РЛС випромінює електромагнітну енергію і виявляє ехосигнали, що приходять від відображених об'єктів, а також визначає їх характеристики. Метою курсового проекту є розглянути РЛС кругового огляду та розрахувати тактичні показники цієї РЛС: максимальну дальність з урахуванням поглинання; реальну роздільну здатність по дальності та азимуту; реальну точність виміру дальності та азимуту. У теоретичній частині наведено функціональну схему імпульсної активної РЛС повітряних цілей для управління повітряним рухом.

Якщо ця робота Вам не підійшла внизу сторінки, є список схожих робіт. Також Ви можете скористатися кнопкою пошук

Радіолокаційні системи (РЛС) призначені для виявлення та визначення поточних координат (дальності, швидкості, кута місця та азимуту) відбитих об'єктів.

РЛС випромінює електромагнітну енергію і виявляє ехо-сигнали, що надходять від відбитих об'єктів, а як і визначає їх характеристики.

Метою курсового проекту є розглянути РЛС кругового огляду та розрахувати тактичні показники цієї РЛС: максимальну дальність з урахуванням поглинання; реальну роздільну здатність по дальності та азимуту; реальну точність виміру дальності та азимуту.

У теоретичній частині наведено функціональну схему імпульсної активної РЛС повітряних цілей для управління повітряним рухом. Також наведено параметри системи та формули для її розрахунку.

У розрахунковій частині були визначені такі параметри: максимальна дальність з урахуванням поглинання, реальна роздільна здатність по дальності та азимуту, точність вимірювання дальності та азимуту.

1. Теоретична частина

1.1 Функціональна схема РЛЗкругового огляду

Радіолокація область радіотехніки, що забезпечує радіолокаційне спостереження різних об'єктів, тобто їх виявлення, вимірювання координат і параметрів руху, а також виявлення деяких структурних або фізичних властивостей шляхом використання відбитих або перевипромінюваних об'єктами радіохвиль або їх власного радіовипромінювання. Інформація, одержувана у процесі радіолокаційного спостереження, називається радіолокаційною. Радіотехнічні пристрої радіолокаційного спостереження називаються станціями радіолокації (РЛС) або радіолокаторами. Самі ж об'єкти спостереження радіолокації називаються радіолокаційними цілями або просто цілями. При використанні відбитих радіохвиль радіолокаційними цілями є будь-які неоднорідності електричних параметрів середовища (діелектричної та магнітної проникності, провідності), в якій поширюється первинна хвиля. Сюди відносяться літальні апарати (літаки, вертольоти, метеорологічні зонди та ін.), гідрометеори (дощ, сніг, град, хмари тощо), річкові та морські судна, наземні об'єкти (будівлі, автомобілі, літаки в аеропортах та ін.) ), всілякі військові об'єкти і т. п. Особливим видом цілей радіолокації є астрономічні об'єкти.

Джерелом інформації радіолокації є радіолокаційний сигнал. Залежно від способів його отримання розрізняють такі види спостереження радіолокації.

1. Радіолокація з пасивною відповіддю,заснована на тому, що випромінювані РЛС коливання зондуючий сигнал відбиваються від мети і потрапляють у приймач РЛС у вигляді відбитого сигналу. Такий вид спостереження іноді називають активною радіолокацією з пасивною відповіддю.

Радіолокація з активною відповіддю,іменована активною радіолокацією з активною відповіддю, характеризується тим, що сигнал у відповідь є не відображеним, а перевипромінюваним за допомогою спеціального відповідача | ретранслятора. При цьому помітно підвищується дальність та контрастність радіолокаційного спостереження.

Пасивна радіолокація заснована на прийомі власного радіовипромінювання цілей, переважно міліметрового та сантиметрового діапазонів. Якщо зондуючий сигнал у двох попередніх випадках може бути використаний як опорний, що забезпечує принципову можливість вимірювання дальності та швидкості, то в даному випадку така можливість відсутня.

Систему РЛС можна як радіолокаційний канал на кшталт радіоканалів зв'язку чи телеметрії. Основними складовими частинами РЛС є передавач, приймач, антенний пристрій, кінцевий пристрій.

Головні етапи радіолокаційного спостереження - цевиявлення, вимірювання, дозвіл та розпізнавання.

Виявленням називається процес прийняття рішення про наявність цілей із припустимою ймовірністю помилкового рішення.

Вимірювання дозволяє оцінити координати цілей та параметри їхнього руху з допустимими похибками.

Розширення полягає у виконанні задач виявлення та вимірювання координат однієї мети за наявності інших, близько розташованих за дальністю, швидкістю і т.д.

Розпізнавання дає можливість встановити деякі характерні ознаки мети: точкова вона чи групова, що рухається чи групова тощо.

Радіолокаційна інформація, що надходить від РЛС, транслюється радіоканалом або кабелем на пункт управління. Процес стеження РЛЗ за окремими цілями автоматизований та здійснюється за допомогою ЕОМ.

Навігація літаків трасою забезпечується за допомогою таких же РЛС, які застосовуються в УВС. Вони використовуються як контролю витримування заданої траси, так визначення місця розташування у процесі польоту.

Для виконання посадки та її автоматизації поряд із радіомаячними системами широко використовуються РЛС посадки, що забезпечують стеження за відхиленням літака від курсу та глісади планування.

У цивільній авіації використовують також низку бортових радіолокаційних пристроїв. Сюди, передусім, належить бортова РЛЗ виявлення небезпечних метеообразований і перешкод. Зазвичай вона служить для огляду землі з метою забезпечення можливості автономної навігації за характерними наземними радіолокаційними орієнтирами.

Радіолокаційні системи (РЛС) призначені для виявлення та визначення поточних координат (дальності, швидкості, кута місця та азимуту) відбитих об'єктів. РЛС випромінює електромагнітну енергію і виявляє ехо-сигнали, що надходять від відбитих об'єктів, а як і визначає їх характеристики.

Розглянемо роботу імпульсної активної РЛС виявлення повітряних цілей для управління повітряним рухом (УВС), структура якого наведена на малюнку 1. Пристрій управління оглядом (управління антеною) служить для перегляду простору (звичайно кругового) променем антени, вузьким у горизонтальній площині та широким у вертикальній.

У РЛС, що розглядається, використовується імпульсний режим випромінювання, тому в момент закінчення чергового зондувального радіоімпульсу єдина антена перемикається від передавача до приймача і використовується для прийому до початку генерації наступного зондувального радіоімпульсу, після чого антена знову підключається до передавача і так далі.

Ця операція виконується перемикачем приймання-передача (ППП). Пускові імпульси, що задають період повторення сигналів зондуючих і синхронізують роботу всіх підсистем РЛС, генерує синхронізатор. Сигнал з приймача після аналого-цифрового перетворювача (АЦП) надходить на апаратуру обробки інформації процесор сигналів, де виконується первинна обробка інформації, що полягає у виявленні сигналу і зміні координат мети. Відмітки цілей та траси траєкторій формуються при первинній обробці інформації в процесорі даних.

Сформовані сигнали разом з інформацією про кутове положення антени передаються для подальшої обробки командний пункт, а також для контролю на індикатор кругового огляду (ІКО). При автономній роботі радіолокатора ІКО є основним елементом спостереження повітряної обстановки. Така РЛС зазвичай веде обробку інформації в цифровій формі. Для цього передбачено пристрій перетворення сигналу на цифровий код (АЦП).

Рисунок 1 Функціональна схема РЛС кругового огляду

1.2 Визначення та основні параметри системи. Формули для розрахунку

Основні тактичні характеристики РЛЗ

Максимальна дальність дії

Максимальна дальність дії задається тактичними вимогами і залежить від багатьох технічних характеристик РЛС, умов поширення радіохвиль та характеристик цілей, які в реальних умовах використання станцій схильні до випадкових змін. Тому максимальна дальність дії є імовірнісною характеристикою.

Рівняння дальності у вільному просторі (тобто. без урахування впливу землі та поглинання в атмосфері) для точкової мети встановлює зв'язок між усіма основними параметрами РЛС.

де E изл - енергія, що випромінюється в одному імпульсі;

S а - ефективна площа антени;

S ефо - ефективна площа мети, що відображає;

 - довжина хвилі;

до р - коефіцієнт помітності (відношення енергій сигнал/шум на вході приймача, при якому забезпечується прийом сигналів із заданими ймовірністю правильного виявлення W по і ймовірністю помилкової тривоги W лт);

Їш - енергія шумів, що діють при прийомі.

Де Р і - і мпульсна потужність;

 та , - Тривалість імпульсів.

Де d аг - горизонтальний розмір дзеркала антени;

d ав - вертикальний розмір дзеркала антени.

k р = k р.т. ,

де k р.т. - Теоретичний коефіцієнт помітності.

k р.т. =,

де q 0 - Параметр виявлення;

N - кількість імпульсів, які приймаються від мети.

де W лт - ймовірність помилкової тривоги;

W по - ймовірність правильного виявлення.

де t обл.

F та - Частота посилок імпульсів;

Q a0,5 - Ширина діаграми спрямованості антени на рівні 0,5 за потужністю

де - Кутова швидкість обертання антени.

де Т обз – період огляду.

де k =1,38  10 -23 Дж/град - постійна Больцмана;

k ш - Коефіцієнт шуму приймача;

T - Температура приймача в градусах Кельвіна ( T = 300К).

Максимальна дальність дії РЛЗ з урахуванням поглинання енергії радіохвиль.

де  осл - Коефіцієнт ослаблення;

 D - ширина шару, що послаблює.

Мінімальна дальність дії РЛЗ

Якщо антенна система не вносить обмежень, то мінімальна дальність дії РЛС визначається тривалістю імпульсу та часом відновлення антенного перемикача.

де с - швидкість поширення електромагнітної хвилі у вакуумі, c = 3?10 8 ;

 та , - Тривалість імпульсів;

τ в - час відновлення антенного перемикача.

Роздільна здатність РЛС по дальності

Реальну роздільну здатність за дальністю при використанні як вихідний пристрій індикатора кругового огляду визначимо за формулою

 (D) =  (D) піт +  (D) інд,

г де  (D ) піт - Потенційна роздільна здатність по дальності;

 (D ) інд - Роздільна здатність індикатора по дальності.

Для сигналу у вигляді некогерентної пачки прямокутних імпульсів:

де з - швидкість поширення електромагнітної хвилі у вакуумі; c = 3∙10 8 ;

 та , - Тривалість імпульсів;

 (D ) інд - Роздільна здатність індикатора за дальністю обчислюється за формулою

г де D шк - граничне значення шкали дальності;

k е = 0,4 - коефіцієнт використання екрану,

Q ф - Якість фокусування трубки.

Роздільна здатність РЛС по азимуту

Реальну роздільну здатність за азимутом визначається за формулою:

 ( аз ) =  ( аз ) піт +  ( аз ) інд ,

де  ( аз ) піт - потенційна роздільна здатність азимуту при апроксимації діаграми спрямованості гаусової кривої;

 ( аз ) інд - Роздільна здатність індикатора по азимуту

 ( аз) піт =1,3  Q a 0,5 ,

 ( аз ) інд = d n M f ,

де d n - Діаметр плями електронно-променевої трубки;

M f масштаб шкали.

де r - Видалення позначки від центру екрана.

Точність визначення координат по дальностіі

Точність визначення дальності залежить від точності виміру запізнення відбитого сигналу, помилок через неоптимальності обробки сигналу, від наявності неврахованих запізнювань сигналу в трактах передачі, прийому та індикації, від випадкових помилок виміру дальності в індикаторних пристроях.

Точність характеризується помилкою виміру. Результуюча середньоквадратична помилка виміру дальності визначається за формулою:

де  (D ) піт - Потенційна помилка вимірювання дальності.

 (D ) розбрат помилка через непрямолинійність поширення;

 (D ) апп - апаратурна помилка.

де q 0 - подвоєне ставлення сигнал/шум.

Точність визначення координат по азимуту

Систематичні помилки при вимірюванні азимуту можуть виникнути при неточному орієнтуванні антеної системи РЛС та внаслідок невідповідності між положенням антени та масштабною електричною шкалою азимуту.

Випадкові помилки вимірювання азимуту мети зумовлюються нестабільністю роботи системи обертання антени, нестабільністю схем формування відміток азимуту, і навіть помилками зчитування.

Результуюча середньоквадратична помилка вимірювання азимуту визначається:

Вихідні дані (варіант 5)

1. Довжина хвилі  , [См] …............................................. ........................... .... 6
2. Імпульсна потужністьР і , [КВт] .............................................. .............. 600
3. Тривалість імпульсів та , [Мкс] .............................................. ........... 2,2
4. Частота посилок імпульсів F та , [Гц] .............................................. ...... 700
5. Горизонтальний розмір дзеркала антени d аг [м] ................................ 7
6. Вертикальний розмір дзеркала антени d ав , [М] ................................... 2,5
7. Період огляду Т обз , [С] .............................................. .............................. 25
8. Коефіцієнт шуму приймача k ш ................................................. ....... 5
9. Можливість правильного виявлення W по ............................. .......... 0,8
10. Імовірність помилкової тривоги W лт. ................................................ ....... 10 -5
11. Діаметр екрана індикатора кругового огляду d е , [Мм] .................... 400
12. Ефективна площа мети, що відображає S ефо , [м 2 ] …...................... 30
13. Якість фокусування Q ф ............................................................... ...... 400
14. Граничне значення шкали дальності Dшк1 , [Км] ........................... 50 Dшк2 , [Км] .......................... 400
15. Вимірювальні мітки дальності D , [Км] ......................................... 15
16. Вимірювальні мітки азимуту , [град] ........................................... 4

2. Розрахунок тактичних показників РЛС кругового огляду

2.1 Розрахунок максимальної дальності дії з урахуванням поглинання

Спочатку розраховується максимальна дальність дії РЛС без урахування послаблення енергії радіохвиль під час поширення. Розрахунок проводиться за такою формулою:

(1)

Підрахуємо та встановимо величини, що входять до цього виразу:

Е изл = Р і  і =600  10 3  2,2  10 -6 =1,32 [Дж]

S а = d аг d ав =  7  2,5 = 8,75 [м 2]

k р = k р.т.

k р.т. =

101,2

0,51 [град]

14,4 [град/с]

Підставляючи отримані значення, матимемо:

t обл = 0,036 [с], N = 25 імпульсів та k р.т. = 2,02.

