Склад та розміщення обладнання моноімпульсних вторинних радіолокаційних станцій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Склад та розміщення обладнання моноімпульсних вторинних радіолокаційних станцій

Сучасні моноімпульсні вторинні оглядові радіолокатори незалежно від їхнього типу і фірм-виготовлювачів мають один і той самий склад обладнання. Зазвичай, замовнику пропонується двокомплектний варіант побудови основного обладнання з можливістю роботи на одному з комплектів, коли другий комплект знаходиться у навантаженому або ненавантаженому резерві. Для антенної системи як найнадійнішого елемента, антенного приводу та обертових переходів резервні комплекти непередбачені. Основне обладнання розміщується в односекційній приладовій шафі чи у декількох приладових шафах. Частина додаткового обладнання знаходиться у тому ж приміщенні, де розташовані приладові шафи, а інша частина виноситься у будинок лінійного апаратного залу та командно-диспетчерського пункту. Всі радіолокатори споряджені обладнанням влаштованого тестового контролю і апаратурою місцевого та дистанційного керування. Як приклад на рис.1 наведений склад обладнання вторинного моноімпульсного радіолокатора Condor 2 MSSR фірми Raytheon.

Рис.1. Склад та розміщення обладнання моноімпульсного ВРЛ Condor 2 MSSR

Радіолокатор Condor 2 MSSR має пласкі антенні ґратки із великою прямовисною апертурою (антена типу LVA - Large Vertical Aperture). Антена складена із 35 випромінюючих стовпчиків, кожний з яких містить 12 прямовисних диполів. Антенна система має поземний розмір 8 м та 2 - прямовисний. Вона одночасно формує три ДН: сумарну, різницеву та ненаправлену. Антена може бути змонтована на антені первинного радіолокатора або, у випадку автономної роботи, може бути розташована на спеціальній вежі. Передбачена можливість роботи з додатковим радіопрозорим обтічником. Завдяки великому прямовисному розміру вдалося отримати крутизну прямовисного перерізу ДН антени не менше 2 дБ/град.

Привід обертання антени складається з електродвигуна, редуктора, додаткового блоку керування і генератора азимутальної інформації, який формує малі азимутальні імпульси (МАІ) та імпульс Півночі. Блок керування дозволяє обирати будь-яку швидкість обертання антени в інтервалі 4…15 обертів на хвилину та підтримувати її з точністю до ±1% незалежно від швидкості вітру.

Блок високочастотних обертових переходів має три канали. призначених для з'єднання обертової антени з нерухомим обладнанням станції. Два канали (сумарний та ненаправлений) призначені для передачі сигналів запиту великої потужності та приймання сигналів відповіді малої потужності. Різницевим каналом транслюються лише сигнали малої потужності, які скеровані від антени до приймального обладнання станції. Всі канали узгоджуються за амплітудними та фазовими характеристиками у всьому діапазоні змінення азимутального положення антени. У блоці обертових переходів передбачені спеціальні пристрої великої та малої потужності для одночасного з'єднання виходів антени робочого та резервного комплектів приймачів-передавачів запитувачів, забезпечуючи швидке перемикання робочого та резервного комплектів.

Кожний з комплектів запитувача складається з передавача, який виконаний на напівпровідниковій елементній базі, приймача з амплітудним кутовим дискримінатором, процесора, який здійснює сигнальну та траєкторну обробку інформації, і влаштованого контролера. Обидва комплекти обслуговуються місцевим терміналом системи контролю та керування радіолокатором. За вимогою замoвника апаратура станції може бути доповнена монітором для обслуговування і перевірки роботоздатності станції. Він дозволяє у кольоровому вигляді та у реальному масштабі часу відбивати повітряну обстановку у форматі індикатора колового огляду (PPI - Plan Position indicator) або у прямовисному форматі з координатами "відстань - висота". Функції керування реалізуються за допомогою клавіатури або "миші", позначки цілі можуть бути відбиті на екрані індикатора разом з їхньою додатковою польотною інформацією або у вигляді згладжених траєкторій.

