Учебное пособие РСП-6М2

МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ
РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
С.И. ВОЛКОВ А.А. КАРГАПОЛЬЦЕВ Н.Н. КУРИЛОВ
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА
ПОСАДКИ РСП-6М2
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
МОСКВА 2010
ББК 32.95
Р 15
УДК 621.396.967: 351.814
Рецензенты: канд.воен.н., доцент И.И. Шерстяк,
канд.техн.н., доцент В.А. Голоднов.
Р 15 Волков С.И., Каргапольцев А.А., Курилов Н.Н. Радиолокационная система посадки РСП-6М2: Учебное пособие. / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)». – М., 2010. – 153 с.
Рассматриваются предназначение, состав, тактико-технические характеристики и размещение на аэродроме радиолокационной системы посадки РСП-6М2, принципы действия каналов и
устройств входящих в состав РСП-6М2 диспетчерского (ДРЛ6М2) и посадочного (ПРЛ-6М2) радиолокаторов, приведены общие сведения об аппаратуре пеленгования, радиосвязи, объективного контроля, системе энергоснабжения и распределения питания РСП-6М2, а также требования к тактическим и техническим характеристикам РСП. Учебное пособие написано для студентов военных кафедр, обучающихся по программе подготовки
офицеров запаса по ВУС 461700.
Табл. 6. Ил. 56. Библиогр.: 6 назв.
Печатаются по решению редакционно-издательского совета
университета.
ISBN 5-7339-0211-6
© С.И. Волков,
А.А. Каргапольцев,
Н.Н. Курилов, 2010
© МИРЭА, 2010
3
ВВЕДЕНИЕ
Радиолокаторы различного назначения являются неотъемлемым элементом любой современной системы управления воздушным движением. К ним относятся обзорные (диспетчерские)
радиолокаторы, посадочные, метеорологические и радиолокаторы обзора летного поля [1].
Наиболее важными из них являются обзорные (диспетчерские) и посадочные радиолокаторы, объединенные в радиолокационную систему посадки (РСП).
Основной задачей радиолокаторов РСП является обеспечение
контроля и управления воздушным движением в районе аэродрома.
В рамках этой основной задачи с помощью радиолокационных систем посадки решаются задачи обнаружения воздушных
судов, измерения их координат и параметров движения, радиолокационного опознавания на командно-диспетчерских пунктах
(КДП) или командных пунктах (КП). Кроме этого, через РСП с
воздушных судов группе руководства полетами (ГРП) может передаваться дополнительная информация: бортовой номер, высота,
остаток топлива и т.п.
Передача радиолокационной информации от РСП к КДП
может выполняться как по широкополосному кабелю (кабелям),
так и по широкополосной радиотрансляционной линии.
Контуры управления воздушными судами могут функционировать как в ручном, так и в полуавтоматическом режимах, автоматизированных систем управления полетами (АСУП).
В последние годы, с поступлением на вооружение новых высокоточных радиолокаторов, в АСУП стало возможным реализовать
автоматический режим управления, например, на этапе посадки.
Среди наземных радиотехнических средств самолетовождения и посадки значительное место занимают радиолокационные
системы посадки самолетов типа РСП-6, РСП-7, РСП-8, РСП-10,
РСП-11 и их модификации, играющие важную роль в процессе
обеспечения управления летательными аппаратами (ЛА).
Радиолокационные системы посадки предназначены для посадки самолетов, оборудованных обычными связными радио-
4
станциями, в сложных метеоусловиях днем и ночью. РСП является необходимым дополнением к средствам инструментальной посадки и позволяет решать задачи вывода самолетов в район аэродрома, наблюдения за воздушной обстановкой и регулирования
воздушного движения в районе аэродрома, опознавания отдельных самолетов и групп самолетов, обеспечения захода и расчета
на посадку путем задания летчику (экипажу) самолета курса посадки и глиссады снижения по командам с земли. Использование
РСП позволяет повысить безопасность полетов, надежность радиолокационного контроля.
В состав радиолокационной системы посадки входят обзорно-диспетчерский (ОДРЛ) и посадочный (ПРЛ) радиолокаторы, а
также радиопеленгаторы и средства связи.
Пространственное положение самолета, заходящего на посадку, относительно заданной линии планирования в РСП определяется с помощью специального посадочного радиолокатора.
ПРЛ обеспечивает секторный обзор пространства в зоне взлетно-посадочной полосы (ВПП) в плоскости курса и глиссады
планирования. Уклонение самолета от заданных курса и глиссады регистрируется на экранах курсового и глиссадного индикаторов радиолокатора. Одновременно по индикаторам определяется расстояние от самолета до точки приземления. Учитывая
данные о положении самолета относительно линии планирования, руководитель посадки передает по радио на борт самолета
команды, выполняя которые летчик выводит самолет на ВПП.
ПРЛ позволяет обеспечить снижение самолетов любых типов
вне видимости земли до высоты примерно 50 м.
В качестве ПРЛ широкое применение получили РЛС сантиметрового диапазона волн. Высокая точность и разрешающая
способность угломерных измерений у такого локатора обеспечивается за счет использования остронаправленных антенн. Точность и разрешающая способность по дальности достигаются
применением коротких импульсов. Обзор рабочего сектора осуществляется сканированием двух остронаправленных ДН во взаимно перпендикулярных плоскостях. Для борьбы с помехами, вызванными отражением сигналов от местных предметов, РСП ис-
5
пользуют методы селекции движущихся целей (СДЦ), а для увеличения дальности действия предусмотрен активный режим работы с самолетным ответчиком (СО).
Обзорно-диспетчерские радиолокаторы систем РСП используются для опознавания и контроля полетов самолетов в ближней
зоне радиусом 50…60 км. По отметкам от самолетов, наблюдаемых на индикаторах кругового обзора (ИКО) диспетчерских радиолокаторов, осуществляются объективный контроль воздушной
обстановки, регулирование движения на предпосадочных этапах и
вывод самолета с заданной точностью в зону действия ПРЛ.
Использование выносных индикаторов РСП, установленных
непосредственно на КДП, обеспечивает высокую степень информированности ГРП и оперативность выдаваемых данных о воздушной обстановке.
РСП имеют ограниченную пропускную способность, не исключают погрешностей при выдаче данных из-за ошибок операторов и подверженности помехам за счет отражений от рельефа
местности и метеофакторов. В связи с этими ограничениями РСП
при посадке используются в качестве дублирующих систем.
В настоящее время аэродромы Военно-воздушных сил Российской Федерации (ВВС РФ) в основном оснащены радиолокационными системами посадки РСП-10МН и РСП-6М2.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕДЕНИЯ О РАДИОЛОКАЦИОННОЙ
СИСТЕМЕ ПОСАДКИ РСП-6М2
1.1. Предназначение и состав
Радиолокационная система посадки РСП-6М2 предназначена для решения задач основных звеньев АСУП (рис.1.1): звена
получения информации о фактической траектории полета ЛА и
звена передачи экипажу ЛА информации, необходимой для коррекции траектории полета. Звено получения информации о траектории полета ЛА составляют средства радиолокации (CРЛ), а
звено передачи информации составляют средства радиосвязи
(СРС). Объектом управления являются ЛА, вручную пилотируе-
6
мые летчиком по данным приборного оборудования (ПО) и командам управления, принимаемым радиостанцией (РС). Группа
руководителей полетами и средства представления информации,
используемые ею, составляют звено обработки информации и
формирования команд управления.
Рис.1.1. Структурная схема АСУП на базе РСП-6М2
В АСУП на базе РСП-6М2 реализуется ручной метод управления ЛА (летчик вручную исполняет команды управления) в два
этапа. Первый этап включает: управляемый вывод ЛА в ближнюю зону (рис.1.2); полет ЛА в ближней зоне по заданной траектории на заданном эшелоне; выход определенного (назначаемого)
ЛА в зону посадки. На этом этапе управление ЛА (летчиком) с
помощью команд осуществляет руководитель полетами в ближней зоне (РБЗ). Второй этап включает заход ЛА на посадку с выходом на заданную линию планирования (ЗЛП) и снижение по
ней до начала визуальной посадки ЛА.
Данная АСУП используется для управления ЛА, не оборудованных аппаратурой радиомаячных систем посадки.
В состав РСП-6М2 входят:
1. Посадочная радиолокационная станция ПРЛС-6М2
(рис.1.3), включающая - диспетчерский радиолокатор ДРЛ-6М2;
- посадочный радиолокатор ПРЛ-6М2;
- автоматический радиопеленгатор АРП-11( Е-519);
- аппаратуру фоторегистрации радиолокационной информации;
7
Рис.1.2. Распределение воздушного пространства в районе аэродрома
Рис.1.3. Посадочная радиолокационная станция ПРЛС-6М2
8
два магнитофона МН-61 для регистрации аудиоинформации;
три радиостанции Р-863;
радиотрансляционную линию Е-531;
средства проводной радиосвязи.
2. Передвижная автономная электростанция ПЭП-6М2,
включающая - два дизельных агрегата АД30-Т/230/Ч-400;
- преобразователь частоты ВПЛ-30МД;
- преобразователь напряжения ПО-500;
- щит распределения электропитания.
Электропитание РСП-6М2 осуществляется от трехфазной
промышленной электросети напряжением 220/380 В и частотой
50 Гц через преобразователь частоты ВПЛ-30МД или от одного
из двух дизельных агрегатов.
1.2. Размещение ПРЛС и ПЭП на автотранспорте
ПРЛС-6М2 размещается в основном в кабине прицепа КУНГ1М и на тягаче КРАЗ-255Б и, частично, совместно с ПЭП-6М2.
На прицепе в кабине типа 351-СБ на колесном шасси МАЗ5206 размещаются (рис.1.4, а):
- диспетчерский радиолокатор ДРЛ-6М2;
- автоматический радиопеленгатор АРП-11( Е-519);
- посадочный радиолокатор ПРЛ-6М2;
- устройство управления радиостанциями Р-863;
- устройства проводной связи;
- два магнитофона МН-61;
- щит распределения электропитания;
- устройство освещения, обогрева, вентиляции и наддува.
На тягаче размещаются укладка антенных устройств ДРЛ и
ПРЛ и другое имущество ПРЛС.
Передвижная электроподстанция ПЭП-6М2 и часть оборудования ПРЛС установлены в кабине типа 352 на колесном шасси
МАЗ-5206 и на тягаче КРАЗ-255Б (рис 4, б).
На прицепе в переднем отсеке кабины располагаются:
- три радиостанции Р-863;
9
- высокочастотные (ВЧ) устройства автоматического радиопеленгатора АРП-11 (Е-519);
- запасное имущество (ЗИП);
- комплект соединительных кабелей;
- места размещения радиолинии Е-531.
В заднем отсеке кабины установлены:
- два дизельных агрегата АД30-Т/230/Ч-400;
- преобразователь частоты ВПЛ-30МД;
- преобразователь напряжения ПО-500;
- щит распределения электропитания.
- вспомогательное оборудование.
На тягаче укладываются антенные устройства АРП-11 и Р863 и другое имущество.
Габариты кабины и прицепа в походном положении составляют 9290×2550×3300 мм. Масса - 16000 кг.
КУНГ с ПРЛС-6М2 на позиции показан на рис.1.5, а с ПЭП6М2 на рис.1.6.
1.3. Размещение ДРЛ-6М2 и ПРЛ-6М2 в аппаратной ПРЛС-6М2
Общий вид аппаратной посадочной радиолокационной станции ПРЛС-6М2 показан на рис.1.7.
Блоки, пульты, панели ДРЛ-6М2 и ПРЛ-6М2 в основном
размещены в двух рядах стоек С-01 и С-02 слева и справа соответственно, а также на пульте контроля и управления в передней
части кабины. Каждая стойка выполнена в виде тумбы с выдвижными ящиками-блоками. Антенно-фидерные устройства ДРЛ6М2 и ПРЛ-6М2 располагаются снаружи кузова (рис.1.3 и 1.5).
1.4. Размещение РСП-6М2 на аэродроме
Радиолокационная система посадки размещается на аэродроме справа или слева от оси BПП на расстоянии 150…200 м и
не более  200 м от середины BПП. Рекомендуется устанавливать
объекты системы со стороны КДП и распределительного устройства внешней электросети (рис.1.8).
Рис.1.4. РСП-6М2 на марше
10
Рис. 1.5. Кунг с РЛС-6М2 на позиции
11
Рис. 1.6. Кунг с ПЭП-6М2 на позиции
12
13
Рис.1.7. Аппаратная ПРЛС-6М2
Выбранное для размещения станции место должно представлять собой ровную площадку радиусом 10 м и иметь твердый
грунт. Допустимый уклон площадки не должен превышать 1.
Для обеспечения нормальной работы РСП углы закрытия не
должны превышать для ДРЛ – 0,5, для ПРЛ – 1.
Для обеспечения отметок на индикаторе ПРЛ положения
курсовой линии, начала ВПП, БПРМ эти объекты маркируются
на местности уголковыми отражателями на каждое направление
посадки. При всех условиях установки PCII должна обеспечиваться видимость на экране отметок от уголковых отражателей.
Кроме того, на БПРМ устанавливается имитатор СДЦ.
2. ДИСПЕТЧЕРСКИЙ РАДИОЛОКАТОР ДРЛ-6М2
2.1. Предназначение и режимы работы ДРЛ
Диспетчерский радиолокатор предназначен для получения
радиолокационного отображения на экране индикатора воздушной обстановки в районе аэродрома, эффективного обнаружения
оператором летательных аппаратов и отсчета их координат, определения взаимного расположения ЛА и принадлежности к
ВВС РФ, индивидуального опознавания и получения дополнительной информации о запрашиваемых ЛА.
Рис.1.8. Размещение РСП-6М2 на аэродроме
14
15
В соответствии с предназначением ДРЛ-6М2 имеет два канала получения информации [2,3]:
канал получения первичной информации: отметок целей
(ЛА) на экране индикатора; положения ЛА в системе координат
азимут-дальность; признаков принадлежности к своим ВВС и состояния бедствия;
канал получения вторичной информации: бортового номера;
высоты и скорости полета ЛА; остатка топлива; координат местоположения.
Для получения этой информации в ДРЛ используются активные методы радиолокации в режимах ПАСС, СДЦ, АКТ.
В режиме ПАСС (пассивного объекта) радиолокация осуществляется по отраженным от них радиоволнам.
Режим СДЦ (селекции движущихся целей) отличается от
режима ПАСС тем, что дополнительно применяются специальные меры для подавления (значительного ослабления) пассивных
помех - радиоволн, отраженных от неподвижных и малоподвижных объектов (окружающей местности, искусственных сооружений, облаков гидрометеоров и искусственных отражателей), засвечивающих экран индикатора и значительно затрудняющих
обнаружение ЛА.
В режиме АКТ (активного ответа) радиолокация осуществляется по ответным радиосигналам самолетных ответчиков СОД57М, СО-63Б, СО-69.
В первичном канале режимы ПАСС, СДЦ, АКТ могут использоваться раздельно или совместно (АКТ+СДЦ или АКТ+ПАСС).
Основным режимом работы ДРЛ является совмещенный режим
ПАРН+СДЦ. Режим АКТ назван ПАРН, чтобы подчеркнуть, что запросный сигнал для СОД-57М и его ответный сигнал представляют
собой пару радиоимпульсов, следующих с различными кодовыми
интервалами. Радиолокация ЛА осуществляется одновременно по
двум отраженным и одному ответному сигналам.
При реализации совмещенного режима в диспетчерском
радиолокаторе используются два приемопередатчика, работающих на различных фиксированных частотах. Приемники
первичного канала принимают только отраженные сигналы.
16
При включении одного приемопередатчика или при выходе его
из строя второй используется как резервный.
Вторичный канал всегда работает в режиме АКТ с самолетными ответчиками системы управления воздушным движением (УВД) СО-63Б и СО-69. В этом режиме используется
один передатчик, работающий на частоте 837,5 МГц, и два
приемника: один из них принимающий ответный сигнал СОД57М, а другой – ответные сигналы СО-63Б или СО-69. Каждый
из них может работать на одной из трех фиксированных частот
(830, 840, 850 МГц). Запросный сигнал передатчика состоит из
пары радиоимпульсов, а вот ответные сигналы СО-63Б и СО69 представляют собой сложные кодовые импульсные посылки
с длительностью до 370 мкс.
Для повышения помехозащищенности ДРЛ в каждом из каналов применяют соответствующие меры для подавления активных помех (несинхронных (НИП) и хаотических импульсных помех (ХИП)), излучаемых другими РЛС и создающих на экране
индикатора перемещающиеся ложные отметки ЛА.
Кроме этого, во вторичном канале компенсируются ответные сигналы, принимаемые по боковым лепесткам (БЛ) диаграммы направленности антенны (ДНА) ДРЛ, создающие на экране
индикатора отметки незапрашиваемых ЛА (запрос осуществляется по основному лепестку (лучу) ДНА).
Выходные видеосигналы (ВС) приемников первичного и
вторичного каналов, «очищенные» от пассивных и активных
помех, отображаются на одном общем индикаторе кругового обзора (ИКО). При необходимости, для укрупнения масштаба отображения, диспетчерский радиолокатор может быть переведен в
режим секторного обзора. Примеры отображений на экране индикатора приведены на рис.2.1.
Совмещение отметок ЛА при работе обоих каналов и при
работе первичного канала в совмещенном режиме, «привязка»
буквенных, цифровых и графических знакам к отметкам ЛА,
изменение вида и содержания отображения осуществляется путем управления видеосигналами, которые визуализируются на
экране индикатора.
17
Рис.2.1. Круговое и секторное отображение на экране индикатора
2.2. Тактико-технические характеристики ДРЛ
Тактические характеристики
1. Зона обзора по азимуту – 360°.
Сектор обзора по азимуту – 30…90°.
Сектор обзора по углу места – 22°.
2. Дальность действия по ЛА с ЭПО 15 м2 на высоте 4000 м:
- в режиме СДЦ – не менее 75 км;
- в совмещенном пассивном режиме ПАРН+СДЦ – не менее
85 км;
- в активном режиме при запросе СОД-57М передатчиком
первичного канала – не менее 135 км;
- в активном режиме при запросе СО-63Б, СО-69 передатчиком вторичного канала – не менее 115 км.
3. Минимальная дальность действия во всех режимах – не
более 10 км.
4. Разрешающая способность:
- по азимуту δФ – не хуже 3°;
- по дальности δД – не хуже 400 м.
5. Погрешность определения координат:
- азимута σФ – не более 1°;
- дальности σД – не более 200 м.
6. Помехозащищенность:
18
- от пассивных помех – СДЦ по признаку изменяемости величины видеоимпульсов (ВИ) движущейся цели;
- от НИП и ХИП – селекция ВИ цели по признаку повторяемости местонахождения на периоде излучения;
- от ложных ответных сигналов – исключение ответных сигналов, принимаемых антенной ДРЛ по боковым лепесткам.
Технические характеристики
1. Несущая частота зондирующих и запросных радиоимпульсов:
- в режиме ПАСС, СДЦ – f1 или f2 с перестройкой в пределах ± 5 МГц;
- в режиме ПАРН – f3 = 859 МГц;
- в режиме АКТ – f4 = 837,5 МГц.
2. Длительность τИ и период повторения ТИ радиоимпульсов:
- в режиме ПАСС – τИ = 2,4 мкс; ТИ = 2000 мкс;
- в режиме АКТ (ПАРН) – пара радиоимпульсов с интервалом τК = 9,4 или 14 мкс, τИ = 1,2 мкс, ТИ = 2000 мкс;
- в режиме СДЦ – τИ = 1,2 мкс; ТИ = 800/1200 мкс.
3. Мощность радиоимпульсов:
- передатчика первичного канала – не менее 180 кВт;
- передатчика вторичного канала – не менее 1,8 кВт.
4. Чувствительность приемника:
- в режиме ПАСС – не хуже 130 дБ/Вт;
- в режиме ПАРН+СДЦ (ПАСС) – не хуже 128 дБ/Вт;
- в режиме АКТ – не хуже 117 дБ/Вт.
5. Индикатор кругового обзора:
- диаметр экрана dЭКР = 400 мм;
- диаметр максимально сфокусированного пятна dП = 1 мм;
- цена шкалы дальности (масштаб) – 45, 90, 200 км.
2.3. Состав и размещение блоков ДРЛ
Блоки ДРЛ-6М2 размещаются в стойках (этажерках) и в
пульте контроля и управления (ПКУ), расположенных в кузове
прицепа. Антенно-фидерное устройство в основном расположе-
19
но снаружи кузова [4].
В стойках, входящих в состав ДРЛ, размещены (табл.1):
Таблица 1
СП-01
СП и У
СПР-01 СНПО-01
ССФР
СКУ-01 СВП-01
БМГ
ПВК
БПР-011
НПО
БОСТ-011 БКИ БП-142
БВНМ БУВ БУВ БПЧ-С
БП-134 БОСТ-011
БУ
БП-138
БМОД БПМ БПМ БПР-011
НПО
БРН
БЧК БП-137
БВВ БВМ БВМ БПЧ-С
БП-134
БП-135
БЧВ
БАК
СП-01 (2 шт.) – стойка передатчика (ПД):
- БМГ – блок магнетронного генератора (МГ);
- БВНМ – блок выпрямителя накала магнетрона;
- БМОД – блок модулятора;
- БВВ – блок высоковольтного выпрямителя.
СП и У – стойка передатчика и управления:
- ПВК – передатчик вторичного канала;
- БУВ (2 шт.) – блок управления выпрямителем;
- БПМ (2 шт.) – блок подмодулятора;
- БВМ (2 шт.) – блок выпрямителя модулятора.
Размещенные в этой стойке БУВ, БПМ, БВМ структурно
входят в состав передатчиков.
СПР-01 – стойка приемников первичного канала:
- БПР-011 (2 шт.) – блок приемника;
- БПЧ-С (2 шт.) – блок подстройки частоты.
СНПО-01 – стойка наземных приёмников ответа:
- НПО (2 шт.) – наземный приемник ответа;
- БП – 134 (2 шт.) – блок питания.
ССФР-01 – стойка синхронизации, формирования и развертки:
- БОСТ-011 (2 шт.) – блок обработки, синхронизации и
трансляции;
- БРН – блок развертывающих напряжений;
- БП-135 – блок питания.
СКУ-01 – стойка компенсирующего устройства:
- БКИ – блок компенсатора импульсный;
- БУ – блок усреднения;
- БЧК – блок череспериодной компенсации;
20
- БЧВ – блок череспериодного вычитания.
СВП-01 – стойка выпрямителей приемника;
- БП-142, БП-138, БП-137 – блоки питания;
- БАК – блок автоматического контроля.
ПКУ – пульт контроля и управления (рис.2.2) содержит две
части: диспетчерскую и посадочную. В состав диспетчерской
части входят:
Рис.2.2. ПКУ с органами управления ДРЛ и аппаратуры отображения
- БОИ-М – блок обработки информации;
- ПУ БОИ – пульт управления БОИ-М;
- БИ-45 – блок индикатора кругового обзора;
- БУО-Д – блок управления отображением;
- БТУ – блок технического управления;
- ПУФ – пульт управления формулярами;
21
- ПИ – пульт измерителя координат;
- ДК – датчик координат;
- ПУРС – пульт управления радиостанциями.
Взаимодействие блоков и устройств ДРЛ показано на блоксхеме ДРЛ-6М2 (рис.2.3). Блоки питания на схеме не показаны.
Антенное устройство (АУ) содержит: приемопередающую
антенну ДРЛ А0; две приемные компенсационные антенны АП1,
АП2, жестко прикрепленные к А0; устройство вращения антенны
(привод антенны) - УВА; датчики углового положения (углов поворота антенны) - ДУП.
В состав фидерного устройства (ФУ) входят устройства передачи сигналов (высокочастотных импульсов (ВЧИ)) первичного канала (УПС-I) и вторичного канала (УПС-II).
Необходимо заметить, что указанные названия устройств,
блоков, пультов и других узлов ДРЛ используются в техническом
описании ДРЛ. Они сложились в процессе конструирования и
эксплуатации ДРЛ («технический язык»), но, к сожалению, не
всегда согласуются с функциями, которые выполняют так называемые стойки, блоки, пульты. Не всегда грамотно, но специалистам так оказалось удобно.
2.4. Структурная схема и принцип действия ДРЛ
2.4.1. Структурная схема ДРЛ
При изучении принципа действия ДРЛ-6М2 все вышеуказанные стойки, блоки, пульты, выполненные и размещенные в
соответствии с конструктивными, технологическими и эксплуатационными требованиями, целесообразно сгруппировать в устройства с четко определенными функциями, показанные на
структурной схеме ДРЛ (рис.2.4).
Изучая принцип действия ДРЛ по структурной схеме, сначала рассмотрим работу канала получения первичной информации, а затем – канала получения вторичной информации.
В составе первичного канала используются:
- АУ – антенное устройство;
Рис.2.3. Блок-схема ДРЛ-6М2
22
23
Рис.2.4. Структурная схема ДРЛ-6М2
- ПУ-I – передающее устройство первичного канала;
- УПС -I – устройство передачи сигналов;
- ПРУ-I – приемное устройство первичного канала;
- УСФИ – устройство синхронизации и формирования импульсов;
- УСДЦ – устройство селекции движущихся целей;
- УПАП – устройство подавления активных помех;
- УОВ – устройство отображения видеосигналов;
- УУО – устройство управления отображением;
- УКУ – устройство контроля и управления.
В состав вторичного канала входят: АУ, ПУ-II, УПС-II,
ПРУ-II, УСФИ, УОВ, УУО, УКУ и УДОС – устройство декодирования ответных сигналов.
Оба канала имеют общие устройства: АУ, УОВ, УУО, УКУ.
Основная антенна ДРЛ А0 используется в обоих каналах, а две
приемные антенны АП1 и АП2 – только во вторичном канале. УОВ
является совмещенным: на его экране отображаются видеосигналы (ВС) первичного и вторичного каналов. УУО обеспечивает
24
управление составом и параметрами отображаемых видеосигналов обоих каналов. УКУ представляет возможность оператору
оперативно контролировать параметры рабочих режимов ДРЛ6М2 и изменять параметры его устройств.
2.4.2. Принцип работы первичного канала в режиме ПАСС
При включении этого режима на используемый передатчик
ПУ-I (ПД-1 или ПД-2) от УСФИ поступают импульсы запуска
передатчика ИЗ ПД ПАСС с периодом повторения ТИ = 2000 мкс
(FИ = 500 Гц). С их приходом передатчик генерирует мощные высокочастотные импульсы длительностью 2,4 мкс. Последовательность ВЧИ через УПС-I поступает на облучатель основной антенны ДРЛ А0 зеркального типа. Антенна излучает радиоимпульсы в пространство в соответствии со своей ДНА. Когда антенна
неподвижна, то облучаются лишь цели, находящиеся на азимуте
в вертикальной ДНА, точнее в пределах ДНА, широкой в вертикальной плоскости (θАВ = 22°) и узкой в горизонтальной плоскости
(θАГ = 2,5°). При включении вращения антенны последовательно
облучаются цели на других азимутах, отличающихся на величину
ФТИ = ωАТИ, где ωА – угловая скорость вращения антенны. Обзор
зоны действия ДРЛ (ФСО = 360°; ДИНД max = 200 км) осуществляется
последовательно: по дальности за счет распространения зондирующих радиоимпульсов; по азимуту – за счет вращения антенны.
Цель облучается в течение времени прохождения горизонтальной ДНА по цели (ТОБЛ = θАГ/ωА). За это время цель облучают и отражаются от неё NИ = FИTОБЛ радиоимпульсов. Последовательность из NИ отраженных радиоимпульсов называется пачкой или пакетом радиоимпульсов и является отраженным от цели
радиолокационным сигналом. Он принимается антенной А0, на
выходе которой появляется пачка ВЧИ (принятый радиолокационный сигнал). Через УПС-I она поступает на вход включенного
приемника ПР-1 или ПР-2. Амплитуда ВЧИ изменяется пропорционально горизонтальной ДНА: увеличивается при заходе луча
антенны на цель; достигает максимума при совпадении оси луча
с линией визирования цели; уменьшается при сходе луча с цели.
25
В приемнике ВЧИ пачки фильтруются по частоте, усиливаются до необходимого уровня и детектируются. Сформированная последовательность (пачка или пакет) видеоимпульсов с
выхода приемника поступает на устройство подавления активных помех УПАП.
Реально на каждом периоде ТИ в пределах длительности
пачки τП ≈ ТОБЛ наряду с отраженными от цели радиоимпульсами
антенна принимает радиоимпульсы несинхронных и хаотических
импульсных помех. Их называют так потому, что они, излученные другими РЛС, меняют своё временное положение, не синхронны с отраженными радиоимпульсами, не меняющими свое
временное положение на периоде излучения ДРЛ.
В УПАП видеоимпульсы НИП и ХИП подавляются (значительно ослабляются) за счет применения логической обработки
выходных сигналов приемника, основанной на том, что ВИ цели
запаздывают относительно начала периода излучения на постоянное время τД = 2ДЦ/с, а ВИ помех – на переменное время τПОМ.
«Очищенный» от импульсных помех видеосигнал с выхода
УПАП подается в УСФИ, где ВИ формируются по длительности
и уровню, которые необходимы для нормальной работы устройства управления отображением УУО.
В УУО генератором пилообразных импульсов (ГПИ) формируется последовательность импульсов радиальной развертки (развертки по дальности) электронного луча ИКО. ГПИ запускается
ИЗ ИКО, синхронными с ИЗ ПД ПАСС (начало развертки совпадает с началом периода ТИ, но может и запаздывать).
Радиально-круговая развертка на экране УОВ (ИКО) получается за счет модуляции по величине пилообразных импульсов
сигналами круговой развертки, пропорциональными sinαА и
cosαА, где αА = ωАt – угол поворота антенны. Эти сигналы формируются на основе информации от датчиков углового положения
ДУП, установленных на валу вращения антенны.
Устройство управления отображением формирует также
импульсы меток дальности (МД) и приводит видеосигналы целей
к величине, необходимой для ИКО. Импульсы меток дальности
высвечивают на экране ИКО концентрические окружности. Если
26
антенну остановить, то на радиусе развертки наблюдаются светящиеся точки (риски шкалы дальности). Расстояние между точками (цена деления шкалы дальности) в километрах известно, т.к.
оно соответствует включенному масштабу по дальности: 45, 90
или 200 км на радиус экрана 200 мм.
