале (рис.2.12).
Приёмное устройство канала выполнено по супергетеродинной схеме с
однократным преобразованием частоты и автоматической подстройкой частоты местного гетеродина. Когерентный гетеродин формирует опорное напряжение для квадратурных фазовых детекторов (ФД) шкафа ЦСДЦ в режимах внутренней и внешней когерентности.
С выхода ячейки УПЧ приёмника снимаются и подаются в канал обработки ЦСДЦ два сигнала: эхо-сигнал на промежуточной частоте – эхо когерентное (ЭК) и эхо-сигнал с амплитудного детектора – эхо амплитудное (ЭА).
Каждый канал обработки ЦСДЦ включает цифровой квадратурный селектор движущихся целей (ЦСДЦ) с двукратной череспериодной компенсацией и подавитель НИП.
Первый из них осуществляет обработку сигналов промежуточной частоты с когерентного выхода соответствующего приемника (ЭК1...ЭК6), а второй - видеосигналов с амплитудного выхода того же приемника (ЭА1...ЭА6).
В состав каждого канала обработки входит стабилизатор уровня ложных тревог (СУЛТ) по собственным шумам, обеспечивающий адаптацию порога обнаружения сигналов, отраженных движущимися целями.
СУЛТ оценивает среднее значение интенсивности шума в пределах
"скользящего" окна протяженностью ± 8 дискрет дальности (ДД) относительно текущего дискрета и умножает его на установленное (начальное) значение порога. При превышении сформированного таким образом цифрового
порога выходными сигналами ЦСДЦ формируются два новых сигнала.
Первый из них - бинарный и называется далее "эхо-сигнал когерентный
нормированный" (ЭКН). Второй представляет собой разность цифрового
значения амплитуды сигнала с выхода ЦСДЦ и цифрового значения порога
СУЛТ (для текущего дискрета дальности), которая после прохождения ЦАП
получила наименование "эхо-сигналы когерентные аналоговые" (ЭКА).
В подавителе НИП производится оценка степени корреляции сигналов
ЭА в соседних периодах зондирования по критерию 2/2. При невыполнении
критерия формируется импульс, бланкирующий дальнейшее прохождение
помехи. Этот же импульс используется для бланкирования эхо-сигналов в
канале когерентной обработки.
Эхо-сигналы с формирователя выходных сигналов (ФВС) всех шести
каналов обработки шкафа ЦСДЦ поступают в устройство объединения, где
группируются по признаку принадлежности к нижней и верхней антеннам (Н
и В или Л1 и Л2).
Рис.2.12. Взаимодействие аппаратуры 1Л118 при обработке эхо-сигналов
Аппаратура обработки сигналов выносного оборудования (ВО) размещена в блоке 394УФОЗ и включает:
- устройства стабилизации уровня ложных тревог (СУЛТ), обрабатывающих сигналы ЭАЛ1 и ЭАЛ2;
- устройства межобзорной обработки (УМО), обрабатывающих сигналы амплитудных каналов, прошедших обработку в СУЛТ, и сигналы когерентных каналов ЭКНЛ1 и ЭКНЛ2.
Стабилизаторы уровня ложных тревог предназначены для автоматической установки порогов обнаружения в амплитудных каналах. Для исключения влияния на величину порога обнаружения отражений от протяженных
местных предметов рабочий интервал СУЛТ выбран в конце рабочей дальности РЛС.
Сигналы ЭАЛ1 и ЭАЛ2, превысившие адаптивные пороги СУЛТ, используются далее для отображения радиолокационной информации и, кроме
того, поступают на входы критерийных обнаружителей сигналов амплитудных каналов.
Критерийные обнаружители проверяют в шести смежных периодах
зондирования по каждому текущему ДД выполнения критерия обнаружения
К/6. Величина К устанавливается в пределах от 1 до 6 в зависимости от конкретной помеховой обстановки.
Выходные сигналы обнаружителя поступают далее на входы устройства межобзорной обработки сигналов (УМО) амплитудных каналов.
УМО амплитудных каналов предназначены для осуществления автоматической коммутации амплитудных нормированных сигналов, сигналами
ЭКНЛ1 (ЭКНЛ2), на участках зоны действия, пораженных отражениями от
местных предметов.
УМО когерентных каналов обеспечивают автоматическое бланкирование (коммутацию) сигналов ЭКНЛ1 (ЭКНЛ2) на участках зоны действия, пораженных неподавленными остатками отражений от метеообразований на
основе двух адаптивных карт помех (АКП).
Сущность работы АКП состоит в следующем.
Вся зона действия РЛС разбивается на азимутально-дальномерные дискреты (АДД) - 64х64 для АКП амплитудных каналов и 16х16 - для когерентных.
Каждому АДД ставится в соответствие определенная ячейка ОЗУ, адрес которой жестко определен системой синхронизации АКП. В пределах
каждого АДД производится подсчет числа входных импульсов и если оно на
текущем обзоре превышает определенный для конкретной помеховой обстановки порог, то в ячейку ОЗУ с соответствующим адресом записывается "1".
Если количество импульсов в анализируемом АДД не превысило порогового
значения, то в соответствующую ячейку ОЗУ записывается "0".
Полученная предварительная бинарная оценка пораженности данного
139
АДД помехой хранится в ОЗУ в течение одного обзора. На следующем обзоре, когда вновь анализируется рассматриваемый АДД, аналогично формируется новая бинарная оценка, которая добавляется в ОЗУ к полученной ранее.
Описанная процедура повторяется в течение шести последовательных обзоров.
Если суммарное количество превышений порога в течение шести последовательных обзоров превышает наперед заданное число, то с учетом результатов анализа в текущем обзоре принимается решение о наличии помех в
рассматриваемом АДД и формируется соответствующий управляющий коммутатором сигнал "1" или "0".
Работа ОЗУ организована таким образом, что наиболее "старая" информация непрерывно (по мере поступления) заменяется новой, полученной
на текущем обзоре, что обеспечивает непрерывную перезагрузку (адаптацию) ОЗУ в соответствии с реальной помеховой обстановкой для каждого
анализируемого АДД.
Выходные сигналы коммутатора АКП УМО используются далее для
отображения информации на экране контрольного ИКО и формирования выходного комплексного аналогового видеосигнала, транслируемого на рабочие места диспетчеров УВД.
На РЛС возможна установка АПОИ типа ВИП-118, выполняющей первичную и вторичную обработку сигналов ЭАЛ1, ЭАЛ2 и ЭКП1, ЭКП2. Выходная информация АПОИ по локальной сети Ethernet или по телефонной
линии через модем выдается на КДП в аппаратуру КСА УВД.
3. Антенная система 1Л118
3.1. Особенности построения антенной системы и волноводнокоаксиального тракта
3.1.1. Назначение, состав, технические характеристики антенной системы
Антенная система РЛС 1Л118 предназначена:
- для формирования в пространстве диаграмм направленности (ДН)
требуемой формы;
- для излучения и приема энергии СВЧ колебаний в пределах пространства, ограниченного диаграммой направленности.
140
Антенная система РЛС состоит из двух антенн (нижней и верхней).
В состав каждой из антенн входят:
- отражатель, представляющий собой усеченный параболоид вращения;
- блок облучателей;
- механизм качания (МК).
Основные характеристики антенной системы:
- диапазон рабочих частот ………………………………2700...3100;
- ширина ДН каждой из антенн в горизонтальной плоскости
(по уровню 3дБ) для каналов 1,2,4,5 не более (градусов)…………1;
для каналов 3,6 не более (градусов)……………1,5;
- ширина суммарной ДН по уровню 3дБ каждой из антенн
в вертикальной плоскости (градусов)………………… 0,3...28;
- при установке верхней антенны на угол +12° ширина ДН
в вертикальной плоскости (градусов) …………………0,3...40;
- начальный наклон фокальных осей отражателей антенн
относительно горизонта………………………………… 4° 10';
- возможность установки нижней антенны в вертикальной плоскости
относительно нулевого положения на угол (градусов)….±4,5;
- возможность установки верхней антенны в вертикальной плоскости
относительно нулевого положения на угол (градусов)
+12,5;
- размеры отражателей (м)……………………………………9,7х3;
- фокусное расстояние (мм)……………………………………2500;
- доп. погрешность установки облучателей (мм)…………1,5;
- уровень боковых лепестков ДН не более (дБ)………… -20.
3.1.2. Работа антенной системы при формировании зоны действия РЛС
Зона действия 1Л118 формируется способом параллельного обзора по
углу места последовательным способом по азимуту.
Для обзора по углу места суммарные ДН обеих антенн в вертикальной
плоскости формируются путем сложения парциальных ДН отдельных облучателей.
Диаграмма направленности нижней антенны (Луч 1) образуется сложением диаграмм направленности облучателей каналов 1, 2 и 3, а верхней антенны (Луч 2) -соответственно облучателей 4, 5 и 6.(рис.3.1). Каждая из
групп облучателей конструктивно выполнена в виде отдельного блока:
- 395ВВ01М для нижней антенны
- 395ВВ02М для верхней антенны.
141
При сложении парциальных диаграмм результирующая диаграмма направленности имеет существенные провалы, обусловленные конечными размерами облучателей. Для уменьшения этих провалов предусмотрена специальная схема запитки отдельных облучателей, реализованная в каждом из
блоков 395ВВ01М и 395ВВ02М (Рис. 3.2).
Облучатель первого (четвертого) канала представляет собой рупор, установленный выше точки фокуса отражателя так, что его продольная ось наклонена к фокальной оси отражателя под углом 2°. Питание рупора осуществляется прямоугольным волноводом, второй конец которого соединен с одним из выходов волноводного щелевого моста. Волноводно-щелевой мост
конструктивно сопряжен с фазовращателем (две фторопластовые вставки),
подключенным к его второму выходу. Эта конструкция (на рисунке 1.15. выделена пунктиром) образует распределительную волноводную систему
(РВС). Фазовращатель настроен таким образом, чтобы колебания от первой
(четвертой) ППС излучались первым и вторым облучателем синфазно.
142
Рис.3.1. Формирование зоны действия РЛС в вертикальной плоскости
Облучатель второго (пятого) канала представляет собой пирамидальный рупор, фазовый центр которого совмещен с фокусом отражателя. Питание рупора осуществляется двумя взаимно ортогональными волноводами через поляризационный тройник. Благодаря такой схеме питания пирамидальный рупор излучает колебания первой ППС с вертикальной поляризацией и
второй ППС с горизонтальной поляризацией.
При этом за счет синфазности излучаемых первым (четвертым) и вторым (пятым) облучателями колебаний с вертикальной поляризацией достигается эквивалентное расширение ДН первого (четвертого) облучателя, а, следовательно, улучшается результирующая ДН антенны в части исключения
провалов. Облучатель третьего (шестого) канала образован пирамидальным
рупором и линейкой полуволновых вибраторов, запитываемых прямоугольным волноводом. Пирамидальный рупор расположен так, что его фазовый
центр находится ниже точки фокуса отражения, а его продольная ось наклонена к фокальной оси отражателя под углом -2°. Питание рупора, как и облучателя второго (пятого) канала, производится двумя взаимноортогональными волноводами через поляризационный тройник. Фазовращатель (РВС 2) настраивается так, чтобы колебания с горизонтальной поляризацией, излучаемые облучателями второго (пятого) и третьего (шестого) каналов были синфазны, что и обеспечивает эквивалентное расширение ДН
второго (пятого) каналов.
143
Рис. 3.2. Схема питания облучателей
Волноводный тройник в цепи питания облучателя третьего (шестого)
канала выполняет функции делителя мощности в соотношении 1:1 для питания пирамидального рупора и линейки полуволновых вибраторов. Фазовращатель, включенный в цепь питания рупора, обеспечивает синфазность излучаемых им колебаний вертикальной поляризации с колебаниями ближайшего
к нему полуволнового вибратора.
Линейка из девяти полуволновых вибраторов, расположенных параллельно широкой стенке питающего волновода расположена в блоке облучателей ниже пирамидального рупора третьего (шестого) канала.
Питание каждого вибратора осуществляется коротким отрезком коаксиальной линии, внутренний проводник которой заканчивается штырем, входящим в полость волновода.
Конструкция каждого вибратора зависит от величины пропускаемой
мощности. Ближайший к фокусу отражателя вибратор укреплен на коаксиальном отрезке, диаметр которого больше, чем у остальных вибраторов, так
как он излучает большую по сравнению с остальными вибраторами мощность. Элемент связи этого вибратора выполнен в виде колпачка, 2-й, 3-й и 4й вибраторы имеют штыри связи в виде стержня с шариком на конце, а
5,6,7,8 и 9-в виде малого колпачка.
Согласование 9-ти вибраторного облучателя осуществляется соответствующей установкой коротко замыкающей стенки волновода.
Вибраторы расположены в середине широкой стенки волновода на расстоянии один от другого, равном примерно 3/4 длины волны в волноводе.
Этим обеспечивается смещение соответствующих парциальных диаграмм по
углу места с необходимым их взаимным перекрытием в пределах лепестка
третьего (шестого) канала, а также питание одного вибратора относительно
другого со сдвигом фазы 270°, что необходимо для уменьшения возможных
выбросов результирующей ДН в вертикальной плоскости.
Отражатели обеих антенн представляет собой усеченный параболоид
вращения. Отражатели одинаковы по построению. Конструкция отражателя каркасно-щитовая.
Конструкцией антенн предусмотрена возможность независимой оперативной регулировки угла их наклона к линии горизонта при помощи механизмов качания. Механизм качания МК-1 обеспечивает изменение угла наклона нижнего отражателя от +4,5° до минус 4,5° относительно его нулевого
положения. Механизм качания МК-2 обеспечивает изменение угла наклона
верхнего отражателя от минус 0,5° до +12,5°.
144
Обзор зоны действия по азимуту производится вращением антенной
системы при помощи электропривода со скоростью 3 или 6 об/мин.
3.1.3. Назначение, состав, ТХ и работа элементов ВКТ
Волноводно – коаксиальный тракт 1Л118 предназначен:
- для передачи энергии СВЧ колебаний, генерируемой передатчиками
ПС-5, к облучателям антенной системы для излучения ее в пространство;
- для передачи энергии СВЧ колебаний, принятых антенными системами от облучателей, к входам соответствующих приемников 394ПУ01.
Каждый из шести волноводных трактов включает:
- отрезки жесткого прямоугольного волновода;
- элемент сопряжения с магнетроном (СМС);
- антенный переключатель (АПС) со смесителем канала автоматической подстройки частоты (АПЧ);
- гибкое сочленение (СГС).
Волноводные тракты, идентичные по функциональному построению,
включают в свой состав ряд узкополосных частотно-избирательных элементов, настраиваемых для работы в заданной полосе частот, соответствующей
рабочим частотам приемо-передающих систем (ППС), с которыми эти тракты сопрягаются. Частотно-избирательные элементы волноводных трактов
имеют литеры Г, Б, Д, К, В, Ж, соответствующие их рабочим частотам. Конструктивно каждый из трактов выполнен с учетом местоположения сопрягаемых с ним приемопередатчика и облучателя.
Основные характеристики волноводного тракта:
- Коэффициент стоячей волны волноводных трактов не более 1,45
- КПД волноводного тракта (%)………………………………………95
- Предельная мощность передачи волноводного тракта (МВт)….2
Каждый из шести трактов обеспечивает взаимодействие приемопередающей аппаратуры (ППА) с облучателями антенн РЛС. Схема построения ВКТ приведена на рисунке 3.3.
Рис.3.3. Структура ВКТ 1Л118
145
Для ввода энергии СВЧ колебаний в волноводный тракт служит элемент сопряжения с магнетроном СМС, представляющий собой неотражающий переход от коаксиального выхода магнетрона к прямоугольному волноводу. Связь CMC с антенным переключателем осуществляется отрезком жесткого волновода. Антенный переключатель (АПС) обеспечивает работу каждого из волноводных трактов, как на передачу, так и на прием.
Конструктивно с АПС совмещен направленный ответвитель для подключения измерительных приборов и зонд АПЧ. Поскольку в РЛС предусмотрена возможность изменения наклона отражателей, то для повышения
надежности и долговечности тракта предусмотрено гибкое волноводное сочленение (СГС), представляющее собой отрезок гофрированного волновода.
Конструкция и работа элементов волноводного тракта
Антенный переключатель
Антенный переключатель обеспечивает работу приемно-передающей
аппаратуры на одну антенну. При передаче он обеспечивает канализацию
высокочастотной энергии от магнетрона к антенне и предотвращает проникновение большой мощности передатчика в приемник, а при приеме - канализацию энергии отраженных сигналов от антенны к приемнику без значительных потерь ее в цепях передатчика.
Таким образом, антенный переключатель представляет собой быстродействующий переключатель колебаний СВЧ на два положения. В положении передача он должен находиться в течение времени, равного длительности зондирующего импульса, а в положении прием - время, равное паузе между зондирующими импульсами. Высокая скорость переключения в антенном переключателе достигается применением специальных газовых разрядников.
Конструктивно антенный переключатель выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, на котором укреплены два газонаполненных разрядника, направленный ответвитель и зонд АПЧ (рис. 3.4.)
Нижний разрядник РР-7 - помещен в резонатор, связанный с волноводом через щель в узкой стенке. Резонатор с разрядником называется переключателем блокировки магнетрона (ПБМ).
На расстоянии λв/2 (λв - длина волны в волноводе) от переключателя
блокировки магнетрона в широкой стенке волновода устанавливается прямоугольный разрядник, который закрепляется между антенным переключателем и фланцем волноводного перехода. Ответвление, состоящее .из полуволнового отрезка волновода и разрядника, называется переключателем на прием и передачу (ППП).
146
Разрядник РР-7 представляет собой стеклянный баллон, заполненный
аргоном. В баллоне имеются заостренные электроды с небольшим зазором
между ними (искровой промежуток). Величина зазора регулируется винтом,
находящимся на торцевой стороне разрядника. Разрядник помещается в камеру и образует тороидальный резонатор, резонансная частота которого регулируется величиной зазора между электродами.
Разрядники такого типа обладают, как правило, высокой добротностью,
и, следовательно, узкой полосой пропускания и требуют настройки на частоту передатчика.
Разрядник защиты приемника (типа РР-2 для АПС каналов 1 и 5, типа
РР-4 для канала 6, типа РР-3 для каналов 3 и 4, типа РР-20 для канала 2) является более широкополосным и представляет собой четвертьволновую секцию волновода. Концы секции закрыты резонансными окнами связи (диафрагмами). Стеклянный баллон, заполненный аргоном с примесью паров воды, имеет прямоугольную форму и помещен внутри волноводной секции.
Размеры диафрагм подобраны такими, что они резонируют на частоте передатчика. Благодаря этому напряженность поля вблизи диафрагмы больше,
чем в прилегающем волноводе и условия зажигания разрядника облегчаются.
Искровые промежутки вносят неоднородность в волновод в режиме
приема и поэтому располагаются на расстоянии четверти длины волны, с
тем, чтобы отраженные волны от них взаимно компенсировались.
Рассмотрим принцип действия антенного переключателя.
При малой величине мощности в волноводе напряжение на искровом
промежутке разрядника РР-7 мало, разрядник не пробит, и его объемный
контур эквивалентен настроенному контуру со сравнительно большой действующей добротностью. При прохождении по волноводу энергии от магнетрона напряжение на искровом промежутке разрядника возрастает, искровой
промежуток пробивается, и объемный контур разрядника становится эквивалентным сильно расстроенному контуру. Так как добротность контура велика, то эквивалентные сопротивления контура при пробитом искровом промежутке значительно различаются между собой. Это последнее свойство позволяет применять разрядники для коммутации антенны на прием и передачу.
λ/2
147
Рис.3.4. Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы антенного переключателя
Если в волноводе существует только один тип колебаний, то волновод
на эквивалентной схеме может быть заменен двухпроводной линией, провода
которой будут направлены по линиям тока вдоль середины широкой стенки
волновода. В этом случае ответвление от широкой стенки волновода соответствует разрыву линий тока проводимости и может быть изображено в виде
отрезка линии, включенного в разрыв основной линии. Ответвление от узкой
стенки волновода может быть изображено в виде отрезка линии, подключенного параллельно основной линии.
Параллельно линии включен разрядник ПБМ, который связан с волноводом через щель в узкой стенке и изображен в виде эквивалентного контура,
так как представляет собой тороидальный резонатор. Расположение разрядника соответствует подключению эквивалентного резонансного контура к
двухпроводной линии через четвертьволновое ответвление.
На расстоянии λ/2 от сечения, в котором включен разрядник ПБМ, в
разрыв линии включен разрядник ППП, что соответствует его включению в
широкую стенку волновода. Разрядник изображен в виде двух искровых
промежутков, расположенных на расстоянии λ/4 друг от друга.
Работа схемы антенного переключателя на прием
При приеме отраженных сигналов величина мощности в волноводе мала и разрядники не пробиты. Следовательно, при настроенном в резонанс
контуре, входное сопротивление его в точках аа будет очень велико. Это сопротивление трансформируется через четвертьволновое ответвление в очень
малое сопротивление. Таким образом, разрядник ПБМ замыкает практически
накоротко эквивалентную двухпроводную линию в сечении ВВ.
148
Поскольку разрядник ПБМ находится на расстоянии λ/2 от разрядника
ППП, то входное сопротивление этой полуволновой линии, замкнутой на
конце в сечении ВВ, будет равно нулю. Поэтому высокочастотная энергия
принятого сигнала, поступающего от антенны, практически не будет ответвляться в сторону магнетрона, а пойдет через не пробитый разрядник ППП к
приемнику. Связь разрядника ППП с волноводом выбрана такой, что его
входное сопротивление согласовано с волноводом, поэтому энергия отраженных сигналов проходит в приемный тракт практически без потерь.
Работа схемы антенного переключателя на передачу
При работе на передачу искровые промежутки разрядников ПБМ и
ППП пробиваются. Контур разрядника ПБМ шунтируется, его входное сопротивление становится очень малым и через четвертьволновой шлейф
трансформируется в очень большое сопротивление, включенное параллельно
основной линии (сечение вв). Тем самым разрядник ПБМ не оказывает шунтирующего действия на энергию, идущую от магнетрона к антенне.
При большом напряжении в основном тракте газ внутри разрядника
ППП ионизируется, и во входном окне разрядника возникает явление безэлектродного пробоя. Провод линии в сечении бб замыкается, и энергия от
передатчика проходит в антенну, практически не ответвляясь в сторону приемника.
Наличие двух искровых промежутков в разряднике ППП вызвано необходимостью защиты приемника от больших мощностей.
Для дополнительной защиты входных цепей блоков 174УВ01Л от возможного повышенного уровня СВЧ мощности, в высокочастотный тракт каждого канала после разрядников ППП (РР-2, РР-3, РР-4, РР-20) установлен
разрядник РР-188В-1, который работает аналогично указанным выше разрядникам.
Для повышения надежности работы разрядник РР-188В-1 содержит радиоактивный источник начальной ионизации тритиевый (ИНИТ-6). Герметичность источника и отсутствие ионизирующего излучения вне разрядника,
обеспечивается его конструкцией.
Волноводный тракт
Волноводные тракты 1Л118 разборные и состоят из ряда отдельных
секций, которые соединяются между собой при развертывании станции.
В качестве линии передачи высокочастотной энергии применен стандартный волновод типа РВЛ-72х34, представляющий собой медную трубу
прямоугольного сечения с внутренними размерами 72х34мм.
149
Максимальная мощность, не вызывающая пробоя в волноводе при
нормальных климатических условиях, составляет порядка 2МВт. Коэффициент полезного действия (КПД) при передаче энергии по волноводу порядка
95%.
Для того чтобы предохранить волновод от коррозии внутренние его
стенки покрывают специальной эмалью А-14Ф.
В связи с неудобством транспортировки длинных волноводов они изготовлены в виде отдельных секций, которые соединяются между собой фланцами.
Чтобы предотвратить потери энергии в местах стыков отдельных секций из-за несовершенства контактов в РЛС 1Л118 используется способ сочленения волноводов, основанный на применении специальных дроссельных
устройств, обеспечивающих достаточно надежное электрическое соединение
в месте стыка волноводов без их непосредственного контакта (рис.3.5). Дроссельные сочленения выполняются обычно таким образом, чтобы механический контакт между сочленяемыми отрезками имел место там, где продольный ток равен или близок к нулю. Это позволяет существенно снизить требования к точности изготовления фланцев и качеству контакта.
Принцип действия дроссельных сочленений основан на том, что входное сопротивление короткозамкнутого полуволнового отрезка линии равно
нулю. Поэтому последовательное включение в разрыв между двумя регулярными линиями такого отрезка соответствует включению нулевого сопротивления.
Чертеж дроссельного фланца показан на рис.3.5а. На конце одного из
сочленяемых волноводов располагается фланец, имеющий кольцевую канавку (2) глубиной приблизительно в четверть длины волны. Расстояние от канавки до середины широкой стенки волновода кратно λ/4. Торцевая поверхность дроссельного фланца между волноводом и кольцевой канавкой не совпадает с поверхностью фланца, находящейся за пределами канавки. С этим
фланцем сопрягается второй фланец, имеющий плоскую поверхность без канавки.
150
а)
б)
Рис.3.5. Дроссельное сочленение
Зазор, имеющийся между описанными фланцами, может рассматриваться как радиальная линия. Кольцевая канавка играет роль коаксиальной
линии, включенной последовательно в радиальную линию и закороченной на
конце.
Эквивалентная схема дроссельного фланца показана на рис.3.5б. Через
RК обозначено сосредоточенное сопротивление контакта, имеющееся в месте
касания двух фланцев - дроссельного и плоского. Сопротивление Rк может
иметь любую величину. Желательно, чтобы независимо от величины Rк
входное сопротивление щели между фланцами (в точках ав) было близко к
нулю.
Сопротивление Rк оказывается в узле высокочастотного тока и, следовательно, не вносит потерь. Падение напряжения на сопротивлении Rк, отсутствует. В идеальном случае излучение из щели между фланцами также
должно отсутствовать, даже если контакта между фланцами совершенно нет,
т.е. Rк  . Так бывает, например, при наличии уплотняющей диэлектрической прокладки между фланцами. Входное сопротивление коаксиальной линии в точках b стремится к бесконечности. Поэтому входное сопротивление
радиальной линии в точках ав стремится к нулю, что и требуется для обеспечения эффективного контакта между сопрягаемыми фланцами.
Неточность изготовления фланцев приводит в некоторых случаях к искрению. Это явление устраняется применением металлических вкладышей,
помещенных в канавке фланца около узких стенок волновода. При этом исключается возможность появления в канавках щелей, которые могут привести к искрению во фланцах.
В местах дроссельных соединений волноводный тракт незначительно
меняет свою однородность, поэтому заметных отражений не наблюдается.
151
Для защиты внутренних полостей тракта от пыли и воды между фланцами устанавливаются резиновые прокладки, которые укладывают в специальные канавки 1 (рис.3.5).
Ввиду отсутствия полной герметизации тракта существует возможность скапливания в тракте конденсирующейся влаги. Чтобы влага не скапливалась в дроссельных полостях, они заполняются пенопластом. Для удаления влаги из волноводов в наиболее низко расположенных местах волноводных трактов сделаны сливные отверстия.
3.2. Система синхронно-следящей передачи (ССП)
3.2.1. Назначение, состав и характеристики работы системы ССП
Система ССП предназначена:
- для формирования аналоговых напряжений вращения ППК, необходимых потребителям, использующим двухканальные системы слежения по
азимуту;
- для формирования импульсов СЕВЕР и МАИ для дискретной передачи мгновенного углового положения ППК в пространстве на ВО и внешним
потребителям;
- для индикации на ПДУ (блок 394ЮП01) углового положения антенн в
вертикальной плоскости.
Источником первичной информации о мгновенном угловом положении
ППК в пространстве является блок главных датчиков 394РД01М, механически сопряженный с валом опорно-поворотного устройства машины №1.
Для обеспечения требуемой точности передачи угла (не хуже 0,5°) аналоговая часть ССП выполнена по двухканальной схеме с использованием
сельсинов – датчиков грубого (ГО) и точного отсчетов (ТО).
Сельсины - приемники и сервомеханизмы для отработки углового рассогласования размещены в аппаратуре, сопрягаемой с РЛС 1Л118, поэтому в
РЛС предусмотрены только цепи передачи и съема напряжений сельсиновдатчиков.
Первичные трехфазные напряжения грубого и точного отсчетов с блока
главных датчиков через кольца токосъемника (6 колец) поступают в выносное оборудование через его входной распределительный щит РЩ-ЗУБ. Подача этих напряжений для внешних потребителей производится с выходного
щита ВО РЩ-4УБ.
Индикация углового положения верхней и нижней антенн в вертикальной плоскости осуществляется с помощью двух независимых систем, каждая
152
из которых включает в свой состав сельсин - датчик и сельсин - приемник,
которые работают в индикаторном режиме. На осях сельсинов - приемников
в блоке дистанционного управления 394ЮП01закреплены шкалы, по которым и осуществляется отсчет углового положения антенн.
Импульсы углового положения ППК формируются в блоке 394РД01М
с помощью специальных фотодатчиков, жестко синхронизированных между
собой, что необходимо для совпадения импульса СЕВЕР с одним из 4096-ти
импульсов МАИ.
С блока 394РД01М сигналы СЕВЕР и МАИ через кольца токосъемника
ППК и входной распределительный щит ВО РЩ-ЗУБ поступают на шкаф
395УА01МБ выносного оборудования, где используются для формирования
импульсов азимутальных меток. Кроме того, сформированные, импульсы
МАИ и СЕВЕР из шкафа 395УА01МБ поступают в шкаф управления отображением 395РР01Б, где используются для создания радиально - круговой
развертки ИКО.
3.2.2. Принцип работы датчика азимутальной информации
Блок 394РД01М является датчиком азимутальной информации и предназначен для формирования первичных азимутальных сигналов СЕВЕР и
МАИ, а также напряжений каналов грубого и точного отсчетов (ТО и ТО),
пропорциональных синусу угла поворота антенны (приемно-передающей кабины) для ССП сопрягаемого изделия.
Передаточные отношения кинематических цепей:
- от входного вала до осей сельсина ГО и диска СЕВЕР……1:1;
- от оси диска СЕВЕР до оси диска МАИ ……………………1:64;
- от оси сельсина ГО до оси сельсина ТО …………………1:36;
- от шкалы ГО до шкалы ТО …………………………………1:36,
- ошибка перемещения между входным валом
и осями диска СЕВЕР и сельсина ГО……………не более 10';
- ошибка перемещения между осями сельсинов…не более 10';
- ошибка перемещения между осями дисков………не более 5';
В состав блока входят (рис. 3.6):
- редуктор;
- два кронштейна BL1 и BL2;
- два диска с прорезями;
- два сельсина;
- монтажная плата с навесными элементами;
- две шкалы;
- две соединительные платы.
153
При вращении входного вала блока вращаются оси дисков, сельсинов и
шкал. При подаче на блок напряжения +12В постоянного тока через резисторы R2...R4 запитываются излучающие диоды кронштейнов BL1 (СЕВЕР) и
BL2 (МАИ), а через резистор R1 и стабилитрон VD1 осуществляется питание
фотодиодов кронштейнов. Диски с кронштейнами вырабатывают сигналы
СЕВЕР и МАИ.
Сигнал СЕВЕР вырабатывается один раз за оборот антенны (ППК).
Сигнал МАИ вырабатывается за один оборот антенны 4096 раз. Сигналы с
кронштейнов усиливаются по току эмиттерными повторителями на транзисторах VT1, VT2 платы с монтажом Z1 и через соединительную плату поступают на ячейку формирования сигналов по длительности Д2ХК76 блока
394СУ01М выносного оборудования.
Для обеспечения однозначности совпадения сигнала СЕВЕР с одним и
только с одним и тем же сигналом МАИ в блоке применены механическая и
электрическая синхронизации.
Механическая синхронизация обеспечивается передаточным числом
редуктора между дисками блока.
Электрическая синхронизация осуществлена последовательным включением фотодиодов кронштейна СЕВЕР и фотодиода, установленного у дополнительной прорези диска МАИ, которая расположена на одной радиальной оси с одной из основных прорезей МАИ.
Напряжения для ССП вырабатываются сельсинами BG1 (канал ГО) и
BG2 (канал ТО) при подаче на них опорного напряжения 75В 50Гц с блока
питания 394БН07.
154
Рис.3.6. Блок 394РД01. Схема электрическая принципиальная
Конструкция блока 394РД01 выполнена так, что при вращении машины
вращается корпус редуктора. Вращающаяся часть закрывается кожухом.
155
Для проведения юстировки блока при проведении ориентирования РЛС
1Л118 в блоке имеется механизм расцепления, при помощи которого производится отключение кинематики блока от входного вала блока. Это позволяет вращать редуктор блока на любой угол без вращения кабины и устанавливать на шкалах заданный угол.
Сопряжение осей сельсинов с выходными осями редуктора выполнено
через безлюфтовые муфты. Шкалы и диски крепятся на выходных осях жестко. Шкала грубого отсчета крепится на свободном конце вала сельсинов ГО.
Шкалы, диски и статоры сельсинов при юстировке и регулировке имеют возможность разворота на неограниченный угол при ослаблении их крепления.
3.2.3. Привод вращения антенны и токосъёмник
Электропривод предназначен для вращения кабины со скоростью
3об/мин и 6об/мин.
В состав электропривода входят:
- четырехступенчатый редуктор вращения;
- синхронный двухскоростной электродвигатель.
Электродвигатель соединен с редуктором эластичной муфтой. Питание
электродвигателя осуществляется от трехфазной сети 220В 50Гц. Редуктор
имеет три пары цилиндрических и одну пару конических шестерен. Одна пара цилиндрических шестерен имеет косые зубья, что обеспечивает снижение
нагрузок на них. Кинематическая схема редуктора приведена на рис.3.7.
Для соблюдения условий безопасности при включении вращения кабины предусмотрена система сигнализации и блокировки. Электродвигатель
вращения кабины включается при помощи переключателя на панели шкафа
управления или дистанционно. При этом подается предупредительный сигнал о включении вращения кабины.
Электрическая блокировка не допускает включения электродвигателя
вращения, когда кабина застопорена замком или включен ручной привод. Эта
блокировка осуществляется концевым выключателем, расположенным у заднего замка кабины и на редукторе.
Ручной привод вращения приёмо-передающей кабины
Механизм ручного привода служит для вращения кабины вручную при
настройке и регулировке. Основной частью механизма является привод, состоящий из пары конических шестерен, цепной звездочки, горизонтального и
вертикального валика и штока с пружиной.
Привод заключен в чугунную отливку, прикрепленную к вертикальной
стенке в люке кабины.
156
Рис.3.7. Кинематическая схема редуктора механизма вращения
Токосъемник ТК-03/2
Токосъемник ТК-03/2 (рис.3.8) предназначен для передачи сигналов
электрических цепей от не вращающейся части повозки к вращающейся (кабина с приемно-передающей аппаратурой).
С помощью токосъемника ТК-03/2, установленного в центре кабины,
осуществляется соединение:
- силовых электрических цепей 220В 50Гц, 220В 400Гц;
- цепей видеосигналов;
- цепей питания синхронно следящей передачи;
- цепей системы управления, контроля и защиты;
- цепей заземления.
Токосъемник ТК-03/2 имеет 6 силовых колец, рассчитанных на ток до
40А каждое; 12 высокочастотных экранированных колец; 56 низкочастотных
колец, рассчитанных на ток до 10А каждое и одно кольцо заземления.
157
Линейная скорость трущегося контакта токосъемной пары (латунное
кольцо -медно-графитовая или серебряно-графитовая щетка) не превышает
0,13м/с.
Удельное давление силовых щеток токосъемника не менее 630 г/см2,
низкочастотных колец - не менее 840г/см2, щеток заземляющего кольца - не
менее 350г/см2, щеток высокочастотных - не менее 150г/см2.
Изоляция токосъемника рассчитана на рабочее напряжение, не превышающее 250В 50Гц.
Рис. 3.8. Токосъемник ТК-03/2
В верхней группе колец для цепей видеосигналов (кольца 2-4 и 6- 13) и
в группе колец 14, 17, 19, 28, 30, 43 применены серебряно-графитовые щетки,
в остальных группах применены медно-графитовые щетки.
Для силовых колец имеется два щеткодержателя с двумя большими
щетками в каждом. Силовые щеткодержатели, относящиеся к одному кольцу,
соединены параллельно.
На каждом из высокочастотных колец установлен один щеткодержатель с двумя щетками. В середине группы колец размещено специальное заземляющее кольцо, на котором установлен один щеткодержатель с двумя
большими щетками. Блок щеткодержателей этой группы колец закрыт
крышкой.
Средняя группа, составляющая 56 наиболее узких колец, используется
для прочих электрических цепей. Для каждого из колец этой группы предусмотрен один щеткодержатель с парой малых щеток.
158
4. Передающая система РЛ
4.1. Передающая система РЛС 1Л118
4.1.1. Назначение, состав, технические характеристики передающих устройств
Передающая система РЛС 1Л118 предназначена для формирования
мощных радиоимпульсов в десятисантиметровом диапазоне волн.
Передающая система состоит из шести идентичных по построению передающих устройств ПС-5, блока регулировки и стабилизации токов магнетронов 39БН01 и блока нагрузок БН-3.
Каждый из передатчиков ПС-5 реализован на основе магнетронного автогенератора с питанием от модулятора с полным разрядом накопителя. В
автогенераторе могу использоваться магнетроны типа МИ-29, МИ-446, МИ503.
Литеры каналов и значения частот, генерируемые передатчиками, приведены в таблице 4.1
Таблица 4.1.
Канал №
Литера частотного диапазона
Диапазон частот (МГц)
1
Г
2980  15
2
Б
3100  15
3
Д
2830  15
4
К
2860  15
5
В
3010  15
6
Ж
2710  15
Каждый из передатчиков обеспечивает:
- среднюю мощность, отдаваемую в нагрузку:
в каналах 1,4, 3, 5, 6 не менее (Вт)…………………700;
в канале 2 не менее (Вт)……………………………600;
- фиксированную частоту генерируемых колебаний;
- длительность огибающей выходных радиоимпульсов в режиме:
РЕДКИЙ1,РЕДКИЙ2(мкс)…………………………2,4...3,1;
ЧАСТЫЙ (мкс)………………………………………0,9...1,2;
- уровень потребляемой мощности:
по сети 220В 50Гц не более (Вт)…………………400;
159
по сети 220В 400Гц не более (Вт)………………3000;
- максимальный уход частоты при смене запуска (МГц)… 0,5.
Взаимодействие передающего устройства с другими устройствами радиолокатора поясняется схемой, приведенной на рис. 4.1.
Управление передатчиками и контроль их работоспособности осуществляется либо непосредственно из ППК, с панели шкафа управления ШУ-601М (местное управление), либо с панели блока 394ЮП01, входящего в состав выносного оборудования (дистанционное управление).
Таблица 4.2.
Команда Р/Р
РЕДКИЙ -1
РЕДКИЙ -2
ЧАСТЫЙ
РЕДКИЙ -2 - ЧАСТЫЙ
Запуск
передатчиков
каналов 1,2,3
ЗАП1-Р
ЗАП1-Р
ЗАП1-Ч
ЗАП1-Р
Запуск
передатчиков
каналов 4,5,6
ЗАП1-Р
ЗАП1-Р
ЗАП1-Ч
ЗАП1-Ч
Период
повторения импульсов
невобулированный
вобулированный
вобулированный
вобулированный
Питание передающего устройства трехфазным напряжением 220В 50Гц
обеспечивается от промышленной трехфазной сети или от дизельной электростанции, а трехфазным напряжением 220В 400Гц - от агрегата ВПЛ-30ДМ1У2.
При местном управлении на все передатчики от шкафа ШУ-6-01М через блок приёмника 394ПУ01 поступают невобулированные импульсы запуска такие, что все передатчики работают либо в режиме РЕДКИЙ 1, либо в
режиме ЧАСТЫЙ.
При дистанционном управлении от блока 394ЮП01 на шкаф ШУ-601М поступает код команды РЕЖИМ РАБОТЫ (Р/Р). В зависимости от
структуры кода команды Р/Р передатчики могут работать в одном из четырех
режимов запуска в соответствии с таблицей 4.2.
Выходные СВЧ колебания магнетронов через элементы сопряжения
(СМС-1) поступают к соответствующим антенным переключателям (АПС) и
далее к облучателям антенн. Регулировка и стабилизация токов магнетронов
передатчиков производится от блока 39БН01. Управление работой блока
также может быть местным или дистанционным.
Непосредственно с каждым из передатчиков связан блок нагрузок,
обеспечивающий рассеивание избыточной энергии, запасенной зарядными
дросселями.
Каждый канал передающего устройства имеет автономные источники
вторичного электропитания и может быть выключен независимо от других
каналов. Конструктивно каждый передатчик совмещен с приемником соответствующего канала и выполнен в виде отдельного шкафа ПС-5, содержащего элементы схем контроля, защиты и управления.
Рис.4.1. Схема взаимодействия приёмо-передающих каналов с аппаратурой 1Л118
4.1.2. Принцип построения передающего устройства 1Л118
Передающее устройство каждого радиолокационного канала 1Л118 построено по схеме мощного автогенератора на магнетроне, который питается
от импульсного модулятора с полным разрядом накопителя.
Схема, поясняющая принцип работы приведена на рис.4.2.
Е Др
- +
C1
L1
К
C2 C3
L2
L3
C4
L4
C5
C6
L5
L6
C7
L7
TV
Uн
UС(t)
VD
C2 C3
C4 C5
C6
L1
L2 L3
L4
L6
L5
C7
2Е
(1,9...1,95)Е
L7
Е
Др
Е
C1
+
-
К
TV
t
0
t1
Uн
Рис.4.2. Схема генератора на магнетроне и модулятора с полным разрядом накопителя
Формирование магнетроном радиоимпульса происходит следующим
образом (рис.4.2.а).
Накопитель энергии, искусственная формирующая линия (ИФЛ)
С1…С7, L1…L6 при подаче постоянного напряжения Е от выпрямителя, заряжается по цепи: + Е, зарядный дроссель Др, ИФЛ, первичная обмотка импульсного трансформатора TV, - Е. Зарядная цепь представляет собой последовательный колебательный контур, в котором индуктивность образует
дроссель Др, а емкость- конденсаторы ИФЛ.
Изменение во времени напряжения Uc на эквивалентном конденсаторе
ИФЛ происходит по колебательному закону (рис.4.2.) и, в момент времени t
= t1, достигает максимального значения (1,9...1,95)Е, т.е. конденсаторами
ИФЛ запасена максимальная энергия. При t = t1 замыкается ключ К и в со-
162
гласованную нагрузку (rл= Rн) будет отдаваться максимальная мощность,
т.е. реализован максимальный К.П.Д. модулятора.
Так как в состав РЛС входит система СДЦ, для эффективной работы
которой необходимо иметь изменяющийся (вобулированный) период следования зондирующих импульсов, то последовательно с зарядным дросселем
включен фиксирующий диод (рис.4.2.б), который, не влияя на процесс заряда
ИФЛ, предотвращает развитие колебательного процесса при t > ti. Благодаря
этому напряжение на конденсаторах ИФЛ (рис.4.3.) остается практически
неизменным до момента прихода импульса, управляющего коммутатором К.
UC(t)
2Е
Е
ti
t>ti
t
Рис.4.3. Напряжение на ИФЛ при включении фиксирующего диода
Разрядная цепь модулятора образуется при замыкании ключа К (рис.
4.2). Роль ключа выполняет тиратрон. Разрядный ток протекает по цепи:
плюсовой вывод ИФЛ, открытый тиратрон, первичная обмотка импульсного
трансформатора TV, минусовой вывод ИФЛ. В результате быстрого разряда
ИФЛ в нагрузке модулятора формируется импульс питающего магнетрон напряжения (рис.4.4.).
Рис.4.4. Напряжения в модуляторе при разряде ИФЛ
163
Длительность формируемого импульса tи определяется количеством N
и параметрами LC - цепочек в ИФЛ
tи  2 N LC .
В первоначальный момент отпирания тиратрона сопротивление нагрузки оказывается довольно большим, так как магнетрон выходит на рабочий режим с некоторой задержкой, обусловленной переходными процессами.
Далее, по мере установления переходных процессов в
магнетроне, устанавливается и его сопротивление Rн
≈ ρв. Изменение сопротивления нагрузки приводит к
появлению выброса на фронте импульса модулятора.
Для предотвращения этого явления параллельно перTV
вичной обмотке импульсного трансформатора вклюC
чена корректирующая цепочка Rк ,Cк (рис.4.5.). Параметры корректирующей цепи подобраны так, что
R
её результирующее сопротивление остается приблизительно постоянным и равным динамическому сопротивлению генерирующего магнетрона (450 Ом).