Кожний запитувач має два незалежних канали зв'язку із виносною апаратурою. Один канал призначений для зв'язку з дистанційною системою контролю та керування, іншим каналом до командного диспетчерського пункту передається оброблена радіолокаційна інформація про повітряний стан.

Роботоздатність радіолокатора постійно контролюється за допомогою виносного контрольного відповідача. Контрольний відповідач дозволяє також проводити оперативну автоматичну корекцію параметрів радіолокатора з метою підвищення його точнісних характеристик.

Все основне обладнання запитувача (і резервного, і робочого комплектів) розміщується в односекційній шафі. Компактність розміщення обладнання забезпечується завдяки використанню технологій спеціалізованих надвисокорівневих інтегрованих схем (НВІС-технологій).

Склад обладнання радіолокатора RSM-970 та його розміщення залежать від обраного замовником варіанта. Для працюючої у селективному режимі модифікації RSM-970S характерне розміщення основного електронного обладнання в одній двосекційній шафі. Для радіолокаторів RSM-970S попередніх випусків можливі варіанти одиночного та дубльованого компонування електронного обладнання за винятком антенної системи й опорно-поворотного пристрою (ОПП) антени. За будь-якого компонування передбачена можливість роботи в автономному режимі чи сумісно з первинним радіолокатором.

В апаратній залі розташована приладна шафа із двома комплектами приймально-передавальної апаратури, дві однакових (основна та резервна) шафи обробки інформації, щит живлення, стояк обладнання системи керування та контролю RCMS (Remote Control and Monitoring System) й стояк для технічного обслуговування ME (Maintenance Equipment). Цей варіант складу обладнання поданий на рис. 2.

Рис.2. Склад та розміщення обладнання моноімпульсного вторинного радіолокатора RSM-970

У радіолокаторі використовується антена AS 909 - пласка антенна ґратка типу LVA із поземним розкривом 8,5, прямовисним розкривом 1,85 та глибиною 0,9 м. Маса антени становить 450 кг. Антена має 35 однакових колонок, кожна з яких складена з 11 диполів. Ці колонки рівномірно розподілені вздовж поземної опори. Для придушення задніх бічних пелюсток ДН використовується додаткова колонка, яка розташована у центрі антени й спрямована у напрямку, протилежному напрямкові всіх інших колонок. На зворотній стороні антени розташована розподільча система, яка складена з подільників потужності і фазообертачів. Ця система розподіляє потужності, які надходять далі на окремі елементи антенної ґратки. Антена LVA змонтована над антеною первинного радіолокатора або у випадку автономної роботи на власній поворотній плиті ОПП типу ЕА 1000, який складений з рухомої й нерухомої частин, двох електродвигунів, триканального високочастотного обертового зчленування й оптичного кодера азимутальних сигналів кутового положення антени і сигналу "Північ". Розрядність азимутальної інформації складає 14 біт. Це забезпечує точність відтворення кута візування антени 0,022°. Залежно від найбільшої припустимої швидкості вітру (120…240 км/г), заданих погодних умов, потрібної швидкості обертання антени (від 5 до 15 об./хв), наявності радіопрозорого укриття потужність електродвигунів обирається у межах 3…7,5 кВА. Маса ОПП становить 2,0…2,5 т. Склад обладнання головної приладної шафи наведений на рис.3. Модулі передавальних та приймальних пристроїв, групового обладнання, блоків живлення й панелей керування дубльовані. Перемикання з основного модуля на резервний здійснюється автоматично за допомогою ВЧ-перемикачів великої та малої потужності і комутатора каналів.

Модулі передавальних пристроїв виконані на напівпровідниковій елементній базі, їхні вихідні транзисторні підсилювальні каскади розраховані на найбільшу імпульсну потужність у 2,5 кВт.

Pис.3. Розміщення обладнання у головній приладній шафі радіолокатора RSM-970

Модулі приймальних пристроїв містять вузли високої, проміжної та відеочастот для сумарного, різницевого та ненаправленого каналів. Для точного визначення азимутального положення цілей використовуються напівкутові фазові дискримінатори. Вихідні сигнали приймачів надаються споживачам в аналоговій та цифровій формах. Модулі приймачів оснащені складною влаштованою системою тестування.