Из антенной системы в УСФИ поступают видеоимпульсы
ВИ10 и ВИ30, совпадающие по времени с моментами прохождения
антенной углов, отличающихся на 10° и 30°. Здесь они нормируются по величине и длительности и подаются в УУО, в котором
видеоимпульсы ВИ10 и ВИ30 преобразуются в видеоимпульсы
подсвета ВП10 и ВП30 , высвечивающие радиусы развертки, следующие через 10° или 30°. Эти неподвижные, ярко светящиеся
радиусы образуют на экране индикатора шкалы азимута с ценой
деления 10° или 30°, используемые для указания сектора, где находится отметка цели.
Каждый импульс видеосигнала цели (ВСЦ – пачка из NИ видеоимпульсов), сформированный в УУО, высвечивает на своем
радиусе развертки черточку. Поскольку радиусы развертки плотно примыкают друг к другу, NИ черточек образуют отметку цели
(ОЦ) в виде короткой дужки на окружности с радиусом ДЦ. Толщина дужки ОЦ по радиусу (дальности) зависит от длительности
ВИ цели и диаметра рисующего (отображающего) пятна dП. Длина дужки ОЦ по окружности азимута радиуса ДЦ зависит от ТОБЛ,
dП и дальности ДЦ (расстояния от центра экрана).
При необходимости МД (шкала дальности) и МА (шкала
азимута) удаляются с экрана ИКО соответствующими переключателями.
Точность отсчета азимута и дальности цели по шкалам низкая. Для более точного отсчета координат цели используется вектор-измеритель (отрезок линии). Управление его началом, углом
наклона и длиной осуществляется с пульта измерителя (ПИ)
УКУ. При отсчете координат цели (ФЦ, ДЦ) начало вектора помещается в центр экрана, а конец вектора совмещается с отметкой цели. У конца вектора высвечивается измеряемая дальность
ДЦ, а азимут цели ФЦ отсчитывается по продолжению вектора по
точной шкале азимута на периметре ИКО.
27
2.4.3. Принцип действия первичного канала в режиме СДЦ
Обнаружение отметок цели на экране индикатора часто затрудняют пассивные помехи (ПП). Так называют отраженные
радиосигналы от неподвижных и малоподвижных объектов
(окружающей местности, искусственных сооружений, облаков
гидрометеоров и искусственных отражателей), расположенных
в зоне действия ДРЛ.
Для борьбы с ПП используется режим СДЦ (летящих самолетов). Первичный канал работает в основном так же, как и в режиме
ПАСС, но между ПРУ-I и УПАП включается УСДЦ. К тому же,
приемопередающее устройство ППУ-I переводится в режим работы
с внутренней когерентностью (на входе приемника пачка радиоимпульсов некогерентная, а на выходе приемника получается когерентной за счет фазирования от импульса к импульсу). Синхронизация ДРЛ осуществляется от УСДЦ. Излучение радиоимпульсов
длительностью τИ=1,2 мкс производится с переменным интервалом
следования ТИ=800/1200 мкс. Это исключает появление так называемых «слепых» скоростей, то есть таких скоростей сближения ЛА
с ДРЛ VР = FИ λ/2, при которых не появляется признак движущейся
цели – изменение величины ВИ на выходе когерентного канала приемника в соответствии с доплеровским сигналом.
В режиме СДЦ выбранный передатчик (ПД-1 или ПД-2) запускается ИЗ ПД СДЦ. Магнетрон генерирует ВЧИ, которые антенна А0 излучает в пространство. Эта же антенна принимает отраженные от целей (ЛА) радиоимпульсы. ВЧИ с выхода А0 через
УПС-I поступают в используемый приемник (ПР-1 или ПР-2). В
когерентном канале приемника вместо амплитудного детектора
(АД) используется фазовый детектор (ФД). Его опорный сигнал
фазируется от периода к периоду излучения высокочастотными
импульсами МГ. В результате на выходе ФД появляется такая же
биполярная последовательность ВИ цели, как при когерентной
пачке отраженных от целей радиоимпульсов.
Видеоимпульсы цели изменяются по величине от периода к
периоду, а величина ВИ помех не изменяется. Это различие используется для компенсации ВИ помехи: видеосигнал предыду-
28
щего периода задерживается (запоминается) на период следования ТИ СДЦ = 1000 мкс и вычитается из ВС текущего периода. Перед этим ВС с переменным интервалом следования приводятся к
ВС с постоянным периодом следования ТИ СДЦ. Разностный сигнал, содержащий ВИ цели с переменной величиной и полярностью и некомпенсированные остатки ПП, приводится к положительной полярности, необходимой для нормальной работы ИКО,
и затем поступает в УПАП. Подавление импульсных помех (ИП)
происходит так же, как в режиме ПАСС. «Очищенные» от ИП
видеосигналы поступают в УУО, которое обеспечивает одинаковое расположение ВИ цели на периоде в режимах ПАСС и СДЦ,
то есть совмещение ОЦ в режимах ПАСС и СДЦ на экране ИКО.
2.4.4. Принцип работы первичного канала в режиме ПАРН
По сути, это режим АКТ первичного канала, когда ПД излучает запросный сигнал для СОД-57М в виде пары радиоимпульсов, а СОД-57М излучает для ДРЛ ответный сигнал тоже в виде
пары радиоимпульсов. От ЛА ДРЛ принимает два радиолокационных сигнала: отраженный от ЛА и ответный от СОД-57М в виде пары радиоимпульсов. Отраженный парный радиоимпульс
принимается антенной А0 и далее обрабатывается в первичном
канале как одиночный радиоимпульс в режиме ПАСС. Ответный
парный радиоимпульс тоже принимается антенной А0, но далее
обрабатывается в УДОС вторичного канала. Парный ВИ в УПАП
декодируется в один ВИ. Кодовый интервал между импульсами
учитывается в УУО для правильного расположения отметок целей, образуемых отраженным и ответным сигналами.
2.4.5. Принцип действия первичного канала ДРЛ
в совмещенном режиме
Основным режимом работы ДРЛ является совмещенный
режим работы ПАРН+СДЦ (ПАСС). При этом задействуются
оба приемопередатчика первичного канала: один работает на
частоте f3=859 МГц в режиме ПАРН, а другой на частоте f1 или
29
f2 в режиме СДЦ (или ПАСС). ПД-1 запускается импульсами ИЗ
ПД ПАРН, а ПД-2 - импульсами ИЗ ПД СДЦ. Генерация ВЧИ,
излучение и прием радиоимпульсов, компенсация ПП и подавление ИП выполняются так же, как в раздельных режимах. Особенность обработки ВС в совмещенном режиме в том, что очистка ВС ПАРН с выхода ПР-1 и ВС СДЦ с выхода УСДЦ (или
ПР-2) в УПАП осуществляется параллельно в отдельных каналах. Выходные сигналы этих каналов и выходной сигнал вторичного канала (декодированный сигнал СОД-57М) в УУО объединяются в единый видеосигнал (ЕВС), который далее поступает в УОВ. Естественно, в УУО принимаются меры для совмещения во времени трех видеосигналов. За счет суммирования
ВС трех каналов, получается ЕВС значительно большей величины. Это обеспечивает большую яркость свечения результирующей ОЦ при прочих равных условиях и большую дальность обнаружения ЛА. Например, в режиме СДЦ ДОБН не менее 75 км, а
в режиме ПАРН+СДЦ не менее 135 км.
2.4.6. Принцип действия вторичного канала в режиме АКТ
Вторичный канал предназначен для работы с самолетными
ответчиками системы УВД СО-63Б и СО-69 для индивидуального
опознавания ЛА по бортовому номеру (БН) и получения текущей
информации (ТИ) о его высоте полета, остатке топлива, координатах и скорости полета, а также для приема и представления на
ИКО сигналов опознавания и бедствия.
Синхронизация работы вторичного канала осуществляется
общим УСФИ. Передатчик вторичного канала ПВК запускается
ИЗ ПД АКТ с периодом повторения ТИ = 2000 мкс (FИ = 500 Гц).
ПВК генерирует запросный сигнал в виде пары ВЧ импульсов на
частоте fИ = 837,5 МГц длительностью 1,2 мкс с интервалом 9,4
мкс (код запроса БН) или 14 мкс (код запроса ТИ). Парные радиоимпульсы запросных сигналов БН и ТИ (ЗСБН и ЗСТИ) излучает
антенна ДРЛ А0. Самолетный ответчик принимает запросные сигналы, декодирует их и через некоторое время излучает ответные
сигналы (ОС) в соответствии с кодом запроса: ОСБН и ОСТИ.
30
Каждый ответный сигнал длительностью около 370 мкс содержит
три импульсные посылки: координатную посылку (координатный
код), ключевую посылку (ключевой код) и информационную посылку длительностью 320 мкс (БН или ТИ). Координатные посылки излучаются на каждый запрос, а ключевые и информационные
посылки - парно (БН, ТИ) один раз на 8 ÷ 10 запросов. Ключевые
посылки подтверждают передачу БН или ТИ, то есть наличие информационной посылки (обнаружение ответного сигнала).
Ответные сигналы ОСБН и ОСТИ принимаются антенной
ДРЛ и через УПС-II поступают в один из приемников НПО. Другой приемник может быть занят ответными сигналами СОД-57М.
Выходные сигналы приемников поступают в УДОС. Здесь координатные посылки декодируются в координатные ВС, которые
затем очищаются от ИП так же, как в УПАП. Очищенные от ИП
координатные ВС поступают в УУО и далее используются в УОВ
для отбражения координатных отметок на экране ИКО.
Ключевые посылки из трех импульсов и информационные
посылки в виде двоичных кодов БН и ТИ после декодирования и
исправления ошибок поступают из УДОС в УУО для управления
знакогенератором. Этот генератор вырабатывает совокупность видеоимпульсов отклонения электронного луча индикатора и последовательность ВИ модуляции электронного луча по интенсивности. Первая последовательность определяет место знака на экране,
а вторая – значение (вид) знака. Информация о БН и ТИ представляется цифровым формуляром левее отметки цели (рис.2.24). Пять
знаков первой строки формуляра указывают БН самолета, шестой
знак – номер канал УДОС, который сопровождает самолет по его
БН, пять знаков второй ступеньки – высоту или остаток топлива.
В УДОС предусмотрено автоматическое сопровождение до
шести самолетов по их ответным сигналам. Номер канала (от 1
до 6), который сопровождает данный БН, указывает шестая
цифра первой строки.
На экране ИКО могут высвечиваться формуляры трех видов: вид формуляра выбирается на пульте управления формулярами (ПУФ), входящем в УУО.
Ввод соответствующих каналов УДОС в режим автоматиче-
31
ского сопровождения происходит автоматически или по заказу:
путём введения в него с пульта управления БОИ бортового номера ЛА или с помощью специального датчика координат ЛА, который необходимо сопровождать (непрерывно выстраивать маршрут полета и получать текущую информацию).
Ответные сигналы самолетного ответчика принимаются антенной ДРЛ не только по основному лучу ДНА, но и по её относительно большим боковым лепесткам. Такие ответные сигналы
представляют собой активные помехи для вторичного канала.
Поэтому принимают меры для исключения их приема. Для этого
используются две приемные антенны АП1 и АП2 и суммарноразностный метод обработки, принятых ими сигналов и сигналов,
принятых антенной А0. Этот метод реализуется в двухканальных
НПО, на выход которых проходят только ВИ ответных сигналов,
принятых только по основному лучу ДНА ДРЛ.
2.4.7. Устройство синхронизации и формирования импульсов
УСФИ предназначено для обеспечения определенного порядка работы устройств ДРЛ во времени путем решения следующих задач:
- задание периода излучения радиоимпульсов, обеспечивающего однозначность измерения дальности;
- обеспечение высокой стабильности начала отсчета времени запаздывания импульсов в пределах периода излучения;
- формирование импульсов запуска передатчиков и индикатора для их согласованной работы;
- изменение интервала следования излучаемых радиоимпульсов в режиме СДЦ для исключения «слепых» скоростей
сближения ЛА с ДРЛ;
- выполнение точного совмещения во времени координатных видеоимпульсов одной цели, поступающим на индикатор по
трем каналам обработки.
Структурная схема УСФИ показана на рис.2.5. В его состав
входят блоки УСДЦ (БЧК - блок череспериодной компенсации,
БУ - блок усреднения интервалов следования ВЧИ, БКИ - блок
32
компенсатора импульсный) и платы из БОСТ (ПС- плата синхронизации и ПФ - плата формирователя импульсов).
Рис.2.5. Структурная схема УСФИ
УСФИ работает в режимах внутренней и внешней синхронизации. Изменение режима синхронизации происходит при изменении режима работы ДРЛ. Внутренняя синхронизация используется при работе первичного канала в режимах ПАСС,
ПАРН и вторичного канала в режиме работы АКТ. При включении режима СДЦ УСФИ переводится в режим внешней синхронизации. Совокупность импульсов синхронизации, формируемых УСФИ, показана на рис.2.6.
В режиме внутренней синхронизации необходимые импульсы запуска (ИЗ) устройств ДРЛ формируются следующим образом. В ПС генерируется опорная (начальная) последовательность
ВИ с высокостабильной частотой следования 6 МГц. С помощью
делителя частоты с коэффициентом деления Кд получается последовательность задающих импульсов ЗИ 500 с частотой следования FИ = 500 Гц (ТИ = 2000 мкс). Из этой последовательности,
выполняющей роль исходной последовательности, с помощью
цифровых линий задержки формируются задержанные на 16 (ЗИ
500-16) и 46,6 мкс (ЗИ 500-46) последовательности ВИ. Незадержанная и задержанные последовательности ВИ поступают в ПФ,
где они оформляются по величине и длительности.
33
Рис.2.6. Импульсы запуска, формируемые УСФИ
34
На выходе ПФ формируются:
незадержанная последовательность импульсов запуска ПВК
(ИЗ ПВК), рис.2.6, д;
задержанная на 16 мкс последовательность импульсов запуска передатчика в режиме ПАРН (ИЗ ПД ПАРН), рис.2.6, е;
задержанные на 46,6 мкс последовательности импульсов запуска передатчика в режиме ПАСС и ИКО (ИЗ ПД ПАСС, ИЗ
ИКО), рис.2.6, ж, з.
С помощью генератора, расположенного в ПС, формируется
сигнал ПЗК (признак запросного кода) в виде меандра с длительностью импульсов 2000 мкс, опережающих ИЗ ПВК на 465 мкс
(рис.2.6, к). Положительный импульс меандра определяет запрос
БН самолета, а отрицательный импульс – запрос ТИ о самолете.
При включении в ДРЛ режима СДЦ УСФИ переводится в
режим внешней синхронизации от БЧК. В режиме СДЦ видеоимпульсы цели должны занимать одинаковое временное положение
в предыдущем и текущим периодах относительно задающих импульсов БУ (ЗИ БУ) с периодом ТИ = 1000 мкс (рис.2.6, б). Запоминание видеосигналов на предыдущем периоде осуществляет
ультразвуковая ЛЗ (УЗЛЗ) на 1000 мкс. Ее время задержки не
стабильно, но это не должно нарушать совмещение ВИ одной и
той же цели на соседних периодах (уход τЛЗ от номинального
значения одинаков). Поэтому задатчиком опорного интервала
следования импульсов должна быть УЗЛЗ. Для этого УЗЛЗ включается в цепь обратной связи блокинг-генератора (БГ) с периодом
повторения импульсов более 1000 мкс. В результате БГ самосинхронизируется с периодом, равным τЛЗ =1000 мкс.
Выходной сигнал БГ в виде последовательности задающих
импульсов ЗИ БЧК (рис.2.6, а) поступает в БУ и БКИ. В блоке
усреднения эта последовательность задерживается на 200 мкс и в
виде последовательности задающих импульсов ЗИ БУ (рис.2.6, б)
тоже поступает в БКИ. Здесь с помощью делителя частоты из последовательности ЗИ БУ получается последовательность ЗИ 500
(FИ = 500 Гц), рис.2.6, в. Затем из двух последовательностей ЗИ
БУ и ЗИ 500 формируется последовательность импульсов с переменным (коммутируемым) интервалом следования ЗИ КОМ –
35
ТИ = 800/1200 мкс (рис.2.6, г).
Задающие импульсы ЗИ 500 и ЗИ КОМ подаются в ПС и
ПФ. Последовательность ЗИ 500 используется (как в режиме
внутренней синхронизации) для формирования импульсов запуска ИЗ ПД и ИКО, а последовательность ЗИ КОМ после задержки на 46,6 мкс поступает в ПФ, где оформляется в последовательность ИЗ ПД СДЦ.
В ПФ наряду с импульсами запуска и импульсами ПЗК нормализуются также видеосигналы ВС ПАРН и ВС СДЦ (ПАСС) и
подаются на ИКО и ВИСП на КДП.
2.4.8. Передающее устройство ДРЛ
Передающее устройство ДРЛ состоит из передающих устройств первичного (ПУ-I) и вторичного (ПУ-II) каналов. Передающее устройство ПУ-I включает два одинаковых передатчика
ПД-1 и ПД-2. В ПУ-II входит один передатчик ПВК.
Передающее устройство первичного канала
Передающее устройство ПУ-I предназначено для генерации
мощных ВЧИ требуемой длительности с заданным периодом
следования. Оно состоит из двух передатчиков ПД-1 и ПД-2,
одинаковых по построению и принципу работы. Когда работает
один из передатчиков, другой находится в резерве. Каждый из
передатчиков может работать в режимах ПАРН, СДЦ и ПАСС.
Основным режимом работы ПУ-I является совмещенный режим
ПАРН+СДЦ (ПАСС). Параметры ВЧИ, генерируемых в этом режиме ПУ-I, представлены в табл.2.
Таблица 2
Передатчик
ПД - 1
ПД - 2
Режим
ТИ, мкс τИ, мкс
работы
ПАРН
2000
1,2
СДЦ 800/1200
1,2
ПАСС
2000
2,4
τК, мкс
λ, см
РИ, кВт
9,4; 14
λ1
λ2
λ2
200
200
200
36
Структурная схема передатчика первичного канала (ППК)
приведена на рис.2.7.
Рис.2.7. Структурная схема ППК
Это типовая схема некогерентного импульсного передатчика, которая позволяет получить ВЧИ очень большой мощности и
малой длительности, но имеет сравнительно большую относительную нестабильность частоты (10-3…10-4).
Передатчик первичного канала работает следующим образом.
На подмодулятор (ПМ) из УСФИ поступают импульсы запуска передатчика ИЗ ПД ПАРН, ИЗ ПД ПАСС, ИЗ ПД СДЦ и импульсы
признаков запросных кодов ПЗК. Подмодулятор формирует ВИ величиной 800…900 В и длительностью, соответствующей режиму
работы ПУ-I (табл.1.2). Период следования видеоимпульсов ПМ
задают ИЗ ПД (ПАСС, ПАРН, СДЦ), а их длительность определяется формирующими цепочками блокинг-генератора (БГ), которые
изменяются при изменении режима работы ПУ-I.
В режиме ПАРН подмодулятор с помощью шифратора из
ИЗ ПД ПАРН формирует пару видеоимпульсов с кодовым интервалом 9,4 или 14 мкс. Выбор кодового интервала τК осуществляют импульсы ПЗК, приходящие от ПФ УСФИ (БОСТ). При положительном импульсе ПЗК (рис.2.6, к) τК = 9,4 мкс, а при отрицательном - τК = 14 мкс. Сформированная пара видеоимпульсов
ИЗ ПД ПАРН подается на смеситель в ПМ и далее на БГ и усилитель. Выходные импульсы ПМ поступают на модулятор (М).
В режимах СДЦ и ПАСС шифратор отключается, и подмо-
37
дулятор формирует один видеоимпульс.
Модулятор предназначен для формирования отрицательных
высоковольтных ВИ (-26 кВ), питающих магнетронный генератор
МГ во время генерации им ВЧИ. Высоковольтные импульсы М
формируются путем усиления в импульсном трансформаторе импульсов разряда накопительной емкости под действием импульса
ПМ. Накопительная емкость заряжается от высоковольтного выпрямителя (≈30 кВ), составляющего основу модулятора.
С приходом импульса от модулятора магнетрон возбуждается и генерирует ВЧИ в течение времени действия импульса модулятора. С выхода МГ ВЧИ поступают в УПС-I и через него на
облучатель антенны ДРЛ. В УПС-I ВЧИ проходят через секцию
измерителя средней мощности передатчика. Датчиком (чувствительным элементом) измерителя служит группа полупроводниковых термопар. Под действием разности температур в термопаре
возбуждается ЭДС, пропорциональная проходящей через нее
средней мощности. К датчику подключен прибор постоянного
тока с необходимой градуировкой.
В передатчике предусмотрена электромеханическая перестройка и подстройка частоты магнетрона. Поддержание частоты
МГ, близкой к номинальной (автоматическая подстройка частоты АПЧ), осуществляется механизмом подстройки частоты (МПЧ) путем перемещения штыря в резонансной камере МГ. Штырь перемещается мотором под действием управляющего напряжения UАПЧ,
поступающего из блока подстройки частоты (БПЧ) соответствующего приемника (ПР-1 или ПР-2).
Передающее устройство вторичного канала
Передатчик вторичного канала (ПВК) предназначен для генерации запросных сигналов (ЗС) для самолетных ответчиков
(СО) в виде ВЧИ длительностью 1,2 мкс каждый, с кодовым интервалом 9,4 или 14 мкс, с периодом следования 2000 мкс и импульсной мощностью не менее 1,8 кВт.
ПВК построен по схеме когерентного импульсного передатчика, структурная схема которого показана на рис.2.8. В состав
38
передатчика входят: устройство формирования режимов и кодов
запроса (УФРК); возбудитель, состоящий из задающего генератора (ЗГ) и умножителя частоты (УЧ); плата формирования импульсов (ПФИ), выполняющая функции импульсного модулятора; усилитель мощности (УМ).
Рис.2.8. Структурная схема ПВК
УФРК формирует кодовую посылку из двух ВИ. Кодовый
интервал между импульсами соответствует режиму запроса. Режимы запроса, кодовые интервалы и содержание ответных сигналов на эти запросы представлены в табл.3. В настоящее время
используются только режимы запроса N и H (или БН и ТИ).
Таблица 3
Режим
запроса
N
H
K
V
Кодовый
интервал
9,4 мкс
14 мкс
19 мкс
23 мкс
Содержание ответного сигнала
Бортовой номер самолета
Высота полета или остаток топлива
Сигналы координатной отметки
Вектор путевой скорости
УФРК может работать в двух вариантах задания режима запроса: МЕСТНЫЙ и ВНЕШНИЙ. Изменение режима производиться тумблером на плате управления (ПУ). В режиме МЕСТНЫЙ запросы N, H, K, V выбираются одноименными тумблера-
39
ми на ПУ. В режиме ВНЕШНИЙ вид запроса определяется
внешними сигналами Nвн, Hвн, Kвн, Vвн, поступающими от ВИСП.
Этот режим ПВК в настоящее время не используется.
При включении на ПУ режимов запроса N, H УФРК формирует в смежных периодах запросные кодовые посылки N (9,4 мкс) и H
(14 мкс) при поступлении импульсов ПЗК и ПЗК из БОСТ.
Плата дешифрации режимов (ПДР) разрешает плате формирования кодов (ПФК) выстраивать необходимые интервалы. Разрешающие сигналы N и H поступают при совпадении сигналов
режима N и H с соответствующими импульсами ПЗК.
Необходимые пары видеоимпульсов в ПФК образуются из
пяти видеоимпульсов, задерживаемых на заданное время. Роль
цифровой линии задержки (ЦЛЗ) выполняет плата счетчика импульсов (ПСИ). Счетчик запускается импульсами ИЗ ПВК. На
выходе ПСИ получается пять двоичных кодов интервалов задержки τЗi, i=1÷5. Плата дешифратора импульсов (ПДИ) формирует пять ВИ, запаздывающих относительно ИЗ ПВК (τ0) на
время τЗi. Плата формирования кодов, используя подходящие
импульсы, формирует пару видеоимпульсов требуемой величины и длительностью 1 мкс. Пары ВИ с ПФК поступают на плату
формирования импульсов (ПФИ), выполняющую функции импульсного модулятора.
Задающий генератор ЗГ вырабатывает гармонические колебания с высокостабильной частотой (δƒ = 10-6…10-7). Умножитель частоты (УЧ) с коэффициентом умножения 6 доводит частоту гармонического сигнала до величины 837,5 МГц. Для осуществления импульсной модуляции импульс модулятора (ПФИ)
поступает на второй вход (вход усилителя) УЧ и выходной усилитель мощности (УМ). ВЧИ возбудителя имеют мощность не
менее 1,3 Вт. Усилитель мощности доводит мощность выходных
ВЧИ до величины 3…5 кВт. От УМ ВЧИ поступают в УПС-II.
2.4.9. Антенно-фидерное устройство ДРЛ
Антенно-фидерное устройство (АФУ) предназначено:
- для передачи высокочастотных электрических импульсов
40
от передатчиков к антенне А0, преобразования их в радиоимпульсы и излучения зондирующих и запросных радиосигналов в пространство в соответствии с ДНА А0;
- для приема отраженных и ответных радиоимпульсов, преобразования радиоволн в высокочастотные электрические импульсы и передачи их в соответствующие приемники;
- для компенсации ответных радиосигналов, принимаемых
по боковым лепесткам ДНА А0.
В состав АФУ входят (рис.2.9):
устройства передачи сигналов первичного (УПС-I) и вторичного (УПС-II) каналов
приемопередающее антенное устройство (АУ) с вращающимся переходом.
УПС-I имеет два одинаковых канала, каждый из которых
служит для передачи ВЧИ от ПД к А0 и от антенны А0 к БПР.
Каждый из каналов содержит: ответвитель АПЧ (ОТВ АПЧ); направленный ответвитель (НО) для подключения КИА; антенный
переключатель (АП); устройство сложения мощностей (УСМ).
Высокочастотные электрические импульсы от ПД поступают
на ОТВ АПЧ, где входной сигнал разделяется на два сигнала.
Сигнал большой мощности проходит на НО, а сигнал малой мощности - на блок подстройки частоты (БПЧ) в БПР. Из НО сигнал
малой мощности используется контрольно-измерительными приборами, а сигнал большой мощности проходит через АП и УСМ
на облучатель А0. Антенна преобразует ВЧ импульсы в радиоимпульсы и излучает их в пространство.
Отраженные от облучаемых целей радиоимпульсы принимаются антенной А0 и преобразуются в ВЧИ, которые проходят через
АП на вход БПР. Устройства сложения мощностей УСМ-1 и УСМ-2
обеспечивают согласованную работу одной антенны с тремя приемопередатчиками и необходимое разделение сигналов по частоте.
Основная антенна ДРЛ А0 зеркального типа предназначена
для направленного излучения мощных ВЧ радиоимпульсов и
приема отраженных и ответных радиолокационных сигналов.
В качестве отражателя антенны используется симметричная
вырезка из параболоида вращения с фокусным расстоянием 2,7 м.
Рис.2.20. Структурная схема УДОС
41
42
Горизонтальный размер антенны - 9 м, вертикальный - 4 м. Отражатель формирует узкую ДНА в горизонтальной плоскости
(θАГ = 2,5о) и широкую - в вертикальной плоскости (θАВ = 22о)),
рис.2.10. Широкая вертикальная ДНА образуется в результате
сложения узких диаграмм. Для этого используются три волноводных облучателя и делитель мощности с коэффициентами деления 1:2,5:10. Сигнал большей мощности подается в верхний
облучатель (нижний луч), а сигнал меньшей мощности в нижний
облучатель (верхний луч). Коэффициент усиления антенны 900, поляризация - горизонтальная.
Рис.2.10. Диаграммы направленности антенн ДРЛ
УПС-II предназначено для согласованной передачи ВЧ импульсов от ПВК через УСМ в антенну А0. Оно включает: смеситель (СМ) сигналов АУ и ПВК; управляемый аттенюатор (УА);
делитель мощности (ДМ) выходного сигнала А0; два суммарноразностных кольцевых моста (КМ).
ВЧ импульсы ПВК через СМ и УСМ проходят в антенну А0 и
излучаются в качестве запросных сигналов для СО. Антенна А0 является широкодиапазонной, поэтому ее ДНА практически не изменяется в зависимости от несущей частоты используемых сигналов.
Принятые антенной А0 ответные сигналы через вращающийся переход, УСМ, СМ, УА поступают на ДМ. С его выходов
43
два сигнала одинаковой мощности поступают на входы кольцевых мостов КМ 1, 2. На вторые входы КМ поступают ответные
сигналы, принятые антеннами АП1 и АП2 и прошедшие через соответствующие каналы вращающегося перехода.
Антенны АП1 и АП2 служат для приема ответных сигналов по
направлениям боковых лепестков антенны А0. Они ориентируются
необходимым образом и жестко закрепляются на краях отражателя А0. Обе антенны или одна из них используется в канале подавления ответных сигналов, принятых боковыми лепестками А0.
Антенны АП1 и АП2 выполнены в виде вертикального ряда из
16 волноводных излучателей с расстояниями между их центрами
250 мм (антенные решетки). Вертикальный размер антенн - 4 м,
горизонтальный - 0,25 м. Необходимое распределение сигналов
по мощности осуществляется соответствующими делителями и
позволяет получить горизонтальную ДНА, шириной 120° и вертикальную - шириной 29° (рис.2.10). Антенны имеют коэффициент усиления около 11 и горизонтальную поляризацию.
Принятые антеннами АП1 и АП2 ответные сигналы после
вращающегося перехода поступают к двум кольцевым мостам.
Каждый КМ из двух поступивших сигналов формирует суммарный U∑ и разностный U∆ сигналы, которые поступают на НПО.
2.4.10. Приемное устройство ДРЛ
Приемное устройство ДРЛ состоит из приемного устройства
первичного канала ПРУ-I, включающего 2 приемника БПР-011 и 2
блока подстройки частоты БПЧ-С, и приемного устройство вторичного канала ПРУ-II, состоящего из 2-х приемников НПО-65.
Приемное устройство первичного канала
Приемное устройство первичного канала предназначено:
- для приема высокочастотных импульсов от А0 (преобразованных отраженных радиоимпульсов);
- частотной селекции ВЧИ;
- необходимого усиления ВЧИ;
44
- детектирования ВЧИ и передачи видеоимпульсов в устройство обработки видеосигналов;
- формирования управляющего напряжения для МПЧ.
В состав ПРУ-I входит два приемника БПР-011 (БПР-1, БПР2), одинаковые по построению и отличающиеся только частотой
настройки, а также два блока подстройки частоты БПЧ-С (БПЧ-1,
БПЧ-2), вырабатывающие управляющие сигналы UАПЧ для МПЧ.
Приемное устройство первичного канала обеспечивает работу ДРЛ в совмещенном режиме ПАРН+СДЦ (ПАСС) или в
раздельных режимах ПАРН, СДЦ, ПАСС.
