16-2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
УЛЬЯНОВСКИЙ ИНСТИТУТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ им.
ГЛАВНОГО МАРШАЛА АВИАЦИИ Б.П. БУГАЕВА
Факультет летной эксплуатации и управления воздушным движением
Кафедра АТ
АВИАЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ
Расчетно-графическая (контрольная) работа
Вариант № 16
ОРЛ-Т «Меч» (П-37) - ВС σц=35 м2
Выполнил: курсант уч. гр. П-17-8
Зубов И. А.
номер зачетной книжки 144
Проверил: доцент кафедры АТ
Тарасов С. Н.
Ульяновск 2019
Краткое описание принципов функционирования радиосредств
Трассовый радиолокатор 1РЛ-139-2 (П-37) предназначен для
обнаружения и измерения координат (азимут-дальность) воздушных
судов во внеаэродромной зоне (на воздушных трассах и вне их) с
последующей передачей информации о воздушной обстановке в пункты
ОВД для целей контроля и обеспечения управления воздушным
движением. Так же РЛС предназначена для ведения радиолокационной
разведки воздушных целей, обеспечения наведения истребительной
авиации и целеуказания зенитным ракетным комплексам. Для
измерения пространственных координат РЛС может сопрягаться с
высотомерами ПРВ-11 и ПРВ-13. Принята на вооружение в 1961 году.
Для работы станции используются:
1.
Машина №1 – с приемопередающей аппаратурой в кабине 636А
на повозке КЗУ-16;
2.
Машина №2 – с индикаторной аппаратурой в кунге на шасси а/м
ЗИЛ-131;
3.
Машина №3 – электростанция ЭСД-50 в кунге на прицепе 2ПН-6;
4.
Машина №4 – резервная электростанция;
5.
Машина №5 – транспортный тягач АТС с имуществом;
6.
Машина №6 – прицеп 2ПН-4 с отражателями антенн и агрегатом
ВПЛ-30;
7.
Машина №7 – электростанция ЭДС-10 радиолинии;
8.
Изделие 1РЛ51М1 – радиолиния.
Существует
5
модификаций
изделия,
отличающихся
конструктивным исполнением, элементной базой и комплектующими.
Внедренная в станцию аппаратура СДЦ и примененные антенные
фильтры поляризационной селекции обеспечивали защиту РЛС от
пассивных помех и метеофакторов, а также обеспечивали обнаружение
2
и проводку целей на малых высотах (50-300 м) в ближней зоне. В этой
станции также были применены схемы БАРУ с ограничением
флюктуации сигналов и ВАРУ с регулировкой глубины и длительности
действия для защиты от активных помех. Для защиты от ПРР типа
«Шрайк» на станции была установлена аппаратура «Коммутатор».
3
Характеристики
Точность определения координат (СКО):
•
дальности, м
•
азимута, угл.мин 30
•
высоты, м не измеряет
500
Разрешающая способность:
•
по дальности, м 500
•
по азимуту, град 1
Ширина диаграммы направленности:
•
по азимуту, град 1
•
по углу места:
1. Для первых трех каналов – 7 градусов
2. Для 4 канала – 5 градусов
3. Для 5 канала – 16-18 градусов
4. В сумме для всех 28-32,5 градусов с учетом наклона антенны (2030’ – минимальный угол)
Коэффициент подавления отражений от местных предметов, дБ 16
Коэффициент шума, дБ 4
Количество транспортируемых единиц, в том числе: 8 шт.
Время развертывания (свертывания), не более 8 часов
Время периода обзора воздушного пространства
20с (3об/мин) 10с
(6об/мин)
Рабочая частота 2700-3100 МГц
Длительность высокочастотного импульса 1,7-2,9 мкс
Мощность импульса 800 кВт
Средняя мощность на канал 700 Вт
Потребляемая мощность по сети 220В 50Гц, не более
50кВт
Потребляемая мощность по сети 220В 50Гц, не более
25кВт
Допустимая скорость ветра 25 м/с
Допустимая высота над уровнем моря, не более
1000 м
Окружающая температура среды -400С – +500С
4
Радиолокатор работает в диапазоне УВЧ (дециметровых) волн.
Атмосферные и индустриальные помехи практические отсутствуют.
Радиоволны распространяются прямолинейно, т.е в пределах прямой
видимости. Однако на дальность распространения существенное
влияние оказывает рельеф местности (кривизна земной поверхности).
При работе в этих диапазонах обеспечиваются высокая пропускная
способность, надежность связи, а значит, достоверность передачи
сообщений и эффективность радиоканалов (минимум энергозатрат на
передачу
единицы
эффективность
информации).
спутниковых
линий
Высокая
связи
энергетическая
достигается
за
счет
возможности создания в этих диапазонах остронаправленных антенн,
низким уровнем в них естественных помех и сравнительно малым
влиянием космической среды и земной атмосферы на распространение
радиоволн.