Нехай = 10 тоді к P =20.

Їш - енергія шумів, що діють при прийомі:

E ш =kk ш T =1,38  10 -23  5  300=2,07  10 -20 [Дж]

Підставляючи всі отримані значення (1), знаходимо 634,38 [км]

Тепер визначимо максимальну дальність дії РЛЗ з урахуванням поглинання енергії радіохвиль:

(2)

Значення  осл знаходимо за графіками. Для =6 см  осл приймаємо рівним 0,01 дБ/км. Припустимо, що ослаблення відбувається по всій дальності дії. За такої умови формула (2) набуває вигляду трансцендентного рівняння.

(3)

Рівняння (3) розв'яжемо графоаналітичним способом. Для осл = 0,01 дБ/км та D макс = 634,38 км розраховуємо D макс.осл = 305,9 км.

Висновок: З отриманих розрахунків видно, що максимальна дальність дії РЛС з урахуванням ослаблення енергії радіохвиль при поширенні дорівнює D макс.ос л = 305,9 [км].

2.2 Розрахунок реальної роздільної здатності по дальності та азимуту

Реальну роздільну здатність за дальністю при використанні як вихідний пристрій індикатора кругового огляду визначимо за формулою:

 (D) =  (D) піт +  (D) інд

Для сигналу у вигляді некогерентної пачки прямокутних імпульсів

0,33 [км]

для D шк1 = 50 [км],  (D) інд1 = 0,31 [км]

для D шк2 = 400 [км],  (D) інд2 = 2,50 [км]

Реальна роздільна здатність по дальності:

для D шк1 = 50 км  (D ) 1 =  (D) піт +  (D) інд1 = 0,33 +0,31 = 0,64 [км]

для D шк2 = 400 км  (D ) 2 =  (D) піт +  (D) інд2 = 0,33 +2,50 = 2,83 [км]

Реальну роздільну здатність за азимутом розрахуємо за формулою:

 ( аз ) =  ( аз ) піт +  ( аз ) інд

 ( аз) піт =1,3  Q a 0,5 =0,663 [град]

 ( аз ) інд = d n M f

Приймаючи r = k е d е / 2 (позначка на краю екрана), отримаємо

0,717 [град]

 ( аз) = 0,663 +0,717 = 1,38 [град]

Висновок: Реальна роздільна здатність за дальністю дорівнює:

для D шк1 = 0,64 [км], для D шк2 = 2,83 [км].

Реальна роздільна здатність по азимуту:

 ( аз) = 1,38 [град].

2.3 Розрахунок реальної точності вимірювання дальності та азимуту

Точність характеризується помилкою виміру. Результуючу середньоквадратичну помилку вимірювання дальності розрахуємо за такою формулою:

40,86

 (D ) піт = [км]

Помилка через непрямолинійність поширення (D ) розбрат нехтуємо. Апаратурні помилки (D ) апп зводяться до помилок відліку за шкалою індикатора (D ) інд . Приймаємо метод відліку за електронними позначками (масштабними кільцями) на екрані індикатора кругового огляду.

 (D ) інд = 0,1  D =1,5 [км] , де  D - Ціна поділу шкали.

 (D ) = = 5 [км]

Результуючу середньоквадратичну помилку вимірювання азимуту визначимо аналогічно:

0,065

 ( аз ) інд =0,1   = 0,4

Висновок: Розрахувавши результуючу середньоквадратичну помилку виміру дальності, отримуємо (D )  ( аз ) =0,4 [град].

Висновок

У цій роботі проведений розрахунок параметрів імпульсної активної РЛС (максимальна дальність з урахуванням поглинання, реальна роздільна здатність по дальності та азимуту, точність вимірювання дальності та азимуту) виявлення повітряних цілей для управління повітряним рухом.

У ході розрахунків було отримано такі дані:

1. Максимальна дальність дії РЛС з урахуванням ослаблення енергії радіохвиль при поширенні дорівнює D макс.осл = 305,9 [км];

2. Реальна роздільна здатність за дальністю дорівнює:

для D шк1 = 0,64 [км];

для D шк2 = 2,83 [км].

Реальна роздільна здатність по азимуту: ( аз) = 1,38 [град].

3. Результуюча середньоквадратична помилка виміру дальності отримуємо (D ) = 1,5 [км]. Середньоквадратична помилка вимірювання азимуту ( аз ) =0,4 [град].

До переваг імпульсних РЛС слід віднести простоту вимірювання відстаней до цілей та їх дозволу по дальності, особливо за наявності багатьох цілей у зоні огляду, а також практично повну тимчасову розв'язку між прийнятими та випромінюваними коливаннями. Остання обставина дозволяє застосовувати ту саму антену, як передачі, так прийому.

Недоліком імпульсних РЛС є необхідність використання великої пікової потужності випромінюваних коливань, а також неможливість вимірювання малих дальностей - велика мертва зона.

РЛС застосовуються для вирішення широкого кола завдань: від забезпечення м'якої посадки космічних апаратів на поверхню планет до вимірювання швидкості руху людини, від керування засобами ураження в системах протиракетної та протилітацької оборони до індивідуального захисту.

Список літератури

1. Васін В.В. Дальність дії радіотехнічних вимірювальних систем Методична розробка. - М:МІЕМ 1977р.
2. Васін В.В. Роздільна здатність та точність вимірювань у радіотехнічних вимірювальних системах. Методична технологія. - М: МІЕМ 1977р.
3. Васін В.В. Методи вимірювання координат та радіальної швидкості об'єктів у радіотехнічних вимірювальних системах. Конспект лекцій. - М: МІЕМ 1975р.

4. Бакулєв П.А. Радіолокаційні системи. Підручник для вузів. М.: «Радіо-

Техніка» 2004р.

5. Радіотехнічні системи: Підручник для вузів / Ю. М. Казарінов [та ін]; За ред. Ю. М. Казарінова. М.: Академія, 2008. 590 с.:

Всім добрий вечір:) Куляв просторами інтернету після відвідування військової частини з чималою кількістю РЛС.
Дуже зацікавили самі РЛС. Думаю що не тільки мене, тому вирішив викласти цю статтю:)

Радіолокаційні станції П-15 та П-19

Радіолокаційна станція П-15 дециметрового діапазону призначена для виявлення цілей, що низько летять. Прийнята на озброєння у 1955 році. Використовується у складі радіолокаційних постів радіотехнічних формувань, батареях управління зенітних артилерійських та ракетних формувань оперативної ланки ППО та на пунктах управління ППО тактичної ланки.

Станція П-15 змонтована на одному автомобілі разом з антеною і розгортається в бойове положення за 10 хв. Агрегат живлення транспортується у причепі.

У станції є три режими роботи:
- амплітудний;
- амплітудний із накопиченням;
- Когерентно-імпульсний.

РЛС П-19 призначена для ведення розвідки повітряних цілей на малих та середніх висотах, виявлення цілей, визначення їх поточних координат по азимуту та дальності розпізнавання, а також для передачі радіолокаційної інформації на командні пункти та на системи, що сполучаються. Вона є рухомою двокоординатною радіолокаційною станцією, розміщеною на двох автомобілях.

На першому автомобілі розміщується приймально-передавальна апаратура, апаратура захисту від перешкод, індикаторна апаратура, апаратура передачі радіолокаційної інформації, імітації, зв'язки та сполучення зі споживачами радіолокаційної інформації, функціонального контролю та апаратура наземного запиту радіолокації.

На другому автомобілі розміщується антенно-поворотний пристрій РЛС та агрегати електроживлення.

Складні кліматичні умови і тривалість експлуатації станцій радіолокацій П-15 і П-19 призвели до того, що до теперішнього часу більша частина РЛС вимагає відновлення ресурсу.

Єдиним виходом із ситуації вважається модернізація старого парку РЛС на базі РЛС «Kacта-2E1».

У пропозиціях щодо модернізації враховувалося таке:

Збереження недоторканності основних систем РЛС (антеної системи, приводу обертання антени, НВЧ-тракту, системи електроживлення, транспортних засобів);

можливість проведення модернізації в умовах експлуатації з мінімальними фінансовими витратами;

Можливість використання апаратури РЛС П-19, що вивільняється, для відновлення виробів, не підданих модернізації.

В результаті модернізації мобільна твердотільна маловисотна РЛС П-19 буде здатна виконувати завдання контролю повітряного простору, визначення дальності та азимуту повітряних об'єктів - літаків, вертольотів, дистанційно-пілотованих літальних апаратів і крилатих ракет, у тому числі діючих на малих і гранично малих фоні інтенсивних відображень від підстилаючої поверхні, місцевих предметів та гідрометеоутворень.

РЛС легко адаптується до використання в різних системахвійськового та цивільного призначення. Може застосовуватись для інформаційного забезпечення систем ППО, ВПС, систем берегової оборони, сил швидкого реагування, систем управління рухом літаків цивільної авіації. Крім традиційного застосування як засобів виявлення низьколітаючих цілей на користь збройних сил модернізована РЛС може використовуватися для контролю повітряного простору з метою припинення транспортування зброї та наркотиків маловисотними, малошвидкісними та малорозмірними літальними апаратами на користь спеціальних служб та підрозділів поліції, що займаються боротьбою з наркобізнесом .

Модернізована станція радіолокації П-18

Призначена для виявлення літаків, визначення їх поточних координат та видачі вказівки. Є однією з наймасовіших і найдешевших станцій метрового діапазону. Ресурс цих станцій значною мірою вичерпано, а їх заміна та ремонт утруднені у зв'язку з відсутністю застарілої до цього часу елементної бази.
Для продовження терміну служби РЛС П-18 та покращення ряду тактико-технічних характеристик здійснено модернізацію станції на основі монтажного комплекту, що має ресурс не менше 20-25 тис. годин та термін служби 12 років.
В антенну систему введено чотири додаткових антенидля адаптивного придушення активних перешкод, що встановлюються на двох окремих щоглах, Мета модернізації - створення РЛС з ТТХ, що задовольняють сучасні вимоги, при збереженні вигляду базового виробу за рахунок:
- Заміни застарілої елементної бази апаратури РЛС П-18 на сучасну;
- Заміни лампового передавального пристрою твердотілим;
- Введення системи обробки сигналу на цифрових процесорах;
- введення системи адаптивного придушення активних шумових перешкод;
- запровадження систем вторинної обробки, контролю та діагностики апаратури, відображення інформації та управління на базі універсальної ЕОМ;
- Забезпечення сполучення з сучасними АСУ.

В результаті модернізації:
- Зменшений обсяг апаратури;
- збільшено надійність виробу;
- Підвищена схибленість;
- Поліпшено точнісні характеристики;
- Поліпшено експлуатаційні характеристики.
Монтажний комплект вбудовується в апаратну РЛС замість старої апаратури. Невеликі габарити монтажного комплекту дозволяють модернізувати вироби на позиції.

Радіолокаційний комплекс П-40А


Дальномір 1РЛ128 «Броня»

Радіолокаційний далекомір 1РЛ128 "Броня" є РЛС кругового огляду і спільно з висотоміром радіолокації 1РЛ132 утворює трикоординатний радіолокаційний комплекс П-40А.
Дальномір 1РЛ128 призначений для:
- Виявлення повітряних цілей;
- визначення похилої дальності та азимуту повітряних цілей;
- автоматичного виведення антени висотоміра на ціль та відображення значення висоти цілі за даними висотоміру;
- Визначення держприналежності цілей («свій - чужий»);
- керування своїми літаками з використанням індикатора кругового огляду та літакової радіостанції Р-862;
- пеленгації постановників активних перешкод.

Радіолокаційний комплекс входить до складу радіотехнічного формування та з'єднань ППО, а також зенітних ракетних (артилерійських) частин та з'єднань військової ППО.
Конструктивно антенно-фідерна система, вся апаратура та наземний радіолокаційний запитач розміщені на самохідному гусеничному шасі 426У зі своїми комплектуючими. Крім того, на ньому розташовуються два газотурбінні агрегати живлення.

Двокоординатна РЛС чергового режиму "Небо-СВ"


Призначена для виявлення та розпізнавання повітряних цілей у черговому режимі під час роботи у складі радіолокаційних підрозділів військової ППО, оснащених та не оснащених засобами автоматизації.
РЛС є рухомою когерентно-імпульсною радіолокаційною станцією, розміщеною на чотирьох транспортних одиницях (три автомобілі і причіп).
На першому автомобілі розміщується приймально-передавальна апаратура, апаратура захисту від перешкод, індикаторна апаратура, апаратура автознімання та передачі радіолокаційної інформації, імітації, зв'язку та документування, сполучення зі споживачами радіолокаційної інформації, функціонального контролю та безперервної діагностики, апаратура наземного радіолока.
На другому автомобілі розміщується антенно-поворотний пристрій РЛС.
На третьому автомобілі – дизельна електростанція.
На причепі розміщується антенно-поворотний пристрій НРЗ.
РЛС може доукомплектовуватись двома виносними індикаторами кругового огляду та кабелями сполучення.

Мобільна трикоординатна станція радіолокації 9С18М1 «Купол»

Призначена для забезпечення радіолокаційною інформацією командних пунктів зенітних ракетних з'єднань та частин військової ППО та пунктів управління об'єктів системи ППО мотострілкових та танкових дивізій, оснащених ЗРК "Бук-М1-2" та "Тор-М1".

РЛС 9С18М1 являє собою трикоординатну когерентно-імпульсну станцію виявлення і цілевказівки, що використовує зондувальні імпульси великої тривалості, що забезпечує велику енергію сигналів, що випромінюються.

РЛС оснащена цифровою апаратурою автоматичного та напівавтоматичного знімання координат та апаратурою розпізнавання виявлених цілей. Весь процес функціонування РЛС максимально автоматизований завдяки використанню швидкодіючих обчислювальних електронних засобів. Для підвищення ефективності роботи в умовах активних та пасивних перешкод у РЛС використовуються сучасні методи та засоби перешкодозахисту.