При работе ДРЛ в совмещенном режиме БПР-1 работает на
частоте f1 и осуществляет некогерентную обработку отраженных
сигналов в режиме ПАРН. БПР-2 осуществляет когерентную обработку отраженного сигнала на частоте f2 в режиме СДЦ. Предусмотрена работа БПР-2 в режиме ПАСС с некогерентной обработкой пачки высокочастотных импульсов.
При аварийном режиме работы ДРЛ (включен один из передатчиков ПД-1 или ПД-2) каждый из приемников позволяет обрабатывать ВЧИ в любом режиме: ПАРН, СДЦ, ПАСС.
В состав каждого БПР входят:
БВУ СВЧ – блок входного усилителя сигналов СВЧ;
БПР-011 – блок приемника;
БПЧ-С – блок подстройки частоты.
Конструктивно БВУ СВЧ входит в состав БПР-011. Он выполнен в виде микросборки (микроблока) с герметичным корпусом, наполненным инертным газом.
Приемник имеет следующие основные технические характеристики:
частота настройки - f1 или f2;
промежуточная частота - fПР.0 = 29 МГц;
полоса пропускания на уровне 0,5 от максимума АЧХ - ∆fпрм =
2…3 МГц;
предельная чувствительность приемника - Pпрм мин=128 дБ/Вт.
Принцип работы приемника рассмотрим по его структурной
схеме, приведенной на рис.2.11.
В режиме ПАРН пачка отраженных парных радиоимпульсов
45
принимается антенной А0, преобразуется в пачку ВЧИ, которые
через УПС-I поступают на вход БВЧ СВЧ. После предварительного усиления на несущей частоте ВЧИ поступают через преселектор (ПрС) на балансный смеситель (СМ). Преселектор на входе СМ обеспечивает подавление помехового сигнала на зеркальной частоте fЗЕРК = fГ + fПР.0. На СМ подается также гармонический сигнал СВЧ гетеродина, расположенного в БПЧ-С.
Рис.2.11. Структурная схема приемника первичного канала
Преобразованный на промежуточную частоту сигнал с выхода СМ поступает на предварительный усилитель промежуточной частоты (ПУПЧ), коэффициент усиления которого устанавливается схемой временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ). Схема ВАРУ запускается ИЗ ПД ПАРН от УСФИ.
Она обеспечивает изменение коэффициента усиления приемника
во времени (по дальности) с целью предотвращения перегрузки
приемника мощными отраженными сигналами от близко расположенных местных объектов и получения равноконтрастных отметок одинаковых целей независимо от дальности.
46
Выходной сигнал ПУПЧ поступает в УПЧ-А, где осуществляется основная частотная селекция и основное усиление сигналов fПР.0. Амплитудный детектор (АД) выделяет огибающие ВЧИ.
Полученная пачка парных ВИ (ВС ПАРН) поступает в УПАП (на
БОСТ) для «очистки» от импульсных помех.
Блок подстройки частоты предназначен для поддержания
постоянства несущей частоты колебаний МГ. Это необходимо
для выполнения условия равенства промежуточной частоты
сигнала fПР.С частоте настройки fПР.0 ПУПЧ-А и УПЧ-А (номинальной частоте fПР.0 = 29 МГц). БПЧ работает следующим образом. От ОТВ 1 АПЧ в УПС-I зондирующие импульсы передатчика малой мощности подаются на СМ АПЧ. На СМ АПЧ
поступает также гармонический сигнал от гетеродина с частотой fГ. На выходе СМ АПЧ образуются импульсы промежуточной частоты fПР МГ, которые поступают на УПЧ АПЧ. После
усиления импульсы промежуточной частоты подаются на частотный дискриминатор (ЧД), настроенный на номинальную
промежуточную частоту fПР.0=29 МГц. С входа ЧД напряжение
расстройки UЧД = КЧД(fПР. МГ - fПР.0) поступает на блок управления мотором (БУМ). Здесь напряжение UЧД преобразуется в напряжение 400 Гц, амплитуда которого пропорциональна модулю частотной расстройки |∆fГ| = |fПР МГ - fПР.0|, а фаза (0 или
180º) соответствует знаку расстройки. Это управляющее напряжение UАПЧ поступает на мотор МПЧ МГ. Рабочая полоса
ЧД составляет ±5 МГц. При |∆fГ| >5 МГц мотор перестраивает
МГ до выполнения условия |∆fГ| <5 МГц, когда включается в
работу схема АПЧ МГ.
Работа приемника в режиме ПАСС аналогична работе
приемника в режиме ПАРН и отличается только тем, что вместо
пачки парных ВЧИ длительностью 1,2 мкс приемник обрабатывает пачку одиночных ВЧИ длительностью 2,4 мкс. На вход
приемника поступают ВЧИ от целей и от местных предметов
(пассивные помехи). Когда помехи засвечивают экран индикатора и затрудняют обнаружение отметок целей, в ДРЛ включаются режим СДЦ и БПР-2.
В режиме СДЦ импульсы с переменным интервалом следова-
47
ния поступают в БВУ СВЧ, преобразуются по частоте в СМ-А,
усиливаются в ПУПЧ-А и поступают в УПЧ-Ф, а с него на фазовый
детектор (ФД). Одновременно на ФД из БПЧ-С подается гармонический сигнал когерентного гетеродина (КГ), синфазный в каждом
периоде с зондирующими импульсами. Синфазность колебаний
МГ и КГ обеспечивается путем фазирования (навязывания фазы)
КГ импульсами МГ в каждом интервале следования зондирующих
радиоимпульсов. В ФД сигналы УПЧ-Ф и КГ перемножаются, а затем фильтром выделяется сигнал разностной фазы (частоты).
Сигналы от неподвижных объектов имеют от периода к периоду один и тот же сдвиг фазы относительно фазы зондирующих
импульсов (расстояние между ДРЛ и объектом не меняется). Поэтому на выходе ФД на каждом периоде образуются биполярные
ВИ постоянной величины. У сигнала, отражённого от ЛА (движущейся цели), от периода к периоду изменяется сдвиг фазы относительно зондирующего импульса (расстояние между ДРЛ и ЛА изменяется). Скорость изменения фазы (доплеровская частота fд) зависит от скорости сближения ЛА с ДРЛ, длины волны ДРЛ и частоты
следования зондирующих импульсов (должно быть FИ > 2 fД max ). На
выходе ФД сигнал от ЛА от периода к периоду образует пачку биполярных видеоимпульсов переменной величины (ВС СДЦ). С выхода приёмника ВС СДЦ поступает в УСДЦ.
Для проверки качества фазирования КГ импульсы fПР с выхода УПЧ АПЧ поступают на блок проверки фазирования
(БПФ), основным элементом которого является кварцевая линия
задержки (КЛЗ) на 20 мкс. На выходе БПФ образуется пачка из
4-х импульсов fПР с интервалом между ними 40 мкс (импульсы
УПЧ АПЧ проходят по КЛЗ туда и обратно). Эта пачка поступает на УПЧ-Ф и далее на ФД. При хорошем фазировании КГ на
выходе ФД образуется пачка из 4-х видеоимпульсов одинаковой
величины и полярности. В УСДЦ эти ВИ компенсируются как
импульсы пассивной помехи и на ИКО не проходят. При плохом
фазировании КГ полярность и величина ВИ на выходе ФД изменяется. Они проходят через УСДЦ как ВИ от движущейся цели
и образуют на экране ИКО концентрические окружности, что
является признаком плохого фазирования КГ.
48
Приёмное устройство вторичного канала
Приёмное устройство вторичного канала ПРУ-II предназначено для приёма от антенны A0, усиления и детектирования ответных сигналов СО и подавления ответных сигналов, принятых
по боковым лепесткам основной антенны ДРЛ.
Оно состоит из двух одинаковых наземных приёмников ответа (НПО-65) и может работать в одном из двух режимов: кругового или секторного подавления боковых лепестков. В режиме
кругового подавления оба приёмника используются как одно
приёмное устройство, работающее с основной приёмопередающей антенной А0. и с двумя приёмными антеннами подавления
АП1 и АП2. В режиме секторного подавления один приёмник работает с основной антенной А0 и одной антенной подавления, а
второй приёмник находится в резерве. В этом режиме подавления
боковых лепестков осуществляется в секторе 150º относительно
направления приёма антенны А0.
НПО совместно с ПВК работает в режиме АКТ и имеет следующие технические характеристики:
три рабочих частоты - 830, 840, 850 МГц;
промежуточная частота - fПР.0 = 32 МГц;
полоса пропускания приёмника ∆fпрм = 6…8 МГц;
предельная чувствительность приёмника - Рпрм мин = 117дБ/Вт.
Структурная схема НПО приведена на рис.2.12. Она определяется применяемым амплитудно-фазовым методом компенсации
ответных сигналов, принимаемых БЛ антенны ДРЛ. Метод предполагает формирование суммарного и разностного сигналов,
принимаемых антеннами А0 и АП. Эти сигналы формируются
кольцевыми мостами на выходе УПС-II. Разность фаз сигналов
UΣ и U∆ зависит от направления приёма ответных сигналов:
при приёме ответных сигналов по главному лепестку основной антенны А0 (U0 > UП) разность фаз между UΣ и U∆ ∆φ < 90º;
при приёме ответных сигналов по боковым лепесткам основной антенны А0 (U0 < UП) разность фаз междуUΣ и U∆ ∆φ > 90º.
С выходов кольцевых мостов сигналы UΣ и U∆ поступают на
два одинаковых супергетеродинных приёмника. Фазовые сдвиги
49
сигналов UΣ и U∆ при прохождении соответствующих приёмников
должны быть одинаковыми. Это достигается с помощью выравнивающего (управляемого) фазовращателя в одном из приёмников.
Рис.2.12. Структурная схема НПО
Выходные сигналы приёмников подаются на ФД, который
выполняет обратное суммарно-разностное преобразование сигналов UΣ и U∆ в напряжения UОФ и UПФ. С синфазного и противофазного выходов ФД сигналы подаются на схему сравнения. Она
пропускает ответный сигнал, принятый основным лучом А0 (UОФ >
UПФ) и не пропускает сигналы, принятые боковыми лепестками
антенны А0 (UОФ < UПФ). При совместной работе двух приёмников
видеосигналы со схем сравнения поступают на схему совпадения.
В случае работы одного приёмника схема совпадения не используется, и видеосигналы поступают на выход приёмника со
схемы сравнения. Это происходит при выходе одного из приёмников из строя. В этом случае подавление помех по БЛ осуществляется в секторе ±75º относительно вертикальной ДНА.
В приёмнике имеется автоматическая регулировка усиления
по шумам (ШАРУ). Она используется для стабилизации уровней
шума в суммарном и разностном каналах приёмника (стабилизации
вероятности ложной тревоги PЛТ в соответствии с критерием обнаружения) путём изменения их коэффициентов усиления. Суммарный и разностный сигналы с выходов соответствующих УПЧ подаются на два АД, которые выделяют постоянные составляющие
шумов UшΣ и Uш∆ . Эти сигналы поступают на схему ШАРУ, кото-
50
рая автоматически регулирует усиление каналов по шумам.
Текущие значения PЛТ оценивается схемой встроенного контроля. Приёмник работает только при условии | PЛТ - PЛТ ЗАД | <
0,5. При невыполнении этого условия он отключается.
2.4.11. Устройство подавления активных помех
Выходные сигналы ПРУ-1 и УСДЦ представляют собой
последовательность видеосигналов, имеющих форму пиков
различной величины и длительности (UВХ АК (t) на рис.2.13, а).
В этой последовательности пиков могут быть пики сигналов
целей, пики внутренних шумов ПРУ-1 и пики НИП и ХИП при
приёме ДРЛ радиоимпульсов, излучаемых другими РЛС.
Рис.2.13. Входной и выходной сигнал АК
Устройство подавления активных помех УПАП предназначено для подавления пиков НИП и ХИП в составе ВС ПАРН и ВС
СДЦ, т.е. для «очистки» видеосигналов от импульсных помех.
В состав УПАП (рис.2.14) входят платы из блока очистки,
синхронизации и трансляции (БОСТ):
ПС – плата синхронизации;
ПФ – плата формирователя;
ПАК (2 шт.) – плата амплитудного квантователя;
ПОУ – плата обработки и управления;
ПДЗ – плата декодирования и задержки;
ППНП (2 шт.) – плата подавления несинхронных помех;
ПММ – плата масштабных меток.
51
Рис.2.14. Структурная схема УПАП
Видеосигналы ВС СДЦ и ВС ПАРН и поступают на две одинаковые платы ПАК 2 и ПАК 1. Платы предназначены для бинарного квантования входных ВС по величине и логического анализа
квантованных по величине и дискретизированных по времени выходных сигналов ПОУ и ППНП. В соответствии с решаемыми задачами ПАК содержит амплитудный квантователь (АК) и анализатор (АН). Входные ВС поступают на АК 1 и АК 2. Здесь они ограничиваются снизу (рис.2.13, а), а пики, превысившие порог ограничения UПОР, преобразуются (нормируются) в ВИ одинаковой величины UНОРМ (рис.2.13, б). Длительность этих ВИ равна времени
превышения пика UВХ АК порога UПОР. Нормированный (квантованный по величине) видеосигнал (НВС) ВС СДЦ (ПАСС) поступает
на ПОУ непосредственно, а нормированный ВС ПАРН - через ПДЗ.
В ПДЗ осуществляется декодирование парного ВИ в одиночный ВИ путём задержки первого ВИ до совпадения со вторым. Затем декодированный ВИ задерживается на время обработки ответного парного ВС СОД-57М во вторичном канале для
совмещения на ИКО отметок от отраженного и ответного ВС.
Кроме того, ВС ПАРН задерживается дополнительно на 6 мкс
для компенсации опережения запуска ПД-1 ИЗ ПД ПАРН отно-
52
сительно запуска ПД-2 ИЗ ПД СДЦ.
Нормированные ВС СДЦ (ПАСС) и ВС ПАРН поступают
на плату ПОУ, которая предназначена для объединения этих
сигналов, формирования бланкирующих (непропускающих)
импульсов, формирования управляющих сигналов (тактовых и
стробирующих (пропускающих) ВИ) и квантования по времени
(дискретизации) нормированных ВС. Поэтому в составе ПОУ
имеются схемы объединения ВС (ОВС), формирования бланкирующих сигналов (ФБС), формирования управляющих сигналов (ФУС) и временного квантователя (ВК).
В схеме ОВС нормированные ВС ПАРН и ВС СДЦ
(ПАСС) объединяются в один ВС в соответствии с включённой
логикой объединения: ИЛИ (основной) или И (специальной).
Основным является режим ИЛИ, когда ВС СДЦ и ВС ПАРН
объединяются путём логического сложения с предварительным
бланкированием ВС ПАРН импульсами бланка местных предметов (МП) БЛАНК МП. За время действия импульса БЛАНК
МП проходит ВС СДЦ, очищенный от сигналов местных предметов, и не пропускается ВС ПАРН.
В режиме внутренней синхронизации на АК 2 поступает ВС
ПАСС и логическое сложение выполняется без предварительного
бланкирования ВС ПАРН.
С выхода схемы ОВС объединённый видеосигнал поступает
через ФУС на временной квантователь. В формирователе управляющих сигналов к ОВС добавляется контрольный код (КК) в виде
двоичного числа 0101 (единичные импульсы длительностью 2 мкс).
Управляющие сигналы (тактовые импульсы и стробы) для
работы ВК и ППНП вырабатываются из последовательности
опорных тактовых импульсов ТИ0 длительностью 0,5 мкс с периодом следования 1 мкс. Последовательность ТИ0 получается в
результате деления на 6 частоты сигнала кварцевого генератора
fКГ = 6 МГц. После деления частоты следования ТИ0 на 2 образуются 2 последовательности ТИ1 и ТИ2 (ТИ1 - нечётные ТИ0, ТИ2 чётные ТИ0). ТИ1 являются управляющими для ВК. С помощью
ТИ1 ВК стробирует (пропускает) нормированные ВИ в течении 2
мкс, то есть формирует последовательность нормированных ВИ
53
длительностью 2 мкс. Тем самым рабочий отрезок периода длительностью 1240 мкс разбивается на 670 временных дискретов
величиной 2 мкс, а соответствующий рабочий отрезок дальности
в 201 км разбивается на 670 дискретов величиной 300 м.
Квантованный ОВС из ВК поступает на две последовательно соединённые платы ППНП. Каждая плата состоит из двух регистров на 670 разрядов. Обе платы могут задерживать (запоминать) ОВС на 1, 2, 3 или 4 периода повторения ЗИ 500.
Принцип подавления НИП основан на том, что положение
ВИ цели не изменяется относительно ЗИ 500 (от периода к периоду в пределах облучения цели ТОБЛ = θАГ/ωА), а положение
ВИ несинхронной помехи непрерывно меняется. Вследствие
этого ВИ цели появляется в одном и том же дискрете времени
(дальности) ВК, а ВИ несинхронной помехи попадает в разные
дискреты. Для селекции ВИ цели по этому признаку необходимо
запоминание ОВС на предыдущих периодах и проверки наличия
ВИ цели на одном и том же дискрете. Запоминание осуществляется в 4-х цифровых линиях задержки (ЦЛЗ), имеющих по 670
разрядов каждая (сколько дискретов в ВК).
Выделение ВИ цели по признаку попадания его в один и тот
же дискрет времени (дальности) в текущем и предыдущих периодах осуществляется логическим анализатором ПАК. На его вход
из ПОУ поступает ОВС текущего периода, а с ППНП - ВС, задержанные на 1, 2, 3 или 4 периода. Анализатор работает в одном
из 6 режимов: 2/2; 3/3; 3/4; 3/5; 4/5; ОЧИСТКА ОТКЛ. Необходимый режим (критерий обнаружения ВИ цели) выбирается переключателями на передней панели БОСТ отдельно для ВС СДЦ и
ВС ПАРН. В зависимости от помеховой обстановки на ИКО оператор выбирает одну из логик обработки для каждого ВС. При
этом учитывается, что в режимах ПАРН и ПАСС эффективны все
логики, а в режиме СДЦ эффективны лишь логики 3/4; 3/5; 4/5.
Логики, выбираемые переключателями ВС ПАРН и ВС СДЦ
(ПАСС), могут быть разные, в любом сочетании в зависимости от
сложившейся помеховой обстановки.
В режиме 2/2 (два из двух) сопоставляются ВС текущего периода и ВС предыдущего периода. ВИ цели на выходе дискрета
54
анализатора появится лишь в случае совпадения ВИ в двух соседних периодах повторения (на выходе анализатора появляются
ВИ лишь в тех дискретах дальности, в которых имеются ВИ текущего и предыдущего периодов).
В режиме 3/3 (три из трёх) для появления ВИ на выходе
анализатора необходимо его наличие в одном и том же дискрете
в текущем и в двух предыдущих периодах.
В режиме 3/4 (три из четырёх) анализируются 4 соседних
периода, и ВИ появляется на выходе анализатора, когда ВИ совпадают в любых трёх периодах из четырёх.
На рис.2.15 представлен вариант работы анализатора в режиме 3/5. Для простоты ВС на периоде изображён в виде одного ВИ. Совокупность таких ВИ в одном дискрете времени
(дальности) составляет пачку (пакет) длительностью ТОБЛ (в
идеале из NИ = FИ·ТОБЛ импульсов).
Рис.2.15. Видеосигналы анализатора в режиме 3/5
На анализаторы с ФБС поступают также бланкирующие видеоимпульсы БЛАНК ВС ПАРН и БЛАНК ВС СДЦ (рис.2.16, е,
ж). Бланкирующие импульсы определяют последовательность об-
55
работки пакетов ВИ, распределённым по дискретам времени
(дальности). Импульсами ЗИ 500-46 (рис.2.16, а) формируются
импульсы БЛАНК МП (рис.2.16, б). Последние имеют длительность от 0 до 100…380 мкс (по дальности от 0 до 15…57 км). Импульсы БЛАНК МП поступают на выход ПОУ в ПАК 2 в виде
БЛАНК ВС ПАРН и после инвертирования - в ПАК 1 виде
БЛАНК ВС СДЦ. Импульсами ЗИ КОМ-46 (рис.2.16, в) формируются импульсы БЛАНК СДЦ (рис.2.16, г) длительностью от 0 до
25…50 мкс. Последние необходимы для запирания ПАК 1 на время работы передатчика в режиме СДЦ. При этом момент его работы относительно момента запуска передатчика ПАРН соответствует примерно дальности 120 км. Импульсы БЛАНК МП и
БЛАНК СДЦ после объединения образуют сигнал БЛАНК ПАРН.
Полное время логической обработки ВС в анализаторе определяется стробом дальности (СД) длительностью от 0 до 1340
мкс (по дальности от 0 до 201 км). При этом обработка ВС на рабочем участке происходит следующим образом.
От 0 до конца импульса БЛАНК МП (при действии на ПАК
2 импульса БЛАНК ВС ПАРН) на выход подавителя помех
(УПАП) проходит только ВС СДЦ со своей логикой обработки,
например 3/5. От конца импульса БЛАНК МП до импульса конца дальности (при действии на ПАК 1 импульса БЛАНК ВС
СДЦ) проходят ВС СДЦ и ВС ПАРН с логикой обработки ВС
ПАРН, например 4/5.
Например, в совмещённом режиме ПАРН+СДЦ реализуется
следующий порядок работы по дальности. В интервале 2…57 км
выполняется очистка ВС от помех в канале СДЦ в соответствии с
выбранной переключателем «i/j СДЦ (ПАСС)» логикой 3/4; 3/5; 4/5.
В интервале 57…92 км обрабатывается объединённый сигнал
сигналов СДЦ и ПАРН в соответствии с логикой очистки ВС
ПАРН 2/2, …, 4/5. В интервале 92…200 км выполняется обработка только ВС ПАРН по логике 2/2, … , 4/5.
Очищенные от несинхронных импульсных помех ВС с анализаторов поступают на ПФ в БОСТ, а с неё - на ИКО и ВИСП.
Предназначение платы ПММ и её решаемые задачи рассмотрены в п. 2.4.2, а платами ПФ и ПС – в п.2.4.7.
56
Рис.2.16. Бланкирующие импульсы в схеме ОВС
2.4.12. Устройство селекции движущихся целей
Устройство селекции движущихся целей предназначено:
для выделения видеоимпульсов движущихся целей (ЛА) путём взаимной компенсации видеоимпульсов пассивных помех
(ПП) на текущем и предыдущем периодах;
для генерации синхронизирующих импульсов в режиме
СДЦ, из которых формируются импульсы запуска: узлов СДЦ;
ПД; ПВК; ИКО.
57
Принцип действия УСДЦ и взаимодействие его блоков поясняет блок-схема, приведённая на рис.2.17.
Рис.2.17. Блок-схема УСДЦ
В состав СДЦ входят:
БУ – блок усреднения интервала следования импульсов;
БЧК – блок череспериодной компенсации;
БЧВ – блок череспериодного вычитания;
БКИ – блок компенсатора импульсный;
БАК – блок автоматического контроля.
Следует отметить, что в техническом описании ДРЛ устройство СДЦ называется компенсирующим устройством (КУ). Термин «череспериодная компенсация» не точен. На самом деле
компенсация осуществляется в каждом текущем периоде следования видеосигналов.
При работе селектора движущихся целей параллельно выполняются две функции - компенсация пассивных помех и формирование синхронизирующих импульсов.
Компенсация пассивных помех осуществляется следующим
образом. При включении в ДРЛ режима СДЦ используемый передатчик (ПД) запускается ИЗ ПД СДЦ, следующим с переменным интервалом 800, 1200, 800 мкс,… и т. д. (ЗИ СДЦ КОМ на
рис.2.18, е). Поэтому на выходе используемого приёмника (ПР)
появляются видеосигналы поочерёдно на коротком (800 мкс) и
длинном (1200 мкс) интервалах. С выхода приёмника видеосиг-
58
налы (ВС ПР) с переменным интервалом следования поступают
в БУ для преобразования их в видеосигналы с постоянным интервалом (периодом) следования ТИ = 1000 мкс. На вход БУ подаются также контрольные сигналы (КС) от БАК. ВС ПР селектируется импульсом СТР. ВХ (рис.2.18, ж) длительностью 650
мкс (по дальности 97,5 км). Этот строб смещён относительно ЗИ
СДЦ КОМ на 12 мкс. Перед этим стробом проходят контрольные сигналы, когда на входе БУ отсутствует даже шум приемника. При этом ВС каждого длинного интервала (1200 мкс) задерживается на 200 мкс, а ВС короткого интервала (800 мкс)
проходит без задержки. В результате объединения этих сигналов
получается сигнал ВС БУ с постоянным интервалом (периодом)
следования ТИ = 1000 мкс и задержкой в 200 мкс относительно
задающих импульсов ЗИ БЧК (рис.2.18, а).
ВС БУ поступает в блок череспериодной компенсации, где
осуществляется вычитание ВС предыдущего периода, задержанного на τЛЗ = 1000 мкс, из ВС текущего периода. Так компенсируются ВИ от местных предметов.
Сигналы движущихся целей (ЛА) и нескомпенсированные
остатки пассивных помех поступают в БЧВ. Здесь ВИ движущихся целей приводятся к одной полярности (необходимой для
нормальной работы ИКО) и снова поступают в БЧК. Задержанные в БЧК на время τЛЗ = 1000 мкс однополярные ВИ поступают
снова в БЧВ, где суммируются ВС «длинного» и «короткого» интервалов. В результате на выходе БЧВ получается ВС СДЦ, следующий с периодом ТИ = 2000 мкс, равным периоду запуска
ИКО. Такое суммирование устраняет возможность потери половины периодов следования ТИ = 1000 мкс.
Генерирование синхронизирующих импульсов и формирование задающих импульсов ЗИ СДЦ и ЗИ СДЦ КОМ происходит
следующим образом. В БЧК генератор тактовых импульсов
(ГТИ) вырабатывает ЗИ БЧК с периодом следования ТИ = 1000
мкс. В блока усреднения эта последовательность задерживается
на 200 мкс и образуется последовательность ЗИ БУ, из которой
формируется ЗИ ПАСС (рис.2.18, б).
В этом же блоке с помощью делителя частоты из последова-
59
тельности импульсов ЗИ БЧК формируется последовательность
ЗИ СДЦ с периодом следования ТИ = 2000 мкс (рис.2.18, в). Далее
из этой последовательности будет сформирована последовательность ЗИ 500 (FП = 500 Гц).
Рис.2.18. Задающие и стробирующие импульсы БКИ
60
В БКИ из двух последовательностей импульсов ЗИ БЧК и
ЗИ БУ формируется последовательность импульсов ЗИ СДЦ
КОМ с переменным интервалом следования ТИ = 800/1200 мкс
(рис.2.18, е). Затем платой формирователя БОСТ из этих импульсов будет сформирована последовательность ИЗ ПД СДЦ.
Стробирующие импульсы СТР. ПК (строб прямого канала) и
СТР. ЗК (строб задерживающего канала) осуществляют временную селекцию задержанного и незадержанного видеоимпульсов
приёмника. Стробирующие импульсы СТР. ВХ длительностью
650 мкс (интервал по дальности 97,5 км) селектируют (определяют) интервал компенсации видеоимпульсов пассивных помех.
Смещение этих стробов на 12 мкс обеспечивают прохождение КС
от БАК на отрезке времени, когда на входе БУ отсутствуют пассивные помехи и внутренние шумы приёмника.
Порядок синхронизации в режиме СДЦ имеет две особенности: 1) в БЧК применён ГТИ с цепью обратной связи, включающей УЗЛЗ на время τЛЗ = 1000 мкс; 2) выдача ЗИ СДЦ КОМ с переменным интервалом следования ТИ = 800/1200 мкс.
Использование УЗЛЗ в качестве задатчика периода следования импульсов ЗИ БЧК обусловлено необходимостью точного совмещения во времени взаимно компенсирующих друг друга ВИ
предыдущего и текущего периодов. Время задержки τЛЗ нестабильно. При использовании УЗЛЗ в качестве синхронизатора даже
при относительно быстрых флюктуациях τЛЗ обеспечивает достаточно большую вероятность совмещения ВС соседних периодов.
Необходимость в переменном интервале ЗИ СДЦ КОМ появляется из-за того, что при низкой частоте следования ЗИ ПД
СДЦ (FИ СР = 1000 Гц) появляются «слепые» доплеровские частоты (кратные FИ СР), при которых величина видеоимпульсов на выходе ФД не изменяется от периода к периоду, то есть пропадает
признак ВИ движущихся целей. В этом случае они так же компенсируются, как и ВИ пассивных помех. Поэтому период ТИ =
1000 мкс поочерёдно укорачивают и удлиняют на 200 мкс, чтобы
избежать постоянства величины ВИ движущихся целей.
Структурная схема УСДЦ приведена на рис.2.19. Она позволяет более детально и конкретно рассмотреть принцип работы
61
селектора движущихся целей в режиме внешней синхронизации
(по отношению к УСФИ) и в режиме компенсации пассивных
помех. Заметим, что процессы формирования синхроимпульсов и
компенсации ВИ пассивных помех проходят параллельно и с использованием общих устройств.
Рис.2.19. Структурная схема УСДЦ
62
Исходную (начальную) последовательность синхронизирующих (тактовых) импульсов формирует ГТИ в БЧК. Он представляет собой блокинг-генератор с цепью обратной связи, включающей возбудитель (ВОЗБ 1), ультразвуковую линю задержки
(УЗЛЗ 1) на время τЛЗ = 1000 мкс и усилитель задерживающего
канала (УЗК) с АД на выходе. Собственный период формирования импульсов БГ больше τЛЗ, поэтому выходной импульс АД
«навязывает» ему период, равный τЛЗ. Импульс БГ (ЗИ БЧК) поступает на ВОЗБ 1 и осуществляет амплитудную модуляцию
(АМ) гармонического сигнала с частотой 15 МГц, вырабатываемого генератором в составе возбудителя. С выхода возбудителя
АМ сигнал проходит УЗЛЗ 1, усиливается в УЗК и детектируется
АД. ВИ с выхода АД приходит на вход БГ и «навязывает» ему
интервал следования импульсов ТИ= τЛЗ. В итоге ГТИ генерирует
последовательность задающих импульсов ЗИ БЧК (рис.2.18, а).
Далее последовательность ЗИ БЧК поступает на ВОЗБ 3 в
БУ. Выходной АМ сигнал возбудителя задерживается в УЗЛЗ 3
на τЛЗ = 200 мкс, усиливается в УЗК и детектируется. Сформированная последовательность импульсов с АД поступает на формирователь (ФОРМ.) ЗИ ПАСС в БКИ.