Накал
k
k
магнетрона
Рис. 4.5. Корректирующая цепочка
4.1.3. Принцип построения системы регулировки и стабилизации
токов магнетронов
Величина тока магнетрона каждого из передатчиков однозначно определяется величиной напряжения заряда (Uс) конденсаторов ИФЛ. Поэтому
задача регулировки токов магнетронов сводится к регулировке этого напряжения.
В РЛС 1Л118 для регулировки величин токов магнетронов передатчиков использован принцип, основанный на изменении времени заряда конденсаторов ИФЛ, в соответствии с которым заряд осуществляется до того момента времени, пока напряжение Uc не достигнет заданного значения
(рис.4.6.).
Для определения момента времени, когда следует прекратить заряд линии используется компаратор, сравнивающий величину текущего значения
Uc(t) с заданным значением опорного напряжения Uоп. В момент времени ti,
когда Uc(t) ≥ U'оп на выходе компаратора формируется импульс, включающий
цепь шунтирования зарядного дросселя.
Эта цепь образована вторичной обмоткой зарядного дросселя, тиристором и низкоомным резистором Rн (рис.4.6а.) Срабатывание тиристорного
ключа приводит к шунтированию зарядного дросселя за счет подключения к
164
его вторичной обмотке низкоомного резистора. При уменьшении опорного
напряжения U''оп ≤ U'оп соответственно уменьшается и интервал времени заряда ИФЛ (t2 < t1), что, в свою очередь, снижает величину Uc, а, следовательно, и значение тока магнетрона.
Данный принцип регулировки токов магнетронов обеспечивает одновременно их стабилизацию при изменениях напряжения питающей сети или
из-за других дестабилизирующих факторов.
Если произошло уменьшение напряжения высоковольтного выпрямителя Е, то, как это видно из рис.4.6.б., уменьшается и напряжение Uc(t)
(пунктирная линия). Это приводит к задержке момента срабатывания тиристорного ключа на время Dt или к увеличению интервала времени заряда
ИФЛ на величину Dt.
Уровни рабочих напряжений ИФЛ составляют (12…14) кВ, поэтому в
РЛС 1Л118 этот принцип реализован в более низковольтном диапазоне напряжений, определяемом коэффициентом трансформации n=ω1/ω2, где ω1 и
ω2 соответственно число витков вторичной и первичной обмоток зарядного
дросселя.
Упрощенная схема, поясняющая принцип построения системы регулировки и стабилизации тока магнетрона (РСТ), приведена на рис.4.6.а. Опорное напряжение Uоп (отрицательной полярности) задается от отдельного стабилизированного источника.
Напряжение, отражающее текущее значение Uc(t) и называемое далее
напряжением обратной связи Uoc, представляет собой сумму напряжений постоянной (U- oc) и переменной (U~ oc) составляющих.
Рис. 4.6.Принцип регулировки и стабилизации токов магнетронов
Значение U-oc задается от отдельного источника и составляет -160 В, а
величина U~oc =Uс(t)/n составляет, в зависимости от уровня напряжения высоковольтного источника, -140В...-200В. Реально требуемый диапазон изме-
165
нения величины Uоп лежит в пределах от -300В до -400В, что соответствует
диапазону изменения токов магнетронов (40...60)мА.
В передатчиках для сравнения напряжений Uоп и Uoc используется диодно-регенеративный компаратор, вырабатывающий короткий импульс в
момент времени, когда Uoc>Uоп. Далее этот импульс поступает на тиристорный ключ, отпирание которого приводит к росту тока в цепи вторичной обмотки зарядного дросселя и запиранию фиксирующих диодов.
Система РСТ магнетронов охватывает обе группы передатчиков РЛС,
причем величины токов устанавливаются для каждой из них независимо. Установка требуемых значений токов магнетронов для каждой из групп передатчиков может производиться как при местном, так и при дистанционном
управлении.
4.2. Передающее устройство ПС-5
4.2.1. Работа аппаратуры шкафа ПС-5
Передающее устройство РЛС состоит из шести идентичных магнетронных передатчиков, каждый из которых соединен волноводным трактом с
соответствующим облучателем антенной системы. В РЛС1Л118 предусмотрена возможность независимой работы передатчиков по цепям управления
работой, контроля параметров и электропитания.
В пределах каждой группы (каналы 1, 2, 3 и каналы 4, 5, 6) передатчики
работают в одинаковых условиях по запуску (ЗАП1-Р или ЗАП1-Ч) и уровню
токов нагрузки (система РСТ магнетронов).
Каждый из передатчиков включает (Рисунок 4.7.):
- высоковольтный выпрямитель (блок 39БВ01), в состав, которого входят собственно высоковольтный выпрямитель, зарядный дроссель и фиксирующий диод.
- искусственную формирующую линию, предназначенную для формирования высоковольтных модулирующих импульсов напряжения;
- высокочастотный высоковольтный вакуумный выключатель ВВ-20,
переключающий ячейки ИФЛ (6 или 16) при изменении режимов работы передатчиков по запуску (РЕДКИЙ или ЧАСТЫЙ);
- импульсный трансформатор А6, предназначенный для согласования
сопротивления магнетрона с волновым сопротивлением ИФЛ, а также для
повышения напряжения модулирующих импульсов, подаваемых на катод
магнетрона;
166
- магнетронный генератор (А4), включающий импульсный магнетрон и
систему постоянных магнитов и являющийся источником высокочастотной
энергии, передаваемой по волноводному тракту в антенну;
- коммутирующий элемент - импульсный тиратрон VL1 (А1, блок ТС3), срабатывающий при поступлении на его сетку запускающих импульсов;
усилитель импульсов запуска, формирующий импульсы поджига тиратрона (А1, блока ТС-3);
- управляемый ключ (тиристор VS1), открывание которого импульсом
диодно-регенеративного компаратора, приводит к прекращению процесса заряда ИФЛ (А1,блокТС-3);
- диодно-регенеративный компаратор, вырабатывающий импульсы, отпирающие управляемый ключ (тиристор VS1);
- корректирующую RC цепочку, предназначенную для сглаживания
выброса на фронте модулирующего импульса;
- цепи вентиляции, управления, контроля и защиты.
220 В 440 Гц
(А, В, С)
Блок
39БВ01
А2
Высоковольтный
выпрямитель
TV1, VD1...VD6
Зарядный
дроссель
L1
Фиксирующие
диоды VD7, VD8
А4
Магнетронный
генератор
К СМС
А3
Формирующая линия
Импульсный
трансформатор
Напряжение обратной
связи с блока 39БН01
Напряжение
обратной связи
Корректирующая
цепочка
RC
Блок ТС-3
А1
Диоднорегенеративный
компаратор
Управляемый
ключ-тиристор
VS1
Усилитель
импульсов
запуска
Опорное напряжение
от блока 39БН01
К блоку
нагрузок
Импульсы запуска
от блока 394ПУ01
Коммутирующий
элемент
(тиратрон VL1)
А6
Высоковольтный
вакуумный
выключатель
Цепи управления
контроля и защиты
-27В
Рис. 4.7. Функциональная схема передающего устройства ПС-5
Напряжение 220В 400Гц подается на трехфазный трансформатор TV1
блока высоковольтного выпрямителя 39БВ01. С вторичных обмоток трансформатора TV1 повышенное напряжение поступает на выпрямитель, собранный по трехфазной мостовой схеме Ларионова.
Выпрямленное напряжение положительной полярности подается на
LC- фильтр и далее поступает в зарядную цепь модулятора - зарядный дрос-
167
сель, фиксирующие диоды VD7, VD8, ИФЛ, первичная обмотка импульсного
трансформатора, корпус.
Напряжение обратной связи, снимаемое с дополнительной (вторичной)
обмотки зарядного дросселя L1, подается для управления в блок ТС-3.
Передатчики запускаются импульсами запуска (ИЗ) ЗАП1-Р или ЗАП-Ч
после их привязки к тактовым импульсам дискрет дальности (ТИ ДД) в аппаратуре СДЦ и прохождения блока приёмника 394 ПУ01.
Независимое переключение запусков передатчиков, объединенных в
две группы производится из выносного оборудования. При автономной работе ППА (местное управление) для запуска передатчиков используются импульсы запуска, вырабатываемые ячейкой Д2ГГ7, расположенной в шкафу
управления.
С приходом выбранного в приёмнике ИЗ, открывается коммутирующий тиратрон VL1 и ИФЛ разряжается по цепи – «+» вывод ИФЛ, открытый
тиратрон VL1, корпус, первичная обмотка импульсного трансформатора, «-»
вывод ИФЛ.
При помощи высоковольтного вакуумного выключателя в ИФЛ в режимах редкого и частого запусков подключается число работающих звеньев,
соответственно, 16 или 6.
В результате протекания разрядного тока во вторичной обмотке импульсного трансформатора формируется высоковольтный импульс питания
магнетрона амплитудой около 28 кВ (рис.4.4.).
Сглаживание выброса на переднем фронте модулирующего импульса
производится RC- цепочкой, включенной параллельно первичной обмотке
импульсного трансформатора.
В блоке ТС-3 установлен коммутирующий тиратрон и элементы схемы
регулирования и стабилизации токов магнетронов, связанные с блоком нагрузок БН-3.
Все передатчики РЛС связаны со шкафом ШУ-6-01М цепями управления, контроля и защиты.
Электропитание передатчиков осуществляется от преобразователя повышенной частоты ВПЛ-30 трехфазным напряжением 220В 400Гц, вентиляторы воздушного охлаждения питаются от промышленной трехфазной сети
напряжением 220В 50Гц.
4.2.2. Функциональная схема блока регулирования
Система регулировки и стабилизации токов (РСТ) магнетронов обеспечивает:
- возможность установки токов магнетронов от минимальных (40..
,50)мА до номинальных (55...65)мА во всех режимах работы.
- стабильность мгновенного значения постоянной составляющей анод-
168
ного тока магнетронов при изменении сети 220В 400Гц на ±5% не хуже±1,5%.
Примечание. Номинальное значение постоянной составляющей анодного тока
магнетрона в режиме РЕДКИЙII меньше, чем во всех других режимах на (5...7)мА.
В систему РСТ магнетронов входят:
- управляемый ключ-тиристор VS1 блока ТС-3, включенный последовательно с дополнительной (вторичной) обмоткой зарядного дросселя блока
39БВ01 и резистором блока БН-3.
- диодно-регенеративный компаратор (блок ТС-3);
- блок39БН01;
- блок БН-3;
- органы управления на панели дистанционного управления выносного
оборудования и в шкафу управления ШУ-6-01М.
Функциональная схема системы регулировки и стабилизации токов
магнетронов приведена на рис.4.8.
394ЮП01
+27В
SB11
меньше 1
SB12
3
SB13
3
SB14
3
больше 1
394УУ01
меньше 2
3
больше 2
SP8
Код ТУ-ТС
ШУ-06-01М
Схема
управления
к передатчикам
1 группы
R14
Устройство
управления
опорным
напряжением
+27В
(-27В)
Выпрямитель
опорного
напряжения
39ЮУ51
Устройство
управления
опорным
напряжением
+27В
(-27В)
Выпрямитель
опорного
напряжения
39БН01
Выпрямитель
напряжения
обратной связи
к форм.
линии
VD8
R25
Выпрямитель
напряжения
обратной связи
От 39БВ01
VD7 От 39БВ01
VD7
VD8
к форм.
линии
Диоднорегенеративный
компаратор
ПС-5
к передатчикам
2 группы
Диоднорегенеративный
компаратор
к
к
ПС ПС
I гр. II гр.
VS1
VS1
ПС-5
БН-3
Рис.4.8. Функциональная схема системы регулировки и стабилизации токов магнетронов
169
Регулирование и стабилизация токов магнетронов осуществляются
управлением в модуляторах ПС-5 длительностью процесса заряда ИФЛ.
При отпирании тиристора импульсом, поступающим с диоднорегенеративного компаратора, происходит подключение к дополнительной
(вторичной) обмотке зарядного дросселя низкоомного резистора блока БН-3.
В результате этого колебательный процесс в зарядной цепи срывается, так
как зарядная индуктивность оказывается зашунтированной цепью с малым
сопротивлением.
Энергия, запасенная в магнитном поле зарядного дросселя, рассеивается в резисторе блока БН-3.
Управление моментом открывания тиристора VS1 осуществляется диодно-регенеративным компаратором, который вырабатывает импульс в момент, когда напряжение на линии достигает требуемого значения, то есть когда напряжение обратной связи Uoc превысит величину опорного напряжения
Uoп.
Опорное напряжение, необходимое для регулировки и стабилизации
токов магнетронов, формируется в блоке 39БН01.
Рис. 4.9. 39БН01. Схема электрическая структурная
При подаче +27В в случае необходимости увеличения тока магнетрона,
и минус 27В в случае уменьшения, изменяют величины потенциометров R14,
R25 блока 39БН01 и, следовательно, величину опорного напряжения Uoп,
осуществляя управление моментом срабатывания компаратора и, соответственно, амплитудой модулирующих импульсов. Опорное напряжение системы
РСТ формируется раздельно для 1 и 2 группы передатчиков.
Блок 39БН01
Блок 39БН01 предназначен для регулировки и стабилизации токов магнетронов при изменении напряжения питающей сети и тока нагрузки, а также для осуществления программного переключения передающей аппаратуры
при переходе РЛС из режима РЕДКИЙ в режим ЧАСТЫЙ и наоборот.
170
Блок 39БН01 включает по два следующих функциональных узла:
- стабилизированный дистанционно регулируемый выпрямитель опорного напряжения;
- выпрямитель напряжения обратной связи;
- устройство программного переключения передающей аппаратуры;устройство управления величиной опорного напряжения.
Структурная схема блока 39БН01 приведена на рис.4.9.
Первичное питание осуществляется от трехфазной сети 220В 400Гц
фазы А, В, С.
Регулировка опорного напряжения осуществляется следующим образом: через 100±10 с после включения приемо-передающей аппаратуры на
блок 39БН01 подается напряжение минус 27В, в результате чего вращение
выходного вала механизма регулировки, жестко связанного с осью потенциометра R14 (R25) приводит к уменьшению величины опорного напряжения.
Для повышения опорного напряжения подается напряжение +27В. В
этом случае напряжение на обмотке управления двигателя будет сдвинуто по
фазе на 180° относительно напряжения, подаваемого при понижении опорного напряжения. Вращение ротора двигателя будет происходить в другую сторону. Таким образом, опорное напряжение будет повышаться. Пределы изменения напряжения устанавливаются концевыми выключателями.
При переходе РЛС из режима РЕДКИЙ в режим ЧАСТЫЙ осуществляется программное переключение передающей аппаратуры.
При включении режима ЧАСТЫЙ) цепь питания опорного напряжения
подключается к потенциометрам R13 (R24) ЧАСТО.
БлокБН-3
Блок БН (блок нагрузок) предназначен для рассеивания части энергии,
запасенной в магнитном поле зарядных дросселей модуляторов шкафов ПС5. В БН-3 размещены резисторы, функционально связанные со шкафом ПС-5.
Для лучшего отвода тепла блок БН-3 располагается вблизи вентилятора
обдува кабины ППА, который всегда должен быть включен при длительной
непрерывной работе шкафов ПС-5.
171
4.3. Работа отдельных устройств передатчика
4.3.1. Магнетронный генератор. Особенности эксплуатации
Магнетронный генератор предназначен для генерирования кратковременных мощных высокочастотных импульсов в сантиметровом диапазоне
волн, передаваемых по волноводным трактам в антенное устройство для излучения в пространство.
Магнетронный генератор каждого канала состоит из магнетрона типа
МИ-446 (МИ29) и магнитной схемы. В зависимости от генерируемых частот
магнетрону присвоена литера. Расстановка литер магнетронов по каналам
приведена в таблице 3.1 Общий вид магнетрона типа МИ- 29 приведен на рисунке 4.10.
Магнетрон типа МИ-29 (МИ-446) - мощная генераторная лампа десятисантиметрового диапазона волн. Магнетрон МИ-446 обладает более высокой фазовой стабильностью и, следовательно, его использование более предпочтительно по сравнению с применением магнетрона МИ-29, поскольку это
гарантирует более высокое качество функционирования системы когерентной обработки сигналов. В передающем устройстве предусмотрена возможность использования любого из них.
Анодный блок
с радиаторами
Коаксиальный
накальные
выводы
Рис. 4.10. Магнетрон МИ-29
172
Технические характеристики магнетрона МИ-446:
анодное напряжение (кВ)………………………….
26...30;
напряженность магнитного поля (кА/м) …………..199±1,6;
напряжение накала (В) ………………………………12,6±0,6;
ток накала(А)……………………………………………3,8...5,2;
анодный ток(мА)………………………………………..60...70;
охлаждение ……………………воздушное принудительное;
наибольшая длительность импульса (мкс)……………..3
При подаче высокого напряжения на анод магнетрона, в передающем
устройстве снимается напряжение накала магнетрона. Катод магнетрона работает за счет саморазогрева, при этом рабочая температура катоде магнетрона устанавливается при анодных токах выше 40мА.
Магнетрон помещается в воздушном зазоре, образованном между полюсами магнитной системы. Магниты отлиты из сплава, обладающего большой коэрцитивной силой. Чтобы обеспечить нормальную работу магнетронного генератора, предусмотрена возможность регулировки напряженности
магнитного поля магнитным шунтом, позволяющим уменьшить поле в зазоре
на (12-20)кА/м. Кроме того, шунтом устанавливается нормальное рабочее
значение поля при старении магнитов.
При хранении в межэлектродном пространстве магнетрона могут появляться частицы использованных при производстве материалов, адсорбированные газы. Включение такого магнетрона на полную нагрузку может привести к выходу его из строя. Предотвратить такую ситуацию можно процедурой «жестчения» магнетрона. «Жестчение» заключается в процедуре ступенчатого включения магнетрона под полную нагрузку. Первоначально
включение магнетрона идёт при стартовых токах в (40…45) мА с прогоном
0,3…1 час. Затем медленно добавляют рабочий ток и, если начинаются броски тока или слышны искрения в волноводах, уменьшают его до исчезновения искрений и выдерживают 0,3…1 час. Процедура повторяется до тех пор,
пока не будет достигнута устойчивая работа магнетрона на номинальном токе.
4.3.2. Тиратронный блок. Работа по принципиальной схеме
Тиратронный блок предназначен:
- для формирования импульсов, подаваемых на управляющую сетку
тиратрона VL1;
- для формирования импульсов защиты транзисторного ключа VT1;
- для формирования импульсов, подаваемых на управляющий электрод
тиристора VS1;
173
Основные технические данные блока ТС-3:
- амплитуда импульсов на сетке тиратрона
не менее 400В;
- амплитуда импульсов управления тиристором VS1 не менее 15В;
- длительность импульсов управления тиристором 15±5мкс.
В состав блока входят:
- схема формирования (плата с монтажом А1) импульсов управления
высоковольтным транзисторным ключом (VT1);
- формирующая линия L1...L6, С1...С6;
- импульсный трансформатор TV1;
- схема формирования (плата А2) импульсов управления приемником
ЗАПУСК ОТ ТС;
- схема формирования (пл. A3) импульсов управления тиристором VS
1;
- схема формирования (плата А5) защиты транзисторного ключа (VT1)
от импульсных помех;
- выпрямители, выполненные на трансформаторе TV2 на напряжения
+20В, +75В с параметрической стабилизацией и нестабилизированный на
+400В;
- трансформаторы накала (TV3) тиратрона и (TV4) магнетрона;
- металлокерамический тиратрон (VL1) с элементами сеточного фильтра С8,L7, С9.
Импульсы запуска положительной полярности амплитудой 15В, длительностью 1мкс поступают через разъем ХР1 на вход эмиттерного повторителя на транзисторе V Т1(А1).
Одновибратор на транзисторах VT2 и VT3(A1) формирует импульсы
длительностью примерно 4мкс, которые через составной эмиттерный повторитель на транзисторах VT5...VT7(A1), через корректирующую цепочку С6,
R14, поступают на базу высоковольтного ключа на транзисторе VT1. Линия
L1...L6, С1...С6 стабилизирует длительность импульса поджига, трансформатор TV1, с коэффициентом трансформации 3, согласует сопротивление линии с сопротивлением сеточной цепи тиратрона, изменяет полярность импульса на положительную и обеспечивает необходимую его амплитуду. Цепочка, из элементов R6, R7, VD1- демпфирующая. Она устраняет положительный выброс на первичной обмотке трансформатора TV1. Элементы С7,
R9 служат для создания отрицательного смещения на сетке тиратрона в паузах между импульсами поджига. Резистор R8-ограничивает ток в цепи сетки
тиратрона. Фильтр на элементах С8, L7, С9-защищает блок поджига от коротких высоковольтных бросков напряжения на сетке тиратрона.
Рис.4.11. Принципиальная схема блока ТС-3
175
Плата А2 в изделии 1Л118 не используется.
Выпрямители напряжения +20В, +90В и +400В особенностей не имеют. Выпрямитель +400В защищен по выходной цепи плавким предохранителем.
Коммутирующим элементом в схеме манипулятора передатчика является импульсный тиратрон VL1 с водородным заполнением.
Процесс отпирания тиратрона происходит следующим образом. На
управляющую сетку тиратрона VL1 с выхода усилителя импульсов запуска
поступает импульс поджига положительной полярности с амплитудой не менее 400В и скоростью нарастания фронта 1000В/мкс. Поджигающий импульс
вызывает в тиратроне пробой промежутка сетка-катод. При этом сетка приобретает потенциал близкий к потенциалу катода, что в свою очередь вызывает пробой промежутка анод-сетка. Через тиратрон начинает проходить разрядный ток формирующей линии, а напряжение на его аноде падает до величины, определяемой внутренним сопротивлением тиратрона. В момент пробоя промежутка анод-сетка, последняя на несколько сотых долей микросекунды приобретает потенциал близкий к потенциалу анода. Это явление сопровождается резким броском сеточного тока, который может вызывать в сеточной цепи тиратрона значительные напряжения. Для защиты выходных
цепей усилителей импульсов запуска от воздействия кратковременных выбросов сеточного тока тиратрона в сеточную цепь включен фильтр L7, С8,
С9. Дроссель L7 имеет индуктивность 30мкГн. Емкость каждого конденсатора 470пФ.
После отпирания тиратрона происходит разряд формирующей линии.
Разряд протекает быстро и сопровождается очень быстрым нарастанием тока
в тиратроне. Слишком большая скорость нарастания тока опасна для тиратрона, для ее ограничения в анодную цепь тиратрона включен дроссель L8,
индуктивность которого равна 7мкГн.
Диодно-регенеративный компаратор (плата A3) состоит из схемы сравнения, выполненной на диодах VD2, VD3 и блокинг-генератора на транзисторах VT1, VT2. На вход схемы сравнения подаются напряжение обратной
связи и опорное напряжение с блока 39БН01.
Если опорное напряжение, поступающее через VD2, превышает напряжение обратной связи, то диод VD2 открыт, а диод VD3 заперт. При этом
блокинг-генератор не работает. Когда напряжение обратной связи превысит
величину опорного напряжения, диод VD3 открывается, и через обмотку 3-2
TV1 замыкается цепь положительной обратной связи.
В этом случае диод VD2 запирается и блокинг-генератор создает короткий импульс, который через резистор R7 подается на управляющий электрод тиристора VS1 и отпирает его. Диод VD4 служит для защиты цепи
управления тиристора от отрицательных напряжений.
176
Рис.4.12 Общий вид тиратронного блока.
Схема формирования (плата А5) импульсов защиты предназначена для
формирования импульсов, запирающих схему формирования (А1) импульсов
управления транзисторным ключом VT1. Это исключает включение импульсными помехами в цепи запуска тиратрона VL1 во время заряда формирующей линии шкафа ПС, что может привести к аварийному отключению
шкаф ПС.
Схема формирователя импульсов защиты выполнена в виде одновибратора на транзисторах VT1 и VT2, на вход которого подаются импульсы запуска. Сформированные импульсы через инвертор на транзисторе VT3 поступают на базу транзистора VT1 платы А1. В режиме редкого запуска на
обмотку реле KV1.1 поступает напряжение +27В и оно контактной группой
KV1.2 включает параллельно времязадающему конденсатору С1 конденсаторы С2 и СЗ, что приводит к увеличению длительности импульсов защиты.
Конструкция панели шасси блока ТС обеспечивает приток воздуха к
радиатору тиратрона для его охлаждения.
177
На передней стенке снаружи расположены контрольные гнезда
ИМП.ЗАП, ИМП.ПОДЖИГА, ЗАП.ОТ ТС, ИМП.УПР, +20В, +380В:10,
+75В, НАКАЛ ТИРАТ, НАКАЛ МАГНЕТР, ИМП. ЗАЩИТЫ.
5. Приемная система ОРЛ
5.1. Общие сведения о приёмной системе 1Л118
5.1.1. Назначение, состав, ТХ приёмной системы
Приемное устройство РЛС 1Л118 предназначено для выполнения
функций, обеспечивающих обнаружение полезных сигналов, отраженных от
целей, и их преобразование в форму, необходимую для нормальной работы
индикаторного устройства.
В состав приемного устройства РЛС 1Л118 входят шесть приемных каналов (приемников). Каждый приемный канал настроен на одну из рабочих
частот радиолокатора Г, Б, Д, К, В или Ж. Входы приемников соединены
волноводными трактами с соответствующими облучателями антенной системы. В результате в каждом приемном канале обеспечивается независимая
обработка эхо - сигналов.
Особенности построения приемных каналов
Приемник каждого канала выполнен по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты, системой автоматической подстройки
частоты местного гетеродина и обеспечивает амплитудную и когерентную
обработку эхо - сигналов.
Приемные каналы имеют следующие основные технические параметры:
- рабочие частоты каналов – фиксированы, в каналах литеров Г, Д и Ж
частоты местных гетеродинов ниже, а в каналах Б, В и К - выше рабочих частот передатчиков;
- точность автоматической подстройки частоты местного гетеродина не
хуже ± 150кГц, рабочий диапазон ±(4... 6)МГц;
- чувствительность каждого канала по отношению к
178
10мкВт или 137дБ по отношению к 1Вт не менее ……..87дБ
- полоса пропускания каналов ……………………….0,8±0,15МГц;
- уровень ограничения на выходах амплитудных трактов 3,5-5,5В;
- уровень ограничения на выходах когерентных трактов не менее 4,5В.
5.1.2. Взаимодействие элементов приёмного устройства по
структурной схеме
Обобщенная схема приемника приведена на рис.5.1.
Приемник состоит из двух каналов: канала сигнала и канала автоматической подстройки частоты.
Первым каскадом канала сигнала является УРЧ 174УВ01. УРЧ - это
широкополосное устройство, поэтому после него в схему включен преселектор, который обеспечивает избирательность по зеркальному каналу (обеспечивает подавление шумов на частотах, близких к зеркальной частоте).
Смеситель канала сигнала предназначен для преобразования СВЧ эхо сигналов в сигналы промежуточной частоты. Для этого на другой вход смесителя подается сигнал от местного гетеродина (МГ). Сигнал с разностной
частотой, равной частоте настройки тракта промежуточной частоты усиливается усилителями промежуточной частоты. В тракте УПЧ обеспечивается
основное усиление эхо-сигнала.
С выхода ПУПЧ сигнал поступает на ячейку Д2УР038 блока 394ПУ01,
где осуществляется их усиление на промежуточной частоте и амплитудное
детектирование. Полученные видеосигналы поступают на вход видеоусилителя амплитудного канала.
Для объединения и очистки от НИП амплитудные сигналы всех шести
каналов подаются далее на шкаф 39К02П. Когерентная обработка эхосигналов осуществляется в ячейке Д2ГС017. На ее входы поступают сигналы
на промежуточной частоте. Один из них (эхо-сигнал на промежуточной частоте) снимается с предпоследнего каскада усилителя промежуточной частоты ячейки Д2УР038, а другой (зондирующий импульс фазирования) - с ячейки АПЧ Д2ХК149.
Эхо-сигнал промежуточной частоты используется для фазирования когерентного гетеродина в режиме фазирования помехой.
Зондирующий импульс используется для фазирования когерентного гетеродина в режиме фазирования передатчиком.
179
Сигнал когерентного гетеродина fоп (ОПОРН. НАПР.) и эхо-сигнал fпр
(ВЫХ.СИГНАЛ) подаются для дальнейшей когерентной обработки и вычитания на шкаф 39К02П.
Рис.5.1. Структурная схема приёмного устройства 1Л118
Обеспечение нормального приема отраженных от цели сигналов невозможно без точного поддержания номинального значения fпр, что гарантирует минимальное значение коэффициента шума приемного устройства. Для
поддержания равенства промежуточной частоты номинальному значению,
соответствующему средней частоте настройки УПЧ, применяется система
АПЧ следящего типа.
На смеситель АПЧ поступают ослабленные аттенюатором радиоимпульсы передатчика и непрерывное колебание местного гетеродина. Импульсы разностной частоты из смесителя АПЧ поступают на частотный детектор
(дискриминатор) ячейки Д2ХК149, формирующий, в зависимости от знака
расстройки частоты, видеосигналы положительной или отрицательной полярности. Далее эти видеоимпульсы усиливаются и поступают на схему подстройки частоты местного гетеродина, с помощью которой осуществляется
изменение частоты местного гетеродина, так чтобы разностная частота стала
равна fпp.
180
Особенности построения радиочастотных элементов канала сигнала
Радиочастотные элементы канала сигнала являются входными каскадами и определяют основные характеристики приемника.
Для повышения реальной чувствительности приемного устройства, необходимо уменьшать коэффициент шума приемника. При этом низкий уровень собственных шумов должен быть, прежде всего, во входных каскадах,
где уровень полезного сигнала минимален.
Поэтому перед смесителем включен транзисторный УРЧ, обладающий
необходимым усилением и малым уровнем шумов.
Усилитель обладает достаточной широкополосностью, что обеспечивает возможность работы без дополнительных настроек в различных частотных
каналах. Применение УРЧ улучшает защиту смесителя от зондирующих импульсов, просачивающихся через антенный переключатель, и исключает
возможность излучения колебаний гетеродина в пространство.
Для защиты самого УРЧ от просачивающихся импульсов передатчика
используется дополнительный разрядник РР-188В-1 с радиоактивным источником начальной ионизации тритиевым (ИНИТ-6), который шунтирует вход
УРЧ, и устройство защиты на pin- диодах (УЗ). Для управления работой УЗ
подаются импульсы БЛАНК из ячейки управления Д2ГП018 (рис. 5.1.).
При широкополосном УРЧ, шумы зеркального канала после преобразования в промежуточную частоту будут иметь примерно такую же мощность, что и шумы, прошедшие на выход смесителя по основному каналу.
Так как шумы основного и зеркального каналов статистически независимы,
то на выходе смесителя будет наблюдаться арифметическое сложение их
мощностей, что эквивалентно возрастанию в два раза шумовой мощности
основного канала приема и почти такому же увеличению коэффициента шума смесителя.
Для подавления шумов зеркального канала между УВЧ и смесителем
включен преселектор, являющийся СВЧ - фильтром, настроенным на частоту
принимаемого эхо - сигнала, причем, его коэффициент передачи в полосе
частот зеркального канала существенно меньше коэффициента передачи в
рабочей полосе частот.
Смесители СМТ2Л и СМТ1Л предназначены для получения напряжения промежуточной частоты соответственно в каналах сигнала и АПЧ. Использованы балансные схемы смесителей ЭХО и АПЧ, что позволяет улучшить шумовые свойства преобразователя частоты и приёмного устройства в
целом.
181
Особенности построения тракта промежуточной частоты
Основное усиление эхо - сигналов в приемнике осуществляется на
промежуточной частоте. Форма амплитудно-частотной характеристики
(АЧХ) УПЧ и его полоса пропускания практически полностью определяют
форму АЧХ и полосу пропускания приемника.
Для обеспечения наибольшего отношения сигнал/шум на выходе приемника, а значит и наибольшей реальной чувствительности, УПЧ должен
быть согласован с входным сигналом.
Для радиоимпульсов длительностью tи с прямоугольной огибающей согласование обеспечивается, если оптимальная ширина полосы пропускания
УПЧ ΔF определяется как ΔF =1,37/ tи.
Согласование динамических диапазонов приемника и эхо - сигналов
осуществляется применением регулировок усиления в тракте УПЧ: мгновенная автоматическая регулировка усиления (МАРУ), временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ), шумовая автоматическая регулировка
усиления (ШАРУ), и использованием устройства с малой постоянной времени (дифференцирования).
Особенностью тракта промежуточной частоты является то, что в нем
обеспечивается амплитудная и когерентная обработка принимаемых сигналов.
5.2. Система АПЧ и устройства адаптации приёмного тракта
5.2.1. Система АПЧ. Назначение, состав, технические
характеристики, работа по функциональной схеме
Непостоянство частоты передатчика и местного гетеродина приемника
приводит к нестабильности промежуточной частоты fпч =fс – fмг относительно
средней частоты настройки УПЧ канала сигнала. В некоторых случаях fпр
может выходить за пределы полосы пропускания тракта УПЧ, и прием окажется невозможным.
По принципу действия используемая в РЛС система АПЧ относится к
классу автономных систем, работающих на разностной частоте, с электронным управлением частотой гетеродина.
Исходное напряжение, используемое для формирования сигнала рассогласования, вырабатывается в смесителе АПЧ, на который подаются часть
мощности зондирующего сигнала и напряжение от местного гетеродина. Выходной сигнал смесителя АПЧ подаётся на ячейку АПЧ Д2ХК149.
182
Коммутатор
импульсов
Реверсивный
счетчик
Усилитель
напряжения
Ячейка Д2ХК149 предназначена для управления частотой гетеродина
субблока 174ПП10.
Ячейка имеет следующие технические данные:
- средняя частота полосы пропускания тракта АПЧ 30± 1,5МГц;
- средняя частота зоны нечувствительности не более 250кГц;
- напряжение управления АПЧ (0... 10)В;
- диапазон работы АПЧ не менее ±5МГц;
- пределы перестройки средней частоты зоны нечувствительности не
менее 1МГц.
Схема функциональная ячейки Д2ХК149 представлена на рис.5.2.
Входными сигналами для ячейки являются преобразованные в промежуточную частоту в смесителе АПЧ субблока 174ПП10 зондирующие импульсы передатчика ЗОНДИР. ИМП. Максимальное отклонение частоты заполнения от промежуточной частоты может составить несколько МГц. Поэтому для усиления этих радиоимпульсов используется широкополосный
усилитель. С выхода широкополосного усилителя сделан отвод сигналов для
фазирования когерентного гетеродина и формирования контрольных импульсов. После усиления сигнал поступает на коммутируемый каскад, где
осуществляется стробирование входных сигналов импульсами с меньшей
длительностью по сравнению с зондирующими импульсами передатчика, работающего при редком и при частом режиме запуска. В результате этого на
выходе каскада получается импульсный радиосигнал, спектр которого не изменяется при изменении спектра передатчика, работающего в разных режимах.
Рис.5.2. Схема функциональная ячейки Д2ХК149
183
Амплитуда сигналов на выходе дискриминатора прямо зависит от величины отклонения по частоте, а полярность - от знака отклонения.
В случае совпадения частоты радиоимпульсов с переходной частотой
дискриминатора, равной промежуточной частоте приемника, выходное напряжение дискриминатора равно или близко к нулю.
Учитывая несимметричность спектра импульсов передатчика, изменение положения его энергетического центра при смене магнетрона передатчика в ячейке Д2ХК149 предусмотрена возможность эксплуатационной подстройки в небольших пределах переходной частоты дискриминатора. Такая
подстройка производится с помощью специальной схемы регулировки переходной частоты.
Сигналы с дискриминатора подвергаются усилению в усилителе и поступают на фазоинвертор, который имеет два выхода. Если на выходе фазоинверторного каскада присутствует последовательность импульсов какойлибо полярности, например, положительной, то на одном его выходе последовательность будет повторена по знаку, а на другом будет иметь обратный
знак, т.е. отрицательную полярность.
Каждый из выходных сигналов фазоинвертора воздействует на свой
усилитель. Так как усилители предназначен для усиления только положительных сигналов, то сигнал появляется только на одном из них.
С выхода усилителя импульсы положительной полярности поступают
на один из входов схемы И. На другой ее вход поступает напряжение с выхода интегратора, который обеспечивает срабатывание схемы И только в случае наличия на его входе последовательности из нескольких импульсов.
При появлении случайных импульсов на входе схемы И, последняя не
срабатывает и в конечном итоге не происходит сбоя АПЧ.
Выходные импульсы схем И через коммутатор импульсов поступают
на реверсивный счетчик.
Коммутатор импульсов изменяет порядок поступления сигналов на реверсивный счетчик в зависимости сигнала управления ВЫШЕ-НИЖЕ и подает на счетчик сигнал запуска при отсутствии сигнала на входе ячейки.
Выходы реверсивного счетчика подключены к схеме цифроаналогового преобразователя ЦАП, которая вырабатывает напряжение
управления, зависящее от состояния реверсивного счетчика. При наличии
импульсов управления напряжение имеет пилообразный характер, при отсутствии импульсов управления, напряжение сохраняет значение, которое было
на выходе в момент воздействия последнего импульса управления.
Усилитель усиливает напряжение ЦАП до величины, необходимой для
управления частотой гетеродина.
Формирователь управляющих импульсов вырабатывает сигналы ЛЕВ,
НОРМ, ПРАВ, которые используются для включения соответствующих светодиодов и контроля за работой ячейки.
184
5.2.2. Устройства адаптации. Принцип работы по функциональной
схеме
Основное усиление эхо - сигналов в приемнике осуществляется на
промежуточной частоте.
Особенностью тракта промежуточной частоты является то, что в нем
обеспечивается амплитудная и когерентная обработка принимаемых сигналов в условиях значительно меняющихся по амплитуде импульсных и шумовых помех. Такие условия усиления и обработки сигналов требуют согласования динамических диапазонов устройств и адаптации к помехам.
Согласование динамических диапазонов приемника и эхо - сигналов
осуществляется применением следующих регулировок усиления в тракте
УПЧ:
- мгновенной автоматической регулировки усиления (МАРУ);
- временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ);
- шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ);
- устройства с малой постоянной времени (дифференцирования).
Схема ВАРУ позволяет путем изменения коэффициента усиления УПЧ
во времени по определенному закону ослабить помехи, величина которых
регулярным образом зависит от расстояния. К ним относятся пассивные помехи, создаваемые отражениями от поверхности земли, моря и некоторых
метеообразований, расположенных на малых дальностях.
Управляющее напряжение ВАРУ, а значит и коэффициент усиления
УПЧ, имеет такую временную зависимость, что усиление приемника для
близко расположенных целей минимальное, а для наиболее удаленных максимальное.
Использование ВАРУ позволяет повысить различимость полезных целей на фоне отражений от местных предметов и метеообразований за счет
исключения перегрузки отдельных цепей приемника. ВАРУ также помогает
ослабить сигналы, принимаемые за счет бокового и заднего излучения антенны.
На рисунке 5.3.а. показано действие на УПЧ мощной импульсной помехи (Uп>Uc), имеющей длительность Тпом >Тс. При совпадении помехи и
сигнала происходит перегрузка каскада суммарным сигналом: наблюдается
ограничение сверху и снизу усиливаемого сигнала.
Необходимость МАРУ вызвана тем, что на вход приемного устройства,
помимо отраженных от целей сигналов, приходят различного рода помехи
естественного и искусственного происхождения, мощность и длительность
которых значительно больше, чем у отраженных сигналов. Наблюдение сигналов цели на фоне таких помех на экране индикатора может оказаться не-
185
возможным из-за перегрузки каскадов УПЧ амплитудного канала в ячейки
Д2УР038.
Схема МАРУ обеспечивает защиту УПЧ амплитудного канала от перегрузки. В течение времени Тмару, которое выбирается из условия
Тс<Тмару<Тпом, схема МАРУ смещает рабочую точку на статической проходной характеристике регулируемых каскадов влево (Рисунок 4.3.б), так чтобы
происходило линейное усиление сигнала.
При значительном усилении в цепи МАРУ, а также в случае охвата ее
нескольких каскадов, напряжение МАРУ может привести к их самовозбуждению. Поэтому каждый регулируемый каскад приемника должен иметь автономную схему МАРУ.
При отсутствии продолжительных по времени помех и условии
Тс < Тмару< Тп усиление УПЧ амплитудного канала практически не меняется, и УПЧ действует по полезным сигналам почти так же, как и без МАРУ. В то же время это условие не дает возможности защитить приемный
тракт от перегрузки импульсными помехами небольшой длительности и не
устраняет быстрых амплитудных флюктуаций пассивных помех.
Рис.5.3. К принципу МАРУ
186
Для исключения их влияния на работу приемного канала и устройства
объединения сигналов применяется устройство с малой постоянной времени.
Это устройство осуществляет дифференцирование протяженных по длительности сигналов, формируя сигналы малой длительности, близкие к длительности рабочего импульса РЛС.
Система шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ)
обеспечивает стабилизацию вероятности ложных тревог. При отсутствии такой системы увеличение интенсивности шумов на выходе приемника при постоянном пороге срабатывания устройства обнаружения РЛС приводит к
увеличению вероятности ложных тревог при обнаружении целей.
Для того чтобы обеспечить изменение коэффициента усиления УПЧ
амплитудного канала только по шумам, напряжение на выходе приемника,
полученное после амплитудного детектирования, стробируется (выделяется)
на таком участке дальности, на котором наличие полезных сигналов и сигналов пассивных помех исключено. Такой участок располагается, обычно, в
конце периода повторения зондирующих импульсов.
Таким образом, входное напряжение системы ШАРУ - короткая периодическая вырезка видео шума. В системе ШАРУ это напряжение сглаживается, запоминается на весь рабочий интервал времени в каждом периоде повторения и в качестве регулирующего напряжения подается на каскады УПЧ.
Чтобы полностью исключить влияния полезных сигналов и помех на
работу ШАРУ, во время действия импульса ШАРУ (стробирования) производится бланкирование входа УВЧ.
МАРУ и дифференцирование протяженных но длительности эхосигналов осуществляется при амплитудной обработке. ВАРУ и ШАРУ используются как при амплитудной, так и при когерентной обработках. Схемы
МАРУ и ШАРУ реализованы в ячейке Д2УР038 (рис.5.4.).
5.4. Схема функциональная ячейки Д2УР038
187
Включение схемы МАРУ производится дистанционно с блока
394ЮП01 расположенного в шкафу 395УА01М в выносном оборудовании
специальной командой +27В МАРУ-ШАРУ-ДРУ. В режиме МАРУ обеспечивается уровень шумов на выходе детектора ячейки и пределах (0,8...1,5) В
при наличии на входе ячейки активной помехи, значительно превышающий
уровень собственных шумов. Задержка срабатывания схемы МАРУ устраняет уменьшение чувствительности приёмного тракта при прохождении коротких сигналов, близких по времени существования к длительности рабочих
импульсов РЛС.
Принцип работы схемы ШАРУ заключается в том, что она вырабатывает управляющее напряжение, пропорциональное среднему уровню шумов
на выходе амплитудного детектора ячейки, которое воздействует на первый
и второй каскады УПЧ и регулирует усиление тракта промежуточной частоты так, чтобы при длительной работе исходный, заранее установленный уровень собственных шумов на выходе детектора оставался постоянным.
На схему ШАРУ поступает напряжение детектора и сформированные в
ячейке управления Д2ГП018 импульсы ИМП. ШАРУ, с помощью которых
производится дискретное регулирование усилителя УПЧ.
Включение ручной регулировки усиления осуществляется схемой коммутации с помощью команды -27В МАРУ-ШАРУ-ДРУ.
Включение режима ВАРУ производится командой +27В, при которой
импульсы ВАРУ, вырабатываемые в ячейке Д2ГП018, поступают через схему коммутации на регулировку усилителя УПЧ.
6. Аппаратура обработки радиолокационной информации
6.1.Принципы обработки радиолокационной информации в 1Л118
6.1.1. Принцип селекции сигналов движущихся целей
Селекция (выделение) сигналов движущихся целей основаны на использовании метода череспериодного вычитания (ЧПВ) или череспериодной
компенсации (ЧПК), который базируется на использовании фундаментальных различий в структуре сигналов, отраженных от движущихся и неподвижных целей.
Рассмотрим процессы, связанные с отражением сигналов импульсной
РЛС от неподвижной и движущейся целей.
188
Пусть импульсная РЛС излучает зондирующие импульсы длительностью tи с периодом следования Тп и частотой заполнения f0. Предположим,
что на удалении R от антенны РЛС располагается неподвижная цель
(рис.6.1.).
Пусть в момент времени t0 излучается зондирующий радиоимпульс с
начальной фазой φз1. Спустя время t = R/C , где С - скорость света, он достигает цели и отражается от нее в направлении на РЛС в фазе
 отр1  2 
R  m