РЛС 9С18М1 розміщується на гусеничному шасі високої прохідності та оснащена системою автономного електропостачання, апаратурою навігації, орієнтування та топоприв'язки, засобами телекодового та мовного радіозв'язку. Крім того, РЛС має вбудовану систему автоматизованого функціонального контролю, що забезпечує швидке відшукування несправного змінного елемента та тренажера для обробки навичок роботи операторів. Для переведення їх з похідного положення в бойове та назад використовуються пристрої автоматичного розгортання та згортання станції.
РЛС може працювати в жорстких кліматичних умовах, переміщатися своїм ходом дорогами та бездоріжжям, а також перевозитися будь-яким видом транспорту, включаючи повітряний.

ППО ВПС
Радіолокаційна станція "Оборона-14"



Призначена для дальнього виявлення та вимірювання дальності та азимуту повітряних цілей під час роботи у складі АСУ або автономно.

РЛС розміщується на шести транспортних одиницях (два напівпричепи з апаратурою, два – з антенно-щогловим пристроєм та два причепи з системою енергопостачання). На окремому напівпричепі є виносний пост із двома індикаторами. Він може бути віддалений від станції на відстань до 1 км. Для розпізнавання повітряних цілей РЛС комплектується наземним радіозапитувачем.

У станції застосована конструкція антени, що складається, що дозволила істотно скоротити час її розгортання. Захист від активних шумових перешкод забезпечується перебудовою робочої частоти та триканальної системою автокомпенсації, що дозволяє автоматично формувати "нулі" в діаграмі спрямованості антени у напрямку на перешкод. Для захисту від пасивних перешкод застосовано когерентно-компенсаційну апаратуру на потенціалоскопічних трубках.

У станції передбачено три режими огляду простору:

- "нижній промінь" - зі збільшеною дальністю виявлення цілей на малих та середніх висотах;

- "верхній промінь" - зі збільшеною верхньою межею зони виявлення по кутку місця;

Сканування - з почерговим (через огляд) включенням верхнього та нижнього променів.

Станція може експлуатуватися за температури навколишнього середовища ± 50 °С, швидкості вітру до 30 м/с. Багато з цих станцій поставлені на експорт і досі експлуатуються у військах.

РЛС "Оборона-14" може бути модернізована на сучасній елементній базі з використанням твердотільних передавачів та цифрової системи обробки інформації. Розроблений монтажний комплект апаратури дозволяє прямо на позиції у споживача виконати в короткий термін роботи з модернізації РЛС, наблизити її характеристики до характеристик сучасних РЛС, і продовжити термін експлуатації на 12 - 15 років за витрат у кілька разів менших, ніж при закупівлі нової станції.
Радіолокаційна станція "Небо"


Призначена для виявлення, розпізнавання, вимірювання трьох координат та супроводу повітряних цілей, включаючи літаки, виготовлені за технологією "стелс". Застосовується у військах ППО у складі АСУ чи автономно.

РЛС кругового огляду "Небо" розташовується на восьми транспортних одиницях (на трьох напівпричепах – антенно-щогловий пристрій, на двох – апаратура, на трьох причепах – система автономного енергопостачання). Є виносний пристрій, що транспортується у тарних ящиках.

РЛС працює в метровому діапазоні хвиль і поєднує функції далекоміра та висотоміра. У цьому діапазоні радіохвиль РЛС малоуразлива від снарядів самонаведення та противолоконних ракет, що діють в інших діапазонах, а в робочому діапазоні ці засоби ураження нині відсутні. У вертикальній площині реалізовано (без використання фазообертачів) електронне сканування висотомірним променем у кожному елементі дозволу по дальності.

Перешкодозахищеність в умовах впливу активних перешкод забезпечується адаптивною перебудовою робочої частоти та багатоканальною системою автокомпенсації. Система захисту від пасивних перешкод також побудовано з урахуванням кореляційних автокомпенсаторів.

Вперше для забезпечення перешкодозахищеності в умовах впливу комбінованих перешкод реалізовано просторово-часову розв'язку систем захисту від активних та пасивних перешкод.

Вимірювання та видача координат здійснюються за допомогою апаратури автознімання на базі вбудованого спецобчислювача. Є автоматизована система контролю та діагностування.

Передавальний пристрій відрізняється високою надійністю, яка досягається за рахунок стовідсоткового резервування потужного підсилювачата використання групового твердотільного модулятора.
РЛС "Небо" може експлуатуватися за температури навколишнього середовища ± 50 °С, швидкості вітру до 35 м/с.
Трикоординатна рухлива оглядова РЛС 1Л117М


Призначена для спостереження за повітряним простором та визначення трьох координат (азимут, похила дальність, висота) повітряних цілей. РЛС побудована на сучасних компонентах, має високий потенціал і низьке споживання енергії. Крім того, РЛС має вбудований запитувач держпізнання та апаратуру для первинної та вторинної обробки даних, комплект виносного індикаторного обладнання, завдяки чому може бути використана в автоматизованих та неавтоматизованих системах ППО та Військово-повітряних силах для управління польотами та наведення перехоплення, а також для управління повітряним рухом (УВС).

РЛС 1Л117М є вдосконаленою модифікацією попередньої моделі 1Л117.

Основною відмінністю вдосконаленої РЛС є використання клістроного вихідного підсилювача потужності передавача, що дозволило підвищити стабільність випромінюваних сигналів і, відповідно, коефіцієнт придушення пасивних перешкод і поліпшити характеристики по цілях, що низько летять.

Крім того, завдяки наявності перебудови частоти покращено характеристики під час роботи радара в умовах перешкод. У пристрої обробки радіолокаційних даних застосовані нові типи сигнальних процесорів, удосконалено систему дистанційного керування, контролю та діагностики.

В основний комплект РЛС 1Л117М входять:

Машина № 1 (приймальна) складається з: нижньої та верхньої антенних систем, чотириканального хвилеводного тракту з приймально-передавальним обладнанням ПРЛ та апаратурою держпізнання;

Машина № 2 має шафу (пункт) знімання та шафу обробки інформації, радіолокаційний індикатор з дистанційним керуванням;

Машина № 3 перевозить дві дизельні електростанції (головну та резервну) та комплект кабелів РЛС;

Машини №4 та №5 містять допоміжне обладнання (запчастини, кабелі, конектори, монтажний комплект тощо). Вони також використовуються для транспортування розібраної антени.

Огляд простору забезпечується механічним обертанням антени, яка утворює V-подібну діаграму спрямованості, що складається з двох променів, один з яких розташований у вертикальній площині, а інший - у площині, розташованій під кутом 45 до вертикальної. Кожна діаграма спрямованості у свою чергу формується двома променями, утвореними на різних несучих частотах і мають ортогональну поляризацію. Передавач РЛС формує два послідовні фазокодоманіпульовані імпульси на різних частотах, які посилаються на опромінювачі вертикальної та похилої антен через хвилеводний тракт.
РЛС може працювати в режимі рідкісної частоти повторення імпульсів, що забезпечує дальність 350 км, та в режимі частих посилок з максимальною дальністю 150 км. При підвищеній частоті обертання (12 оборотів за хвилину) використовується лише частий режим.

Приймальна система та цифрова апаратура СДЦ забезпечують прийом та обробку ехосигналів мети на тлі природних перешкод та метеоутворень. РЛС обробляє ехо-сигнали в вікні, що "рухається" з фіксованим рівнем хибних тривог і має міжоглядну обробку для поліпшення виявлення цілей на тлі перешкод.

Апаратура СДЦ має чотири незалежні канали (по одному на кожен приймальний канал), кожен з яких складається з когерентної та амплітудної частин.

Вихідні сигнали чотирьох каналів об'єднуються попарно, в результаті чого на екстрактор РЛС подаються нормовані амплітудні та когерентні сигнали вертикального та похилого променів.

Шафа знімання та обробки інформації отримує дані від ПЛР та апаратури держпізнання, а також сигнали обертання та синхронізації, та забезпечує: вибір амплітудного або когерентного каналу відповідно до інформації карти перешкод; вторинну обробку РЛІ з побудовою траєкторій за даними РЛС, поєднання позначок ПРЛ та апаратури держпізнання, відображення на екрані повітряної обстановки з "прив'язаними" до цілей формулярами; екстраполяцію розташування мети та прогнозування зіткнень; введення та відображення графічної інформації; керування режимом розпізнавання; рішення завдань наведення (перехоплення); аналіз та відображення метеорологічних даних; статистичну оцінку роботи РЛЗ; вироблення та передачу обмінних повідомлень на пункти управління.
Система дистанційного контролю та управління забезпечує автоматичне функціонування радара, управління режимами роботи, виконує автоматичний функціональний та діагностичний контроль технічного стану обладнання, визначення та пошук несправностей з відображенням методики проведення ремонтних та експлуатаційних робіт.
Система дистанційного контролю забезпечує локалізацію до 80% несправностей із точністю до типового елемента заміни (ТЕЗ), в інших випадках – до групи ТЕЗ. На екрані дисплея робочого місця надається повне відображення характерних показників технічного стану радіолокаційного обладнання у формі графіків, діаграм, функціональних схемта пояснювальних написів.
Існує можливість передачі даних РЛС кабельними лініями зв'язку на виносне індикаторне обладнання для управління повітряним рухом та забезпечення систем наведення та управління перехопленням. РЛС забезпечується електроенергією від входить до комплекту постачання автономного джерела живлення; може також підключатися до промислової мережі 220/380, 50 Гц.
Радіолокаційна станція "Каста-2Е1"


Призначена для контролю повітряного простору, визначення дальності та азимуту повітряних об'єктів - літаків, вертольотів, дистанційно пілотованих літальних апаратів і крилатих ракет, що летять на малих і гранично малих висотах, на тлі інтенсивних відбиття від підстилаючої поверхні, місцевих предметів та гідрометодів.
Мобільна твердотільна РЛС "Каста-2Е1" може бути використана в різних системах військового та цивільного призначення - протиповітряної оборони, берегової оборони та прикордонного контролю, управління повітряним рухом та контролю повітряного простору в аеродромних зонах.
Відмінні риси станції:
- блочно-модульна побудова;
- поєднання з різними споживачами інформації та видача даних в аналоговому режимі;
- автоматична система контролю та діагностики;
- додатковий антенно-щогловий комплект для встановлення антени на щоглі з висотою підйому до 50 м
- твердотільне побудова РЛС
- висока якість вихідної інформації при дії імпульсних та шумових активних перешкод;
- можливість захисту та сполучення із засобами захисту від протирадіо-локаційних ракет;
- Можливість визначення державної власності виявлених цілей.
РЛС включає апаратну машину, антенну машину, електроагрегат на причепі та виносне робоче місце оператора, що дозволяє керувати РЛС із захищеної позиції на видаленні 300 м.
Антена РЛС являє собою систему, що складається з розташованих у два поверхи двох дзеркальних антен з опромінювачами та компенсаційних антен. Кожне дзеркало антени виконане із металевої сітки, має овальний контур (5,5 м х 2,0 м) та складається з п'яти секцій. Це дає можливість укладати дзеркала під час транспортування. При використанні штатної опори забезпечується положення фазового центру антеної системи на висоті 7,0 м. Огляд у кутомісній площині здійснюється формуванням одного променя спеціальної форми, за азимутом - за рахунок рівномірного кругового обертання зі швидкістю 6 або 12 об./хв.
Для генерації зондувальних сигналів РЛС застосовується твердотільний передавач, виконаний на НВЧ транзисторах, що дозволяє отримати на його виході сигнал потужністю близько 1 кВт.
Приймальні пристрої здійснюють аналогову обробку сигналів від трьох основних та допоміжних приймальних каналів. Для посилення прийнятих сигналів використовується твердотільний малошумний НВЧ підсилювач з коефіцієнтом передачі не менше 25 дБ при власному рівні шуму не більше 2 дБ.
Управління режимами РЛЗ здійснюється з робочого місця оператора (РМО). Радіолокаційна інформація відображається на координатно-знаковому індикаторі з діаметром екрана 35 см, а результати контролю параметрів РЛС - на таблично-знаковому індикаторі.
РЛС "Каста-2Е1" зберігає працездатність в інтервалі температур від -50 °С до +50 °С в умовах атмосферних опадів (іній, роса, туман, дощ, сніг, ожеледь), вітрових навантажень до 25 м/с та розташування РЛС на висотою до 2000 м над рівнем моря. РЛС може працювати безперервно протягом 20 діб.
Для забезпечення високої готовності РЛС є апаратура, що резервується. Крім того, до комплекту РЛС включено запасне майно та приладдя (ЗІП), розраховані на рік експлуатації РЛС.
Для забезпечення готовності РЛС у межах всього терміну служби окремо поставляється груповий ЗІП (1 комплект на 3 РЛС).
Середній ресурс РЛЗ до капітального ремонту 115 тис. годин; середній термін служби до капітального ремонту – 25 років.
РЛС "Каста-2Е1" має високу модернізаційну здатність у частині поліпшення окремих тактико-технічних характеристик (збільшення потенціалу, зменшення обсягу апаратури обробки, засобів відображення, збільшення продуктивності, скорочення часу розгортання та згортання, підвищення надійності та ін.). Можливе постачання РЛС у контейнерному варіанті з використанням кольорового дисплея.
Радіолокаційна станція "Каста-2Е2"


Призначена для контролю повітряного простору, визначення дальності, азимуту, ешелону висоти польоту та трасових характеристик повітряних об'єктів - літаків, гелікоптерів, дистанційно пілотованих літальних апаратів і крилатих ракет, у тому числі на малих і гранично малих висотах, що летять на малих і гранично малих висотах, на тлі інтенсивних поверхонь , місцевих предметів та гідро-метеоутворень Маловисотна трикоординатна РЛС кругового огляду чергового режиму "Каста-2Е2" застосовується в системах протиповітряної оборони, берегової оборони та прикордонного контролю, управління повітряним рухом та контролю повітряного простору в аеродромних зонах. Легко адаптується до використання у різних системах цивільного призначення.