Блок компенсатора содержит три формирователя задающих
импульсов и два генератора стробирующих импульсов. В формирователях задающих импульсов используются триггеры и БГ, в
генераторах стробов – мультивибраторы. Последовательность
формирования и использования ЗИ показывает структурная схема БКИ (рис.2.19). На выход БКИ выдаются ЗИ СДЦ и ЗИ СДЦ
КОМ, из которых в плате формирователя БОСТ формируются
соответственно импульсы ЗИ 500 и ЗИ ПД СДЦ.
В режиме компенсации пассивных помех СДЦ работает следующим образом. Выходной сигнал приёмника ВС ПР поступает
на смеситель (СМ 1) БУ. Этот блок предназначен для преобразования последовательности ВС с переменным интервалом следования
ТИ = 800/1200 мкс в последовательность ВС с постоянным средним
интервалом (периодом) следования ТИ = (ТИ1 + ТИ2)/2 = 1000 мкс, а
также для формирования ЗИ БУ с периодом следования 1000 мкс,
но задержанных относительно ЗИ БЧК на 200 мкс.
63
Входной сигнал ВС ПР поступает на СМ 1 только в интервале действия СТР. ВХ длительностью 650 мкс. Этот импульс
смещён относительно ЗИ СДЦ КОМ на 12 мкс (1,8 км). В это
время на второй вход смесителя проходит контрольный сигнал из
формирователя контрольного сигнала (ФКС) БАК.
Видеоимпульсы КС и сигналы со смесителя СМ 1 поступают
на возбудитель ВОЗБ 3. В нерабочей части периода на возбудитель поступают также ЗИ БЧК. Возбудитель генерирует гармонический сигнал с частотой 15 МГц. Приходящие видеоимпульсы
модулируют его по амплитуде. С выхода возбудителя сигнал с
импульсно-амплитудной модуляцией (аналогичной гармонической АМ) проходит по двум каналам: прямому (ПК) и задерживающему (ЗК). В ПК АМ сигнал усиливается в усилителе прямого
канала (УПК) и детектируется АД. В ЗК АМ сигнал проходит через УЗЛЗ 3 на τЛЗ = 200 мкс, затем усиливается в УЗК и детектируется АД. На выходах АД образуются прямая и задержанная последовательности биполярных ВИ, поступающих на СМ 2. Импульс
СТР. ПК подключает ВС к СМ 2 только на коротком (800 мкс), а
импульс СТР. ЗК - только на длинном (1200 мкс) интервале. В результате на выходе СМ 2 образуется ВС БУ с постоянным интервалом следования 1000 мкс, согласованным с ЗИ ПАСС.
Выходной сигнал ВС БУ поступает на возбудитель ВОЗБ 1
БЧК, предназначенный для компенсации (вычитания) ВИ одинаковой полярности и величины в текущем и предыдущем периодах,
а также для формирования начальной (опорной) последовательности ЗИ БЧК для синхронизации устройств ДРЛ в режиме СДЦ.
Структурно в состав БЧК входят (рис.2.19): два возбудителя
(ВОЗБ 1 и ВОЗБ 2) на 15 МГц, две УЗЛЗ на 1000 мкс усилители
УПК и УЗК с АД, сумматор и генераторы тактовых (ГТИ) и стробирующих (Г СТР.) импульсов.
На вход ВОЗБ 1 поступают биполярные ВС БУ и проходят
на модулятор возбудителя во время действия импульсов СТР. ВХ
(время рабочей части периода 650 мкс), формируемых Г СТР. Это
значит, что вне этого строба на выходе смесителя возбудителя
отсутствуют ВС и шумы приёмника, что создаёт условия для
прохождения сигналов ЗИ БЧК по задерживающему каналу в
64
конце нерабочей части каждого периода повторения ЗИ ПАСС.
Так как в задерживающем канале (ЗК) используется УЗЛЗ 1, то
ВС и ЗИ преобразуются в возбудителе в импульсно-амплитудный
модулированный сигнал с частотой 15 МГц. Выходной сигнал
ВОЗБ 1 далее проходит по ПК и ЗК. С АД этих каналов сигналы
поступают в сумматор (СУММ.). Встречное включение АД на
выходах УПК и УЗК обеспечивает получение ВИ противоположной полярности, а на выходе сумматора – разностный сигнал. Так
осуществляется взаимная компенсация ВИ пассивных помех на
соседних периодах повторения.
При поступлении на вход БЧК видеоимпульсов с изменяющейся величиной от периода к периоду (видеосигнал движущейся цели) на выходе СУММ получается ВС, величина которого пропорциональна разности величин ВИ в текущем и в
предыдущих периодах.
Высококачественная компенсация ПП достигается только
при одинаковых коэффициентах передачи ПК и ЗК. Для выравнивания коэффициентов ПК и ЗК предусмотрена ручная регулировка коэффициентов усиления УПК и УЗК, а также автоматическое выравнивание усиления (АВУ) с помощью соответствующей схемы в БЧВ.
Блок череспериодного вычитания (БЧВ) предназначен для
преобразования биполярных ВИ движущихся целей (ЛА) в ВИ
положительной полярности, а также для выдачи управляющих
сигналов АВУ на УПК и УЗК. В его состав входят два видеоусилителя (ВУ 1 и ВУ 2), схема АВУ и УЗК с АД.
ВУ 1 имеет два канала: канал преобразователя полярности
видеоимпульсов движущихся целей и канал усиления некомпенсированных остатков КС, имитирующих пассивные помехи. Выходное напряжение ВУ 1, управляющее АВУ, соответствует величине и полярности некомпенсированного остатка от постоянно
действующего контрольного сигнала КС ПП, проходящего через
БЧК на правах ВС на нерабочем участке периода. Схема АВУ
вырабатывает такие управляющие сигналы УПК и УЗК, которые
выравнивают величины выходных каналов, то есть приводят некомпенсированный остаток КС ПП к нулю.
65
Результирующий ВС с выхода СУММ. подаётся на ВУ 1
БЧВ. Так как ИКО запускается с периодом 2000 мкс, то для обеспечения наблюдения «длинного» периода используется УЗЛЗ 2 в
БЧК. Однополярные выходные видеоимпульсы ВУ 1 поступают
на ВОЗБ 2 и преобразуются в АМ сигнал, который через УЗЛЗ 2
поступает в БЧВ. Здесь он усиливается в УЗК, детектируется и поступает в ВУ 2, где суммируется с видеосигналом «короткого» периода, приходящим с ВОЗБ 2 через УПК и АД. В итоге образуется
ВС СДЦ длительностью 650 мкс и периодом 2000 мкс, который
далее поступает на ПФ в БОСТ. Такое суммирование видеосигналов на «коротком» и «длинном» периодах исключает потерю полезного сигнала ВС СДЦ из-за отличия их периодов повторения.
Блок автоматического контроля предназначен для формирования контрольного сигнала КС и непрерывного контроля работоспособности БЧК и селектора движущихся целей. Структурно
он состоит из формирователя контрольного сигнала (ФКС) и контроллера работоспособности (КР).
КС имитирует радиолокационный сигнал на выходе приемника и состоит из 3-х видеоимпульсов, следующих с интервалом
в 4 мкс после ЗИ СДЦ КОМ. Первый видеоимпульс переменной
величины (1 или 0) формируется только на «коротком» интервале
и имитирует ВС движущейся цели (КС ДЦ). Второй и третий ВИ,
имеющие постоянные величины, но противоположную полярность на обоих интервалах, имитируют пассивные помехи (КС
ПП). Контрольный сигнал вырабатывается при наличии импульсов ЗИ СДЦ (ЗИ БЧК) и ЗИ СДЦ КОМ. В первом случае проверяется работоспособность БЧК, во втором случае - работоспособность СДЦ в целом. Контрольный сигнал поступает на вход БУ в
течении 12 мкс до начала рабочего интервала (650 мкс). В это
время ВС и шумы с выхода ПР не поступают на вход БУ.
Контроллер работоспособности при исправном СДЦ вырабатывает сигнал РАБОТА, который высвечивается на табло на передней панели БУ. Для работы КР используются: КС, нескомпенсированные остатки пассивных помех на выходе ВУ 1 БЧВ и выходной
сигнал ВС СДЦ. Если величина нескомпенсированных остатков
помех не превышает 15 % от максимальной величины сигналов ВС
66
СДЦ, на табло выдаётся сигнал РАБОТА. Когда остатки помех
превышают указанный уровень, сигнал РАБОТА снимается.
2.4.13. Устройство декодирования и очистки сигналов
Функции устройства декодирования и очистки сигналов
(УДОС) выполняет блок обработки информации (БОИ) совместно с пультом управления ПУ БОИ.
Под обработкой информации понимается декодирование
сигналов НПО (ВС НПО), очистка их от НИП и ХИП, отслеживание сигналов СО, взятых оператором на автоматическое сопровождение, приведение результатов к виду, необходимому
для использования в БУО.
Полный ответный сигнал (ОС) содержит:
- координатную посылку из 2-х импульсов («Координатный
код»);
- ключевую посылку из 3-х импульсов («Ключевой код»);
- информационную посылку в виде двоичного кода на 10
декадах из 4-х двухпозиционных разрядов длительностью 4 мкс
каждый («Информационный код»: БН или ТИ).
Декодированные посылки координатный код (КК), опознавание (ОП), бедствие (БД) наблюдаются на экране индикатора в
виде яркостных отметок, причём отметки ОП и БД шире и ярче
примерно в два раза по сравнению с обычными отметками целей.
При работе ДРЛ в режиме АКТ по этим отметкам на экране ИКО
можно оценить азимут и дальность самолёта с СО, поэтому их
ещё называют координатными отметками. Однако точность определения азимута и дальности по этим отметкам не велика, и
они не используются для управления самолётами.
ОС БН излучается СО в ответ на ЗС БН, а ОС ТИ - в ответ на
ЗС ТИ. При этом ОС БН и ОС ТИ следуют друг за другом (попарно), но не на каждом периоде запроса (периоде излучения ПВК), а
через 8…10 периодов (интервал прореживания). В этом интервале
между парами ОС БН и ОС ТИ следуют только координатные посылки, что повышает разрешающую способность ДРЛ по дальности в режиме АКТ (τКК БН = 14 мкс, δД = 2,1 км; τКК ТИ = 11 мкс, δД =
67
1,65 км; τПОС = 370 мкс, δД = 55 км). Без прореживания возможны
частые наложения ответных сигналов.
БОИ может выделить до шести ОС из всей их совокупности
и автоматически их отслеживать (сопровождать): удерживать их
параметры в памяти, обновлять их значения, выводить декодированное значение информационных кодов на ИКО. При этом информация, заключённая в сопровождённом ОС, выводится на
ИКО в виде цифровых формуляров левее отметки цели.
Совокупность БН самолётов с СО, которые требуется сопровождать, демонстрируется на микротабло, которое высвечивается в удобном для оператора месте на экране индикатора.
Таким образом, БОИ с ПУ обеспечивает решение следующих задач:
- декодирование и очистка координационных посылок от
НИП и ХИП по критериям i/j = 2/2; 3/3 с устранением единичных
ошибок в информационных посылках и выделением двоичных
ошибок с выдачей декодированных координатных сигналов (импульсов ДКИ) на ИКО;
- автоматическое сопровождение по координатам (Ф, Д), БН
и высоте H до шести самолётов с обновлением в каждом периоде
обзора (6 сек) и выдачу информации о сопровождаемых самолётах в БУО в соответствии с запросными сигналами;
декодирование и обработка сигналов ОПОЗНАВАНИЕ и
БЕДСТВИЕ, а также выделения на экранах ИКО отметок самолётов, передающих эти сигналы;
- автономное формирование импульсов ПЗК при отсутствии
импульсов ПЗК из БОСТ на входе БОИ.
Структурная схема УДОС приведена на рис.2.20. В соответствии с решаемыми задачами в составе УДОС можно выделить
шесть функционально определённых устройств: устройство декодирования или дешифрации (УД), устройство очистки от помех
(УОП), устройство управления (УУ), устройство автоматического
сопровождения (УАС), устройство имитации (УИ) и устройство
вывода информации (УВИ). УДОС работает следующим образом.
Ответная импульсная посылка с выхода НПО (ВС НПО)
поступает на вход УД. На него же поступают ЗИ ПВК и импуль-
Рис.2.20. Структурная схема УДОС
68
69
сы ПЗК из БОСТ. Сигнал ПЗК имеет вид меандра (рис.2.21, в):
положительный импульс определяет время запроса БН, а отрицательный импульс – время запроса ТИ. Импульсы ИЗ ПД ПАСС
(рис.2.21, б) имеют период следования 2000 мкс и задержаны на
46,6 мкс относительно ЗИ 500 (рис.2.21, а). Переключение запросных кодов осуществляется через 1489 мкс после ИЗ ПД ПАСС,
момент появления которого соответствует нулевой дальности
(началу развёртки дальности в ИКО). Так как обработка ответной
посылки длится примерно 370 мкс, то максимально допустимое
запаздывание ОС относительно ИЗ ПД ПАСС (по условию однозначности измерения дальности) составляет 119 мкс, что соответствует дальности 165 км. Импульс ПЗК транслируется УД на
КДП. В случае пропадания сигнала ПЗК на входе БОИ устройство
декодирования автоматически начинает формировать собственный
(внутренний) ПЗК. УД декодирует кодовые посылки СО в соответствии с режимами запроса, определяемыми импульсами ПЗК.
Рис.2.21. Выходные синхроимпульсы БОИ.
В каждом периоде излучения ПВК формируется запросный
сигнал из двух импульсов. При запросе БН интервал между им-
70
пульсами (запросный код) составляет 9,4 мкс, при запросе ТИ 14 мкс. Запросные сигналы принимаются и декодируются СО.
После этого СО формирует ответную посылку с определённой
задержкой относительно второго импульса ЗС. Запаздывание ОС
относительно ЗС ПВК складывается из времени прохождения
сигналов до СО и обратно и времени формирования ОС. Импульсы ПЗК БН и ТИ действуют 1489 мкс относительно ИЗ ПД
ПАСС. Длительность ОС равна 370 мкс. Следовательно, интервал
однозначного ответа составляет 1119 мкс (по дальности 165 км).
Кодовая посылка СО включает координатный, ключевой и
информационный коды (посылки). Координатная посылка излучается СО на каждый запросный сигнал и служит для формирования
координатных отметок на экране ИКО. Ключевой и информационный коды излучаются СО не на каждый ЗС, а один раз на 8 ÷ 10
запросов (периодов ТПВК). Ключевой код указывает на наличие
информационных кодов БН или ТИ в соседних ответных посылках. Импульсы информационных кодов располагаются на 80 позициях длительностью 4 мкс каждая, т. е. на временном интервале
320 мкс. Для передачи одного разряда двоичного кода (1 или 0)
используются две позиции, что повышает помехозащищённость
активного канала ДРЛ. Четыре соседних разряда (8 позиций) образуют декаду. На первых 5 декадах размещается первое слово (40
позиций), на следующих 5 декадах - второе слово, полностью совпадающее с первым. Удвоение разрядных позиций и информационных слов обеспечивает выявление одноразовых и двухразовых
ошибок и устранение одноразовых. При формировании ответного
кода БН во всех пяти декадах передаётся (цифры от 0 до 9) пятизначный бортовой номер самолёта (позывной лётчика). При формировании ответного кода ТИ в первых трёх декадах передаются
цифры десятков, сотен и тысяч метров высоты. В четвёртой декаде в 13-м и 14-м разрядах цифры 0, 1, 2, 3 - десятков тысяч высоты. В 15 разряде – признак высоты «А» или «–». Символ «А» обозначает абсолютную высоту относительно уровня Балтийского
моря, а символ «–» – относительно аэродрома посадки. В 16-м
разряде передаётся 1 при включении сигнала бедствия на самолёте. Разряды и декады цифровых сигналов передаются самолетным
71
ответчиком, начиная с младших разрядов и младших декад.
При нажатии на борту самолёта кнопки ОПОЗНАВАНИЕ
ответчик переходит в режим выдачи координатного кода с интервалом между импульсами 6 мкс на любой запросный код.
УД декодирует все виды ОС: координатный код СОД-57М,
координатный код БН и координатный код ТИ, полный ответный
сигнал, сигналы опознавания и бедствия, и формирует в итоге
сигнал «Координата общая» (КО), который поступает в УОП.
Очистка сигнала КО от НИП и ХИП осуществляется по критериям i/j = 2/2; 3/3, задаваемым с ПУ БОИ. Сигнал КО, задержанный на один период повторения, преобразуется в СТРОБ 1, а задержанный на 2 периода - в СТРОБ 2. Оба строба возвращаются в
УД, где проверяется совпадение КО и СТРОБ 1 (по критерию 2/2)
или КО, СТРОБ 1 и СТРОБ 2 (по критерию 3/3). Очищенный декодированный ответный код поступает на выход БОИ в виде декодированного координатного импульса (ДКИ) и через БОСТ - на
ИКО для формирования отметки самолёта на экране индикатора.
При декодировании кодов ОПОЗНАВАНИЕ и БЕДСТВИЕ формируется ДКИ с увеличенной примерно вдвое длительностью для
выделения соответствующих отметок на ИКО.
При поступлении на вход УД информационного кода производится сравнение первого и второго слов, нахождение и исправление одиночных ошибок, выделения разрядов с двоичными
ошибками. Обработанный таким образом информационный код
поступает на УУ в виде последовательного кода (ПсК). Сюда же
поступают сигнал ПЗК и тактовые синхроимпульсы СИ.
Управляющее устройство (УУ) осуществляет обмен сигналами КОД ПУ и КОД ИНД с пультом управления. С ПУ осуществляется распределение информации по каналам УАС, подаются
команды на ввод каналов в режим АС по известному БН или автовводом, а также сброс АС. Кроме того, на ПУ обеспечивается
индикация сигнала БЕДСТВИЕ.
Устройство автоматического сопровождения (УАС) содержит 6 каналов, каждый из которых осуществляет захват и сопровождение одного из самолётов по координатам (Ф, Д), БН и H. К
сожалению, точность сопровождения по координатам недоста-
72
точна для сопровождения ЛА.
Устройство выдачи информации (УВИ) по сигналу опроса
номера (СОН) и сигналу опроса декад (СОД), поступающим из
БУО, формирует сигнал опроса каналов АС. В ответ УАС выдаёт
в УВИ сигнал содержания декад (ССД) БН и ТИ, а также единый
координатный сигнал (ЕКС), которые поступают в БУО.
Устройство имитации (УИ) позволяет имитировать ответные сигналы СО с целью проверки УДОС и ПУ БОИ. В качестве
имитирующих сигналов формируются координатные коды, ключевые коды и цифровая информация без прореживания, т.е. в каждом периоде повторения ДРЛ.
2.4.14. Устройство отображения видеосигналов
Состав, структурная схема и принцип действия УОВ
Устройство отображения видеосигналов предназначено для
отображения на совмещённом индикаторе видеосигналов с первичной (координатно-аналоговой) и вторичной (аналого-координатной и знаково-цифровой) информацией.
В состав УОВ входят:
БРН – блок развёртывающих напряжений;
БУО-Д – блок управления отображением;
БИ-45 – блок индикатора;
ПИ – панель измерителя координат;
ДК – датчик координат;
ПУФ – панель управления формулярами.
Структурная схема УОВ приведена на рис.2.22.
Принцип действия УОВ следующий. Гармоническое напряжение UГ(t) с частотой fГ = 3500 Гц (рис.2.23, а) от генератора
БРН запитывает ротор вращающегося трансформатора (ВТ), расположенного на валу вращения антенны. Со статорных обмоток
ВТ в БРН поступают гармонические напряжения с изменяющейся
амплитудой UСТ1 = U∙sinωAt∙cos2πfГt; UСТ2 = U∙cosωAt∙cos2πfГt
(рис.2.23, б). В блоке БРН с помощью ФД выделяются напряжения круговой развёртки UРCOS(t) = U∙cosωAt и UРSIN(t) = U∙sinωAt
73
(рис.2.23, в, д). Эти напряжения поступают в БУО на генератор
напряжений радиальной развёртки и модулируют пилообразные
видеоимпульсы по величине (импульсно-модулированные последовательности UXР(t) и UYР(t) на рис.2.23, д, е).
Рис.2.22. Структурная схема УОВ
В БУО-Д поступают также ВС, ИЗ ИКО, координатные сигналы меток пеленга (МП) и азимута (МА), где они оформляются
по величине и форме. Здесь же формируются импульсы подсвета
(высвечивания) знаков, цифр, букв, графических фигур. Видеосигналы, развёртывающие напряжения, отклоняющие напряжения, импульсы подсвета поступают на СМ в БУО, а с него - в БИ:
UXΣ, UYΣ – развёртывающие напряжения;
UВΣ – результирующий видеосигнал;
UПΣ – результирующий сигнал подсвета;
UXЗН, UYЗН – координатные напряжения знаков (МП на экране).
Из БУО напряжения развёртки UХР и UYP поступают на соответствующие усилители развёртки БИ, питающие отклоняющие
катушки ЭЛТ. В результате на экране индикатора получается радиально-круговая или радиально-секторная развёртка с координа-
74
Рис.2.23. Принцип формирования развертывающих напряжений
75
тами азимут (Ф) - дальность (Д). Метки азимута из БОСТ и метки
дальности из БУО образуют на экране шкалы азимута и дальности
(азимутально-дальномерную сетку), показанные рис.2.1.
Видеосигналы целей отображаются на экране в виде отметок
целей. Слева от ОЦ отображаются формуляры дополнительной информации (рис.2.24), получаемой по вторичному каналу. Одновременно на экране может отображаться шесть формуляров. Полный
формуляр содержит 11 знаков на 2 строках: на верхней строке 6 знаков (5 цифр – бортовой номер, 6 цифра – номер канала АС); на нижней строке 5 знаков (высота полёта или остаток топлива). Размер
знаков в формуляре можно оперативно изменять от 2х3 мм до 4х6
мм. Вид формуляра также можно изменять оперативно. Значение
высоты сопровождается признаком высоты «А» или «–» (п. 2.4.13).
Рис.2.24. Отображение дополнительной информации на ИКО
УОВ обеспечивает следующие способы ввода БОИ в режим
сопровождения ответных сигналов ЛА:
- селективный (путём задания координат цели с ДК);
- адресный (путём ввода бортового номера с микротабло);
- автоматический (путём ввода свободного канала).
В ПУФ формируются сигналы, определяющие вид формуляра (1-й из 3-х) у цели, взятой на АС с ПУ БОИ. С помощью ПИ
формируется управляющий сигнал электронным измерителем
азимута и дальности (вектора измерителя).
Вся совокупность информации на ИКО выводится за вре-
76
мя цикла отображения, равное 16 периодам следования ИЗ ИКО
(ТЦО = 16 ТИЗ ИКО). Рассмотрим более подробно принцип работы
блоков, входящих в состав УОВ.
Принцип работы БРН
Блок развёртывающих напряжений предназначен, для формирования напряжений круговой развёртки электронного луча
(ЭЛ) ИКО. Он состоит из двух одинаковых каналов (рис.2.25),
один из которых резервный.
Рис.2.25. Структурная схема БРН
Каждый из каналов электрически связан со своим вращающимся трансформатором на валу привода антенны (ВТ 1
или ВТ 2) и включает в себя генератор (Г) гармонических колебаний с частотой fГ = 3500 Гц и два фазовых детектора (ФД).
Гармоническое напряжение с генератора U Г(t) (рис.2.23, а)
поступает на обмотку ротора ВТ, который жёстко связан с валом вращения антенны. Статорные обмотки ВТ взаимно перпендикулярны. При вращении в статорных обмотках наводятся
гармонические напряжения с амплитудной модуляцией. В одной статорной обмотке наводится напряжение U СТ1 =
U∙sinαA∙cos2πfГt, а в другой обмотке UСТ2 = U∙cosαA∙cos2πfГt, где
αA = ωАt – угол поворота антенны; ωА – угловая скорость вра-
77
щения антенны (время одного оборота антенны ТОБОР = 6 с).
Эти напряжения со статорных обмоток подаются на ФД, на
вторые входы которых подается опорный сигнал генератора
UГ(t). На выходах ФДSIN и ФДCOS образуются напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота антенны:
UРSIN(t) = UsinαA; UРCOS(t) = UcosαA. Эти напряжения поступают
в БУО, где используются для модуляции по величине пилообразных импульсов радиальной развёртки ЭЛ ИКО.
Принцип работы БИ
Блок индикатора (ИКО) предназначен для преобразования
электрических импульсов в визуально наблюдаемые на экране
ИКО изображения: отметки целей (координатные отметки), буквы, цифры, линии и другие знаки.
Структурная схема БИ показана на рис.2.26. В её состав
входят: электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) с элементами управления и отклоняющими катушками (ОК); БП – блок питания;
ПКУ – платы координатных усилителей; ПВП – платы усилителей видеосигналов и импульсов подсвета.
Рис.2.26. Структурная схема БИ
78
ИКО работает следующим образом. Стабилизированные напряжения от БП, поданные на электроды ЭЛТ, обеспечивают необходимую интенсивность электронного луча трубки и наилучшую его фокусировку.
Отклоняющие напряжения UX и UY подаются на платы координатных усилителей ПКУX и ПКУY соответственно. Мощные выходные каскады усилителей запитывают отклоняющие
катушки горизонтального и вертикального отклонения электронного луча ОКX и ОКY. Изменение величины входного сигнала ПКУ обеспечивает регулировку размера радиальной развёртки (РАЗМЕР X, РАЗМЕР Y), а добавление к выходному
сигналу ПКУ постоянного напряжения смещения рисующего
пятна, образованного сфокусированным ЭЛ, позволяет установить его в центре экрана (ЦЕНТР X, ЦЕНТР Y) или сместить
вниз при секторном обзоре путём добавления к UPY постоянного напряжения небходимой полярности. Необходимая яркость
свечения рисующего пятна устанавливается путём изменения
интенсивности ЭЛ под действием напряжения между катодом
(К) и управляющим электродом (УЭ) ЭЛТ.
Видеосигналы и импульсы масштабных меток подаются на
вход ПВП (на ПУВ – плату усилителя видеосигналов). Видеоусилитель, суммирующий видеосигналы с потенциометров регулировки (ЯРКОСТЬ), усиливает их до величины, необходимой для нормальной модуляции электронного луча трубки. Выходные импульсы усилителя поступают на катод ЭЛТ.
Канал усилителей импульсов подсвета (ПУП) формирует
импульсы подсвета (высвечивания) меток, цифр, букв, линий. Выходные импульсы подсвета ПУП подаются на УЭ трубки. При отсутствии импульсов подсвета, определяющих продолжительность
свечения знака, отображение видеосигналов на ИКО отсутствует.
Для обеспечения непрерывного наблюдения человеческим
глазом изображения на экране ИКО используется ЭЛТ с послесвечением. Время послесвечения люминофора экрана ЭЛТ
равно ТПС = (3÷4)ТОБЗ = 18..24 с. При круговом обзоре ТОБЗ =
ТОБОР, при секторном обзоре ТОБЗ = ТСЕКТ, где ТСЕКТ – время
прохождения вертикальной ДНА сектора обзора. Управление
79
ЭЛТ комбинированное: фокусировка и модуляция – электрические; отклонения – электромагнитные.
Принцип работы БУО
Блок управления отображением предназначен для решения
следующих задач:
- формирования напряжений горизонтального и вертикального отклонения ЭЛ для получения радиально-круговой или радиально-секторной развёртки на экране индикатора;
- смешивания ВС с первичной аналоговой и с вторичной
аналоговой, цифровой, буквенной и графической информацией;
- выработки горизонтальной и вертикальной составляющих
координатного напряжения, определяющих местоположение
формуляров на экране ИКО;
- формирования составляющих напряжений горизонтального и вертикального отклонения векторов электронной карты и
вектора-измерителя координат;
- формирования сигналов подсвета (порядка высвечивания)
меток, знаков формуляров и векторов.
Блок управления отображением обеспечивает отображение
на экране ИКО:
- видеосигналов с первичной и вторичной аналоговой координатной информацией в виде отметок целей и вторичной знакоцифровой информацией в виде 6 одновременно отображаемых
двухстрочных формуляров;
- вторичной графической информации в виде 12 векторов
(линий) электронной карты трассы или маршрута ЛА;
вектора измерителя координат и линии пеленга (ЛП) АРП.
Структурная схема БУО показана на рис.2.27. В состав
блока входят: синхронизатор (С), генератор развёртки (ГР), устройство управления формулярами (УУФ), знакогенератор (ЗНГ),
смеситель (СМ) видеосигналов и сигналов подсвета, фиксатор
координат формуляров (ФКФ), генератор электронной карты
(ГЭК) и устройство селекции (УС).
Блок работает в режиме внешней синхронизации: собст-
80
венный синхронизатор управляется ИЗ ИКО из БОСТ. Он обеспечивает временной порядок работы ГР, УУФ, ЗНГ, ГЭК. При
поступлении ИЗ ИКО синхронизатор вырабатывает строб развёртки – прямоугольный видеоимпульс, длительность которого
определяется длительностью развёртки ТР, соответствующей
выбранному масштабу (шкале дальности 45, 90, 200 км). Фронт
и срез строба задают соответственно начало и конец развёртки
(прямой ход ЭЛ). Длительность развёртки ТР является рабочей
частью периода следования ИЗ ИКО.
Рис.2.27. Структурная схема БУО
С приходом строба развёртки ГР формирует пилообразный
импульс радиальной развёртки ЭЛ (развёртки по дальности Д).
На генератор из БРН поступают также напряжения круговой развёртки (по азимуту) UРSIN и UРCOS, пропорциональные sinαA и
cosαA (рис.2.23, в, г). Эти напряжения поступают на двухканальный модулятор ГР и по гармоническому закону изменяют величину пилообразных импульсов. На выходе ГР образуются две последовательности пилообразных импульсов UХР и UYP (рис.2.23,
д, е), которые через СМ поступают на соответствующие ПКУ БИ.
81
При отображении на экране ИКО линии пеленга ЛА на синхронизатор БУО поступают от АРП сигналы ВЫЗОВ ПЕЛЕНГА и
НАЛИЧИЕ ПЕЛЕНГА. При этом на ГР вместо напряжений UРSIN,
UРCOS поступают напряжения UПSIN, UПCOS от АРП.
На рабочем интервале длительностью ТР синхронизатор
также вырабатывает импульсы меток дальности, число и интервал следования которых соответствуют выбранному масштабу
дальности. Интервал между импульсами МД определяет цену деления используемой шкалы дальности. Импульсы МД поступают
на СМ, на который поступают также ВС ПАСС (первичного канала) и ВС АКТ (вторичного канала), а с платы масштабных меток БОСТ – импульсы меток азимута (МА).