  з1 ,
где m - целое число длин волн, укладывающихся в R.
В момент времени t = 2R/C, отраженный сигнал принимается антенной
радиолокатора. При этом фаза принятого сигнала
 ПР1  2 
2( R  m )

  з1
Рис. 6.1. Возникновение эффекта Доплера при движении цели
189
Следовательно, в результате первого зондирования неподвижной цели
отраженный сигнал приобретает фазовый сдвиг относительно зондирующего
импульса зависящий только от удаления цели.
Поскольку цель неподвижна (R = const), то при втором, третьем и т.д.
зондированиях фазы принятых антенной РЛС сигналов оказываются одинаковыми по отношению к фазам зондирующих импульсов.
Рассмотрим аналогично предыдущему процесс отражения сигналов целью, движущейся с постоянной скоростью Vr по направлению к РЛС (или от
нее). Пусть в момент времени to происходит излучение (первого) зондирующего импульса с начальной фазой φз1 (рис.6.1.). При t = 2R/C зондирующий
импульс с фазой
 отр1  2 
R  m

  з1
достигает цель и отражается от нее в направлении к РЛС.
Спустя время t = 2R/C отраженный сигнал с фазой
 ПР1  2 
2( R  m )

  з1
принимается антенной РЛС. При этом полное изменение фазы сигнала
1   ПР1   З1  2 
2 ( R  m )

При t = Tп, когда расстояние до цели оказывается равным R - VrTп, происходит излучение следующего - (второго) зондирующего импульса с начальной фазой φз2. Через время t = ( R - VrTп)/2 он достигает цель и отражается от нее с фазой φотр2
 отр 2  2 
( R  V r Т П )  m

  з2
Изменение фазы отраженного сигнала по сравнению с предыдущим
зондированием обусловлено перемещением цели за время Тп на расстояние
VrTп в направлении к РЛС. Спустя время t = 2[(R- VrTп)-mλ]/C, отраженный
от цели сигнал принимается антенной РЛС с фазой
 пр 2  2 
2[( R  Vr Т П )  m ]

  з2
190
Результирующее изменение фазы сигнала по отношению к фазе зондирующего импульса составляет в этом случае
 2   пр 2   З 2  2 
2[( R  Vr Т п )  m )]

или, что то же самое
 2  2 
2( R  m )

 2 
2Vr

Тп
Изменение фазы отраженного сигнала в этом случае зависит не только
от начального удаления цели R, но и от величины его изменения за время Тп.
Продолжая эти рассуждения для следующего (третьего) зондирования,
найдем
 3  2 
2 ( R  m )

 2 
2Vr

Тп
Аналогично для произвольного к –того зондирования можем записать
 к  2 
2( R  m )

 2 
2Vr

Тп
Таким образом, фундаментальное отличие сигнала, отраженного движущейся целью, состоит в непрерывном изменении его фазы от одного зондирования к другому на величину 4πVrТп/λ зависящую от скорости перемещения цели (рис.6.1.).
Сомножитель 2Vr/λ, имеющий размерность [сек -1], численно равен частоте Доплера, т.е. Fд=2Vr/λ.
Именно это отличие определяет сущность построения подавителей отражений от неподвижных и малоподвижных целей, которая состоит в последовательном (от зондирования к зондированию) сравнении фаз принятых
сигналов.
Однако, непосредственное сравнение фаз импульсных сигналов, разделенных интервалом времени Тп (или кратным ему), представляет достаточно
сложную техническую задачу. Поэтому обычно производят вначале преобразование фазы отраженного сигнала (в каждом зондировании) в амплитуду, а
затем - последовательное (от одного зондирования к другому) сравнение этих
амплитуд.
Преобразование фазовых изменений отраженных сигналов в амплитудные производится с помощью фазового детектора, который может быть
реализован либо на радиочастоте, либо на промежуточной частоте. Послед-
191
ний вариант более предпочтителен ввиду возможности получения простыми
средствами требуемого усиления при заданной стабильности коэффициента
передачи приемника.
На один из входов детектора поступает сигнал, отраженный от цели, а
на другой вход детектора подается опорное напряжение. Это напряжение
представляет собой непрерывное (по крайней мере, в пределах Тп) колебание,
фаза которого жестко связана с фазой зондирующего импульса (внутреннее
фазирование) или с фазой отражения от протяженного местного предмета
(внешнее фазирование).
В РЛС 1Л118 используется опорное напряжение, сфазированное отражением от помехи (протяженного местного предмета). Эффективность работы системы СДЦ в этом случае несколько выше, чем при внутреннем фазировании за счет того, что фазирующий импульс помехи проходит те же элементы приемного тракта (от антенны до фазового детектора), что и обрабатываемый сигнал. Следовательно, медленные фазовые нестабильности элементов приемного тракта (УРЧ, смесителя, тракта промежуточной частоты)
оказывают одинаковое влияние на фазу опорного напряжения и фазу обрабатываемого сигнала и, следовательно, взаимно компенсируются.
Рис.6.2. Выходные сигналы ФД
а) неподвижная цель
б) подвижная цель
При действии на входе фазового детектора импульсного сигнала, отраженного от неподвижной цели (Fд = 0), величина выходного напряжения зависит только от фазы, которая остается постоянной от зондирования к зондированию. Следовательно, в этом случае выходное напряжение фазового детектора представляет собой последовательность видеоимпульсов длительно-
192
стью tи, следующих с периодом Тп и имеющих одинаковую амплитуду
(рис.6.2.а).
В том случае, когда отражение происходит от движущейся цели, фаза
сигнала на входе 4πVrТп/λ, результатом этого является изменение от импульса к импульсу амплитуды сигнала на выходе детектора (рис.6.2.б). То есть
выходное напряжение фазового детектора представляет собой последовательность видеоимпульсов длительностью tи, следующих с периодом Тп и
промодулированных по амплитуде частотой Доплера.
Для череспериодного сравнения амплитуд импульсов с выхода фазового детектора используются схемы череспериодной компенсации (ЧПК). Один
из простейших вариантов построения такого устройства показан на рисунке
6.3.
Рис.6.3. Простейшая схема ЧПК
Приведенная схема реализует операцию череспериодного вычитания в
соответствии с выражением
U вых (к )  U вх (к  1)  U вх (к )
где Uвых(k) и Uвx(k) - выходной и входной сигналы текущего периода
зондирования;
Uвx(k-1) - сигнал предшествующего периода зондирования.
При действии на входе последовательности импульсов с периодом следования Тп = Тз, где Тз - время задержки, выходной сигнал представляет собой разность амплитуд входного сигнала и сигнала, задержанного на время
Тз. Если амплитуды входных импульсов одинаковы, то на выходе схемы они
оказываются подавленными (начиная со второго). Следовательно, сигналы,
полученные в результате отражения от неподвижной цели и имеющие на выходе фазового детектора одинаковую амплитуду, подавляются.
Если же амплитуды входных сигналов изменяются от импульса к импульсу, что характерно при отражении от подвижной цели, то имеет место
выходной сигнал в виде последовательности импульсов разностной амплитуды, который далее может быть использован для индикации координатной
отметки движущейся цели.
193
Для рассмотренной схемы череспериодной компенсации, независимо
от способа ее реализации, характерны некоторые ограничения и недостатки,
основными из которых являются следующие.
Uвх
Тп
t
Uвых
Uвых = Uвх(к-1) - Uвх(к)
t
Fд =2Vr/λ
t
Uвх(к)
t
Uвых
Uвых = Uвх(к-1) - Uвх(к)
t
Рис.6.4. Прохождение сигналов от неподвижной цели и движущегося ВС через схему ЧПК
- Низкая эффективность подавления отражений от неподвижных и малоподвижных целей при обработке реальных сигналов, из-за флуктуации амплитуд, ограниченной длительности пачки отраженных импульсов и т.д.
- Нечувствительность устройства к сигналам, отраженным от движущихся целей, скорости которых таковы, что за период зондирования они перемещаются на расстояние кратное целому значению длин полуволн.
В первом случае повышение эффективности систем достигается их
каскадным включением.
Во втором случае амплитуды сигналов на входе устройства череспериодной компенсации оказываются одинаковыми и они подавляются. Описанное явление приводит к потерям сигналов от движущихся целей, и получило
наименование явления слепых скоростей.
С целью устранения влияния слепых скоростей на видимость целей используют переменный (вобулированный) период следования зондирующих
импульсов. В этом случае удается сместить ближайшую слепую скорость за
пределы диапазона реальных скоростей ВС.
Использование фазового детектора для преобразования фазовых изменений отраженных сигналов в амплитудные приводит к тому, что из-за гармонического характера зависимости
U ВЫХ .ФД  
194
имеют место зоны нулевой чувствительности (рис.6.5а.).
Для устранения эффекта слепых фаз в РЛС1Л118 используются квадратурные ФД (рис.6.5а, б.), а схема СДЦ имеет два канала. Опорные напряжения поступают на фазовые детекторы со сдвигом 90°. Объединение обработанных сигналов осуществляется с помощью специальной схемы формирования модуля выходного сигнала в соответствии с выражением
U ВЫХ  (U cos ) 2  (U sin ) 2 .
Непосредственное вычисление модуля сопряжено с рядом неоправданных аппаратных усложнений. Поэтому при практической реализации описываемых устройств пользуются приближенными вычислениями. Наиболее
распространенный алгоритм вычисления модуля выходного сигнала
U ВЫХ
sin
 cos U ВХ
cos
sin
  U ВХ 
, если U ВХ
 U ВХ
,
2