Відмінні риси станції:
- блочно-модульне побудова більшості систем;
- розгортання та згортання штатної антеної системи за допомогою автоматизованих електромеханічних пристроїв;
- повністю цифрова обробка інформації та можливість передачі її по телефонних каналах та радіоканалу;
- повністю твердотільне побудова передавальної системи;
- Можливість встановлення антени на легкій висотній опорі типу "Унжа", що забезпечує підйом фазового центру на висоту до 50 м;
- можливість виявлення малорозмірних об'єктів на тлі інтенсивних відбивань, що заважають, а також завислих вертольотів при одночасному виявленні об'єктів, що рухаються;
- Висока захищеність від несинхронних імпульсних перешкод при роботі в щільних угрупованнях радіоелектронних засобів;
- розподілений комплекс обчислювальних засобів, що забезпечує автоматизацію процесів виявлення, супроводу, вимірювання координат та розпізнавання державної належності повітряних об'єктів;
- можливість видачі радіолокаційної інформації споживачеві у будь-якій зручній для нього формі - аналоговій, цифро-аналоговій, цифровій координатній чи цифровій трасовій;
- Наявність вбудованої системи функціонально-діагностичного контролю, що охоплює до 96% апаратури.
РЛС включає апаратну та антенну машини, основну та резервну електростанції, змонтовані на трьох автомобілях підвищеної прохідності КамАЗ-4310. Має виносне робоче місце оператора, що забезпечує управління РЛС, віддалене від неї на відстань 300 м-коду.
Конструкція станції стійка до впливу надлишкового тиску у фронті ударної хвилі, оснащена пристроями санітарної та індивідуальної вентиляції. Передбачено роботу системи вентиляції в режимі рециркуляції без використання забірного повітря.
Антена РЛС є системою, що складається з дзеркала подвійної кривизни, вузла рупорних опромінювачів і антен придушення прийому по бічних пелюстках. Антенна система формує по основному каналу радіолокації два промені з горизонтальною поляризацією: гострий і косекансний, що перекривають заданий сектор огляду.
У РЛС використовується твердотільний передавач, виконаний на НВЧ транзисторах, що дозволяє отримати на виході сигнал потужністю близько 1 кВт.
Управління режимами РЛС може здійснюватися як у командам оператора, і використанням можливостей комплексу обчислювальних засобів.
РЛС забезпечує стійку роботу за температури навколишнього повітря ±50 °С, відносної вологості повітря до 98 %, швидкості вітру до 25 м/с. Висота розміщення над рівнем моря - до 3000 м. Сучасні технічні рішення та елементна база, застосовані під час створення РЛС "Каста-2Е2", дозволили отримати тактико-технічні характеристики на рівні найкращих зарубіжних та вітчизняних зразків.

Усім дякую за увагу:)

6.1. ПРИНЦИП РОБОТИ ІМПУЛЬСНОГО ПЕРЕДАТЧИКА

Передавач, що входить до складу імпульсної навігаційної РЛС, призначений для генерування потужних короткочасних імпульсів електричних коливань надвисокої частоти (НВЧ) зі строго певною періодичністю, що задається схемою синхронізації.

Передавач РЛС містить генератор надвисокої частоти (ГСВЧ), підмодулятор, модулятор та джерело живлення. Структурну схему передавача РЛС представлено на рис. 6.1.

Підмодулятор– формує імпульси певної тривалості та амплітуди.

Імпульсний модуляторпризначений для керування коливаннями генератора НВЧ. У модульаторі виробляються відеоімпульси високої напруги, які подаються на вхід магнетрона, що виробляє радіоімпульси НВЧ заданої тривалості. Принцип дії імпульсних модульаторів заснований на повільному накопиченні запасу енергії в спеціальному накопичувачі енергії в проміжок часу між імпульсами і швидкої подальшої віддачі енергії навантаженні модулятора, тобто. магнетронного генератора, за час, що дорівнює тривалості імпульсу.

Як ГСВЧ використовуються магнетрони та напівпровідникові генератори НВЧ (діоди Ганна).

Структурну схему імпульсного модулятора показано на рис. 6.2.

При розмиканні приладу, що комутує, накопичувач заряджається від джерела постійної напруги через обмежувач (резистор), що захищає джерело живлення від перевантаження. При замиканні приладу накопичувач розряджається на навантаження (магнетрон) і його затискачах анод – катод створюється імпульс напруги заданої тривалості і амплітуди.

Як накопичувач може використовуватися ємність у вигляді конденсатора або розімкнутої на кінці довгої (штучної) лінії. Прилади, що комутирують, - електронна лампа (для раніше випущених РЛС), тиристор, нелінійна індуктивність.

Найбільш простою є схема модулятора з накопичувальним конденсатором. Схема такого модулятора містить як накопичувач енергії: накопичувальний конденсатор, як комутуючий прилад: комутуючу (модуляторну або розрядну) лампу, а також обмежувальний резистор і магнетронний генератор. У вихідному стані розрядна лампа замкнена негативною напругою на сітці, що управляє (ланцюг розірвана), накопичувальний конденсатор заряджений.

При подачі на сітку лампи від підмодулятора прямокутного імпульсу напруги позитивної полярності тривалістю t Ірозрядна лампа відмикається (ланцюг замикається) і накопичувальний конденсатор розряджається на магнетрон. На затискачах анод – катод магнетрону створюється модулюючий імпульс напруги, під впливом якого магнетрон генерує імпульси коливань НВЧ.

Напруга на магнетроні буде доти, поки на керуючій сітці розрядної лампи діє позитивна напруга. Отже, тривалість радіоімпульсів залежить від тривалості імпульсів, що управляють.

Імпульсний модулятор із накопичувальним конденсатором має один істотний недолік. У міру витрачання заряду конденсатора при генеруванні радіоімпульсу напруга на ньому швидко падає, а з ним - потужність високочастотних коливань. В результаті генерується гострий радіоімпульс з пологим спадом. Набагато вигідніше працювати з прямокутними імпульсами, потужність яких протягом їхньої тривалості залишається приблизно постійною. Прямокутні імпульси генеруватимуться описаним генератором, якщо накопичувальний конденсатор замінити штучною довгою лінією, розімкнутою на вільному кінці. Хвильовий опір лінії має дорівнювати опору генератора ВЧ коливань з боку затискачів живлення, тобто. відношенню його анодної напруги до анодного струму

6.2. ЛІНІЙНІ ТА МАГНІТНІ МОДУЛЯТОРИ

На практиці застосовуються модулятори з накопичувальною енергією, які називаються лінійних модуляторів.До складу принципової схеми такого модулятора (рис. 6.3) входять: зарядний діод V1, котушка зарядної індуктивності L1,накопичувальна лінія LC, імпульсний трансформатор T, тиристор V2, зарядний ланцюжок C1, R1.

При замкненому тиристорі лінія заряджається через V1, L1до напруги Е. Одночасно заряджається конденсатор З 1через резистор R1.

При подачі на тиристор імпульсу ( ЗІ) позитивної полярності тиристор відпирається, протікає через нього струм розряду зменшує опір тиристора, і відбуваються розряд накопичувальної лінії на первинну обмотку імпульсного трансформатора. Модулюючий імпульс напруги, що знімається з вторинної обмотки, подається на магнетрон. Тривалість імпульсу, що формується, залежить від параметрів LCлінії:

На практиці широке застосування знайшли прилади, що комутують, у вигляді котушок нелінійної індуктивності, які отримали назву магнітних імпульсних модульаторів.Котушка нелінійної індуктивності має сердечник із спеціального феромагнітного матеріалу, що має мінімальні втрати. Відомо, що якщо такий сердечник насичений, його магнітна проникність мала, і індуктивний опір такої котушки мінімально. Навпаки, при ненасиченому стані магнітна проникність осердя має велику величину, індуктивність котушки збільшується, індуктивний опір зростає.

Крім елементів, що застосовуються у схемі лінійного модулятора, схема магнітного модулятора (рис. 6.4) містить котушку нелінійної індуктивності (дросель) L1, накопичувальний конденсатор C1, нелінійний трансформатор T1, накопичувальний конденсатор С2та імпульсний трансформатор T2.

Коли тиристор замкнений, заряджається конденсатор З 1від джерела напруги Еі сердечник дроселя L1намагнічується до насичення. При відмиканні тиристора конденсатор З 1розряджається на первинну обмотку трансформатора Т1. Індуктована у вторинній обмотці напруга заряджає конденсатор С2. До кінця заряду сердечник Т1насичується, і конденсатор С2розряджається на первинну обмотку імпульсного трансформатора.

Тривалість модулюючого імпульсу визначається часом розряду конденсатора С2.У необхідних випадках при тривалості імпульсів, що перевищують 0,1 мкс, практично замість конденсатора С2включають формуючу лінію. Тоді тривалість модулюючих імпульсів визначатиметься параметрами лінії аналогічно схемою лінійного модулятора.

6.3. ПІДМОДУЛЯТОРНІ КАСКАДИ

Управління роботою розрядної (модуляторної) лампи у схемі з накопичувальним конденсатором здійснюється спеціальною схемою підмодулятора, до складу якої входять підсилювач імпульсів, що запускають; перший чекаючий блокінг-генератор, що працює в режимі розподілу частоти повторення імпульсів; другий блокінг-генератор, що формує імпульси керуючої напруги фіксованої тривалості та амплітуди, які керують роботою розрядної лампи. Така схема підмодулятора забезпечує роботу передавача різною частотою повторення та різною тривалістю зондувальних імпульсів.

Управління роботою лінійного і магнітного модульаторів, де в якості керуючого елемента використовуються тиристори, здійснюється генератором, що задає, до складу якого зазвичай входять підсилювач запускаючих імпульсів, чекаючий блокінг-генератор, емітерний повторювач, що узгоджує вхідний ланцюг тиристора з виходом блокінг-генератора.

На рис. 6.5 представлено принципову схему підмодулятора РЛС «Океан», яка, незважаючи на застарілу елементну базу, перебуває до теперішнього часу в експлуатації.

Дана схема має чотири каскади:

Підсилювач імпульсів, що запускають (ліва половина лампи Л1типу 6Н1П),

Чекаючий блокінг-генератор (права половина лампи Л1),

Л2типу ТГІ1-35/3,

Вихідний каскад на тиратроні Л3типу ТГІ1-35/3.

Залежно від тривалості модулюючих імпульсів (0,1 або 1 мкс) працює тиратрон Л2або тиратрон Л3. У першому випадку заряд накопичувальної лінії 1 відбувається через зарядний опір R1.У другому випадку накопичувальна лінія 2 заряджається через опір R2.

Навантаженням вихідних каскадів є резистори R3і R4, включені паралельно до катодного ланцюга тиратронів Л1і Л2.При розряді накопичувальних ліній цих резисторах створюється імпульс напруги заданої тривалості з амплітудою 1250 У.

Як підмодуляторний каскад модулятора застосовується блокінг-генератор. Для отримання малого вихідного опору блокінг-генератор на виході має катодний повторювач.

6.4. ОСОБЛИВОСТІ МАГНЕТРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ

Магнетрон є двоелектродним електровакуумним приладом з електромагнітним управлінням. У діапазоні сантиметрових хвиль використовуються багаторезонаторні магнетрони. Пристрій такого магнетрону показано на рис. 6.6.

Рис. 6.6. Пристрій магнетрону Мал. 6.7. Пакетований магнетрон

Основою конструкції магнетрону є анодний блок 1 у вигляді масивного мідного циліндра, в якому виточено по колу парне число пазів, що являють собою циліндричні резонатори 2.

У центрі блоку розташований циліндричний оксидний підігрівний катод 10 має значний діаметр для отримання достатнього емісійного струму. Резонатори повідомляються з внутрішньою порожниною магнетрону, яка називається простором взаємодії, за допомогою прямокутних пазів. 9. Катод укріплений усередині магнетрону за допомогою утримувачів 12 , які є одночасно висновками струму 11. Тримачі проходять через скляні спаї у циліндричних трубках, укріплених на фланці. Існуючі на фланці потовщення виконують роль високочастотного дроселя, що перешкоджає виходу високочастотної енергії через висновки розжарення. По обидва боки катода розташовані охоронні диски 4 , що перешкоджають витоку електронів із простору взаємодії в торцеві області магнетрону. З торцевого боку анодного блоку є зв'язки-провідники 3 , що з'єднують сегменти анодного блоку

Для охолодження магнетрона з його зовнішньої поверхні є ребра, обдуваемые вентилятором. Для зручності охолодження, безпеки обслуговування та полегшення відведення високочастотної енергії анодний блок заземлюється, а до катода прикладаються імпульси високої напруги негативної полярності.

Магнітне поле у ​​магнетроні створюється постійними магнітами, виготовленими із спеціальних сплавів, що створюють сильне магнітне поле.

Із зовнішнім навантаженням магнетрон пов'язаний за допомогою дротяної мідної петлі 8 яка одним кінцем припаяна до стінки одного з резонаторів, а іншим приєднана до внутрішнього дроту 7 короткої коаксіальної лінії, що проходить через скляний спай 6 у хвилевід 5 . Коливання надвисокої частоти в магнетроні збуджуються електронним потоком, керованим постійним електричним і магнітним полями, спрямованими перпендикулярно взаємно один одному.

У генераторних магнетронних РЛС застосовуються постійні магніти, виготовлених зі сплавів з великою коерцитивною силою. Існують дві конструкції магнітних систем: зовнішні магнітні системи та «пакетні» магнітні системи. Зовнішня магнітна система є стаціонарною конструкцією, між полюсними наконечниками якої встановлюється магнетрон.

У суднових навігаційних РЛС набули поширення пакетовані магнетрони, у яких магнітна система є складовоюконструкції самого магнетрону У пакетованих магнетронів полюсні наконечники входять із торців усередину магнетрону (рис. 6.7). Цим зменшується повітряний зазор між полюсами, а, отже, і опір магнітопроводу, що дозволяє скоротити розміри та вагу магнітної схеми. Схеми магнетронних генераторів представлені на рис. 6.8 а; 6.8, б.

До складу схеми магнетронного генератора входять: магнетрон, трансформатор розжарення та система охолодження анодного блоку магнетрону. Схема магнетронного генератора містить три ланцюги: надвисокочастотний, анодний і напружений. Струми НВЧ циркулюють у резонансній системі магнетрону та у зв'язаному з нею зовнішньому навантаженні. Імпульсний анодний струм протікає від позитивного затискання модулятора через анод – катод магнетрону на негативний затискач. Він визначається виразом

Рис. 6.8. Схеми магнетронних генераторів

де I A –середнє значення анодного струму, А;

F І –частота прямування імпульсів, імп/с;

τ І –тривалість імпульсу, с;

α – коефіцієнт форми імпульсів (для прямокутних імпульсів дорівнює одиниці).