На нерабочей части периода ТИЗ ИКО (по окончании ТР) синхронизатор вырабатывает тактовые импульсы (ТИ), задающие порядок
работы УУФ, ЗНГ, ГЭК. Тактовые импульсы необходимы для формирования кода опроса в УУФ, а также для разделения во времени
процессов знакогенерации и отображения векторной информации.
Устройство управления формулярами вырабатывает импульсные коды опроса каналов и декад БОИ, обрабатывает импульсные последовательности знаковой информации и управляет
ЗНГ (наполнением знаками формуляра выбранного вида).
Знакогенератор вырабатывает напряжения отклонения UХЗН,
UYЗН (координат места знака) и импульсы подсветки знаков UПЗН.
Эти напряжения поступают в БИ для высвечивания знаков в формуляре. Виды формуляров задаются с панели управления формулярами (ПУФ), а значения знаков формуляра – импульсными сигналами от УУФ. Напряжения координат формуляров поступают
через СМ на ИКО и определяют местоположение формуляра на
его экране. Координаты места знака в формуляре вырабатываются
в устройстве управления формулярами в виде двоичного кода и
поступают на знакогенератор. Форма знаков, последовательность
и длительность вывода запрограммирована в ЗНГ импульсными
последовательностями формирования знака и знакоместа. Формуляр выбирается из совокупности знакомест, которые заполняются
необходимым знаком.
Фиксатор координат формуляров вырабатывает напряжения
82
координат формуляра UХФ, UYФ путём фиксации (запоминания) величин напряжений развёртки UХР, UYР в момент поступления единого координатного сигнала (ЕКС). С помощью этих напряжений
формуляр «привязывается» к определённой отметке цели.
Генератор электронной карты вырабатывает напряжения отклонения электронного луча UХК, UYК для отображения векторов
электронной карты и сигналов подсвета векторов UПК, которые
через СМ поступают на ПКУ и ПВП в БИ соответственно. Генератор электронной карты может вырабатывать напряжения координат и импульсов подсвета для 12 векторов (отрезков прямых
линий), используемых для отображения трасс и маршрутов полёта ЛА на экране ИКО.
Устройство селекции вырабатывает напряжения UХМ, UYМ и
UПМ, отображающие положения маркера на экране и строба селекции отметки цели, которые используются в БОИ для ввода в
АС выбранного канала с помощью датчика координат (ДК) путём
задания координат отметки цели и её формуляра.
Один цикл отображения цифровой и векторной информации
состоит из 16 периодов следования ИЗ ИКО (ТЦО = 16 ТИЗ ИКО). За
это время отображаются 6 формуляров цифровой и буквенной информации, 12 векторов (отрезков) электронной карты, измерительный вектор с указанием дальности, микротабло с набором бортовых номеров по каналам перед вводом их в режим автоматического
сопровождения (рис.2.24).
3. ПОСАДОЧНЫЙ РАДИОЛОКАТОР ПРЛ-6М2
3.1. Предназначение и режимы работы ПРЛ
Посадочный радиолокатор ПРЛ-6М2 предназначен для
обеспечения группы руководства полетами оперативными данными, необходимыми для обнаружения летательного (ЛА), определения отклонения ЛА от заданной линии планирования (ЗЛП)
по пеленгу в горизонтальной плоскости (курсу) и по углу места в
вертикальной плоскости (глиссаде), измерения дальности до ЛА
от расчетной точки посадки (РТП), а также получения служебной
83
информации с борта ЛА [5, 6].
Радиолокатор обеспечивает решение группой руководства
полетами следующих задач:
- контроль за полетом ЛА относительно ЗЛП в секторе 35°
по курсу и 9° по глиссаде;
- управление (корректирование) полетом ЛА при последовательном заходе их на посадку до высоты принятия решения (Н =
120 м) путем подачи команд управления по каналам радиосвязи;
- индивидуальное опознавание ЛА по запросу;
- получение сигналов о бедствии на ЛА.
Посадочный радиолокатор ПРЛ-6М2 обеспечивает информацией группу руководства полетами только для ручного управления летательными аппаратами их экипажами. Радиолокатор
может быть использован как автономное средство посадки ЛА
или как средство контроля за посадкой ЛА на аэродромы, оборудованные инструментальными системами посадки. В настоящее
время ПРЛ используется, в основном, как средство контроля за
посадкой летательных аппаратов. Это обусловлено, во-первых,
низкой точностью командного метода управления по каналам радиосвязи (большая погрешность измерения отклонения ЛА от заданной линии планирования по курсу и глиссаде, т.к. отклонения
определяются визуально по индикатору; низкий темп обновления
информации об управляемом ЛА; существенные ошибки операторов управления) и, во-вторых, ручным управлением ЛА на заключительном этапе полета, что также сопряжено со значительными погрешностями.
ПРЛ может работать в следующих режимах:
ПАСС – радиолокация ЛА производится по некогерентной
пачке отраженных от ЛА радиоимпульсов;
СДЦ – радиолокация ЛА осуществляется по пачке отраженных радиоимпульсов с внутренней когерентностью;
СОВМ (СДЦ + ПАСС) – радиолокация ЛА выполняется по
отраженным сигналам по алгоритму селекции движущихся целей
(СДЦ) на первой половине дальности и по алгоритму ПАСС - на
второй половине дальности действия ПРЛ;
АКТ – радиолокация ЛА осуществляется одновременно по
84
отраженному от ЛА сигналу и по ответному сигналу самолетного
ответчика ЛА.
Режим ПАСС используется при больших отношениях сигнал/помеха (простые метеоусловия, незначительные отражения
от местных предметов (МП), большие эффективные площади отражения (ЭПО) ЛА). Режим СДЦ используется при малых отношениях сигнал/помеха (сигналы от ЛА наблюдаются на фоне
мощных пассивных помех (ПП): отражений от метеообразований; земной поверхности; местных предметов; искусственных
отражений). Совмещенный режим является основным режимом
ПРЛ для управления ЛА при заходе их на посадку с дальности 20
км и до точки ближнего привода.
При малой высоте полета ЛА на дальности до 8…10 км отраженные сигналы обрабатываются по алгоритму СДЦ, на больших дальностях (10…20 км) – по алгоритму ПАСС.
Режим АКТ используется при посадке летательных аппарЛА с малой ЭПО для увеличения надежности или дальности обнаружения ЛА, а также для получения дополнительной служебной информации в виде сигналов – ОПОЗНАВАНИЕ, БЕДСТВИЕ, ПОСАДКА, ШАССИ ВЫПУЩЕНО. При этом исключается
прием ложных ответных сигналов по боковым лепесткам антенн
курса и глиссады путем исключения излучения ответных сигналов самолетного ответчика на запросные сигналы по боковым
лепесткам антенн курса и глиссады.
3.2. Тактико-технические характеристики ПРЛ
Тактические характеристики
1. Секторы обзора [4]:
- по азимуту (курсу) – ФСО = 35° (±17,5° относительно оси
ВПП);
- по углу места (глиссаде) – θСО = 9° (-1°…8° относительно
линии местного горизонта).
2. Дальность обнаружения ЛА с эффективной площадью отражения 15 м2 в режимах:
- ПАСС – не менее 20 км;
85
- СДЦ – не более 20 км;
- АКТ – не менее 40 км.
3. Разрешающая способность:
- по азимуту – δФ = 1,75°;
- по углу места – δθ = 1,25°;
- по дальности – δД = 200 м.
4. Погрешность измерения координат:
- азимута – σФ ≤ 24';
- угла места – σθ ≤ 15';
- дальности – σД ≤ 200 м.
5. Помехозащищенность ПРЛ повышается за счет применения специальных устройств подавления: пассивных помех; несинхронных активных помех; сигналов ложных ответов по боковым лепесткам антенн курса и глиссады.
Технические характеристики
1. Длина волны – λ = 3,2 см (6 фиксированных частот через
80 МГц в диапазоне 9170…9570 МГц).
2. Длительность τИ и период повторения ТИ радиоимпульсов:
- в режиме ПАСС – τИ = 0,45 мкс; ТИ = 458 мкс (FИ = 2180 Гц);
- в режиме СДЦ – τИ = 0,45 мкс; ТИ = 416/500 мкс;
- в режиме АКТ с подавлением (запрос РСП-1): 3 импульса –
один с τИ = 0,9 мкс и два с τИ = 0,45 мкс, ТИ = 916 мкс (FИ = 1090 Гц);
- в режиме АКТ без подавления (запрос РСП-2): 2 импульса с
τИ = 0,45 мкс, ТИ = 916 мкс (FИ = 1090 Гц).
3. Импульсная мощность передатчика – PИ = 80 кВт.
4. Коэффициент направленного действия и ширина диаграмм направленности антенн в горизонтальной и вертикальной
плоскостях соответственно:
- антенны глиссады – 9000; 4°; 0,5°;
- антенны подавления глиссады – 800 ; 5°; 3,5°;
- антенны курса – 8700; 0,7°; 3°;
- антенны подавления курса – 900; 5°; 4,5°;
- антенны приема ответа – 75…80°; 19°.
5. Чувствительность приемников в режимах:
- ПАСС, СДЦ – не ниже 120 дБ/Вт;
86
- АКТ – не ниже 112 дБ/Вт.
6. Совмещенный индикатор курса и глиссады:
- диаметр экрана – dЭКР = 400 мм;
- диаметр пятна – dП = 1 мм;
- цена шкалы (масштаб) дальности – 20, 40 км.
7. Дальность радиосвязи с летательными аппаратами на высоте Н =1000 м – не менее 60 км.
3.3. Состав и размещение блоков ПРЛ
Блоки посадочного радиолокатора размещены в стойке ПРЛ
и в посадочной части пульта контроля и управления (ПКУ).
Стойка ПРЛ представляет собой ряд тумб с 4-я выдвижными
блоками. Состав и расположение тумб представлен в табл.4. В
тумбах размещаются:
- стойка синхронизации и формирования (ССФ-02), включающая: блок питания (БП-127); блок очистки от помех (БОП);
блок синхронизации и формирования (БСФ); блок автоматического контроля (БАК);
- стойка компенсирующего устройства (СКУ-02) с аппаратурой КУ-02, включающая: блок череспериодного вычитания
(БЧВ-021); блок череспериодной компенсации (БЧК-021); блок
усреднения (БУ-021); блок компенсатора импульсный (БКИ-021);
- две стойки управления передатчиком (СУП-022), каждая
из которых состоит из наземного приемника активного канала
(БПРН-021), блока управления выпрямителем (БУВ-021), блока
подмодулятора (БПМ-021), блока выпрямителя модулятора
(БВМ-021);
- две стойки приемников (СПР-02), включающие: усилитель
высокой частоты (УВЧ); блок приемника пассивного канала
(БПР-021); блок питания и автоматической подстройки частоты
(БПАПЧ); блок фазовый (БФ-02);
- две стойки питания (СП-02), каждая из которых состоит из
магнетронного генератора (МГ), измерителя мощности; выпрямителя накала магнетрона (ВНМ), модулятора (МОД), высоковольтного выпрямителя (ВВВ);
87
- стойка гетеродинов (СГ-02), включающая 2 блока гетеродинов (БГ-021) и блок развертывающих напряжений (БРН-021).
Таблица 4
ССФ-02 СКУ-02 СУП-022 (2 шт.) СПР-02 (2 шт.) СП-02 (2 шт.) СГ-02
БП-127 БЧВ-021
БПРН-021
УВЧ
МГ, ИМ
БОП БЧК-021
БУВ-021
БПР-021
ВНМ
БГ-021
БСФ БУ-021
БПМ-021
БПАПЧ
МОД
БГ-021
БАК БКИ-021
БВМ-021
БФ-02
ВВВ
БРН-021
На пульте контроля и управления посадочного радиолокатора расположены (рис.3.1):
- ИКГ – индикатор курса - глиссады;
- БУО – блок управления отображением;
- БТУ – блок технического управления;
- ПОУ-А – пульт оперативного управления антеннами;
- ПОУ-П – пульт оперативного управления поляризационными решетками;
- ПУРС – пульт управления радиосвязью;
- ПУ ПАУ (ПАУ-476) – пульт управления фоторегистрирующим устройством.
Аппаратура управления посадочным радиолокатором позволяет изменять режимы работы (функции) как всей РЛС, так и
отдельных каналов и блоков. Органы управления, как правило,
располагаются на передних панелях блоков. Управление ПРЛ
осуществляется:
режимами работы ПРЛ – с БТУ;
управление каждым ПРД – с БТУ и БУВ;
приемников первичного канала – с БПР;
приемника вторичного канала – с БПРН;
аппаратурой отображения – органами управления на БУО и
ИКГ (БИ-45);
антеннами – с БТУ, ПОУ-А, ПОУ-П;
СДЦ – переключателями на блоке СКУ – 02.
За пределами аппаратной находится антенно-волноводное
устройство ПРЛ, которое будет рассмотрено ниже.
88
Рис.3.1. Блоки и пульты ПРЛ-6М2 в ПКУ
3.4. Структурная схема и принцип действия ПРЛ
3.4.1. Структурная схема ПРЛ
Структурная схема ПРЛ приведена на рис.3.2. Принцип работы ПРЛ удобно рассматривать, сгруппировав его блоки в устройства с определенными функциями. Эти устройства рассматриваются в следующей последовательности:
УСФИ – устройство синхронизации и формирования импульсов, реализованное в блоке синхронизации и формирования (БСФ);
ПДУ – передающее устройство, включающее передатчик
обзора ПД-1 и передатчик подавления ПД-2;
АВУ – антенно-волноводное устройство, включающее антенное устройство (АУ), волноводное устройство передачи высо-
Рис.3.2. Структурная схема ПРЛ-6М2
89
90
частотных сигналов (ВУПС) и систему электрических приводов
(ЭП). Антенное устройство состоит из антенн глиссады АГ и курса АК, антенн подавления АПГ и АПК, антенны приема ответных
сигналов (ПОС) самолетного ответчика АО. ВУПС включает
коммутатор антенн (КОМ. АНТ.), коммутатор приемопередатчиков (КОМ. ПП), антенные переключатели АП-1 и АП-2, а также
не показанные на схеме направленные ответвители (НО), вращающиеся переходы (ВП), эквивалент антенны (ЭА) и другие
волноводные устройства. Система ЭП состоит из привода качания, общего для антенных систем глиссады (АСГ) и курса (АСК),
привода доворота антенны глиссады, привода наклона антенны
курса, двух приводов поворота поляризационных решеток антенн
глиссады (ПРГ) и курса (ПРК);
ПРУ – приемное устройство, включающее приемники ПР-1
и ПР-2 первичного канала, блоки автоматической подстройки
частоты магнетрона БПАПЧ, блоки гетеродинов БГТ-1 и БГТ-2,
блоки фазирования БФ-1 и БФ-2, приемник вторичного канала
БПРН (НПО);
УСДЦ – устройство селекции движущихся целей или подавления пассивных помех, включающее блоки компенсирующего
устройства КУ: БКИ – блок компенсатора импульсный; БЧК –
блок череспериодной компенсации; БЧВ – блок череспериодного
вычитания; БУ – блок усреднения интервала следования импульсов; БАК – блок автоматического контроля;
УПАП – устройство подавления активных помех (несинхронных и хаотических импульсных помех (НИП, ХИП), создаваемых
другими РЛС), реализованное в блоке очистки от помех (БОП);
УОВ – устройство отображения видеосигналов, состоящее
из блока индикатора БИ (ИКГ), блока управления отображением
(БУО), блока развертывающих напряжений (БРН) и датчиков углов качания антенн АГ и АК в приводе качания;
УКУ – устройство контроля и управления включает отсутствующие на схеме ПКУ, БТУ, ПОУ-А , ПОУ-П, ПУРС и ПУ ПАУ.
Устройства и блоки ПД-1 (ПД-2), БФ-1 (БВ-2), БПАПЧ-1
(БПАПЧ-2), ПР-1 (ПР-2), БГТ-1 (БГТ-2) на рис.3.2 структурно
объединены в приемопередатчик ПП-1 (ПП-2).
91
3.4.2. Принцип работы ПРЛ в режимах ПАСС и АКТ
Согласованный порядок работы во времени устройств и
блоков ПРЛ в используемом режиме обеспечивает УСФИ (БСФ)
с помощью соответствующих импульсов запуска передатчиков
(ИЗ ПД), импульсов запуска индикатора (ИЗ ИКГ), задающих и
стробирующих видеоимпульсов.
В режиме ПАСС последовательность импульсов ИЗ ПД
ПАСС (τИ = 0,45 мкс; ТИ = 458 мкс, FИ = 2180 Гц) поступает на передатчик обзора ПД-1. При выходе из строя этого передатчика с
помощью коммутатора передатчиков (КОМ. ПП) включается резервный передатчик ПД-2 (передатчик подавления). С приходом
ИЗ ПД ПАСС передатчик генерируют мощные ВЧ импульсы с
частотой fПД, которые через антенный переключатель АП-1, КОМ.
ПП и коммутатор антенн (КОМ. АНТ.) поступают поочередно к
антеннам глиссады АГ и курса АК. Антенны излучают мощные радиоимпульсы в пространство согласно своим ДНА. С помощью
привода качания антенны АГ и АК сканируют соответственно в
секторах 9° и 35°. Скорость сканирования – 30 качаний в минуту
(одно качание в две секунды, т. е. ωАГ = 4,5°/сек, ωАК = 17,5°/сек).
Отраженные от целей (ЛА) радиосигналы принимаются антеннами АГ и АК. С их выходов антенн ВЧ импульсы через КОМ.
АНТ., КОМ. ПП и АП-1 поступают в приемник ПР-1. Гетеродинный сигнал с частотой fГ для смесителя приемника подается из
отдельного блока гетеродина БГТ-1. Выходной сигнал приемника
ВС ПР представляет собой (в случае одной цели) пачку видеоимпульсов (ВИ). Пачка состоит из NИ = FИTОБЛ импульсов, где ТОБЛ
– время облучения цели (для антенны глиссады – ТОБЛ = ТОБЛГ =
θАГ/ωАГ, для антенны курса – ТОБЛ = ТОБЛК = θАК/ωАК ). Видеосигнал с выхода приемника ВС ПАСС проходит на плату формирования (ПФ) в блоке УСФИ (БСФ), формируется там по величине
и далее поступает в БОП или БУО (при отключенном БОП). Приемник обеспечивают максимум усиления ВЧ сигналов антенн при
условии, что частота этих сигналов fС такова (в общем случае fС ≠
fПД), что разность частот fГ - fС = fПРС совпадает с частотой настройки fПР0 УПЧ приемника. Для выполнения этого условия с
92
помощью блока автоматической подстройки частоты БПАПЧ
частота передатчика изменяется так, чтобы fПРС ≈ fПР0. Для этого
из передатчика ПД сигнал малой мощности подается в приемник
ПР. Частота ПД fпд сравнивается с частотой принятого сигнала fС
и формируется сигнал рассогласования, пропорциональной частотной расстройке △f = fПД0 - fС, где fПД0 – номинальное значение
частоты передатчика. В блоке БПАПЧ этот сигнал преобразуется
в сигнал UАПЧ, который перестраивает частоту передатчика до
выполнения условия fПРС ≈ fПР0. Конечно, на точность АПЧ передатчика влияет доплеровский эффект, т. е. доплеровская частота
выступает в роли неустраненной погрешности АПЧ.
Блок очистки от помех (БОП) подавляет (значительно ослабляет) видеоимпульсы НИП и ХИП, но пропускает ВИ целей.
Селекция видеоимульсов целей производится по признаку постоянства их запаздывания τД относительно ИЗ ПД ПАСС в пределах
длительности пачки τП = ТОБЛ (на NИ периодах). То есть, ВИ цели
будут приходить на один и тот же дискрет периода ТИ ПАСС длительностью τи, начинающийся в точке τД и заканчивающийся в
точке τД + τИ. Видеоимпульсы НИП, наоборот, все время изменяют свое временное положение от периода к периоду. Значит, если
в этом дискрете периода (дальности) в течении τП обнаруживается присутствие видеоимпульсов цели от периода к периоду (например, в любых 3-х периодах из 5), то в соответствии с выбранным критерием обнаружения на выход БОП для этого дискрета
дальности формируется очищенный от НИП видеосигнал (ОВС).
Этот ОВС поступает в блок управления отображением. Там он
формируется по величине и затем через видеоусилитель ИКГ
проходит на управляющей электрод (УЭ) ЭЛТ индикатора.
Под действием пачки видеоимпульсов ОВС на экране ИКГ в
секторах глиссады и курса формируются отметки целей (рис.3.3).
В обоих секторах используется прямоугольная развертка
дальность - угол: (Д, θ) – в секторе глиссады и (Д, Ф) – в секторе
курса. Горизонтальная развертка (перемещение) электронного
луча индикатора по дальности происходит под воздействием пилообразных импульсов на отклоняющие катушки (ОКХ) индикатора. Эти импульсы развертки дальности формируется в блоке
93
БУО с частотой ИЗ ИКГ. Вертикальная развертка по углам
осуществляется под воздействием напряжений секторной
развертки, формируемых в БРН по сигналам сельсинов на валах
качания антенн глиссады и курса. На ротор сельсина подается
гармоническое напряжение с частотой 6 кГц. На выходе сельсина
амплитуда напряжения зависит от угла поворота ротора (антенны) αА. Роторный UРОТ (рис.3.4, а) и статорный UСТ сигналы
(рис.3.4, б) подаются на фазовый детектор (ФД), на выходе которого получается практически линейное напряжение UФД (рис.3.4,
в), т.к. угол качания антенн мал. Под воздействием UФД на ОКХ
индикатора развертка дальности перемещается по вертикали.
Рис.3.3. Вид отображения на ИКГ
94
Рис.3.4. Формирование угловой развертки на ИКГ
Шкала дальности на индикаторе - нелинейная: первые 10
км (или 20 км в зависимости от используемого масштаба LШК)
располагаются на отрезке 3LШК/4, а вторые 10 (20) км – на отрезке LШК/4. В секторах глиссады и курса указывается положение антенн АГ и АК соответственно, а также ширина их лучей θАГ
и θАК. Ширина луча указывается путем увеличения яркости свечения меток дальности, следующих через 1 км на участке 0…10
км и через 5 км на участке 10…20 км. Угловые метки 10° в
секторе курса и 0…7,5° в секторе глиссады представляют собой
яркие горизонтальные линии. На экране индикатора отображаются также ЗЛП по курсу и глиссаде и линии равных отклонений (ЛРО), позволяющих руководителю посадки более точно
оценивать по положению отметки цели (ОЦ) линейные отклонения ЛА от заданной линии планирования.
В режиме АКТ посадочный радиолокатор работает по сути
дела так же, как в режиме ПАСС. Отличие заключается в том, что
ПРЛ излучает не один, а два или три зондирующих импульса в
95
зависимости от режима запроса: РСП-1; РСП-2; УВД. Передатчик
ПД-1 в режиме АКТ запускается импульсами ИЗ ПД АКТ.
При включении режима работы АКТ и режима запроса
РСП-1 (без подавления) ПД-1 или ПД-2 генерирует парный ВЧ
импульс с кодовым интервалом 3 мкс. Для обнаружения ЛА одновременно используется отраженный от него сигнал (пара радиоимпульсов) и ответный сигнал СО (пара радиоимпульсов).
Парные отраженные радиоимпульсы принимаются антеннами АГ и АК и далее обрабатываются как в режиме ПАСС. На выходе амплитудного детектора (АД) приемника ПР-1 получаются
два видеоимпульса, которые поступают в УСФИ (БСФ) и декодируются там в один видеоимпульс. Парный ответный радиоимпульс принимается антенной АО и обрабатывается в типовом супергетеродинном приемнике БПРН (НПО). С АД приемника пара
ВИ поступает в УСФИ, декодируется в один ВИ и совмещается с
декодированным отраженным ВИ. Получается единый видеосигнал, поступающий в БОП. Очистка единого видеосигнала от несинхронных помех в этом блоке происходит так же, как и очистка
отраженных видеоимульсов в режиме ПАСС.
В режиме запроса РСП-2 (с подавлением) работают оба передатчика. Сначала импульсами ИЗ РСП-2 запускается ПД-2. Он
генерирует один высокочастотный импульс длительностью 0,9
мкс, который через АП-2 описанным выше способом поступает в
антенны АПГ и АПК. Излученный радиоимпульс принимается самолетным ответчиком и используется для такого уменьшения коэффициента усиления приемника, чтобы передатчик ответчика не
смог ответить на запросные сигналы, приходящие по направлениям боковых лепестков антенн АГ и АК. Так осуществляется подавление ложных ответов при запросе по боковым лепесткам.
Спустя 2,4 мкс запускается передатчик ПД-1 импульсами
ИЗ ПД АКТ. Он генерирует два запросных ВЧ импульса с кодовым интервалом 5,4 мкс, излучаемые антеннами АГ и АК.
В режимах запроса РСП-1 и РСП-2 кодовые интервалы в каналах глиссады и курса одинаковы. Режим запроса УВД отличается от режимов запроса РСП-1 и РСП-2 только тем, что в канале
глиссады используется код 3 мкс, а в канале курса – 5,4 мкс.
96
3.4.3. Принцип работы ПРЛ в режимах СДЦ и СОВМ
В режиме ПАСС часто обнаружение отметок ЛА на экране
индикатора существенно затрудняют засветки, образуемые пассивными помехами – отраженными сигналами от местных объектов, искусственных сооружений и техники, облаков естественного и искусственного происхождения. Интенсивность засветок от
пассивных помех порой настолько велика, что отметки от ЛА на
их фоне не обнаруживаются.
Для выделения отметок ЛА (движущихся целей ) и устранения засветок от пассивных помех с экрана индикатора применяется
устройство селекции движущихся целей (УСДЦ), называемое также компенсирующим устройством (КУ). В режимах СДЦ и СОВМ
(СДЦ + ПАСС) передатчик ПРЛ генерирует ВЧ импульсы с приходом импульсов ИЗ ПД СДЦ с переменным интервалом следования
(ТИ1 = 416 мкс, ТИ2 = 500 мкс). Необходимость изменения интервала следования ИЗ ПД можно пояснить следующим образом.
Прохождение ВЧ импульсов от ПД к антеннам АГ и АК, излучение ими зондирующих и прием отраженных от ЛА радиоимпульсов, прохождение отраженных ВЧ импульсов от антенн к ПР
происходит так же, как в режиме ПАСС. Однако далее в ПР отраженный от ЛА (цели) сигнал в виде пачки ВЧ импульсов обрабатывается по-другому. В отличии от режима ПАСС между ПР и
БОП включается селектор движущихся целей (СДЦ).
Принцип выделения (селекции) движущихся целей (ДЦ) основан на том, что расстояние от ПРЛ до местных объектов (МО)
не изменяется или изменяется очень медленно, а расстояние до
ЛА (ДЦ) изменяется с относительно большой радиальной скоростью VР (скоростью изменения дальности от ПРЛ до ЛА). Поэтому амплитуды и фазы отраженных от МО радиоимпульсов в течение 3 5 периодов излучения ПРЛ практически не изменяются.
Амплитуды радиоимпульсов, отраженных от ЛА в течении Тобл,
практически тоже не изменяются, тогда как их фазы от периода к
периоду изменяются по закону φД(t) = 2πfД, где fД = 2VР/λ – доплеровское изменение частоты принимаемого сигнала, отраженного от ЛА. Следовательно, сигналы неподвижных целей (МО) на
97
текущем периоде можно компенсировать с помощью сигнала на
предыдущем периоде. Для этого необходимо сравнить принимаемый и излучаемый сигналы по фазе на текущем периоде, а по
амплитуде – на текущем и предыдущим периодах. Сравнение
сигналов по фазе выполняет фазовый детектор, а по амплитуде –
вычитающее устройство (ВЧУ). Задержка выходного сигнала ФД
на период следования импульсов осуществляется в ультразвуковой или цифровой линиях задержки (УЗЛЗ или ЦЛЗ).
Для выполнения этих трех преобразований с целью получения нулевого разностного сигнала пассивных помех необходимо
выполнить соответственно три условия:
- опорный сигнал ФД должен быть когерентным с излучаемым сигналом;
- коэффициенты передачи сигналов предыдущего и текущего периодов должны быть одинаковы;
- один и тот же видеоимпульс на текущем и предыдущем
периодах должен занимать одно и то же временное положение и
иметь одинаковую форму.
Первое условие выполняется путем фазирования когерентного гетеродина (КГ) приемника, непрерывный гармонический
сигнал которого служит опорным сигналом для ФД приемника.
Передатчик ПРЛ генерирует последовательность ВЧ импульсов
со случайными начальными фазами. С помощью ответвителя малая часть ВЧ импульсов передатчика направляется на КГ и «навязывает» ему свою начальную фазу. В результате на выходе КГ
образуется непрерывный гармонический сигнал со случайной начальной фазой в каждом периоде, но синфазный с последовательностью ВЧ импульсов передатчика ПРЛ.
Второе условие реализуется с помощью детерминированного видеосигнала, имитирующего пассивные помехи. Полученный
разностный сигнал используется для автоматического регулирования коэффициентов усиления прямого и задержанного сигнала
пассивных помех с целью выравнивания величин входных сигналов вычитающего устройства.
Третье условие выполняется путем включения УЗЛЗ в состав УСФИ (БСФ). Время задержки сигналов в УЗЛЗ τЛЗ велико и
98
нестабильно. Это не гарантирует совмещение одного и того же
видеоимпульса в соседних периодах. Поэтому в качестве задающего генератора используется блокинг-генератор (БГ) с самосинхронизацией по цепи обратной связи, включающей УЗЛЗ, используемую для задержки сигнала ФД предыдущего периода.
При этом вероятность совпадения ВИ в соседних периодах практически близка к единице. Эта УЗЛЗ находится в БЧК, поэтому и
БГ разместили там же, а УCФИ ввели в режим внешней синхронизации: при включении режима СДЦ последовательности задающих импульсов ЗИ 2180 и ЗИ КОМ, сформированные в БКИ,
поступают в УСФИ, где из них получаются ИЗ ПД СДЦ с переменным интервалом следования.
Применение переменного интервала следования зондирующих импульсов в режиме СДЦ – мера вынужденная. Дело в том,
что посадочный радиолокатор работает в импульсном режиме и с
низкой частотой повторения импульсов. Поэтому доплеровская
фаза φД(t) реализуется в виде импульсной функции, т. е. дискретно с частотой FИ. Это значит, если среди возможных значений
есть частота FД = FИ (VР = λFИ/2), то видеоимпульсы на выходе
ФД имеют постоянную амплитуду: исчезает признак движущейся
цели (так называемый стробоскопический эффект). Эти скорости
VР (частоты FИ) называют «слепыми»: ПРЛ «не видит» движущиеся цели («слеп»), хотя они реально есть. Стробоскопический
эффект исчезает при изменении (вобуляции) частоты повторения
зондирующих импульсов.