U ВЫХ
cos
 sin U ВХ
cos
sin
  U ВХ 
, если U ВХ
 U ВХ
2

или
оказывается значительно проще в реализации, хотя и имеет погрешность в оценке величины выходного сигнала до 10%.
Синусный фазовый детектор
Usinвых
UsinвыхФД
∆
π/2
0
0
)
π/2
3π/2 5π/2
π
2π
3π
∆
π
∆
3π/2
2π
5π/2
3π
Косинусный фазовый детектор
Ucosвых
0
π/2
)
0
3π
2π
3π/2
π
UcosвыхФД
(∆
π
∆
5π/2
2π
3π
∆
Квадратурный фазовый детектор
1
C+S
∆
0
Рис.6.5а. Подавление слепых фаз в квадратурных ФД
195
Сущность подавления явления слепых фаз состоит в том, что если в
одном из каналов чувствительность детектора близка к нулевой, то в другом
канале она оказывается максимальной. Результирующая характеристика чувствительности (рис.6.5а.) не имеет нулевых зон.
синусный канал
Uвх
Фазовый
детектор
Usinвх
Usinвых
Двухкратный
подавитель
Usinоп
Uвх
Фазовращатель
на π/2
∆
√(Ucosвых)+2 (Usinвых)2
Uвых
Ucosоп
Uоп
Фазовый
детектор
Ucosвхφ
Двухкратный
подавитель
Ucosвых
косинусный канал
Рис.6.5б. Фазовые детекторы в квадратурной системе СДЦ
6.1.2. Принцип стабилизации уровня ложных тревог
Обнаружение сигнала на фоне собственных шумов приемника состоит
в фиксации факта превышения этим сигналом заданного порогового уровня,
называемого далее порогом обнаружения (ПО). Указанный порог задается в
соответствии с интенсивностью шумов приемного тракта и допустимой вероятностью ложных тревог (Рлт).
Под ложной тревогой понимают факт превышения порога обнаружения
выбросами шума. Числовой мерой вероятности Рлт является среднее (в статистическом смысле) число таких превышений на достаточно большом, но
фиксированном временном интервале наблюдения процесса Тн » 1/2Δfпр, где
2Δfпр - полоса пропускания приемного тракта.
В реальных условиях радиолокационного обнаружения интенсивность
шумов приемного тракта из-за изменения режимов работы, действия автоматических регулировок усиления, нестабильности первичной питающей сети и
других факторов может изменяться в достаточно широких пределах, что при
постоянном ПО неизбежно приводит к изменению числа ложных обнаружений, а, следовательно, и вероятности ложной тревоги.
196
В частности, увеличение среднего значения шума на 10% при фиксированном ПО приводит к росту Рлт на один порядок. Это, в свою очередь, ведет
к росту числа ложных засветов на экране аналогового ИКО и перегрузке систем первичной и вторичной обработки сигналов и сбоям в их работе.
Для устранения этого в состав каждого канала обработки введено устройство стабилизации уровня ложных тревог (СУЛТ), задачей которого является поддержание заданного значения вероятности Рлт при изменении уровня
шумов на выходе каждого из когерентных каналов обработки.
Рис.6.6. Принцип анализа среднего уровня шума методом «скользящего
окна»
Результатом работы устройства СУЛТ является формирование адаптивного порога обнаружения в соответствии с выражением
U ПОРОГ .СУЛТ  U П 0  U СР.С  Ш
где UП0 - исходное значение ПО, учитывающее интенсивность шума
в идеализированном случае и допустимую вероятность ложной тревоги;
UCР.С+Ш - среднее значение смеси сигнал + шум реального приемника,
приведенное
к одной дискрете дальности;
UПОРОГ.СУЛТ - адаптивный порог обнаружения, сформированный устройством СУЛТ.
Для определения среднего уровня смеси сигнал + шум UCР.С+Ш в устройстве СУЛТ формируется скользящее в пределах рабочей дальности окно
анализа протяженностью 16ДД, разделенное на две части по 8 ДД (рис.6.6.).
Окно анализа, расположенное симметрично относительно дискрет i ± 2, где i
= (10, 11, 12) Rmax/ДД, последовательно перемещается по всей рабочей дальности.
Для любого текущего положения окна анализа производится суммирование значений шума в пределах этого окна и деление результат 16.
Полученное таким образом значение UCР.С+Ш используется далее для
определения адаптивного порога UПОРОГ.СУЛТ (рис.6.7.).
197
Организация скользящего окна обеспечивается использованием двух
ОЗУ емкостью по 8 восьмиразрядных слов каждое.
Временное запаздывание информации, накопленной ОЗУ2 по отношению к информации ОЗУ1, на время, соответствующее 4ДД, создается регистровой линией задержки. Информация, накопленная каждым запоминающим
устройством, непрерывно обновляется путем замены старой на вновь поступающую, что и создает эффект движения окна анализа. Данные, хранящиеся
в каждом ОЗУ, суммируются с последующим их объединением и отбрасыванием четырех младших разрядов, что эквивалентно делению на 16. Полученное таким образом значение UCР.С+Ш обновляется по мере движения окна
анализа через время, соответствующее 8ДД.
Рис.6.7. Принцип получения адаптивного порога
В регистре в течение всего текущего периода зондирования хранится
значение UCР.С+Шi(i-1), полученное на предыдущем зондировании. Компаратор
1 сравнивает вновь полученное значение UCР.С+Ш(i) с хранящимся в регистре и
при UCР.С+Ш(i) < UCР.С+Шi(i-1) (что может иметь место при работе автоматических регулировок усиления приемника, например, ВАРУ) подключает к перемножителю код UCР.С+Ш(i) .
Сформированный в перемножителе порог UПОРОГ.СУЛТ поступает на
компаратор 2, куда поступает цифровой сигнал с регистровой линии задержки. В случае превышения сигналом порога UПОРОГ.СУЛТ , формируется выходной сигнал «обнаружение СУЛТ», имеющий дополнительную задержку 10
ДД.
198
В момент прихода следующего импульса запуска регистр фиксирует
значение UCР.С+Ш(i) , полученное в последнем положении окна анализа при
i = Дмакс/(ДД-10) на рассмотренном периоде зондирования.
6.1.3. Принцип защиты от несинхронных импульсных помех
К числу несинхронных импульсных помех (НИП) относят импульсные
помехи с постоянным или вобулированным периодом повторения, отличающимся от периода повторения сигналов РЛС. Наличие таких помех обусловлено влиянием радиотехнических систем с близкими частотными характеристиками.
При визуальном съеме информации с экрана ИКО наличие НИП проявляется в виде характерных засветов спиральной формы, затрудняющих наблюдение отметок ВС.
При наличии средств первичной и вторичной обработки радиолокационных сигналов, НИП приводят к перегрузкам и сбоям в работе систем обработки и сопровождения ВС.
Физическая сущность построения подавителей НИП состоит в использовании различий в периодах следования помехи и сигналов РЛС. Такой подавитель обеспечивает пропускание только импульсных сигналов, для которых Тп = Тп рлс. Иными словами, устройство подавления НИП оценивает степень повторяемости (корреляции) обрабатываемых сигналов в последовательных периодах зондирования РЛС и, если корреляция мала (или отсутствует), то формирует сигнал бланкирования основного тракта приема.
Схема подавителя НИП, использующего изложенный принцип, приведена на
рис.6.8.
199
Рис.6.8. Подавитель НИП по методу бланкирования помехи
В течение первого периода зондирования на выход электронного ключа
обрабатываемый сигнал не проходит, поскольку нет разрешающего сигнала
со схемы совпадений. Входной сигнал первого зондирования запоминается
устройством задержки на время Тп. В момент излучения следующего зондирующего импульса (зондирование 2) снова начинает поступать принятый
сигнал, который непосредственно приходит на схему совпадений одновременно с сигналом от устройства задержки (за предыдущее зондирование). В
моменты прихода импульсов целей (tц1, tц2), повторяющихся в соседних зондированиях, на выходе схемы совпадений появляется разрешающий импульс,
благодаря чему открывается электронный ключ и пропускает на выход схемы импульс цели.
Что касается импульсов помех, следующих с периодами Тпп1 и Тпп2 не
равными периоду зондирования РЛС, то они на входах схемы совпадений
действуют не одновременно и, следовательно, ее срабатывания не вызывают,
что, в свою очередь, запрещает замыкание электронного ключа и прохождение импульсов НИП на выход.
Рассмотренная схема подавителя НИП реализует алгоритм 2/2, то есть,
если имеется 2 сигнала в одном и том же дискрете дальности на текущем и
предшествующем периодах зондирования, то принимается решение о том,
что это сигнал цели. Подавитель такого типа используется в тракте обработки видеосигналов с амплитудных выходов приемников.
Значительно большей эффективностью обладают подавители, реализующие алгоритм к/4 или к/6.
6.2. Обработка радиолокационной информации в аппаратуре 1Л118
6.2.1. Взаимодействие аппаратуры обработки радиолокационной
информации приёмо-передающей кабины
Аппаратура обработки сигналов 1Л118 конструктивно размещена в
приёмо-передающей кабине и в выносном оборудовании.
Аппаратура обработки сигналов ППК предназначена:
- для подавления отражений от неподвижных и малоподвижных целей
методом череспериодной компенсации;
- для стабилизации уровня ложных тревог (СУЛТ) когерентного канала
по собственным шумам приемников;
200
- для подавления несинхронных импульсных помех (НИП) в амплитудных и когерентных каналах обработки отраженных сигналов;
- для объединения выходных сигналов аппаратуры обработки в зависимости от режима работы радиолокатора.
201
Рис.6.9. Структурная схема аппаратуры обработки РЛИ ППК 1Л118
202
В состав аппаратуры обработки входит шесть идентичных по структуре
каналов.
Эхо-сигналы ЭА, ЭК на fпч и опорное напряжение fоп от каждого приемо-передатчика РЛС поступают в свой канал (рис.6.9.), где детектируются,
преобразуются в цифровой код, обрабатываются в системе СДЦ, схеме
СУЛТ и очищаются от НИП. Выходные сигналы шести каналов ЭА1…ЭА6,
ЭКА1 …ЭКА6, ЭКН1…ЭКН6 объединяются по признаку принадлежности к
верхней или нижней антеннам и в виде сигналов ЭАЛ1, ЭАЛ2, ЭКАЛ1,
ЭКАЛ2, ЭКНЛ1, ЭКНЛ2 выдаются для отображения и дальнейшей обработки в выносном оборудовании.
Рис.6.10. Структурная схема канала обработки
В состав каждого канала обработки ППК входят (рис.6.10.):
- ячейка Д2ДФ10 - квадратурный фазовый детектор;
- ячейка Д2ПВЗ - двухканальный аналого-цифровой преобразователь;
- ячейка Д2ИП27 - двухканальный цифровой селектор движущихся целей;
- ячейка Д2ИМ15 - формирователь выходных сигналов канала обработки;
- ячейка Д2СП16 - стабилизатор уровня ложных тревог;
- ячейка Д2ХК26М - подавитель несинхронных импульсных помех
тракта амплитудной обработки сигналов.
Сигналы промежуточной частоты с выхода соответствующих приемников (fпч) через усилители - ограничители поступает на входы квадратурных
фазовых детекторов. Квадратура обеспечивается фазовым сдвигом опорных
напряжений детекторов относительно друг друга на 90°. При этом на выходе
одного из детекторов формируется косинусная, а на выходе другого - синусная составляющие входного сигнала.
203
Видеосигналы с выходов фазовых детекторов через выходные усилители поступают на ячейку аналого-цифрового преобразователя, где их амплитуды кодируются дополнительным восьмиразрядным кодом с одновременной привязкой к тактовым импульсам.
В ячейке Д2ИП27 цифровые коды квадратурных составляющих сигнала обрабатываются в соответствии с алгоритмом двукратной ЧПК
U ВЫХ (к )  U ВХ (к )  2U ВХ (к  1)  U ВХ (к  2) ,
где UВХ(k) и UВЫХ(k) - входной и выходной сигналы текущего периода
зондирования соответственно;
UВХ(k-1) - входной сигнал, полученный при зондировании, опережающем текущее на один период;
UВХ(k-2)- входной сигнал, полученный при зондировании, опережающем текущее зондирование на два периода.
для подавления отражений от неподвижных и малоподвижных местных предметов. В процессе выполнения указанного алгоритма разрядность
UВЫХ(k) может возрасти до 9.
Девятиразрядные квадратурные составляющие обрабатываемого сигнала поступают на устройство формирования модуля (ячейка Д2ИМ15). Эта
процедура является обратной по отношению к разложению входного сигнала
на квадратурные составляющие.
Ограниченный по амплитуде модуль сигнала в цифровом виде поступает далее на ячейку СУЛТ, где используется для анализа текущего уровня
интенсивности шумов и, следовательно, для формирования адаптивного порога обнаружения.
Кроме того, код сигнала сравнивается в этой ячейке с кодом адаптивного ПО и в случае превышения последнего (Uc > UПОРОГ.СУЛТ ) формируется
сигнал «Обнаружение СУЛТ». Этот сигнал в процессе обработки получает
дополнительную задержку величиной 10ДД и поэтому не может непосредственно использоваться для отображения координатной отметки цели. Компенсация указанной задержки осуществляется в ячейке Д2ИМ15, задержкой на
время 10ДД кода модуля выходного сигнала.
Далее задержанный выходной сигнал системы СДЦ в цифровом виде
поступает на цифроаналоговый преобразователь, а затем - на выход канала
обработки как сигнал ЭКА.
Видеосигналы с амплитудного выхода приемника обрабатываются подавителем НИП (ячейка Д2ХК26М) и поступают далее на выход канала обработки. Одновременно в ячейке Д2ХК26М формируется импульс бланкирования, который может быть использован для подавления НИП в когерентном
канале обработки.
204
Нормальное функционирование всех элементов канала обработки и их
взаимная синхронизация обеспечивается формирователем управляющих и
синхронизирующих импульсов, формируемых ячейкой Д2ГП7.
6.2.2. Обработка радиолокационной информации
в аппаратуре выносного оборудования
Аппаратура обработки сигналов выносного оборудования предназначена:
- для стабилизации уровня ложных тревог (СУЛТ) в каналах обработки
аналоговых амплитудных эхо-сигналов ЭАЛ 1 и ЭАЛ 2 (поступающих от
ППА машины №1) путем их раздельного сравнения со следящими порогами;
- для подавления несинхронных импульсных и шумоподобных помех в
составе сигналов с выхода устройств СУЛТ посредством их раздельной критерийной обработки на шести последовательных зондированиях;
- для раздельной межобзорной обработки когерентных нормированных
эхо-сигналов ЭКНЛ 1 и ЭКНЛ 2, поступающих от шкафа 39К02П машины
№1;
- для раздельной межобзорной обработки амплитудных аналоговых
эхо-сигналов ЭАЛ 1 и ЭАЛ 2, прошедших устройства СУЛТ и критерийного
обнаружения.
В состав аппаратуры входит блок 394УФ03.
Тракт обработки сигналов блока 394УФ03 предназначен:
- для стабилизации уровня ложных тревог (СУЛТ) в каналах обработки
аналоговых амплитудных эхо-сигналов ЭАЛ 1 и ЭАЛ 2 (поступающих от
ППА машины №1) путем их раздельного сравнения со следящими порогами;
- для подавления несинхронных импульсных и шумоподобных помех в
составе сигналов с выхода устройств СУЛТ посредством их раздельной критерийной обработки на шести последовательных зондированиях;
- для раздельной межобзорной обработки когерентных нормированных
эхо-сигналов ЭКНЛ 1 и ЭКНЛ 2, поступающих от шкафа 39К02П машины
№1;
- для раздельной межобзорной обработки амплитудных аналоговых
эхо-сигналов ЭАЛ 1 и ЭАЛ 2, прошедших устройства СУЛТ и критерийного
обнаружения;
В состав тракта обработки сигналов блока 394УФ03 входят:
- стабилизаторы уровня ложных тревог (ячейка Д2СА9);
- устройства критерийной обработки сигналов (ячейка Д2РУ25);
205
- устройства межобзорной обработки (карта помех) амплитудного канала (2 ячейки Д2СП023М);
- устройства межобзорной обработки (карта помех) сигналов когерентного канала (2 ячейки Д2СП026).
Упрощенная схема, поясняющая принцип построения тракта обработки
сигналов и его взаимодействие с другими устройствами РЛС 1Л118, показана
на рисунке 6.11.
Сигналы ЭАЛ1, ЭАЛ2, ЭКНЛ1 и ЭКНЛ2 поступают на вход тракта обработки через входной распределительный щит и шкаф ИКО 395РР01Б.
Каждый из сигналов ЭАЛ1 и ЭАЛ2 раздельно обрабатывается ячейкой
СУЛТ (Д2СА9) и с ее выходов под наименованиями ЭАНЛ1 и ЭАНЛ2 (эхо
амплитудное нормированное луча 1, луча 2) поступают на входы критерийного обнаружителя (Д2РУ25).
Выходные сигналы критерийного обнаружителя под наименованиями
ЭАНСЛ1 и ЭАНСЛ2, соответственно, совместно с сигналами ЭАНЛ 1 и
ЭАНЛ 2 поступают далее на устройства межобзорной обработки (УМО),
предназначенные для автоматического (адаптивного) выбора сигналов, наименее пораженных помехами.
Рис.6.11. Структурная схема обработки РЛИ в ВО
Каждое из двух (по числу лучей) УМО содержит адаптивно управляемый коммутатор сигналов, который в зависимости от фактической помеховой обстановки пропускает на выход либо сигналы ЭАНСЛ1 (ЭАНСЛ2), либо (при наличии интенсивных отражений от местных предметов) сигналы
ЭКНЛ 1 (ЭКНЛ 2).
206
В УМО формируются видеосигналы карты помех (ЭКПЛ), особенностью которых является то, что в зонах, пораженных помехами, сигналы,
сформированные в амплитудном канале, автоматически подменяются аналогичными сигналами когерентного канала.
При отсутствии команды включения карты помех на выходы УМО всегда проходят сигналы ЭАН Л1 и ЭАН Л2.
Кроме того, в состав тракта обработки сигналов блока 394УФОЗ входит объединитель сигналов РЛС (РЛС 1) с сигналами сопрягаемой РЛС (РЛС
2). Задачей объединителя является формирование комплексного сигнала Э 12/1, образованного совмещением сигналов РЛС 2 (в пределах импульса ЗОНА) с сигналами РЛС 1 на всей остальной дальности. Граница зоны может
оперативно регулироваться от нуля дальности до 200км.
6.2.2.1. Стабилизация уровня ложных тревог в амплитудном тракте
Стабилизация уровня ложных тревог в амплитудном тракте производится в ячейке Д2СА9.
Ячейка Д2СА9 предназначена для автоматической регулировки уровня
ложных тревог в составе амплитудных трактов обработки видеосигналов
блока 394УФ0З.
В состав ячейки (рис.6.12.)входят два идентичных по построению канала, обеспечивающих обработку входных сигналов ЭАЛ 1 и ЭАЛ 2, соответственно.
выходной сигнал ЭАН 1
Канал 1
ЭАЛ 1
компаратор
формирователь выходн.
сигналов
пиковый
детектор
интегратор
уст. порога
имп. ЗОНА
Канал 2
ЭАЛ 2
компаратор
формирователь выходн.
сигналов
пиковый
детектор
интегратор
выходной сигнал ЭАН 2
Рис.6.12. Структурная схема СУЛТ амплитудных каналов
207
Каждый из каналов СУЛТ нормально функционирует при уровне входного шума (положительной полярности) до 1,5В и максимальной амплитуде
входных сигналов не более 7В. Уровень выходных сигналов ячейки нормирован и соответствует ЛОГ 1 ТТЛ.
Ячейка содержит дв одинаковых канала, построенных по принципу автоматического регулирования порога срабатывания компаратора.
Выходной сигнал приемника ЭАЛ 1 и ЭАЛ 2, представляющий собой
смесь шума, сигналов помех и эхо - сигналов от целей и местных предметов,
сравнивается в компараторе с выходным напряжением интегратора.
Если какие-либо сигналы или выбросы шума превышают порог срабатывания компаратора, на его выходе образуются импульсы с уровнем ЛОГ 1
и длительностью, равной длительности входных сигналов на уровне срабатывания. Эти импульсы объединяются с сигналом ЗОНА по логике И-НЕ таким образом, чтобы на выход проходили лишь импульсы, соответствующие
концу дистанции, где вероятность наличия протяженных местных предметов
уменьшается. После инвертирования импульсы обнаружения (ИО) подаются
соответственно на пиковый детектор и на выход ячейки. Пиковый детектор
выделяет огибающую последовательности импульсов положительной полярности, которая после сглаживания и интегрирования, поступает на второй
вход компаратора в качестве опорного напряжения, определяя его порог срабатывания.
При изменении уровня шума, постоянной составляющей или интенсивности протяженной помехи на входе ячейки, в ту же сторону изменяется
напряжение на входе установки порога компаратора, поддерживая приблизительно постоянным число срабатываний по выбросам шума или помехи.
Начальная установка порога срабатывания компаратора (УП) производится из блока 394УФ0З потенциометром ПОРОГ.
6.2.2.2. Устройства межобзорной обработки
амплитудного и когерентного каналов
Устройство межобзорной обработки (УМО)сигналов когерентного
канала (ячейка Д2СП026) предназначено:
- для автоматической коммутации сигналов ЭКНЛ 1 (ЭКНЛ 2) и сигналов бланкирования в зависимости от фактической помеховой обстановки;
- для формирования сигналов КАРТА.
Оценка фактической помеховой обстановки производится раздельно
для каждого азимутально - дальностного дискрета (АДД), имеющего протяженность по дальности 1,4 км и протяженность по азимуту 1,4°.
208
Число дискрет по дальности 256, число дискрет по азимуту также 256,
что определяет общее количество анализируемых АДД, соответствующих
всему контролируемому пространству, 256х256 = 65536.
Поскольку в составе сигналов ЭКНЛ 1 (ЭКНЛ 2) принципиально отсутствуют отражения от протяженных местных предметов, то количество
импульсов в пределах каждого АДД не может превысить величину mN, где m
-число ВС в пределах АДД, а N-число импульсов, отраженных каждым из
них.
Поэтому для оценки пораженности каждого АДД помехами достаточно
произвести подсчет числа отраженных импульсов и сравнить его с заранее
заданным пороговым значением. Если зафиксированное количество импульсов превышает это пороговое значение, то принимается предварительное решение о наличии в пределах анализируемого АДД помехи и формируется
сигнал уровня ЛОГ 1. В противном случае - сигнал уровня ЛОГ 0.
Для принятия окончательного решения о пораженности каждого АДД
помехами, описанная процедура повторяется на шести последовательных обзорах с обработкой полученного результата по критерию К/6, где К цифровой порог обнаружения помехи, задаваемый тумблерами блока
394УФОЗ.
Если для анализируемого АДД число обзоров РЛС, на которых получена предварительная оценка ЛОГ.1, превышает К, то принимается окончательное решение о наличии помехи.
209
Рис.6.13.Схема устройства межобзорной обработки амплитудного
и когерентного каналов (ячейка Д2СП026)
В этом случае формируется управляющий сигнал (ЛОГ.1), запрещающий прохождение ЭКНЛ 1 (ЭКНЛ 2) на выход ячейки, но уже на следующем
(7) периоде обзора РЛС. Последнее обусловлено тем, что предварительное
решение о пораженности АДД помехой может быть принято только по окончании его анализа (т.е. когда антенна вышла за его пределы по азимуту).
В соответствии каждому АДД поставлена ячейка ОЗУ емкостью
65536х6 бит, обеспечивающая хранение предварительных оценок пораженности всех АДД помехами за шесть последних обзоров. Это запоминающее
устройство получило наименование КАРТА ПОМЕХ.
Схема ячейки Д2СП026 приведена на рис.6.13.
Ячейка Д2СП026содержит следующие основные функциональные узлы:
- схема управления и адресации;
- анализатор помех по дальности в пределах одного АДД;
- анализатор помех по азимуту в пределах одного АДД;
- анализатор помех по обзорам.
Схема управления и адресации формирует сигналы управления анализаторами и коды адресов обращения к ОЗУ. В состав схемы входят два адресных счетчика (по дальности и по азимуту). В результате счета импульсов,
210
следующих с периодом 0,66мкс (16 импульсов), формируются интервалы
длительностью 10,52мкс, соответствующие дальности 1,4км. Подсчет числа
импульсов с периодом следования 10,52мкс позволяет сформировать восьмиразрядный код номера текущего АДД по дальности. Аналогично подсчетом 16-и импульсов МАИ, что соответствует 1,4°, формируется азимутальная
протяженность АДД, а подсчет каждого шестнадцатого МАИ позволяет
сформировать восьмиразрядный код номера АДД по азимуту. Объединение
этих кодов дает шестнадцатиразрядный код адреса обращения к ОЗУ карты
помех.
Рис.6.14. Принцип анализа интенсивности помех в дискрете дальности
Анализ интенсивности помех по дальности осуществляется последовательно для АДД с одинаковыми азимутальными адресами. На интервале времени 10,52мкс импульсы ЭКНЛ1 (ЭКНЛ2) поступают на вход сумматора.
Съем числа просуммированных импульсов производится в момент окончания текущего АДД по дальности путем подачи разрешающего импульса на
RG 1. Код числа импульсов поступает на сумматор анализатора по азимуту и
далее через RG 2 и шинный формирователь ДД на ОЗУ 1, где хранится до
начала этого же АДД на следующем зондировании.
В момент начала АДД на следующем зондировании (рис.6.14.), записанный ранее код поступает в сумматор анализатора по азимуту. На другие
его входы в момент окончания АДД приходит код числа импульсов, подсчитанных сумматором анализатора по дальности. Благодаря этому в момент
окончания АДД на выходе сумматора имеем код числа импульсов, зафиксированных за два зондирования. В течение последующих циклов зондирования в сумматоре анализатора по азимуту происходит накопление числа импульсов для данного АДД за три, четыре и т.д. зондировании. В момент прихода шестнадцатого импульса МАИ накопленное число импульсов компаратором 2 сравнивается с порогом, задаваемым тумблерами блока 394УФОЗ, и,
если оно превышает пороговое значение, то формируется сигнал предварительной оценки ЛОГ 1.
211
Иными словами, рассмотренные анализаторы производят подсчет числа импульсов в пределах АДД и, в момент его окончания Тi (рис.6.14.), формируют предварительную оценку пораженности этого АДД помехой. Если в
процессе описанного анализа (при наличии интенсивной помехи) на выходе
RG1 появилась 1 в пятом разряде, то для данного АДД независимо от результатов дальнейшего анализа, фиксируется предварительная оценка ЛОГ 1.
При превышении числа импульсов на выходе RG 1 заданного порогового
значения (критерий 1) предварительная оценка ЛОГ 1 снимается с выхода
компаратора 1.
Рис.6.15. Принцип создания бинарной карты помех
Полученные предварительные оценки поступают на ОЗУ карты помех,
образованные шестью (по числу обзоров) однобитовыми ОЗУ емкостью по
65536 бит каждое. Схемой, управления обеспечивается поочередная загрузка
каждого однобитового ОЗУ в течение одного периода обзора РЛС. Для .этого
используется специальный счетчик импульсов СЕВЕР (до шести) и дешифратор. Каждый из шести выходов дешифратора связан с одним из ОЗУ.
Выходные сигналы предварительных оценок со всех ОЗУ (для одного и
того же АДД) через RG поступает на сумматор, оттуда код числа обзоров, на
которых получены эти оценки сравнивается с пороговым значением. В результате этого формируется окончательная оценка пораженности данного
АДД помехой, которая используется далее для управления, выходным коммутатором. Совокупность таких оценок (рис.6.15.) образует карту помех и,
соответственно, выходной сигнал КАРТА.
УМО амплитудного канала предназначено:
- для адаптивной коммутации сигналов ЭАНСЛ 1 (ЭАНСЛ 2) и сигналов с выхода карты помех когерентного канала с целью дальнейшего использования тех из них, которые в наименьшей степени поражены помехами;
- для формирования сигналов КАРТА.
212
Принцип построения ячейки и схемы ее реализации во многом аналогичны УМО когерентных каналов.
Отличия ячейки Д2СП023М состоят в следующем:
Азимутально-дальномерные дискреты имеют протяженность по дальности 6,4км и протяженность по азимуту 5,6°. Общее число АДЦ
64х64=4096. Длительность интервала анализа по дальности для каждого АДД
составляет 42,08мкс, по азимуту - 64 МАИ.
Адресация ОЗУ карты помех двенадцатиразрядная. Критерий по числу
обзоров задается отдельной группой тумблеров блока 394УФОЗ.
В ячейке одновременно с подменой сигналов амплитудного канала
сигналами когерентного канала для АДД, пораженных помехами, осуществляется детализация пространственной структуры сигналов за счет значительно меньших размеров АДД ячейки Д2СП026.
При отключении карты помех (команда ВКЛ КАРТЫ имеет уровень
ЛОГ0) на выход ячейки поступает сигнал ЭАНЛ 1 (ЭАНЛ 2).
213
6.3. Аппаратура цифровой обработки РЛИ ВИП-118
6.3.1. Назначение, состав, ТХ ВИП-118
Пульт технического контроля и аппаратуры цифровой обработки ВИП118 предназначен для обработки радиолокационной информации, поступающей от первичного радиолокатора 1Л118 или 1РЛ139 и вторичного радиолокатора, и отображения воздушной обстановки на цветных мониторах высокого разрешения.
Технические характеристики изделия
ВИП- 118 обеспечивает:
- первичную обработку радиолокационной информации по двум каналам ПРЛ, и двум МЕТЕО каналам, каналу НРЗ и каналу ВРЛ;
- вторичную обработку с завязкой до 200 трасс и отождествлением информации по двум каналам ПРЛ, каналам НРЗ и ВРЛ,
- статистическую оценку характеристик сопровождаемых воздушных
объектов и качество работы РЛС;
- документирование трассовой радиолокационной информации непрерывно в течение не менее трёх суток;
- документирование первичной радиолокационной информации, при
этом время документирования уменьшается с увеличением объема поступающей первичной информации;
- ввод графической информации;
- отображение отметок целей со следами "послесвечения" , помех,
трасс целей с формулярами, масштабных отметок, графической информации,
маркера, векторов экстраполяции измерителей расстояния и курса, карты метеопомех, состояния РЛС;
- передачу РЛИ через модем по двухпроводной линии связи на комплект автоматизации средств отображения КАСО, находящийся на расстоянии до 5 км от ВИП118, или по телефонной линии связи, соответствующей
нормам МКТТ потребителю (расстояние не ограничено);
- прием видеосигналов и сигналов синхронизации от вторичного радиолокатора;
- декодирование запросных кодов, обработку ответных сигналов в режимах УВД и RBS и отображение этой информации (координаты, номер
борта воздушного судна, высоту полета, остаток топлива, признаки нападения, потерю связи, сигнал бедствия, сигналы опознавания)
214
Аппаратура ВИП- 118 практически не снижает характеристик РЛС по
точности определения координат, разрешающей способности и вероятности
сопровождения целей
Состав изделия
ВИП -118 состоит из шкафа 175ЦЦ03, модема, комплекта кабелей, платы выключения, комплекта ЗИП, комплекта эксплуатационной документации.
6.3.2.Устройство и работа изделия ВИП-118
От PЛC 1Л118 или 1РЛ139 на шкаф 175ЦЦ03 поступает информация от
двух каналов ПРЛ, прошедшая обработку ЦСДЦ и СУЛТ, сигналы "метео" и,
при наличии НРЗ, госопознавания.
Аппаратура шкафа 175ЦЦ03 производит первичную обработку этой
информации, вторичную обработку с завязкой до 200 трасс, формирует и выдаёт через модем по телефонной линии трассовую информацию на КАСО.
Предусмотрена возможность, в зоне интенсивных помех, производить
автосопровождение или сопровождение целей вручную. Для обеспечения
проводки ВС в условиях помех, создаваемых местными предметами (горы,
строения, металлические вышки) и метеообразованиями (дождь, снег, грозовые облака), а так же в целях обнаружения зон, опасных для полетов, на экран монитора можно выводить информацию метеоканалов.
В качестве информации метеоканала используются сигналы карты помех, контуры которой вначале записываются в ЭВМ в период отсутствия метеопомех (местные предметы), а затем производится запись текущего значения контуров карты помех (метеообразований) Передается метеоинформация
в свободное от передачи радиолокационной информации время. Отображается метеоинформация штриховкой: местные предметы и метеообразования
окрашиваются разными цветами.
На панели шкафа 175ЦЦОЗ установлен пульт 174ЮП02, с помощью
которого производится управление режимами НРЗ. Кроме того, ВИП - 118
позволяет производить непрерывно в течение трех суток документирование
выдаваемой вторичной (трассовой), а при необходимости и первичной информации на жестком диске основного компьютера.
На экране монитора с размером экрана по диагонали 21 дюйм отображается
- оконное меню;
- масштабная сетка, выбранная оператором: крупная 50 км, 30 град ,
или мелкая 10 км, 5 град, с возможностью отключения;
- псевдоаналоговые отметки целей со следами "послесвечения", раз-
215
дельно по каждому входному каналу или выходная объединенная информация;
- привязанные к целям формуляры;
- графическая информация;
- метеоинформация;
- измерители курса и расстояния.
Рис.6.16. Вид экрана монитора ВИП-118
На рисунках 6.16. и 6.17. приведены изображения экрана монитора и
расположения окон вывода информации на экране монитора.
В состав ВИП 118 входит аппаратура обработки, отображения и передачи сигналов радиолокационной обстановки от вторичного радиолокатора.
Информация от ВРЛ, содержащая сообщения ответчиков самолетов отечественного (УВД) и международного канала (RBS), а так же информация запросных кодов, поступает на шкаф 175ЦЦ0З и через находящийся в нем блок
174УУ01, на ячейку Д2ВЕ017Т, на которую поступают и синхроимпульсы и
местные сигналы. Ячейкой Д2ВЕ017Т производится обнаружение и дешифрация входных сигналов УВД, RBS, ЗК в основных и (если коды имеют совмещение) дополнительных каналах, причем разделение совмещенных кодов
осуществляется по всем каналам одновременно.
216
Полученные дешифрованные сообщения, содержащие в своём составе
координаты высоты (В), дальности (Д), номер борта воздушного судна (ВС),
высоту полета (Н), остаток топлива (Т), признаки нападения, потери связи,
бедствия (SOS), сигналы опознавания, поступают на основной компьютер
IBM PC, совместимый с процессором Pentium-200 и выше (далее компьютер
IBM PC Pentium -200). Отметки ВС отображаются на мониторе с диагональю
экрана 21 дюйм.
Рис.6.17. Расположение окон вывода информации
Отображение полного формуляра ВС на мониторе
?00120
072 ↑
0540С
Первая строка:
от ПРЛ - номер ВС устанавливается программным обеспечением
и может присваиваться оператором.
от ВРЛ - истинный номер воздушного судна (ВС) в режиме УВД
- пятизначный, в режиме RBS четырехзначный.
Вторая строка: высота ВС (декаметры),
символ " ↑ " - набор высоты;
217
символ "↓ " - снижение высоты;
символ " ↔" - горизонтальный полет.
Третья строка: скорость ВС (километры в час);
Госопознавание в режиме НРЗ:
информация о критической ситуации ВС в режиме ВРЛ
Символ
С
Г
И
Б
Значение символа
общее опознавание
гарантированное опознавание
индивидуальное опознавание
бедствие
H
П
нападение
пожар
Источник информации
НРЗ
НРЗ
НРЗ
НРЗ, ВРЛ (режимы УВД,
RBS)
ВРЛ (режим RBS)
ВРЛ (режим RBS)
При сокращенном формуляре на мониторе отображается только первая
строка - номер ВС от ПРЛ или ВРЛ.
Устройство и работа аппаратуры шкафа 175ЦЦ03 ВИП-118
Шкаф состоит из
- пульта 174ЮП02;
- блока 174УУ01;
- основного компьютера IBM PC Pentium 200 с входящими в него:
модулем ADP30ISA;
сетевой платой Ethernet.
- монитора с диагональю экрана 21 дюйм, клавиатуры и манипулятора
мышь;
- компьютера IBM PC Pentium 200 канала ВРЛ с входящими в него
ячейкой Д2ВЕ017Т и сетевой платой Ethernet;
- монитора с диагональю экрана 15 дюймов, клавиатуры и манипулятора
мышь;
- источника бесперебойного питания UPS;
- модема.
Функциональная схема аппаратуры шкафа 175ЦЦ0З приведена на рис.
6.18.
Поступающая на шкаф 175ЦЦ0З радиолокационная информация от
ПРЛ (РЛС 1Л118 или 1РЛ139): эхо-сигналы, метеоинформация, сигналы госопознавания с помощью импульсов "ЗАП2", "МАИ", "СЕВЕР" в блоке
174УУ01 обрабатываются и поступают на основной компьютер IBM PC
Pentium 200.
218
Информация от ВРЛ в кодах RBS или УВД также поступает в блок
174УУ01.
В буферной ячейке Д2ВЕ017Т коды дешифруется и подаются на компьютер IBM PC Pentium 200 канала ВРЛ, а оттуда после обработки через сетевую плату связи Ethernet поступают на основной компьютер IBM PC
Pentium 200, где затем информация от ВРЛ отображается на мониторе с диагональю экрана 21 дюйм.
Рис.6.18. Схема шкафа 175ЦЦ03
В блоке 174УУ01 установлена ячейка Д2ИП040М, которая вырабатывает сигналы, имитирующие отметки от целей ПРЛ, ВРЛ и ОП64 в режиме
тест-контроля.
Включение аппаратуры шкафа 175ЦЦОЗ, включение тест-контроля, а
также управление изделием 76Е6-1 производится с пульта 174ЮП02.
Пульт 174ЮП02
Пульт 174ЮП02 входит в шкаф 175ЦЦ0З и предназначен для включения аппаратуры шкафа, формирования команд управления режимами изделия 76Е6-1 (НРЗ), переключения режимов тестирования по сигналам НРЗ.
В состав пульта входят органы управления, элементы индикации и
коммутации.
На вход пульта поступают:
- напряжение питания "+5 В", "+15 В","- 15 В", "+27 В",
- сигналы уровнем +27В "АВАРИЯ ПИТ", "ИНД РЕЖИМ И", ИНД
219
РЕЖИМ III", "ИНД ДИАПАЗОН VII", "ИНД МАНИЛ К", "ИНД МАНИП",
ТРЕВОГА", "НЕИСПР ИМИТ", "ОТКАЗ 64", "ВЫКЛ ОПУ КП", "УНД",
"ВКЛ РЕЖИМ",
- сигнал "АВТ РЕГ" - уровнем ТТЛ,
- аналоговый сигнал "ЭА", "ЭК"
С выхода пульта выдаются:
- команды уровнем +27 В "- 27 В ВКЛ ПИТ", "+27 В ВЫКЛ ДПУ", "I
РЕЖИМ", "II РЕЖИМ", "III РЕЖИМ", "IV", "VI РЕЖИМ", "МАНИП", запросные и ответные коды изделия 76E6-I,
- команды уровнем ТТЛ - "ЗАПРОС 3", "ЗАПРОС 5", "КОНТРОЛЬ /
РАБОТА", "ДВИЖ/ПОСТ", "СБРОС/ТЕСТ", "тесты ПРЛ" (8 разрядов), "тесты НРЗ" (5 разрядов),
- аналоговый сигнал УП1.
При нажатии на пульте кнопки ВКЛ ПИТ загорается светодиод ВКЛ
ПИТ и на выход пульта выдается команда "ВКЛ ПИТ". При поступлении на
вход питающих напряжений на пульте загораются светодиоды "+5 V", "+15
V", "-15 V" В случае неисправности источника питания па выход пульта поступает сигнал "АВАРИЯ ПИТ" и загорается светодиод АВАРИЯ ПИТ. При
поступлении на вход пульта сигналов "ИНД РЕЖИМ И", "РЕЖИМ III",
"ИНД ДИАПАЗОН VII", "ИНД МАНИП", "ИНД МАНИП К", "ТРЕВОГА",
"НЕИСПР ИМИТ", "ОТКАЗ 64" загораются соответствующие светодиоды.
При поступлении на вход пульта сигнала "ВКЛ РЕЖИМ" переключателем РЕЖИМ осуществляется выбор режима изделия 76Е6-1 формированием команд "I РЕЖИМ...IV", "VI РЕЖИМ".
Команды, сформированные на переключателях ДИАПАЗОН, МАНИП
К, МАНИП. ЗАПРОС 3/5 непосредственно с них поступают на вход пульта.
Две группы переключателей пульта установленными под крышками с
гравировкой КОДЫ-ПОРОГ и ТЕСТ-КОНТРОЛЬ.
Под крышкой КОДЫ-ПОРОГ находятся переключатели с общей гравировкой КОДЫ НРЗ: ИО-III, ИО-VII, ИОЗ-III, формирующие запросные и
ответные коды изделия 76Е6-1 в III и VII диапазонах, при установке переключателей РЕЖИМ и ДИАПАЗОН в соответствующие положения. Также
под этой крышкой установлен переменный резистор и переключатель АВТОМАТ-РУЧН под общей гравировкой ПОРОГ РЕГУЛИР. В режиме "АВТОМАТ" на выход УП1.2 пульта поступает сигнал "АВТ РЕГ". В режиме
"РУЧН" на выход УП1.2 пульта поступает сигнал с переменного резистора.
Под крышкой ТЕСТ-КОНТРОЛЬ расположены органы управления режимами тестирования ПРЛ, НРЗ. Кнопка ТЕСТ-КОНТРОЛЬ определяет режим работы шкафа, при нажатии кнопки загорается светодиод КОНТРОЛЬ.
Кнопка СБРОС ТЕСТ выдает сигнал сброса теста ПРЛ. Переключатели TCTПРЛ, ТЕСТ-НРЗ -формируют выходные коды тестов соответствующих систем.
220
Блок 174УУ01
Блок 174УУ01 входит в состав шкафа 175ЦЦ0З и предназначен для
преобразования радиолокационной информации в IBM PC совместимый
формат.
Блок формирует азимутальную информацию, "ЭХО" и "МЕТЕО" - сигналы, сигналы запусков и синхронизации, сигнал "СТРОБ ИРД" и имитационные импульсы целей, осуществляет дешифрацию сигнала "ОП64". Формирует команду "МАНИП" для НРЗ. Блок формирует как реальные сигналы - в
режиме РАБОТА, так и имитационные - в режиме КОНТР.
Рис.6.19. Структурная схема блока 174УУ01
В состав блока входят ячейки:
- Д2ХК192 - предназначена для нормирования "ЭХО" и "МЕТЕО" сигналов, формирования последовательности синхроимпульсов, импульсов
"СТРОБ ИРД", имитационных импульсов запуска;
- Д2ИК298 - предназначена для формирования азимутальной информации и команды "МАНИП";
221
- Д2СА019 - предназначена для согласования сигналов ПРЛ, автоматической регулировки уровня ложных тревог по двум каналам и формирования
тестового шумового сигнала;
- Д2ПП0З0 - предназначена для принятия аналогового сигнала "ОП64"
и
преобразования его в цифровой сигнал НРЗ (ОП64-Ц), а также формирования
сигнала "ОП64-К";
- Д2ИП40М - предназначена для формирования и выдачи тестовой информации для проверки первичного канала обработки;
- Д2ЕН66 - ячейка питания, формирующая напряжение "+5 В", "+15 В",
"-15 В";
- Д2ЕН154 - ячейка питания, формирующая напряжение "+27 В".
Структурная схема блока 174УУ01 приведена на рис.6.19.
Ячейка Д2ХК192
Ячейка Д2ХК192 предназначена:
- для нормирования эхо- и метеосигналов по амплитуде, а сигналов запуска также и по длительности;
- для формирования последовательности синхроимпульсов 3 МГц по
спаду импульсов синхронизации;
- для формирование импульсов "СТРОБ ИРД" в редком и частом режимах запуска;
- для формирования имитационных импульсов запуска.
Функционально в состав ячейки входят:
- входные преобразователи уровней сигналов (ВПУС) ;
- схема выбора источника импульсов запуска в зависимости от режима
работы (СВИС) ;
- генератор тестовой частоты и синхроимпульсов для проверки ячейки;
- схемы нормирования длительности для импульсов запуска ПРЛ и
ВРЛ (СНД) ;
- схема формирования импульсов СТРОБ ИРД;
- выходные усилители сигналов (ВУС).
Эхо- и метеосигналы каналов ("ЭХО-В", "ЗХО-Н", "МЕТЕО-В",
"МЕТЕО-Н"), а также сигналы запусков первичного РЛ ("ЗАП2", "ЗАП4") со
входного разъема ячейки поступают на согласующее сопротивление, а затем
на соответствующие входные преобразователи уровней сигналов.
Затем согласованные по уровню и отфильтрованные от помех
сигналы поступают на схему выбора источника сигналов.
222
Ячейка Д2СА019
Ячейка Д2СА019 предназначена для согласования сигналов ПРЛ, автоматической регулировки уровня ложных тревог по двум каналами и формирования тестового шумового сигнала.
Технические данные
- количество каналов
2
- максимальная амплитуда входного сигнала, В
12
- коэффициент усиления
0,5
- амплитуда выходных сигналов ТТЛ уровни
- амплитуда тестового шумового сигнала, В
0,6
Ячейка состоит из двух идентичных каналов и схемы формирования
тестового шумового сигнала.
Каждый канал состоит из:
- схемы согласования входного сигнала;
- компаратора;
- формирователя выходного сигнала;
- буферного усилителя;
- детектора;
- интегратора.
Функциональная схема ячейки представлена на рис.6.20.
ИРД 1
Порог 1
Согласующие
устройство
Компаратор
Формиров.
выхода
Интегратор
Детектор
ИРД 2
Порог 2
Согласующие
устройство
Компаратор
Формиров.
выхода
Интегратор
Детектор
Генератор
шума
усилитель
Усилитель
Шум
Рис.6.20. Ячейка Д2СА019. Схема электрическая структурная.
Канал автоматической регулировки уровня ложных тревог построен по
принципу автоматического регулирования порога срабатывания компаратора.
223
Входной сигнал, представляющий собой смесь шума, сигналов помех и
эхо-сигналов от целей и местных предметов, поступает на вход согласующего устройства. Согласующим устройством этот сигнал усиливается / уменьшается до необходимого для эффективной работы АРУЛТ уровня (0,7 В шум, не более 6 В - эхо-сигналы). Увеличение / уменьшение уровней сигналов производится резисторами.
Согласованный сигнал поступает на вход компаратора и на его выходе
образуются импульсы ТТЛ уровня и длительностью равной длительности
входных сигналов на уровне срабатывания. Импульсы после компаратора
поступают на схему формирования выходного сигнала и далее через буферный усилитель передаются на выход ячейки.
В момент действия сигнала ИРД выходные сигналы подаются на пиковый детектор. Пиковый детектор осуществляет преобразование последовательности импульсов в пульсирующее напряжение положительной полярности, которое после сглаживания и усиления активным интегратором поступает на вход компаратора в качестве опорного. Активный интегратор собран на
основе неинвертирующего операционного усилителя с конденсатором в обратной цепи и ограничителем выходного напряжения. Опорное напряжение
определяет порог срабатывания компаратора.
Сигнал "ИРД" представляет собой импульс длительностью 85 мкс и
расположен в конце дистанции.
7. Система управления, защиты и контроля РЛС
7.1. Система управления, защиты и контроля РЛС
7.1.1. Общие сведения о системе управления, защиты
и контроля РЛС 1Л118
Система дистанционного управления, защиты и контроля (СУЗиК)
предназначена для управления и контроля работы приемо-передающей аппаратуры (ППА), а также для формирования и передачи на выносное оборудование импульсов СЕВЕР и 5° МЕТКИ.
В состав системы управления и контроля входят блоки телеуправления
и телесигнализации (ТУ-ТС):
- блок ТУ-ТС 39ЮУ51, расположенный в ППК РЛС;
- блок дистанционного управления 394ЮП01;
224
- блок ТУ-ТС 394УУ01, входящий в состав стойки сопряжения
394УУ02М.
Блоком 39ЮУ51 формируются также импульсы СЕВЕР и 5°МЕТКИ.
Блок дистанционного управления 394ЮП01 и стойка сопряжения
394УУ02МБ входят в шкаф 395УА01М выносного оборудования.
Передача команд управления осуществляется в виде последовательного кода со следующими параметрами:
- частота следования импульсов (Гц)
7142;
- длительность импульса цикла (мкс)
140;
- длительность импульса информации (мкс)
70;
- длительность импульса синхронизации (мкс)
35;
- амплитуда импульсов (В)
11.
Передача ответных сигналов о состоянии устройств ППК осуществляется в виде кода ТС с параметрами:
- частота следования импульсов (Гц)
714;2
- длительность импульсов (мкс)
50;
- амплитуда импульсов (В)
11.
Параметры импульсов СЕВЕР и 5° МЕТКИ (на нагрузке 75 Ом):
- длительность импульсов (мкс)
1.. .4;
- амплитуда импульсов (В)
-3,5...-5.
7.1.2. Принцип работы системы управления, защиты и контроля
1Л118
Система управления, защиты и контроля содержит два функциональных канала (рис 7.1.):
- канал дистанционного управления состоянием приёмо-передающей
аппаратуры (ППА) РЛС (канал сигналов ТУ);
- канал дистанционного контроля параметров ППА РЛС (канал сигналов ТС).
Канал дистанционного управления содержит схему подачи команд,
входящую в состав блока дистанционного управления 394ЮП01, формирователь кода ТУ, входящий в состав блока 394УУ01, и формирователь сигналов управления, который входит в состав блока 39ЮУ51.
Для управления состоянием ППА схема подачи команд формирует следующие виды команд управления состоянием ППА:
1. Включение любого или нескольких передающих устройств (ВКЛ
КАН1-ВКЛ КАН 6);
225
2. Управление скоростью вращения антенн (ВРАЩ 3 об/мин, ВКЛ
ВРАЩ 6 об/мин);
3. Регулировка токов магнетронов (РЕГ ТОКА МЕНЬШЕ 1, РЕГ ТОКА
БОЛЬШЕ; РЕГ ТОКА МЕНЬШЕ 2, РЕГ ТОКА БОЛЬШЕ 2);
4. Включение аппаратуры общее (ВКЛ АППАР);
5. Экстренное включение (ЭКСТР ВКЛ);
6. Двухразрядная команда режима работы РЛС (ВКЛ Р1, ВКЛ Р2).
Выбор команды управления приводит к тому, что на соответствующем
входе формирователя последовательного кода устанавливается потенциал
+27В, то есть набор команд на вход формирователя последовательного кода
ТУ поступает в виде параллельного кода.
Формирователь последовательного кода ТУ выполняет функции передатчика и преобразует входной параллельный код в импульсную последовательность (последовательный код), которая может содержать 96 импульсов
(рис. 7.2а). Позиции импульсов (разряды последовательного кода) с 64 по 79
отводятся для кодирования команд управления ППА.
Кодирование каждой команды управления осуществляется формированием импульса с длительностью 70 мкс на одной из указанных на рисунке
позиций. Например, при подаче команды ВКЛ КАН 1 будет сформирован
импульс на 64-ой позиции последовательного кода ТУ. При отсутствии данной команды (отсутствие потенциала +27В) импульс на 64-ой позиции будет
иметь длительность равную 35мкс. В таблице 6.1. приведены команды
управления состоянием ППА и номера импульсов последовательного кода
ТУ, формируемые при подаче команд управления.
Рис.7.1. Структурная схема системы дистанционного управления и
контроля
226
Нулевая позиция отведена для импульса ИМПУЛЬС ЦИКЛА длительностью 140мкс, остальные разряды предназначены для управления системой
опознавания (в РЛС 1Л118 система опознавания не используется).
Одновременно с формированием последовательного кода ТУ формирователь вырабатывает вспомогательные сигналы для дешифрации кода ТС в
канале дистанционного контроля параметров ППА. Формирование первого
импульса кода ТУ в канале сигналов ТУ совпадает во времени с дешифрацией первого импульса кода ТС в канале сигналов ТС.
Последовательный код ТУ поступает в формирователь сигналов управления ППА блока 39ЮУ51. Формирователь является приемником и определяет наличие информационных импульсов в коде ТУ на временных позициях
с 64 по 79. При наличии импульса соответствующей команды формирователь
вырабатывает сигнал управления, который поступает на соответствующее
устройство ППА.
Для обеспечения синхронной работы передатчика и приемника канала
ТУ цикл дешифрации кода ТУ начинается после обнаружения импульса
ИМПУЛЬС ЦИКЛА.
Рис.7.2. Последовательность импульсов ТУ-ТС
227
Для обеспечения синхронной работы передатчика и приемника канала
сигналов ТС формирователь сигналов управления ППА после обнаружения
импульса ИМПУЛЬС ЦИКЛА начинает вырабатывать сигналы для управления работой формирователя кода ТС в канале дистанционного контроля параметров ППА (СИ, 2°,2',22, СТРОБ I...СТРОБ 12).
Исходя из принципов взаимодействия каналов управления состоянием
и контроля состояния ППА, видно, что формирователь кода ТУ является
синхронизатором для обоих каналов системы ДУК, а синхронизирующим
импульсом - ИМПУЛЬС ЦИКЛА.
Канал дистанционного контроля состояния ППА содержит формирователь (передатчик) последовательного кода телесигнализации, входящий в
блок 39ЮУ51, формирователь сигналов индикации, входящий в состав блок
394УУ01, и схему индикации, входящую в состав блока дистанционного
управления 394ЮП01.
Таблица 7.1.
Команды управления
Сигналы системы телесигналинонаименономер
наименование
мер им
вание
импульса
сигналов
64
ВКЛ Кан 1
16
ВКЛ КАН 1
65
ВКЛ Кан 2
17
ВКЛКАН2
66
ВКЛ Кан 3
18
ВКЛ КАН 3
67
ВКЛ Кан 4
19
ВКЛ КАН 4
68
ВКЛ Кан 5
20
ВКЛ КАН 5
69
ВКЛ Кан 6
21
ВКЛ КАН 6
70
ВРАЩ 3
22
ВКЛ НАКАЛА
71
ВРАЩ 6
23
ВКЛ АНОДА
72
РЕГ тока
24
НЕИСПР BEНT
73
РЕГ тока
25
АВАРИЯ
74
РЕГ тока
26
ОТКАЗ КАН 1
75
РЕГ тока
27
ОТКАЗ КАН 2
76
ВКЛ
ап28
ОТКАЗ КАН 3
77
экстр. ВКЛ
29
ОТКАЗ КАН 4
78
ВКЛР1
30
ОТКАЗ КАН 5
79
ВКЛР2
31
ОТКАЗ КАН 6
На вход формирователя последовательного кода телесигнализации поступают сигналы, характеризующие состояние ППА радиолокатора:
1. Включение ППА радиолокатора (ВКЛ КАН 1 ...ВКЛ КАН 6);
2. Подано напряжение накала на магнетроны (ВКЛ НАКАЛА);
3. Подано высокое напряжение на аноды магнетронов (ВКЛ АНОДА);
4. Неисправность вентиляторов (НЕИСПР ВЕНТ);
5. Авария шкафа СДЦ (АВАРИЯ 39К02П);
6. Отказ каналов ППА радиолокатора (ОТКАЗ КАН 1...ОТКАЗ КАН 6).
228
Формирователь последовательного кода телесигнализации формирует
импульсную последовательность, используя вышеперечисленные сигналы
управления, поступающие из формирователя сигналов управления ППА.
Каждому сигналу телесигнализации отводится временная позиция
(разряд) в последовательном коде ТС (Рисунок 7.2,б). Наличие уровня логической 1 сигнала телесигнализации обеспечивает формирование импульса
длительностью 50мкс на определенной временной позиции в последовательном коде ТС.
В таблице 7.1 приведены названия сигналов телесигнализации и соответствующие им номера позиций импульсов последовательного кода ТС.
Формирование кода ТС происходит с помощью сигналов управления,
поступающих из канала сигналов ТУ. Первый разряд кода ТС формируется
сразу после обнаружения импульса ИМПУЛЬС ЦИКЛА в канале ТУ.
Последовательный код ТС передается на формирователь сигналов индикации состояния ППА. В формирователе с помощью сигналов управления,
поступающих из формирователя последовательного кода ТУ, производится
преобразование последовательного кода ТС в шестнадцати разрядный параллельный код сигналов индикации. Сигналы индикации, содержащие информацию о состоянии систем ППА, используются для включения соответствующих элементов индикации на пульте дистанционного управления
394ЮП01 и на передней панели блока 394УУ01.
7.1.3. Функциональная схема СУЗиК 1Л118
Функциональная схема системы СУЗиК показана на рисунке 7.3. и состоит из двух функциональных каналов: канала сигналов ТУ и канала сигналов ТС.
Передача команд управления
Входным устройством канала управления является преобразователь
уровней сигнала.
Команды управления приемо-передающей аппаратурой РЛС1Л118
ВКЛ КАН 1...6, ВРАЩ 3 об/мин, ВРАЩ б об/мин, РЕГ ТОКА БОЛЬШЕ 1...2,
, РЕГ ТОКА МЕНЬШЕ 1...2, ВКЛ АППАР, ЭКСТР ВКЛ, РЕЖИМ IP, РЕЖИМ 2Р поступают на вход преобразователя уровней с пульта дистанционного управления 394ЮП01 в виде потенциалов +27В, образуя шестнадцатиразрядный код.
Преобразователь уровней обеспечивает преобразование потенциала
+27В всех вышеперечисленных команд в логический потенциал ТТЛ
229
(2,4...4,5)В и подачу команд параллельным шестнадцатиразрядным кодом на
вход формирователя последовательного кода ТУ.
В формирователе последовательного кода ТУ осуществляется преобразование команд управления в последовательный импульсный код ТУ (рис.
7.2.). Преобразование осуществляется путем мультиплексирования входного
кода. Для этого в синхронизаторе вырабатываются импульсы Q1 и Q2, показанные на рисунке 7.4 и синхроимпульсы: СИ, 20,21,22, СТРОБ I...СТРОБ 6.
Во время действия импульсов Q1 и Q2 с помощью синхроимпульсов к входу
формирователя подключается один из разрядов входного параллельного кода
(одна из команд управления ППА) и формируется импульс в соответствующем разряде последовательного кода ТУ.
На рисунке 7.4. показан принцип формирования импульсов последовательного кода при наличии команды ВКЛ КАН 1 и отсутствии команды ВКЛ
КАН 2. При подаче команды ВКЛ КАН 1 на вход формирователя на его выход проходит импульс длительностью t=70 мкс, который в последовательном
коде занимает 64 позицию (рис 7.4., 7.2.). При отсутствии команды ВКЛ КАН
2 на выход формирователя проходит импульс длительностью t = 35мкс, который в последовательном коде занимает 65 позицию.
Импульсы синхронизации поступают также в канал сигналов ТС и под
их действием будут выделяться импульсы с такими же номерами в последовательном коде ТС.
39УУ01
Схема
подачи
команд
39ЮУ51
16
Преобразователь
уровня
Формирователь
последовательного
кода
Кабель
Формирователь
уровня
Схема
управления
15
Схема
индикации
15
Кабельный
усилитель
15
16
Преобразователь
последовательного
кода ТС в
параллельный
16
Инверторы
Синхронизатор
Кабель
Кабельный
усилитель
Регистр памяти
16
Преобразователь
последовательного
кода ТС в
параллельный
16
Формирователь
уровня
Формирователь
последовательного
кода
1
2
15 16
Сигналы
сигнализации
Усилители
1
2
15 16
Команды
управления ППА
Рис.7.3. Функциональная схема системы дистанционного управления и
контроля
230
Последовательный код ТУ усиливается в кабельном усилителе и передается по отдельному кабелю в ППК радиолокатора.
Передаваемый код ТУ имеет следующие параметры:
- амплитуда импульсов (В)
1...12;
- частота следования кода ТУ (кГц)
7,2;
- длительность импульсов цикла (мкс)
140;
- длительность импульсов информации (мкс)
70;
- длительность тактовых импульсов (мкс)
35.
В блоке 39ЮУ51, размещенном в ППК, временной импульсный код ТУ
поступает на вход формирователя уровня, где импульсы кода ограничиваются до уровня логической единицы. С выхода формирователя уровня код ТУ
поступает на схему управления. В схеме управления производится селекция
импульсов по длительности и выделяются из последовательного кода ТУ
ИМПУЛЬС ЦИКЛА и импульсы информации.
Выделенный ИМПУЛЬС ЦИКЛА обнуляет счетчики импульсов схемы
управления, чем достигается синхронизация начала работы схемы управления и формирователя последовательного кода ТУ.
Устройство управления формирует импульсы управления (трехразрядный адресный код 2 ,2 ,2) и импульсы синхронизации, совпадающие по времени с временными позициями импульсов кода ТУ. Эти вспомогательные
импульсы с устройства управления поступают на преобразователь последовательного кода ТУ в параллельный и на входы формирователя последовательного кода ТС.
Рис.7.4. Принцип формирования сигналов ТУ
231
На информационный вход преобразователя последовательного кода ТУ
в параллельный, со схемы управления, подаются отселектированные импульсы информации. На каждом такте принимаемого кода ТУ на выходе преобразователя, соответствующем разряду последовательного кода ТУ, уровень логической единицы устанавливается только при наличии информации в разряде кода ТУ (при наличии импульса длительностью 70мкс (рис.7.4.).
Полученный параллельный код переписывается в буферные регистры
памяти. Буферные регистры памяти сохраняют без разрушения полезную
информацию при возникновении случайной помехи в принимаемом коде информации или при внутри аппаратурной помехе в течение 3-5 циклов принимаемого кода.
С выходов буферных регистров памяти сформированные команды ТУ
поступают на выходные каскады команд ТУ, где они усиливаются по мощности и подаются на выход блока.
Передача сигналов телесигнализации
Формирование последовательного кода ТС осуществляется мультиплексированием сигналов состояния аппаратуры ППК.
На информационные входы поступают в виде логических уровней 0 и 1
следующие сигналы о состоянии систем ППА: ВКЛ КАН 1...6, ВКЛ НАКАЛА, ВКЛ АНОДА, НЕИСПР ВЕНТ, АВАРИЯ 39К02П, ОТКАЗ КАН 1...6. Со
схемы синхронизации канала сигналов ТУ (рис. 7.3.) на входы формирователя последовательного кода поступают сигналы управления, что обеспечивает
синхронизацию работы передающей и приемной частей канала сигналов ТС.
Под воздействием этих сигналов с выхода формирователя последовательного
кода ТС выдается 95-ти разрядный последовательный импульсный код ТС,
который поступает на вход кабельного усилителя, где он усиливается по амплитуде и мощности и по одному проводу передается на вход приемника ТС.
Импульсы последовательного кода ТС имеют следующие параметры:
- амплитуда (В) не менее
12;
- длительность (мкс)
50.
В приемнике сигналов ТС последовательный код ТС поступает на вход
формирователя уровня, где амплитуда импульсов кода ТС ограничивается до
уровня логической 1.Далее код ТС подается на вход преобразователя последовательного кода в параллельный. Принцип преобразования последовательного кода ТС такой же, как и в канале сигналов ТУ. Для преобразования используются вспомогательные сигналы, которые поступают из формирователя
последовательного кода ТУ и вырабатываются при формировании кода ТУ
(рис. 7.3.).
Параллельный шестнадцати разрядный код, хранящийся в буферных
регистрах памяти и отражающий состояние работы аппаратуры ППК радио-
232
локатора, поступает на преобразователь логических уровней (инвертор) и
подается на схему индикации пульта дистанционного управления 394ЮП01
и органы индикации, расположенные на передней панели блока 394УУ01.
8. Аппаратура синхронизации и отображения РЛИ
8.1. Аппаратура синхронизации РЛС
8.1.1. Устройство синхронизации
Устройство синхронизации вырабатывает сигналы запуска как при
внутренней, так и при внешней синхронизации в зависимости от команд, поступающих с ПДУ (блока 394ЮП01) РЛС.
Структурная схема устройства синхронизации приведена на рис.8.1.
Команды режима работы (Р/Р) поступают трехразрядным кодом на
формирователь режимов работы РЛС по запуску, ячейку Д2УП19, где согласуются по уровням и преобразуются в команды P1, P2, Ч и Р2/Ч.
При формировании команды Р1 ячейка Д2ИК16М вырабатывает одну
из ряда дискретных значений частот повторения запускающих импульсов
РЛС в соответствии с трехразрядным кодом, устанавливаемым переключателем УСТАНОВКА ЧАСТОТЫ на ПДУ (табл.8.1.).
Код переключателя УСТАНОВКА
1 разр.
2 разр.
3 разр.
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
Таблица 8.1.
Частота повторения запускающих
импульсов (Гц)
375
300
358
313
341
326
333
333
При поступлении команды Р2 в ячейке Д2ИК16М вырабатывается вобулированный (переменный) запуск со следующими, циклически повторяющимися, периодами повторения: 2667 мкс, 3333 мкс, 2786 мкс, 3195 мкс,
2933 мкс, 3067мкс.
В каждом периоде повторения редкого запуска (ЗАП1 Р) укладываются
три периода повторения частого запуска (ЗАП1 - Ч). Значения периодов при-
233
ведены таблице 8.2. Периоды повторения частого запуска ЗАП 1-Ч циклично
повторяются с частотой установленного редкого запуска.
Таблица 8.2.
Период редкого запуска (мкс) Период частого запуска (мкс)
первый
второй
третий
2667
795
889
983
3333
1111
1228
994
2786
1026
831
929
3195
1177
1065
953
2933
978
875
1080
3067
915
1130
1022
Предусмотрена возможность синхронизации РЛС от внешнего источника запуска (однотипная РЛС) с постоянным периодом повторения. В этом
случае команды Р1 и Р2 отменяются, а частота частого запуска устанавливается переключателями УСТАНОВКА ЧАСТОТЫ по табло ЧАСТОТА на
ПДУ.
При отключении внешнего запуска в блоке 394УФ0З (ячейка
Д2ИК16М) предусмотрена схема автоматического переключения на внутренний запуск. При этом включается аварийная сигнализация на ПДУ АВАРИЯ 3В.
Устройство синхронизации построено на дискретных интегральных
микросхемах по принципу деления частоты опорного генератора, стабилизированного кварцевым резонатором, и создания шкалы времени. Закон изменения периодов (вобуляции) занесен в программируемую логическую матрицу (ячейка Д2ИК16М).
Формирователь режимов работы РЛС по запуску (ячейка Д2УП19)
предназначен:
- для согласования уровня входного сигнала 3В (27 В) с логическими
уровнями ТТЛ схем;
- для преобразования двоичных кодов команды Р/Р (1р, 2р, 3р) в команды включения режимов Р1 или Р2, в соответствии с которыми в устройстве синхронизации (ячейка Д2ИК16М) формируются запускающие импульсы либо с постоянным периодом повторения (Р1), либо - с изменяющимся
(вобулированным) периодом повторения (Р2);
- формирования (по значению четвертого разряда кода команды Р/Р)
команды выбора вида синхронизации (внешней или внутренней);
234
- формирования импульсов рабочей дальности ИРД Р/Ч и ИРД2 по
сигналам 3-206, УСТ О, БЛАНК Ч, поступающим от ячейки Д2ИК16М и импульсам 3-0, ИРДЧ, вырабатываемым в ячейке Д2ИК17М.
Внеш. запуск
от ведущей РЛС
ИРД
на СУЛТ
Д2УП19
Формирователь
режимов работы
РЛС по запуску
ПДУ 394ЮП01
Переключатель
РЕЖИМ
команда
Режим работы
3 разряда
ЗАП3-1
На
ИКО
Режим
работы на
394РР01Б
Д2УИ9
Выходной
усилитель
З-0
ЗАП4-1 на 355УА01
ЗАП
РЕДК1
РЕДК2
ЗАП4-2 на 394СУ01М
ВНЕШН
ВНУТР
Табло
ЧАСТОТА
Д2ИК17М
Переключатель
УСТ.ЧАСТОТЫ
Уст.
частоты
Формирователь
синхросигналов
РЛС
Уст.0
Д2ИК16М
ЗАП 195
ЗАП
Корень
ЗАП К
ЗАП
КДП
ЗАП КДП
Д2УП1М
Выходной
усилитель
З-206
ЗАП НРЗ
ЗАП
Д2ИК21
ЗАП1Р
ППА
Устройство контроля системы
синхронизации
Формирователь
импульсов временной
шкалы
ЗАП
ВИП
Отм.дальности
10, 50
Формирователь задающих
синхроимпульсов
Д2ИК6М
ЗАП3-2
Д2УП2М
ЗАП1Ч
Выходной
усилитель
АВАРИЯ
ЗИРИ
ЗАП В
на сопр.
системы
Рис.8.1. Устройство синхронизации. Схема электрическая функциональная
Формирователь импульсов временной шкалы (ячейка Д2ИК6М)
обеспечивает формирование:
- импульсных сигналов временной шкалы;
- импульсов меток дальности;
- импульсов управления устройством измерения частоты;
- сигналов аварии цепи внешнего запуска АВАРИЯ 3В.
Формирователь задающих синхросигналов (ячейка Д2ИК 16М) предназначен для формирования следующих задающих сигналов системы синхронизации радиолокатора:
- УСТ 0 - сигнал установки всех узлов системы синхронизации в исходное состояние на каждом цикле зондирования (с частотой редкого запуска);
- 3-206 - сигнал запуска, опережающий на 206мкс импульс 3-0 и состоящий из трёх импульсов, разделённых двумя временными интервалами в
соответствии с заданным законом вобуляции (два первых периода частого
запуска внутри редкого). Третий временный интервал (третий период частого
запуска) задаётся моментом прихода импульса редкого запуска;
235
- Бланк Ч - импульс бланкирования второго и третьего периодов частого запуска внутри редкого.
В ячейке Д2ИК16М формируются указанные импульсные сигналы с
постоянным периодом следования при установке на ПДУ (блок 394ЮП01)
режима запуска Р 1 (редкий 1) и с переменным периодом повторения - при
установке режима запуска Р 2 (редкий 2).
Формирователь синхросигналов РЛС 1Л118 (ячейка Д2ИК17М) предназначена для формирования сигналов запуска ППА, ВРЛ, КДП и внешних
систем. Импульсы запуска, сформированные ячейкой, поступают на выходные усилители сигналов системы синхронизации (ячейки Д2УИ9, Д2УП1М1
и Д2УП2М1), предназначенные для усиления сигналов синхронизации,
имеющих уровни ЛОГ 0 и ЛОГ1, и передачи их по кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом.
8.1.2. Формирователи импульсов запуска аппаратуры ППК
Формирователь запусков ячейка Д2ГГ7 предназначена:
- для формирования импульсов редкого ЗАП1-Р и частого ЗАП 1-Ч запусков в режиме местного включения амплитудой 25В для приемопередающей аппаратуры и амплитудой (2,4...4,5)В для аппаратуры СДЦ;
- для формирования импульсов опережающего редкого ЗАП2-Р и частого ЗАП2-Ч запусков;
- для коммутации импульсов внешних запусков ЗАП1-Р, ЗАП1-Ч при
работе в дистанционном (ВО) и местном (со шкафа ШУ-6-01М) режимах
управления.
Ячейка состоит из:
- согласователей уровня разрядов кода команды Р/Р;
- коммутаторов импульса запуска;
- согласователя уровней и усилителя импульсов запуска СДЦ;
- генератора, стабилизированного кварцевым резонатором;
- делителя частоты на 16;
- счетчика тактов и регистра;
- схемы выработки опережения и периода повторения импульсных сигналов;
- усилителей.
Функциональная схема ячейки приведена на рисунке 8.2.
На вход ячейки поступают 4-х разрядные коды команды Р/Р и команда
МЕСТ/ДИСТ уровнем +27В. Код команды Р/Р преобразуется в уровень ТТЛ
и через усилитель поступает на выход ячейки.
236
Команда МЕСТ/ДИСТ управляет работой коммутатора, который при
подаче напряжения +27В (режим МЕСТ), включает ячейку в местный режим
работы.
При дистанционном режиме управления импульсы ЗАП1-Р и ЗАП 1-Ч,
поступающие от ВО, преобразуются по уровню и поступают на коммутатор,
который пропускает эти импульсы (уровнем ТТЛ) к выходному усилителю.
Далее импульсы обрабатываются ячейкой Д2ГП7 шкафа 39К02П с целью их привязки к дискретам дальности (к тактам ТИ ДД). Выходные импульсы ячейки Д2ГП7 вновь приходят на ячейку Д2ГТ7, где усиливаются до
уровня (25...30)В и подаются на запуск ППА.
Р/Р
Зап 1-Р
на СДЦ
Зап 1-Ч
на СДЦ
Зап 1-Р
ППА
Зап 1-Ч
ППА
Зап 1-Р
от СДЦ
Зап 1-Ч
от СДЦ
1р
2р
3р
4р
М/Д
Реле
Зап 1-Р от ВО
Коммутатор
Зап 1-Ч от ВО
12МГц
Зап 2-Р
М/Д
Q
Счетчик
12р ППЗУ
Регистр
Зап 2-Ч
СУ
Рис.8.2. Ячейка Д2ГГ7. Схема функциональная
В режиме местного управления (при наличии команды МЕСТ) коммутатор запрещает прохождение импульсов ЗАП1-Р и ЗАП1-Ч от ВО и пропускает на выходной усилитель импульсы, сформированные ячейкой.
Колебания стабилизированного кварцем генератора после деления их
частоты на 16 поступают на адресный двенадцатиразрядный счетчик, управляющий работой ППЗУ, прошивка которого определяет временное положение формируемых импульсов ЗАП1-Р, ЗАП1-Ч, ЗАП2-Р и ЗАП2-Ч. Кроме того, здесь формируется импульс обнуления адресного счетчика, определяющий максимальный период следования выходных импульсов.
Опережение импульсами ЗАП2-Р, ЗАП2-Ч импульсов ЗАП1-Р, ЗАП1-Ч
также задается прошивкой ППЗУ.
Импульсы в режиме местного управления ЗАП1-Р и ЗАП1-Ч поступают через коммутатор на выходной усилитель и далее на шкаф 39К02П (ячей-
237
ка Д2ГП7), а импульсы ЗАП2-Р и ЗАП2-Ч на контрольные гнезда шкафа ШУ6-01М.
238
Формирователь синхронизирующих контрольных последовательностей (ячейка Д2ГП7)
Ячейка Д2ГП7 предназначена:
- для формирования импульсов запуска ППА, жестко связанных по
времени с тактовыми импульсами дискретов дальности;
- для формирования тактовых последовательностей ТИ ДД, ТИ 1, ТИ2
и ТИЗ, используемых далее в каналах обработки сигналов;
- для формирования импульсов бланкирования сигналов второго и
третьего зондирования (частого запуска) в пределах периода редкого запуска;
- для формирования тестовых последовательностей ТЕСТ 1 и ТЕСТ 2;
- для формирования и выдачи сигнала АВАРИЯ в случае пропадания
одного из формируемых ячейкой импульсов.
Особенности построения ячейки обусловлены тем, что в зависимости
от режима работы РЛС в целом (РЕДКИЙ, ЧАСТЫЙ или РЕДКИЙ 2 - ЧАСТЫЙ), определяемого четырехразрядным кодом команды Р/Р, поступающей
от шкафа управления ШУ-6-01М, необходимо обеспечить соответствующие
режимы функционирования каналов обработки сигналов шкафа 39К02П.
Каждый из разрядов кода команды Р/Р управляет работой определенных каналов ППА и, следовательно, соответствующих им. каналов обработки. В частности:
1-й разряд кода управляет работой каналов 1 и 2 луча 1;
2-й разряд кода управляет работой канала 3 луча 1;
3-й разряд кода управляет работой каналов 4 и 5 луча 2;
4-й разряд кода управляет работой канала 6 луча 2.
В зависимости от значения, принимаемого каждым из разрядов, изменяется режим работы соответствующих каналов по запуску. В частности, если разряд представлен уровнем ЛОГ1, то соответствующие ему каналы работают в режиме редкого запуска, и наоборот, если разряд представлен уровнем ЛОГ0, то соответствующие ему каналы работают в режиме частого запуска. В соответствии с этим режим работы РЛС РЕДКИЙ задается кодом
команды Р/Р 0000, режим работы ЧАСТЫЙ - кодом команды Р/Р 1111 и, наконец, режим РЕДКИЙ 2-ЧАСТЫЙ - кодом команды Р/Р 1100. Значения разрядов кода команды Р/Р в ячейке используются в качестве управляющих сигналов при выборе требуемых для каждого конкретного канала синхронизирующих и тактовых последовательностей.
Наряду с командой Р/Р на вход ячейки Д2ГП7 поступают следующие
команды с панели управления шкафа 39К02П:
- местное или дистанционное управление М/Д, уровень ЛОГ1 соответствует местному управлению;
239
- РАБОТА/КОНТРОЛЬ только в режиме местного управления, уровень
ЛОГ 1 соответствует режиму РАБОТА;
- ТЕСТ 1/ТЕСТ 2 выбор теста функционального контроля, уровень
ЛОГ1 соответствует режиму контроля ТЕСТ 2.
В ячейке формирователя вырабатываются:
- импульсы запуска (РЕДКИЙ или ЧАСТЫЙ), используемые для синхронизации различных устройств каналов обработки сигналов и для передачи их на запуск каналов ГША;
- тактовые импульсы ТИ ДД, ТИ 1, ТИ 2, ТИ 3;
- импульсы бланкирования;
- тестовые последовательности.
Характеристики выходных сигналов ячейки показаны в таблице. 8.3.
Упрощенная схема ячейки приведена на рисунке 8.3. В состав ячейки входят:
- кварцевый генератор;
- генератор одиночных импульсов;
- формирователь тактовых импульсов;
- формирователь импульсов запуска;
- формирователь импульсов бланкирования;
- формирователь тестовых сигналов;
- формирователь сигнала неисправности;
- контрольный генератор.
Кварцевый генератор выполнен на основе двухкаскадного усилителя с
положительной обратной связью. В цепь обратной связи включен кварцевый
резонатор, работающий на частоте последовательного резонанса 12 МГц.
Генераторы одиночных импульсов (2 генератора: один для редкого, а
другой для частого импульса запуска) необходимы для привязки к тактам основной частоты импульсов запуска, поступающих от шкафа управления ШУ6-01М и формирования импульсов начальной установки (УСТ0) всех элементов ячейки Д2ГП7. Каждый из генераторов реализован на базе двух RSтриггеров, образующих совместно триггер-защелку. В результате такого построения на выходе генератора формируется одиночный импульс длительностью 0,16мкс, который совпадает по фронту с первым импульсом кварцевого
генератора, перекрывающимся с импульсом запуска.
Формирователь тактовых импульсов вырабатывает все указанные ранее последовательности с частотами их следования, приведенными в таблице
8.3.
Формирователь тактовых импульсов образован двумя каналами, объединенными по выходу мультиплексором, управляемым кодом команды Р/Р.
Один из каналов обеспечивает формирование тактовых импульсов, связанных с редким, а другой с частым запуском. Каждый канал выполнен на основе четырехразрядного счетчика, на вход которого поступают импульсы от
кварцевого генератора (12МГц). Импульсы ТИ 2 снимаются с выхода второ-
240
го разряда, импульсы ТИ 1 снимаются с выхода 3-го разряда счетчика, а импульсы ТИ ДД соответственно- с 4-го разряда того же счетчика. Для формирования импульсов ТИ 3, сдвинутых относительно ТИ 2 на половину его
длительности (по фазе 90°), используется дополнительный RS-триггер.
Рис.8.3. Ячейка Д2ГП7. Схема электрическая структурная.
Сформированные импульсные последовательности поступают на выходной мультиплексор, управляемый четырьмя разрядами кода команды Р/Р,
с шестнадцати выходов которого снимаются, в зависимости от заданного режима работы радиолокатора любые из указанных в таблице 4.2 последовательности.
Формирователь запускающих импульсов также имеет два канала (для
редкого и частого запуска), объединенных по выходу коммутатором, управляемым разрядами кода команды Р/Р. Каждый из каналов выполнен на основе RS-триггера, на R-вход которого поступает импульс УСТ0, тактируемого
частотой 0,75МГц, что определяет длительность выходного импульса
241
1,16мксек. На четырех выходах коммутатора имеют место, в зависимости от
режима работы, импульсы ЗАП1...3АП4.
242
Таблица 8.3.
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Наименование
имп. сигнала
ТИДД1
ТИДД2
ТИДД3
ТИДД4
ТИ1-1
ТИ1-2
ТИ1-3
ТИ1-4
ТИ2- 1
ТИ2-2
ТИ2-3
ТИ2-4
ТИЗ- 1
ТИЗ-2
ТИЗ- 3
ТИЗ- 4
Частота следования импульсов (МГц)
1р.2рЛОГ0
Зр.4р ЛОГ0
Р2
0,75
0,75
0,75
0,75
1,5
1,5
1,5
1,5
3
3
3
3
3
3
3
3
1р.2рЛОГ1
Зр.4р ЛОГ1
Ч
1,5
1,5
1,5
1,5
3
3
3
3
6
6
6
6
6
6
6
6
1р.2рЛОГ0
Зр.4р ЛОГ1
Р2-Ч
0,75
0,75
1,5
1,5
1,5
1,5
3
3
3
3
6
6
3
3
6
6
Примечание: Все формируемые импульсные сигналы, указанные в таблице, имеют цифровое обозначение 1, 2, 3 или 4, соответствующие номеру
разряда кода команды Р/Р.
Формирование импульсов бланкирования производится только для каналов, работающих в режиме редкого запуска. Для получения импульсов
бланкирования второго и третьего периодов частого запуска, используется Dтриггер, на установочный вход которого, поступает импульс ЗАП Р, а на
счетный вход - ЗАП Ч. При этом формируется импульс необходимой длительности, совпадающий по фронту с вторым импульсом частого запуска
внутри редкого.
Тестовые сигналы ТЕСТ 1 и ТЕСТ 2 для функционального контроля
формируются с помощью пересчетных схем. В частности, используются два
счетчика на восемь и пять разрядов соответственно. Оба счетчика, принимая
импульсы с частотой следования 1,5МГц, формируют интервалы между импульсами теста 128 тактов при длительности импульсов теста 8 тактов (ТЕСТ
1).
При формировании второго теста интервалы между импульсами сохраняют 128 тактов, а длительность импульсов последовательно принимает значения 4, 4, 8 и 16 тактов. При работе с сигналом ТЕСТ 1, последний формируется на каждом периоде частого запуска. При работе с сигналом ТЕСТ 2,
последний формируется только на первом периоде частого запуска внутри
редкого.
243
Для контроля нарушения работоспособности ячейки формируется сигнал АВАРИЯ (уровень напряжения ЛОГ0).
Формирователь сигнала неисправности представляет собой набор из
четырех RS-триггеров в соответствии с количеством контролируемых сигналов. На R-входы подаются импульсы обнуления, формируемые контрольным
генератором и делителем частоты. Частота импульсов должна быть более
чем в два раза меньше частоты самого редкого из контролируемых сигналов.
В начале каждого периода триггеры устанавливаются в нулевое состояние.
Каждый из контролируемых сигналов устанавливает соответствующий ему
триггер в единичное состояние. Выходы триггеров объединяются на схеме
совпадений. Результат фиксируется D-триггером. Если за период импульсов
обнуления не придет хотя бы один из контролируемых сигналов, соответствующий ему R-триггер останется в нулевом состоянии и на общий триггер
будет записано состояние ЛОГ1, что соответствует аварии ячейки. При этом
загорается светодиод VD1.
8.1.3. Устройство формирования азимутальной информации
Функциональная схема формирования и трансляции азимутальной информации в РЛС 1Л118 приведена на рис 8.4. Для обеспечения синхронной
передачи текущего значения угла поворота антенны РЛС в ППК используется блок главных датчиков 394РД01М, который вырабатывает малые азимутальные импульсы МАИ (4096 импульсов за один оборот ППК) и импульс
СЕВЕР (1 импульс за оборот ППК в момент прохождения фокальной осью
антенны направления на Север). Указанные импульсы колоколообразной
формы через токосъемник ТК-03/2 поступают в ячейку Д2ХК79 блока ТУ-ТС
39ЮУ51, где формируются нормированные по длительности и амплитуде
прямоугольные импульсы СЕВЕР и импульсы метки 5°.
Одновременно колоколообразные импульсы, вырабатываемые блоком
главных датчиков 394РД01М, поступают через кабельную коробку КК-1
ППК и распределительный щит РЩ-ЗУБ в блок имитатора вращения
394СУ01 ВО.
В состав блока 394СУ01 входят ячейка Д2ХК76 и ячейка Д2ХК81.
Ячейка Д2ХК76 обеспечивает нормализацию по длительности и амплитуде
импульсов МАИ и СЕВЕР и совмещение во времени импульса СЕВЕР с
4096-м импульсом МАИ.
В ячейке Д2ХК76 формируются ИМП МАИ, ИМП СЕВЕР для блока
394УФ03 и сигналы МАИ ФОРМИР 1(11) и СЕВЕР ФОРМИР 1(11), поступающие на ячейку Д2ХК81, которая входит в состав блока 394СУ01М.
244
Ячейка Д2ХК81 в зависимости от скорости вращения антенны формирует импульсы МАИ 1...МАИ 5, СЕВЕР I...СЕВЕР 5 из входных сигналов,
либо формирует эти импульсы в режиме имитации при отсутствии команд
вращения.
Машина №1
Сигнал МАИ
КК-1
Сигнал СЕВЕР
Сигнал СЕВЕР
РЩ-3УБ
Сигнал МАИ
ТК-03
Сигнал МАИ
Сигнал СЕВЕР
Выносное оборудование
Шкаф 395УА01МБ
МАИ 1,3
СЕВЕР 1,3
Блок 394СУ01М
(ячейки Д2ХК76,
Д2ХК81)
ИМП МАИ
МАИ И
СЕВЕР И
РЩ4УБ
ОА5°/30°
МАИ/СЕВЕР У
Д2ХК82
Д2СП023М,
Д2СП026
5° метка 3-С
ОА5°/30°
МАИ/СЕВЕР У
МАИ
СЕВЕР
ИМП СЕВЕР
Д2ИК192
(блок 394РИ01,
шкаф 395РР01)
Д2ХЛ31
394УФ03
5° метка
39ЮУ51
Сигнал СЕВЕР
Сигнал МАИ
394РД01М
Д2ИД10
на КДП
Рис.8.4. Структурная схема формирования и трансляции азимутальной информации
Импульсы МАИ 1, МАИ 3, СЕВЕР 1, СЕВЕР 3 поступают в ячейку
синхронизатора Д2ИК192 в блок контрольного индикатора 394РИ01, расположенный в шкафе 395РР01Б. К выходам МАИ 2, МАИ 4, СЕВЕР 2, СЕВЕР
4 ячейки Д2ХК81 подключены резисторы согласованной нагрузки. Импульсы МАИ 5, СЕВЕР 5 в РЛС 1Л118 не используются.
Импульсы ИМП МАИ и ИМП СЕВЕР поступают в стойку синхронизатора 394УФ03 на ячейку Д2ХК82, где формируются:
245
- импульсы МАИ/СЕВЕР У и объединенные импульсы азимутальных
меток ОА 5°/30°, поступающие через шкафа 395УА01МБ на распределительный щит РЩ-4УБ и далее на КДП;
- импульсы МАИ И и СЕВЕР И, поступающие на блок 395РР01Б;
- импульсы СЕВЕР и МАИ, поступающие в ячейки Д2СП023М,
Д2СП026 и Д2ИД10 блока синхронизации 394УФ03;
- импульсы меток 5° метка 3-С и СЕВЕР, поступающие в ячейку
Д2ХЛ31 блока синхронизации 394УФ03;
- импульсы 5°метка, поступающие в ячейку Д2ИД10 блока синхронизации 394УФ03.
Назначение и работа блока имитатора вращения 394СУ01М
Блок имитатора вращения 394СУ01М предназначен для формирования
из сигналов СИГН МАИ и СИГН СЕВЕР, поступающих из блока первичных
датчиков 394РД01М сигналов, передающих текущий азимут (малых азимутальных импульсов и импульсов СЕВЕР).
На блок поступают следующие сигналы:
- СИГН МАИ: последовательность колоколообразных импульсов амплитудой (8 ± )В, длительностью (1,2 ± 0,4)мс при вращении антенны со скоростью б об/мин и (2,4 ± 0,8)мс при скорости вращения 3 об/мин (4096 импульсов за оборот антенны);
- СИГН СЕВЕР: колоколообразные импульсы амплитудой (8 ± 1)В,
длительностью (2±0,4)мс при скорости вращения ППК 6 об/мин и (4 ± 0,8)мс
- при скорости 3 об/мин;
- ТИ 1 МГц: тактовые импульсы с уровнем ЛОГ1, длительностью от 0,4
до 0,5мкс и периодом следования (1 ± 0,1)мкс.
На блок поступают следующие команды (уровнем + 27В):
- ВРАЩ 6 об/мин;
- ВРАЩ 3 об/мин;
- БЛОКВКЛ;
- СБРОС АВАРИИ (подается отключением напряжения + 27В).
Блок вырабатывает следующие сигналы для передачи азимутальной
информации в другие устройства РЛС 1Л118 в виде импульсов амплитудой
ЛОГ1:

МАИ 1, МАИ 2 длительностью (8 ± 1)мкс;

МАИ 3.. .МАИ 5 длительностью (2 ± 0,5)мкс;

СЕВЕР 1, СЕВЕР 2 длительностью (16 ± 2)мкс;

СЕВЕР 3... СЕВЕР 5 длительностью (4 ± 1 )мкс;

ИМП МАИ длительностью (2 ± 0,2)мкс;
246
ИМП СЕВЕР длительностью (2 ± 0,2)мкс.
Блок 394СУ01М состоит из ячеек:
- формирования и имитации азимутальных импульсов Д2ХК76 и
Д2ХК81;
- вторичного питания Д2ЕН66, Д2ФП5, Д2ЕН9.

Блок 394СУ01М работает следующим образом.
Сигналы СИГН МАИ, СИГН СЕВЕР от ППК поступают на ячейку
Д2ХК76, где формируются сигналы:
- ИМП МАИ, ИМП СЕВЕР для блока 394УФ03;
- МАИ ФОРМИР I, II и СЕВЕР ФОРМИР I, II для ячейки Д2ХК81.
Рис.8.5. Структурная схема блока имитатора
Работа ячеек Д2ХК76 и Д2ХК81 синхронизируется тактовыми импульсами ТИ 1, следующими с частотой повторения 1МГц.
Ячейка Д2ХК81, при подаче на ячейку команд ВРАЩ 6 об/мин или же
ВРАЩ 3 об/мин, формирует сигналы МАИ I...МАИ 5 и СЕВЕР I... СЕВЕР 5
для блока контрольного индикатора 394РИ01.
При отсутствии команд ВРАЩ 6 об/мин или ВРАЩ 3 об/мин ячейка
Д2ХК81 формирует имитационные сигналы МАИ, СЕВЕР, МАИ 1.. .МАИ 5
и СЕВЕР I... СЕВЕР 5 с частотами, соответствующими угловой скорости
вращения антенны 6 об/мин.
Имитатор включается тумблером ИМИТ на передней панели блока,
подачей на ячейку Д2ХК81 потенциала уровня ЛОГ1.
Ячейка Д2ХК76 предназначена для формирования из колоколообразных импульсов МАИ и СЕВЕР, вырабатываемых фотодиодными датчиками,
прямоугольных импульсов ИМП МАИ, ИМП СЕВЕР, МАИ ФОРМИР I, II и
СЕВЕР ФОРМИР I, II.
На ячейку поступают следующие сигналы:
- СИГН МАИ, представляющий собой колоколообразные импульсы
амплитудой (7...9)В, длительностью (800...1600)мкс при скорости вращения
антенной системы 6 об/мин и (1600...3200)мкс при скорости вращения 3
об/мин;
247
- СИГН СЕВЕР, представляющий собой колоколообразные импульсы
амплитудой (7...9)В, длительностью (1600...3200)мкс при скорости вращения
антенной системы 6 об/мин и (3200...4800)мкс при скорости вращения 3
об/мин;
- ТИ тактовые импульсы с частотой 1МГц и амплитудой (2,4.. .4,5)В.
Ячейка Д2ХК76 формирует:
- МАИ ФОРМИР 1- импульсы длительностью 2мкс и амплитудой
(2,4...4,5)В;
- СЕВЕР ФОРМИР1-импульсы длительностью 4мкс и амплитудой
(2,4...4,5)В;
- МАИ ФОРМИР II - импульсы длительностью 8 мкс и амплитудой
(2,4...4,5)В;
- СЕВЕР ФОРМИРII- импульсы длительностью16мкс и амплитудой
(2,4...4,5)В;
- ИМП МАИ - импульсы длительностью 2мкс и амплитудой
(2,4...4,5)В;
- ИМП СЕВЕР - импульсы длительностью 16мкс, амплитудой
(2,4 ... 4,5)В.
В состав ячейки Д2ХК76 входят:
- нормализаторы сигналов МАИ и СЕВЕР со схемой совпадения;
- формирователь переднего фронта (ФПФ) импульса СЕВЕР;
- формирователи импульсов МАИ ФОРМИР 1 и МАИ ФОРМИР II;
- делитель частоты ТИ и схема выделения пачки тактовых импульсов;
- регистр с дешифратором состояний регистра;
- выходные устройства.
248
Рис. 8.5. Ячейки Д2ХК76. Схема электрическая структурная
Импульсы колоколообразной формы СИГН МАИ и СИГН СЕВЕР нормализуются по длительности и амплитуде в соответствующем нормализаторе
и на выходе схемы совпадения формируется импульс СЕВЕР, совпадающий с
4096-ым импульсом СИГН МАИ. Из сигнала с выхода нормализатора импульса СЕВЕР, ФПФ СЕВЕР формирует импульс, обнуляющий регистр.
Импульс СЕВЕР, стробированный нормализованным импульсом МАИ,
с выхода схемы совпадения поступает на схему выделения пачек ТИ, предварительно прошедших через делитель частоты на два. На выходе этой схемы
выделения появляется последовательность импульсов, следующих с частотой
повторения 500кГц. Эти импульсы подаются далее на вход регистра, работающего в режиме сдвига информации.
В результате дешифрации состояний регистра дешифратор формирует
импульсы:
- ИМП СЕВЕР и СЕВЕР ФОРМИР II длительностью 16мкс;
- СЕВЕР ФОРМИР 1 длительностью 4мкс;
- 4096-ые импульсы МАИ длительностью 8мкс и 2мкс, расположенные
по времени в пределах соответствующих импульсов СЕВЕР.
Формирование остальных 4095-ти импульсов МАИ производится отдельным формирователем только при отсутствии импульса СЕВЕР с выхода
нормализатора. Длительность остальных 4095 импульсов МАИ также равна
8мкс или 2мкс.
Одинаковые по длительности импульсы МАИ объединяются и подаются на выходы ячейки.
8.2. Устройство отображения РЛИ
8.2.1. Общие сведения об устройстве отображения РЛИ
Шкаф 395РР01Б предназначен для визуального наблюдения на экране
индикатора кругового обзора (ИКО) целей и определения их координат: азимута и наклонной дальности.
В состав шкафа входит:
- блок индикатора кругового обзора 394РИ01;
- блок питания 394БН05М;
- пульт оператора 394ЮП04Б;
- блок вентиляции.
Индикатор (блок 394РИО 1) в подразделениях ГА для целей УВД не
используется и является вспомогательным средством для оценки работоспо-
249
собности РЛС1Л118 в целом и контроля всех эхо - сигналов обслуживающим
персоналом.
Блок индикатора кругового обзора (ИКО) 394РИ01
Блок ИКО 394РИ01 предназначен для визуального наблюдения за всеми целями в зоне обнаружения РЛС и для определения их координат - азимута и наклонной дальности, а также для ручного съема координат путем наведения маркера на цепь.
Блок 394РИ01 имеет следующие технические данные:
1. Режимы отображения информации:
- режим кругового обзора;
- режим секторного обзора 1;
- режим секторного обзора 2.
В режимах секторного обзора центр развертки может быть смещен в
любую точку экрана. Оперативное переключение обеспечивается предварительной установкой двух фиксированных точек.
2. Индикация целей и маркера производится в виде яркостных отметок
на экране ЭЛТ.
3. Тип развертки - радиально-круговая.
4. Возможно оперативное переключение масштабов развертки:
- масштаб Ml - 100км,
- масштаб М2 - 250км,
- масштаб МЗ - 360км.
5. Период обзора по азимуту - 10 секунд или 20 секунд, что соответствует скорости вращения антенной системы 6 об/мин или 3 об/мин.
6. Метод отсчета координат цели - визуальный по сетке электрических
масштабных меток дальности 10км и 50км и меток азимута 5° и 30°
7. Возможно использование на экране ЭЛТ:
- масштабных меток дальности;
- меток азимута;
- отметок отраженных сигналов.
8. Для получения информации о целях на блок 394РИ01 подаются следующие сигналы, принятые по первому (Л1) и второму (Л2) лучам диаграммы направленности антенной системы РЛС 1Л118:
- нормированные эхо - сигналы амплитудных и когерентных каналов:
ЭНЛ1, ЭНЛ2, ЭКНЛ1, ЭКНЛ2;
- эхо - сигналы аналоговые когерентные: ЭКАЛ1, ЭКАЛ2;
- эхо - сигналы аналоговые амплитудные: ЭАЛ1, ЭАЛ2;
- комплексные эхо - сигналы Э 1 -2/1.
250
Блок 394РИ01 формирует:
- смешанный сигнал ЭЛ1, который формируется путем временной расстановки аналоговых и нормированных эхо-сигналов амплитудного и когерентного каналов, принятых по первому (Л1) лучу диаграммы направленности антенной системы РЛС 1Л118;
- смешанный сигнал ЭЛ2, который формируется путем временной расстановки аналоговых и нормированных эхо-сигналов амплитудного и когерентного каналов, принятых по второму (Л2) лучу диаграммы направленности антенной системы РЛС 1Л118;
- смешанный сигнал ЭАК-1, который формируется путем временной
расстановки аналоговых и нормированных эхо-сигналов амплитудного и когерентного каналов, принятых по первому (Л1) и второму (Л2) лучам диаграммы направленности антенной системы РЛС 1Л118.
Состав и временная расстановка смешанных сигналов определяется
режимами работы блока 394РИ01: РАБОТА-КОНТРОЛЬ; КООРД.2-3; протяженностью когерентной зоны (КЗ).
8.2.2. Принцип работы ИКО по функциональной схеме
Функциональная схема блока ИКО 394РИ01 (рис.8.6.) содержит следующие функциональные узлы:
- синхронизатор (ячейка Д2ХЛ29), формирующий импульсы синхронизации, управляющие импульсы и метки дальности;
- формирователь двоичного кода угла радиальной развертки (азимута)
и азимутальных меток (ячейка Д2ИК192);
- преобразователь двоичного кода угла радиальной развертки (β) в двоичные коды sinβ и cosβ с учетом знаков (ячейка Д2ПР11);
- формирователь пилообразных напряжений (ПН) отклонения по координатам Х и Y, промодулированных по амплитуде напряжениями sinβ и cosβ,
и формирователь напряжения фокусировки (ячейка Д2ПА14); .
- формирователь токов отклонения по координатам Х и Y (две ячейки
Д2УИ8);
- формирователь суммарного видеосигнала и импульсов подсвета
(ячейка Д2УК003);
- коммутатор масштабных меток азимута и дальности (ячейка Д2КБ1);
- формирователь маркера наклонного канала (ячейка Д2КБ2);
- устройство коммутации эхо - сигналов (ячейка Д2КП015);
- устройство ЭЛТ;
251
- панель управления ИКО и панель коммутации видео (ПКВ-1) конструктивно законченные узлы, представляющие системы кнопочных переключателей и схемы регулировок.
252
Рис.9.1. Блок 394РИ01. Схема структурная электрическая
253
В связи с отсутствием в комплекте АОРИ аппаратуры управления маркером функциональные узлы управления маркером в ячейках блока 394РИ01
не используются.
Блок 394РИ01 является индикатором с радиальной круговой разверткой и яркостной отметкой сигнала. Воздушная обстановка на ИКО представляется в виде проекции на горизонтальную плоскость.
На экране блока 394РИ01 отображаются сигналы ЭАК-1 и Э 1-2/1,
масштабные метки дальности и азимута.
С панели управления ИКО и ПКВ-1 производится:
- управление режимами работы ИКО;
- выбор масштаба и сдвига центра развертки;
- коммутация эхо - сигналов и регулировка их уровней;
- коммутация меток азимута и дальности и регулировка их уровней;
- регулировка яркости и фокусировки изображения на экране ЭЛТ.
Развертка ИКО формируется цифроаналоговым способом. Отклонение
и вращение луча ЭЛТ осуществляется суммарным вращающимся магнитным
полем.
Для запуска блока ИКО из блока 394УФ03 в синхронизатор блока ИКО
поступает импульс внешнего запуска ЗАП-3, опережающий импульс запуска,
соответствующий нулевой дальности.
Для изменения длительности строба когерентной зоны с панели управления ИКО в синхронизатор подаются команды УСТ ЗОНЫ + и УСТ ЗОНЫ .
При подаче с ПКВ команды ВКЛ ИМИТ. в синхронизаторе формируются внутренние импульсы запуска, а с формирователя двоичного кода β в
синхронизатор поступают азимутальные импульсы 2,5°, которые обеспечивают прерывистую концентрическую линию на дальности 50км на экране
ИКО.
Синхронизатор вырабатывает импульс рабочей дистанции (ИРД), который поступает на преобразователь кода азимута в коды Sinβ и Cosβ), в
формирователь ПН, формирователь суммарного видеосигнала и формирователь маркера, а также на коммутатор меток.
Импульсы, определяющие протяженность когерентной зоны, строб когерентной зоны (СТРОБ КЗ) и импульс конца когерентной зоны (ИК КЗ), поступают из синхронизатора в устройство коммутации эхо-сигналов и на коммутатор меток, соответственно.
Импульсы ЗАП0 и СРЫВ из синхронизатора поступают в формирователь кодов и меток азимута, в формирователь суммарного видеосигнала, на
коммутатор меток и в устройство коммутации эхо - сигналов.
При поступлении из синхронизатора импульсов ЗАП А и ИМП. КОММУТ в формирователь кодов и меток азимута, в нем осуществляется форми-
254
рование кодов азимутальных меток и коммутация кодов азимута текущей и
маркерной разверток.
Формирователь кодов и меток азимута формирует двенадцатиразрядный параллельный двоичный код азимута текущей развертки из сигналов
МАИ и СЕВЕР, поступающих с блока 394СУ01М. Тип кода на выходе ячейки определяется полярностью управляющего импульса ИМП КОММУТ. При
приходе в синхронизатор блока команды ВКЛ МАРКЕРА на выход ячейки
Д2ИК192 с частотой примерно 25Гц (т.е. в каждый 16-ый период развертки)
поступает двенадцатиразрядный параллельный код азимута маркера, а в остальное время ячейка Д2ИК192 формирует код азимута текущей развертки.
При отсутствии команды ВКЛ МАРКЕРА ячейка Д2ИК192 постоянно формирует код азимута текущей развертки.
При поступлении в синхронизатор команды ВКЛ КОНТР, (команда подается с панели ПКВ, переключателем ИМИТ) в ячейке Д2ИК192 формируется код азимута развертки от имитатора.
Кроме этого, формирователь кодов и меток азимута (ячейка Д2ИК192)
формирует метки 5°, 30 и 2,5°. Фронт импульсов азимутальных меток 5° и
30° задержан относительно нуля дистанции на время соответствующее 10км,
а длительность этих импульсов определяется импульсом СРЫВ. Азимутальные метки 2,5° формируются в виде меандра и поступают в синхронизатор.
Преобразователь кода азимута управляется импульсами УПР 1, УПР 2,
ВЫБОР 1, ВЫБОР 2, которые вырабатываются в синхронизаторе. С помощью этих управляющих импульсов двенадцатиразрядный параллельный
двоичный код азимута Р преобразуется в двенадцатиразрядные коды Sinβ и
Cosβ и в коды знаков Sinβ и Cosβ.
Формирователь пилообразных напряжений производит преобразование
тринадцатиразрядных (с учетом знакового разряда) двоичных кодов Sinβ,
Cosβ В напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота антенны в пространстве. Из этих напряжений за время действия импульса рабочей дальности (ИРД) на интеграторах формируются пилообразные напряжения ПИЛА Х и ПИЛА Y, амплитуда которых пропорциональна синусу и
косинусу угла поворота антенны.
Пилообразные напряжения ПИЛА Х и ПИЛА Y поступают в формирователь токов отклонения на координатные усилители Х и Y. Координатные
усилители преобразуют пилообразные напряжения в импульсы тока Iх и IY,
протекающие через катушки отклонения. Амплитуда импульсов тока определяется выбранным масштабом развертки. Переключение масштабов и
сдвига центра развертки производится с панели управления ИКО регулировками МАСШТАБ и СДВИГ.
На время прямого хода развертки луча ЭЛТ открывается импульсами
ПОДСВЕТ, поступающими на модулятор ЭЛТ из формирователя суммарного
видеосигнала.
255
Для предотвращения выгорания люминофора ЭЛТ при пропадании
разверток на экране импульсы подсвета бланкируются схемой защиты ЭЛТ,
входящей в состав формирователя суммарного видеосигнала. Схема защиты
ЭЛТ срабатывает при отсутствии импульсов обратного хода (ОХ) пилообразных токов развертки, формируемых в отклоняющих катушках.
В блоке применена ЭЛТ типа 45ЛМ5В с электростатической фокусировкой. Для уменьшения диаметра пятна используется дополнительно магнитная фокусировка и динамическая электростатическая подфокусировка
электронного луча ЭЛТ.
Ток постоянной магнитной фокусировки и управляющее напряжение
динамической подфокусировки формируются в формирователе пилообразных напряжений, а регулировка фокусировки производится с панели управления ИКО.
Все эхо- сигналы поступают на устройство коммутации эхо - сигналов,
в котором с помощью команд включения с ПКВ и из синхронизатора производится объединение эхо - сигналов. В этом же устройстве производится
преобразование уровней команд управления выбором видеосигналов для
отображения, поступающих с ПКВ и с панели управления ИКО. Смешанный
сигнал ЭАК - 1 подается через потенциометр ПКВ ВИДЕО в формирователь
суммарного видеосигнала (ячейка Д2УК003). В коммутаторе меток, в соответствии с командами включения меток, поступающими из устройства коммутации эхо - сигналов, производится подача меток дальности и азимута через соответствующие потенциометры регулировок уровней (яркости) меток
ПКВ также в формирователь суммарного видеосигнала. Суммарный видеосигнал усиливается и подается на модулятор ЭЛТ. Общая яркость луча ЭЛТ
регулируется изменением уровня импульса ПОДСВЕТ с помощью регулировки ЯРКОСТЬ, расположенной на панели управления ИКО.
9. Эксплуатация ОРЛ-Т
9.1. Эксплуатация ОРЛ-Т
9.1.1. Эксплуатационная документация ОРЛ-Т
Неотъемлемой составной частью РЛС является комплект эксплуатационной документации (ЭД), поставляемой вместе с оборудованием на радиолокационные позиции предприятия-заказчика.
Полный комплект ЭД включает следующие группы документов:
256
- формуляр РЛС, состоящий из двух частей ЯБ 1.000.016-25-06 ФО
(часть 1) и ЯБ 1.000.016-25-06 Ф01 (часть 2);
- документы, определяющие комплектность поставки;
- техническое описание РЛС 1 Л 118;
- инструкции по эксплуатации и обслуживанию поставляемого оборудования;
- ЭД на покупные изделия.
Полный перечень документов, поставляемых вместе с РЛС, приведен в
ведомости эксплуатационных документов ЯБ 1.000.016-25-06 ВЭ.
Техническая документация РЛС 1Л118 соответствует комплекту его
поставки и состоит из следующих частей:
Техническое описание. Часть 1. Общие сведения;
Техническое описание. Часть 2 Функциональное описание;
Техническое описание. Часть 3 Детальное описание оборудования
ППК;
Техническое описание. Часть 4 Детальное описание выносного оборудования;
Техническое описание. Часть 5 Сведения о конструкции;
Техническое описание. Часть 6 Альбом схем
Техническое описание. Часть 7 Перечни элементов;
Техническое описание. Часть 8 Таблицы соединений;
Инструкция по эксплуатации Часть2 Инструкция по эксплуатации.
Правила ведения формуляра на средство РТОП и связи
Формуляр средства является одним из важнейших эксплуатационных
документов. Ниже приведены правила ведения формуляров на средства
РТОП и связи.
1. Формуляр является документом, удостоверяющим гарантированные
предприятием-изготовителем основные параметры и технические характеристики средств PTOП и связи, отражающим техническое состояние данных
средств и содержащим сведения по его эксплуатации (длительность и условия работы, ТО, виды ремонтов, замена составных частей и деталей и другие
данные за весь период эксплуатации).
2. Ответственным за сохранность формуляра и правильное его ведение
является руководитель объекта, за которым закреплено данное средство.
В случае утери формуляра дубликат заводится с разрешения территориального специального уполномоченного органа Федеральной исполнительной власти в области ГА.
257
3. Ведение формуляра обязательно по всем разделам. Все записи в
формуляре производят отчетливо и аккуратно. Подчистки и незаверенные
исправления не допускаются.
4. При заполнении всех листов формуляра и невозможности подклейки
дополнительных листов формуляр заменяется новым. В новый формуляр заносятся обобщенные данные по каждому разделу старого формуляра. Эти записи скрепляются подписью руководителя предприятия ГА и гербовой печатью. Старый формуляр уничтожается по акту.
5. Данные о наработке средства заносятся ежемесячно на основании
показаний счетчиков или записей в оперативном журнале сменного инженера
(техника) объекта.
6. В графах контрольных измерений основных параметров средства записи производятся по результатам измерений.
7. В сведениях "Техническое состояние средства" записываются технические параметры, не соответствующие установленным нормам, и основные
выявленные неисправности.
В графе "Выводы" записываются мероприятия для устранения выявленных недостатков.
8. Записи в формуляре о модернизации, доработке и ремонте средства
делают руководители ремонтных предприятий, которые указывают вид ремонта, когда и где он производился.
Записи о замене деталей и текущем ремонте средства производятся лицами, проводивших ремонт. При этом указывают наименование, децимальный (чертежный) и схемный номера замененных составных частей, их наработку, причину их замены.
9. Записи о расконсервации производятся в период установки средства
на эксплуатацию.
9.1.2. Организация технического обслуживания и ремонта 1Л118
При эксплуатации РЛС 1Л118 (ЛИРА-1) производятся следующие виды технического обслуживания:
- оперативный контроль работоспособности (ОКР);
- оперативное техническое обслуживание (ТО-1);
- недельное техническое обслуживание (ТО-2);
- месячное техническое обслуживание (ТО-3);
- квартальное техническое обслуживание (ТО-4);
- полугодовое техническое обслуживание (ТО-5);
- годовое техническое обслуживание (ТО-6);
- сезонное техническое обслуживание (ТО-С).
258
Оперативный контроль работоспособности (ОКР) осуществляется в
процессе функционирования РЛС в целях определения возможности ее использования по назначению. Объем контроля должен быть минимальным.
Оперативное техническое обслуживание (ТО-1) выполняется непосредственно на РЛС в целях определения работоспособности, исправности
РЛС и вспомогательного оборудования, а также для устранения неисправностей, которые могут явиться причиной отказов РЛС.
Оперативное техническое (ТО-1) обслуживание должно проводиться
через 40 часов работы РЛС.
Недельное техническое обслуживание (ТО-2) выполняется в целях
определения исправности, работоспособности отдельных функциональных
элементов РЛС и устранения обнаруженных неисправностей.
В недельное техническое обслуживание входят:
- оперативное техническое обслуживание (ТО-1);
- контроль основных параметров с использованием приборов встроенного контроля;
- чистка РЛС и всех ее составных частей от грязи и пыли;, чистка и
просушка чехлов;
- проверка отсутствия течи маслонаполненных блоков; проверка состояния по внешнему виду;
- проверка состояния наружных кабелей, штепсельных разъемов и т.д.;
устранение выявленных неисправностей и недостатков.
Недельное техническое обслуживание (ТО-2) должно производиться
через 170 часов работы РЛС.
Месячное техническое обслуживание (ТО-3) выполняется в целях
поддержания РЛС в работоспособном состоянии независимо от ее наработки
(в пределах месяца).
В месячное техническое обслуживание входят:
- недельное техническое обслуживание (ТО-2);
- проверка состояния электроизмерительных приборов;
- настройка и регулировка основных узлов и систем;
- замена смазки; промывка фильтров; подкраска;
- устранение неисправностей.
Месячное техническое обслуживание (ТО-3) должно производиться
через 750 часов работы РЛС, но не реже одного раза в месяц, а также перед
постановкой РЛС на кратковременное хранение.
Примечание:
259
Проверку и чистку токосъемника проводить через 200 часов работы
РЛС. но не реже одного раза в месяц.
Квартальное техническое обслуживание (ТО-4) выполняется в целях
поддержания РЛС в работоспособном состоянии.
В квартальное техническое обслуживание входят:
- месячное техническое обслуживание (ТО-3);
- настройка и регулировка основных узлов и систем;
- замена изношенных и негодных деталей из ЗИПа;
- подкраска.
Квартальное техническое обслуживание (ТО-4) должно производиться
через 2250 часов работы РЛС.
Полугодовое техническое обслуживание (ТО-5) выполняется в целях
поддержания РЛС в работоспособном состоянии, оценки реальной работоспособности РЛС и заключения о возможности ее использования для
решения задач УВД.
В полугодовое техническое обслуживание входят:
- квартальное техническое обслуживание (ТО-4);
- проверка состояния измерительных приборов;
- промывка фильтров;
- замена смазки;
- подкраска.
Полугодовое техническое обслуживание (ТО-5) должно производиться
через 4500 часов работы РЛС.
Годовое техническое обслуживание (ТО-6) выполняется в целях:
полной проверки работоспособности всего оборудования РЛС, выявления и устранения неисправностей, оценки реальной работоспособности РЛС
и заключения о возможностях ее использования для решения задач УВД.
В годовое техническое обслуживание входят:
- полугодовое техническое обслуживание (ТО-5);
- замена смазки;
- замена изношенных и негодных деталей из ЗИПа;
- поверка (переосвидетельствование) контрольно-измерительных приборов;
- проверка огнетушителей и защитных средств техники безопасности;
- регулировка и настройка всех систем РЛС в целом;
- подкраска.
Годовое техническое обслуживание (ТО-6) должно производиться через 8800 часов работы РЛС, но не реже одного раза в год, а также перед постановкой РЛС на длительное хранение.
260
Сезонное техническое обслуживание (ТО-С) необходимо производить с целью подготовки РЛС к осенне-зимней или весенне-летней эксплуатации.
Сезонное техническое обслуживание (ТО-С) должно производиться два
раза в год (одновременно с очередным ТО-3, ТО-5 или ТО-6).
9.1.3. Организация и проведение наземных и лётных проверок
Наземные проверки проводятся для оценки соответствия основных
технических параметров средств РТОП и связи требованиям эксплуатационной документации и выполняются:
- при подготовке к приемке законченных строительством объектов
РТОП и связи;
- перед летными проверками;
- после реконструкции объектов;
- при ТО, в сроки, определенные графиком;
- по требованию службы движения.
Наземные проверки средств РТОП и связи включают следующие работы:
- проверку работоспособности:
- регулировку и настройку;
- измерение основных определяющих технических параметров;
- составление таблиц настройки и карт контрольных режимов (Приложение 39 РРТОП ТЭ-2000) и протокола наземной проверки и настройки
(Приложение 14 РРТОП ТЭ-2000).
Наземные проверки средств РТОП и связи проводятся инженернотехническим персоналом службы ЭРТОС. При вводе в эксплуатацию наиболее сложных средств РТОП и связи наземные проверки могут проводиться
представителями предприятий-разработчиков, предприятий-изготовителей,
специалистами научных организаций ГА.
Примечание:
1.Антенные системы ОРЛ-А, используемых автономно, в аэродромных
АС УВД "Старт", радиопеленгаторов, работающих на каналах ПОСАДКА,
КРУГ и ПОДХОД, юстируются по магнитному меридиану.
2.Антенные системы ОРЛ-Т, используемых автономно, в составе КС
ВРЛ, в трассовых АС УВД и антенные системы ОРЛ-А, используемых в аэроузловых АС УВД и в аэродромных АС УВД типа "Теркас", "Спектр", радиопеленгаторов, работающих на каналах авиационной воздушной связи РЦ,
РСБН, РМА, РМД юстируются по истинному меридиану.
261
КАРТА
КОНТРОЛЬНЫХ РЕЖИМОВ И ТАБЛИЦА НАСТРОЙКИ
1. Карта контрольных режимов и таблица настройки составляются на
каждое средство в соответствии с требованиями раздела 4.8 РРОП ТЭ-2000.
В карте контрольных режимов указываются величины напряжения сети, напряжения на выходе выпрямителей, токов ступеней радиопередатчика
или магнетрона, мощности в эквиваленте антенны, токов радиоламп и другие
специфические для каждого оборудования режимы и параметры.
Для проверки указанных в карте контрольных режимов параметров используются панельные измерительные средства, подключаемые к различным
контрольным точкам с помощью переключателей или специальных проводников, а также дополнительные (переносные) измерительные средства.
В карту контрольного режима записываются тип и номер дополнительных измерительных средств, которыми определялся контролируемый режим.
Контролируемые параметры средства должны совпадать с величинами,
указанными в картах контрольных режимов.
2. В таблице настройки проставляются рабочие и резервные частоты,
указываются положения органов настройки и регулировки, при которых достигается номинальное использование средства. Карты контрольных режимов
и таблицы настройки составляются инженерами (техниками) объектов.
Формы карт контрольных режимов и таблиц настройки наземных
средств РТОП и связи разрабатываются на каждом объекте в зависимости от
типа оборудования.
ПРОТОКОЛ
НАЗЕМНОЙ ПРОВЕРКИ И НАСТРОЙКИ ________________________
____________________________________________________________
(наименование средства)
заводской № __________ дата выпуска ___________________________
установленного в предприятии __________________________________
(наименование предприятия ГА)
Проверяемый
параметр
1
Номинальное
ПолуПрименяеП
значение, допуск,
чено при мая измерительная римеед. измерения
измерении
аппаратура
чание
2
3
4
5
Вывод
________________________________________________________
(выдается заключение о соответствии средства установленным техническим требованиям и
________________________________________________________
готовности к летной проверке)
Измерения
________________
проводил
(проводили):_________________
262
(должность)
_________________
(ф.и.о. подпись)
_________________
(должность)
( ф.и.о. подпись)
263
Летные проверки средств РТОП и связи проводятся для определения
соответствия характеристик и тактических возможностей средств требованиям эксплуатационной документации и оценки пригодности их для обеспечения полетов.
Ответственность, за организацию и своевременное проведение летных
проверок средств РТОП и связи возлагается на руководителя предприятия
ГА, а за своевременную и качественную подготовку средств к летным проверкам - на начальника службы ЭРТОС.
Организация, виды, периодичность, объем, условия проведения и порядок оформления результатов летных проверок средств объектов РТОП и
связи определяются действующими руководящими документами ГА (ФАП
«Летные проверки наземных средств РТОП, связи и систем ССО»).
Организация, виды, периодичность, объем, условия проведения летных
проверок, состав комиссии и перечень отчетных документов по результатам
летных проверок средств РТОП и связи на аэродромах совместного базирования и совместного использования определяются нормативными документами ГА.
Летные проверки проводятся специально оборудованными самолетами-лабораториями авиационных подразделений или специально выделенными ВС, если для оценки характеристик наземных средств РТОП и связи не
требуется специального бортового оборудования.
Специальное бортовое оборудование самолетов - лаборатории должно
иметь Свидетельство о метрологической поверке (калибровке) аппаратуры,
выданное юридическим лицом, имеющим право на проведение поверочных
работ.
В зависимости от задач летные проверки наземных средств РТОП подразделяются на следующие виды:
при вводе в эксплуатацию;
периодические;
специальные.
Для РЛС проводятся лётные проверки при вводе в эксплуатацию и специальные проверки.
Программы и порядок проведения лётных проверок определяется Федеральными авиационными правилами «Лётные проверки наземных средств
радиотехнического обеспечения полётов, авиационной электросвязи и систем
светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации» и «Методическими рекомендациями по лётным проверкам наземных средств радиотехнического обеспечения полётов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации».
Летные проверки наземных средств РТОП, связи и систем ССО выполняется в полете подготовленным для этого летным экипажем на воздушном
судне-лаборатории, оборудованном специальной аппаратурой летного кон-
264
троля, принятой на оснащение в гражданской авиации и имеющей сертификат о калибровке.
Организация, осуществляющая эксплуатацию наземных средств РТОП
и связи, предоставляет экипажу воздушного судна-лаборатории:
- аэронавигационный паспорт аэродрома (инструкцию по производству
полетов в районе данного аэродрома/аэроузла);
- материалы предыдущей летной проверки средств;
- координаты места установки средства РТОП в системе WGS-84;
- координаты контрольных ориентиров в системе WGS-84 и полярной
(азимут, дальность) системе координат;
Основным документом отчета по летной проверке наземных средств
РТОП является акт летной проверки.
В акте летной проверки отражаются:
- наименование организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП;
- наименование, тип и заводской номер проверяемого средства или системы;
- магнитный курс посадки – для радиомаячных систем инструментального захода воздушных судов на посадку, посадочных радиолокаторов, оборудования системы посадки и системы светосигнального оборудования аэродрома;
- сроки проведения и вид летной проверки;
- наименование авиационного предприятия, использующего ВСЛ;
- тип и бортовой номер воздушного судна-лаборатории;
- тип и заводской номер аппаратуры летного контроля;
- возможность использования проверенного средства или системы для
обеспечения полетов воздушных судов:
средство, которое излучает в пространство сигналы, соответствующие установленным стандартам в пределах зоны действия, - пригодное
для эксплуатации без ограничений;
средство, излучающее в пространство сигналы, которые не во всех
отношениях или не во всех секторах зоны действия соответствуют установленным стандартам, - пригодное для эксплуатации с ограничениями;
средство, излучающее в пространство сигналы неизвестного качества, не соответствующие установленным стандартам, - непригодное для
эксплуатации.
Акт летной проверки утверждается руководителем организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП.
Подготовка к летной проверке экипажа воздушного судналаборатории, диспетчерского состава и наземного инженернотехнического персонала, участвующего в проверке, проводится в установленном порядке. При этом отрабатываются следующие вопросы:
265
- определяются сроки проведения летной проверки;
- устанавливаются порядок и последовательность выполнения программы летной проверки;
- прокладываются и изучаются маршруты летной проверки, производятся необходимые расчеты;
- определяются вопросы взаимодействия между экипажем воздушного судна-лаборатории, службой управления воздушным движением и
инженерно-техническим персоналом организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП и связи;
- изучаются меры безопасности полетов на маршрутах выполнения
летной проверки и действия в особых случаях, при этом повышенное внимание обращается на наличие препятствий в районе аэродрома (аэроузла);
- определяются запасные аэродромы на случай ухудшения метеоусловий;
- анализируются воздушная, наземная и навигационная обстановки в
районе полетов и особенности руководства полетами;
- отрабатываются другие необходимые вопросы по летной проверке.
Подготовка наземных средств РТОП, связи к летной проверке выполняется с таким расчетом, чтобы за 30 минут до взлета воздушного судна-лаборатории все виды регулировочных работ были прекращены, аппаратура проверена и включена в работу в режиме, предусмотренном руководством (инструкцией) по эксплуатации данного оборудования.
Решение о вылете воздушного судна-лаборатории для проведения
летной проверки наземных средств РТОП, связи в конкретном аэропорту
принимает командир воздушного судна на основании анализа фактических и прогнозируемых метеоусловий на маршрутах проверки и доклада
бортового инженера-оператора о готовности наземных средств и систем, а
также наземных служб к работе.
Летные проверки наземных средств РТОП, связи выполняется экипажем воздушного судна-лаборатории в любое время суток.
При проведении летных проверок в ночное время суток полеты выполняются по правилам полетов по приборам, при этом должен обеспечиваться необходимый запас высоты над препятствиями, равный 300м (1000
фут).
После завершения летной проверки наземных средств РТОП, связи
командир воздушного судна-лаборатории и бортовой инженер-оператор
совместно с инженерно-техническим персоналом, ответственным за техническую эксплуатацию данного средства или системы, приступают к составлению отчета о проделанной работе.
Для составления отчета по летной проверке наземных средств
РТОП, связи используются данные:
266
- бортовых и наземных устройств регистрации параметров и характеристик средств и систем;
- полученные в результате вычислений, личных наблюдений и практических выводов членов экипажа воздушного судна-лаборатории, инженерно-технического персонала, службы управления воздушным движением, службы эксплуатации радиотехнического оборудования обеспечения
полетов и связи, ответственного за техническую эксплуатацию средств
или систем;
- аппаратуры автоматизированной системы контроля радиолокационных станций.
К акту летной проверки наземных средств РТОП, связи прилагаются:
- таблица с результатами измерений параметров и характеристик
средств (систем);
- дешифрованные материалы бортовых устройств регистрации параметров и характеристик проверяемых средств (систем);
- схемы маршрутов и профилей полета воздушного судналаборатории (при необходимости);
- фотографии (материалы устройств регистрации источников информации) с экранов радиолокаторов (при необходимости);
- другие материалы, отражающие специфические особенности проверяемых средств или систем.
При вводе наземных средств РТОП, связи в эксплуатацию акт летной
проверки исполняется в трех экземплярах:
первый и второй экземпляры с дешифрованными материалами бортовых устройств регистрации параметров и характеристик проверяемых
средств (фото огней системы ССО) – для организации, осуществляющей
эксплуатацию наземных средств РТОП и связи;
третий экземпляр – для авиационного предприятия, использующего
воздушные суда-лаборатории;
При периодических проверках наземных средств РТОП, связи и систем ССО акт летной проверки исполняется в двух экземплярах:
первый экземпляр с дешифрованными материалами бортовых устройств регистрации параметров и характеристик проверяемых средств –
для организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП
и связи;
второй экземпляр – для авиационного предприятия, использующего
воздушные суда-лаборатории;
При специальных проверках наземных средств РТОП, связи и систем
ССО, выполняемых при расследовании авиационных происшествий (инцидентов) и проверке электромагнитной совместимости средств с другими
267
радиоэлектронными средствами, количество экземпляров акта летной проверки определяет руководитель комиссии, организующий проверку.
Акт летной проверки утверждается руководителем организации,
осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП и связи.
После утверждения акта летной проверки наземных средств РТОП,
связи руководитель организации, осуществляющей эксплуатацию средств
(организации, осуществляющей эксплуатацию систем), доводит основные
результаты проверки до сведения инженерно-технического персонала,
службы управления воздушным движением (диспетчерского состава) организации, осуществляющей управление воздушным движением для руководства при обслуживании воздушного движения.
Кроме того, результаты летной проверки должны быть доступны для
инженерно-технического персонала, осуществляющего эксплуатацию радиотехнического оборудования обеспечения полетов и связи (эксплуатацию светотехнического оборудования обеспечения полетов).
Акты летной проверки наземных средств РТОП, связи с соответствующими приложениями хранятся в организации, осуществляющей эксплуатацию этих средств (систем), в течение всего жизненного цикла данного оборудования.
Акты летной проверки наземных средств РТОП, связи в архиве
авиационного предприятия, использующего воздушные суда - лаборатории
хранятся не менее двух лет.
Лётная проверка ОРЛ-Т 1Л118 проводится по следующей программе
ввода в эксплуатацию:
Обзорный радиолокатор трассовый ОРЛ - Т – ввод
Примечание
№
Продолжип/п
тельность полетов ВСЛ, час
1
2
3
4
1. Выбор
оптимального
Проводится только для
угла наклона антенн
2,0
одной воздушной трасРЛС
сы
Для максимальной высоты
2. ЗД ОРЛ-Т и вероятность
полета
ВСЛ
1,5
правильного обнаруже(Н = 6000-7000 м или 9000ния
11000м )
воздушного судна
Измерения выполняются в комплексе с
3. Среднеквадратическая
ошибка измерения ко- полетами по п. 2 таблицы 4.3 приложеординат
воздушного ния № 2
судна
Наименование параметра,
характеристики
268
4.
Итого:
на один комплект РЛС
3,5
Полетное время рассчитано для одной воздушной трассы (коридора)
Примечания:
1. Летная проверка РЛС проводится для основного и резервного комплектов оборудования радиолокатора (при наличии) по всем обслуживаемым
воздушным трассам .
2. При наличии в составе РЛС вторичного канала летная проверка первичного и
вторичного каналов проводится одновременно в соответствии с программами, определёнными федеральными авиационными правилами.
Требования ICAO к лётной проверке ОРЛ-Т:
№
п/п
1
1
2
3
Наименование параметра, характеристики
2
ЗД ОРЛ-Т в горизонтальной плоскости
(дальность
действия):
максимальная,
не
менее
на высотах:
максимальной, Нмакс
промежуточной,
Нпромеж
минимальной, Нмин
угол обзора антенны
РЛС
Вероятность
обнаружения ВС на контролируемых
маршрутах, не менее
3
Требования
и допуски к
параметрам
4
км
км
км
км
км
градус
*
*
*
*
*
360
Единица измерения
Примечание
5
Дальность действия
РЛС определяется
ЭД на конкретный
тип ОРЛ-Т и зависит
от ЭОП ВС
При вероятности
ложной тревоги,
равной 10-4 по ВС с
0,8
ЭОП, равной 15 м2
на Нп = 6000м
Выдача информации Наличие на экранах индикаторов РЛС инна рабочие места формации от ВС в зоне обслуживания.
Допускается отсутствие радиолокациондиспетчеров УВД
ной информации в нерабочей зоне РЛС, на
269
участках тангенциальным направлением
скорости полёта ВС, либо ВС, выполняющего манёвр разворота
4
5
Среднеквадратическая ошибка определения координат ВС
по выходу с АПОИ,
не более:
азимут
дальность
Разрешающая способность*:
по азимуту, не более
по дальности, не более
градус
м
градус
м
0,25
300
0,25
300
Определяется ЭД на конкретный тип РЛС
По результатам лётной проверки ОРЛ-Т составляется акт, форма которого приведена ниже.
270
Форма акта лётной проверки ОРЛ-Т (реквизит «наименование организации» пишется в соответствии с наименованием, указанным в учредительных документах организации, осуществляющей эксплуатацию наземных
средств РТОП и связи)
_____________________________________________________________
____
(наименование организации, осуществляющей эксплуатацию наземных средств РТОП и связи)
АКТ
летной
проверки
трассового
____________ в
_____________________________________
(тип ОРЛ-Т)
радиолокатора
аэропорту
(наименование аэропорта)
В период с « ________ » ___________ 20 __ г. по «
пажем BCJI
»
20 __ г. эки-
___ борт. № _______ , оборудованным АЛК - ______ № _________
(тип ВС)
(тип АЛК)
(зав. номер)
____________________ , проведена____________________________
(наименование авиапредприятия - эксплуатанта ВСЛ)
летная проверка ОРЛ-Т _________ №
(тип РЛС)
(зав. номер)
Летную проверку выполняли:
Командир воздушного судна
(вид летной проверки: ввод специальная)
.
_____________________
(фамилия, инициалы)
Бортовой инженер-оператор _________________________________ .
(фамилия, инициалы)
Представитель испытательной бригады от КДП ___
(фамилия, инициалы)
Представитель испытательной бригады от УВД ______________ ,
(фамилия, инициалы)
Представитель монтажной организации _______________________ .
(должность, наименование организации)
(фамилия,
инициалы)
Руководитель объекта _______ ______________________________
(наименование объекта)
(фамилия, инициалы)
(должность лица, ответственного
за эксплуатацию ВРЛ)
271
272
Измерения параметров и характеристик ОРЛ-Т _ проводились в соот(тип РЛС)
ветствии
с требованиями Федеральных авиационных правил «Летные проверки наземных
средств РТОП, связи и систем ССО аэродромов ГА», утвержденных приказом Минтранса России от 18 января 2005 г. № 1 (зарегистрирован Минюстом
России 10 марта 2005 г., регистрационный № 6383).
Результаты измерений параметров и характеристик трассового радиолокатора приведены в таблице приложения к акту летной проверки ОРЛ-Т.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Трассовый радиолокатор ОРЛ -Т ________ , №_____в аэропорту____________
(тип РЛС)
(зав. номер)
(наименование
аэропорта)
соответствует (не соответствует - указать причину) эксплуатационным
требованиям и пригоден для обеспечения полетов без ограничений (с ограничениями - указать причину).
Приложения:
1. _______________________________ Протокол наземной проверки
ОРЛ Т,_____, № ____________ __ в 1 (2) экз. на ________ листах.
(тun РЛС)
(зав. номер)
2. График углов закрытия ОРЛ - Т .
3. Расчетный график дальности действия ОРЛ-Т
в полярных координатах, скорректированный по результатам летной проверки и с нанесенными основными контролируемыми маршрутами (трассами) полетов ВС и
границей зоны ответственности УВД.
4. Схемы контролируемых маршрутов (воздушных трасс) в соответствии с аэронавигационным паспортом аэродрома/аэроузла (инструкцией по
производству полетов) с указанием на них участков пропаданий отметок от
ВС (при их наличии) и подтверждением соответствия графической информации.
5. Таблица - результаты измерений параметров и характеристик ОРЛ-Т
, №______в 2 (3) экз. на_______листах.
Все приложение в 1 (2) экземпляре - организации, осуществляющей
эксплуатацию радиолокатора ОРЛ-Т, - службе ЭРТОС. Пункт 5 приложения
- авиационному предприятию, на эксплуатации которого находятся ВСЛ.
Акт составлен в двух (трех) экземплярах:
экз. № 1 - организация, осуществляющей эксплуатацию средств РТОП
и связи (при вводе радиолокатора ОРЛ-Т в эксплуатацию - 2 экземпляра), службе ЭРТОС;
экз. № 2 - авиационному предприятию, на эксплуатации которого находятся воздушные суда-лаборатории.
273
Летную проверку проводили:
Командир ВСЛ_____________________________ « _ »________20_г.
(подпись)
(дата)
Бортовой инженер-оператор____________________ «____» ___ 20 г.
(подпись)
(дата)
Представитель испытательной бригады от КДП________ «__» _ 20__г.
(подпись)
(дата)
Представитель испытательной бригады от УВД « __ » ________ 20 г.
(подпись)
(дата)
Представитель монтажной организации ______ « ___ » ______ 20 _ г.
(должность, наименование организации)
(подпись)
Руководитель объекта_______________ ____________
___________________________________________ г.
(должность лица, ответственного
за эксплуатацию ВРЛ)
(наименование объекта)
(подпись)
(дата)
«____» __ 20
(дата)
274
ПРИЛОЖЕНИЕ к акту летной проверки ОРЛ-Т
Таблица. Результаты измерений параметров и характеристик ОРЛ-Т _
№
п/п
1
1
2
3
4
5
НАИМЕНОВАНИЕ
ПAPAMEТPA,
ХАРАКТЕРИСТИКИ
измерения
2
3
Оптимальный угол наклона антенн РЛС
ЗД по Д* макс,
первичный канал при Р=0,8
для:
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
НОРМА № трас- РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗсы
по
МЕРЕНИЙ
эд
1 комплект 2 комплект
4
5
6
7
градус
км
км
ЗД по Д*мин,
первичный канал при Р=0,8
для;
Нмакс.
Нпромеж.
Нмин.
Среднеквадратическая ошибка
определения координат ВС*
по:
азимуту, А
градус
дальности, Д
м
Отсутствие СоответЭффективность
работы
пропаданий
ствие
системы ВАРУ РЛС**
координатных
отметок
*
*
ЭД РЛС
Бортовой
инженер-оператор_____________________________
______________
(фамилия, инициалы)
(подпись)
« _ » ______ 20 __ г.
(дата)
Представитель
__________
монтажной
организации_____________________
(должность, наименование организации)
(фамилия, инициалы)
(подпись)
« _ »___________20
__ г.
(дата)
Руководитель объекта_____________________ __________________
(должность лица, ответственного
(наименование объекта) (фамилия, инициалы)
(подпись)
за эксплуатацию ВРЛ)
« _ » ______ 20 __ г.
(дата)
275
* Норма максимальной и минимальной дальности действия трассового радиолокатора определяется требованиями эксплуатационной документацией на конкретный тип ОРЛ-Т.
** В графах таблицы при нормальном функционировании системы
ВАРУ и отсутствии да экране индикатора диспетчера УВД ложных отметок от ВС отмечается, что работа системы ВАРУ соответствует требованиям эксплуатационной документации РЛС; при наличии на экране индикатора диспетчера УВД отдельных отметок, вызванных переотражениями
от местных предметов, сигналами от боковых лепестков ДН антенны,
«перескоков» и привязки формуляров к ложным отметкам указываются
координаты (А, Д и Нп), на которых наблюдались эти явления и причины,
их вызвавшие.
276
10. Список литературы:
1. Федеральные авиационные правила «Радиотехническое обеспечение полетов и авиационная электросвязь. Сертификационные требования», ФАС приказ 11 августа 2000 года № 248.
2. Руководство по радиотехническому обеспечению полетов и технической эксплуатации объектов радиотехнического обеспечения полетов и
авиационной электросвязи (РРТОП ТЭ-2000), ФАС приказ 11 августа 2000
года № 250.
3. Техническое описание. Часть 1. ЯБ1.000.016-25-06 Т01 Общие
сведения;
4. Техническое описание. Часть 2 ЯБ1.000.016-25-06 Т02 Функциональное описание;
5. Техническое описание. Часть 3 ЯБ1.000.016-25-06 ТОЗ Детальное
описание оборудования ППК;
6. Техническое описание. Часть 4 ЯБ1.000.016-25-06 Т04 Детальное
описание выносного оборудования;
7. Техническое описание. Часть 5 ЯБ1.000.016-25-06 Т05 Сведения о
конструкции;
8. Техническое описание. Часть 6 ЯБ1.000.016-25-06 ТО6 Альбом
схем
9. Техническое описание. Часть 7 ЯБ1.000.016-25-06 Т07 Перечни
элементов;
10. Техническое описание. Часть 8 ЯБ1.000.016-25-06 Т08 Таблицы
соединений;
11. Инструкция по эксплуатации Часть2 ЯБ.000.016-25-06ИЭ2 Инструкция по эксплуатации.
277
Содержание:
1. Принципы построения первичных радиолокаторов
1.1. Структура первичного радиолокатора
1.2. Обнаружение сигналов
1.3. Измерение координат
2. Общие сведения об обзорном радиолокаторе 1Л118
2.1. Общие сведения об ОРЛ-Т 1Л118
2.1.1. Требования к трассовым РЛС ГА
2.1.2. Назначение, состав, тактико-технические характеристики
1Л118
2.1.3. Требования к позиции, юстировка РЛС.
2.2. Структурная схема 1Л118
2.2.1. Общие принципы построения 1Л118
2.2.2. Взаимодействие аппаратуры при формировании
зондирующих импульсов
2.2.3. Взаимодействие аппаратуры при обработке эхо-сигналов
3. Антенная система 1Л118
3.1. Особенности построения антенной системы и ВКТ
3.1.1. Назначение, состав, ТХ антенной системы
3.1.2. Работа АС при формировании зоны действия РЛС
3.1.3. Назначение, состав, ТХ и работа элементов ВКТ.
3.2. Система синхронно-следящего привода
3.2.1. Назначение, состав и характеристики работы системы ССП
3.2.2. Принцип работы датчика азимутальной информации
3.2.3. Привод вращения антенны и токосъёмник
4. Передающая система
4.1. Передающая система 1Л118
4.1.1. Назначение, состав, ТХ передающих устройств РЛС
4.1.2. Принцип построения передающего устройства 1Л118
4.1.3. Принцип построения системы регулировки и стабилизации
токов магнетронов
4.2. Передающее устройство ПС-5
4.2.1. Работа аппаратуры ПС-5 при формировании ЗС
4.2.2. Функциональная схема блока регулирования
4.3. Работа отдельных устройств передатчика ПС-5
4.3.1. Магнетронный генератор. Особенности эксплуатации
4.3.2. Тиратронный блок. Работа по принципиальной схеме.
5. Приемная система ОРЛ
5.1. Общие сведения о приёмной системе 1Л118
5.1.1. Назначение, состав, ТХ приёмной системы
5.1.2. Взаимодействие элементов приёмного устройства
по структурной схеме
3
3
4
10
19
19
19
20
27
28
28
32
34
37
37
37
38
42
48
48
49
52
55
55
55
58
60
62
62
64
68
68
69
74
74
74
75
78
278
5.2. Система АПЧ и устройства адаптации приёмного тракта
5.2.1. Система АПЧ. Назначение, состав, технические
характеристики, работа по функциональной схеме
5.2.2. Устройства адаптации. Принцип работы
по функциональной схеме
6. Аппаратура обработки РЛИ
6.1.Принципы обработки РЛИ в 1Л118
6.1.1. Принцип селекции сигналов движущихся целей
6.1.2. Принцип стабилизации уровня ложных тревог
6.1.3. Принцип защиты от НИП
6.2. Обработка РЛИ в аппаратуре 1Л118
6.2.1. Взаимодействие аппаратуры обработки РЛИ ППК
6.2.2. Обработка РЛИ в аппаратуре выносного оборудовании
6.2.2.1. Стабилизация уровня ложных тревог в амплитудном тракте
6.2.2.2. Устройства межобзорной обработки
амплитудного и когерентного каналов
6.3. Аппаратура цифровой обработки РЛИ ВИП-118
6.3.1. Назначение, состав, ТХ ВИП-118
6.3.2. Устройство и работа ВИП-118
7. Система управления, защиты и контроля РЛС
7.1. Система управления, защиты и контроля РЛС
7.1.1. Общие сведения об СУЗиК 1Л118
7.1.2. Принцип работы СУЗиК 1Л118
7.1.3. Функциональная схема СУЗиК 1Л118
8. Аппаратура синхронизации и отображения РЛИ
8.1. Аппаратура синхронизации РЛС
8.1.1. Устройство синхронизации
8.1.2. Устройство формирования азимутальной информации
8.1.3. Формирователь запусков аппаратуры ППК
8.2. Устройство отображения РЛИ
8.2.1. Общие сведения об устройстве отображения РЛИ
8.2.2. Принцип работы ИКО по функциональной схеме
9. Эксплуатация ОРЛ-Т
9.1. Эксплуатация ОРЛ-Т
9.1.1. Эксплуатационная документация ОРЛ
9.1.2. Организация технического обслуживания и ремонта 1Л118
9.1.3. Организация и проведение наземных и лётных проверок
10. Список литературы
78
81
84
84
84
92
95
96
96
100
102
103
108
108
109
118
118
118
119
123
127
127
127
130
136
141
141
143
147
147
147
149
152
164
279
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КОНКРЕТНАЯ АВИАЦИОННАЯ
ТЕХНИКА
АЭРОДРОМНЫЙ РАДИОЛОКАТОР АОРЛ-85
КУРС ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 160905.65
«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ТРАНСПОРТНОГО РАДИООБОРУДОВАНИЯ»
280
Красноярск 2007
281
УДК 621.396.96
Аэродромный радиолокатор АОРЛ-85: курс лекций / В.И. Коломиец,
Н.П. Филимонов.; -Красноярск.: Сибирский федеральный университет,
2007. – с.
В курсе лекций рассматриваются основные принципы построения
аэродромного обзорного радиолокатора АОРЛ-85 и его модификаций
АОРЛ-85К, АОРЛ-85ТК.
На уровне структурных, функциональных схем описана работа основных систем РЛС.
При подготовке курса лекций использованы материалы технических
описаний и руководств по эксплуатации радиолокационного комплекса
АОРЛ-85 и его модификаций.
Конспект лекций подготовлен к.т.н., доцентом Коломийцем В.И,
к.т.н., доцентом Филимоновым Н.П.
282
1. Введение
Безопасность полетов воздушных судов во многом определяется
полнотой информации о их местоположении и техническом состоянии.
Информационные системы должны обеспечить своевременность, полноту
и упорядоченность поступления информации при рациональном соотношении между затратами и эффективностью. Своевременность поступления
информации достигается созданием соответствующего радиолокационного
поля и полной автоматизацией процессов добывания, сбора и обработки
информации.
Эффективное решение всех задач по радиолокационному наблюдению может быть достигнуто за счет комплексного применения средств
первичной и вторичной радиолокации. Причем большая часть задач не
может быть решена без использования средств первичной радиолокации
средствами вторичной локации зависит от оснащенности воздушных судов бортовыми ответчиками
Создание комплексированных радиолокаторов, обеспечивающих работу в режимах международной и отечественной систем совместно с первичным наблюдением, позволяет увеличивать дальность обнаружения воздушных объектов с ответчиками по сравнению с дальностью обнаружения
первичных РЛС; получить информацию о высоте полета воздушных судов;
повысить достоверность отождествления диспетчерской информации.
Аэродромные обзорные РЛС предназначены для получения информации о воздушной обстановке, необходимой при контроле и УВД в районе аэродрома и для вывода ВС в зону действия посадочных средств.
Первым радиолокатором ГА, эксплуатировавшимся как аэродромное
средство в составе РСП-4, был ОРЛ-4. Радиолокатор работал в сантиметровом диапазоне волн и имел относительно невысокие характеристики.
В 1960…70 гг. в эксплуатацию были приняты РЛС серии ДРЛС-7
Экран, которые в различных модификациях (Экран-Д, Экран-3, Экран-ДК)
долгие годы находились на оснащении баз ЭРТОС предприятий ГА. За
этот период РЛС неоднократно модернизировались для улучшения надёжности.
Однако небольшая дальность действия, недостаточная техническая
надёжность, старая элементная база и, связанные с этим, затруднения в
эксплуатации требовали более современных радиолокаторов. Поэтому для
более качественного обеспечения полётов в аэродромной зоне были разработаны РЛК ДРЛС-9 (Нарва), Иртыш, Скала-МПА, Онега и Экран-85.
В новых средствах использованы двухчастотные зондирующие сигналы, в системах СДЦ для защиты от слепых скоростей введена вобуляция
периода повторения, улучшена элементная база и применен один из пер-
283
вых образцов аппаратуры первичной обработки радиолокационной информации – АПОИ «Вуокса». В начале 1980-х гг. была заказана глубокая
модернизация ДРЛС-7см, которая была выполнена как совершенно новая
РЛС , названная впоследствии, как АОРЛ-85. В ней был использован широкополосный ЛЧМ зондирующий сигнал, система защиты от пассивных
помех на приборах с зарядной связью, аппаратура первичной обработки
«Вуокса» во вторичном канале установлен ВРЛ из состава РЛК «Онега».
За период с 1985 г. изделие АОРЛ-85 подвергалось ряду модернизаций. Была увеличена дальность действия вторичного канала РЛК до 400
км, вместо морально и физически устаревшей АПОИ «Вуокса» установлена современная аппаратура «Приор», в передатчик введен МОНО зондирующий сигнал. С учетом этого изделие АОРЛ-85 и его модификации являются самым массовым аэродромным радиолокатором ГА.
В курсе лекций рассмотрены основные технические решения, реализованные в РЛС, а также вопросы по эксплуатации АОРЛ-85 на предприятиях гражданской авиации.
1.1. Требования Федеральных авиационных правил «Радиотехническое обеспечение полетов и авиационная электросвязь. Сертификационные требования» к составу и размещению оборудования
ОРЛ-А
Обзорный радиолокатор аэродромный предназначен для обнаружения и измерения координат (азимут-дальность) воздушных судов в районе
аэродрома с последующей передачей информации о воздушной обстановке