Ланцюг розжарення складається з вторинної обмотки трансформатора розжарення. Трта нитки підігріву катода. Зазвичай напруга розжарювання магнетрону дорівнює 6,3 В, але зважаючи на те, що катод працює в режимі посиленого електронного бомбардування, повна напруга живлення нитки обігріву потрібна тільки для розігріву катода перед подачею високої напруги на анод магнетрона. При включенні високої анодної напруги напруга напруження зазвичай зменшують автоматично до 4 за допомогою резистора R,включеного в первинну обмотку трансформатора розжарення. У схемі (рис. 6.8 а) модулюючий імпульс напруги негативної полярності з виходу модулятора подається на катод магнетрону.

Вторинна обмотка трансформатора розжарювання по відношенню до корпусу генератора знаходиться під високою напругою. Аналогічно у схемі (рис. 6.8 б) один кінець вторинної обмотки імпульсного трансформатора ІТрпідключений до корпусу, а другий кінець – до затискача вторинної обмотки накального трансформатора. Тому ізоляція між вторинною обмоткою трансформатора розжарення і корпусом, а також між обмотками повинна бути розрахована на повну анодну напругу магнетрона. Щоб не викликати помітного спотворення форми модулюючих імпульсів, ємність вторинної обмотки трансформатора розжарення повинна бути можливо меншою (не більше кількох десятків пикофарад).

6.5. ПЕРЕДАЮЧИЙ ПРИСТРІЙ РЛС «НАЯДА-5»

Передавальний пристрій РЛС «Наяда-5» входить до складу приладу П-3 (приймач) і призначений для:

формування та генерування зондувальних імпульсів НВЧ;

забезпечення синхронної та синфазної роботи за часом усіх блоків та вузлів індикатора, приймача, антенного пристрою.

На рис. 6.9 показана структурна схема передавального пристрою приймача РЛС «Наяда-5».

До складу передавального пристрою входять: блок надвисокої частоти; модулятор передавача; фільтр модулятора; формувач синхроімпульсів; випрямні пристрої, що забезпечують живленням блоки та ланцюги приладу П – 3.

У структурну схему приймача РЛС «Наяда-5» входить:

Тракт формування сигналів стабілізаціїпризначений для формування імпульсів вторинної синхронізації та вступників в індикатор, а також для запуску через блок автоматичної стабілізації управління модулятора передавача. За допомогою цих синхроімпульсів забезпечується синхронізація зондувальних імпульсів з початком розгортки на ЕПТ індикатора.

Тракт формування зондувальних імпульсівпризначений для вироблення імпульсів НВЧ і передачі їх по хвилеводу в антенний пристрій. Це відбувається після формування модулятором напруги імпульсної модуляції генератора НВЧ а також імпульсів контролю та синхронізації блоків, що сполучаються, і вузлів.

Тракт формування відеосигналу, призначений для перетворення за допомогою гетеродину та змішувачів відбитих імпульсів НВЧ в імпульси проміжної частоти, формування та посилення відеосигналу, який потім надходить в індикатор. Для передачі зондувальних імпульсів в антенний пристрій і відбитих імпульсів тракт формування відеосигналу використовується загальний хвилевід.

Тракт налаштування контролю та живлення,призначений для вироблення напруги живлення всіх блоків і ланцюгів приладу, а також для контролю працездатності джерел живлення, функціональних блоків і вузлів станції, магнетрону, гетеродина, розрядника та ін.

6.6. КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ПЕРЕДАЧНИКІВ

Конструктивно передавачі РЛС спільно з приймальним пристроєм можуть розташовуватися як в окремому ізольованому приладі, який називається приймачем, Так в антеному блоці.

На рис. 6.10 зображено зовнішній вигляд приймачів сучасної одно та двох канальної автоматизованої радіолокаційної станції «Ряд» (3,2 та 10 см діапазону хвиль), який розташований в окремому приладі. Основні технічні характеристики показані у таблиці 6.1.

Приймачі 3-х см діапазону (П3220 Р) з імпульсною потужністю 20 кВт і більше побудовані на базі магнетронів з безнакальним автокатодом. Дані магнетрони мають час безвідмовного напрацювання в умовах експлуатації більше 10000 годин, забезпечують миттєву готовність до роботи та спрощують передавач.

Рис. 6.10. Приймачі автоматизованої РЛС «Ряд»

Широке впровадження в сучасних суднових навігаційних РЛС мікроелектроніки, насамперед - твердотільних НВЧ-приладів, мікропроцесорів, дозволило, у поєднанні з сучасними методами обробки сигналів, отримати компактні, надійні, економічні та зручні в експлуатації приймально-передавальні пристрої. Для виключення застосування громіздких хвилеводних пристроїв та виключення втрат потужності при передачі та прийомі відбитих сигналів у хвилеводах передавач та приймач конструктивно розташовують в антеному блоці у вигляді окремого модуля, який іноді називається сканером(Див. рис.7.23). Цим забезпечується швидкознімність модуля приймача, а також проведення ремонту методом агрегатної заміни. Включення та вимикання живлення таких типів приймачів забезпечується дистанційним способом.

На рис. 6.11 показано антенно-передавально-приймальний пристрій берегової РЛС (БРЛС) «Балтика-Б», виконаного у вигляді моноблока. БРЛС «Балтика-Б» використовується як берегова РЛС в системах управління руху суден (СУДС), а також на акваторіях портів, підхідних каналах та фарватерах.

Антена та приймач БРЛС «Балтика»

з гарячим резервуванням

Докладніше про сучасні радари викладено у розділі 11 навчального посібника.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Дипломна робота

Радіопередавальний пристрій РЛС сантиметрового діапазону

АННОТАЦІЯ

У даному дипломному проекті спроектовано радіопередавальне пристрій РЛС сантиметрового діапазону.

Мета дипломного проекту на основі аналізу сучасних та перспективних засобів повітряного нападу обґрунтувати вимоги до основних параметрів перспективної РЛС виявлення, а також спроектувати радіопередавальний пристрій цієї РЛС.

пристрій радіопередавач радіолокація станція діапазон

Вступ

1. Аналіз сучасних та перспективних засобів повітряного нападу

2. Тактико-технічне обґрунтування основних параметрів РЛЗ

2.1 Основні технічні характеристики імпульсного передавача

2.2 Вплив структур та параметрів зондувальних радіоімпульсів на технічні характеристики РЛС

2.3 Вплив структур та параметрів зондувальних радіоімпульсів на перешкодозахищеність РЛС

3. Розробка структурної схеми РЛЗ

3.1 Тракт генерування та випромінювання радіолокаційних сигналів

3.1.1 Антенний пристрій

3.1.2 Високочастотний тракт РЛЗ

3.2 Тракт прийому та виділення сигналу

4 Розрахунок необхідної імпульсної потужності РПУ та коефіцієнта посилення антени

4.1 Вибір типу антени, розрахунок розмірів та коефіцієнта посилення антени

4.2 Розрахунок необхідної потужності передавача

4.3 Приблизний розрахунок споживаної від мережі потужності

5 Розробка структурної схеми РПУ

5.1 Функції, що виконуються радіопристроєм

5.2. Структурні схеми РПУ. Однокаскадна та багатокаскадна схема передавача

5.3 Розробка структурної схеми РПУ

ВСТУП

Для забезпечення надійного захистудержави розвиваються усі види збройних сил. Разом з тим, у сучасних умовах, коли на перше місце серед засобів ведення війни висунулася ядерна зброя та різноманітні засоби доставки її до об'єктів – балістичні та крилаті ракети, незмірно зросла роль протиповітряної оборони.

Досвід локальних воєн в Іраку, Югославії незаперечно показав, що протиповітряна оборона у сучасних умовах перетворилася на фактор стратегічного значення. Удосконалення засобів повітряного нападу та тактики їх застосування викликало нові вимоги до протилітацької оборони. Вона повинна бути стійкою до перешкод, достатньо ефективною для всього практично досяжного діапазону висот і швидкостей, забезпечувати боротьбу з малорозмірними цілями.

Одним з головних напрямків на шляху вирішення завдань ППО – забезпечення надійного виявлення та проведення повітряних цілей при польотах на будь-яких висотах, аж до гранично малих, в умовах радіоелектронної протидії.

У цій дипломній роботі буде, на основі аналізу сучасних та перспективних засобів повітряного нападу, обґрунтовано вимоги до основних параметрів перспективної РЛС виявлення. Спроектовано радіопередавальний пристрій цієї РЛС і розроблено збудник багаточастотного ФКМ сигналу з частотою, що дискретно змінюється девіацією.

1 . АНАЛІЗ СУЧАСНИХ І ПЕРСПЕКТИВНИХЗАСОБІВ ПОВІТРЯНОГО НАПАДУ

В останні роки значно розширено діапазон форм загрози військовою силою. Все більше уваги приділяється збільшенню кількості районів присутності великих угруповань збройних сил США на постійній або тимчасовій основі та нарощування можливостей для їх швидкого посилення з метою вирішення міжнародних проблем шляхом загрози або прямого використання військової могутності.

В умовах кардинальних змін, що відбуваються на міжнародній арені та пов'язані з активізацією договірних процесів щодо скорочення різних видів збройних сил та озброєння, покращення відносин між США та Росією, американське військово-політичне керівництво завершує перегляд військової стратегії, основу якої становлять чотири головні положення: забезпечення стратегічного стримування шляхом залякування, збереження передового розгортання у ключових регіонах, ефективне реагування на кризову обстановку, збереження здатності швидко наростити чисельність та потужність збройних сил у разі потреби.

У дев'яності роки в американській військовій стратегії з'явився новий підхід до визначення типу воєн, в яких можуть брати участь збройні сили США. Поряд із класифікацією воєн за масштабами та засобами їх ведення військова доктрина США поділяє всі можливі у міждержавних відносинах форми збройної боротьби з інтенсивності. При цьому виділяється три групи конфліктів: високої, середньої та низької інтенсивності. До конфліктів високої інтенсивності відносяться війни глобального охоплення між державами або їх коаліціями, в яких протиборчі сторони застосовують для досягнення рішучих політичних цілей усі наявні ядерні, хімічні та біологічні зброї.

До конфліктів середньої інтенсивності відносяться війни між державами чи коаліціями держав із застосуванням усіх сил та засобів, включаючи обмежене використання зброї масової поразки.

Американське Військово-політичне керівництво вважає, що в даний час ймовірність великомасштабного зіткнення між США і Росією через ядерний паритет, що склався, і у зв'язку з поліпшенням відносин між двома країнами є низькою за останні роки. Одночасно з цим визнається, що зросла можливість участі США у конфліктах низької інтенсивності, під якими розуміються як форми застосування збройних сил (обмежені бойові дії, демонстрація сили), так і економічні, політичні та ідеологічні акції, які можуть здійснюватися США у різних регіонах світу. цілях «захисту американських інтересів». При цьому США надають собі право не тільки втручатися на власний розсуд у справи суверенних держав, а й визначити, в якій формі це робити.

Пентагон передбачає три аспекти такого втручання:

Проти країн, що розвиваються, на чолі яких стоять неугодні Вашингтону уряди;

Підтримка проамериканських режимів, стабільність яких перебуває під загрозою;

Проти держав, у яких, за визначенням США, є «терористичні елементи», що загрожують американським інтересам.

Незважаючи на значне зниження можливості глобального ядерного конфлікту та перенесення акценту у підготовці збройних сил США до участі у конфліктах низької інтенсивності американське керівництвоне виключає ймовірності великомасштабної війни проти Росії, яка, за американськими оцінками, «має фізичну можливість знищити США одним нищівним ударом».

Як можливий спосіб розв'язання війни на основних театрах вважається переростання конфліктів низької інтенсивності у військові дії більшого масштабу, аж до загальної війни. Однак головним способом розв'язання великомасштабних воєн військове керівництво США вважає раптовий напад заздалегідь розгорнутими у мирний час угрупованнями військ.

Загалом заходи, що здійснюються США з досягнення військово-стратегічної та військово-технічної переваги над нашою країною, а також ставка на використання військової сили для досягнення зовнішньополітичних цілей дозволяють, на переконання Вашингтона, проводити передбачений стратегією національної безпеки курс, спрямований не лише на «глобальне стримування» Росії, але й на максимальне використання нинішньої ситуації для створення нової системиміжнародних відносин, у якій США відводилася б роль безперечного лідера, що має особливі повноваження внаслідок величезного економічного та військового майна. З розглянутого вище випливає, що одним із ймовірних супротивників для Росії є ЗС США та блоку НАТО в цілому.

Досвід останніх локальних воєн показує, що основну роль при проведенні військових операцій американське керівництво відводить ВПС США та НАТО. Основною силою здатної стримувати авіацію є війська ППО, необхідно враховувати як тактику застосування, як і технічні можливості засобів повітряного нападу.

В даний час засоби повітряного нападу складаються із засобів стратегічної авіації, засобів тактичної авіації, засобів авіації ВМС, засобів армійської авіації, безпілотних літальних апаратів (БЛА) та авіаційних засобів ураження (рисунок 1). ТА та палубна авіація розглядаються командуванням США та НАТО як головна ударна сила на ТВД у всіх видах воєн із застосуванням та без застосування ЯО. Тактика дій тактичної та палубної авіації під час прориву ППО ВПС передбачає певну оперативну побудову, що включає кілька груп літаків різного стратегічного призначення:

Група вогневого придушення засобів ППО ВПС;

Ударні групи;

Групи безпосереднього прикриття ударних груп від винищувачів ППО ВПС;

Групи радіоелектронного придушення засобів ППО ВПС;

Групи контролю та розвідки результатів удару;

Групи далекого радіолокаційного виявлення та управління.

Рисунок 1 – Класифікація засобів повітряного нападу

Ударні групи літаків ТА та СА призначені для завдання ударів по об'єктах літаками F-111, F-117, «ТОРНАДО», «ЯГУАР», «ХАРРІЄР», а також А-7D, А-10, «АЛЬФА-ДЖЕТ» (таблиця 1).