Рассмотренные принципы СДЦ реализуются следующим
образом. Входной ВЧ сигнал приемника преобразуется в сигнал
промежуточной частоты (ПЧ) и поступает в УПЧ с выходным
ФД. Опорным сигналом ФД является выходной сигнал КГ в БФ,
сфазированный с зондирующими импульсами передатчика. С
выхода ФД двуполярные ВИ поступают в блок усреднения (БУ).
Здесь последовательность видеосигналов с переменным интервалом следования преобразуется в последовательность видеосигналов со средним интервалом следования (периодом) ТИ = 458 мкс.
Из БУ эта последовательность поступает в блок череспериодной
компенсации (БЧК), где видеосигнал предыдущего периода за-
99
держивается в УЗЛЗ на период ТИ = 458 мкс и вычитается из видеосигнала текущего периода. Видеоимпульсы пассивной помехи
компенсируются, а разностные двуполярные видеоимпульсы
движущихся целей (ЛА) проходят в блок череспериодного вычитания (БЧВ). Здесь они приводятся к одной полярности, необходимой для ИКГ и к периоду повторения, равному периоду ИЗ
ИКГ. Выходные сигналы УСДЦ далее поступают в УСФИ (БСФ),
формируются по величине и подаются в блок очистки от помех
(БОП). Очистка ВС СДЦ от НИП производится так же, как и видеосигналов в режимах ПАСС и АКТ.
В совмещенном режиме СДЦ + ПАСС алгоритмы СДЦ и
ПАСС применяются в каждом периоде последовательно: примерно на первой половине периода реализуется алгоритм СДЦ
(на дальностях, где наиболее интенсивны отражения от МО), а на
второй половине – алгоритм ПАСС. При этом сочетаются достоинства режима СДЦ (подавление отражений от МО) и режима
ПАСС (большая дальность обнаружения ЛА при отсутствии помех). Распределение высокочастотных сигналов по амплитудному и фазовому каналам приемника и согласование их интервалов
следования осуществляется с помощью стробирующих видеоимпульсов, специально формируемых в БКИ и УСФИ (БСФ).
3.4.4. Устройство синхронизации и формирования импульсов
Устройство синхронизации и формирования импульсов
(УСФИ) предназначено для формирования синхронизирующих
(задающих) видеоимпульсов и декодирования (дешифрирования)
отраженных сигналов в режиме АКТ. Это устройство в ПРЛ реализовано в виде блока синхронизации и формирования (БСФ).
Структурная схема БСФ представлена на рис.3.5.
В ее состав входят два одинаковых канала (один – рабочий,
другой – резервный) и коммутатор выходных сигналов (КВС) этих
каналов. Входные сигналы БСФ одновременно поступают на оба
канала, а выходные сигналы поступают к потребителям только от
рабочего канала. Каждый из каналов включает плату формирователей (ПФ), плату синхронизации (ПС) и плату дешифратора (ПДШ).
100
Рис.3.5. Структурная схема блока синхронизации и формирования
Плата формирователей состоит из совокупности усилителей
входных и выходных сигналов БСФ, обеспечивающих им необходимые величины и формы.
Плата синхронизации является основным узлом БСФ, в котором формируются все импульсы запуска устройств ПРЛ и задающие импульсы для БОП, БУО, выносного индикатора системы
посадки (ВИСП), расположенного на командно-диспетчерском
пункте (КДП), и аппаратуры сопряжения (АС).
Плата дешифратора выполняет декодирование и необходимую
задержку отраженного выходного сигнала приемника в режиме
АКТ (ВС АКТ). Кроме того, здесь же формируются угловые метки
курса и глиссады (УМК и УМГ) и юстировочные метки (ЮМ) по
видеосигналам ВС ФМ-К и ВС ФМ-Г от фотомодуляторов (фотодатчиков), установленных на валах вращения антенн АГ и АК.
В режимах ПАСС и АКТ блок работает в режиме внутренней синхронизации, а в режиме СДЦ – внешней синхронизации.
Как было отмечено выше, плата синхронизации обеспечивает формирование запускающих импульсов во всех режимах работы посадочного радиолокатора. Задачей платы является обеспечить необходимую задержку ЗИ. После нормализации ЗИ по ве-
101
личине и длительности в ПФ формируются соответствующие импульсы запуска передатчиков.
Рис.3.6. Структурная схема платы синхронизации
Рассмотрим принцип формирования ЗИ в различных режимах работы радиолокатора по структурной схеме платы синхронизации (рис.3.6).
В режиме СДЦ при наличии команды ВКЛ. СДЦ, поступающей на схему И-1, импульсы ЗИ 2180 и ЗИ КОМ от УСДЦ
через схему ИЛИ переведут триггер в состояние «1», выходной
сигнал которого отпирает вентиль И-2 для импульсных сигналов
опорного генератора (ОГ) с частотой FОП = 8 МГц. На выходе
делителя на «8» будет сформирована последовательность импульсов с частотой FИ = 1 МГц, что соответствует периоду повторения ТИ = 1 мкс. Счетчик импульсов (СЧИ) на 6 разрядов и
дешифратор (ДШ) на 5 состояний счетчика выполняют функцию
многоотводной (на 5 отводов) цифровой линии задержки (время
задержки обеспечивается с точностью до целых микросекунд).
Блок аналоговых электрических линий задержки (ЭЛЗ) обеспечивает подбор необходимой задержки с точностью до десятых
долей микросекунды. Сигнал 6-го разряда счетчика переводит
счетчик, делитель и триггер в состояние «0», подготавливая
схему к очередному циклу.
102
В режиме ПАСС или АКТ первоначально ЗИ с частотой FИ =
2180 Гц (ТИ = 458 мкс) или FИ = 1090 Гц (ТИ = 916 мкс) формируются на выходе дешифратора состояния 6-го и 7-го разрядов, на
вход которого поступают поделенные на 7168 импульсы опорного
генератора. Эти импульсы через схемы И-3 или И-4, при наличии
команд включения режима ПАСС или АКТ, поступают на описанную выше схему задержки.
Временные диаграммы процесса формирования синхроимпульсов в БСФ в различных режимах работы и запроса ПРЛ показаны на рис.3.7. В режиме ПАСС индикатор запускается импульсами ИЗ ИКГ ПАСС (рис.3.7, а) с периодом ТИ ПАСС = 458 мкс на
2,7 мкс раньше запуска передатчика обзора ПД-1 (рис.3.7, б). Это
необходимо для исключения прихода выходных ВС БУО на нелинейный начальный участок развертки дальности ИКГ.
В режиме АКТ период повторения импульсов запуска составляет ТИ АКТ =916 мкс, что обеспечивает однозначное определение дальности в зоне не менее 40 км. При этом в режиме АКТ с
подавлением (РСП-2) используются оба передатчика ПРЛ: первым
запускается (рис.3.7, в) передатчик подавления (ПД-2), формирующий радиоимпульс подавления длительностью 0,9 мкс, а через
2,4 мкс – ПД-1 (рис.3.7, г), который формирует кодовую пару импульсов длительностью 0,45 мкс каждый. Так как на декодирование запросных импульсов в самолетном ответчике и ответных
сигналов ответчика в БОП необходимо дополнительное время, то
для получения соответствия положения на временной оси декодированного ответного сигнала истинной дальности до самолета
ИКГ запускается в АКТ режиме с задержкой на 28 мкс (рис.3.7, д).
В режиме СДЦ импульсы запуска ИЗ ПРД СДЦ (рис.3.7, з)
формируются с задержкой на 2,7 мкс относительно импульсов ЗИ
КОМ. (рис.3.7, е), поступающих из УСДЦ. ИЗ ИКГ СДЦ совпадают с импульсами запуска ИЗ ИКГ ПАСС (рис.3.7, ж).
В совмещенном режиме СДЦ + ПАСС передатчик и ИКГ
запускаются теми же импульсами, что и в режиме СДЦ.
Плата дешифратора обеспечивает декодирование отраженного сигнала ВС АКТ, а также формирование угловых меток курса и глиссады для ИКГ, ВИСП и АС. Структурная схема ПДШ по-
103
Рис.3.7. Синхроимпульсы, формируемые в БСФ
104
казана на рис.3.8. Принцип декодирования отраженного парного
сигнала в режиме с подавлением (работает и ПД-2) и без подавления одинаков. На входе ПДШ с помощью усилителя и ограничителя (УО) ВС АКТ формируется по величине. Декодирование
пары ВЧ осуществляется с помощью линии задержки 1 (ЛЗ-1) с
отводами на 3мкс и 5,4 мкс и схем И-1, И-2. Вторая линия задержки (ЛЗ-2) задерживает декодированный видеоимпульс на
21,2 мкс. При этом декодированный отраженный ВИ в режиме
РСП-1 задерживается в итоге на 28 мкс, а в режиме РСП-2 – на
25,6 мкс, что необходимо для совмещения его с декодированным
ответным сигналом во вторичном канале.
Рис.3.8. Структурная схема платы дешифратора
Принцип формирования угловых меток (УМ) одинаков. Видеосигнал угловой метки с фотомодулятора (ВС ФМ), установленного на валу вращения антенны (АГ или АК) поступает на формирователь угловых меток (ФУМ) канала курса или глиссады. Начало
этого сигнала (ВС ФМ-К и ВС ФМ-Г) не соответствует началу развертки, а его длительность превышает длительность развертки. Поэтому ФУМ преобразует этот видеосигнал таким образом, что в результате на его выходе получается видеоимпульс длительностью
105
310 мкс, начало которого привязано к началу развертки ИКГ, а
окончание – к импульсу конца масштаба (ИКМ). Длительность выходного импульса ФУМ не превышает период следования ИЗ ИКГ
и обеспечивает засветку только одной линии развертки.
3.4.5. Передающее устройство ПРЛ
Передающее устройство ПРЛ предназначено для генерирования мощных ВЧ импульсов малой длительности и большой
мощности в режимах ПАСС, АКТ, СДЦ, СОВМ. Оно состоит из
двух одинаковых передатчиков ПД. Каждый из них может работать в указанных режимах.
Режим АКТ имеет две разновидности: АКТ-1 (РСП-1) – без
подавления запросных сигналов по боковым лепесткам антенн
глиссады и курса; АКТ-2 (РСП-2) – с подавлением запросных сигналов по БЛ в аппаратуре СО. В режиме АКТ-1 (РСП-1) используется один из передатчиков, генерирующий запросный сигнал из
двух ВЧ импульсов. В режиме АКТ-2 (РСП-2) используются оба
передатчика: второй передатчик (ПД-2) излучает импульсы подавления длительностью τИ = 0,9 мкс на 2,4 мкс раньше парного ВЧ
импульса первого передатчика (ПД-1). Т. е. запросный сигнал состоит из трех ВЧ импульсов: первый – импульс подавления; вторые
два импульса – кодовая посылка. Режимы работы ПД-1, ПД-2 и параметры генерируемых ими ВЧ импульсов представлены в табл.5.
Комплект
ПД-1
ПД-2
Режим
работы
ПАСС
СДЦ
СОВМ
АКТ
АКТ
,
см
3,2
3,2
ТИ,
И,
мкс
мкс
0,45
458
0,45 416/500
0,45 416/500
916
20,45
0,9
916
РИ,
кВт
Таблица 5
Резервный
режим
80
80
ПАСС, СДЦ,
СДЦ+ПАСС,
АКТ без
подавления
106
В состав каждого передатчика ПД входят (табл.4):
- блоки стойки передатчика СП-02: магнетронный генератор
(МГ); измеритель мощности ВЧ импульса (ИМ); выпрямитель
накала магнетрона (ВНМ), модулятор (МОД), высоковольтный
выпрямитель (ВВВ);
- блоки стойки управления передатчиками СУП-022: блок
управления выпрямителем (БУВ); блок подмодулятора (БПМ),
блок выпрямителя модулятора (БВМ).
Структурная схема передатчика приведена на рис.3.9. Это
типовая схема некогерентного импульсного передатчика. Принцип работы передатчика заключается в следующем.
Рис.3.9. Структурная схема передатчика ПРЛ
Импульсы запуска передатчика ИЗ ПД (ПАСС, АКТ, СДЦ,
СОВМ) поступают из БСФ на подмодулятор (ПМ). В режимах
ПАСС, СДЦ, СОВМ он формирует один видеоимпульс длительностью τИ = 0,45 мкс для запуска модулятора (МОД). В режиме
АКТ к подмодулятору подключается шифратор, и ПМ формирует
пару видеоимпульсов с кодовым интервалом в зависимости от
режима запроса (РСП-1, РСП-2, УВД).
Шифратор передатчика ПРЛ вырабатывает двухимпульсные
кодовые посылки по глиссаде и курсу в трех режимах: РСП-1,
РСП-2, УВД, а также дополнительный подгрузочный двухимпульсный код, введенный для поддержания энергетического режима передатчиков во время прохождения антеннами нерабочей
зоны. Временная структура сигналов в режимах запроса РСП-1 и
РСП-2 показана на рис.3.10.
107
Рис.3.10. Структура сигналов в режимах запроса РСП-1 и РСП-2
В режиме РСП-1 (рис.3.10, а) шифратор обеспечивает запрос по глиссаде и курсу единым кодом 5,4 мкс и формирует
подгрузочный код 7,6 мкс. В режиме РСП-2 (рис.3.10, б) запрос
по глиссаде и курсу производится кодом 3 мкс. В режиме УВД
запросные импульсы формируются с чередованием по курсу кодом 5,4 мкс (РСП-1) и по глиссаде кодом 3 мкс (РСП-2).
Первым запускается передатчик ПД-2 (передатчик подавления), вторым через 2,4 мкс – ПД-1 (передатчик обзора). Формирование пары запросных импульсов с различными кодовыми интервалами обеспечивает схема шифратора, представленная на рис.3.11.
В режиме АКТ запускается блокинг-генератор (БГ), который формирует импульс длительностью 0,45 мкс. Включение режимов запроса РСП-1, РСП-2 приведет к срабатыванию реле Р2
или Р3. В режиме УВД реле Р2 и Р3 срабатывают поочередно.
Совместная работа ПД-1 и ПД-2 в режиме АКТ с подавлением
позволяет в самолетном ответчике осуществить эффективное подавление ложных ответных сигналов, которые могут быть приняты по боковым лепесткам основной диаграммы направленности
антенн курса и глиссады. Кроме того, возможно формирование
подгрузочного кода с базой 7,6 мкс, который используется в интервале времени коммутации антенн курса и глиссады. Реле Р1
108
служит для отключения шифратора при работе ПД-2 вместо ПД-1
в режимах ПАСС, СДЦ, СОВМ. Включение режимов РСП-1,
РСП-2, УВД производится на передней панели блока БПМ.
На рис.3.11 аббревиатура КП – катодный повторитель.
Рис.3.11. Функциональная схема шифратора передатчика ПРЛ-6М2
Модулятор работает по схеме с частичным разрядом накопительной емкости. Это позволяет получить пару видеоимпульсов одинаковой величины, достаточной для возбуждения МГ.
Постоянство величины высоковольтных импульсов модулятора
обеспечивает постоянство частоты магнетрона.
Под воздействием высоковольтных импульсов модулятора
МГ генерирует ВЧ импульсы, поступающие в антенны АГ и АК
или АПГ и АПК по волноводному устройству передачи сигналов.
Магнетронный генератор можно настраивать вручную на одну из 6 фиксированных частот в диапазоне f0 200 МГц. Погрешность ручной перестройки не превышает 5 МГц. В процессе работы
МГ установленная частота поддерживается постоянной автоматически с помощью схемы АПЧ магнетрона, расположенной в соответствующем приемнике. Схема АПЧ посредством сигнала UАПЧ
управляет механизмом подстройки частоты (МПЧ) МГ. Подстройка частоты генератор МПЧ осуществляется с погрешностью σАПЧ =
100 кГц. Достаточно высокая точность АПЧ МГ позволяет уменьшить потери отношения сигнал/шум в приемнике из-за несогласованности ширины спектра сигнала с полосой пропускания УПЧ.
На выходе ПД установлен измеритель средней мощности
РСР (на рис.3.9 не показан). Датчиком измерителя является блок
термопар. Так как скважность Q = ТИ/τИ известна, то указатель
мощности проградуирован в единицах РИ QРСР.
109
3.4.6. Антенно-волноводное устройство ПРЛ
Антенно-волноводное устройство (АВУ) ПРЛ предназначено:
- для передачи ВЧ импульсов от ПД-1 и ПД-2 к антеннам и
излучения мощных ВЧ радиоимпульсов антенными системами
глиссады и курса;
- приема антеннами глиссады и курса отраженных от ЛА
радиоимпульсов и передачи ВЧ импульсов от антенн к приемникам ПР-1 и ПР-2;
- приема ответных радиоимпульсов самолетного ответчика
антенной ответа и передачи ВЧ импульсов от антенны к приемнику БПРН (НПО).
Структурная схема АВУ показана на рис.3.12. В ее состав
входят:
- волноводное устройство передачи сигналов, включающее
направленные ответвители (НО); циркуляторы (Ц) в роли антенных переключателей (АП); коммутаторы приемопередатчиков
(КОМ. ПП) и антенн (КОМ. АНТ.); вращающиеся переходы (ВП);
- антенная система, состоящая из приемопередающих антенн глиссады и курса (АГ и АК), передающих антенн подавления
(АПГ и АПК), приемной антенны ответа АО;
- система электрических приводов, включающая общий
привод качания антенных систем глиссады и курса (АСГ и АСК),
приводы доворота АГ и наклона АК, приводы поворота поляризационных решеток ПРГ и ПРК перед облучателями антенн АГ и АК.
АВУ ПРЛ имеет одинаковые по построению и принципу
действия волноводные тракты приемопередатчиков обзора и подавления, антенные системы глиссады и курса, приводы антенн и
поляризационных решеток. Поэтому целесообразно подробно
рассмотреть один из каналов, например, глиссадный, а затем выделить особенности и характеристики курсового канала.
Волноводный тракт передатчика обзора функционирует
следующим образом. ВЧ импульсы от передатчика обзора (ПД1) поступают в НО-1. Здесь сигнал передатчика делится на две
составляющие: сигнал с большой амплитудой (мощностью) поступает в циркулятор Ц-1 (АП-1), а сигнал с малой амплитудой
Рис.3.12. Структурная схема АВУ ПРЛ
110
111
(мощностью) подается в ПР-1 на смеситель АПЧ ПД-1. Мощный
сигнал ПД-1 из Ц-1 через НО-2, КОМ. ПП, ВП-1, КОМ. АНТ.,
ВП-3, ВП-4 проходит поочередно на облучатели антенны АГ и
АК. В режиме АКТ-2 (режим запроса РСП-2) ВЧ импульсы передатчика подавления (ПД-2) проходят аналогичные узлы (НО-3,
Ц-2, НО-4, КОМ. ПП, ВП-2, КОМ. АНТ., ВП-5, ВП-6) на облучатели антенн подавления АПГ и АПК. Во время проверки работоспособности ПРЛ без излучения или при выходе передатчика из
строя он подключается к эквиваленту антенны. Эхорезонатор используется для имитации сигналов движущихся целей.
Антенная система глиссады (АСГ) предназначена для направленного излучения мощных радиоимпульсов и приема отраженных
от ЛА радиоимпульсов в секторе 9° по углу места. В ее состав входит основная приемопередающая антенна АГ и передающая антенна подавления АПГ, привод качания (общий с АСК), привод доворота АГ в горизонтальной плоскости и привод поворота поляризационной решетки ПРГ относительно облучателя антенны АГ. Антенны
АГ и АПГ жестко закреплены на одной платформе.
Антенна глиссады АГ зеркального типа состоит из облучателя и металлического отражателя (зеркала), являющегося вырезкой из параболоида вращения с фокусным расстоянием 1,32 м.
Вертикальный размер – зеркала 5 м, горизонтальный – 0,5 м. Антенна имеет КНД = 900. Ширина вертикальной ДНА – 0,5°, горизонтальной ДНА – 4°.
Облучатель антенны АГ состоит из двух одинаковых рупоров, запитываемых от общего прямоугольного волновода с равным делением мощности между рупорами. Перед раскрывом облучателя установлена поляризационная решетка ПРГ (поляризационный фильтр), предназначенная для преобразования радиоволн с линейной горизонтальной поляризацией в радиоволны с
эллиптической или круговой поляризацией. Это необходимо для
подавления пассивных помех в виде отражений от метеообразований (дождь, снегопад, град и т.п.), маскирующих полезные отраженные от ЛА сигналы.
Поляризационная решетка состоит из ряда параллельных
пластин, заключенных в обойму, которая соединена с приводом
112
поворота ПРГ, входящим в блок облучателя. Поворот ПРГ возможен в пределах от 0 до ± 60°. При повороте ПРГ поляризация изменяется: линейная преобразуется в эллиптическую, затем в круговую (при углах ± 45°) и вновь в эллиптическую. Управление
поворотом ПР осуществляется с пульта оперативного управления
поляризационными решетками (ПОУ-П).
Принцип подавления отражений от метеообразований основан на том, что при отражении радиоволн от капель дождя,
имеющих сферическую форму, направление вращения векторов
напряженности сигналов с круговой поляризацией меняется на
противоположное. Такой сигнал не пропускается поляризационным фильтром (ПРГ). Радиоволны, отраженные от ЛА, сохраняют
направление вращения векторов напряженности и пропускаются
фильтром (ПРГ) в облучатель.
Фактически при отражении от реальных метеообразований,
имеющих сложную структуру, наблюдается явление деполяризации, при котором отраженная радиоволна представляет собой совокупность противоположно поляризованных волн. Поэтому на
практике подавление мешающих сигналов возможно лишь в пределах 8…25 дБ. Достаточно хорошее подавление мешающих отражений обеспечивается за счет изменения степени эллиптичности поляризации радиоволн путем изменения угла наклона ПРГ.
Но при этом необходимо помнить, что включение поляризационного фильтра для подавления отражений от метеообразований
приводит к ослаблению полезного сигнала на 6…8 дБ.
Практически оператор, наблюдая радиолокационную обстановку на ИКГ, устанавливает такой угол наклонна ПРГ, при котором интенсивность засветок на экране минимальна. При нулевом
положении ПРГ (метеообразования отсутствуют) поляризация излучаемых радиоволн – горизонтальная.
Антенна подавления АПГ предназначена для направленного
излучения в пространство мощных радиоимпульсов и обеспечения
совместно с аппаратурой СО подавления сигналов, излучаемых антенной АГ по боковым лепесткам при работе ПРЛ в режиме АКТ.
Она тоже является зеркальной и состоит из облучателя и параболического зеркала с фокусным расстоянием 0,35 м. В качестве облу-
113
чателя используется пирамидальный рупор. Зеркало имеет размеры: вертикальный – 0,4 м, горизонтальный – 0, 5 м.
Антенна АПГ закреплена вдоль длинной стороны зеркала антенны курса АК. По центру АПГ установлена горизонтальная пластина шириной 70 мм для расширения ДНА в вертикальной
плоскости. КНД антенны равен 800, ширина вертикальной ДНА –
3,5°, ширина горизонтальной ДНА – 5°. Для осуществления надежного подавления сигналов, излучаемых АПГ по БЛ, максимумы излучения антенн АГ и АПГ совмещены в обеих плоскостях.
Антенная система курса (АСК) предназначена для направленного излучения в пространство мощных одиночных или парных ВЧ радиоимпульсов и приема отраженных от ЛА радиоимпульсов в секторе по азимуту ±17,5° относительно продольной
оси ВПП. В состав АСК входят собственно антенна курса АК, антенна подавления АПК, электрические приводы качания АК, АПК,
наклона АК, поворота ПРК.
Антенна курса АК по своей конструкции аналогична антенне
АГ. Вертикальный размер параболического зеркала – 1,1 м, горизонтальный – 3,5 м, фокусное расстояние – 1,05 м. КНД антенн равен
8700, ширина горизонтальной ДНА – 0,7°, ширина вертикальной
ДНА – 3°. Поляризация излучаемых радиосигналов при нулевом положении ПРК – вертикальная. Изменение поляризации осуществляется с помощью привода поворота ПРК, управляемого с ПОУ-П.
Возбуждение антенны осуществляется двухрупорным облучателем.
Мощность сигнала делится между рупорами в отношении 5:1, при
этом большая часть мощности подводится к верхнему рупору.
Антенна подавления АПК по назначению и конструкции аналогична антенне АПГ. Вертикальный размер параболического зеркала – 1,1 м, горизонтальный – 0,4 м, фокусное расстояние – 0,35 м.
Антенна имеет КНД = 900. Ширина горизонтальной ДНА – 5°, ширина вертикальной ДНА – 4,5°.
Облучатель антенны выполнен в виде пирамидального рупора, разделенного симметрично горизонтальной металлической
перегородкой на две части. Каждая часть является одиночным
облучателем. Разделение мощности подводимого сигнала между
облучателями осуществляется в соотношении 2:1. Большая мощ-
114
ность подводится к верхнему облучателю.
Антенна приема ответных сигналов АО предназначена для
приема ответных радиоимпульсов самолетного ответчика при работе ПРЛ в режиме АКТ. Она представляет собой волноводнощелевую антенную решетку – 5 продольных щелей прорезаны в
широкой стенке волновода. Щели удалены друг от друга на половину длины волны. Для того, чтобы все щели возбуждались синфазно, они расположены попеременно слева и справа от средней
линии широкой стенки волновода. Возбуждается антенна с помощью штыря, введенного в центре задней широкой стенки волновода. Ширина ДНА в горизонтальной плоскости составляет
75…80°, в вертикальной плоскости – 19°.
Коммутатор приемопередатчиков (КОМ. ПП) предназначен
для подключения приемопередатчика подавления к основным антеннам АГ и АК при выходе из строя ПД-1 (ПД секторного обзора). При работе передатчиков обзора и подавления одновременно
ВЧ сигналы этих ПД поступают соответственно к антеннам АГ и
АПГ или АК и АПК. При отказе ПД-1 вращающаяся часть КОМ.
ПП поворачивается таким образом, что сигналы ПД-2 проходят к
антенне АГ или АК. ПД-1 подсоединяется к эквиваленту антенны
(ЭА). Антенны подавления АПГ и АПК при этом не используются.
Коммутатор антенн (КОМ. АНТ.) обеспечивает подключение антенн АК, АГ и АПК, АПГ соответственно к ПД секторного
обзора (ПД-1) и к ПД подавления (ПД-2).
Электропривод качания антенн обеспечивает синхронное
качание антенн АГ, АПГ и АК, АПК соответственно в вертикальной
и горизонтальной плоскостях со скоростью 30 качаний в минуту
(ωАК = 17,5°/сек, ωАГ = 4,5°/сек). Качание антенн включается
тумблером на передней панели БТУ.
Электроприводы доворота АГ в горизонтальной плоскости в
пределах ±17,5° и наклона АК в пределах 9° в вертикальной плоскости одинаковы по построению. Контроль и визуальное наблюдение за положением антенн АГ и АК соответственно по глиссаде
и курсу обеспечивается потенциометрической системой передачи
углов поворота и наклона на стрелочные приборы, размещенные
на передней панели ПОА-А.
115
3.4.7. Приемное устройство ПРЛ
Приемное устройство (ПРУ) ПРЛ предназначено для обработки отраженных ВЧ сигналов, поступающих от антенн глиссады и курса, ответных ВЧ сигналов самолетного ответчика, поступающих от антенны приема ответных сигналов АО, выдачи
управляющих напряжений для АПЧ МГ передатчиков.
В состав ПРУ входят два одинаковых приемника первичного канала (рабочий и резервный) и один приемник вторичного
канала. Структура приемников ПРЛ аналогична структуре приемников ДРЛ.
Приемник первичного канала
Приемное устройство первичного канала состоит из двух
идентичных приемников, один из которых является рабочим, а
другой – резервным. Каждый из приемников предназначен для
приема отраженных ВЧ сигналов, поступающих от антенн АГ и
АК, их частотной селекции (фильтрации на фоне шума), детектирования и необходимого усиления, а также для получения управляющего напряжения АПЧ для двигателя МПЧ МГ передатчика.
Приемник имеет промежуточную частоту fПР0 = 30 МГц, полосу
пропускания 4 МГц и чувствительность не хуже 120 дБ/Вт на одной из 6 фиксированных частот.
Структурная схема приемника приведена на рис.3.13.
Приемник имеет три канала: канал обработки ВЧ сигналов в
режимах ПАСС и АКТ; канал обработки ВЧ сигналов в режиме
СДЦ; канал выработки управляющего напряжения для механизма
перестройки частоты передатчика.
В состав канала обработки высокочастотных сигналов в режиме ПАСС входят блок УВЧ (БУВЧ), преселектор (ПРЕС), смеситель сигналов СМ-С, ПУПЧ с ВАРУ и УПЧ-Л с последовательным детектированием. Канал работает следующим образом.
Высокочастотные импульсы от антенн АГ и АК поступают на
вход БУВЧ, реализованный на основе лампы бегущей волны
(ЛБВ). УВЧ – малошумящий и широкополосный (ΔfУВЧ = 400
116
МГц), для его работы не требуется перестройка по частоте при
перестройке передатчика.
Рис.3.13. Структурная схема приемника первичного канала ПРЛ
С выхода БУВЧ усиленный ВЧ сигнал поступает на преселектор. Он обеспечивает подавление помех на зеркальной частоте fЗ =
fГ + fПГ0 за счет подбора его АЧХ. Выходной сигнал преселектора
поступает на смеситель сигнала СМ-С блока приемника (БПР).
Блок приемника предназначен для преобразования ВЧ сигналов в сигналы промежуточной частоты (ПЧ), предварительного
усиления отраженных импульсов ПЧ, усиления зондирующих импульсов ПЧ, формирования фазирующего импульса для когерентного гетеродина (КГ) блока фазирования (БФ). В состав БПР входят два идентичных смесителя СМ-С и СМ-АПЧ, ПУПЧ отраженного сигнала с ВАРУ и УПЧ-АПЧ зондирующего импульса ПЧ.