и центры (пункты) ОВД для целей контроля и обеспечения управления
воздушным движением.
ОРЛ-А должен быть размещен таким образом, чтобы в секторах ответственности зоны ОВД величины углов закрытия по углу места с высоты
фазового центра антенны ОРЛ-А составляли не более 0,5° при работе в автономном режиме.
Требования к составу обзорных радиолокаторов аэродромных:
- АФС;
- приемо-передающая аппаратура первичного канала;
- приемо-передающая аппаратура встроенного вторичного канала;
- аппаратура обработки радиолокационной информации;
- аппаратура передачи данных;
- система контроля, управления и сигнализации;
- комплект ЗИП;
- комплект эксплуатационной документации.
284
Примечание: допускается отсутствие в составе ОРЛ-А вторичного
канала.
Основные характеристики ОРЛ-А должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 1.1.
Требования к основным характеристикам ОРЛ-А
Таблица 1.1.
Норматив
Единица
Наименование характеристики
измереВариант Вариант
ния
/п
Б1
Б2
.
Максимальная дальность действия
км
Угол обзора в горизонтальной плоскоградус
. сти
Минимальная дальность действия, не
км
. более
Период обновления информации, не
с
. более
.
Диапазон рабочих волн
см
160
50-100
360
360
2
1,5
6
6
23 или 10 23 или 10
Среднеквадратическая ошибка определения координат цели по выходу с
.
АПОИ:
- по дальности, не более
м
200
200
- по азимуту, не более
градус
0,4
0,4
Примечание:
1.
Нормативы установлены для вероятности правильного обнаружения не менее 0,8 при вероятности ложной тревоги равной 10 -6 по ВС с
ЭОП, равной 15 м2, при высоте полета ВС - 6000 м.
2.
При сопряжении ОРЛ-А с ВРЛ вероятность объединения координатной и дополнительной информации не менее 0,9.
3.
Разрешающая способность ОРЛ-А определяется ЭД.
1.2. Тактико-технические характеристики АОРЛ-85 и его
модификаций
285
Аэродромный обзорный радиолокатор АОРЛ-85 предназначен для
осуществления контроля и управления воздушным движением самолетов
ГА в зоне аэродрома со средней и малой интенсивностью полетов.
Радиолокатор АОРЛ-85 обеспечивает:
- прием, обработку и преобразование радиолокационной информации, получаемой по первичному и вторичному каналам;
- трансляцию информации в цифровом и аналоговом виде по
кабельным и широкополосным линиям на КДП на расстоянии до 3
км;
- отображение аналоговой информации первичного и вторичного каналов на экране контрольного индикатора кругового обзора;
- дистанционное управление работой РЛС с использованием
аппаратуры ТУ-ТС с КДП.
Основные тактико-технические характеристики АОРЛ-85:
Дальность действия первичного канала РЛС при углах закрытия не более 10 минут и вероятности правильного обнаружения
Робн = 0,8 составляет:
в режиме СДЦ+ПАС
Высота (м)
1200
3600
6000
Дальность (км)
6-65
10-80
12-100
в режим МЕТЕО (ЗАДЕРЖ)
Высота (м)
1200
3600
6000
Дальность (км)
6-50
10-70
12-80
Дальность действия вторичного канала РЛС при углах закрытия не
более 3 градусов и вероятности правильного обнаружения Робн = 0,9 составляет:
Высота (м)
1200
3600
6000
Дальность (км)
6-80
10-120
12-120
Минимальная дальность обнаружения
по первичному и вторичному каналам на высоте 400 м более 3 км;
286
Точность измерения координат с выхода АПОИ:
по дальности
не более 250 м;
по азимуту
не более 15 минут;
Разрешающая способность с выхода АПОИ:
по дальности
не более 1000 м;
по азимуту
не более 9 градусов;
Темп обзора зоны действия
6 сек ( 10 об/мин) ;
Коэффициент подпомеховой видимости
18 дБ;
Зона действия СДЦ при VВС =40…1500 км/ч
не менее 50 км;
Время перехода с комплекта на комплект
не более 7 мин;
Питание от 4-хпроводной сети
380 В ±38 50 Гц;
Допустимая скорость ветра
рабочая
25 м/сек;
флюгерная
50 м/сек;
Среднее время наработки на отказ
не менее 7000 ч;
Среднее время восстановления
не более 1 час;
Ресурс
80 000 час;
Срок службы
10 лет.
Основные тактико-технические характеристики ОРЛ-85 ТК
Максимальная дальность
Первичный канал
Вторичный канал
Минимальная дальность
Первичный канал
Вторичный канал
– 120 км.
– 360 км.
– 1,5 км – 3,5 км.
– 2,5 км. (3 км)
Дальность действия вторичного канала РЛС при углах закрытия не
более 10 минут и вероятности правильного обнаружения Робн = 0,9 составляет:
Высота (м)
1200
3600
6000
10 000
Дальность (км)
6-80
10-120
12-260
12-350
Точность измерения координат с выхода АПОИ:
Первичный канал
по дальности
- не более 150 м ;
287
по азимуту
- не более 12 угловых минут.
Вторичный канал
по дальности
- не более 160 м ;
по азимуту
- не более 15 угловых минут.
Разрешающая способность с выхода АПОИ:
Первичный канал
по дальности
- не более 600 м ;
по азимуту
- не более 4,1 градус.
Вторичный канал
по дальности
- не более 800 м ;
по азимуту
- не более 5,3 градуса на 100 км ;
- не более 3,9 градуса на 300 км.
Оборудование АОРЛ-85 состоит из двух функционально связанных
частей: аппаратуры собственно РЛС, устанавливаемой на радиолокационной позиции, и аппаратуры КДП.
Аппаратура РЛС смонтирована в двух кузовах автомобильного прицепа ПАУ-1 или в контейнерах, которые называются соответственно аппаратной и агрегатной. Антенные устройства в рабочем положении устанавливаются на крышах кузовов на специальных металлических фермах усиливающих жесткость кузова.
При размещении АОРЛ-85 на позиции аппаратный и агрегатный
контейнеры необходимо ориентировать таким образом, чтобы антенны
РЛС не затеняли друг друга в направлении основных обслуживаемых направлений полетов. Расстояние между кузовами составляет до (25….27) м.
Расстояние до КДП по прямой видимости не должно превышать 3 км.
Для сохранения точностных характеристик по вторичному каналу
(ВК) и получения минимального числа ложных запросов от отражателей
необходимо выполнение следующих условий:
- в радиусе 100 м все сооружения и антенны должны быть ниже линии, проведенной от нижней кромки антенны ВК под углом минус 5 градусов:
- крупногабаритные сооружения (к которым не относится второй
комплект ЛОРЛ), находящиеся на расстоянии от 100 до 600 м, должны
быть высотой не более 3,5 м, причем желательно чтобы в зоне трасс не было вертикальных отражений от поверхностных сооружений. Мачты и эстакады. должны размещаться на удалении более 600 м.
Контрольный ответчик должен размещаться на удалении, обеспечивающем уровень сигнала на выходе антенной система ВК минус 40 - минус
80 дБ, но не менее 200 м. Высота размещения антенны контрольного ответчика должна быть такова, чтобы угол места антенны контрольного от-
288
ветчика относительно антенны РЛС был не менее минус 1 градуса. На
трассе распространения радиоволн между антеннами АОРЛ и контрольного ответчика не должно быть отражателей в секторе ±5 градусов. Трасса не
должна перекрываться движущимися или стоящими на стоянках ВС.
При наличии углов закрытия дальность ВК АОРЛ-85Т действия
снижается до значений, приведенных в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Угол
закрытия,
градус
менее
0,06
менее
0,25
менее
0,50
Высота полёта ВС, м
3000
5000
10000
220
275
390
190
255
370
160
225
350
1.3. Принцип работы АОРЛ-85 по структурной схеме
Работа первичного канала (рис.1.1).
Импульсы запуска из блока синхронизации и сопряжения первичного канала поступают в блок устройства преобразования и
фильтрации (УПФ) приёмного устройства соответствующего комплекта, где формируется радиочастотный сигнал длительностью 29
мкс с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).
ЛЧМ сигнал поступает на вход передатчика первичного канала на
предварительный усилитель мощности передатчика, качестве которого использована лампа бегущей волны средней мощности. В последних выпусках РЛС предварительный усилитель построен на
лампах. Выходной усилитель мощности СВЧ передатчика выполнен
на амплитроне. Усиленный зондирующий сигнал через антенный
переключатель на ферритовом циркуляторе поступает в антенну.
Антенно-фидерное устройство РЛС состоит из зеркала двойной кривизны и двух рупорных облучателей и формирует в про-
289
странстве диаграмму направленности по закону cosec2 . За счёт
смещения облучателей нижних углов (НУ) и верхних углов (ВУ)
формируются основной и дополнительный лучи диаграммы направленности (ДН). При этом, основной (нижний) луч используется для
излучения СВЧ энергии и её приёма, как по первичному, так и по
вторичному каналам. Дополнительный луч используется только на
приём и только по первичному каналу.
Зона действия верхнего луча регулируется по дальности в
пределах 0 … 50 км с установленной дискретностью. Использование
дополнительного (верхнего) луча увеличивает зону обзора РЛС в
вертикальной плоскости и позволяет реализовать эффективные алгоритмы подавления отражений от местных предметов.
В состав антенного устройства входит преобразователь «Валкод», с которого снимается азимутальная информация в виде масштабных азимутальных импульсов (МАИ).. МАИ поступают в шкаф
синхронизации и сопряжения и используются при обработке отраженных сигналов. Передача электромагнитной энергии между вращающейся антенной и неподвижными узлами приёмо-передающей
системы осуществляется с помощью блока вращающихся переходов.
Сигналы, отраженные от ВС, принимаются антенной РЛС. Каждый из приемников первичного канала имеет два входа: один для
сигналов, поступающих от облучателя нижних углов, а второй от облучателя верхних углов. Коммутация этих входов производится по
высокой частоте с помощью коммутаторов, размещенных в приемных устройствах. Управление коммутатором - временное. Оно производится специальным импульсом переключения. Длительность
импульса переключения может изменяться в зависимости от положения переключателя, размещенного на лицевой панели шкафа
синхронизации и сопряжения. При этом сигналы от облучателя
верхних углов могут подаваться до различных значений рабочей
дальности 0, 10, 20, 30, 40 и 50 км. Эта дальность устанавливается
в зависимости от рельефа местности: чем более он гористый, тем
больше должна быть зона верхних углов. Верхние углы наряду с положительным качеством (уменьшение мощности отраженных сигналов от местных предметов) понижают видимость низколетящих целей. Поэтому наиболее приемлема рабочая дальность по верхним
углам до 20км.
Принятый сигнал проходит через антенный переключатель и
коммутатор ВЧ, который служит для защиты входных цепей приемника, и поступает на вход каскада УВЧ, территориально размещённого в блоке передатчика первичного канала соответствующего
290
комплекта. После усиления эхо-сигнал поступает в приемноеустройство первичного канала ПРМ ПК, где он преобразуется на промежуточную частоту, усиливается и сжимается в оптимальном
фильтре по длительности до величины примерно 3 мкс. При сжатии
амплитуда полезного сигнала увеличивается относительно уровня
шумов примерно в 8 раз по мощности.
Далее полезный сигнал на промежуточной частоте поступает
на вход системы СДЦ, где проходит обработку в схеме двукратной
ЧПК на приборах с зарядной связью. В результате обработки выделяются сигналы от движущихся целей и подавляются сигналы от
местных предметов и низкоскоростных метеообразований.
С выхода приемного устройства первичного канала обработанный видеосигнал через блок сопряжения ШСС поступает на вход
АПОИ «ВУОКСА» или «Приор».
Одновременно видеосигнал с блока сопряжения поступает в
соответствующий блок синхронизации и сопряжения, оттуда через
блок сигналов аппаратуры КДП подается на индикатор кругового обзора.
Работа вторичного канала
Вторичный канал РЛС (рис.1.1) работает по принципу излучения запросных и приема ответных сигналов в режимах УВД и RBS.
Частота запросных сигналов – 1030 МГц, ответных – 740МГц в режиме УВД и 1090 МГц в RBS.
В состав шкафа вторичного канала (ВК) входят модули передатчика, приемники и дешифраторы УВД и RBS.
Передатчик ВК формирует в каждом периоде запросные сигналы с кодами УВД+RBS и импульс подавления ложных запросов
(ПБЛ)) по боковым лепесткам ДН основного канала. Запросные сигналы УВД и RBS через переключатель и циркулятор 3 поступают на
облучатель вторичного канала МД, конструктивно совмещенного с
облучателем первичного канала.
Для борьбы с сигналами боковых лепестков во вторичном канале используются антенны подавления. При подавлении ложных
запросов импульс ПБЛ через переключатель и циркулятор поступает к рупорным облучателям антенны подавления МД.
Ответные сигналы ВС в каждом диапазоне одновременно обрабатывают два раздельных приемника двух каналов - основного и
канала подавления. В результате совместной обработки на выходе
291
вторичного канала присутствует только сигнал от основного луча ДН
антенны.
В РЛС при ответе для подавления сигналов боковых лепестков
ДН используется амплитудно-фазовый метод. При этом методе амплитудные различия между сигналами основного и бокового лепестков ДН преобразуются по высокой частоте в фазовые. После усиления сигналов в трактах приемников их фазовые различия снова
преобразуются в амплитудные, после чего поступают в схемы обработки. Этот метод позволяет получить более высокий коэффициент
подавления боковых лепестков ДН, поскольку фазовые характеристики приемников имеют большую стабильность, чем амплитудные.
Сигналы, полученные с выходов приемников УВД и RBS вторичного канала, поступают на коммутатор и далее на дешифратор
АПОИ. Сигналы канала УВД подаются также на контрольный индикатор, в состав которого входит соответствующий дешифратор. При
этом декодируется только координатная информация.
На колонне привода антенной системы РЛС расположены преобразователь «вал-код», формирующий метки азимутальной информации (МАИ) и сигнал «Север». Информация об угловом положении антенны используется при обработке обнаруженных сигналов, юстировки антенны РЛС, а также формирования синуснокосинусных напряжений для развертки контрольного индикатора
кругового обзора (КИКО).
1.4. Особенности обзора пространства в АОРЛ-85. Антенная
система
Зона действия во всех модификациях АОРЛ-85 просматривается последовательным способом по азимуту и параллельным по углу места. Для
этого зеркальная антенна формирует узкую диаграмму направленности
(ДН) в горизонтальной плоскости и широкую ДН в вертикальной плоскости для одновременного просмотра всех целей по углу места. Последовательный обзор по азимуту обеспечивается вращением зеркальной антенны
со скоростью 10 об/мин при помощи электромеханического привода.
Для работы по радиолокационным целям, находящимся на больших
дальностях под малыми углами места, используется основной (нижний)
луч, формируемый облучателем нижних углов (НУ). Верхний луч ДН,
формируемый облучателем верхних углов (ВУ), приподнят по углу места
и позволяет, при обработке, ослабить величину сигналов, отражённых от
местных предметов.
292
В АОРЛ-85 используется зеркальная антенна с зеркалом двойной
кривизны, что позволяет формировать требуемые ДН для первичного и
вторичного каналов РЛС.
Основные технические данные антенной системы:
размер зеркала
- (7,5 * 4)
м;
скорость вращения антенны
- 10
об/мин;
углы обзора в вертикальной плоскости
по нижнему лучу
- 2°… +45°
по верхнему лучу
- 10 °…
+45°;
форма ДН в вертикальной плоскости
- косекансная;
ширина ДН в горизонтальной плоскости
- не более
3°;
уровень боковых лепестков ДН - не более
- 20 дБ;
поляризация
- горизонтальная по ПК и ВК в режиме
УВД;
- вертикальная по ВК в режиме RBS;
масса антенны
- 1500 кг.
В состав антенной системы входят:
зеркальная антенна двойной кривизны;
антенна подавления ВК УВД;
антенна подавления передней полусферы режима RBS;
антенна подавления задней полусферы режима RBS.
Требуемые размеры ДН обеспечиваются геометрическими размерами зеркала, а положение в вертикальной плоскости – смещением облучателей НУ и ВУ из фокуса (рис.1.2).
293
Рис.1.2.Формирование ДН антенны АОРЛ-85
4 - облучатель нижних углов;
1 - вертикальное сечение зерка5 - облучатель верхних углов;
ла антенны;
2 - ДН – верхний луч;
3 - ДН – нижний луч;
Для обеспечения совпадения максимумов ДН антенны в диапазонах частот первичного и вторичного каналов применяется совмещенный трехканальный рупорный облучатель НУ, который работает на излучение и прием сигналов по первичному и вторичному
каналам.
294
fнес.
ПРД ПК
зап.
Мод.
воб.
НУ
Антенный
переключ.
30кВт
25мкс
740МГц
ОД
МД
1090
5МГц
КИКО
УПФ
Гет.
1030
НЧ
ПРМ ПК
ШСС
В/ФД
видео
ВУ
ПРМ
ВК
УВД
Осн.ОД
Под. ОД
Шкаф
КДП
видео
RBS
ПРМ
ВК
RBS
Подавл.
МД
Под.МД
Осн. МД
Циркулятор
1030МГц
1090
код
запросов
3
ОД
МД
1
Рупор
ВУ
УВЧ
УВЧ
ПРД
ВК
Мод.
Фидерное устройство
В/АД
20МГц
кабель
Рупор НУ
ВК-ОД
ВК-МД
Антенна
подавл.
МД
Антенна
подавл.
МД
рупоры
Антенна
подавл.
ОД
Антенна
подавл.
МД
Циркулятор "3"
0,8 мкс
1кВт
Переключатель
1030
Рис.1.1.Структурная схема АОРЛ-85
- подавл.
перекл.
295
Конструктивно совмещенный облучатель НУ (рис.1.3.)выполнен
в виде двух отрезков волноводов разного сечения, соединенных согласующим переходом. Возбуждение волн ПК осуществляется несимметричным вибратором, установленным в боковой стенке волновода
сечением 175 х 84 мм. Расстояние от вибратора до закороченной задней стенки волновода составляет, примерно, четверть длины волны
ПК
гориз.
ОК
КП
МД
ОД
ОК МД
1030
1090 запр.
ОК
ОД
КП
МД
верт.
на средней частоте ПК.
Рис.1.3. Совмещённый облучатель нижних углов
Рис.1.4. Диаграммы направленности
АОРЛ-85
1. ДН зеркальной антенны
2. ДН антенны подавления режима УВД
3. ДН антенны подавления передней по
лусферы режима RBS
В диапазоне частот ВК облучатель возбуждается штырями, установленными на средних линиях стенок волновода сечением 210 *
190 мм. В режиме RBS применяется один вертикальный штырь, работающий на излучение запросных и прием ответных сигналов; в режи-
296
ме УВД используются два горизонтальных штыря, запитанных в противофазе, работающих только на прием.
Для исключения срабатывания самолетных ответчиков от сигналов ВК в направлении боковых лепестков в РЛС обеспечивается подавление сигналов боковых лепестков по запросу и ответу в режиме
RBS и по ответу в режиме УВД.
В режиме RBS применяются антенны подавления передней и
задней полусферы. Антенна подавления передней полусферы использует два облучателя, работающих с отражателем двойной кривизны, расположенных по обе стороны облучателя НУ (рис.1.3). Облучатели запитываются в противофазе и формируют в горизонтальной
плоскости диаграмму направленности типа "двойной колокол" с провалом в направлении максимума основной ДН (рис.1.4.). Облучатели
выполнены в виде волноводов с закороченной задней стенкой, возбуждаемых несимметричным вибратором.
Антенна подавления задней полусферы представляет симметричный вибратор, установленный над отражающим экраном и закрепленный на задней стороне отражателя двойной кривизны. Вибратор
защищен от внешних воздействий обтекателем и имеет возможность
регулировки угла наклона относительно горизонта.
Рис.1.5. Антенно-фидерный тракт АОРЛ-85
Антенна подавления режима УВД представляет собой вертикальный ряд щелей, прорезанных в широкой стенке волновода, воз-
297
буждаемого штырем. Волновод выполнен из металлической сетки с
размером ячеек 20 * 20 мм. Для расширения ДН в вертикальной плоскости антенна имеет приставку, состоящую из кольцевого излучателя
с экраном.
Диаграммы направленности антенной системы АОРЛ-85 приведены на рис.1.4.
Передача сигналов от передающих устройств к антенне и принятых
сигналов к приемным устройствам ПК и ВК обеспечивается фидерным трактом.
С целью сокращения числа вращающихся переходов до трёх в состав
фидерного тракта включены частотно - разделительные фильтры (ЧРФ) I и
II, представляющие собой устройства частотного уплотнения (рис.1.5).
ЧРФ I уплотняет в одном фидере эхо-сигналы ВУ, сигналы запроса ВК
на f = 1030 МГц и ответные сигналы ВК, принимаемые по основным лепесткам антенн режимов УВД на f = 740 МГц и RBS на f = 1090 МГц. ЧРФ II
обеспечивает передачу по одному фидеру сигналов подавления режима +
УВД по каналу запроса и ответных сигналов от антенн подавления RBS и
УВД.
2. Передающее устройство первичного канала АОРЛ-85
2.1. Технические характеристики передающего устройства
первичного канала
Передающее устройство ПК предназначено для формирования и
усиления радиоимпульсов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и монохроматических (МОНО) радиоимпульсов.
Технические характеристики передающего устройства ПК:
- рабочие частоты полукомплектов передатчиков ПК:
298
- вид зондирующего сигнала:
линейно частотно-модулированный сигнал (режим ЛЧМ)
с длительностью огибающей импульса
(25 ± 1,5 )мкс;
монохроматический немодулированный сигнал
режим (МОНО) с длительностью
2,5 мкс.
- импульсная мощность передатчика
25…40 кВт;
- время включения
не более 6 мин;
- потребляемая мощность
по сети 220 В 50 Гц
3 кВт;
сеть + 27 В
3 А;
сеть – 27 В
1 А.
В состав передающего устройства входят следующие шкафы и
блоки:
- устройство преобразования и фильтрации УПФ
(территориально расположено в шкафу приёмного устройства);
- блок управления;
- блок включения;
- шкаф модулятора предварительного усилителя мощности
(ПУМ)
- шкаф модулятора выходного усилителя мощности (ВУМ);
- шкаф выпрямителя ± 12 кВ;
- развязывающее устройство;
- установка СВЧ - прибора.
2.2. Структурная схема передающего устройства первичного канала
Передающее устройство АОРЛ-85 выполнено по многокаскадной схеме и содержит задающий генератор (УПФ) ЛЧМ и МОНО сигналов, предвари- № канала
тель1 полукомплект,
2 полукомплект,
ный
МГц
МГц
усили
1 канал
1216
1258
литель
2 канал
1220
1262
мощ3 канал
1232
1274
ности
4 канал
1236
1278
на
ЛБВ
УВИ-68 и оконечный усилитель мощности на амплитроне МИУ-79.
299
Формирование импульсов ЛЧМ и МОНО производится в гетеродине возбудителе, входящем в состав устройства преобразования и фильтрации
(УПФ) передатчика.
В задающем генераторе (УПФ) применён пассивный способ
формирования ЛЧМ сигнала на промежуточной частоте (рис.2.1.). В
качестве пассивного формирователя выбрана дисперсионная ультразвуковая линия задержки, которая представляет собой звукопровод из
монокристалла кварца с нанесёнными на его рабочую поверхность
тонкими металлическими полосками, преобразующими электрические
сигналы в поверхностные ультразвуковые волны. Выходной преобразователь осуществляет обратную операцию - ультразвуковые волны
преобразуются в электрические сигналы.
Распределение металлических полосок во входном преобразователе носит эквидистантный характер. Расстояние между соседними полосками выбирается из условия настройки на среднюю частоту девиации fо = 20 МГц. Число полосок определяет полосу пропускания преобразователя. Выходной преобразователь содержит ряд металлических полосок с неравномерным шагом. Благодаря этому при
распространении ультразвуковой волны вдоль звукопровода на выходных зажимах преобразователя образуются электрические сигналы
переменной частоты, а сам сигнал "растягивается" во времени. Закон
размещения полосок на звуконосителе подобран таким образом, чтобы выходной сигнал имел девиацию частоты 1МГц.
20 МГц
t
U вх.
U вых
7 шт.
t
на схему коммут.
(кг-нкг)
19 шт.
20МГц
КГ
БУ
ЭП
непр.
0,5мкс
мод-р
возбудит.
t
3,5мкс
0,5 мкс
компен.
усилит.
24мкс
2,5мкс
2,5мкс
вых.У
М
ДУЛЗ
ус-ль
47дБ
Вых. ЛЧМ 29 мкс
20±0,5 МГц на
смесит. 1 УПФ
Рис.2.1. Принцип формирования ЛЧМ сигнала
300
Генератор стабилизированный кварцем, вырабатывает непрерывный сигнал частотой 20 МГц, который в модуляторе преобразуется
в радиоимпульсы длительностью 0,5 мкс. В ДУЛЗ, из-за различной
временной задержки составляющих спектра, импульсы расширяются
по длительности до 29 мкс и приобретают линейное внутриимпульсное изменение частоты от 19,5 до 20,5 МГц. После усилителя, необходимого для компенсации затухания сигналов в УЛЗ, ЛЧМ - импульсный сигнал поступает на выход гетеродина - возбудителя для дальнейшего преобразования его в схеме УПФ.
Кроме импульсного сигнала, ЛЧМ гетеродин - возбудитель генерирует
также непрерывные сигналы стабильной частоты 20 МГц, которые используются в качестве опорных в АПОИ и фазовых детекторах системы СДЦ.
Дальнейшее преобразование ЛЧМ сигнала производится путём
переноса его в область рабочих частот (1216…1278) МГц, для чего
используется гетеродин приёмного устройства и смесители – преобразователи УПФ (рис.2.2).
Так как непосредственное смешение частот fг и fо затруднено изза их несоизмеримости, для формирования выходного сигнала fс применяется двойное преобразование частоты.
301
Рис.2.2. УПФ. Схема структурная электрическая
302
Рис.2.3. УПФ. Схема структурная электрическая (модернизированный вариант)
303
304
Рис.2.4. Структурная схема передающего устройства первичного канала
305
Непрерывные колебания частотой 55,6667 МГц вырабатываются
кварцевым автогенератором и через буферный каскад поступают на
утроитель частоты. Далее колебания частоты 167 МГц усиливаются
двухкаскадным усилителем мощности и через делитель мощности поступают на смесители 1 и 2.
Сигнал ЛЧМ на средней частоте fо смешивается в преобразователе I с сигналом частотой 167 МГц и фильтр выделяет разностную
частоту (167 – fо) МГц. В преобразователе II импульс 29 мкс напряжения гетеродинной частоты fг смешивается с сигналом частотой 167
МГц и фильтр выделяет импульс разностной частоты (fг - 167) МГц.
Преобразователь III смешивает сигналы частот (167 - fо) МГц и (fг 167) МГц, а третий фильтр выделяет суммарную частоту
(fг -167) МГц + (167 – fо) MГц = (fг - fо) МГц.
Таким образом, нестабильность генератора частоты 167 МГц не
оказывает влияния на стабильность сигнала результирующей частоты
(fг - fо) МГц.
После УПФ СВЧ - сигнал fс в виде импульса длительностью 29
мкс с линейной частотной внутриимпульсной модуляцией усиливается
в транзисторном усилителе и поступает на ЛБВ УВИ-68 (рис.2.4.). В
ЛБВ производятся дальнейшее усиление сигнала и его модуляция импульсами длительностью 27 мкс. Начало и конец импульса определяются сигналами «Запуск ПУМ», поступающими в клок управления передатчика из синхронизирующего устройства. Модулятор имеет небольшую мощность и питается от выпрямителя ±1,5 кВ. На входе и
выходе ЛБВ установлены детекторные головки, позволяющие, визуально осциллографом, контролировать огибающие СВЧ – сигналов.
Оконечный каскад передатчика выполнен на амплитроне МИУ79. Модуляция амплитрона производится мощными импульсами длительностью 25мкс и напряжением 5...13кВ от модулятора с частичным
разрядом накопителя . Длительность модулирующего импульса и его
положение выбираются таким образом, чтобы начало и конец возбуждения амплитрона происходили соответственно раньше и позже, чем
на амплитрон подан модулирующий импульс. В противном случае в
амплитроне могут возникнуть колебания паразитных частот. Выходной сигнал передатчика, через направленный ответвитель (НО) и развязывающее устройство на основе ферритового циркулятора, поступает в фидерный тракт. С выходов НО снимаются сигналы огибающих
падающей и отражённой волн, что позволяет вести в блоке управления контроль мощности и состояния согласования фидерного тракта.
306
В модификации АОРЛ-85К(ТК) дополнительно к режиму ЛЧМ, с
целью уменьшения минимальной дальности действия, введён режим
МОНО. В этом режиме передатчик формирует монохроматический
радиоимпульс длительностью 2,5 мкс. Схема модернизированного
УПФ приведена на рис.2.3. Основные отличия вариантов УПФ заключаются в способе и сигналах управления переключателями У14, У15 и
введении в схему коммутатора 2.
Формирование задающих сигналов происходит следующим образом. При подаче на коммутатор 2 строба МОНО с уровнем лог.1,
происходит подключение ДУЛЗ к гетеродину – возбудителю, УПФ
формирует ЛЧМ сигнал, т.е. схема работает аналогично предыдущей.
При подаче на коммутатор 2 строба МОНО с уровнем лог.0, а на переключатели У14, У15 импульса запуска 6 мкс, отключается от гетеродина – возбудителя ДУЛЗ и УПФ вырабатывает гладкий радиоимпульс длительностью 6 мкс.
2.3. Предварительный усилитель мощности. Принцип работы, варианты технической реализации
Предварительный усилитель мощности (ПУМ) предназначен для
усиления и формирования по длительности сигнала возбуждения выходного усилителя мощности (ВУМ).
Задающие сигналы ЛЧМ (τИ = 29 мкс) или МОНО(τИ = 6 мкс),
мощностью 5 мВт, подаются из УПФ на пятикаскадный транзисторный
усилитель. Для снижения взаимного влияния УПФ и ПУМ на входе и
выходе усилителя установлены ферритовые циркуляторы W1 и W2
(рис.2.5).
Усиленный до 1…3 Вт сигнал, поступает для контроля огибающей на
детекторную головку и далее на вход усилителя на ЛБВ УВИ-68. Усилитель
на ЛБВ увеличивает мощность сигнала до. 5 кВт и нормирует по длительности до 27 мкс. Нормировка производится подачей модулирующего импульса,
передний и задний фронты которого определяются синхроимпульсами ЗАП I
и ЗАП II, поступающими в ПУМ через блок управления от синхронизатора
шкафа ШСС.
Модулятор ПУМ (рис.2.6) обеспечивает формирование и подачу на модулятор ЛБВ отрицательного импульса напряжением 1,5 кВ.
В исходном состоянии лампы VL1, VL2, VL3 закрыты отрицательными напряжениями от источников смещения – 150 В и - 50 В, VL4 открыта.
Через открытую VL4 на модулятор ЛБВ подаётся напряжение – 1,5 кВ и
лампа заперта. Синхроимпульсы ЗАП I и ЗАП II пройдя через эмиттерные
307
повторители на VT3 и VT4 открывают ключи на VT5 и VT6. Открытие ключевых транзисторов приводит к быстрому разряду конденсаторов С11 и С12,
ранее заряженных от источника + 400 В, через первичные обмотки импульсных трансформаторов TV1 и TV3.
С выходов трансформаторов TV1 и TV3 импульсы положительной полярности амплитудой + (200…300) В поступают на управляющие сетки ламп
VL1 и VL2. В результате VL1 открывается и напряжение + 1,5 кВ прикладывается к модулятору ЛБВ и резистивному делителю R13…R24. Скачок напряжения с R13 через каскад управления открывает VL3 и напряжение от
источника + 1,5 кВ подключается к модулятору ЛБВ. Одновременно с R24
снимается сигнал, запирающий VL4.
fн
W1
5мВт
A1
VT1
A2
VT2
A3
VT3
L4
R1
+12В
R2
+12В
+20В
R4
R6
R3
fн
W2
A5
VT5
A4
VT4
2,5Вт
Рис.2.5. Транзисторный усилитель мощности
С приходом синхроимпульса ЗАП II, открывается лампа VL2 и шунтирует делитель R13…R24, в результате чего запирается лампа VL3 и открывается VL4, формируя при этом задний фронт модулирующего импульса. В
схеме восстанавливается исходное состояние. В качестве ключевых ламп в
ПУМ использованы ГМИ-6.
В РЛС последних лет выпусков в конструкцию ПУМ внесены изменения.
Усилитель на ЛБВ УВИ-68 заменен двухкаскадным усилителем на
лампах ГС-15, а также изменена конструкция и увеличена мощность транзисторного усилителя (рис.2.7).
308
Рис.2.7. Предварительный усилитель мощности модернизированный
309
ЗАП I
25 В
VT3
VT5
ЭП
ключ
TV1
1,5кВ
VT1
200В
С10
каскад
управ.
VL1
VL3
(закрыт)
-150В
-50В
С11
R15-17
+400В
ЛБВ
VT4
VT6
ЛБВ
TV3
R14-23
200В
ЗАП II
ЭП
R53
на катод
R13
R18-20
C12
-12кВ
на модул.
ключ
VL2
25 В
1,5кВ
VT2
каскад
C8 управ.
VL4
(открыт)
-150В
R24
Рис.2.6. Модулятор ПУМ. Схема электрическая функциональная
310
311
Питание усилительных каскадов производится от источников + 1,5 кВ
и + 4 кВ. Формирование модулирующих импульсов синхронизируется импульсами ЗАП I и ЗАП II. Модуляция производится по катодным цепям импульсами – 50 В, по цепям экранных сеток – напряжением +750 В.
2.4. Выходной усилитель мощности.
Принцип работы, варианты технической реализации
Выходной усилитель мощности (ВУМ) обеспечивает усиление зондирующего сигнала по мощности до (25…40) кВт, выполнен на амплитроне
МИУ-79 и питается импульсным напряжением (5…10) кВ длительностью 25
мкс.
Состав ВУМ:
- импульсный усилитель;
- подмодулятор на ГМИ-6;
- модулятор на 2-х ГМИ-42Б;
- выпрямители ± 400 в, +1,5 кВ.
Импульсное питание амплитрона МИУ-79 производится следующим
образом. Импульс запуска ВУМ длительностью 25 мкс от ШСС поступает
через блок управления на пятикаскадный транзисторный усилитель, усиливается по амплитуде до (150…200) В и подаётся сетку лампы ГМИ-6 подмодулятора.
С выхода подмодулятора импульс амплитудой 1000 В через Т1 поступает на управляющую сетку модуляторной лампы VL2. Лампа VL2 запитана
по анодной цепи через разрядную лампу VL1 напряжением + 12 кВ от высоковольтного выпрямителя (ВВВ).
В исходном состоянии лампа VL1 открыта, а VL2 – закрыта. Конденсаторы накопителя С2…С4 по цепи « + 12 кВ ВВВ, R35, Л1, R5, R6,
VD6…VD9, корпус» заряжены до напряжения + 12 кВ. С приходом импульса
запуска VL2 открывается и накопитель С2…С4 начинает разряжаться по цепи « + накопителя, открытая лампа VL2, резисторы R30…32, корпус, амплитрон, - накопителя». Длительность и форма модулирующего импульса контролируется в гнезде S12. С накопителя снимается сигнал обратной связи,
позволяющий регулировать величину импульсного напряжения, подаваемого
на амплитрон.
Реле Р2.1. и Р3.1. позволяют контролировать значения токов амплитрона и срабатывают про увеличении тока, индицируя состояния «ухудшения» и
«авария». В режиме «авария» с ВУМ снимается питающее напряжение + 12
кВ. По стрелочному прибору ведётся контроль тока ВУМ.
312
С7
R26 VD7
Л1
R28-R93
200В
25мкс
ШСС, БУ
Усилитель
Т1-Т5
ГМИ-6
1000В
Т1
400В
СВЧ вх. ЛЧМ 27 мкс от ПУМ
ГМИ-42Б
Л2
+
С2
R30-32
+1,5кВ
Р2.1-авария ср. тока ВУМ
С4-
МИУ-79
12кВ
R29
СВЧ вых.
ЛЧМ 25мкс
МОНО 2,5 мкс
R6
S12
Ек -100В
ГМИ-42Б
R35 12кВ
+
VD6
Цепь ОС
-400В
VD9
на тиристорн.
регулятор
Р3.1-"Ухудшение"
C1
VD8 Р2.1
Р3.1
C9
+
R5
R38
R40
Рис.2.8.ВУМ. Схема электрическая функциональная
313
2.5. Высоковольтный выпрямитель. Принцип регулирования и
стабилизации питающих напряжений для усилительной цепочки передатчика
Высоковольтный выпрямитель (ВВВ) предназначен для получения стабилизированных напряжений + 12 кВ и – 12 кВ, необходимых для питания
высоковольтных цепей передатчика первичного канала.
Характеристики ВВВ:
- выходные стабилизированные напряжения ± 12 кВ;
- плавная установка номинальных значений напряжений за (2…3) с;
- включение напряжения + 12 кВ в момент возрастания напряжения –
12 кВ до уровня – 7,5 кВ.
ВВВ представляет собой стабилизаторы компенсационного типа с регулирующими элементами на тиристорах (рис.2.9). Рассмотрим работу ВВВ
– 12 кВ. Схема ВВВ + 12 кВ аналогична, отличия заключаются в полярности
включения тиристоров, диодов выпрямителя и, связанных с этим, элементов
регулирования.
При включении высокого напряжения срабатывает контактор КМ1 и
трёхфазное напряжение 220 В 400 Гц подаётся на тиристорный регулятор. В
начальный момент с выхода УПТ выдаётся максимальное напряжение регулирования Uрег = + 15 В и тиристоры регулятора работают с отсечкой 90 градусов по каждому полупериоду фаз А, В, С (рис2.10). Для регулирования напряжения по каждой фазе применяется два тиристора.
Схема повышения выходного напряжения в УПТ начинает плавно
уменьшать напряжение Uрег, изменяя угол отсечки тиристоров, в результате
чего Uвых.ВВВ возрастает до значения, установленного регулировкой R7. При
значении Uвых.ВВВ = - 7,5 кВ формируется сигнал разрешения на включение
ВВВ +12 кВ. Выходные напряжения обеих выпрямителей достигнут установившихся значений за 2…3 секунды.
Стабилизация выходных напряжений осуществляется путем выработки
управляющего напряжения в УПТ по результатам сравнения текущего выходного напряжения Uвых.ВВВ, определенного значением R7, с опорным Uоп.
Если Uвых.ВВВ > Uоп, то Uрег УПТ возрастает, что приводит у росту значения
угла отсечки тиристоров, и Uвых.ВВВ снижается. Если Uвых.ВВВ > Uвых.ВВВ макс, то
вырабатывается сигнал защиты, который отключает КМ1, а на передней панели шкафа ВВВ загорается светодиод «защита». С резисторов R60…R62
снимается сигнал защиты по току, снижающий Uвых.ВВВ до уровня, при котором текущее значение тока не превышает номинального значения.
314
Рис. 2.9. Высоковольтный выпрямитель – 12 кВ
Рис. 2.10. Регулирование напряжения по одной фазе питающей сети
2.6. Эксплуатационные настройки и регулировки передающего
устройства
Передатчик ПК работает в двух режимах: «Работа» и «Ремонт». В первом включение производится централизованно (дистанционный режим
управления), во втором – включение местное, органами управления, размещёнными на передних панелях шкафов передатчика.
В передатчике предусмотрена «блокировка» всех шкафов, нарушение
которой приводит к выключению «высокого» напряжения. При замкнутых
контактах блокировки на каждом шкафе горит светодиод «Блокировка». Для
усилительных приборов передатчика ПК применено двухступенчатое вклю-
315
чение накала. В течение 20 секунд напряжения накала подаются через ограничительные резисторы, затем прикладывается полное напряжение накала.
Включение и отключение передатчика в местном и централизованном
режимах производится блоком управления (БУ), временная выдержка между
моментами включения высокого и накала составляет 5 минут . Кнопкой
ШУНТ 5 мин. можно произвести включение высокого без задержки. БУ выключает высокое при возникновении в передатчике аварий по мощности и
току, а также восьмикратное выключение запуском ВУМ при аварии и его
повторное включение. Блоком управления обеспечивается обдув элементов
передатчика в течении 5 минут после выключения высокого напряжения.
В процессе эксплуатации контролю подлежат следующие параметры
передатчика ПК:
1. Длительность огибающих выходного СВЧ сигнала.
Контроль производится в гнезде ОГИБ.ВУМ на БУ. Штатные значения
должны составлять:
амплитуда импульса – 8 В ± 1 В;
длительность
ЛЧМ
23,5…26,5 мкс;
МОНО
2 ± 0,5 мкс;
период
2340 ± 300 мкс.
2. Длительность огибающих ПУМ.
Контроль производится в гнезде ОГИБ.ПУМ на шкафе ПУМ. Штатные
значения должны составлять:
амплитуда импульса
20 В ± 1 В;
длительность
ЛЧМ
27…28 мкс;
МОНО
3,2…3,8 мкс;
3. Длительность модулирующих импульсов в ПУМ и ВУМ
Контроль производится в гнездах Модул. имп. ВУМ и Модул. имп.
ПУМ.
для ВУМ
ЛЧМ
24…26 мкс;
МОНО
1,5…2,8 мкс;
для ПУМ
ЛЧМ
27…29 мкс;
МОНО
3,2…3,8 мкс;
4. Величина средних токов УВИ-68 и МИУ-79.
Контроль производится по стрелочным приборам, установленным на
передних панелях шкафов. Токи должны соответствовать значениям, приведённым в паспортах на приборы.
5. Мощность на выходе передатчика.
Контроль производится по прибору блока управления. Штатное значение должно составлять Рвых > 30 кВт (Используется график на передней панели БУ, показания прибора - ≥ 60 мкА).
316
Регулировке подлежит значение выходных напряжений – 12 кВ и + 12
кВ. Регулировка производится по форме огибающей СВЧ сигнала на выходе
резисторами R7 (- 12 кВ) и R76 (+ 12 кВ).
3. Приемное устройство первичного канала.
3.1. Технические характеристики приемного устройства первичного канала
Приёмное устройство ПК предназначено для усиления и преобразования высокочастотных сигналов от облучателей НУ и ВУ, а также
для формирования сигналов ЛЧМ и МОНО для возбуждения передающего устройства ПК.
Технические характеристики:
- Чувствительность приёмного устройства
минус 137дБ / Вт - режим МОНО;
минус 140дБ / Вт - режим ЛЧМ;
- Избирательность по зеркальному каналу
не менее 60 дБ;
- Коэффициент подавления
в режиме двукратной ЧПК
не менее 24 дБ;
- Динамический диапазон
по выходу амплитудного и когерентного каналов не менее 16 дБ.
Приёмное устройство ПК включает:
- УВЧ НУ, расположенный в установке СВЧ - прибора ПРД ПК;
- УВЧ ВУ, размещённый в антенной системе между облучателем
ВУ и ЧРУ;
- шкаф приёмного устройства ПК:
блок высокочастотного распределения;
блок приёмника ПК;
устройство преобразования и фильтрации (УПФ);
устройство обработки видеосигналов (УОВС).
3.2. Структурная схема приемного устройства первичного канала
Структурная схема приемного устройства ПК приведена на рис.3.1.
317
Эхо – сигналы от облучателей НУ и ВУ обеих полукомплектов после
усиления в УВЧ поступают в блок ВЧ разделения (БВЧР). С второго полукомплекта АОРЛ-85 сигналы с трактов НУ и ВУ поступают в БВЧ по 40 –
метровым коаксиальным кабелям Р, где усиливаются компенсирующими
усилителями.
Усилители высокой частоты каналов НУ и ВУ идентичны и выполнены
в виде транзисторного модуля. Коэффициент усиления УВЧ составляет 17дБ.
Максимально допустимая мощность СВЧ колебаний на входе УВЧ
2мВт. Для защиты УВЧ установлены ограничители, снижающие уровень
входного сигнала до допустимых значений.
Далее сигналы трактов НУ и ВУ поступают, в идентичные шкафы своего полукомплекта, на блоки ПРМ ПК, где объединяются на переключателях
НУ-ВУ и подаются на преселектор. При этом сигнал ВУ проходит через аттенюатор ВАРУ, предназначенный для улучшения условий работы приёмника в ближней зоне в условиях сильных отражений от местных предметов.
Аттенюатор ВАРУ изменяет своё затухание в соответствии с управляющим напряжением, вырабатываемым платой ВАРУ. Переключатель ВУНУ управляет манипулятором. В ближней зоне (0... 50 км с дискретностью 10
км) вход приёмника подключается к тракту ВУ, а за пределами зоны на вход
приёмника подаются сигналы НУ. Манипулятор, кроме того, управляет работой ВЧ переключателя, подключающего гетеродин к УПФ, и является ключевым усилителем тока управляющих сигналов.
Далее сигналы преобразуются по частоте в смесителе и дальнейшее
усиление происходит в усилителе промежуточной частоты.
В УПЧ происходит сжатие ЛЧМ - сигнала длительностью 25 мкс по
времени в узкие радиоимпульсы длительностью около 3 мкс. Сжатие осуществляется в дисперсионной УЛЗ. С выхода последнего каскада УПЧ сигналы
на ПЧ подаются на плату детекторов в блок УОВС.
В УПЧ имеется схема шумовой регулировки усиления (ШАРУ), поддерживающая напряжение шумов на постоянном уровне. Работа схемы ШАРУ контролируется схемой допускового контроля, расположенной на плате
ВАРУ. В случае ухода напряжения шумов за пределы допуска вырабатывается напряжение 27 В, которое подаётся на один из светодиодов «Уровень шумов миним.» или «Уровень шумов макс.», расположенных на передней панели блока приёмника.
На УПФ подаются сигналы гетеродина и запускающие импульсы. Под
воздействием этих сигналов в УПФ вырабатываются радиоимпульсы длительностью 29 мкс с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией и
радиоимпульсы МОНО, длительностью 6 мкс. Кроме того, в УПФ вырабатываются колебания опорной промежуточной частоты 20 МГц, которые подаются на фазовые детекторы блока УОВС.
318
Рис.3.1. Приёмник ПК. Схема электрическая структурная
319
Управление работой приёмного устройства может осуществляться как
дистанционно, так и с передней панели блока приёмника.
Преселектор обеспечивает избирательность по зеркальному каналу не
менее 60 дБ и выполнен в виде двух узкополосных фильтров (фильтр 1,2 для
1 и 2 частотных каналов, и фильтр 3,4 для 3 и 4 частотных каналов). Переключение фильтров осуществляется с помощью переключателей на входе и
на выходе.
Напомним, что каждый комплект аппаратуры ПК может работать на
одной из 4 фиксированных частот. Выбор частот производится переключателем "Канал" на передней панели блока приёмника. При смене частот излучения автоматически производится переключение фильтров преселектора и соответствующих кварцев в автогенераторе гетеродина.
Смеситель выполнен по балансной схеме на базе полоскового гибридного кольца и обеспечивает потери преобразования в диапазоне частот приёмника не долее 7 дБ. На второй вход смесителя поступают колебания гетеродина. Номинальная мощность гетеродина необходимая для работы смесителя, составляет 0,5 мВт.
R15 "ток кристалла"
ГЕТЕРОДИН
VT1
кварц АГ
БУ
VT2
VT4
X3
V6
УМ
VT8
X6
VT3
X3
VT5
УМ
VT7
X6
f гет.
1мВт
на смеситель
VT9
УМ
10мВ
C10
VT 1(СХЕМА БАТЛЕРА)
БУ
С8
R1
С7
С1
R31
C2
L1
R32
C4
R2
кв. фил.
R3
R17
Рис.3.2. Гетеродин приёмного устройства первичного канала.
Гетеродин генерирует высокостабильные колебания для смесителя ( не
менее 0,5 мВт) и для УПФ (10 мВт). Гетеродин первого комплекта генерирует колебания частот: 1236 МГц, 1240 МГц, 1252 МГц, 1256 МГц, а гетеродин
второго комплекта: 1278 МГц, 1282 МГц, 1294 МГц и 1298 МГц. В состав гетеродина входят кварцевый генератор с буферным усилителем и два усилительно - умножительных тракта (рис. 3.2.) для смесителя и для УПФ.
320
В смесительно - умножительном тракте смесителя частота сигнала умножается на 3, затем сигнал усиливается по мощности и производится умножение частоты на 6 варакторным умножителем.
Сигнал восемнадцатой гармоники кварца выделяется с помощью выходного фильтра гетеродина. Фильтр обеспечивает необходимое подавление сигналов, лежащих вне полосы пропускания. Для установки оптимального значения токов диодов смесителя, выходную мощность этого тракта
можно регулировать с помощью переменного резистора «Ток кристалла» на
передней панели блока ПРМ. Тракт гетеродина, работающий на УПФ, выполнен аналогично. Отличие состоит в том, что отсутствует регулировка
мощности и добавлен мощный выходной каскад. Кроме того, на вход УПФ
сигнал гетеродина проходит вначале через циркулятор, а затем через фильтр.
Циркулятор обеспечивает направленную передачу ВЧ сигнала в диапазоне
частот гетеродина.
В зависимости от номера частотного канала на автогенератор поступает управляющее напряжение, подключающее к нему один из 4 кварцев.
ПУПЧ представляет собой двухкаскадный усилитель на транзисторах.
Нагрузкой первого каскада является четырёхзвенный фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). Второй каскад является широкополосным, имеет небольшое усиление и обеспечивает согласование с волновым сопротивлением
кабеля, соединяющего ПУПЧ и УПЧ.
Коэффициент усиления ПУПЧ составляет 20 дБ, полоса пропускания (3
±0,5) МГц.
Усилитель промежуточной частоты имеет коэффициент усиления 80
дБ, полосу пропускания 2 МГц и содержит главный УПЧ, фильтр сжатия на
ДУЛЗ, компенсирующий УПЧ и схему ШАРУ.
Главный УПЧ служит для основного усиления ЛЧМ - сигнала и состоит из пятикаскадного усилителя на транзисторах и контрольного детектора.
Каскады УПЧ собраны по каскодной схеме ОК-ОЭ с гальванической связью
между транзисторами. Эмиттерный повторитель, стоящий на входе каждого
каскада, обеспечивает устойчивость усиления и настройки при различных
дестабилизирующих факторах. На первый каскад подаётся регулирующее
напряжение ШАРУ (или РРУ). С нагрузки последнего каскада ЛЧМ - сигнал
подаётся на фильтр сжатия. Этот же сигнал детектируется контрольным детектором и выводится на контрольное гнездо блока приёмника.
Фильтр сжатия ЛЧМ - сигнала выполнен на дисперсионной УЛЗ, работающей на поверхностных акустических волнах (ПАВ).
321
+12В
+12В
L1
R1
R2
C7
VT1
R74
R12
C12
R9
Полос.
фильтр
=2МГц
VD1
VT2
C8-C17
L2-L5
УП4
1/2/3
L27
C78
РРУ-ШАРУ
R75
R15
R13
R81
D8
VT16
R16
R10
R77
D9
VT15
C24 R14
устойч.
усилен.
R18
-12,6В
вых. дет.
УПЧ5
ПУПЧ
ПЧ
гет.
Iкр1
ШАРУ
25мкс
3мкс
Дет.
УПЧ6-10
СМ
Iкр2
сигн.
VD6
ДУЛЗ
VT2-12
УОВС
ЭП
Контр.
дет.
VT13
VT9,
VT10
УОВС
видео контроль
Рис.3.3.Каскады УПЧ приёмника первичного канала
видео
"контроль"
322
ДУЛЗ представляет собой звукопровод из монокристалла кварца с нанесёнными на его рабочую поверхность тонкими металлическими полосками, которые преобразуют энергию электрического сигнала в энергию поверхностной ультразвуковой волны и наоборот и формируют дисперсионную
характеристику линии. Время задержки при прохождении такой линии у различных частот различно и выбирается таким, чтобы при поступлении на вход
радиоимпульса с ЛЧМ к выходу линии все частотные составляющие импульса пришли одновременно. При этом амплитуда результирующего импульса
резко возрастает, а длительность сигнала уменьшается, т. е. происходит сжатие сигнала. Сжатие импульса позволяет существенно повысить точность и
разрешающую способность первичного канала.
Компенсирующий УПЧ предназначен для компенсации ослабленных
сигналов в ДУЛЗ (примерно в 40 дБ) и содержит 5 каскадов усилителя на
транзисторах и детектор. Величина ослабления сигнала в фильтре сжатия
может меняться от образца к образцу ДУЛЗ. Для компенсации этого разброса
предусмотрена ручная регулировка усиления.
Выходной сигнал на ПЧ транслируется на плату детекторов УОВС.
Продетектированный сигнал с выхода УПЧ подаётся на схему ШАРУ и выводится на контрольное гнездо блока приёмника.
3.3. Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ПК
К устройствам адаптации приёмного тракта первичного канала АОРЛ85 относятся схемы ШАРУ и ВАРУ.
Схема шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ) предназначена для поддержания постоянным (0,5 В) уровня шумов на выходе
УПЧ с точностью ± 20%. В УПЧ ПК применена сильно задержанная схема
ШАРУ.
Функциональная схема ШАРУ приведена на рис. 3.4. Выходное напряжение с детектора УПЧ VD7 подаётся на усилитель напряжения DА1 и через
эмиттерный повторитель поступает на минимальный пик-детектор VD12,
R95, C93, имеющий большую постоянную времени, и выдающий на своём
выходе напряжение, пропорциональное минимальному уровню шумов на
выходе амплитудного детектора УПЧ. Время разряда цепи R95, C93 существенно меньше, поэтому короткие импульсы сигнала не оказывают заметного
влияние на выходное напряжение пик-детектора. С выхода пик-детектора
напряжение усиливается усилителями DA2 и DA3 и подаётся на схему допускового контроля шумов, расположенную на плате ВАРУ. Задержка срабатывания ШАРУ создаётся пороговым смещением на выходной усилитель
323
ШАРУ DA3 от потенциометра R110 «порог ШАРУ». При превышении этого
порога изменяется ток в цепи регулируемого каскада УПЧ.
В приёмном устройстве предусмотрена возможность отключения схемы ШАРУ с помощью кнопки РРУ. В этом случае осуществляется ручная регулировка усиления УПЧ. Для компенсации изменения уровня шумов на выходе детектора УПЧ во время действия импульса ВАРУ на базу эмиттерного
повторителя подаётся бланкирующий импульс с платы ВАРУ.
Плата ВАРУ предназначена для формирования управляющего напряжения аттенюатором в канале ВУ, допускового измерения уровня выходных
шумов приёмника и выработки бланка схемы ШАРУ.
Параметры импульсного напряжения ВАРУ:
амплитуда
0…..5 В;
длительность пьедестала
25….30 мкс;
длительность импульса
50…450 мкс;
длительность импульса бланка 150…250 мкс.
Функциональная схема платы ВАРУ приведена на рис. 3. 4.
Схема ВАРУ включает генератор напряжения ВАРУ, генератор компенсирующего бланка и схему допускового контроля выходного напряжения
шумов приёмника.
Генератор напряжения ВАРУ формирует импульсы определённой
формы с регулируемой амплитудой и длительностью (рис.3.5.).
Запускающий импульс от ШСС поступает на мультивибратор У1.1.У1.3, который вырабатывает прямоугольный импульс положительной полярности длительностью 25 ... 30 мкс, управляющий работой транзисторного
ключа VT1 (рис.3.4). Длительность импульса регулируется резистором. До
прихода импульса ключ закрыт и напряжение на конденсаторе С3 определяется напряжением стабилитрона Д1. С приходом положительного импульса
ключ открывается и С3, заряженный до +27 В, быстро разряжается через сопротивление открытого транзистора VT1 до напряжения близкого к нулю и
сохраняет это значение в течение действия положительного импульса. По
окончании импульса – ключ VT1закрывается и конденсатор С3 начинает заряжаться через резисторы R11, R12,, R13 до напряжения стабилизации стабилитрона VD1. При этом на С3 формируется линейно нарастающее напряжение, которое через эмиттерный повторитель VT2 подаётся на аттенюатор
ВАРУ. Длительность заряда регулируется резистором R11(длит. ВАРУ), а
амплитуда - R21 (Комп.) и R18 (Ампл. ВАРУ).
Тумблером ВАРУ - ОТКЛ. можно отключать импульс запуска ВАРУ.
Формирователь импульса бланка выполнен на У2, амплитуда и длительность импульса бланка регулируется резисторами R5 и R10.
Схема допускового контроля вырабатывает напряжение +27 В, подаваемое на соответствующие светодиоды, указывающие на характер изменения шумов.
324
Рис. 3.4. Устройства адаптации приёмного тракта первичного канала АОРЛ-85
325
Схема состоит из двух пороговых устройств У3 и У4, одно из которых
контролирует максимально допустимое увеличение шума, другое минимально допустимый уровень шума. Напряжение, пропорциональное постоянной
составляющей напряжения шумов, со схемы ШАРУ поступает на входы пороговых устройств контроля максимума и минимума.
Рис.3.5. Форма напряжения ВАРУ
Если входное напряжение превышает порог "МАКС", то загорается соответствующий светодиод. Если входное напряжение меньше порога "МИН",
также загорается светодиод на передней панели блока ПРМ. Таким образом,
сигнал неисправности (горящий светодиод) выдаётся только при отклонении
напряжения шумов на величину более 20% от номинального значения.
В связи с введением в АОРЛ-85 режима МОНО в изделиях последних
лет изменена схема выходного каскада ВАРУ (рис.3.6.). При подаче строба
МОНО – ЛЧМ, электронный коммутатор изменяет цепь регулирования амплитуды напряжения ВАРУ.
+ 12,6 В
-12,6В
R16
Электронный
коммутатор
ЛЧМ
Строб
МОНО
R46
ампл. ВАРУ МОНО
R21
Глубина
ВАРУ
МОНО
R18
ампл. ВАРУ ЛЧМ
Рис.3.6. Особенности выходного каскада формирователя напряжения
ВАРУ
326
3.4. Эксплуатационные проверки и регулировки приемных устройств РЛС
В приёмном устройстве первичного канала проверкам подлежат:
- токи смесителей преобразователя частоты;
- чувствительность ;
- уровни и форма напряжений ВАРУ;
- уровень собственных шумов приёмника;
- пороги схемы допускового контроля собственных шумов.
Ток диодов смесителя контролируется по встроенному в шкаф прибору
в положении переключателя КОНТРОЛЬ РЕЖИМОВ «ТОК КРИСТ 1» и
«ТОК КРИСТ 2». Показания должны соответствовать значениям (20…200)
мкА. Регулировка производится резистором R15, платы гетеродина.
Чувствительность измеряется при помощи генератора сигналов высокочастотного Г4-78, подключаемого на вход приемного устройства. В положении «НАПРЯЖ ШУМ» переключателя КОНТРОЛЬ РЕЖИМОВ, устанавливается при помощи регулировки РРУ значение собственных шумов 100
мкВ. Подается непрерывный сигнал от Г4-78, аттенюатором вносится ослабление до установки напряжения на стрелочном приборе, соответствующем
показанию 150 мкА. Показания аттенюатора дадут значение чувствительности приёмного устройства.
Проверка и регулировка схемы ВАРУ заключается в оценке снижения
уровня принимаемых от местных предметов сигналов. С учётом конкретной
позиции устанавливается длительность действия ВАРУ по дальности. Регулировка проводится резистором R3 платы ВАРУ. Глубина ВАРУ устанавливается резисторами R21 и R18. В последних модификациях РЛС амплитуда
(глубина) ВАРУ задается раздельно для режимов МОНО и ЛЧМ соответственно резисторами R46 и R18.
Уровень собственных шумов приёмного устройства задается в схеме
ШАРУ резистором R110 и должен составлять (100…150) мкА по встроенному прибору.
Схема допускового контроля приёмника по шумам должна сигнализировать изменение значения шумов с допуском ± 20%. Поэтому настройка
верхнего и нижнего порогов срабатывания производится резисторами R26 и
R27 «MIN ШУМ» и «MAX ШУМ» платы ВАРУ-ШАРУ..
327
4. Устройство обработки видеосигналов
4.1. Назначение и технические характеристики устройства обработки видеосигналов
Устройство обработки видеосигналов (УОВС) предназначено:
- для детектирования эхо – сигналов ПК;
- для подавления эхо – сигналов от местных предметов;
- для формирования вобулированного запуска;
- для формирования выходных видеосигналов и их выдачи через аппаратуру синхронизации и сопряжения на АПОИ.
Технические характеристики УОВС:
- коэффициент компенсации контрольного сигнала
24 дБ;
- динамический диапазон по входу
25 дБ;
- дальность обработки в фазовом (когерентном ) канале
60 км;
Состав аппаратуры УОВС (рис.4.1):
- фазовый (когерентный) канал;
- амплитудный канал;
- устройство синхронизации;
- устройства контроля и питания.
4.2. Принцип построения схем системы череспериодной компенсации
на приборах с зарядной связью
Селекция (выделение) сигналов движущихся целей основаны на использовании метода череспериодного вычитания (ЧПВ) или череспериодной
компенсации (ЧПК), который базируется на использовании фундаментальных различий в структуре сигналов, отраженных от движущихся и неподвижных целей.
Рассмотрим процессы, связанные с отражением сигналов импульсной
РЛС от неподвижной и движущейся целей.
Пусть импульсная РЛС излучает зондирующие импульсы длительностью tи с периодом следования Тп и частотой заполнения f0. Предположим,
что на удалении R от антенны РЛС располагается неподвижная цель
(рис.4.2.).
328
Пусть в момент времени t0 излучается зондирующий радиоимпульс с
начальной фазой φз1. Спустя время t = R/C , где С - скорость света, он достигает цели и отражается от нее в направлении на РЛС в фазе
 отр1  2 
R  m