Групи вогневого придушення засобів ППО ВПС призначені для знищення або виведення з ладу засобів ППО ВПС з метою «засліпити» систему ППО ВПС, порушити систему вогню ЗРВ, проробити проломи в системі ППО ВПС. Об'єктами вогневого впливу можуть бути РЛС, командні пункти, аеродроми, пункти наведення винищувальної авіації та позиції ЗРВ.

Найбільш поширеним способом вогневого придушення засобів ППО ВПС вважається групова атака ланкою літаків з прикриттям та застосуванням як звичайних так і протирадіолокаційних ракет типу «ШРАЙК», «СТАНДАРТ-АРМ», «ХАРМ», «АЛАРМ», «ТЕСІТ РЕЙНБОУ».

Таблиця 1

Основною протирадіолокаційною ракетою на озброєнні в даний час на озброєнні ВПС і ВМФ США є ПРЛР «ХАРМ» (AQM-88А). Вона призначена для знищення РЛС ЗРВ, ППО ВПС, що працюють у дециметровому та сантиметровому діапазоні. Основні ТТХ ПРЛР наведені у таблиці 2.

Таблиця 2

Група безпосереднього прикриття ударних груп від винищувачів ППО ВПС. На озброєнні ВПС США перебувають винищувачі-перехоплювачі, а також багатоцільові винищувачі типу: торнадо F-2; "фантом" FGR, 2F-15

ТТХ даних літаків наведено у таблиці 3.

Таблиця 3

Група радіоелектронного придушення засобів ППО ВПС призначена для проведення комплексу заходів та дій щодо радіоелектронного придушення противника та захисту своїх військ (сил) та систем зброї від радіоелектронного придушення. Являє собою заходи та дії, що проводяться військами по переважній та дезінформуючій дії на РЕМ та системи противника енергією електромагнітних випромінювань.

Радіодезінформація в системі РЕП проводиться для введення противника в оману шляхом хибної роботи РЕМ своїх військ, зміни режимів їх роботи та імітації роботи РЕМ протиборчої сторони. основними способами радіодезінформації вважаються:

Показ помилкових демаскуючих ознак РЕМ, об'єктів та обстановки;

Навмисне входження в радіомережі та радіонапрямки противника, передача в них хибної інформації та команд;

Спотворення відомостей, сигналів та позивних;

Підвищення інтенсивності роботи РЕМ на другорядних напрямах за збереження режиму роботи головному.

Перелічені заходи разом із іншими заходами з дезінформації можуть викликати в противника враження про зосередження військ та підготовки операції там, де насправді цього немає. Заходи щодо забезпечення РЕБ передбачають пошук, перехоплення та аналіз випромінювань, розпізнавання та визначення місцезнаходження РЕМ противника, оцінку створюваної їм загрози для подальшого радіоелектронного придушення та видачі цілевказівки засобам ураження, а також управління своїми силами та засобами РЕП.

На озброєнні ВПС США прийнято: літак-розвідник RF-4C, а також літаки радіоелектронного придушення EF-111, EC-130H. Характеристики літаків даного типу наведені у таблицях 4, 5.

Таблиця 4

Таким чином, аналізуючи особливості застосування ВПС США та НАТО, а також виходячи з досвіду локальних воєн, можна побачити, що ВПС США активно використовують усі технічні можливості авіації. При масованому застосуванні СВН враховується все, починаючи від рельєфу, місцевості та погодних умов і до тактики дій.

Для тактики дій повітряного супротивника в локальних війнах характерно масоване застосування СВН, відсутність шаблону у виборі варіанта удару, тактичних прийомів і способів дій, всебічне забезпечення дій ударних груп, прагнення до досягнення раптовості, скорочення часу знаходження літаків у зоні вогню зенітних засобів тощо. Комбіновані удари з повітря стають складними, широко використовуються для вирішення різних завдань БЛА, малопомітні літальні апарати, СОТ в РЛ та ІЧ діапазоні, постановники радіоелектронних перешкод. Для забезпечення своєчасного розтину противника на далеких межах виявлення необхідно активно використовувати РЛС виявлення, які забезпечать розтин складу противника на висотах аж до гранично малих максимально далеких рубежах. Дана станція повинна володіти високою енергетикою випромінюваного сигналу, перешкодозахищеністю.

2 ТАКТИКО-ТЕХНІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ РЛС

2.1 Основні технічні характеристикиімпульсного передавача

Основне завдання ескізного проектування радіопередаючого пристрою полягає в обґрунтуванні вимог до його технічних характеристик на основі аналізу вимог до тактичних характеристик РЛС, що проектується, а також у виборі структури передавача, що забезпечує реалізованість обґрунтованих вимог. Тому в цьому питанні основна увага приділяється аналізу впливу параметрів зондувальних сигналів на основні тактичні характеристики РЛС, що проектується.

У радіолокаційних системах знаходять застосування різні види зондувальних сигналів:

Безперервні немодульовані;

Безперервні амплітудно-модульовані;

Безперервні частотно-модульовані;

Імпульсні.

Вибір того чи іншого виду зондувального сигналу залежить від характеру завдань, що вирішуються радіолокаційною системою, і умов її функціонування. Однак у РЛС РТВ, як і в більшості РЛС іншого призначення, застосовуються імпульсні зондувальні сигнали. Це пов'язано з тим, що їх застосування дозволяє досить точно забезпечити вимірювання дальності до мети та спростити конструкцію РЛС за рахунок використання загальної системи на передачу та прийом.

Основними параметрами зондувальних радіоімпульсів є:

Довжина хвилі (частоти) коливань, що генеруються;

Діапазон перебудови;

Імпульсна потужність РІ;

Тривалість імпульсу ф І;

Частота F або період Т П повторення зондувальних імпульсів;

Ширина спектра ПІ.

За своєю структурою радіоімпульси можуть бути:

Когерентними та некогерентними;

Простими та складними.

Радіоімпульси називають когерентними, якщо початкова фаза коливань кожного радіоімпульсу однакова або від імпульсу імпульсу змінюється за певним законом. Якщо початкова фаза високочастотних коливань від імпульсу до імпульсу є випадковою величиною, такі радіоімпульси є некогерентними.

Спектр послідовності некогерентних радіоімпульсів завжди суцільний, його форма визначається формою спектра одиночного радіоімпульсу. Спектр когерентної послідовності обмеженого числа радіоімпульсів є гребінчастим, його огинаюча повторює форму спектра одиночного радіоімпульсу. При збільшенні числа імпульсів у пачці когерентних радіоімпульсів ширина гребенів спектра зменшується, і він наближається до лінійного.

Радіоімпульси називають простими, якщо добуток ширини спектра П І та тривалості імпульсу ф І, званої базою сигналу, має величину порядку одиниці:

Якщо ж >>1, такий сигнал називається складним. Перевагою простих сигналів є простота їх формування та оптимальної обробки. Однак їх застосування обмежує можливість з технічної реалізації вимог до тактичних характеристик проектованої РЛС. Тому в сучасних і більш перспективних РЛС застосовуються в основному складні сигнали двох видів:

Радіоімпульси з внутрішньоімпульсною лінійною (ЛУМ) або нелінійною (НУМ) частотною модуляцією;

Радіоімпульси з внутрішньоімпульсною фазовою маніпуляцією (від латинського «manus» - рука), при якій фаза коливань у межах імпульсу через певні часові інтервали стрибком змінюється на 180º. Оскільки ці стрибкоподібні зміни відбуваються за певним двійковим кодом, такі імпульси називаються фазокодоманіпульованими (ФКМ).

Обґрунтування вимог до технічних характеристик передавача здійснюється на основі вимог до РЛС до тактичних характеристик. Тому необхідно проаналізувати вплив структур та параметрів зондувальних радіоімпульсів на основні тактичні характеристики РЛС. Оскільки довжина хвилі є параметром, загальним для передавача, приймача та антенно-хвильової системи, вимоги до неї повинні бути обґрунтовані на етапі системотехнічного проектування РЛС в цілому.

2.2 Вплив структур та параметрів зондувальних радіоімпульсів на тактичні характеристики РЛС

Як відомо, максимальна дальність дії РЛС визначається співвідношенням:

де ЕС - енергія сигналу передавача;

G ПЕР - коефіцієнт посилення передавальної антени;

А ПР – ефективна площа приймальної антени;

у Ц – ЕПР цілі;

г - коефіцієнт помітності (або параметр виявлення);

N 0 - спектральна густина потужності власного шуму приймача, перерахована для його входу.

Розглянемо докладніше параметри, що входять у вираз (2.2).

Величини G ПЕР та А ПР обґрунтовуються при ескізному проектуванні антени. Якщо на передачу та прийом використовується одна антена, між ними існує зв'язок

Як мовилося раніше, довжина хвилі має бути обрана на етапі системотехнічного проектування РЛС загалом. Ефективна площа антени пов'язана з її геометричною площею співвідношенням

де н - коефіцієнт використання площі розкриття антени. Його значення має величину порядку 0,5...0,6. Геометрична площа обмежена допустимими габаритами антени.

Спектральна щільність потужності шумів:

де k= 1,38 · 10 -23 Дж/к - постійна Больцмана,

Т 0 - абсолютна температура еквівалентного джерела шуму (при розрахунках приймається Т 0 =290 к),

Ш – коефіцієнт шуму приймача.

З урахуванням лінії пропускання приймача N 0 визначають граничну чутливість приймача.

Коефіцієнт помітності є відношення сигнал-шум по потужності необхідне виявлення сигналу із заданими показниками якості - ймовірністю правильного виявлення і помилкової тривоги.

Безпосередньо до передавача відноситься енергія сигналу, що генерується передавачем за час опромінення мети:

де Р І - імпульсна потужність передавача,

ф І - тривалість зондувального імпульсу,

М - число імпульсів, що опромінюють ціль (число імпульсів у пачці).

Число імпульсів:

де Дв 0,5 - ширина діаграми спрямованості антени в азимутальній площині (радіани),

Т ОБЗ - період огляду простору азимуту.

Параметри Дв 0,5 та Т ОБЗ безпосередньо до передавача не належать. До нього відносяться РІ, фІ, ТП. З точки зору забезпечення заданої дальності виявлення необхідно збільшувати РІ, фІ і зменшувати ТП (або збільшувати FП = 1/ТП).

Збільшення F П обмежене значенням однозначно вимірюваної дальності:

Збільшення імпульсної потужності супроводжується підвищенням вимог до електричної міцності тракту генерування та випромінювання сигналу, а також призводить до зниження скритності РЛС і захищеності її від зброї, що самонаводиться.

Збільшення тривалості імпульсу (якщо це простий імпульс) призводить до зниження роздільної здатності по дальності. вирішення протиріч між вимогами щодо дальності виявлення і роздільної здатності по дальності можливе на основі переходу до складних радіоімпульсів, оскільки роздільна здатність по дальності визначається шириною спектра сигналу П С:

Як відомо, потенційна точність вимірювання дальності (тобто гранично досяжна середня квадратична помилка) визначається співвідношенням

Звідси видно, що з підвищення потенційної точності необхідно одночасно збільшувати енергію сигналу (тобто. збільшувати ставлення сигнал-шум)

г) та ширину спектра сигналу, що неможливо у разі застосування простих радіоімпульсів.

Тому, як і забезпечення заданого значення дальності виявлення, реалізації вимог до точності вимірювання дальності необхідно застосовувати складні сигнали.

2.3 Вплив структур та параметрів зондувальних радіоімпульсів на перешкодозахищеність РЛС

Перешкодозахищеністю РЛС називається здатність виконання нею заданих функцій з необхідними показниками якості в умовах впливу активних та пасивних перешкод, як навмисних, так і ненавмисних.

Ця характеристика визначається скритністю роботи РЛС та її завадостійкістю.

Прихованість вимірюється ймовірністю виявлення працюючої на випромінювання РЛС засобами радіотехнічної розвідки противника. Зниження цієї ймовірності забезпечується зменшенням імпульсної потужності випромінюваного сигналу та стрибкоподібною зміною основних його параметрів.

Кількісною оцінкою перешкодостійкості РЛС є відношення потужності сигналу до потужності перешкоди на виході оптимального фільтра, при якій забезпечуються необхідні значення характеристик виявлення та точності вимірювання координат.

Перешкодостійкість по відношенню до активної шумової перешкоди забезпечується збільшенням енергії зондувального сигналу. При цьому для забезпечення скритності необхідно не збільшувати його імпульсну потужність. Ця суперечність дозволяється на основі застосування складних зондувальних сигналів.

Підвищення завадостійкості РЛС по відношенню до дії пасивних маскуючих перешкод досягається підвищенням роздільної здатності по дальності та швидкості. Підвищення роздільної здатності по дальності (поряд з підвищенням роздільної здатності по кутових координатах) призводить до зменшення дозволеного обсягу, а, отже, до зменшення середнього значення ЕПР джерела пасивної перешкоди (хмари дипольних відбивачів, поверхні, що підстилає і т.д.).

Роздільна здатність за швидкістю дозволяє виділяти корисний сигнал на основі використання ефекту Доплера. Забезпечення дозволу одночасно за дальністю та швидкістю пов'язане з необхідністю подолання відомого з теорії радіолокації принципу невизначеності. Найбільш повно цій вимогі задовольняють пачки складних радіоімпульсів за умови, що тривалість пачки ф пач =МТ п значно перевищує тимчасову протяжність пасивної перешкоди

де ДR пп – радіальний розмір пасивної перешкоди.

Системи, що реалізують дозвіл цілей на тлі пасивних перешкод на основі використання ефекту Доплера, називаються системами селекції цілей, що рухаються (СДЦ). Технічно реалізація систем СДЦ можлива під час використання когерентних пачок зондувальних радіоімпульсів. При цьому можливі різні варіанти побудови когерентно-імпульсних РЛЗ:

Істинно когерентні РЛС (передавач формує когерентну послідовність радіоімпульсів);

Псевдо когерентні РЛС із внутрішньою когерентністю (передавач формує некогерентні радіоімпульси, фази яких запам'ятовуються так званим когерентним гетеродином на період повторення зондувальних імпульсів);

Псевдо когерентні із зовнішньою когерентністю (для забезпечення когерентності використовуються сигнали від нерухомих об'єктів, що знаходяться в одному елементі дозволу з метою, що рухається).