На СМ-С поступают два сигнала: выходной ВЧ сигнал преселектора и непрерывный гармонический сигнал из блока гетеродина (БГТ). Гетеродин состоит из задающего генератора (ЗГ) и
умножителя частоты (УМЧ) с коэффициентом умножения 192 и
может настраиваться вручную на 6 фиксированных частот. Время
перестройки – не более 30 минут. Для стабилизации частоты гетеродина fГ в БГТ применена схема автоматического регулирования мощности выходного сигнала (САРМ). На выходе смесителя
117
СМ-С образуется сигнал промежуточной частоты fПРС = fГ - fC,
который поступает на вход предварительного УПЧ (ПУПЧ).
ПУПЧ с ВАРУ предназначен для предварительного усиления сигналов ПЧ и автоматической регулировки усиления приемника во времени для обеспечения постоянства амплитуды сигнала цели на различных дальностях. ВАРУ предотвращает также
вход приемника в режим насыщения при действии мощных пассивных помех. ПУПЧ имеет КУС = 30 и полосу пропускания
ΔfПУПЧ = 7 МГц. Устройство регулировки усиления запускается
ИЗ ПД (ПАСС, АКТ, СДЦ). Крутизна увеличения коэффициента
усиления приемника (от малого на малых дальностях до большого на больших дальностях) при увеличении дальности (длительности ВАРУ) для каналов глиссады и курса различна. Это объясняется тем, что антенны АГ и АК взаимно перпендикулярны, а
мощность отражений от местных предметов в глиссадном канале
больше. Закон изменения коэффициента усиления приемника по
глиссаде устанавливается в процессе облета ПРЛ.
Выходной сигнал ПУПЧ поступает в блок фазирования на
УПЧ-Л. В состав БФ входят УПЧ-Л – усилитель промежуточной
частоты с логарифмической амплитудной характеристикой, УПЧФ – с линейной амплитудной характеристикой и фазовым детектором на выходе, когерентный гетеродин (КГ) и блок проверки
фазирования (БПФ) когерентного гетеродина.
В УПЧ-Л отсутствует привычный выходной АД, а детектирование сигналов промежуточной частоты осуществляется по
принципу последовательного детектирования, когда на выходе
каждого каскада УПЧ используется свой АД, начинающий работать при определенной величине амплитуды сигнала. Детектирование начинается в последнем каскаде и заканчивается в первом.
Путем подбора коэффициентов передачи АД каждого каскада
обеспечивается требуемая логарифмическая характеристика приемника, расширяющая его динамический диапазон. Выходной
видеосигнал УПЧ-Л поступает в БОП.
УПЧ-Л обеспечивает максимальное усиление при совпадении частоты входного сигнала fПРС с его частотой настройки fПР0
(номинальной промежуточной частотой), т. е. при fПРС = fПР0. Для
118
выполнения этого условия в приемнике используется специальный канал подстройки частоты сигнала fПРС к fПР0 путем АПЧ
магнетрона fС к номинальному значению f0. В состав этого канала
входят СМ-АПЧ, УПЧ-АПЧ в блоке БПР, частотный дискриминатор (ЧД) и усилитель постоянного тока (УПТ) в блоке БПЧ.
Канал работает следующим образом. ВЧ импульсы передатчика с
малой амплитудой (малой мощности) от направленного ответвителя АВС радиолокатора подаются на СМ-АПЧ. Зондирующий
импульс промежуточной частоты (fПРЗ) усиливается в УПЧ-АПЧ
и поступает на ЧД с линейной рабочей характеристикой в полосе
частот fПР0 ± ΔfЧД/2 (ΔfЧД = 30 МГц). ЧД вырабатывает управляющие видеоимпульсы, величина и полярность которых пропорциональна величине и знаку частотной расстройки Δf = fПРЗ fПР0. В УПТ последовательность видеоимпульсов с выхода ЧД
преобразуется в постоянное напряжение и усиливается. Под действием выходного сигнала УПТ UАПЧ механизм подстройки частоты передатчика изменяет частоту магнетронного генератора
(зондирующего сигнала fС) так, чтобы fПРС = fГ - fC как можно
точнее совпадала с частотой настройки ЧД, равной fПР0. Погрешность АПЧ входного сигнала приемника σАПЧ ≤ 100 кГц.
В режиме АКТ отраженный от ЛА парный радиоимпульс
обрабатывается так же, как и одиночный импульс в режиме
ПАСС. От антенн АГ и АК пара ВЧ импульсов проходит описанный канал обработки отраженных сигналов. На выходе УПЧ-Л
получается пара ВИ. Она поступает в БСФ. Здесь парный ВИ декодируется в одиночный ВИ и совмещается с ВИ, приходящим из
БПРН (НПО). Сформированный ВИ из БСФ поступает в БОП.
При включении ПРЛ в режим СДЦ отраженный сигнал с выхода ПУПЧ поступает на УПЧ-Ф с ФД на выходе. В этом канале
обработка отраженного сигнала (пачка из NИ ВЧ импульсов) осуществляется по алгоритму когерентной пачки ВЧ импульсов. Однако на входе приемника пачка ВЧ импульсов (отраженный от цели сигнал) не является когерентной, так как МГ передатчика генерирует последовательность зондирующих импульсов со случайными фазами и частотами. Когерентность пачки отраженных импульсов с опорным сигналом ФД обеспечивается путем фазирования
119
КГ, непрерывный гармонический сигнал которого является опорным сигналом для ФД. На выходе ФД последовательность импульсов получается когерентной (фаза изменяется по детерминированному закону φД(t) = 2πfДt + φД, где fД – доплеровская частота) тогда,
когда фаза сигнала КГ от периода к периоду будет совпадать с фазой зондирующих импульсов от импульса к импульсу. Для этого
ослабленный зондирующий импульс от направленного ответвителя
АВС ПРЛ подается на СМ-АПЧ. Его выходной импульс ПЧ усиливается в УПЧ-АПЧ и подается на КГ. Каждый выходной импульс
УПЧ-АПЧ «навязывает» сигналу КГ свою начальную фазу. В результате ФД выдает последовательность (пачку) ВИ, величина которых изменяется по закону непрерывного доплеровского сигнала
UД(t) = Ucos2πfДt, где fД = fПРС - fПРЗ. Выходной сигнал ВС СДЦ поступает далее на селектор движущихся целей (СДЦ), называемый в
описании ПРЛ компенсирующим устройством.
Блок проверки фазирования (БПФ) предназначен для контроля качества фазирования КГ. Для этого выходной импульс
УПЧ-АПЧ поступает на БПФ. На выходе БПФ получаются 4 импульса ПЧ с интервалом 40 мкс. Формирование сигнала контроля обеспечивает кварцевая линия задержки (ЛЗ) на 20 мкс, в которой импульс распространяется туда и обратно, отражаясь от
«конца» ЛЗ. Сигнал из 4-х импульсов ПЧ поступает на УПЧ-Ф и
далее на ФД. При хорошем фазировании КГ на выходе ФД получаются 4 видеоимпульса одинаковой величины и полярности.
В СДЦ эти импульсы подавляются как импульсы пассивной помехи и на ИКГ не проходят. При плохом фазировании КГ полярность и величина ВИ на выходе изменяются. Они проходят
через УСДЦ как ВИ движущихся целей и образуют на экране
ИКГ вертикальные линии, что является признаком некачественного фазирования КГ.
Приемник вторичного канала
Приемное устройство вторичного канала представляет собой типовой супергетеродинный приемник. Он предназначен для
приема высокочастотных ответных сигналов самолетного ответ-
120
чика, приходящих от антенны АО, их частотной фильтрации, детектирования и необходимого усиления. Его структурная схема
приведена на рис.3.14. Принцип работы приемника вторичного
канала заключается в следующем.
Рис.3.14. Структурная схема приемника вторичного канала ПРЛ
Ответный радиосигнал самолетного ответчика, принятый
антенной АО, поступает на вход усилителя высокой частоты
(УВЧ). Усиленный до необходимого уровня ВЧ сигнал (пара ВЧ
импульсов) поступает на смеситель (СМ). На второй вход СМ
подается непрерывный гармонический сигнал гетеродина (Г) с
частотой fГ > fС. Для стабилизации частоты мощность гетеродина
поддерживается постоянной с помощью схемы автоматической
регулировки мощности (САРМ).
На выходе СМ формируется пара импульсов с частотой fПРС.
Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) обеспечивает основную частотную селекцию ответного сигнала и его основное усиление. Амплитудный детектор (АД) выделяет огибающие импульсов промежуточной частоты. Пара видеоимпульсов с выхода
АД усиливается видеоусилителем (ВУ) и с его выхода поступает
в БОП, где декодируется в одиночный ВИ и очищается от несинхронных импульсных помех.
3.4.8. Устройство подавления активных помех
Устройство подавления активных помех (УПАП) предназначено для очистки (значительного снижения) выходных видео-
121
сигналов приемников первичного и вторичного каналов от НИП
и ХИП, создаваемых другими РЛС, а также для декодирования
ответных сигналов самолетного ответчика. Принцип работы
УПАП основан на выявлении различий в периодах повторения
импульсов полезных и помеховых сигналов. Устройство реализовано в ПРЛ в виде блока очистки от помех (БОП).
В состав этого блока входят:
ПЛОУ – платы логической обработки и управления;
ПГУВ – плата генератора ударного возбуждения;
ПЗУ – плата запоминающего устройства (ЗУ);
ПА-1, ПА-2 – платы адресации;
ПС – плата сопряжения;
ПДПС – плата декодирования посадочного кода;
ПДШВ – плата декодирования сигнала «Шасси выпущено»;
ПЛЗ – плата линии задержки.
Последние три платы конструктивно образуют декодирующее устройство (ДУ) ответных сигналов (видеосигналов с выхода
приемника БПРН (НПО)). Схема взаимодействия плат приведена
на рис.3.15.
Плата ГУВ служит для формирования тактовых импульсов. На
плате расположены 3 генератора ударного возбуждения, каждый из
них генерирует импульсы со своей частотой повторения: 600 кГц,
300 кГц, 150 кГц. Каждый из генераторов возбуждается и начинает
генерировать при воздействии прямоугольного видеоимпульса длительностью τР, которая соответствует рабочей дальности ПРЛ 50 км.
Плата ЛОУ предназначена для логической обработки информации, записываемой в запоминающее устройство и считываемой из него, и управления этим процессом на всех его этапах.
Плата ЛОУ селектирует и нормализует импульсы по длительности, анализирует информацию путем сопоставления выборок с
одноименных дискретов дальности, разделенных во времени одним или двумя периодами, вырабатывает импульс, определяющий величину рабочей дальности БОП, и направляет его на плату
ГУВ и платы адресации ПА-1 и ПА2.
Платы адресации ПА-1, ПА-2 предназначены для выработки адресных импульсов с целью последовательного адресного
122
перебора ячеек памяти ЗУ. Основу каждой платы составляют
два кольцевых счетчика.
Рис.3.15. Схема взаимодействия плат БОП
Запоминающее устройство предназначено для записи, хранения и считывания сигналов. Оно разделено на две платы: ЗУ-1
и ЗУ-2. Это необходимо для обеспечения логики обработки ВС
по критериям 2/3 и 3/3.
Плата сопряжения предназначена для сопряжения ламповой
РЛС с цифровым БОП, т.е. выполняет роль аналогово-цифрового
преобразователя (АЦП). Она также выполняет завершающую
операцию по очистке сигнала от помех – логическое перемножение входного видеосигнала и очищенного. Если происходит временное совпадение этих сигналов, то на выход схемы проходит
импульс, длительность которого равна длительности входного
видеосигнала. Плата сопряжения выполняет двухстороннее ограничение входных сигналов (снизу и сверху), что предотвращает
повреждение микросхем БОП и позволяет осуществить ампли-
123
тудную селекцию радиолокационного сигнала на фоне помех.
Структурная схема БОП представлена на рис.3.16. Принцип
его работы следующий. Выходной сигнал приемника первичного
канала ВС ПР подается на сумматор (СУМ) и амплитудный квантователь (АК) в ПЛОУ.
Рис.3.16. Структурная схема БОП
Выходной сигнал приемника вторичного канала ВС НПО
поступает в декодирующее устройство (ДУ), где декодируются
двухимпульсные посылки координатных и посадочных кодов и
трехимпульсные посылки сигнала «Шасси выпущено». С выхода
ДУ декодированные видеоимпульсы поступают на СУМ и АК.
Амплитудный квантователь по сути является двухпороговым амплитудный ограничитель: нижний регулируемый порог
ограничения UПОР обеспечивает допустимый уровень шума (допустимое число шумовых выбросов), а верхний постоянный порог ограничения UНОРМ обеспечивает нормализацию всех выходных видеоимпульсов по величине (квантование по величине на 2
уровня: условно «0» и «1»).
Квантованные по уровню видеоимпульсы поступают на селектор длительности (СД). Селектор длительности имеет нижнюю
границу 0,25 мкс и верхнюю – 1 мкс, т. е. через него проходят
124
только видеоимпульсы, отвечающие условию 0,25 мкс ≤ τИ ≤ 1
мкс. Видеосигнал данного периода ИЗ ПД в виде последовательности нормированных по величине и длительности видеоимпульсов (цифровой ВС) поступает на временной дискретизатор (ВД).
Синхронизация работы ВД, ЗУ и формирователя адресных
сигналов (ФАС) осуществляется формирователем тактовых импульсов (ФТИ). Этот формирователь состоит из формирователя
импульсов τР в ПЛОУ и ПГУВ и запускается соответствующими
ИЗ ПД. Его выходная последовательность тактовых импульсов
(ТИ) с частотой 600 кГц определяет дискрет времени τДИСКР = 1,6
мкс (дискрет дальности 250 м) и скорость записи цифрового ВС в
течение периода в 200 запоминающих элементов (ЗЭЛ) в виде
обычных триггеров. На рабочей дальности ПРЛ 50 км ВД обеспечивает 200 дискретов дальности. В ЗУ цифровой сигнал (последовательность «1» и «0»), записанный в 200 ЗЭЛ, задерживается (переносится) на 1 и на 2 периода ИЗ ПД. Формирователь
адресных сигналов обеспечивает заданный порядок записи и считывания цифровых видеосигналов на 3-х линейках по 200 ЗЭЛ. В
результате записи номер ЗЭЛ однозначно указывает номер дискрета дальности, а значит и дальность до цели.
Анализатор импульсов (АИ) ПЛОУ сопоставляет выборки
сигналов с одноименных дискретов дальности, разделенных по
времени на 1 или 2 периода излучения и принимает решение о
наличии или отсутствии полезного сигнала (ВИ) в данном секторе в соответствии с выбранным критерием обнаружения «i/j». На
выходе АИ формируется видеоимпульс (в заданном дискрете)
только в том случае, если он появляется на выходе приемника на
одной и той же дальности в соответствии с включенной логикой:
2/2 – два раза в двух соседних периодах; 2/3 – в любых двух периодах из трех смежных; 3/3 – в трех смежных периодах.
Выходные сигналы сумматора и анализатора импульсов поступают на линейный стробируемый каскад ЛСК. Он выполняет
завершающую операцию очистки сигналов приемника от помех –
логическое перемножение ВС ПР или ВС НПО и очищенного от
помех выходного сигнала АИ (БОП). По сути ЛСК является схемой И, стробируемой очищенным видеосигналом в виде после-
125
довательности «единичных» ВИ. При временном совпадении видеоимпульсов на выход схемы И проходят ВИ, величина которых
пропорциональна величине входных ВИ. Очищенные от помех
видеосигналы поступают в БУО.
3.4.9. Устройство селекции движущихся целей
Устройство СДЦ предназначено:
- для выделения видеоимпульсов движущихся целей (ЛА)
путем компенсации видеоимпульсов пассивных помех на текущем
периоде излучения видеоимпульсами пассивных помех на предыдущем периоде;
- для генерации синхронизирующих импульсов, из которых
в БСФ формируются импульсы запуска передатчиков и ИКГ.
Структурная схема УСДЦ приведена на рис.3.17.
В состав УСДЦ входят следующие блоки:
БКИ – блок компенсатора импульсный;
БУ – блок усреднения интервала следования видеосигналов;
БЧК - блок череспериодной компенсации;
БЧВ – блок череспериодного вычитания;
БАК – блок автоматического контроля.
В техническом описании УСДЦ называется компенсирующим устройством. Принцип его действия имеет особенности:
процессы компенсации видеоимпульсов пассивных помех и формирования синхроимпульсов проходят параллельно с небольшим
сдвигом по времени с использованием общих узлов.
Начальная (исходная) последовательность синхроимпульсов формируется генератором тактовых импульсов (ГТИ) в БЧК.
Он представляет собой БГ с цепью обратной связи, включающей
возбудитель, УЗЛЗ на τЛЗ = 458 мкс и усилитель задерживающего
канала (УЗК) с АД на выходе. Собственный период следования
импульсов БГ больше τЛЗ, поэтому он синхронизируется выходными импульсами цепи обратной связи (УЗЛЗ).
Импульсы блокинг-генератора (ГТИ) поступают на ВОЗБ.2,
который состоит из кварцевого генератора гармонических колебаний частоты 15 МГц и амплитудного модулятора. Под воздействием
Рис.3.17. Структурная схема УСДЦ
126
127
видеоимпульсов БГ на выходе возбудителя образуется амплитудно-модулированный (АМ) сигнал, который задерживается в
УЗЛЗ, усиливается в УЗК и детектируется входящим в его состав
АД. Видеоимпульсы с выхода АД УЗК поступают на вход БГ
(ГТИ) и «навязывают» ему интервал следования ТИ БГ = τЛЗ. В
итоге ГТИ формирует начальную (исходную) последовательность
задающих импульсов ЗИ БЧК (рис.3.18, а) с периодом следования
ТИ БЧК = 458 мкс (FИ = 2180 Гц).
Далее ЗИ БЧК поступают на такой же возбудитель ВОЗБ.1 в
БУ через стробируемый смеситель СТР. СМ.1, управляемый импульсом СТР. ВХ от ГЕНЕР. СТР.1. Этот строб осуществляет
временную селекцию прохождения на БУ сигнала приемника ВС
ПР СДЦ. Поэтому ЗИ БЧК проходят через СТР. СМ.1 во время,
когда с приемника на БУ не поступают сигналы и шумы.
Выходной АМ сигнал возбудителя ВОЗБ.1 задерживается в
УЗЛЗ на время τЛЗ = 42 мкс, усиливается в УЗК и детектируется
его АД. Сформированная таким образом последовательность задержанных видеоимпульсов ЗИ БУ подается на формирователь
задающих импульсов (ФЗИ) в БКИ.
Формирователь задающих импульсов имеет три соответствующих формирователя: ЗИ ПАСС; ЗИ СДЦ; ЗИ СДЦ КОМ. Эти
формирователи предназначены для получения выходных задающих импульсов БКИ – ЗИ СДЦ (рис.3.18, в) и ЗИ СДЦ КОМ
(рис.3.18, е), которые далее проходят под названиями ЗИ 2180 и
ЗИ КОМ. Генератор стробов ГЕНЕР. СТР.1 импульсного блока
компенсатора формирует импульсы временной селекции сигналов
СТР. ВХ. (рис.3.18, ж) для сигналов СТР. СМ.1 и сигналов СТР.
ПК (рис.3.18, г), СТР. ЗК (рис.3.18, д) для сигналов СТР. СМ.2.
В режиме компенсации пассивных помех УСДЦ работает
следующим образом. Выходной сигнал приемника ВС ПР СДЦ
поступает на смеситель СТР. СМ.1 блока усреднения, на который
перед ЗИ БЧК приходит контрольный сигнал (КС), имитирующий сигнал пассивных помех и сигнал движущихся целей (ЛА).
Блок усреднения предназначен для преобразования последовательности видеосигналов с переменным интервалом следования ТИ = 416/500 мкс в последовательность видеосигналов с по-
128
Рис.3.18. Задающие и стробирующие импульсы в БКИ
129
стоянным средним интервалом следования ТИ = 458 мкс, а также
для формирования ЗИ БУ с периодом следования ТИ = 458 мкс,
но задержанных на 42 мкс относительно ЗИ БЧК.
Входной сигнал ВС ПР СДЦ поступает на СТР. СМ.1 только
в интервале действия импульса СТР. ВХ. длительностью 267 мкс.
Этот импульс, в отличие от подобного в КУ-01 ДРЛ, начинается
от ЗИ СДЦ КОМ. Контрольный сигнал проходит через СТР.
СМ.1 перед импульсами ЗИ СДЦ КОМ.
Видеоимпульсы принятых сигналов и КС со смесителя СТР.
СМ.1 поступают на возбудитель ВОЗБ.1. В нерабочей части периода на возбудитель проходит также ЗИ БЧК. Возбудитель генерирует гармонический сигнал частотой 15 МГц. Приходящие ВИ
модулируют его по амплитуде. С выхода ВОЗБ.1 сигнал с АМ
(аналогичной гармонической АМ) проходит по двум каналам:
прямому (ПК) и задерживающему (ЗК). В прямом канале АМ сигнал усиливается в усилителе прямого канала (УПК) и детектируется его АД. В задерживающем канале АМ сигнала проходит через УЗЛЗ на τЛЗ = 42 мкс, затем усиливается в УЗК и детектируется его АД. На выходах ПК и ЗК образуется прямая и задержанная
последовательности двуполярных видеоимпульсов, поступающих
на СТР. СМ.2. Импульс СТР. ПК подключает прямой канал к СТР.
СМ.2 только на коротком интервале (416 мкс), а импульс СТР. ЗК
подключает задерживающий канал только на длинном интервале
(500 мкс). В результате на выходе СТР. СМ.2 формируются импульсы ВС БУ с постоянным интервалом следования (458 мкс),
согласованным с ЗИ ПАСС (рис.3.18, б).
Выходной сигнал ВС БУ поступает на СТР. СМ.3 блока
БЧК. Этот блок предназначен для компенсации (вычитания) видеоимпульсов одинаковой полярности и величины в текущем и
предыдущем периодах, а также для формирования начальной
(опорной) последовательности видеоимпульсов ЗИ БЧК для синхронизации всех узлов ПРЛ в режимах СДЦ и СДЦ+ПАСС.
На вход ВОЗБ.2 БЧК поступают биполярные ВС БУ и проходят на АМ возбудителя во время действия импульса СТР. ВХ.
(время рабочей части периода длительности 267 мкс), формируемого ГЕНЕР. СТР.2. Это значит, что вне этого строба на входе
130
СТР. СМ.3 отсутствуют ВС БУ и шумы приемника, что создает
условия для прохождения сигнала ЗИ БЧК по задерживающему
каналу в конце нерабочей части каждого периода ЗИ ПАСС.
Выходной сигнал ВОЗБ.2 проходит по ПК и ЗК. С АД этих
каналов видеосигналы поступают на вычитающее устройство
(ВЧУ), на выходе которого образуются биполярные сигналы
движущихся целей (ЛА) и нескомпенсированные остатки ПП.
Высококачественная компенсация ПП достигается только
при одинаковых коэффициентах передачи ПК и ЗК. Для выравнивания их коэффициентов передачи предусмотрена ручная регулировка усиления УПК и УЗК, а также автоматическое выравнивание усиления (АВУ) с помощью соответствующей схемы в БЧВ.
Блок череспериодного вычитания предназначен для преобразования биполярных ВИ движущихся целей в ВИ положительной
полярности, а также для выдачи управляющих сигналов АВУ на
УПК и УЗК. Выходной сигнал ВЧУ поступает на видеоусилитель
(ВУ) БЧВ. Этот ВУ имеет два канала: канал преобразования полярности ВИ движущихся целей и канал усиления нескомпенсированных остатков контрольного сигнала ПП, имитирующего пассивную
помеху. Выходное напряжение ВУ, управляющее АВУ, соответствует величине и полярности нескомпенсированного остатка от постоянно действующего контрольного сигнала ПП, проходящего через БЧК на правах ВС на нерабочем участке периода. Схема АВУ
вырабатывает такие регулирующие сигналы на УПК и УЗК, которые выравнивают величины выходных ВИ каналов, т. е. приводят
нескомпенсированные остатки КС ПП практически к нулю.
Блок автоматического контроля предназначен для формирования контрольного сигнала и непрерывного контроля работоспособности УСДЦ. Контрольный сигнал имитирует радиолокационный сигнал на выходе приемника и состоит из трех видеоимпульсов, следующих с интервалом 4 мкс перед ЗИ СДЦ КОМ.
Первый ВИ переменной величины (на коротком интервале он
присутствует, на длинном – отсутствует) имитирует видеосигнал
движущейся цели (ЛА). Второй и третий ВИ, имеющие постоянные величины и полярности на обоих интервалах, имитируют
пассивные помехи. Контрольный сигнал вырабатывается при на-
131
личии импульсов ЗИ СДЦ (ЗИ БЧК) и ЗИ СДЦ КОМ. В первом
случае проверяется работоспособность БЧК, во втором случае –
работоспособность всего УСДЦ. КС поступает на вход БУ за 13,5
мкс до начала рабочего интервала (267 мкс). В это время ВС и
шумы с выхода приемника не поступают на вход БУ.
При исправном устройстве селекции движущихся целей
блок автоматического контроля вырабатывает сигнал РАБОТА,
который высвечивается на передней панели БУ. Если величина
нескомпенсированных остатков ПП не превышает 15% от максимальной величины сигнала ВС СДЦ, то выдается сигнал +27 В на
табло РАБОТА. Когда остатки ПП превышают указанный уровень, сигнал РАБОТА снимается.
Выходные однополярные ВИ с видеоусилителя поступают
на блок сопряжения режимов (БСР) в БЧВ.
БСР предназначен для реализации совмещенного режима
СДЦ + ПАСС. Дело в том, что перед выходом на посадочный
курс (при подходе к 4-й точке разворота) радиальная скорость ЛА
относительно ПРЛ близка к нулю. В этом случае УСДЦ не сможет выделить цель. Возобновление наблюдения цели произойдет
после прохода 4-й точки разворота. Следовательно, применение
режима СДЦ в чистом виде при управлении заходом на посадку
затруднено. Участок наблюдения сигналов в режиме СДЦ по
дальности выбирается в пределах от 4 до 15 км путем изменения
длительности СТР. ВХ., формируемого в БКИ.
БСР состоит из двух основных каналов: канала формирования управляющих импульсов и канала объединения видеоимпульсов ПАСС и СДЦ. Схема формирования управляющих импульсов определяет время прохождения сигнала ПАСС на ИКГ.
Длительность этого импульса изменяется с помощью потенциометров СЕКТОР. Схема объединения видеосигналов обеспечивает совмещение сигналов ПАСС и СДЦ. Интервал совмещения
при необходимости может изменяться.
3.4.10. Устройство отображения видеосигналов
Устройство отображения видеосигналов предназначено [5]:
132
- для прямоугольной развертки электронного луча индикатора в координатах дальность-угол места (глиссады) и дальностьугол азимута (курса);
- для преобразования координатных ВИ (пачки ВИ) в отметки целей в виде светящихся вертикальных пятен;
- для формирования на экране индикатора меток дальности
в виде в виде светящихся вертикальных линий;
- для формирования на экране угловых меток в виде горизонтальных светящихся линий, обозначающих сектор 0…7,5º в
зоне глиссады и сектор ± 10º в зоне курса;
- для высвечивания на экране угловых положений лучей антенны курса в зоне глиссады и антенны глиссады в зоне курса, при
которых облучаются цели (указываются азимут и угол места ОЦ);
- для высвечивания на экране индикатора заданной линии
планирования (ЗЛП) и линий равных отклонений (ЛРО) от ЗЛП,
выход отметок целей за которые не допускается.
Блок-схема устройства отображения видеосигналов (УОВ)
приведена на рис.3.19. В её состав входят:
- ДУ – датчики углов сканирования, а также углов доворота
и углов наклона соответственно антенн глиссады и курса;
- БРН-021 – блок развертывающих напряжений по азимуту
(курсу) и углу места (глиссаде);
- БУО-П – блок управления отображением видеоимпульсов;
- БИ-45 – блок индикатора, включающий электроннолучевая трубка, блок питания, катушки отклонения электронного
луча по осям Х и Y, усилители развертки и видеосигналов.
Блок развертывающих напряжений обеспечивает формирование линейного напряжения вертикальной развертки (по оси Y)
электронного луча индикатора при изменении угловых положений антенны глиссады в секторе -1º … 8º в вертикальной плоскости и антенны курса в секторе ± 17,5º в горизонтальной плоскости. Блок состоит из двух одинаковых каналов, каждый из которых включает формирователи напряжений развертки глиссады и
курса. Второй канал используется при выходе из строя первого.
Формирователи напряжений развертки глиссады и курса аналогичны по структуре.
133
Рис.3.19. Блок-схема устройства отображения видеосигналов
Принцип работы блоков БРН и БУО рассмотрим по структурной схеме УОВ, приведенной на рис.3.20.
Генератор (Г) вырабатывает гармоническое напряжение с
частотой 6 кГц. Это напряжение запитывает роторные обмотки
сельсинов СГ и СК и подается в качестве опорного на фазовые детекторы ФДГ и ФДК. Роторы сельсинов механически связаны с валами качания антенн. При сканировании антенны со статорной
обмотки сельсинов снимаются амплитудно-модулированное колебания UСТГ и UСТК. Их амплитуда изменяется пропорционально
синусу угла поворота антенны. Напряжения UСТГ и UСТК поступают на вторые входы ФДГ и ФДК соответственно. Выходное напряжение ФД пропорционально синусу угла поворота антенны.
Однако антенны сканируют в малых секторах, где допустимо
sinαА ≈ αА, поэтому на выходе ФД напряжение оказывается практически линейным, то есть пропорциональным углу поворота антенны. Напряжения UФДГ и UФДК поступают в БУО на устройства
согласования (УС-Г, УС-К) и формирователи меток индикации
положения антенн глиссады и курса (ФМИ-Г, ФМИ-К), генераторы линий положения (ГЛП-Г, ГЛП-К). Формирователь импульса
запуска (ФИЗ) обеспечивает синхронизирующими импульсами
платы БУО. ИЗ ИКГ поступают из БСФ. ФИЗ формирует синхроимпульсы ИЗ-1, ИЗ-2, ИЗ-3. Последовательность ИЗ-1 не задержи-
Рис.3.20. Структурная схема устройства отображения видеосигналов
134
135
вается относительно ИЗ ИКГ и используется при формировании
меток дальности (МД), в том числе юстировочных. Импульсы
ИЗ-2 задерживаются относительно ИЗ ИКГ на 8…15 мкс и также используются при формировании МД. Величина задержки
изменяется переключателями СДВИГ НАЧАЛА на передней
панели БУО. Импульсы ИЗ-3 задерживаются относительно ИЗ
ИКГ на 0,4 мкс и используются при формировании напряжения
развертки по координате Х (дальности).