  з1
,
где m - целое число длин волн, укладывающихся в R.
В момент времени t = 2R/C, отраженный сигнал принимается антенной
радиолокатора. При этом фаза принятого сигнала
 ПР1  2 
2( R  m )

  з1
Следовательно, в результате первого зондирования неподвижной цели
отраженный сигнал приобретает фазовый сдвиг относительно зондирующего
импульса зависящий только от удаления цели.
Поскольку цель неподвижна (R = const), то при втором, третьем и т.д.
зондированиях фазы принятых антенной РЛС сигналов оказываются одинаковыми по отношению к фазам зондирующих импульсов.
Рис. 4.2. Возникновение эффекта Доплера при движении цели
329
Рассмотрим аналогично предыдущему процесс отражения сигналов целью, движущейся с постоянной скоростью Vr по направлению к РЛС (или от
нее). Пусть в момент времени to происходит излучение (первого) зондирующего импульса с начальной фазой φз1 (рис.4.2.). При t = 2R/C зондирующий
импульс с фазой
R  m
 отр1  2 

  з1
достигает цель и отражается от нее в направлении к РЛС.
Спустя время t = 2R/C отраженный сигнал с фазой
 ПР1  2 
2( R  m )

  з1
принимается антенной РЛС. При этом полное изменение фазы сигнала
1   ПР1   З1  2 
2( R  m )

При t = Tп, когда расстояние до цели оказывается равным R - VrTп,
происходит излучение следующего - (второго) зондирующего импульса с начальной фазой φз2. Через время t = ( R - VrTп)/2 он достигает цель и отражается от нее с фазой φотр2
 отр 2  2 
( R  Vr Т П )  m

  з2
Изменение фазы отраженного сигнала по сравнению с предыдущим
зондированием обусловлено перемещением цели за время Тп на расстояние
VrTп в направлении к РЛС. Спустя время t = 2[(R- VrTп)-mλ]/C, отраженный
от цели сигнал принимается антенной РЛС с фазой
 пр 2  2 
2[( R  Vr Т П )  m ]

  з2
Результирующее изменение фазы сигнала по отношению к фазе зондирующего импульса составляет в этом случае
 2   пр 2   З 2  2 
2[( R  Vr Т п )  m )]

330
или, что то же самое
 2  2 
2( R  m )

 2 
2Vr

Тп
Изменение фазы отраженного сигнала в этом случае зависит не только
от начального удаления цели R, но и от величины его изменения за время Тп.
Продолжая эти рассуждения для следующего (третьего) зондирования,
найдем
 3  2 
2 ( R  m )

 2 
2Vr

Тп
Аналогично для произвольного к –того зондирования можем записать
 к  2 
2( R  m )

 2 
2Vr

Тп
Таким образом, фундаментальное отличие сигнала, отраженного движущейся целью, состоит в непрерывном изменении его фазы от одного зондирования к другому на величину 4πVrТп/λ зависящую от скорости перемещения цели (рис.6.1.).
Сомножитель 2Vr/λ, имеющий размерность [сек -1], численно равен частоте Доплера, т.е. Fд=2Vr/λ.
Именно это отличие определяет сущность построения подавителей отражений от неподвижных и малоподвижных целей, которая состоит в последовательном (от зондирования к зондированию) сравнении фаз принятых
сигналов.
Однако, непосредственное сравнение фаз импульсных сигналов, разделенных интервалом времени Тп (или кратным ему), представляет достаточно
сложную техническую задачу. Поэтому обычно производят вначале преобразование фазы отраженного сигнала (в каждом зондировании) в амплитуду, а
затем - последовательное (от одного зондирования к другому) сравнение этих
амплитуд.
Преобразование фазовых изменений отраженных сигналов в амплитудные производится с помощью фазового детектора, который может быть реализован либо на радиочастоте, либо на промежуточной частоте. Последний
вариант более предпочтителен ввиду возможности получения простыми
средствами требуемого усиления при заданной стабильности коэффициента
передачи приемника.
На один из входов детектора поступает сигнал, отраженный от цели, а
на другой вход детектора подается опорное напряжение. Это напряжение
представляет собой непрерывное (по крайней мере, в пределах Тп) колебание,
331
фаза которого жестко связана с фазой зондирующего импульса (внутреннее
фазирование) или с фазой отражения от протяженного местного предмета
(внешнее фазирование).
В РЛС АОРЛ-85 используется опорное напряжение, сформированное в
УПФ по принципу истинной когерентности.
Рис.4.3. Выходные сигналы ФД
а) неподвижная цель
б) подвижная цель
При действии на входе фазового детектора импульсного сигнала, отраженного от неподвижной цели (Fд = 0), величина выходного напряжения зависит только от фазы, которая остается постоянной от зондирования к зондированию. Следовательно, в этом случае выходное напряжение фазового детектора представляет собой последовательность видеоимпульсов длительностью tи, следующих с периодом Тп и имеющих одинаковую амплитуду
(рис.4.3.а).
В том случае, когда отражение происходит от движущейся цели, фаза
сигнала на входе 4πVrТп/λ, результатом этого является изменение от импульса к импульсу амплитуды сигнала на выходе детектора (рис.4.3.б). То есть
выходное напряжение фазового детектора представляет собой последовательность видеоимпульсов длительностью tи, следующих с периодом Тп и
промодулированных по амплитуде частотой Доплера.
Для череспериодного сравнения амплитуд импульсов с выхода фазового детектора используются схемы череспериодной компенсации (ЧПК). Один
из простейших вариантов построения такого устройства показан на рисунке
4.4.а.
Приведенная схема реализует операцию череспериодного вычитания в
соответствии с выражением
332
U вых (к )  U вх (к  1)  U вх (к )
где Uвых(k) и Uвx(k) - выходной и входной сигналы текущего периода
зондирования;
Uвx(k-1) - сигнал предшествующего периода зондирования.
Uвх
Тзад
Тзад
Uвых
б)
Рис.4.4. Простейшие одно- и двукратная схемы ЧПК
На рис 4.4.б. показан вариант двукратной схемы ЧПК.
При действии на входе последовательности импульсов с периодом следования Тп = Тз, где Тз - время задержки, выходной сигнал представляет собой разность амплитуд входного сигнала и сигнала, задержанного на время
Тз. Если амплитуды входных импульсов одинаковы, то на выходе схемы они
оказываются подавленными (начиная со второго). Следовательно, сигналы,
полученные в результате отражения от неподвижной цели и имеющие на выходе фазового детектора одинаковую амплитуду, подавляются.
Если же амплитуды входных сигналов изменяются от импульса к импульсу, что характерно при отражении от подвижной цели, то имеет место
выходной сигнал в виде последовательности импульсов разностной амплитуды, который далее может быть использован для индикации координатной
отметки движущейся цели.
Для рассмотренной схемы череспериодной компенсации, независимо
от способа ее реализации, характерны некоторые ограничения и недостатки,
основными из которых являются следующие.
- Низкая эффективность подавления отражений от неподвижных и малоподвижных целей при обработке реальных сигналов, из-за флуктуации амплитуд, ограниченной длительности пачки отраженных импульсов и т.д.
- Нечувствительность устройства к сигналам, отраженным от движущихся целей, скорости которых таковы, что за период зондирования они перемещаются на расстояние кратное целому значению длин полуволн.
333
В первом случае повышение эффективности систем достигается их
каскадным включением.
Во втором случае амплитуды сигналов на входе устройства череспериодной компенсации оказываются одинаковыми и они подавляются. Описанное явление приводит к потерям сигналов от движущихся целей, и получило
наименование явления слепых скоростей.
Рис..4.5. Прохождение сигналов от неподвижной цели и движущегося ВС через ЧПК
С целью устранения влияния слепых скоростей на видимость целей используют переменный (вобулированный) период следования зондирующих
импульсов. В этом случае удается сместить ближайшую слепую скорость за
пределы диапазона реальных скоростей ВС.
Использование фазового детектора для преобразования фазовых изменений отраженных сигналов в амплитудные приводит к тому, что из-за гармонического характера зависимости
U ВЫХ .ФД  
имеют место зоны нулевой чувствительности (рис.4.6.а.).
Для устранения эффекта слепых фаз в РЛС АОРЛ-85 используются
квадратурные ФД (рис.4.6.а, б.), а схема СДЦ имеет два канала. Опорные напряжения поступают на фазовые детекторы со сдвигом 90°. Объединение обработанных сигналов осуществляется с помощью специальной схемы формирования модуля выходного сигнала в соответствии с выражением
U ВЫХ  (U cos ) 2  (U sin ) 2 .
334
Непосредственное вычисление модуля сопряжено с рядом неоправданных аппаратных усложнений. Поэтому при практической реализации описываемых устройств пользуются приближенными вычислениями. Наиболее
распространенный алгоритм вычисления модуля выходного сигнала
U ВЫХ
sin
 cos U ВХ
cos
sin
  U ВХ 
, если U ВХ
 U ВХ
,
2

U ВЫХ
cos
 sin U ВХ
cos
sin
  U ВХ 
, если U ВХ
 U ВХ
2

или
оказывается значительно проще в реализации, хотя и имеет погрешность в оценке величины выходного сигнала до 10%.
Рис.4.6.а. Подавление слепых фаз в квадратурных ФД
Сущность подавления явления слепых фаз состоит в том, что если в
одном из каналов чувствительность детектора близка к нулевой, то в другом
канале она оказывается максимальной. Результирующая характеристика чувствительности (рис.4.6.а.) не имеет нулевых зон.
335
Рис.4.6.б. Фазовые детекторы в квадратурной системе СДЦ
В РЛС АОРЛ - 85 компенсаторы и накопители реализованы на базе
приборов с переносом заряда (ППЗ). Особенности этих приборов привели к
использованию специфических схемных решений при реализации указанных
устройств. Поэтому прежде чем рассматривать конкретные схемные реализации компенсатора и накопителя импульсных сигналов, целесообразно рассмотреть принцип действия ППЗ, их параметры и характеристики, а также
связанные с ними ограничения.
ППЗ относятся к классу дискретно-аналоговых приборов, которые занимают промежуточное положение между цифровыми и аналоговыми устройствами и позволяют создавать функционально законченные устройства,
сочетающие высокую стабильность и простоту управления с малыми габаритами, массой и энергопотреблением.
Как и в цифровых фильтрах, в ППЗ используется тактовое управление,
поэтому стабильность характеристик фильтра на основе ППЗ определяется
стабильностью тактовой частоты. Существенным является то, что отпадает
необходимость в аналого-цифровом преобразовании, так как все операции
выполняются в аналоговой области.
Основное преимущество применения ППЗ для обработки радиолокационных сигналов по сравнению с цифровыми устройствами заключается в
снижении стоимости аппаратуры, её габаритов, массы и потребляемой мощности. Вместе с тем устройства на ППЗ, как правило, уступают по параметрам цифровым устройствам, однако для задач обработки, которые не требуют особого качества и связаны с аппаратурой массового применения, использование ППЗ является весьма перспективным.
336
Рис.4.7. Структура ППЗ
Приборы с переносом заряда являются дискретно-аналоговыми линиями задержки, состоящими из последовательно соединённых запоминающих
конденсаторов и аналоговых ключей, выполненных по интегральной технологии. Структура ППЗ и соответствующая ей эквивалентная схема представлена на рис. 4.7.
Структуру ППЗ можно рассматривать, как ряд полевых транзисторов с
изолированными затворами, в которых истоки и стоки соединены друг с другом и, кроме того, затворы перекрывают диффузионные n-области так, что
между ними существует сильная емкостная связь. Диффузионные области,
являющиеся стоком для одного и истоком для следующего прибора, не подключаются к источникам напряжений. Контакты первой и последней диффузионных областей служат входными и выходными выводами.
Входное напряжение преобразуется в заряд и передаётся от ячейки к
ячейке с помощью двух противофазных последовательностей тактовых импульсов UТ1 и UТ2. Так, при подаче на соответствующие (например, чётные)
затворы импульса положительной полярности (относительно подложки) полярности находящиеся под ним диффузионные области играют роль стоков,
куда перемещается заряд электронов, пропорциональный сигналу, из областей, являющимися истоками предыдущих (нечётных) элементов, затворы которых находятся под нулевым потенциалом. В следующий такт работы
функции чётных и нечётных элементов меняются. Такие схемы были названы пожарными цепочками по аналогии со старинным способом передачи вёдер с водой при тушении пожара.
Таким образом, линия задержки на ППЗ из к - последовательно включенных ячеек (разрядов), обеспечивает задержку сигнала на время:
Тзад = к Ттп,
где Ттп – период следования управляющих тактовых импульсов.
337
Если спектр сигнала, который вводится в линию задержки, ограничен
частотой Fmах, то в соответствии с теоремой Котельникова частота следования тактовых импульсов (частота дискредитации) должна выбираться из условия fтп = (1 / Ттп)  Fmах.
Максимальная задержка (т.е. нижний предел тактовой частоты), реализуемая в линии задержки, на ППЗ ограничена процессами термогенерации
пар электрон-дырка в объеме полупроводника и на границе полупроводника
с диэлектриком, что приводит к искажению информационного зарядового
пакета. Для серийных микросхем f Тп. min составляет 1 ÷ 20 кГц и существенно
зависит от температуры.
Одним из факторов, ограничивающих предельные возможности устройств на ППЗ, является эффективность переноса заряда α, определяемая отношением заряда Qi+1, перешедшего в i + 1 ячейку ППЗ, к величине заряда
Qi, находившегося в i-й ячейке:

Qi 1
.
Qi
На практике часто используются коэффициентом неэффективности переноса Е = 1- α , который характеризует величину заряда, оставшегося в i-й
ячейке к концу процесса передачи. У реальных приборов Е лежит в пределах
10-3 ÷ 10-5. Неэффективность переноса зависит от тактовой частоты, что в основном определяет максимально допустимую тактовую частоту fтп. mах и ограничивает допустимое число разрядов в ЛЗ на ППЗ.
Наличие неэффективности переноса заряда приводит к тому, что на
выходе ЛЗ имеют место паразитные сигналы, т.е. ЛЗ на ПП, в отличии от
идеальной, имеет импульсную характеристику бесконечной длительности,
амплитуда откликов которой уменьшается со скоростью, определяемой величиной неэффективности переноса заряда Е и числом разрядов линии к.
Следует отметить, что в выходных цепях ЛЗ на ППЗ неизбежно возникают наводки от тактовых импульсов. Которые необходимо отфильтровать.
Для этого на выходе ЛЗ всегда включается фильтр нижних частот (ФНЧ) с
частотой среза, равной половине тактовой частоты.
Помимо технологических, существуют схематические пути некоторого
улучшения характеристик ЛЗ на ППЗ. Влияние неэффективности переноса
уменьшается при использовании двух и более параллельных каналов, которые работают на частоте соответственно более низкой (в два или более раз).
ЛЗ содержит два параллельных канала, управляемых противофазными последовательностями тактовых импульсов, так что выборка входного сигнала
осуществляется каждые полпериода и поступает в параллельные каналы поочередно. В этом случае, если каждый канал ЛЗ работает на частоте fтп, то
эквивалентная частота дискретизации удваивается (2fтп). Это расширяет воз-
338
можности ЛЗ на ППЗ, что особенно важно при обработке широкополосных
сигналов.
Улучшение параметров ЛЗ может быть достигнуто за счет объединения
двух идентичных параллельных каналов на дифференциальном усилителе.
Параллельные каналы в данном случае управляются синфазными последовательностями тактовых импульсов, а на их входы подаются исходные и инвертированные сигналы. При этом на выходе ЛЗ ослабляются помехи от тактовых импульсов, которые, следовательно, могут быть отфильтрованы при
менее крутом срезе частотной характеристики ФНЧ, что уменьшает нежелательный фазовый сдвиг (паразитную задержку) в ФНЧ.
В платах компенсатора и накопителя РЛС АОРЛ-85 для выполнения
операции задержки аналоговых видеосигналов применяются микросхемы
528БР2, которые состоят из двух независимых линий задержки по
512разрядов каждая, выполненных в виде пожарных цепочек.
Основные электрические параметры микросхемы 528БР2:
- напряжение питания
+ 15В ± 5%;
- амплитуда управляющих тактовых импульсов
+ 15В ± 5%;
- ток потребления не более
2мА;
- коэффициент усиления по напряжению
0,7…1,8;
- максимальная частота тактовых импульсов
1,5МГц;
- минимальная частота тактовых импульсов
20кГц;
- сопротивление нагрузки, не менее
10 кОм;
- диапазон рабочих температур
- 60° - +70°С;
- неэффективность переноса заряда на частоте 1МГц 5 · 10-4.
Устранение слепых скоростей в компенсаторе на ППЗ
Скоростные характеристики фильтров СДЦ при постоянной частоте
повторения имеют глубокие провалы в точках, соответствующих доплеровским смещениям частоты, кратным частоте повторения импульсов РЛС. Это
приводит к невозможности обнаружения движущихся целей на фоне пассивных помех при -так называемых слепых скоростях, когда спектральные линии сигнала и помехи совпадают или, что то же самое, набег фазы от периода
к периоду равен ±2πk, где k = 0, 1, 2...
Устранение влияния этих провалов на качество обнаружения движущихся целей при достаточно хорошем подавлении мешающих отражений
может быть достигнуто путём изменения (вобуляции) периода повторения.
В РЛС АОРЛ - 85 последовательность вобулированных импульсов запуска передатчика формируется в синхронизаторе УОВС, а при приёме отражённых сигналов время задержки в ЛЗ на ППЗ изменяется в соответствии с
339
законом вобуляции путём изменения частоты следования тактовых импульсов.
Структурная схема, иллюстрирующая способ реализации вобуляции
периода повторения, представлена на рисунке 4.8., а временные диаграммы,
поясняющие принцип работы схемы – рис.4.9.
Линии задержки на плате компенсатора обеспечивают задержку на период повторения
Tni = Tраб +  Тi,
где
Траб - интервал времени, соответствующий рабочему участку
дальности и постоянный для всех периодов повторения;
Тi; - интервал времени, соответствующий нерабочему участку
дальности и изменяющийся от периода к периоду в соответствии с законом
вобуляции;
i = l, 2... .
Запись информации в n - разрядные линии задержки с рабочего участка
дальности производится с постоянной тактовой частотой fт.раб., которая выбирается из условия теоремы Котельникова и должна быть по крайней мере в
два раза выше максимальной частоты спектра входного сигнала.
Плата компенсатора
ППЗ
Выч.
Устр-во
ППЗ
Выч.
Устр-
Эл.
ключ
Строб
СДЦ
ГТИ
fт.раб
И1
ИЛИ
fт.i
ДПКД
И2
Двоичный
счетчик
Формир.
зап.
РЛС
S
T
ДШ
R
Счетчик
Ти
Рис.4.8. Структурная схема, иллюстрирующая принцип реализации вобуляции периода повторения
Тактовые импульсы с частотой fт.раб вырабатываются генератором тактовых импульсов ГТИ и через первую схему совпадения И1, на которую подан разрешающий потенциал с прямого выхода триггера, и, через схему
340
ИЛИ, поступают на управляющие входы линий задержки. Информация с рабочего участка дальности размещается в n1 разрядах линии задержки, причём
n1/fт.раб = Траб.
Двоичный счётчик подсчитывает число тактовых импульсов, когда его
состояние станет равным ni, сигнал с выхода дешифратора переключает
триггер, который снимает разрешающий потенциал со схемы И1 и подаёт
разрешающий потенциал на схему И2. В этот момент происходит переключение тактовой частоты, управляющей линиями задержки, с fт.раб на fтi и записанная информация с рабочего участка дальности сдвигается на n2; разрядов к выходу линии, причём
n1 + n2 = n;
n2 / fТi= ΔТi.
При этом тактовые импульсы на линии задержки поступают с делителя
частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) через схемы И2 и
ИЛИ.
На вход ДПКД подаются импульсы с частотой fт.раб, а коэффициент деления определяется состоянием счётчика периодов. Когда состояние двоичного счётчика достигает значения n = n1 + n2, импульс сброса возвращает его
в исходное состояние и одновременно воздействует на S - вход триггера, переключая последний. По переднему фронту импульса триггера формируются
импульсы запуска передатчика, меняется состояние счётчика периодов, подаётся разрешающий потенциал на схему И1 и снимается разрешающий потенциал со схемы И2.
Рис.4.9. Временные диаграммы, поясняющие принцип вобуляции
341
Следовательно, в момент появления очередного импульса запуска передатчика на линии задержки снова подаются тактовые импульсы с частотой
fт.раб и начинается запись в линию информации с очередного периода повторения и одновременное считывание информации с предыдущего периода повторения. Этот процесс повторяется от периода к периоду, причём каждый
раз изменяется тактовая частота fтi, обеспечивающая сдвиг информации в течение нерабочего участка дальности.
Электронный ключ, управляемый сигналом с прямого выхода триггера,
обеспечивает прохождение сигналов на выход платы компенсатора только в
течение рабочего участка дальности. Таким образом, используя линию задержки на ППЗ и соответствующее управление, можно реализовать произвольный закон изменения периода повторения с произвольным числом периодов в цикле вобуляции.
Исходя из требований к скоростной характеристике фильтра СДЦ, который должен обеспечивать обнаружение целей с радиальными скоростями
40-1500 км/час, с учётом ограничений на максимальную и минимальную частоты повторения импульсов запуска РЛС, в АОРЛ - 85 выбрана пятикратная
вобуляция со средней частотой повторения 424 Гц и глубиной вобуляции
примерно 20%. Реализована следующая последовательность периодов повторения:
Tп1 = 1800 мкс; Тп2 = 2600 мкс; Тп3 = 2360 мкс; Тп4 = 2120 мкс; Тп5 =
2840 мкс.
Скоростные характеристики оказываются равномерными до частоты
примерно 3,7 кГц, что при длине волны 24 см соответствует радиальной скорости цели 1600 км/час. Наиболее глубокий провал в этом диапазоне имеет
место при радиальной скорости примерно 180 км/час и составляет 4,3 дБ для
ЧПК - 1 и 5,7 дБ для ЧПК - 2.
4.3. Структурная схема УОВС
В состав аппаратуры УОВС входят (рис.4.1):
- фазовый (когерентный) канал;
- амплитудный канал;
- устройство синхронизации;
- устройства контроля и питания.
Амплитудный канал обеспечивает обработку эхо – сигналов только в
режиме ЛЧМ. Обрабатываемый сигнал в канале задерживается с целью выравнивания задержки относительно фазового канала.
342
Фазовый канал обрабатывает видеосигналы с выходов фазовых детекторов с целью компенсации в схеме двукратной ЧПК на приборах с переносом заряда. Для устранения эффекта слепых фаз применена квадратурная обработка.
Устройство синхронизации вырабатывает импульсы запуска для рабочего комплекта блока синхронизации и сопряжения и обеспечивает синхронизацию работы амплитудного и фазового каналов.
Эхо – сигналы приёмника ПК на промежуточной частоте поступают на
плату детекторов, где производится их амплитудная и фазовая демодуляция.
Для обеспечения работы квадратурных фазовых детекторов (ФД) на плату
подаётся из УПФ опорное напряжение промежуточной частоты.
Видеосигналы с ФД поступают на компенсаторы синусного и косинусного каналов, где реализуется алгоритм двукратной ЧПК. Видеосигналы амплитудного канала выравниваются по временной задержке с сигналами фазового канала и через видеоусилитель поступают схему защиты от НИП и в
ШСС.
Устройство контроля проводит автоматический или регламентный контроль работоспособности плат и принимает решение о их исправности, вырабатывает сигналы ухудшения и аварии УОВС, передаёт их в аппаратуру автоматики и индицирует на передней панели блока.
Компенсатор
Компенсатор предназначен для подавления помех, вызванных отражениями от местных предметов, и реализует алгоритм двукратной череспериодной компенсации.
Структурная схема платы компенсатора включает (рис.4.10):
- входное устройство, в котором осуществляется предварительная
фильтрация входного сигнала и замешивание сигналов контроля;
- последовательно соединенные компенсатор 1 и компенсатор 2, в которых осуществляется подавление мешающих отражений;
- выходное устройство для фильтрации выходного сигнала и преобразования двухполярного сигнала в однополярный;
- формирователь импульсов управления.
Сигналы с выхода фазового детектора поступают на вход коммутатора
1, на второй вход которого поступают контрольные сигналы КСг- и KСг+,
предварительно сформированные формирователем КСг. Двухполярный контрольный сигнал используется для контроля работоспособности компенсатора. ФНЧ входного устройства с полосой 500 кГц служит для ограничения
спектра входного сигнала.
343
Сигнал с выхода ФНЧ поступает на вход компенсатора 1, а также на
коммутатор 2, с выхода которого в режиме однократной компенсации - на
вход компенсатора 2.
Элемент задержки реализован на микросхеме 528БР2, состоящей из
двух независимых линий задержки. На управляющие входы ЛЗ поступают
противофазные последовательности импульсов с частотой fт с платы устройства синхронизации что позволяет в два раза понизить частоту дискретизации входного сигнала. Кроме того, на вход одной из линий подаётся входной
сигнал, а на другой - его инверсия. Сигналы с выхода линии объединяются на
операционном усилителе. Достоинством такой схемы является то, что различие в уровнях постоянных смещений и наводки от тактовых импульсов, одинаковые для обеих линий задержки, на входе дифференциального усилителя
компенсируются.
При управлении параллельными каналами ЛЗ противофазными импульсными последовательностями, сигналы на выходе каналов сдвигаются
относительно друг друга на 1/ 2fт и, при объединении на дифференциальном
усилителе, образуют сигнал большой длительности. Для выравнивания длительности и формы сигналов, пошедших по задержанному и не задержанному каналам, в последнем используется расширитель, представляющий собой
устройство двойной выборки и хранения, т. е. два идентичных дискретизатора, которые управляются противофазными последовательностями импульсов
с частотой Fдискр. Сигналы с выходов дискретизаторов суммируются. На рабочем участке дальности fт = fдискр и, следовательно, расширитель имитирует
работу одного разряда ЛЗ на ППЗ.
Резистор R88 «Компенсация 1» служит для выравнивания амплитуд
сигналов с выходов задержанного и не задержанного каналов, откуда сигналы через коммутатор 2 поступают на дифференциальный усилитель; где происходит их вычитание, и далее через тот же коммутатор по команде «Двукратная компенсация» разностный' сигнал поступает на вход компенсатора 2.
Коммутатор 2, управляемый сигналами с формирователя сигналов
управления, позволяет коммутировать либо задержанный сигнал (команда
«ЗСг – компенсация»), либо незадержанный сигнал (команда «НЗСг - компенсация»), либо оба сигнала одновременно.
В последнем случае на время действия сигнала «Строб СДЦ» включается режим компенсации, а в остальное время на выход коммутатора выдаётся сигнал незадержанного канала, что необходимо для нормальной работы
АПОИ ВУОКСА за пределами рабочей дальности СДЦ.
Устройство временной привязки, включённое между компенсаторами 1
и 2, позволяет повысить качество подавления помех во втором компенсаторе
за счёт того, что не скомпенсированные остатки помех , поступающие на его
вход, нормализуются по длительности. В остальном схема компенсатора 2
идентична схеме компенсатора 1.
344
ФНЧ на выходе платы с частотой среза 500 кГц служит для подавления
помех от тактовых импульсов, возникающих на выходе ЛЗ на ППЗ. Двухполярный сигнал с выхода ФНЧ преобразуется в однополярный и поступает на
выход компенсатора.
Видеоусилители фазового и амплитудного каналов
Плата видеоусилителя фазового канала (рис.4.12) предназначена для
объединения квадратурных составляющих сигнала с выхода компенсаторов
по критерию "Sin2 х + Cos2 х", либо |Sin х | + | Cos x |, а также для усиления
видеосигнала и трансляции его на устройства отображения и обработки.
Сигналы квадратурных каналов через входные усилители подаются на
сумматор 2 и одновременно на квадраторы, после которых суммируются в
сумматоре 1. Квадраторы выполнены на базе микросхем 525ПС2А, выполняющих функцию перемножителя аналоговых сигналов. По команде «Квадратура - Вкл.» на выходе коммутатора 1 выдаётся сигнал Sin2 х + Cos2 х", а
по команде «Квадратура - Откл.» - сигнал |Sin х | + | Cos x |. Сигнал с выхода
коммутатора 1 после усиления транслируется на второй комплект УОВС, а
также, пройдя ещё раз через коммутатор 1, поступает на линии трансляции и
на вход коммутатора 2, на второй вход которого подаётся контрольный сигнал. По команде "Контроль фаз" на выход коммутатора 2 поступает контрольный сигнал. С выхода коммутатора 2 после усиления сигнал транслируется на накопитель фазового канала.
Плата видеоусилителя амплитудного канала предназначена для усиления видеосигнала и трансляции его на устройство обработки и отображения.
При включении резервного режима коммутатор 1 пропускает сигнал амплитудного канала от второго компенсатора УОВС. Во время действия строба
"Контроль амплитудного канала" коммутатор 2 пропускает контрольный
сигнал, а всё остальное время - видеосигнал, которые после усиления транслируются на накопитель амплитудного канала.
Контрольный сигнал для проверки работоспособности и настройки накопителей амплитудного и фазового каналов формируется на плате синхронизации накопителя и представляет собой либо непрерывную последовательность импульсов, либо пачки из 32 импульсов. На вход накопителей
можно подать контрольный сигнал, имитирующий несинхронную импульсную помеху, сформированный внешним генератором.
345
Устройство синхронизации
Плата устройства синхронизации предназначена для формирования
импульсов запуска РЛС с пятикратной вобуляцией периода повторения,
формирования управляющих импульсных последовательностей, обеспечивающих работу компенсаторов, а также синхронизации устройства синхронизации накопителя.
Принцип формирования импульсов запуска РЛС и тактовых импульсов, управляющих линиями задержки на ППЗ компенсаторов, аналогичен изложенному выше. Тактовые импульсы с частотой 5 МГц (рис.4.13.) вырабатываются кварцевым генератором GN и через внешнюю цепь (устройство
сопряжения) подаются на вход усилителя и далее на вход счётчика СТ1, который выполняет функцию делителя частоты на 5, 10 и 20 и устанавливается
в исходное состояние по входу R импульсом "Запуск" (ноль дальности).
Импульсы с частотой 1 МГц (по команде "Дальность СДЦ – 120 км")
через мультиплексор 1 подаются на вход А1 мультиплексора 2, на входА2
которого поступают импульсы с частотой хранения Г-н , изменяющиеся от
периода к периоду в соответствии с законом вобуляции, а на вход A3 - импульсы с частотой 100 кГц с выхода делителя частоты СТ1.Таким образом,
через мультиплексор 2 на вход десятиразрядного двоичного счётчика СТ2 и
на управляющие входы линии задержки платы компенсатора поочерёдно
проходят три импульсные последовательности, коммутация которых производится стробирующими импульсами "0-400" (строб СДЦ) и "500-512" с выхода формирователя стробов ТТ.
В начале цикла с формирователя стробов ТТ на вход 11 мультиплексора 2 подаётся строб "0 - 400", разрешающий прохождение на выход сигнала
со входа А1 (1 МГц или 500 кГц). Для предотвращения ложных срабатываний одновременно с разрешением прохождения по входу А1 запрещается
прохождение сигнала по входу А2. Импульсы с выхода мультиплексора 2
подсчитываются десятиразрядным двоичным счётчиком СТ2, с выхода которого двоичный код подаётся на дешифратор ДС, дешифрирующий состояния
"400", "500" и "512" ("0"). С приходом 400-го импульса строб "0-400" (строб
СДЦ) заканчивается и прохождение сигнала 1 МГц (500 кГц) на выход мультиплексора прекращается, т.е. длительность строба "0 - 400" составляет 400
мкс (800 мкс), что соответствует рабочему участку дальности 60 км (120 км).
Таким образом, информация с рабочего участка дальности размещается в 400
ячейках памяти ЛЗ на ППЗ.
346
Рис.4.10. Компенсатор. Схема структурная.
347
Дискрет
из.
Вх.
Повт.
Л3
Инв.
fТ
Дифф.
усил.
Л3
Дифф.
усил.
Инв.
Форм.
Коммут.
ФНЧ
Порог.
уст-во
Вых.1
fдискр.
Строб Д
Вых.2
Форм.
Рис.4.11. Накопитель. Схема структурная.
348
1
2
Рис.4.12. Платы видеоусилителей фазового и амплитудного каналов. Схема структурная.
349
350
Одновременно с окончанием строба "0 - 400" начинает вырабатываться
строб "0 - 500", поступающий на вход R управляющего делителя с переменным коэффициентом деления СТ4, разрешая его работу. Импульсы с частотой хранения fТi с выхода СТ4 через мультиплексор 2 попадают на шину fТ
(вход ЛЗ на ППЗ) и воздействуют на счётчик СТ2. Когда состояние счётчика
достигнет 500, т.е. количество импульсов с частотой fТi достигнет 100, в дешифраторе формируется команда, воздействующая на формирователь стробов, строб "400-500" заканчивается и начинается строб "500 - 512". Таким образом, когда fТ = fТi информация с рабочего участка дальности сдвигается на
100 разрядов к выходу ЛЗ на ППЗ.
Строб "500-512" разрешает прохождение через мультиплексор 2 импульсов с частотой 100 кГц. В момент окончания строба "400 - 500" импульс
с выхода "500" дешифратора ДС поступает на вход формирователя, где вырабатывается импульс "Предзапуск", опережающий импульс "Запуск" на 120
мкс и служащий для синхронизации аппаратуры ШСС. Необходимая задержка достигается за счёт того, что счётчик СТ2 подсчитывает 12 импульсов с
частотой повторения 100 кГц, под действием которых информация в ЛЗ
сдвигается ещё на 12 разрядов к выходу ЛЗ. Когда состояние счётчика достигает 512, импульс с выхода "512" дешифратора ДС поступает на вход мультиплексора 3, а с его выхода (в режиме "Ведущий") подаётся на входы R
счётчиков СТ1 и СТ2, устанавливая их в ноль, а также на формирователь, который формирует импульс "Запуск". При этом заканчивается строб "500 512" и начинается строб "0 -400", который разрешает прохождение импульсов с fТ = 1 МГц (500 кГц). Далее цикл повторяется.
Частоты хранения fТi формируются управляемым делителем СТ4, 5 разрядный код управления для которого формируется преобразователем кода
X/Y из 3 - разрядного двоичного кода. Трехразрядный код номера частоты
повторения (запуска) формируется на выходе счётчика СТЗ. По команде
"Дальность СДЦ - 120км", поступающей на вход SE преобразователя кода,
выходной код Y1 преобразуется таким образом, чтобы изменение частоты
хранения сохраняло период следования импульсов запуска такими же, как и в
режиме "Дальность СДЦ-60 км".
Код Y2 представляет собой позиционный пятиразрядный код, который
поступает на усилитель индикации и далее на светодиоды, которые служат
индикаторами номера частоты повторения.
В режиме вобуляции (переключатель "Вобуляция" S2 - в положение
АВТ) импульс запуска через мультиплексор 4 поступает на вход счётчика
СТЗ. При регулировочных работах (переключатель S2 - в положение РУЧН)
смена частот осуществляется запуском от кнопки S1 "частота". При этом импульс с формирователя через мультиплексор 4 поступает на вход счётчика
СТЗ.
351
В режиме ручного управления частотой повторения горит светодиод,
индицирующий соответствующий номер частоты повторения. В режиме вобуляции из-за высокой частоты переключения (  400Гц) свечения светодиодов воспринимаются, как одновременное.
В режиме "Ведомый" импульс "Запуск" поступает от второго комплекта аппаратуры УОВС и через мультиплексор 3 подаётся в цепь синхронизации счётчиков СТ1 и СТ2, а также на формирователь импульса "Запуск".
Для обеспечения синхронной работы комплектов сигнал "Код Fзап" (3
разряда) записывается в регистр R6, с выхода которого через мультиплексор
5 поступает на формирование частот хранения. В остальном схема работает
так же, как и в режиме "Ведущий".
5. Аппаратура вторичного канала
5.1. Тактико-технические характеристики вторичного канала (ВК)
Вторичный канал АОРЛ-85 представляет собой радиолокационный запросчик, работающий в режимах УВД и RBS, конструктивно размещённый в
шкафу АВК.
Шкаф АВК представляет собой приемо-передающее устройство, предназначенное для передачи, приема и обработки высокочастотных сигналов
по двум каналам с целью получения информации о самолетах, оборудованных ответчиками.
Передатчик шкафа формирует кодированные высокочастотные сигналы импульсной модуляции частотой 1030 МГц, предназначенные для запроса
самолетных ответчиков по каналам «запрос» и «подавление».
Приемники шкафа предназначены для приема кодированных сигналов
самолетных ответчиков в режимах УВД, УВД-М и RBS на частотах 740 и
1090 МГц, их обработки по каналам «Основной» и «Подавление» и выдачи
видеосигналов на АПОИ.
Аппаратура ВК имеет следующие технические параметры:
в режиме приёма:
- чувствительность приёмных устройств по каналам "Основной" и "Подавление" при соотношении сигнал/шум, равном 2:1, не менее 110 дБ;
- динамический диапазон приёмных устройств по входу при соотношении сигналов "детектор С"/ "Детектор Р" равном 5:1,не менее 70 дБ.
в режиме передачи:
- выходная импульсная СВЧ мощность по каналам запроса и подавления не менее 0,7 кВт;
- контроль выходной импульсной СВЧ мощности по встроенному устройству
БИМ
с
точностью
не
хуже
±
25%.
352
CT1
5мГц
:5
:10
C
1мГц
500кГц
:20
R
A1
MUX
2
A1
A2
A2
X
A3
X1
100кГц
MUX
2
CT2
DC
C
D
R
X2
400
TT
S1
500
S2
512
S3
0-400
400500
500512
X3
fT
GN
5мГц
Строб СДЦ
Код Fзап
1мГц
5мГц
Дальность СДЦ
A1
MUX
3
ЗАПУСК
Зап.от 2-го компл. A2
Вкл.ведущ.компл.
X
Ф
Запуск
Ф
Предзапуск
1
«Вобуляция»
АВТ
ручн
S2
2
X
A1
Ф
«Частота»
S1
MUX
4
CT3
3
A1
C
R
MUX
5
Y1
3
A2
5
CT4
fTi
X
3
4
D
Код Fзап от
2го комп.
запуск
3 D
C
RG
3
Y2
A2
X
5
SE
Рис.4.13. Устройство синхронизации. Схема электрическая структурная
5
353
5.2. Структурная схема вторичного канала АОРЛ-85
В состав вторичного канала АОРЛ-85 входят (рис.5.1.):
- блок передатчика;
- блок измерения мощности (БИМ);
- приёмник вторичного канала;
- элементы высокочастотного тракта:
аттенюатор плавный;
2 циркулятора;
фильтры- разделители;
нагрузки.
В режиме передачи шкаф АВК работает следующим образом.
Высокочастотная кодовая посылка с выхода блока передатчика поступает на вход 1 переключателя ЕЛ2.242.020. В этой посылке присутствуют
импульсы кода запроса и один импульс подавления. На вход 4 переключателя с блока передатчика подается сигнал управления переключателем. Сигнал
управления приходит синхронно с ВЧ импульсом подавления, в результате
чего при отсутствии сигнала управления ВЧ сигнал коммутируется от входа
1 на выход 2, при наличии сигнала управления ВЧ сигнал коммутируется от
входа 1 на выход 3. Таким образом осуществляется разделение ВЧ кодовых
посылок в каналы "Запрос" и "Подавление".
Циркуляторы ТЖ2.238.007-03 пропускают с малыми потерями ВЧ сигнал передатчиков от разъёма 1 на разъем 2 и служат для развязки входов
приемников от мощных ВЧ сигналов передатчика, Далее ВЧ сигнал передатчика по двум каналам поступает через блок БИМ на фильтры-разделители.
Блок БИМ измеряет мощность передатчика как в канале "Запрос" так и
в канале "Подавление". Фильтры-разделители служат для согласования высокочастотных входов-выходов шкафа АВК с антенно-фидерным трактом
изделия АОРЛ-85.
Аттенюатор плавный ЕЛ2.243.133, включенный в канал запроса, позволяет регулировать соотношение излучаемых мощностей по каналам запроса и подавления. Эта регулировка производится в случае появления ложных отметок от боковых лепестков диаграммы направленности антенны в
режиме "Запрос".
В режиме приёма шкаф АВК работает следующим образом. На входы
фильтров-разделителей поступают высокочастотные сигналы через вращающиеся переходы от антенны. Фильтры-разделители выделяют из всех поступающих на них сигналов в режиме приёма сигналы самолётных ответчиков
частотой 740 МГц и 1090 МГц, а также выделяют сигналы приёма верхних
углов первичного канала для дальнейшей их трансляции на приёмник ПК.
354
Выделенные через фильтры-разделители сигналы частотой 740 МГц
поступают непосредственно на входы "основной" и "подавление" приёмника
УВД, где усиливаются, обрабатываются, детектируются, после чего выдаются на выход видеосигналами.
Запрет видео
ПОДАВЛ
RBS/УВД
2
Фильтрразделитель
ЕЛ2.057.035
1
Циркулятор
ТЖ2.238.007-03
3 «П»
«П»
Выход видео
УВД
Приемник УВД
Блок
индикатора
мощности
ЕЛ2.720.005
Приемник
RBS
Переключатель
ЕЛ2.242.020
3 «О»
«О»
ЗАПРОС/ОТВЕТ
RBS, УВД
Запуск
передатчика
2
2
Фильтрразделитель
ЕЛ2.067.035-01
Циркулятор
ТЖ2.238.007-03
Эхо от ОВУ ПК
ЗАПУСК
ВАРУ
1
1
Блок
передатчика
ЕЛ2.017.007
4
Аттенюатор
главный
ЕЛ2.243.133
Управление
переключателем
Выход
видео RBS
Рис.5.1. Схема шкафа аппаратуры вторичного канала
Выделенные фильтрами-разделителями сигнала частотой 1090 МГц поступают на входы приёмника RBS через блок БИМ и циркуляторы
ТЖ2.238.007-03. Циркуляторы работают в качестве вентилей ВЧ сигналов. В
режиме передачи циркуляторы пропускают ВЧ сигналы передатчиков с разъёма 1 на разъём 2, исключая их прохождение на разъём 3 и защищая тем самым входы приёмника. В режиме приёма циркуляторы пропускают ВЧ сигналы с разъёма 2 на разъём 3, исключая ответвление сигналов приёма на выход передатчика.
Приёмник RBS усиливает, обрабатывает, детектирует поступившие
сигналы, после чего выделяет на выход видеоимпульсы сигналов самолётных
ответчиков.
Управление шкафом ABК может осуществляться как дистанционно,
так к в местном режиме. В местном режиме управление приёмниками, передатчиком и блоком БИМ производится устройствами коммутации, расположенными на передних панелях блоков приёмника передатчика и БИМ.
В схемах приёмников, передатчика и БИМ имеются устройства допускового контроля и контроля наличия необходимых для работы напряжений,
данные устройства выдают сигналы "Норма" (корпусом) при включенном
шкафе и нормированной величине контролируемого параметра, выдают сигнал "Авария" (корпусом) при изменений контролируемого параметра больше
допустимых пределов.
355
5.3. Принцип работы передатчиков запроса и подавления ВК по
структурной схеме
Блок передатчика ВК предназначен для генерирования мощных СВЧ
импульсов запроса и подавления на частоте 1030 МГц и выработки сигналов
управления СВЧ переключателем, обеспечивающим разделение сигналов запроса и подавления по соответствующим каналам.
Структурная схема блока передатчика ВК приведена на рис. 5.2. Блок
передатчика на выходе третьего каскада усиления обеспечивает импульсную
мощность не менее 2,5 кВт, а длительность импульсов кода запроса 0,8 мкс.
В качестве задающего генератора частоты 1030 МГц (рис.5.3.) используется возбудитель, содержащий кварцевый генератор, каскады умножения
частоты и усиления мощности, выполненные на транзисторах. Импульсная
модуляция в возбудителе осуществляется положительным импульсом с выхода модулятора и позволяет облегчить режим работы транзисторов трёхкасР=1,2 Вт
1030 МГц
возбудит.
имп.
зап.
модулятор
ГИ-41-1
вентиль
Р=30 Вт
I контур
ГИ-41-1 Р=300 Вт
ГС-15Б
II контур
III контур
к ант.
усилит.
имп.
из ШСС
Рис.5.2.Передатчик ВК. Схема электрическая
кадного усилителя мощности, диодов в варакторном утроителе частоты, а
также снизить потребление по цепи питания +27 в. Вентиль служит для защиты выходных каскадов возбудителя и развязки его с входом лампового
каскада.
В первых двух каскадах усилителя мощности использованы металлокерамические генераторные триоды, на аноды которых подаётся напряжение
+1,5 кВ с высоковольтного выпрямителя. Коэффициент усиления каждого
каскада по мощности - не менее 13 дБ. В третьем каскаде усиления (коэффициент усиления не менее 10 дБ) применён металлокерамический триод, питаемый от выпрямителя напряжением +4 кВ. экранная сетка этого каскада
запитывается импульсным напряжением от импульсного усилителя.
Модулятор, выполненный на транзисторах и микросхемах, при подаче
на его вход импульсов запуска ВК от ШСС обеспечивает формирование им-
356
пульсов катодной модуляции первых двух каскадов усиления мощности, импульсов запуска импульсного усилителя и импульсов запуска манипулятора.
Модулятор обеспечивает выдачу сигнала "авария" в случае исчезновения импульсного сигнала на любом из его выходов при наличии импульсов запуска
на входе или при пропадании напряжения +5 В.
Манипулятор формирует импульсы управления СВЧ переключателем.
57,22 МГц
Кварц.
генер.
Т6
Т2-Т5
Т7
Т8
Т9
Д1, Д2
1,3 Вт
f
3f
171,66 МГц
3f
2f
1030 МГц
343,33 МГц
4,5 мкс от
модулятора
Рис.5.3.Возбудитель передатчика ВК. Схема электрическая структурная
Автоматика блока обеспечивает требуемый порядок включения и выключения передатчика, а также контроль параметров и аварийное отключение с сигнализацией о причине отключения при исчезновении высокого напряжения +4 кВ и напряжения –27 В.
5.4. Принцип подавления боковых ответов в приемном устройстве
Во вторичном канале АОРЛ-85 применён амплитудно-фазовый метод
подавления ответных сигналов с направления боковых лепестков. Рассмотрим принцип построения системы подавления, основанной на нём.
Амплитудно-фазовая система подавления сигналов боковых лепестков основана на создании фазовых различий сигналов, принимаемых основным и дополнительным каналами. В такой системе в качестве критерия принадлежности сигнала, принятого основным или боковыми лепестками ДНА,
используется соотношение амплитуд этих сигналов. Однако, для исключения
влияния различий коэффициентов передачи приемных трактов (основного и
подавления) это соотношение амплитуд преобразуется в фазовые соотношения.
Принцип работы заключается в следующем. Сигналы, принятые основной антенной и антенной подавления, одновременно складываются и вычитаются. Образующиеся суммарный и разностный сигналы получают относительно друг друга определенные фазовые различия, которые в зависимости
от направления приема будут иметь одно из двух возможных значений:
– при приеме с направления главного лепестка основной антенны угол
между векторами суммарного и разностного сигналов будет острым (<90о);
357
– при приеме сигналов с направления боковых лепестков угол между
векторами суммарного и разностного сигналов будет тупым ( 90О).
Up
U0
U
Up
г
а)
–U n
U0
б)
+U n
U
 бл.
–U n
+U n
Рис.5.4. Векторные диаграммы при приеме в направлении главного (а) и бокового (б) лепестков
Вышерассмотренные ситуации показаны на рис.5.4. При приеме с направления главного лепестка сигнал, поступающий от основной антенны,
превышает сигнал от антенны подавления. Сдвиг фаз г между векторами
U
суммарного U  и разностного p сигналов будет 0    90О (рис.5.4.а).
г
При приеме с направления боковых лепестков сигнал, поступающий от основной антенны, будет всегда меньше сигналов, поступающих от антенны
подавления. В этом случае (рис.5.4.б) угол между векторами суммарного U 
U
и разностного p сигналов будет тупым: 90О  бл  1800.
Суммарные и разностные сигналы, получившие фазовые различия в зависимости от направления приема, усиливаются в отдельных каналах промежуточной частоты, после чего фазовые соотношения вновь преобразуются
в амплитудные. Суммарные и разностные сигналы сравниваются по фазе с
помощью фазового детектора. При этом суммарные сигналы промежуточной
частоты используются в качестве опорных и подаются на оба плеча детектора в фазе.
Разностные сигналы промежуточной частоты поступают на плечи фазового детектора в противофазе. При приеме сигналов с направления главного лепестка продетектированное напряжение во втором плече нагрузки фазового детектора будет всегда больше продетектированного напряжения первого плеча нагрузки. При приеме сигналов с направления боковых лепестков
ситуация становится обратной.
Если теперь после фазового детектора включить схему амплитудного
сравнения сигналов первого и второго плеч нагрузки, то на выходе ее останутся сигналы только от тех объектов, которые находятся в зоне действия
главного лепестка ДНА основного канала.
358
Рис.5.5. Схема подавления ложных ответов способом фазовых различий сигналов
Структурная схема приемника, осуществляющего подавление сигналов
боковых лепестков амплитудно-фазовый методом, изображена на рис.5.5.
Недостатком схемы является неэффективность подавления сигналов с
направления задних лепестков ДН основной антенны. Это объясняется тем,
что по энергетическим соображениям создавать с помощью одной антенны
подавления единую диаграмму направленности, перекрывающую все без исключения боковые лепестки, нецелесообразно.
5.5. Приемные устройства ВК режима УВД и RBS
Приёмное устройство ВК предназначено для приёма сигналов самолётных ответчиков, работающих на частотах 1090 МГц (RBS) и 740 МГц (УВД),
а также для подавления сигналов боковых лепестков диаграммы направленности (ДН) антенны.
Приёмники УВД и RBS структурно выполнены аналогично и отличаются рабочими частотами, а следовательно, настройкой входных фильтров и
высокочастотных устройств.
Основные характеристики приёмных устройств вторичного канала;
- чувствительность приёмников УВД и RBS
не хуже 110
дБ/Вт;
- динамический диапазон
не хуже 70 дБ;
- глубина ВАРУ
23 дБ;
- глубина ШАРУ
23 дБ;
359
- длительность ВАРУ
не менее 60 км.
Структурная схема приёмника ВК приведена на рис. 5.6. Для подавления сигналов боковых лепестков ДН по приёму используется амплитуднофазовый метод.
Для его реализации сигналы основного канала и канала подавления поступают на входы кольцевого моста, где складываются и вычитаются, в результате чего векторы диаграммы суммы (U+) и разности (U-), образующиеся
на его выходах, приобретают определённую фазовую окраску в зависимости
от направления приёма.
Как следует из векторных диаграмм (рис.5.4, а), при любом соотношении фаз входных сигналов φ в случае приёма в направлении основного лепестка ДН, когда Uосн > Uпод , угол между сигналами U+ и U- будет острым, т.е.
φг < 90°, а в случае приёма в направлении боковых лепестков ДН, когда Uосн
< Uпод, угол φб будет тупым, т.е. φб > 90°.
После кольцевого моста сигналы "суммы" и "разности" усиливаются в
идентичных каналах приёмника и подаются на фазовый детектор, где фазовые соотношения вновь преобразуются в амплитудные. Как следует из векторных диаграмм (рис.5.4, б), иллюстрирующих работу фазового детектора,
при приёме в направлении основного лепестка, когда φосн < 90°, на одном из
выходов ФД амплитуда сигналов будет всегда больше, чем на другом, т.е.
U1 > U2. При приёме в направлении боковых лепестков, когда φб >
90°, на выходе ФД всегда будет выполняться противоположное соотношение,
т.е. U1< U2.
Схема амплитудного дискриминатора выделяет сигналы основного луча ДН и подавляет сигналы боковых лепестков.
Устройство, высокочастотное, входящее в состав приёмного тракта ВК,
предназначено для усиления высокочастотных сигналов, поступающих от
основной антенны и антенны подавления, преобразования их в сигналы промежуточной частоты 60 МГц и предварительного усиления сигналов промежуточной частоты. Коэффициент усиления каналов суммы и разности составляет не менее 25 дБ, а полоса пропускания - не менее 14 МГц.
Гетеродин вырабатывает колебания частоты 1030 МГц (RBS) и 680
МГц (УВД) и включает задающий кварцевый генератор, каскады умножения
частоты и усиления мощности. В первом случае частота кварцевого генератора умножается на 12, во втором - на 8.
Все узлы, входящие в состав ВЧ - устройства, выполнены на микрополосковых линиях с применением тонкоплёночной технологии и бескорпусных полупроводниковых приборов. После настройки ВЧ - устройство герметизируется, воздух из корпуса откачивается, а объём заполняется чистым аргоном.
360
Тракт УПЧ обеспечивает основное усиление сигналов промежуточной
частоты по каналам суммы и разности и преобразование фазовых различий
на входе в амплитудные на выходе.
Коэффициент усиления тракта - не менее 70 дБ, полоса пропускания –
10 МГц. В тракте УПЧ осуществляется два вида регулировок усиления: АРУ
и ШАРУ.
Для осуществления временной автоматической регулировки усиления
на входе УПЧ используется аттенюатор ВАРУ на полевых транзисторах,
обеспечивающий глубину регулировки не менее 23 дБ. Аналогично выполнен аттенюатор ШАРУ.
С нагрузок фазового детектора видеосигналы поступают на амплитудный дискриминатор, выполненный в виде дифференциального сумматора на
операционном усилителе. На выходе последнего появляется положительный
видеоимпульс только в том случае, когда, на неинвертирующем входе, амплитуда сигнала будет больше, чем на инвертирующем.
Сигналы "контроль С (Р)" используются для контроля выходного напряжения ФД.
Рис. 5.7 . Структурная схема ВАРУ ВК
361
+ 12,6 В
УСВЧ
"С"
СМ
ПУПЧ
аттен
ВАРУ
УПЧ
аттен
ШАРУ
УПЧ
РРУ
С
ШАРУ
"С"
R26
вх.
осн.
АТТ.
ВАРУ
+ 12,6 В
зап.
гетер.
вх.
под.
ВАРУ
бланк
видео
кольц
мост
ФАЗА
R13
(R14)
ампл.
дискр.
ФД
"видео УВД"
(RBS)
- 12,6 В
+ 12,6 В
УСВЧ
"Р"
СМ
ПУПЧ
атт.
ВАРУ
УПЧ
атт.
ШАРУ
УПЧ
Рис.5.6. Приёмное устройство ВК. Схема электрическая структурная
ШАРУ
"Р"
РРУ
Р
R28
362
5.6. Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ВК
Устройства адаптации приемных устройств вторичного канала представляют собой схемы ШАРУ и ВАРУ. ШАРУ реализована в УПЧ, а ВАРУ в
УПЧ и, для основного канала, в тракте ВЧ.
Регулирующие напряжения "ВАРУ ВЧ" и "ВАРУ НЧ" вырабатываются
с приходом импульса "Запуск ВАРУ" и регулируются по длительности до 60
км.
Применение ВАРУ (рис.5.7.) уменьшает коэффициент усиления приёмника при приёме сигналов ответчика в ближней зоне, что устраняет ложные ответы за счёт сигналов, переотражённых местными предметами, а также ответы, принятые боковыми лепестками ДН в ближней зоне.
Детекторы ШАРУ (рис.5.8.) вырабатывают постоянные напряжения,
пропорциональные среднеквадратичному значению напряжения шумов в каналах приёма, которые используются для формирования управляющих напряжений ШАРУ. На схемы ШАРУ поступает напряжение "Бланк ШАРУ",
которое запирает последнее на время действия напряжения ВАРУ.
На платах ШАРУ расположены устройства допускового контроля, которые выдают сигнал "норма" при включенных приёмниках и уровне шумов,
находящимся в допустимых пределах. При отклонении уровня шумов в ту
или другую сторону от допустимых пределов выдаётся сигнал "Авария".
Контроль усиления приёмника производится с двухсторонним допуском
±25%.
Рис.5.8 . Структурная схема ШАРУ ВК
363
5.7. Эксплуатационные проверки и регулировки приемных устройств ВК
В приёмных устройствах вторичного канала производятся измерения
следующих эксплуатационных параметров:
- чувствительность основного канала приёмника УВД;
- чувствительность дополнительного канала приёмника УВД;
- чувствительность основного канала приёмника RBS;
- чувствительность дополнительного канала приёмника RBS;
- динамический диапазон приёмников УВД и RBS;
- напряжения вторичных источников питания.
Основные регулировки приёмных устройств вторичного канала;
- регулировка усиления каналов суммы и разности в режимах РРУ и
ШАРУ;
- фазировка каналов суммы и разности;
- установка допускового контроля приёмников в режиме ШАРУ;
- регулировка глубина и длительности ВАРУ.
Регулировка усиления каналов суммы и разности в режиме ШАРУ
производится резисторами R17, R18 платы ШАРУ-ВАРУ до достижения равенства собственных шумов в каналах сумма и разность величине примерно
(0,5…0,7) В. Контроль ведётся по осциллографу, подключенному к контактам 21 и 22 платы ШАРУ – ВАРУ. В режиме РРУ используются резисторы
R26 и R28.
Фазировка каналов суммы и разности проводится по контрольному
сигналу от ВЧ генератора, подключаемого на вход приёмника. Регулировкой
ФАЗА, R13 в УВД и R14 в RBS, добиваются максимальной разности между
выходными сигналами С и Р при изменении амплитуды контрольного сигнала в 2 раза.
Установка допускового контроля приёмников в режиме ШАРУ заключается в регулировании нижнего и верхнего порогов схемы контроля. При
Uш = 0,6 В, устанавливаются пороги 0,45 В и 0,75 В.
Регулировка глубина и длительности ВАРУ производится резисторами
платы ШАРУ –ВАРУ с учётом следующих соображений и рекомендаций
таблицы 5.1.
Длительность участка 2 (рис.5.9.) ВАРУ ВЧ и НЧ устанавливается резистором R14 «Длит. макс.ВАРУ». Длительность участка 3 ВАРУ ВЧ и НЧ
устанавливается резистором R36 СПАД ВАРУ. Глубина ВАРУ ВЧ и НЧ устанавливается соответствующими резисторами R39, R42 для ВАРУ НЧ и
R47, R57 для ВАРУ ВЧ с учётом рекомендаций таблицы 5.1.
364
Рис.5.9. Напряжения ВАРУ в основном и канале подавления
Таблица 5.1.
Канал
Основной (О)
Приёмник
ВАРУ
Глубина, дБ
№ участка
Подавления
(П)
О,П
1
0
О,П
2
НЧ
10…15
О,П
4
0
УВД
О
1
2…7
О
2
ВЧ
3…8
О
4
2…7
О,П
1
0
О,П
2
НЧ
15…20
О,П
4
0
RBS
О
1
4…9
О
2
ВЧ
10…16
О
4
4…9
6. Аппаратура первичной обработки информации ПРИОР
6.1. Задачи обработки радиолокационной информации
Для обеспечения работы РЛС в составе автоматизированных систем
УВД в её составе имеется аппаратура первичной обработки информации
ПРИОР, с помощью которой решаются следующие задачи:
- прием от РЛС аналоговых сигналов амплитудного и СДЦ каналов и
преобразование их в цифровой код;
365
- автоматическое обнаружение сигналов от целей по первичному каналу на фоне естественных пассивных помех (с применением межобзорной обработки, адаптивных порогов обнаружения и средств адаптации) и определение координат ВС;
- выделение и обработку сигналов, отраженных от метеообразований,
из суммарного сигнала амплитудного канала РЛС;
- автоматическое обнаружение и декодирование ответных сигналов
ВРЛ в режимах УВД и RBS и определение координат ВС;
- обработку координатной, полетной информации и повышение ее достоверности за счет межобзорной обработки;
- объединение информации, полученной по первичному и вторичному
каналам;
- ввод в сопровождение и траекторную обработку информации о всех
ВС в зоне действия РЛС;
- передачу информации потребителю через контроллер аппаратуры передачи данных либо по физической линии, либо через модемы по стандартным телефонным каналам связи. Сопряжение с модемом по стандартному
протоколу по стыку RS-232. Номенклатура цепей связи, параметры сигналов,
кодограммы данных и алгоритмы обмена конкретизируются в протоколах
сопряжения;
- сопряжение с системами отображения информации "Символ", "Комета", "НОРД", "КАРМ ДРУ", АС УВД "Трасса", "Стрела"
Технические характеристики АПОИ ПРИОР:
АПОИ "ПРИОР" сохраняет свои параметры при следующих внешних
условиях:
- температура окружающей среды от + 50 С до + 400 С;
- относительная влажность воздуха до 80% при температуре ≤ 250 С;
- атмосферное давление не ниже 450 мм. рт. ст.
Функциональный состав АПОИ ПРИОР:
- процессор обработки информации первичного радиолокатора
(ПОИ ПРЛ);
- процессор обработки информации вторичного радиолокатора
(ПОИ ВРЛ);
- процессора траекторных данных (ПТД).
Технические данные ПОИ ПРЛ
366
ПОИ ПРЛ обеспечивает обработку радиолокационной информации по
всей дальности действия РЛС.
- ПОИ ПРЛ устраняет несинхронные помехи.
- Максимальное количество ложных тревог (плотов) за обзор
от всех видов помех, исключая преднамеренные , не превышает 30;
- вероятность обнаружения цели при)
не менее 0.9;
- точность определения координат цели:
по азимуту
не более 1.2 угловых дискрета;
по дальности
не более 0,5 τи;
- разрешающая способность по координате:
по азимуту не более 6-ти зондирующих импульсов между пакетами;
по дальности
не более 600 м;
Вероятность дробления не более
0.005.
ПОИ ПРЛ сопрягается с ПТД по стандартному протоколу по стыку RS232.
Технические данные ПОИ ВРЛ:
ПОИ ВРЛ обеспечивает обработку информации по всей дальности действия ВРЛ.
-вероятность ложных тревог, вызванных НИП, меньших или равных
ЗИ, с Fп ≥ Fп РЛС +0,02 Fп РЛС по плот – выходу
более 10(-6);
- максимальное количество ложных тревог (плотов) за обзор от всех
видов помех, исключая преднамеренные, не превышает
5;
- вероятность обнаружения цели при Pл.т.= 10Е(-6)
не менее 0.9;
- точность определения координат цели:
по азимуту
более 0,25 град.
по дальности
не более 250 м.
- разрешающая способность по координате:
по азимуту не более ширины ДН
+0,5 град.;
по дальности
не более 1000 м;
- вероятность дробления
не более 0.005;
- вероятность получения дополнительной информации при нахождении
одного ВС в основном лепестке ДН и при отсутствии мешающего потока запросных и ответных сигналов
не менее 0,98;
- вероятность получения дополнительной полетной информации при
нахождении двух ВС на одном азимуте
не менее 0,9;
- вероятность искажения или перепутывания полетной информации не
более 10(-6) при расстоянии между целями более величины разрешающей
способности РЛС.
367
6.2. Структура и алгоритмы системы обработки
радиолокационной информации
В РЛК АОРЛ-85 для обработки радиолокационной информации используется АПОИ ПРИОР. Рассмотрим алгоритмы обработки и структуру
изделия ПРИОР.
Первичная обработка РЛИ решает следующие задачи:
- обнаружение радиолокационных сигналов;
- измерение координат ВС;
- декодирование ответных сигналов и дополнительной полётной информации ( для ВРЛ);
- объединение информации от первичных и вторичных РЛС с единой
зоной обзора.
Обнаружение состоит в принятии решения о наличии или отсутствии
воздушного объекта в каждом выделенном участке пространства с минимально допустимыми вероятностями ошибочных решений.
Измерение сводится к выработке оценок координат и параметров движения воздушного объекта с минимально допустимыми погрешностями.
Структура аппаратуры первичной обработки информации (АПОИ)
приведена на рис.6.1.
Рис.6.1. Структурная схема АПОИ
Обнаружение радиолокационных сигналов
368
Обнаружение радиолокационных сигналов – статистическая задача, в
ходе решения которой с определённой вероятностью принимается решение о
наличии радиолокационной цели. Задача решается путём анализа смеси сигнала и шума (помехи), мгновенные значения которой распределены по случайному закону.
В качестве вероятностных характеристик обнаружения используются
условные вероятности правильного обнаружения D и ложной тревоги F.
Вероятность правильного обнаружения F – вероятность того, что выбросы смеси сигнала и шума, соответствующие одному и тому же разрешаемому объему зоны действия, превысят порог обнаружения.
Вероятность ложной тревоги D – это вероятность того, выбросы шума
(помехи) превысят порог обнаружения в одном и том же разрешаемом объеме зоны действия.
От значения вероятности ложных тревог зависит нагрузка диспетчера
УВД, вынужденного отсеивать ложные отметки ВС, и загрузка вычислительных средств АС УВД (КСА), пытающихся завязать и построить траекторию
несуществующей цели
Вероятности D и F связаны между собой следующим образом
DF
1
1 q
,
где q - отношение сигнал-шум по мощности.
F e