Вибір того чи іншого варіанта побудови когерентно-імпульсної РЛЗ визначається вимогами ефективності функціонування системи СДЦ.

З викладеного випливає, що параметри і структура зондувальних імпульсів істотно впливає на дальність дії РЛС, її точнісні характеристики і роздільну здатність по дальності та швидкості. Для забезпечення заданих значень дальності дії і точності вимірювання координат необхідно збільшувати енергію сигналу, для чого при фіксованому значенні імпульсної потужності зондуючого сигналу необхідно збільшувати тривалість одиночного імпульсу і кількість імпульсів, що приймаються в пачці. Одночасний дозвіл по дальності та швидкості можливий на основі застосування складних радіоімпульсів.

У цій роботі під час розробки передавального пристрою, мною буде використано ФКМ сигнал, який забезпечить високу енергетику сигналу, і навіть перешкодно захищеність.

3 . РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ РЛС

Імпульсними РЛС називаються такі, в яких дальність до мети визначається шляхом вимірювання часу затримки ехо-сигналу щодо імпульсного зондувального сигналу.

Склад структурної схеми станції радіолокації визначається її функціями (рисунок 3.1).

У загальному випадку, для отримання інформації про цілі методом радіолокації станція повинна забезпечувати виконання наступних функцій:

опромінення цілей електромагнітною енергією (зондування зони огляду);

Прийом відбитих від мети ехо-сигналів та виділення їх із перешкод;

Відображення одержуваної радіолокаційної інформації та вимірювання координат цілей;

визначення державної власності;

Введення радіолокаційної інформації пристрій обробки і видачу її в канали зв'язку.

Малюнок 3.1

Виконання першої функції забезпечується трактом генерування та випромінювання, що послідовно здійснює ФКМ сигналів, передачу їх до антени та випромінювання їх у простір. До складу тракту входять: передавальний пристрій, фідерний пристрій та антена. Функції прийому відбитих від мети сигналів та виділення їх із перешкод здійснюються трактом прийому та виділення сигналів із перешкод. Тут вирішуються завдання фільтрації, посилення, перетворення сигналів та виділення їх із шумів, пасивних та активних перешкод. Основними елементами тракту є: антенно-фідерний пристрій, приймальний пристрій, пристрій захисту від перешкод.

Відображення повітряної обстановки в зоні огляду РЛС та визначення координат цілей вирішується за допомогою кінцевих пристроїв РЛС. Кінцевими пристроями РЛС можуть бути пристрої автоматичного вимірювання та знімання координат, індикаторні або інші пристрої відображення. Для синхронізації роботи передавальних, індикаторних пристроїв та інших систем РЛС у часі потрібна система запуску.

Для вимірювання координат з індикаторних пристроїв або шляхом автоматичного оброблення сигналів необхідно формування спеціальних масштабних позначок або коду дальності, азимуту, висоти.

Розпізнавання мети здійснюється у спеціальній системі розпізнавання, складовою якої є наземні радіолокаційні запитувачі, що сполучаються з РЛС. Конкретизація елементів структурної схеми імпульсної РЛС, складу, призначення та взаємодії окремих систем буде розглянута далі.

3.1 Тракт генерування та випромінювання радіолокаційних сигналів

Основними завданнями, що вирішуються трактом генерування та випромінювання імпульсної РЛЗ є:

Створення імпульсів НВЧ високих енергій заданої структури, тривалості та періодичності;

Каналізації енергії цих імпульсів від передавального пристрою до антени з мінімально можливими втратами;

Спрямоване випромінювання імпульсів електромагнітних хвиль.

Складовими частинами тракту, відповідно до розв'язуваних завдань, є пристрої, що передають, високочастотні тракти і антенні системи РЛС (рисунок 3.2).

У трактах генерування та випромінювання крім основних перерахованих вирішуються додаткові специфічні завдання:

Розв'язка передавального та приймального пристрою при роботі на випромінювання та прийом;

Відгалуження енергії НВЧ для контролю потужності та спектру зондувального сигналу, перемикання передавального пристрою до антеної системи або еквівалента;

Зміна рівня, структури сигналів та несучої частоти;

Захист особового складу від опромінення.

Малюнок 3.2

3.1.1 Антенний пристрій

Антенний пристрій РЛС призначений для:

Перетворення енергії коливань, що генеруються передавачем, на енергію електромагнітних хвиль у просторі (випромінювання);

Уловлювання енергії електромагнітних хвиль (відлуння-сигналів) з певного тілесного кута простору та концентрації її на вході лінії прийому;

Концентрації енергії електромагнітних хвиль у певному тілесному куті під час випромінювання;

Вибір напрямку випромінювання та прийому енергії електромагнітних хвиль відповідно до прийнятого способу огляду простору.

В імпульсній РЛС моменти часу вимірювання зондувального сигналу та прийому ехо-сигналів розділені, що дозволяє забезпечити роботу однієї й тієї ж антени на прийом та передачу.

Параметри антенних систем значною мірою визначають бойові можливості станції радіолокації, такі як дальність дії, форма зони огляду, час огляду простору, точність визначення кутових координат, що дозволяє здатність по кутових координатах, перешкодозахищеність.

Основними параметрами антенного пристрою РЛС є:

Коефіцієнт посилення антени;

Форма діаграми спрямованості;

Рівень бічних пелюсток, діапазон;

Стійкість до вітрових навантажень, зледеніння, дії ударних хвиль;

Можливість швидкого розбирання та складання;

Зручність транспортування.

Коефіцієнт посилення антени G дозволяє збільшити дальність дії РЛС і забезпечується фізичними розмірами антени. Між посиленням, розмірами антени та довжиною хвилі існує відоме співвідношення:

де А – площа антени;

л – довжина хвилі;

К А - коефіцієнт використання поверхні антени;

з А – коефіцієнт корисної дії антени.

Коефіцієнт посилення антени пов'язаний з коефіцієнтом спрямованої дії G Н співвідношенням:

Форма діаграми спрямованості є важливим характеристикою антени. Діаграмою спрямованості антени потужністю називається залежність коефіцієнта посилення від кутових координат.

Діаграма спрямованості характеризується шириною головної пелюстки в горизонтальній та вертикальній площині за рівнем половинної потужності, а також рівнем бічних пелюсток. Ці параметри тісно пов'язані з коефіцієнтом посилення та геометричними розмірами антени L r

де L r - розмір перерізу у відповідній площині;

До r - коефіцієнт, що залежить від розподілу поля в розкриві антени (зазвичай До r = 50є..80є).

Форма діаграми спрямованості антени РЛС у вертикальній площині істотно впливає на такі характеристики РЛС, як точність вимірювання і роздільна здатність за кутовими координатами, перешкодозахисність і швидкість огляду. Для радіолокаційних станцій виявлення, що здійснюють круговий огляд простору, найбільш раціональною є діаграма спрямованості широка вертикально і вузька горизонтальній площині.

На ізоляційній ділянці зони виявлення коефіцієнт посилення антени має бути приблизно постійним. На висотній ділянці зони виявлення коефіцієнт посилення по кутку місця повинен змінюватися за законом «косеканс квадрат». При цьому на вхід приймача при постійній висоті польоту мети та різної дальності приходить сигнал постійної інтенсивності.

Рівень бічних пелюстків впливає на інтенсивність активних перешкод, що приймаються, від перешкодоустановників, пасивних перешкод від місцевих предметів і тим самим погіршує перешкодозахищеність РЛС. Прийом ехо-сигналів цілей з бокових пелюсток ускладнює визначення їх істинного розташування.

Крім погіршення перешкодозахищеності бічні пелюстки викликають зниження чутливості приймальних каналів за рахунок прийому додаткових шумів з навколишнього простору. Рівень бічних пелюсток суттєво залежить від закону розподілу поля у розкриві дзеркальної антени, потужності в окремих випромінювачах антеної решітки.

У дзеркальних антенах допустиме значення рівня бічних пелюсток становить 17-23 дБ, у директорських антенах близько 15 дБ. Для послаблення впливу бічних пелюстків на перешкодозахищеність РЛС застосовують спеціальні схеми придушення.

3.1.2 Високочастотний тракт РЛЗ

Високочастотний тракт РЛС здійснює передачу високочастотної енергії зондувальних імпульсів від передавача до антени та прийнятих ехо-сигналів від антени на вхід приймача.

До основних технічних даних високочастотних трактів належать такі:

Ступінь узгодження високочастотного тракту із навантаженням;

Втрати енергії у високочастотному тракті;

Максимальна потужність, що передається.

Ступінь узгодження високочастотного тракту з навантаженням характеризується коефіцієнтом стоячої хвилі напруги

де - Коефіцієнт відображення;

Комплексні опори навантаження та лінії передачі;

або зворотної К СВ величиною - коефіцієнтом хвилі, що біжить.

Зазвичай вважають, що навантаження добре узгоджене з лінією передачі, якщо До СВ< 1,2 и согласована удовлетворительно, если К СВ = 1,2- 2. при К СВ менее 2 от нагрузки отражается менее 11% падающей мощности.

Втрати енергії у високочастотному тракті обумовлені тепловими втратами у металевих провідних поверхнях та діелектричними втратами лінії передачі.

Величину втрат заведено характеризувати коефіцієнтом поглинання. Для лінії передач користуються величиною погонного ослаблення, що у децибелах однією метр довжини.

Для хвилеводів робоче значення величини погонного ослаблення становить 0,01-0,05 дБ/м, для полоскових та коаксіальних ліній передач 0,05-0,5 дБ/м. втрати тракту РЛС становлять 0,5-1 дБ на передачу та 2-3 дБ на прийом.

Гранична потужність високочастотного тракту обмежується умовами пробою та допустимим нагріванням діелектрика лінії передачі.

3.2 Тракт прийому та виділення сигналу

Тракт прийому і виділення ехо-сигналів призначений передачі енергії сигналів цілей і перешкод з антенних систем на вхід приймальних пристроїв РЛС, посилення і фільтрації сигналів цілей і натомість перешкод. До перешкодних сигналів відносяться енергія власних шумів приймальних пристроїв та зовнішніх природних та навмисних джерел шуму.

4 . ПОПЕРЕДНІЙ РОЗРАХУНОК РПУ. РОЗРАХУНОК ПОТРІБНОІМПУЛЬСНОЇ ПОТУЖНОСТІ РПУ І КОЕФІЦІЄНТА ПОСИЛЕННЯ АНТЕННИ

Розрахунок необхідної імпульсної потужності радіопередаючого пристрою та коефіцієнта посилення антени буде зроблено для трьох діапазонів хвиль: сантиметрового, дециметрового та метрового.

Спочатку зробимо вибір типу антени та розрахунок розмірів антени.

4.1 Вибір типу антени, розрахунок розмірів антени такоефіцієнта посилення

Антена радіолокатора повинна мати діаграму спрямованості, що забезпечує високу роздільну здатність за кутовими координатами. В якості антени імпульсних РЛС найбільшого поширення набули дзеркальні параболічні антени. Ці антени дозволяють порівняно нескладно отримати діаграму спрямованості, що забезпечує високі роздільні здатності по кутових координатах і малий рівень бічних пелюсток діаграми спрямованості. Для трикоординатної РЛС з паралельним оглядом по кутку місця рекомендується вибрати як форму дзеркала або симетричну вирізку з параболоїда обертання, або параболічний циліндр з фазованими антеними гратами як опромінювач.

а для директорних антен

де Ді - ширина діаграми спрямованості антени за рівнем половинної потужності у відповідній площині;

л – довжина хвилі;

а- Розмір антени у відповідній площині;

L – поздовжній розмір директорної антени.

Слід враховувати, що мінімальному значенню коефіцієнта у виразі (4.1) відповідає найбільший рівень бічних пелюсток, максимальному значенню коефіцієнта відповідає мінімальний рівень бічних пелюсток, тому для забезпечення високої перешкоди РЛС по бічних пелюстках слід обрати значення коефіцієнта у виразі (4.1) в межах 7. 90.

Таблиця 4.1

Після того, як визначено вертикальний ( а)і горизонтальний( в) розміри дзеркала, слід визначити геометричну площу антени

S=(0.8..0.9) ab.(4.3)

Таблиця 4.2

Вибір антени закінчується розрахунком коефіцієнта посилення антени

Таблиця 4.4

Для визначення величини сумарного коефіцієнта помітності (г?) слід, скориставшись кривими виявлення (додаток А), за заданими ймовірностями правильного виявлення D і помилкової тривоги F Л визначити коефіцієнт помітності при оптимальній обробці р.

Для простого немодульованого радіоімпульсу та ФКМ сигналу оптимальна фільтрація одиночного імпульсу (одиночної дискрети ФКМ сигналу) замінюється квазіоптимальною. При цьому виникають втрати щодо сигналу/шуму, рівні

р З =0,8 дБ.(4.9)

Далі замість когерентного накопичення використовується некогерентне. Втрати на некогерентне накопичення (г Н) пачки можна визначити за відповідними графіками (додаток Б). якщо виробляється цифрова обробка, слід враховувати й втрати, викликані цифрової обробкою, тобто. врахувати шум квантування г Ц. Остаточно:

г? = г + г З + г Н + г Ц. (4.10)

Таблиця 4.6

Після визначення г? може бути знайдено енергію зондувального сигналу за формулою (4.6). енергія зондувального сигналу пов'язана з імпульсною потужністю співвідношенням

Е = б Р І ф І М, (4.11)

де б - коефіцієнт, що враховує непрямокутність пачки. Рекомендується вибрати б

З виразу (4.11) можна визначити імпульсна потужність. Для трикоординатної РЛС отримане значення імпульсної потужності необхідно помножити число каналів по куту місця.

4.3 Приблизний розрахунок споживаної від мережі потужності

за імпульсною потужністю можна визначити потужність, що споживається вихідним каскадом радіопередаючого пристрою РЛС від агрегатів живлення

де Q=Т/ф І - шпаруватість сигналу,

з Г - ККД генераторного приладу,

з М - ККД модулятора (з М = 0,7 ... 0,8),

з В - ККД випрямляча (з В = 0,8 ... 0,9),

з Т - ККД трансформатора (з Т = 0,6)

5 . РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ РПУ

5.1 Функції, що виконуються радіопристроєм

Радіопередавальний пристрій виконує такі функції:

Створює коливання високої частоти (носій корисної інформації), що виходять в результаті перетворення енергії джерел постійного струму в енергію струму високої частоти. Цей процес називається генерацією, а пристрій, у якому створюється струм високої частоти, – генератором.