Импульсы ИЗ-3 поступают на формирователь развертки ФРХ. Он представляет собой генератор линейного напряжения (пилообразных импульсов) на базе операционного усилителя с нелинейным элементом на выходе. Поэтому на выходе генератора получается напряжения развертки дальности, нарастающее по закону, близкому к логарифмическому (рис.3.21). Импульс развертки
дальности заканчивается с приходом импульса «конец дистанции» (КД). Момент прихода импульса КД зависит от выбранного
масштаба дальности (20 или 40 км).
Рис.3.21. Напряжение развертки по координате Х
Напряжение развертки UРХ с выхода формирователя ФР-Х
поступает на смеситель коммутатора развертки КР-Y. На смеситель также подается постоянное напряжение смещения ± ЕСМ начала развертки дальности из центра влево на край экрана. Суммарное напряжение UРХ с коммутатора КР-Y поступает на горизонтально отклоняющие катушки ИКГ (БИ-45).
Напряжения UФДГ и UФДК, пропорциональные углам качания
антенн глиссады и курса поступают через устройства согласования
136
УГ-С и УС-К на коммутатор напряжения развертки КР-Y. Туда так
же поступают импульсы зоны глиссады (ИЗГ) и курса (ИЗК), определяющие очередность работы каналов развертки глиссады и курса. Длительность сигналов «зона курса» (ЗК) и «зона глиссады»
(ЗГ) определяются временем перемещения антенн глиссады и курса
в одном из направлений: слева направо, сверху вниз, справа налево,
снизу вверх (рис.3.22). Стрелками обозначено направление движения антенн. Напряжение смещения + Есм смещает начало вертикальной развертки глиссады вверх, а напряжение – Есм смещает
начало вертикальной развертки курса вниз. Коммутатор развертки
КР-Y предназначен для коммутации напряжений развертки по координатам Х и Y и суммирование их с напряжением смещения.
Рис.3.22. Напряжение развертки по координате Y
Длительность разверток глиссады и курса соответственно
равна τРГ = 0,33 с, τРК = 0,54 с, а длительность сигналов зон глиссады и курса – τЗГ = 34 с, τЗк = 94 с.
С приходом на формирователь меток (ФМ) импульса ИЗ-2
вырабатывается десять 1 км и 5 км меток, точнее ВИ отображения этих меток. Из них формируются видеоимпульсы «Конец координат» (КК) и «Конец дистанций» (КД), соответствующие
масштабам 20 и 40 км. Эти импульсы определяют очередность
прохождения напряжений вертикальной развертки с БРН через
коммутатор развертки КР-Y.
Сигнал КК соответствует дальности 46 км. Зона от сигнала
137
КК одной развертки дальности до сигнала КД другой развертки
отводится для отображения радиолокационной информации. Зона
от сигнала КД одной развертки до сигнала КК этой же развертки
не используется. Видеоимпульсы для формирования меток 1 км и
5 км поступают на смеситель сигналов (СМ), а с него – на ИКГ.
Формирователи меток индикации (ФМН-Г, ФМИ-К) обеспечивают утолщение (увеличение яркости) масштабных МД в
пределах лучей антенн глиссады и курса. На формирователи с
выходов ФДК и ФДГ поступают напряжения углового положения
антенн глиссады и курса, а также постоянные напряжения UУД и
UУН, пропорциональные углам доворота АГ и наклона АК, от датчиков угла доворота (ДУДГ) и угла наклона (ДУНК). В результате
на выходе ФМИ-Г и ФМИ-К формируются импульсы «Строб индикации Г и К» (СИГ и СИК), временное положение середины которых соответствует угловому положению АГ и АК, а длительность пропорциональна ширине ДНА в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В результате этого на выходах формирователей образуются последовательности импульсов увеличения яркости дальности, выделяя так называемые метки индикации положения антенны (МИПА) при облучении цели. Последовательность этих ВИ поступает на СМ, а с него – на ИКГ.
Генераторы линий планирования (ГЛП-Г, ГЛП-К) обеспечивают отображение на экране индикатора ЗЛП и ЛРО в зонах
глиссады и курса. На генераторы поступают напряжения углового положения антенн глиссады и курса с ФДГ и ФДК блока развертывающих напряжений и импульсы ИЗ ИКГ. На выходах генераторов формируются последовательности тройных видеоимпульсов. Средние импульсы высвечивают на соответствующих
развертках дальности короткие черточки, образующие заданную
линию планирования. Так как развертка дальности нелинейная
(точнее неравномерная), то получающаяся заданная линия планирования отражает неравномерность развертки. Крайние видеоимпульсы аналогичным образом высвечивают на экране линии
равных отклонений. Временной интервал между средним и крайним видеоимпульсом пропорционален допустимому линейному
отклонению ЛА от заданной линии планирования.
138
Импульсы «Подсвет» (ПС) вырабатываются формирователем
сигналов подсвета (ФСП). На его входы поступают ИЗ-3, КД и
стробирующие сигналы «зона К» и «зона Г» (UЗК и UЗГ). На выходе
получаются сигналы подсвета глиссады (СП-Г) и курса (СП-К).
С формирователя сигнала подсвета на смеситель СМ поступает видеоимпульс, длительность которого определяет продолжительность прохождения всех видеосигналов (видеоимпульсов целей, меток 1 км и 5 км, УМГ и УМК, меток индикации положения антенны (ИПА), меток ЗЛП и ЛРО). Она определяется временем от ИЗ-3 до импульса «Конец дистанции» в зависимости от масштаба дальности.
4. АППАРАТУРА ПЕЛЕНГОВАНИЯ, РАДИОСВЯЗИ
И ОБЪЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ РСП-6М2
4.1. Предназначение, режимы работы и
тактико-технические характеристики АРП-11
Наземный автоматический радиопеленгатор АРП-11 (Е-519)
предназначен для определения пеленга ЛА во время работы передатчика бортовой радиостанции, отсчета пеленга операторами
на основном и выносном индикаторах и передачи его на борт ЛА
по каналу радиосвязи с помощью радиостанции Р-863. При совместной работе АРП-11 с РСП-6М2 можно осуществить индивидуальное опознавание ЛА. В этом случае линия пеленга в направлении на летательный аппарат, с которым ведется в данный
момент времени радиообмен с помощью командной радиостанции, отображается на ИКО ДРЛ.
В АРП-11 предусмотрены два режима работы: одноканальный (работает первый или второй комплект аппаратуры, определяющий пеленг только одного ЛА) и двухканальный (работают
оба комплекта аппаратуры, определяющие пеленги двух ЛА, радиостанции которых работают на разных частотах).
Автоматический радиопеленгатор АРП-11 имеет следующие
тактико-технические характеристики:
1. Диапазон рабочих частот:
139
100…150 МГц (метровые волны, МВ);
220…400 МГц (дециметровые волны, ДЦВ).
2. Дальность пеленгования (ДП) в зависимости от высоты полета ЛА и диапазона волн АРП приведена в табл.6.
Таблица 6
Высота
полета ЛА, м
1000
3000
10000
ДП, км (МВ )
Дп, км (ДЦВ)
80
150
250
100
180
250
3. Погрешность пеленгования – не более 2º.
4. Возможно пеленгование одновременно двух ЛА, радиопередатчики которых работают на разных частотах.
5. Возможно пеленгование по двум одинаковым или по одному двухканальному цифровому индикатору.
6. При использовании АРП-11 в составе РСП-6М2 возможно
индивидуальное опознавание ЛА на индикаторе кругового обзора
диспетчерского радиолокатора или на ВИСП-75 по линии пеленга, указывающей отметку цели.
4.2. Предназначение, состав и тактико-технические
характеристики аппаратуры радиосвязи
Аппаратура радиосвязи обеспечивает группе руководства
полетами двухстороннюю симплексную радиосвязь с самолетами, находящимися в зоне действия диспетчерского радиолокатора, по трем независимым каналам в УКВ и ДЦВ диапазонах.
Кроме того, эта аппаратура обеспечивает работу трех независимых
каналов автоматического радиопеленгатора АРП -11.
Аппаратура радиосвязи включает три радиостанции типа Р863. Радиостанции, работающие с АРП в режиме приема, работают от антенны АРП через предварительные высокочастотные
усилители, а в режиме передачи – на дискоконусную антенну.
140
Радиостанция, работающая только на радиосвязь, нагружена на
дискоконусную антенну.
Радиостанция Р-863 имеет следующие основные тактикотехнические характеристики [4]:
1. Дальность связи (ДСВ) при высоте антенны 16 м в зависимости
от высоты полета ЛА (НЛА) составляет ДСВ = 150 км при НЛА = 1000 м;
ДСВ = 300 км при НЛА = 5000 м;
ДСВ = 430 км при НЛА = 10000 м.
2. Высотность – 35000 м.
3. Диапазон рабочих частот
100…149,75 МГЦ (МВ, УКВ);
220…399,75 МГц (ДМВ).
4. Количество рабочих частот в диапазоне: МВ – 2000, ДМВ – 7200.
5. Шаг сетки частот – 25 кГц.
6. Количество частот предварительной настройки – 20.
7. Время перехода с канала на канал – не более 1,5 с.
8. Время перехода с приема на передачу и обратно – не более 0,5 с.
9. Цикличность работы – 1 мин передача, 5 мин прием.
10. Мощность передатчика при работе на эквивалент антенны и
отключенной модуляции – не менее 30 Вт.
11. Чувствительность приемника – не хуже 3 мкВ.
12. Полоса пропускания приемника при ослаблении:
в 2 раза (6 дБ: – узкая 18 кГц; широкая 40 кГц;
в 1000 раз (60 дБ) – узкая 45 кГц; широкая 90 кГц.
13. Порог срабатывания подавителя шума превышает чувствительность приемника.
14. Виды модуляции – АМ, ЧМ, ЧТ.
15. Коэффициент модуляции передатчика
в режиме АМ – не менее 80%;
девиация частоты в режиме ЧМ – не менее 4 кГц;
девиация частоты в режиме ЧТ – не менее ±3 кГц.
16. Скорость телеграфирования – 300…4800 Бод.
Кроме аппаратуры радиосвязи, операторы РСП могут использовать также аппаратуру телефонной и громкоговорящей
связи: телефонная связь обеспечивает операторов РСП связью со
141
всеми службами аэродрома и передвижной электростанцией
ПЭП-6М2, а аппаратура громкоговорящей связи – внутреннюю
связь с ПЭП-6М2 и внешнюю с КДП.
4.3. Предназначение, состав и тактико-технические
характеристики аппаратуры объективного контроля
4.3.1. Аппаратура звукозаписи
Аппаратура звукозаписи включает два магнитофона МН-61
[4]. Включение магнитофонов производится одновременно с дистанционным включением радиостанций. Магнитофоны документируют радиообмен оператора посадки с экипажами самолетов
по любым выбранным каналам радиосвязи
Магнитофоны имеют следующие технические характеристики:
разборчивость слов при воспроизведении речи, записанной с
ларингофонов Ла-5 в шумах 120 дБ , %
-  90%;
длительность непрерывной записи, ч -  5,5;
тип звуконосителя
- проволочный.
При местном включении каналов радиосвязи магнитофоны
не включаются.
4.3.2. Аппаратура фотоконтроля
Аппаратура фотоконтроля предназначена для съемки на
фотопленку радиолокационного изображения с экранов индикаторов курса и глиссады при посадке самолета. Съемка выполняется с помощью контрольного прибора ПАУ-476-1.
ПАУ-476-1 имеет следующие технические характеристики [4]:
тип объектива
Индустар-10;
фокусное расстояние, мм
50;
диафрагма
от 1:5,6 до 1:11;
угол поля зрения прибора по кадру 20º30' × 27º;
время экспонирования
4 мин;
ширина пленки, мм
35;
запас пленки в кассете, м
16;
142
напряжение питания, В
масса прибора, кг
+27 В 10%;
2.
5. СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ПИТАНИЯ РСП-6М2
5.1. Электростанция ПЭП-6М2
Передвижная электростанция ПЭП-6М2 («Север») предназначена для электроснабжения РСП-6М2 трехфазным напряжением 220 В 400 Гц.
Состав электростанции [3]:
- автоприцеп на шасси МАЗ-520Б;
- агрегат электрический дизельный АД-30 (2 шт.):
- сетевой преобразователь ВПЛ-30М;
- преобразователь ПО-550Ф;
- трансформатор АОС-0,5;
- селеновый выпрямитель ВСА-10А (2 шт.);
- щит управления;
- телефонный аппарат ТА-57;
- батарея аккумуляторная 6СТЗИ-140 (5 шт.);
- устройство отопительно-вентиляционное ОВ-65;
- барабаны с кабелями (5 шт.).
Технические характеристики ПЭП-М2:
- электростанция вырабатывает переменное трехфазное напряжение 220 В 400 Гц мощностью 30 кВт;
- режим работы круглосуточный;
- потребляемая мощность при использовании преобразователя ВПЛ-30М - 42 кВт;
- расход топлива агрегатов АД-30 – 15 кг в час;
- при использовании в качестве источника преобразователя
ВПЛ-30М входное напряжение 220 В или 380 В 50 Гц.
Электростанция представляет собой передвижную установку, транспортируемую тягачом.
Основными источниками переменного трехфазного напряжения 220 В 400 Гц являются либо дизель-генераторы типа АД-30
143
(I или II), либо преобразователь ВПЛ-30М, выходное напряжение
которого в кабели сетевого питания щита кабельного ввода. При
этом преобразователь ВПЛ-30М запитывается сетевым напряжением 220 В или 380 В 50 Гц от стационарных источников. Генератор АД-30, преобразователь ВПЛ-30 имеют выходные обмотки,
соединенные «звездой» с выведенным нулем. Выходные напряжения агрегата АД-30 и преобразователя ВПЛ-30 могут регулироваться как в автоматическом, так и ручном режимах. Автоматические регуляторы обеспечивают поддержание постоянства выходного напряжения как при изменении сетевого напряжения 220
В (380 В) 50 Гц и числа оборотов дизеля АД-30, так и при изменении сопротивления нагрузки.
Преобразователь ПО-550Ф обеспечивает преобразование
постоянного напряжения, полученного путем выпрямления напряжений 220/380 В 50 Гц или 220 В 400 Гц, в переменное напряжение. Это напряжение подается на трансформатор АОС-0.5, на выходе которого получается напряжение 220 В 50 Гц, использующееся во вспомогательной (аварийной) сети.
Аккумуляторная батарея используется для питания ламп
освещения, а также для питания радиостанции в аварийном режиме. Зарядка батарей выполняется от селеновых выпрямителей ВСА-10А (I или II).
Питание ВСА-10А может производиться как от сети 220 В
400 Гц, так и от внешней сети 220/380 В 50 Гц.
Щит управления выполняет следующие функции: автоматическое переключение приборов освещения от сети 220/380 В 50
Гц на бортовые аккумуляторы или от генераторов АД-30 на аккумуляторы и наоборот; запитку и управление отопительновентиляционной установкой ОВ-65, коммутацию напряжений для
преобразователей ПО-550Ф и ВСА-10А от сети 220В/380 В 50 Гц
или 220 В 400 Гц.
5.2. Щиты распределения питания
Для распределения и коммутации электроэнергии в системе
питания используется два распределительных щита питания ЩП-5
144
и ЩП-6. Щит распределительный ЩП-5 предназначен для подсоединения наружных кабелей, идущих от передвижной электростанции ПЭП-6М2 к ПРЛС-6М2, распределения питающих напряжений
по устройствам аппаратной прицепа, защиты первичной сети от
коротких замыканий и перегрузок, контроля напряжений сети, а
также для осуществления дистанционного включения устройств
(потребителей). Расположен ЩП-5 в аппаратной КУНГа.
Щит распределительный ЩП-6 предназначен для подключения питающих напряжений от электростанции ПЭП-6М2 и
распределения их по устройствам отсека радиосвязи, защиты
первичной сети от коротких замыканий и перегрузок, а также
для дистанционного включения устройств ПЭП-6М2. Щит установлен в радиоотсеке ПЭП-6М2.
6. КОНТРОЛЬНАЯ АППАРАТУРА РСП-6М2
6.1. Предназначение и технические характеристики
контрольного ответчика СО-63ТМ
Выносной контрольный ответчик СО-63ТМ предназначен
для оперативного контроля работоспособности РСП-6М2. Контрольный ответчик является имитатором самолетного радиолокационного ответчика и выполняет следующие функции:
прием запросных сигналов РЛС;
декодирование запросных кодов и задержку ответных
сигналов;
кодирование ответных сообщений;
передача ответных сигналов РСП-6М2.
Выносной контрольный ответчик устанавливается на штативе параллельно взлетно-посадочной полосе на расстоянии
25…50 м от РСП.
Самолетный ответчик СО-63ТМ имеет следующие технические характеристики:
а) при работе с ДРЛ:
рабочая частота приемника – 837,5  2,5 МГц;
чувствительность приемника – 84дБ/Вт;
145
полоса пропускания приемника – 30 МГц;
динамический диапазон приемника – 30 дБ;
код запроса бортового номера – 9,4 мкс;
код запроса высоты – 14 мкс;
рабочие частоты передатчика – 730, 740, 750 МГц;
мощность передатчика – не менее 250 Вт;
длительность ответного радиоимпульса – 0,6…1 мкс;
координатные ответные коды – 11 мкс и 14 мкс;
координатный код опознавания – 6 мкс;
передаваемая информация в режиме «УВД» –
бортовые номера – до 100000;
высота – до 15000 м (с градацией 10 м);
запас топлива – 10 разовых сообщений;
задержка ответных сигналов осуществляется на время, соответствующее дальностям – 30, 50, 100 и 150 км;
б) при работе с ПРЛ:
частота настройки приемника – 9370  100 МГц;
чувствительность приемника – 62 дБ/Вт;
динамический диапазон приемника – 30 дБ;
коды запроса в режиме УВД –
по курсу
–
5,4 мкс;
по глиссаде
–
3,0 мкс;
код запроса в режиме «РСП» – 5,4 мкс;
код ответный по курсу и глиссаде – 9 мкс.
При работе с ПРЛ используется трехимпульсная система
подавления запросных сигналов по боковым лепесткам основных антенн.
Напряжения питания СО-63ТМ – 220 В 400 Гц и + 27 В.
6.2. Имитатор СДЦ
Имитатор СДЦ предназначен для создания на экране индикатора курса отметки от цели при работе ПРЛ-6М2 в режиме
СДЦ. Эта отметка будет отображать действительное положение имитатора на местности и использоваться для обозначения
продолжения оси взлетно-посадочной полосы и курса посадки.
146
Имитатор СДЦ устанавливается в районе ближнего радиомаркера на продолжении оси ВПП и на удалении 1000 м от ее торца. Кроме того, использование имитатора СДЦ позволяет проверить работоспособность ПРЛ-6М2 в режиме СДЦ.
Имитатор СДЦ имеет два режима работы: ручной и автоматический. В автоматическом режиме включение имитатора осуществляется с помощью блока проверки частоты повторения.
Питание СДЦ осуществляется от сети 220 В 50 Гц.
7. ТРЕБОВАНИЯ К ТАКТИЧЕСКИМ И ТЕХНИЧЕСКИМ
ПОКАЗАТЕЛЯМ РСП
Современный радиолокатор можно рассматривать как сложную радиотехническую информационную систему, предназначенную для определения с помощью электромагнитных волн местоположения воздушных объектов и характеристик их движения. В
качестве исходных данных при расчете технических характеристик РСП берутся их тактические характеристики, которые позволяют судить о возможности использования данного радиолокатора
в качестве источника информации.
Основные тактические характеристики РСП полностью задаются параметрами зоны управления полетами. К параметрам, характеризующим зону управления полетами, относятся: площадь
зоны, минимальный и максимальный используемые эшелоны полета самолета, а также интенсивность воздушного движения, обеспечиваемая в зоне при заданном уровне безопасности полетов.
Международная организация гражданской авиации (ICAO –
International Civil Aviation Organization) установила нормы и рекомендации относительно выбора тактических параметров посадочных радиолокаторов [1]. Предполагается, что ПРЛ может вместе с
ДРЛ входить в состав системы управления посадкой по командам с
земли или использоваться автономно.
В соответствии с нормами IСАО зона обнаружения посадочного радиолокатора определяется следующим образом [1].
Посадочный радиолокатор должен обнаруживать и управлять
экипажем воздушного судна с эффективной отражающей поверх-
147
ностью не менее σЦ = 15 м2, которое находится в пространстве,
ограниченном сектором по азимуту Ф = 20° и по углу места θ = 7°
на расстоянии не менее 17 км от антенны радиолокатора.
Точность измерения координат ПРЛ в азимутальной плоскости определяется нормами в виде зависимости максимально
допустимой погрешности определения координат от расстояния
до воздушного судна и его отклонением от заданной линии планирования в соответствующей плоскости. Максимальная допустимая погрешность отклонения воздушного судна от линии курса в
азимутальной плоскости не должна превышать 0,6% расстояния
от антенны ПРЛ до воздушного судна плюс 10% отклонения его
от линии от курса в азимутальной плоскости либо 9 м, в зависимости от того, какая из этих величин больше. Аналитически это
условие можно представить в виде:
σМАКС К ≤ 0,006Д + 0,1|ΔS|,
где σМАКС К ≤ 9 м – максимальная допустимая погрешность определения отклонения воздушного судна от линии курса в азимутальной плоскости; Д – расстояние от антенны ПРЛ до воздушного
судна, м; ΔS – отклонение воздушного судна от линии курса в азимутальной плоскости, м.
Точность измерения координат ПРЛ по углу места определяется следующим образом. Максимальная допустимая погрешность в определении отклонения воздушного судна от заданной
траектории посадки в вертикальной плоскости не должна превосходить 0,4% расстояния от антенны ПРЛ до воздушного судна
плюс 10% фактического линейного отклонения по вертикали от
траектории посадки либо 6 м в зависимости от того, какая из этих
величин больше, т.е.
σМАКС Г ≤ 0,004Д + 0,1|ΔH|,
где σМАКС Г ≤ 6 м – максимальная допустимая погрешность определения отклонения воздушного судна от заданной траектории посадки в вертикальной плоскости, м; Д – расстояние от антенны
ПРЛ до воздушного судна, м; ΔH – отклонение воздушного судна
от заданной траектории посадки в вертикальной плоскости, м.
Точность измерения координат ПРЛ по дальности определяется погрешностью в измерении расстояния от расчетной точки
148
приземления (РТП) до воздушного судна. Максимальная погрешность не должна превышать 30 м плюс 3% расстояния от расчетной точки приземления до ЛА, т.е.
σМАКС Д ≤ 30+0,03ДРТП,
где ДРТП – расстояние от расчетной точки приземления до ЛА, м.
Согласно нормам ICAO разрешающая способность ПРЛ по
азимуту должна быть не хуже 1,2°, по углу места – 0,6°, по дальности – 120 м.
Определенные требования предъявляются к форме отображения информации, получаемой с помощью посадочных радиолокаторов. Информация по азимуту и углу места должна отображаться таким образом, чтобы, можно было легко следить за отклонениями воздушного судна влево и вправо, вверх и вниз от заданной траектории снижения. Информация должна быть достаточной для того, чтобы определить место управляемого воздушного
судна по отношению к другим ЛА и препятствиям. Система индикации должна допускать возможность определения путевой скорости и скорости удаления от заданной траектории полета или
приближения к ней. Информация должна полностью обновляться,
по крайней мере, ежесекундно.
Диспетчерский радиолокатор, входящий в радиолокационную систему управления посадкой ЛА по командам с земли, должен удовлетворять следующим нормам, рекомендованным ICAO.
Зона обнаружения: ДРЛ должен обнаруживать ЛА с отражающей площадью σЦ = 15 м2 и более, находящихся в зоне прямой видимости (из точки расположения антенны) в пределах пространства, охватывающего: ФАЗ =360°, ДОБН ≥ 37…46 км, НОБН ≥
3…4 км. Погрешность определения положения отметки цели по
азимуту не должна быть больше ± 2°.
Погрешность определения дальности не должна быть
больше 5% от действительного расстояния до цели или 150 м в
зависимости от того, какая из этих величин больше, т.е.
σМАКС Д ≤ 0,05Д или σМАКС Д ≤ 150 м,
где Д – наклонная дальность до цели.
Для новых РЛС, спроектированных после принятых норм
ICAO, погрешность индикации дальности не должна превышать
149
3% от действительного расстояния до цели или 150 м в зависимости от того, какая из этих величин больше.
Разрешающая способность станции по азимуту должна
быть не хуже 4°. Разрешающая способность ДРЛ по дальности
должна быть не хуже 1% расстояния от антенны до цели либо
230 м в зависимости от того, какая из этих величин больше. Информация о дальности и азимуте любого ЛА, находящегося в
пределах зоны обнаружения радиолокатора, должна возобновляться не реже чем через каждые 4 с.
Для радиолокационных систем с активным ответом устанавливается зона обнаружения, определяемая следующими параметрами:
- максимальная дальность действия 370 км;
- минимальная дальность действия 1,85 км;
- максимальный угол места 45°;
- минимальный угол места 0,5°.
Зона должна быть обеспечена при любых метеорологических условиях и на всех азимутах. Запросные сигналы должны
посылаться на частоте 1030 ± 0,2 МГц, ответные - на частоте 1090
± 0,3 МГц. Поляризация запросных и ответных сигналов должна
быть вертикальной.
Поскольку нормальное функционирование вторичного канала РЛС, зависит не только от наземной аппаратуры, но и от бортовой, необходимо, чтобы параметры запросчика и ответчика были
взаимно согласованы. Поэтому нормы ICAO устанавливаются не
только на тактические, но и на технические характеристики радиолокаторов, работающих в активном режиме. Для уменьшения
излишних запусков ответчиков рекомендуется, чтобы частота повторения запросов была минимально возможной, максимальная
частота повторения запросов не должна быть больше 450 Гц.
150
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Технические системы и средства, создаваемые для единой
системы организации воздушного движения России. Каталог. –
М., 1998.
2. Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть 1./ С.И. Волков и др. – М.: МИРЭА, 2005.-171с.
3. Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть 2./ С.И. Волков и др. – М.: МИРЭА, 2007.-103с.
4. Техническое описание РСП-6М2.
5. Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть 3./ С.И. Волков и др. – М.: МИРЭА, 2008.-128 с.
6. Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть 4./ С.И. Волков и др. – М.: МИРЭА, 2008.-116с.
151
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ………..………....……………………………………..
1. Общие сведения о радиолокационной системе
посадки РСП-6М2……………………………………………….
1.1. Предназначение и состав ………………………………......
1.2. Размещение ПРЛС и ПЭП на автотранспорте…………….
1.3. Размещение ДРЛ-6М2 и ПРЛ-6М2 в аппаратной
ПРЛС-6М2…..…………………………………………………..
1.4. Размещение РСП-6М2 на аэродроме………………………
2. Диспетчерский радиолокатор ДРЛ-6М2……………….……
2.1. Предназначение и режимы работы ДРЛ…………………..
2.2. Тактико-технические характеристики ДРЛ……………….
2.3. Состав и размещение блоков ДРЛ…………………………
2.4. Структурная схема и принцип действия ДРЛ…………….
2.4.1. Структурная схема ДРЛ……………………..…………...
2.4.2. Принцип работы первичного канала в режиме ПАСС…
2.4.3. Принцип действия первичного канала в режиме СДЦ…
2.4.4. Принцип работы первичного канала в режиме ПАРН…
2.4.5. Принцип действия первичного канала ДРЛ
в совмещенном режиме…………………………………………
2.4.6. Принцип действия вторичного канала в режиме АКТ…
2.4.7. Устройство синхронизации и формирования импульсов
2.4.8. Передающее устройство ДРЛ……………………………
2.4.9. Антенно-фидерное устройство ДРЛ…………………….
2.4.10. Приемное устройство ДРЛ……………………………...
2.4.11. Устройство подавления активных помех……………...
2.4.12. Устройство селекции движущихся целей……………...
2.4.13. Устройство декодирования и очистки сигналов………
2.4.14. Устройство отображения видеосигналов………………
3. Посадочный радиолокатор ПРЛ-6М2 ………..………....…..
3.1. Предназначение и режимы работы ПРЛ ………………….
3.2. Тактико-технические характеристики ПРЛ ………………
3.3. Состав и размещение блоков ПРЛ ………………………...
3.4. Структурная схема и принцип действия ПРЛ ……………
3.4.1. Структурная схема ПРЛ …………………………………
3
5
5
8
9
9
13
13
17
18
21
21
24
27
28
28
29
29
35
39
43
50
56
66
72
82
82
84
86
88
88
152
3.4.2. Принцип работы ПРЛ в режимах ПАСС и АКТ ………. 91
3.4.3. Принцип работы ПРЛ в режимах СДЦ и СОВМ ……… 96
3.4.4. Устройство синхронизации и формирования импульсов. 99
3.4.5. Передающее устройство ДРЛ …………………………... 105
3.4.6. Антенно-волноводное устройство ПРЛ ………………... 109
3.4.7. Приемное устройство ПРЛ ……………………………… 115
3.4.8. Устройство подавления активных помех ……………… 120
3.4.9. Устройство селекции движущихся целей ……………… 125
3.4.10. Устройство отображения видеосигналов ……………... 131
4. Аппаратура пеленгования, радиосвязи и объективного
контроля РСП-6М2 …………………………………………….. 138
4.1. Предназначение, режимы работы и тактико-технические
характеристики АРП-11 ………………………………………... 138
4.2. Предназначение, состав и тактико-технические характеристики аппаратуры радиосвязи ………………………………. 139
4.3. Предназначение, состав и тактико-технические характеристики аппаратуры объективного контроля ………………… 141
4.3.1. Аппаратура звукозаписи ………………………………… 141
4.3.2. Аппаратура фотоконтроля ………………………………. 141
5. Система энергоснабжения и распределения питания РСП-6М2 142
5.1. Электростанция ПЭП-6М2 ………………………………... 142
5.2. Щиты распределения питания ……………………………. 143
6. Контрольная аппаратура РСП-6М2 ………………………… 144
6.1. Предназначение и технические характеристики контрольного ответчика СО-63ТМ………………………………………. 144
6.2. Имитатор СДЦ …………………………………………… 145
7. Требования к тактическим и техническим показателям РСП 146
Библиографический список ……………………………………. 150
Волков Сергей Иванович
Каргапольцев Аркадий Аркадьевич
Николай Николаевич Курилов
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА
ПОСАДКИ РСП-6М2
Учебное пособие
Редактор С.И. Волков
Учебное пособие напечатано в авторской редакции
Подписано в печать 00.00.0000. Формат 60х84 1/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл. печ. л.5,0. Усл. кр.-отт. 40,0. Уч.-изд. л. 5,6.
Тираж 150 экз. С 567
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)»
119454, Москва, пр. Вернадского, 78