U 02
2 ш2
,
где U0 – порог обнаружения;
 ш2 – среднеквадратическое значение шума на выходе линейной части
приемника.
От РПрУ РЛС
Пороговое
устройство
Решение о наличии цели
D,F
Порог Uпор
Рис 6.2 Обнаружитель - пороговое устройство
Для формирования требований к порогу обнаружения в радиолокации
используется (в большинстве случаев) критерий Неймана - Пирсона.
Критерий Неймана - Пирсона, требует поддерживать в процессе обнаружения постоянство заданного уровня ложной тревоги F.
Вероятностные характеристики обнаружения задаются потребителем
РЛИ и, в соответствии с ФАП -2000, должны составлять
369
для ОРЛ-А
D ≥ 0,8 и F ≤ 10-6
для ВРЛ
D ≥ 0,9 и F ≤ 10-6.
Для обнаружения радиолокационного сигнала на фоне шумов и помех
используют обнаружители в виде порогового устройства (рис.6.2.) с задаваемым порогом Uпор.
Величина порога обнаружения Uпор может зависеть от случайных характеристик смеси полезного сигнала и помехи (закона распределения мгновенных значений и его числовых характеристик).
Обнаружители с таким порогом называют параметрическими. Параметрические обнаружители максимально эффективны для конкретного распределения радиолокационного сигнала.
Обнаружители, не зависящие от вида распределения называют непараметрическими. Они уменьшают зависимость вероятности ложной тревоги от
статистического характера сигнала на входе обнаружителя и полезны в более
широком кругу реальных ситуаций, чем параметрический обнаружитель.
Примером является ранговый обнаружитель, используемый в современных
АПОИ ПРИОР.
Обнаружение пачки радиолокационных сигналов производится путем
определения её импульсов, последующего счёта числа импульсов К и сравнения этого значения с установленным порогом Кпор (рис.6.3.).
Во входном пороговом устройстве видеосигналы с РПрУ нормируются
по амплитуде и длительности и, как бинарные сигналы «1» или «0», поступают на регистр сдвига РС и, одновременно, на реверсивный счётчик РСИ.
Рис.6.3. Дискретный обнаружитель пачки радиолокационных сигналов
Число разрядов РС и РСИ равно ожидаемому числу импульсов в пачке
М. Реально фиксируемое в них количество импульсов может изменяться по
времени из-за флюктуации импульсов пачки по амплитуде и непревышения
отдельными импульсами порога входного ПУ. Функции входного ПУ выполняет бинарный квантизатор или аналого-цифровой преобразователь, а
уровень входного порога Uпор выбирается относительно собственных шумов
приёмника σш из условия
Uпор = (1,8…2,2)σш
370
При записи в РСИ Кпор импульсов с выходного ПУ снимется первый
импульс обнаружения. Импульсы, поступившие в РС, сдвигаются на один
разряд синхросигналами ИС в каждом периоде работы РЛС. После М тактов
сдвига импульсы с РС поступают на вычитающий вход РСИ, где число записанных импульсов начинает уменьшаться. Как только оно станет меньше
Кпор, на выходном ПУ перестанет формироваться импульс обнаружения.
Рис.6.4. Вид сектора зоны обнаружения РЛС (тёмным цветом показаны участки зоны, сигналы с которых превысили величину Кпор)
Это устройство обнаружения называется обнаружителем типа «движущегося окна», в котором проводится анализ сигнала в импульсном объёме,
определяемом разрешением по дальности δR и размерами Δβ движущейся по
азимуту ДН антенны РЛС (рис.6.4.).
Для обнаружения во всей зоне, устройство (рис.6.3.) должно быть многоканальным по дальности. Число колец дальности при этом равно n = Rmax/
δR.
Решение об обнаружении пачки принимается по логике «К из М», где
М — число импульсов в анализируемой пачке, а К — число импульсов пачки, превысивших заданный порог Кпор.
Обнаружение бинарных сигналов даёт проигрыш в отношении сигнал/шум на (1,5…2) дБ по сравнению с аналоговыми сигналами, но более
просто в технической реализации.
Измерение координат ВС
Измерение дальности
371
Дальность R в РЛС определяется по времени запаздывания отраженного (ответного) сигнала относительно зондирующего (ответного) следующим
образом:
R
сt з
2 ,
где с – скорость распространения света.
В аппаратуре первичной обработки реализуется метод автоматического
измерения дальности.
Дальность в АПОИ определяется по порядковому номеру дискрета
дальности nR, в котором обнаруживается цель: R = ΔR nR. Номер дискрета
находится путем счета тактовых импульсов, которыми дискретизируется
дальность за время периода повторения Тп зондирующих импульсов
(рис.6.5).
Устройство измерения дальности должно быть многоканальным, т.к. за
один период зондирования необходимо обеспечить измерения дальностей до
нескольких объектов, имеющих одинаковую азимутальную координату.
Поэтому такой измеритель строится для каждого кольца дальности и
работает следующим образом.
Рис.6.5. Принцип измерения дальности
Импульс запуска ИЗ радиолокационной станции включает генератор
импульсов строба и сброса ГСС. Строб-импульс подается на временной селектор (ВС) и открывает его на время длительности строба Тп, равное периоду повторения сигналов РЛС. Генератор тактовых импульсов ГТИ непрерывно вырабатывает последовательность импульсов И с периодом tΔR. Эта последовательность идет через ВС на счетчик импульсов СчИ. Результаты счета в виде двоичного кода поступают на выходные ячейки СчИ. Так как им-
372
пульсы ГТИ имеют период tΔR, соответствующий дискрету дальности ΔR, то
на выходах ячеек СчИ будет код текущей дальности, который необходимо
снять в момент обнаружения цели. Для этого каждый разряд счетчика подключен к одному из входов своей схемы совпадений — схеме «И». Вторые
входы этих схем подключены к генератору импульсов считывания ГИС, который вырабатывает их при поступлении на него импульса обнаружения цели от схемы «движущееся окно». Импульс считывания ИСч открывает все
ячейки схемы «И» и на выходах схемы будет параллельный двоичный код
дальности обнаружения цели.
Каждый цикл работы схемы заканчивается обнулением счетчика импульсом сброса (ИС), вырабатываемым по заднему фронту строб-импульса.
Число разрядов s, т. е. и ячеек СчИ, зависит от общего числа дискретов
дальности nR и определяется выражением 2s ≥ nR.
Измерение азимута ВС
При измерении азимута ВС в АПОИ ПРИОР используется амплитудный метод максимума и его разновидности.
Пеленгация методом максимума (рис.6.6.) осуществляется путем совмещения направления максимума диаграммы направленности антенны β с
направлением на пеленгуемый объект β0 в результате плавного вращения антенны со скоростью Ω. Пеленг (азимут) отсчитывается в тот момент, когда
напряжение на выходе приемника становится максимальным.
N
U
β
A
β0
θ
Ω
β0
0
a)
б)
Рис.6.6. Принцип пеленгации методом максимума
Вторичная обработка РЛИ
Ωt
373
Радиолокационная информация, полученная при первичной обработке,
из-за влияния помех может содержать ложные отметки, а часть целей может
быть пропущена. Вторичная обработка решает задачи устранения ложных
отметок и восстановления пропущенных, уменьшения ошибок измерения координат и определения скоростей и курсов.
Вторичная обработка радиолокационной информации включает следующие этапы:
- обнаружение траекторий;
- завязка траектории;
- сопровождение траектории.
- обнаружение траекторий
Результатом первичной обработки сигнала от ВС является координатная метка с характеристиками обзоре R1 и θ, которая может быть началом
траектории или являться ложной (рис.6.7.а.).
Выявление координатной метки следующего обзора в окрестностях
первой осуществляется на основе анализа попадания её внутрь назначенного
строба. Под стробом понимается область неопределённости вокруг первой
метки с размерами
ΔRi =i Vц.мах Тп,
где Vц.мах – максимальная скорость цели;
Тп - период повторения РЛС;
i - номер цикла обзора ( i = 1, 2,3…m)
Рис.6.7. К пояснению вторичной обработки РЛИ
Обнаружение траектории заключается в выявлении факта попадания в
строб хотя бы одной координатной метки k во втором и последующих обзо-
374
рах. Обычно в качестве критерия обнаружения выбирают значение k=2 и
m=3…4. Процедуру обнаружения траектории иногда называют автозахватом.
Завязка и сопровождение траектории
После обнаружения траектории, по двум координатным меткам вычисляется скорость и направление движения предполагаемой цели, а также
предсказывается (экстраполируется) положение метки на следующий (третий) обзор (рис.6.7.б). Количество экстраполированных меток зависит от количества меток в первичном стробе S1. Вокруг экстраполированных меток
формируются стробы S2, размеры которых определяются возможными
ошибками предсказания. Если в какой-либо строб в третьем обзоре попала
метка, то она считается принадлежащей к обнаруженной траектории и происходит её завязка. При завязке траектория движения ВС принимается линейной.
В процессе последующих обзоров пространства от АПОИ поступает
множество координатных меток, из которых только одна принадлежит завязанной траектории. Сопровождение заключается в отборе отметок для продолжения траектории и проводится на основе сравнения координат и параметров новых отметок с экстраполированными координатами и характеристиками сопровождаемых траекторий. Для упрощения процедур сравнение
координат и экстраполированных отметок производится в стробах сопровождения (рис.6.8.), размеры которых постепенно уменьшаются.
При сопровождении траекторий проводится сглаживание параметров
траектории. Операция сглаживания необходима для повышения точности
прогнозирования ожидаемых координат цели на последующий обзор. Для
сопровождения используются стробы трёх размеров:
- узкий строб для сопровождения неманеврирующих объектов при отсутствии пропусков отметок;
- средний строб для сопровождения сильноманеврирующих объектов
при отсутствии пропусков отметок;
- широкий строб или набор стробов для сопровождения объектов при
пропусках отметок.
y
ΔR3
ΔR4
ΔR2
ΔR5
5
4
3
ΔR1
1
2
x
375
Рис.6.8. Сопровождение траектории ВС
Третичная (мультирадарная) обработка РЛИ
Объединение информации от нескольких разнесенных на местности
источников информации наблюдения получило название третичной (мультирадарной) обработки.
Мультирадарная обработка должна обеспечить стабильное сопровождение воздушных целей и формирование картины воздушной обстановки путём анализа информации, поступающей от нескольких источников (радаров).
При третичной обработке решаются следующие задачи:
- отождествление отметок от одного ВС, полученных источниками информации;
- формирование измерений по данным от нескольких источников;
- построение траектории по объединенным данным.
Третичной обработке предшествует пересчет координат отметок от
различных источников в единую координатную систему. Наиболее просто
эта задача решается в РЛС, имеющих первичные и вторичные каналы, как в
АОРЛ-85.
Кроме того, все отметки приводятся к единому времени экстраполяцией векторов координат к очередному моменту объединения информации. Обычно
время экстраполяции невелико, и поэтому применяется линейная экстраполяция.
376
Рис.6.9. Структурная схема АПОИ ПРИОР
Задача отождествления отметок решается в два этапа.
В начале отметки группируются по их попаданию в строб допустимых
отклонений, который определяется погрешностями оценки координат. Затем
проводится отождествление отметок и их объединение.
В результате третичной обработки выдаются мультирадарные траектории.
Рассмотренные выше процедуры первичной, вторичной и элементы
третичной обработки реализованы в АПОИ ПРИОР.
Рассмотрим взаимодействие аппаратуры ПРИОР по структурной схеме
(рис.6.9.).
ПОИ ПРЛ обрабатывает поступающие на вход сигналы от первичных
каналов РЛС, производит обнаружение воздушных судов, измерение их координат по каналам РЛС и передает информацию по стандартному каналу
RS-232 в ПТД.
Сигналы от первичного канала РЛС поступает на Адаптер ПРЛ
(рис.6.10). Адаптер ПРЛ преобразовывает в цифровую форму входные аналоговые сигналы, обеспечивает выделение полезных сигналов на фоне различного рода мешающих отражений, формирует координатный видеосигнал,
формирует видеосигнал карты помех, а также обеспечивает измерение в полярных координатах начала и конца пакета от воздушного судна (ВС).
Адаптер ПРЛ
RS232 (Установка параметров)
ЗИОредк
Цифровая информация
ЗИОчаст
МАИ
ЖКИ
клавиатура
мышь
Контроллер ПК
Регламент
220В, 50 Гц
Видео 2
Синхр., 4 видео на
гнезда
Видео 3
Сигналы диогностики
на
индикацию на КРМ
Лицевая
понель
+5В
+5В
220В, 50 Гц
монитор
Инф. о шумовых порогах
Север
Видео 4
RS232
Север
МАИ
Видео 1
Вых. Инф.
Плотэкстрактор
ПРЛ
Блок питания
+12В
-12В
В кабельный
ввод
377
Рис.6.10. Адаптер ПРЛ
Измеренные значения поступают в плотэкстрактор ПК (ПЭ-П), где
производится вычисление координат центра пакета, осуществляется обнаружение зон метеообразований и фильтрация плотов по различным алгоритмам.
Информация о плотах по стандартному последовательному каналу RS-232
передается на ПТД в согласованных кодограммах.
ПОИ ВРЛ принимает сигналы вторичных каналов РЛС и обеспечивает
их обработку с автоматическим обнаружением воздушных судов, измерением
их координат, получение дополнительной полетной информации о бортовом
номере и высоте полета воздушных судов, оборудованных ответчиками вторичной информации по стандартам УВД и ИКАО, и передает информацию по
стандартному каналу RS-232.
Сигналы от вторичного канала РЛС поступают на Адаптер ВРЛ
(рис.6.11). Адаптер ВРЛ принимает и нормализует управляющие и синхронизирующие сигналы, декодирует координатную и дополнительную полетную
информацию о летательных аппаратах, оборудованных ответчиками системы
ВРЛ по стандарту УВД и ИКАО, и подавляет несинхронные помехи.
Адаптер ВРЛ
RS232 (Установка параметров)
ЗИОредк
Цифровая информация
Плотэкстрактор
ВРЛ
Вых. Инф.
RS232
Север
МАИ
МАИ
ЖКИ
монитор
Инф. о шумовых порогах
Север
Видео 1
клавиатура
мышь
Контроллер ВК
Регламент
Видео 2
ЗК
220В, 50 Гц
Синхр., 4 видео на
гнезда
Сигналы диогностики
на
индикацию на КРМ
Лицевая
понель
+5В
+5В
220В, 50 Гц
+12В
Блок питания
-12В
Рис.6.11. Адаптер ВРЛ
Радиолокационные данные с Адаптера ВРЛ (координаты начала пакета
(НП) и конца пакета (КП), дополнительная информация, угловая синхронизация, контрольные сообщения) поступают на плотэкстрактор ВК (ПЭ-В), который производит обнаружение и измерение координат самолетов, ввод в со-
378
провождение и траекторную обработку плотов от всех летательных аппаратов в зоне действия ВРЛ. Передача информации с выхода ПЭ-В на ПТД осуществляется по стандартному последовательному каналу RS-232 в согласованных кодограммах.
ПТД принимает цифровые радиолокационные данные от двух ПОИ
ПРЛ и двух ПОИ ВРЛ и осуществляет обнаружение целей и измерение параметров траекторий воздушных судов по каждому из каналов, а также осуществляет объединение информации от одного воздушного судна, поступившей по каналам ПРЛ и ВРЛ.
ПТД производит контроль работоспособности ПОИ с выдачей результатов статистической обработки поступающих данных. ПТД осуществляет
документирование обрабатываемых данных на протяжении времени не менее
7 суток.
Таким образом, при использовании ПТД в аппаратуре АПОИ "ПРИОР"
совместно с аппаратурой ПОИ ПРЛ и ПОИ ВРЛ обеспечивается объединение информации от первичного и вторичного канала, реализуются в полном
объеме функции контрольного индикатора РЛС, обеспечивается гибкое резервирование и реконфигурация системы обработки и передачи радиолокационных данных.
Согласование входных сигналов осуществляется через кабельный ввод
(КВ). На входе КВ имеется согласованный делитель, позволяющий изменять
уровень входного сигнала в соотношениях 1:1, 1:2, 1:4, при сопротивлении на
входе 75 Ом. Далее синхро - и видео сигналы РЛС (ПРЛ, ВРЛ) размножаются для передачи в каждый из Адаптеров (ПРЛ, ВРЛ), а также в контроллер
растрового монитора (КРМ) для обеспечения аналоговой развертки и отображения на мониторе.
Пульт управления ПУ1-4 обеспечивает выбор на отображение цифровой информации ПЭ (ПРЛ, ВРЛ) и ПТД соответствующих комплектов.
Селектор видео (СВ) предназначен для определения состава аналоговой
координатной р/л информации, подаваемой на вход КРМ и обеспечивает: селекцию в любой комбинации и смешивание видеосигналов с амплитудной
модуляцией (VA) по шести входам; селекцию в любой комбинации и смешивание нормированных видеосигналов по четырем входам; селекцию сигналов
синхронизации ЗИ, МАИ и "Север" от ПРЛ и ВРЛ.
Контроллер растрового монитора (КРМ) обеспечивает аналоговую развертку на экране монитора и отображение входной и обработанной информации. Совместно с ПТД обеспечивается отображение как аналоговой, так и совмещенной с ней цифровой полетной информации.
Генератор пиксельной частоты (ГПЧ) представляет собой устройство,
преобразующее линейную частоту строчной развертки видеоадаптера в импульсы, во временной области соответствующие пиксельным знакоместам.
379
Коммутатор информации (КИ) осуществляет подключение к выходным
линиям связи (как цифровым, так и аналоговым) информации от устройств
(Адаптеров - в части аналоговой информации, ПТД - в части цифровой информации), являющихся в данный момент времени основными по отношению к устройствам находящимся в состоянии "Резерв", "Регламент" или
"Авария".
Для обеспечения электропитанием составных частей АПОИ при пропадании внешней питающей сети на время, необходимое для включения и выхода на рабочий режим резервных источников питания (около 2 минут), в
комплект АПОИ включены блоки бесперебойного питания (ББП). В случае
пропадания внешнего электропитания на более длительный срок ББП посылают на ПТД команду, по которой ПТД завершают работу и подготавливаются к
выключению.
6.3. Контрольный индикатор РЛС
Аппаратура КИКО предназначена для контроля по экрану ЭЛТ радиолокационной информации первичного и вторичного каналов, декодирования
координатных кодов самолетных ответчиков, работающих в режиме УВД и
управления работой РЛС.
Рабочий диаметр экрана КИКО – 400 мм, масштабы изображения 50,
100 и 200 км. На экране ЭЛТ отображается масштабная сетка, образованная
метками дальности 2, 10 и 50 км и метками азимута 100 и 300. Отображение
видеоинформации возможно по семи независимым каналам.
В состав аппаратуры КИКО входят собственно ИКО БИ-45, блок сигналов и пульт КИКО.
Структурная схема тракта отображения информации КИКО представлена на рис. 6.2. и включает:
- электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) с отклоняющей системой и элементами управления лучом;
- две платы предварительных координатных усилителей (ПКУ);
- выходные каскады координатных усилителей (ВКУ);
- плату видеоусилителя и подсвета (ПВП);
- плату управления и видеосмесителя (ПУ и В);
- генератор пилообразных напряжений (ГПН);
- дешифратор УВД.
ЭЛТ 45ЛМ5В с электрической фокусировкой и магнитным отклонением луча имеет длительное послесвечение и повышенную яркость. Развертывающие напряжения по обеим осям отклонения формируются платой ГПН.
Их длительность определяется длительностью сигнала «Импульс дистанции»
380
или «Запуск ПК», а амплитуда пропорциональна синусу и косинусу угла поворота антенны РЛС или напряжению с АРП.
Длительность сигнала «Импульс дистанции» зависит от выбранного
масштаба дальности и составляет 330 мкс для масштаба 50 км, 660 мкс для
масштаба 100 км и - 1320 мкс для масштаба 200 км. Усиление пилообразных
напряжений идет по двум независимым каналам.
Координатные усилители предназначены для преобразования развертывающих напряжений в пропорциональные им токи. Выходные каскады
работают на отклоняющие катушки горизонтального и вертикального отклонения.
Плата управления и видеосмесителя (ПУ и В) предназначена для формирования сигналов управления, меток азимута и дальности, а также для
объединения видеосигналов с различных источников.
Рис.6.2. Упрощенная структурная схема КИКО
Плата видеоусилителя и подсвета служит для усиления видеосигналов
до величины, необходимой для модуляции луча по яркости и формирования
импульсов подсвета.
Дешифратор содержит два идентичных комплекта аппаратуры и служит для декодирования координатной информации, поступающей от самолетных ответчиков, работающих в режиме УВД. Эта информация может отображаться на КИКО и подается в ШСС для трансляции на КДП.
381
В состав пульта КИКО входит панель управления РЛС для управления
работой РЛС в местном и дистанционном режиме и панель управления для
управления режимов отображения на КИКО.
7. Эксплуатация АОРЛ-85
7.1. Регламент технического обслуживания (ТО) РЛС
В АОРЛ-85 и его модификациях регламент технического обслуживания
(ТО) осуществляется комбинированным методом. Его сущность заключается
в том, что заложено ТО «по состоянию», но вместе с тем назначаются работы, проводимые по установленным календарным срокам.
Регламент ТО предусматривает:
- контроль параметров аппаратуры;
- профилактику механической части аппаратуры;
- регулировку аппаратуры по результатам контроля;
- устранение неисправностей аппаратуры;
- учёт результатов контроля и проделанных работ.
При уходе контролируемых параметров на две третьих части допуска
осуществляется регулировка, настройка или ремонт оборудования.
Техническое обслуживание АОРЛ-85 включает:
- ТО (ТО-1)оперативное;
- TO-2 - недельное ТО (через 170 час наработки);
- ТО-3 - месячное ТО (через 750 час наработки);
- TO-4 - квартальное ТО (через 2250 час наработки);
- ТО-5 - полугодовое ТО (через 4500 час наработки);
- ТО-6 - годовое ТО (через 8800 час наработки);
- ТО-С -сезонное техническое обслуживание.
Оперативное ТО выполняется ежедневно по сигналам аппаратуры дистанционного контроля и управления.
TO-2 - недельное ТО, выполняется дежурным техником трудозатраты –
9,75 ч/2 чел.
ТО-3 - месячное ТО, выполняется дежурным техником трудозатраты –
13,75 ч/2 чел.
ТО-4 - квартальное ТО, выполняется дежурным техником трудозатраты
– 13,75 ч/2 чел.
ТО-5 - полугодовое ТО (сезонное техническое обслуживание) выполняется при переходе на зимнюю или летнюю эксплуатацию трудозатраты –
41,5 ч/2 чел.
ТО-6 - годовое ТО производится через год эксплуатации АОРЛ – 85,
трудозатраты – 43 ч/2 чел.
382
Техническое обслуживание АОРЛ должен проводить инженернотехнический персонал, подготовленный к работе по эксплуатации электроустановок с напряжением выше 1000 В, прошедшие проверку по технике безопасности и имеющие квалификационную группу не ниже третьей.
Работы при ТО должны выполняться не менее чем двумя специалистами.
7.2. Содержание технологических карт и методика выполнения ТО
Регламентом ТО предусмотрены следующие виды работ, выполняемые
в соответствии с технологическими картами:
В аппаратной:
Таблица 7.1.
Регламент
№
Перечень работ
Т
Т
Т
Т
Т
карты
О-2
1
2
3
4
5
6
7
9
11
12
13
14
15
16
Проверка состояния устройства
антенного
Очистка от пыли, текущий ремонт антенны
Проверка температурного режима кузовов
Проверка сигнализации и положения органов управления
Проверка состояния монтажа
деталей, чистка от пыли и загрязнений
Проверка ВЧ и НЧ разъемов
Проверка
работоспособности
охранной сигнализации
Проверка щита аппаратной
Проверка устройства приёмного
первичного канала
Проверка аппаратуры КИКО
Проверка шкафа синхронизации
и сопряжения
Проверка шкафа ПУМ
Проверка шкафа ВУМ
Проверка шкафа выпрямителя
+12 кВ
О-3
+
О-4
О-С
О-6
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
383
17
18
19
20
21
Проверка шкафа АВК
Проверка установки СВЧ прибора
Проверка масла в редукторе
Замена масла в редукторе и профилактика опоры
Проверка установки уровней
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
В агрегатной:
Таблица 7.2.
№
Перечень ракарты бот
1
2
3
5
6
7
8
Проверка состояния устройства
антенного
Очистка от
пыли, текущий ремонт
антенны
Проверка
температурного режима
кузовов
Проверка состояния монтажа
деталей, чистка
от пыли и загрязнений
Проверка ВЧ
и НЧ разъемов
Проверка
работоспособности охранной сигнализации
Проверка
сигнализации и поло-
Регламент
ТО2
ТО3
+
ТО4
ТОС
ТО6
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
384
10
14
15
16
17
18
19
20
21
жения органов управления
Проверка
щита
распределительного агрегатной
Проверка
шкафа ПУМ
Проверка
шкафа ВУМ
Проверка
шкафа выпрямителя
+12 кВ
Проверка
шкафа АВК
Проверка установки СВЧ
прибора
Проверка
масла в редукторе
Замена масла
в редукторе
и профилактика опоры
Проверка установки
уровней
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
7.3. Эксплуатационная документация и правила ее ведения
Неотъемлемой составной частью РЛС является комплект эксплуатационной документации (ЭД), поставляемой вместе с оборудованием на радиолокационные позиции предприятия-заказчика.
Полный комплект ЭД включает следующие группы документов:
- формуляр РЛС;
- документы, определяющие комплектность поставки;
385
- техническое описание РЛС;
- инструкции по эксплуатации и обслуживанию поставляемого оборудования;
- ЭД на покупные изделия.
Полный перечень документов, поставляемых вместе с РЛС, приведен в
ведомости эксплуатационных документов.
Правила ведения формуляра на средство РТОП и связи
Формуляр средства является одним из важнейших эксплуатационных
документов. Ниже приведены правила ведения формуляров на средства
РТОП и связи.
1. Формуляр является документом, удостоверяющим гарантированные предприятием-изготовителем основные параметры и технические характеристики средств PTOП и связи, отражающим техническое состояние
данных средств и содержащим сведения по его эксплуатации (длительность и условия работы, ТО, виды ремонтов, замена составных частей и
деталей и другие данные за весь период эксплуатации).
2. Ответственным за сохранность формуляра и правильное его ведение является руководитель объекта, за которым закреплено данное средство.
В случае утери формуляра дубликат заводится с разрешения территориального специального уполномоченного органа Федеральной исполнительной власти в области ГА.
3. Ведение формуляра обязательно по всем разделам. Все записи в
формуляре производят отчетливо и аккуратно. Подчистки и незаверенные
исправления не допускаются.
4. При заполнении всех листов формуляра и невозможности подклейки дополнительных листов формуляр заменяется новым. В новый
формуляр заносятся обобщенные данные по каждому разделу старого
формуляра. Эти записи скрепляются подписью руководителя предприятия
ГА и гербовой печатью. Старый формуляр уничтожается по акту.
5. Данные о наработке средства заносятся ежемесячно на основании
показаний счетчиков или записей в оперативном журнале сменного инженера (техника) объекта.
6. В графах контрольных измерений основных параметров средства
записи производятся по результатам измерений.
386
7. В сведениях "Техническое состояние средства" записываются технические параметры, не соответствующие установленным нормам, и основные выявленные неисправности.
В графе "Выводы" записываются мероприятия для устранения выявленных недостатков.
8. Записи в формуляре о модернизации, доработке и ремонте средства делают руководители ремонтных предприятий, которые указывают вид
ремонта, когда и где он производился.
Записи о замене деталей и текущем ремонте средства производятся
лицами, проводивших ремонт. При этом указывают наименование, децимальный (чертежный) и схемный номера замененных составных частей, их
наработку, причину их замены.
9. Записи о Расконсервация производятся в период установки средства на эксплуатацию.
7.4. Наземная проверка АОРЛ-85
Наземные проверки проводятся для оценки соответствия основных
технических параметров средств РТОП и связи требованиям эксплуатационной документации и выполняются:
- при подготовке к приемке законченных строительством объектов
РТОП и связи;
- перед летными проверками;
- после реконструкции объектов;
- при ТО, в сроки, определенные графиком;
- по требованию службы движения.
Наземные проверки средств РТОП и связи включают следующие работы:
- проверку работоспособности:
- регулировку и настройку;
- измерение основных определяющих технических параметров;
- составление таблиц настройки и карт контрольных режимов (Приложение 39 РРТОП ТЭ-2000) и протокола наземной проверки и настройки
(Приложение 14 РРТОП ТЭ-2000).
Наземные проверки средств РТОП и связи проводятся инженернотехническим персоналом службы ЭРТОС. При вводе в эксплуатацию наиболее сложных средств РТОП и связи наземные проверки могут проводиться
представителями предприятий-разработчиков, предприятий-изготовителей,
специалистами научных организаций ГА.
387
Примечание:
1.Антенные системы ОРЛ-А, используемых автономно, в аэродромных
АС УВД "Старт", радиопеленгаторов, работающих на каналах ПОСАДКА,
КРУГ и ПОДХОД, юстируются по магнитному меридиану.
2.Антенные системы ОРЛ-Т, используемых автономно, в составе КС
ВРЛ, в трассовых АС УВД и антенные системы ОРЛ-А, используемых в аэроузловых АС УВД и в аэродромных АС УВД типа "Теркас", "Спектр", радиопеленгаторов, работающих на каналах авиационной воздушной связи РЦ,
РСБН, РМА, РМД юстируются по истинному меридиану.
КАРТА
КОНТРОЛЬНЫХ РЕЖИМОВ И ТАБЛИЦА НАСТРОЙКИ
1. Карта контрольных режимов и таблица настройки составляются на
каждое средство в соответствии с требованиями раздела 4.8 РРОП ТЭ-2000.
В карте контрольных режимов указываются величины напряжения сети,
напряжения на выходе выпрямителей, токов ступеней радиопередатчика или
магнетрона, мощности в эквиваленте антенны, токов радиоламп и другие
специфические для каждого оборудования режимы и параметры.
Для проверки указанных в карте контрольных режимов параметров используются панельные измерительные средства, подключаемые к различным
контрольным точкам с помощью переключателей или специальных проводников, а также дополнительные (переносные) измерительные средства.
В карту контрольного режима записываются тип и номер дополнительных измерительных средств, которыми определялся контролируемый режим.
Контролируемые параметры средства должны совпадать с величинами,
указанными в картах контрольных режимов.
2. В таблице настройки проставляются рабочие и резервные частоты,
указываются положения органов настройки и регулировки, при которых достигается номинальное использование средства. Карты контрольных режимов
и таблицы настройки составляются инженерами (техниками) объектов.
Формы карт контрольных режимов и таблиц настройки наземных
средств РТОП и связи разрабатываются на каждом объекте в зависимости от
типа оборудования.
ПРОТОКОЛ
НАЗЕМНОЙ ПРОВЕРКИ И НАСТРОЙКИ ________________________
388
____________________________________________________________
(наименование средства)
заводской № __________ дата выпуска ___________________________
установленного в предприятии __________________________________
(наименование предприятия ГА)
Проверяемый параметр
1
Номинальное зна- Получено Применяемая из- Причение, допуск, ед. при измере- мерительная аппа- мечаизмерения
нии
ратура
ние
2
3
4
5
Вывод
________________________________________________________
(выдается заключение о соответствии средства установленным техническим требованиям и
________________________________________________________
готовности к летной проверке)
Измерения проводил (проводили):
_______________________ __________________________
(должность)
_______________________
(ф.и.о. подпись)
___________________________
(должность)
(ф.и.о. подпись)
389
8. Список литературы:
1. Перевезенцев Л.Т, Огарков В.Н. Радиолокационные системы аэропортов, М.: Транспорт, 1991 – 360 с.
2. Радиолокационное оборудование автоматизированных систем
управления воздушным движением, Под редакцией д.т.н. А.А. Кузнецова.
М.: Транспорт, 1995 – 344 с.
3. Лернер В.Е., Миронов В.В., Шильман М.А. Аэродромный радиолокационный комплекс АОРЛ-85. РКИИГА: Рига, 1989 – 102 с.
4. Техническое описание РЛС АОРЛ-85.
5. Техническое описание РЛС АОРЛ-85ТК
6. Радиолокатор АОРЛ-85. Регламент технического обслуживания.
390
Содержание
1. Введение
1.1. Требования Федеральных авиационных правил
«Радиотехническое обеспечение полетов и авиационная
электросвязь. Сертификационные требования» к составу
и размещению оборудования ОРЛ-А
1.2. . Тактико-технические характеристики АОРЛ-85
и его модификаций
1.3. Принцип работы АОРЛ-85 по структурной схеме
1.4. Особенности обзора пространства АОРЛ-85,
принцип построения антенной системы РЛС
2. Передающее устройство первичного канала
2.1. Технические характеристики передающего устройства
первичного канала (ПК).
2.2. Структурная схема передающего устройства ПК.
2.3. Предварительный усилитель мощности.
Принцип работы, варианты технической реализации
2.4. Выходной усилитель мощности.
Принцип работы, варианты технической реализации
2.5. Высоковольтный выпрямитель. Принцип регулирования
и стабилизации питающих напряжений
для усилительной цепочки передатчика
2.6. Эксплуатационные настройки и регулировки
передающего устройства
3. Приемное устройство первичного канала.
3.1. Технические характеристики приемного устройства ПК
3.2. Структурная схема приемного устройства ПК
3.3. Принцип работы устройств адаптации
приемного тракта ПК
3.4. Эксплуатационные проверки и регулировки приемных
устройств РЛС
4. Устройство обработки видеосигналов
4.1. Назначение и технические характеристики устройства
обработки видеосигналов (УОВС).
4.2. Принцип построения схем одно- и двукратной системы
череспериодной компенсации на приборах
с зарядной связью
4.3. Структурная схема УОВС
5. Аппаратура вторичного канала.
5.1. Тактико-технические характеристики
3
4
5
9
12
17
17
18
24
27
29
30
32
32
32
38
42
43
43
43
57
66
391
вторичного канала (ВК)
5.2. Структурная схема ВК
5.3. Принцип работы передатчиков запроса
и подавления ВК по структурной схеме
5.4. Принцип подавления боковых ответов в приемном
устройстве
5.5. Приемные устройства ВК режима УВД и RBS
5.6. Принцип работы устройств адаптации
приемного тракта ВК
5.7.Эксплуатационные проверки и регулировки приемных
устройств ВК
6. Аппаратура первичной обработки информации
6.1. Задачи обработки радиолокационной информации
6.2. Структура и алгоритмы системы обработки
радиолокационной информации
6.3. Контрольный индикатор РЛС
7. Эксплуатация АОРЛ-85
7.1. Регламент технического обслуживания (ТО) РЛС
7.2. Содержание технологических карт и методика
выполнения ТО
7.3. Эксплуатационная документация и правила ее ведения
7.4. Наземная проверка АОРЛ-85
8. Список литературы
66
68
70
71
73
77
78
7
79
82
94
96
96
97
99
101
104