В РЛС используются две антенны – верхняя и нижняя. Каждая
антенна состоит из отражателя и блока облучателей, расположенного в
фокусе отражателя.
- Измерение дальности целей осуществляется импульсным
методом
по
времени
запаздывания
эхо-сигналов
относительно
зондирующих.
5
Выдержка из учебника по РЛС П-37 «МЕЧ»:
Антенное устройство состоит из двух антенн – нижней и верхней.
Нижняя антенна формирует диаграммы направленности 1, 2 и 3 каналов и
состоит из отражателя и блока облучателей ОВН-АМ-1, обеспечивающего
излучение электромагнитной энергии с круговой или линейной поляризацией
волн. Верхняя антенна формирует диаграммы направленности 4 и 5 каналов и
состоит из отражателя и блока облучателей ОВВ-АР, обеспечивающего
излучение с линейной поляризацией волн. Отражатели установлены таким
образом, что их главные оси расположены в одной вертикальной плоскости,
т.е. они совпадают по азимуту. При этом начальное положение нижнего
отражателя соответствует наклону его фокальной оси на +3,50 к горизонту, а
начальное положение верхнего отражателя – на +10,50. К антенному
устройству предъявляются следующие требования. Достаточно большой
коэффициент усиления Gант особенно по нижним лучам, обеспечиваемым
максимальную дальность обнаружения. Из (2.1) следует, что коэффициент
усиления
антенны
является
энергетической
характеристикой
РЛС,
определяющей дальность ее обнаружения. По трем нижним лучам
коэффициент усиления Gант = 8000, по четвертому лучу – Gант порядка 5000,
по пятому лучу – порядка 1500.
6
Расчет максимальной
радиолинии
дальности
действия
по
энергетике
4
𝑃и ∗ 𝜏и ∗ 𝐺 2 ∗ 𝛿ц ∗ λ2
𝑅𝑚𝑎𝑥 = √
(4𝜋)3 ∗ 𝑘ш ∗ 𝑘Б ∗ 𝑘Р ∗ Т0
Данные
Дано:
П-37 «Меч»
Pи, Вт
800 ∗ 103
𝜏и , с
2,9 ∗ 10−6
𝛿ц , м2
35
kш, дБ
4
kР
10
kБ
1,38 ∗ 10−23
𝜃𝛼 , град
1⁰
𝜃𝛽 , град
7⁰ для 1, 2, 3 к.
Т0 , К
290
G=
30000
θα θβ
=
30000
1∗7
= 4285,714285
Необходимо коэффициент шума из дБ перевести в разы.
𝑘ш (дБ) = 10 ∗ 𝑙𝑔𝑘ш
Отсюда получим: 𝑘ш = 10𝑘ш (дБ)/10 = 2,511886 раза
4
R max = √
Pи τи G2 σцλ2
(4π)3 kш kБ kр T0
4
=√
8∗105 ∗2,9∗10−6 ∗4285,7142852 ∗35∗0,12
(4π)3 ∗2,511886∗1,38∗10−23 ∗10∗290
=522,906 км
Исходя из расчётов получим максимальную гарантированную дальность
действия по мощности ОРЛ-Т «Меч» (П-37), равную 522,9 км.
7
Расчет максимальной дальности действия радиолинии с учетом
кривизны земной поверхности
Теперь рассчитаем дальность с учётом кривизны поверхности Земли по
формуле: 𝑅𝑚𝑎𝑥 = 3,57 … 4,12(√ℎ1 + √ℎ2 ), где √ℎ1 и√ℎ2 высоты подъёма
антенн в метрах.
Рассмотрим типовую ситуацию:
Высота полета самолета, находящегося на воздушной трассе и
попадающего в зону обзора ОРЛ-Т «Меч» (П-37) равна 10000 м. Высота
установки антенны ОРЛ-Т «Меч» (П-37) в среднем составляет 4 метра. ОРЛ-Т
«Меч» (П-37) излучает сигналы, они отражаются от самолета и возвращаются
на антенну обратно.
Дальность действия с учетом кривизны земной поверхности можно
оценить по эмпирическому выражению
𝐑 𝐦𝐚𝐱 =3,89*(√𝒉𝟏 + √𝒉𝟐 )
R max =3,89*(√4 + √10000)=396,78 км
8
Вывод по оценке дальности действия
Если сопоставить полученные данные, можно прийти к выводу, что
дальность действия трассового обзорного радиолокатора П-37 «Меч» будет
определяться ограничениями, вызванными кривизной земной поверхности,
так как дальность действия по параметрам энергетики радиолинии
существенно выше, чем дальность действия по кривизне земной поверхности.
Таким образом, максимальная дальность составляет примерно 397 км,
что является приемлемым показателем для трассового радиолокатора.
9