Здійснюється керування високочастотними коливаннями.

Необхідність в управлінні високочастотними коливаннями виникає в будь-якій з радіоліній, все різноманіття яких може бути приведено до двох основних різновидів: зв'язкових та радіолокаційних.

У зв'язкових радіолініях корисна інформація закладається на їх кінцях, що передають, шляхом зміни одного або декількох параметрів високочастотних коливань (амплітуди, частоти або фази) за відповідним законом. Процес управління високочастотними коливаннями називається модуляцією, а пристрій, з допомогою якого здійснюється цей процес,- модулятором. У радіолокаційних системах корисна інформація не закладається на їх кінцях, що передають, а виникає при відображенні електромагнітних хвиль від об'єктів (цілей). Тим не менш, і в цьому різновиді радіоліній також виникає необхідність у первинній модуляції або маніпуляції струму високої частоти для забезпечення можливості отримання корисної інформації в приймальному тракті. Радіопередавальний пристрій складається з комплексу апаратури, що забезпечує створення модульованого струму високої частоти. Стосовно радіолокаційної системи передавач призначений для формування зондувального сигналу, а в загальному випадку - для формування радіосигналу відповідно до вимог, сформульованих при розробці конкретної радіотехнічної системи. Крім зазначених вище функцій - генерації та модуляції - радіопередавальний пристрій за допомогою антенно-фідерної системи здійснює каналізацію та випромінювання в потрібному напрямку модульованого або маніпульованого струму високої частоти у вигляді електромагнітних хвиль.

5.2 Структурні схеми радіопередаючих пристроїв. Однокаскадна та багатокаскадна схеми передавача

Для виконання перерахованих вище функцій радіопередавальний пристрій повинен складатися з модулятора, високочастотного генератора, антени та джерел живлення. Крім того, до складу більшості сучасних передавачів входить система УБС (управління, блокування та сигналізації), яка має елементи автоматики, контролю та блокування, що забезпечують необхідну послідовність включення, можливість підтримання нормального режиму роботи та управління функціонуванням радіопередавального пристрою.

Залежно від вимог до передавача вони можуть виконуватися за однокаскадною та багатокаскадною схемою. Структурна схема однокаскадного передавача наведена на малюнку 5.1, до складу якої входять модулятор, генератор із самозбудженням, фідерний тракт, джерело живлення, система автоматичного підстроювання частоти та система управління, блокування та сигналізації.

Малюнок 5.1 - Однокаскадна схема передавача

Для підвищення вихідної потужності передавача і стабільності частоти коливань, що генеруються, передавачі виконують за багатокаскадною схемою (рисунок 5.2) або, як їх називають, у вигляді підсилювальних ланцюжків.

Малюнок 5.2 - Багатокаскадна схема передавача

Електромагнітні коливання необхідної стабільності створюються в генераторі, що задає (ЗГ), а потім шляхом множення їх по частоті (УЧ) і посилення по потужності в попередньому підсилювачі і підсилювачі потужності початковий сигнал доводиться до необхідних параметрів.

5.3 Розробка структурної схеми радіопередавального пристрою

Цей пристрійпризначено для формування у кожному зондуванні від одного до чотирьох ФКМ радіоімпульсів на різних частотах, що йдуть один за одним без часового інтервалу (рисунок 5.3).

Малюнок 5.3

Для забезпечення високої стабільності частоти зондувальних сигналів пристрій, що передає, виконано за схемою «маломощний високостабільний збудник - підсилювач потужності» (рисунок 5.4).

Збудник формує ансамбль простих та складних сигналів. На виході формувача при налаштуванні смугових фільтрів на першу, ( п-1) та п-ю складові вихідного сигналу модулятора формується ансамбль простих радіоімпульсів та ФКМ радіоімпульсів з однаковими законами фазової маніпуляції: на виході 1 - з частотою щ 0 + Щ М (ФКМ), на виході 2 - з частотою щ 0 + ( п-1) Щ М (ФКМ при парному п, простий при непарному п), на виході 4 - з частотою щ 0 - пЩ М (ФКМ при непарному п, простий при парному п), на виході 3 - з частотою (2 п-1)Щ М (ФКМ за будь-якого п). можливі інші комбінації сигналів залежно від налаштування смугових фільтрів.

Когерентність імпульсів проміжної частоти забезпечується в такий спосіб. Безперервна напруга проміжної частоти від синтезатора частоти надходить у систему синхронізації, де перетворюється на послідовність тактових імпульсів (ТІ), з яких у кожному періоді повторення формуються строб-імпульси. Строб-імпульси, тривалістю ф І кожен, йдуть один за одним без часового інтервалу. Фронт кожного їх жорстко пов'язані з фазою напруги проміжної частоти. Ключові схеми відкриваються на час, що відповідає тривалості строб-імпульсу.

Малюнок 5.4 - Радіопередавальний пристрій

Таким чином, використання одного і того ж високостабільного за частотою напруги проміжної частоти для формування зондувальних імпульсів забезпечує отримання послідовності когерентної імпульсів і високу стабільність їх повторення.

Підсилювач потужності служить посилення до необхідного рівня високочастотних імпульсних сигналів, які з збудника.

З метою ослаблення ефекту сліпих швидкостей, а також для захисту РЛС від протирадіолокаційних ракет, застосовується вобуляція частоти посилок зондувальних імпульсів. Регулювання смугових фільтрів дозволяє формувати різну комбінацію сигналів, що збільшує помехозащищенность РЛС.

З виключення

Військово-політична обстановка у світі, незважаючи на всі зусилля нашої країни, продовжує залишатися напруженою, внаслідок розширення блоку НАТО на Схід за рахунок країн колишньої соціалістичної співдружності (Чехії, Угорщина, Польща), а також країн колишніх Республік СРСР. Отже, не знижується ймовірність того, що противник у будь-який момент здатний завдати масованого удару по важливим військовим державним об'єктам.

У той самий час можливий противник не припиняє вдосконалення бойової техніки, створюються нові типи ПРЛР, винищувачів, бомбардувальників, КР, УР, авіабомб. Удосконалюється апаратура захисту літальних апаратів у тому числі комплекси РЕБ, що включають до складу апаратуру постановки активних і пасивних перешкод.

Для ефективного протидії СВН ймовірного противника необхідні засоби розвідки, які були б здатні виявляти повітряні об'єкти на максимальних дальностях і були б захищені від активних і пасивних перешкод.

Через війну виконання цієї роботи було проведено аналіз тактики застосування СВКН та його впливу можливості виявлення повітряних об'єктів. Здійснено аналіз способів формування та видів зондувальних сигналів, на його основі здійснено розрахунок характеристик та розроблено пропозицію щодо вдосконалення передавального пристрою. Розроблений збудник ФКМ сигналу забезпечує формування ансамблю простих і ФКМ сигналів. Даний пристрій дозволяє збільшити перешкодозахищеність РЛС від активних та пасивних перешкод, а також забезпечує виявлення СВКН противника на далеких рубежах виявлення.

Додаток А

Показники якості оптимального виявлення когерентних сигналів із випадковими параметрами

Сигнал із повністю відомими параметрами

Сигнал із рівномірним розподілом фази

Додаток Б

Графік усереднених втрат, що виходять при накопиченні некогерентної пачки, що складається з імпульсів М і використовується для розрахунку втрат при візуальному відображенні сигналу на екрані ІКО

Графік втрат цифрового некогерентного накопичення

(п- Число накопичуваних імпульсів)

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Розробка проекту імпульсного приймача станції радіолокації (РЛС) дециметрового діапазону. Класифікація радіолокації, параметри якості прийому. Розрахунок параметрів вузлів схеми структурного приймача. Визначення смуги пропускання приймача.

дипломна робота , доданий 21.05.2009


Системи посадки літаків метрового, сантиметрового та дециметрового діапазонів: призначення, склад та внутрішня структура, типи та порівняльний опис. Програма схемотехнічного моделювання Micro-Cap, техніко-економічне обґрунтування проекту.

курсова робота , доданий 23.09.2013


Розробка багатофункціонального приймально-передавального пристрою для збору інформації з зовнішніх пристроїв- Датчиків. Огляд ресіверів діапазону 433 МГц. Розрахунок мікросмужкової антени на центральній частоті. Розрахунок витрат за виготовлення дослідного зразка.

дипломна робота , доданий 20.10.2013


Загальна характеристика дзеркальної антени, її призначення та застосування. Розрахунок дзеркальної параболічної антени сантиметрового діапазону з опромінювачем у вигляді пірамідального рупора. Визначення коефіцієнта посилення з огляду на неточність виготовлення дзеркала.

курсова робота , доданий 18.01.2014


Типи синтезаторів частоти. Методи та прилади генерації сигналів середньохвильового діапазону та способи їх випромінювання. Розробка структурної схеми проектованого пристрою, забезпечення його живлення. Дослідження синтезатора частот середньохвильового діапазону.

дипломна робота , доданий 23.09.2016


Розробка функціональної блок-схеми, розрахунок ланцюгів налаштування варикапів та вхідний, елементів коливального контуруУСЧ та першого каскаду УПЧ з метою проектування портативного радіомовного приймача довгохвильового діапазону за заданими параметрами.

курсова робота , доданий 27.01.2010


Програма моделювання високочастотних електромагнітних полів CST Microwave Studio Проектування основних вузлів лампи хвилі, що біжить (ЛБВ) W-діапазону. Уповільнююча, електронно-оптична, фокусуюча система ЛБВ. Висновки енергії із сповільнювальної системи.

дипломна робота , доданий 27.09.2016


Розробка структурної схеми радіопередавального пристрою для односмугової телефонії. Розрахунок вихідного каскаду, колекторного ланцюга, вихідного узгоджувального пристрою, транзисторний автогенератор. Вибір транзистора. Огляд вимог до джерела живлення.

курсова робота , доданий 02.04.2013


Обґрунтування, вибір та розрахунок тактико-технічних характеристик літакової радіолокаційної станції. Визначення параметрів випромінювання та максимальної дальності дії. Оцінка параметрів цілі. Опис узагальненої структурної схеми станції радіолокації.

курсова робота , доданий 23.11.2010


Розробка радіопередаючого пристрою, що працює в режимі односмугової модуляції, що набув широкого поширення як зв'язного, так як мовний сигнал досить вузькосмуговий. Розрахунок вхідного кола транзистора, розрахунок кварцового автогенератора.

РЛС складається з таких основних елементів:

Передавальний пристрій;

Приймальний пристрій;

Антенний комутатор та антенний пристрій;

Кінцевий пристрій;

Синхронізатор.

Структурна схема РЛС показано на рис.5.2.

Рис.5.2 Структурна схема станції радіолокації.

Передавальний пристрійРЛС призначене для формування зондувального сигналу та передачі його в антену.

Приймальний пристрійРЛС призначене для попередньої обробки відбитого сигналу, прийнятого антеною. Воно здійснює виділення корисного сигналу із суміші сигналу та перешкод, перетворення радіосигналу на відеосигнал і передачу його в кінцевий пристрій.

Антенний комутаторпризначений для підключення передавача до антени при випромінюванні зондувального сигналу та підключення приймача до антени при прийомі відбитого сигналу.

Кінцевий пристрійдля аналізу корисного сигналу Тип кінцевого пристрою залежить від виду сигналу (аналоговий або цифровий), одержувача інформації радіолокації (оператор, пристрій автоматичного визначення координат, ЕОМ і т.д.) і типу радіолокаційної інформації.

Синхронізаторзабезпечує задану послідовність роботи елементів РЛЗ. Так, наприклад, найбільш поширених РЛС з імпульсним режимом роботи синхронізатор виконує наступні функції:

Узгодження моменту формування зондувального імпульсу з моментом запуску тимчасової розгортки індикатора або нульовим відліком обчислювального пристрою;

Узгодження положення діаграми спрямованості антени у просторі з розгорненням індикатора або нульовим відліком обчислювального пристрою;

Визначення моменту відкриття приймача та інтервалу його роботи.

При цьому принципово можливі такі методи синхронізації:

1. Синхронізація від передавача до кінцевого пристрою.

У таких РЛС момент формування зондувального імпульсу визначає момент запуску тимчасової розгортки індикатора або обнулення обчислювального пристрою. Достоїнство такого способу синхронізації полягає в тому, що нестабільність частоти зондуючих імпульсів передавача не впливає на точність радіолокаційних вимірювань. Однак таким РЛС властива нестабільність запуску кінцевого пристрою, яку важко повністю усунути.

2. Синхронізація від кінцевого пристрою до передавача.

У цьому випадку роботою кінцевого та передавального пристрою керує високостабільний генератор, що входить до складу кінцевого пристрою. Завдяки цьому досягається висока точність радіолокаційних вимірів. Однак виникають проблеми при зміні частоти проходження зондувальних імпульсів.

3. Синхронізація за допомогою окремого високостабільного кварцового генератора, що не входить до складу передавального або кінцевого пристрою.

Такий спосіб синхронізації застосовують у більшості сучасних РЛС, які зазвичай передбачають можливість зміни частоти проходження зондувальних імпульсів у процесі роботи станції. Це необхідно для забезпечення перешкодозахищеності РЛС під час роботи в умовах пасивних або активних радіолокаційних перешкод.

Структурна схема РЛС в основному залежить від її призначення, типу зондувального сигналу (імпульсний або безперервний) і параметра радіосигналу, що модулюється.

Однак у загальному випадку процедура обробки радіосигналу в РЛС повинна бути узгоджена не тільки з типом сигналу зондуючого, але і з виглядом перешкод. Тому структурна схема РЛС має враховувати джерела активних та пасивних радіоелектронних перешкод.

Це завдання ускладнює роботу будь-якої РЛЗ, т.к. перешкоди викликають спотворення відбитого від мети сигналу і ведуть до втрати корисної інформації радіолокації. Тому в процесі обробки відбитого сигналу прагнуть придушити перешкоди, що досягається введенням до складу структурної схеми РЛС пристроїв захисту радіоелектронних перешкод.