У середній частині кожного комплекту приладної шафи розміщене групове обладнання (корзина для плат), яке забезпечує необхідними сигналами всю апаратуру шафи. Розміщені тут плати здійснюють такі функції:

- генерування синхронізуючих імпульсів;

- генерування сигналів запиту;

- генерування керуючих сигналів для часового автоматичного регулювання підсилення (ЧАРП) приймачів;

- збирання й формування тестових сигналів;

- підтримування інтерфейсу апаратури дистанційного керування.

У нижній частині шафи розміщені блоки живлення постійною напругою модулів передавача і приймача. У випадку використовування так званої поліпшеної системи придушення бокових пелюсток ДН антени за запитом (IISLS - Improved Interrogator Side Lobe Suppression) тут розміщується додатковий передавальний модуль, який генерує імпульс запиту Р1 для сумарного каналу ДН антени.

У верхній частині шафи розміщені загальні для двох комплeктів апаратури радіолокатора блок керування обертанням антени разом з пристроєм кодування азимутальної інформації про положення антени та блоки перемикання комплектів апаратури.

До складу обладнання кожної шафи обробки інформації входять (рис.4):

- екстрактор сигналів відповіді EMR 870;

- процесор супроводу TPR 1000;

- модем.

Екстрактор EMR 870 здійснює первинну обробку прийнятих сигналів. З виходу екстрактора інформація у вигляді блоків повідомлень з координатами цілі та додатковою польотною інформацією надходить до процесора TPR 1000.

Процесор TPR 1000 здійснює вторинну, а також траєкторну обробку повідомлень, які надходять з екстрактора EMR 870. Траєкторна обробка виконується на основі використання фільтрів Калмана. Одночасно за рахунок комплексування інформації первинного та вторинного радіолокаторів процесор частково виконує третинну обробку інформації.

Стан екстрактора EMR 870 і процесора TPR 1000 постійно контролюється за допомогою тестів, згенерованих системою автоматичного влаштованого контролю BITE (Built-in-Test Equipment).

Вихідні повідомлення процесора TPR 1000 через модеми вузькосмуговими лініями зв'язку передаються до центру КПР.

Обладнання стояка системи дистанційного керування і контролю (RCMS) разом із обладнанням стояка технічного обслуговування (МЕ) об'єднує всю діагностичну та керуючу інформацію та спрямовує її до Центру технічного обслуговування радіолокаційної системи. Одночасно це саме обладнання забезпечує передачу дистанційних команд, що дозволяє працювати радіолокаційному кoмплексові без постійної присутності обслуговуючого персоналу.

Все основне радіоелектронне обладнання моноімпульсних ВРЛ SIR-M фірми Alenia розміщене в одній шафі. Друга шафа призначена для розміщення додаткового обладнання: блоків керування антеною, модемів, діагностичного обладнання, системи керування тощо. Склад та розміщення електронного обладнання наведений на рис.5.

Склад основного обладнання радіолокаторів SIR-M мало чим відрізняється від складу обладнання RSM 970. Призначення цього обладнання тотожне. Різниця спостерігається лише у розміщенні та технічному виконанні цього обладнання. До цього треба додати про принципові відмінності приймального тракту, що обумовлено використанням у цьому радіолокаторі амплітудного, а не фазового кутового дискримінатора.

Повний склад обладнання вторинного оглядового моноiмпульсного радіолокатора IRS-20MP/L фірми Indra, уведеного до експлуатації в Україні у 2003 р., наведений на рис.6.

На рис.6, а показаний склад обладнання, розташованого безпосередньо на радіолокаційній позиції. Як антена використовується пласка відкрита антенна ґратка типу CLS-M з великою прямовисною апертурою. Опорно-поворотний пристрій містить антенний привід SAAR-20, який містить електродвигун, редуктор, опорний підшипник, пристрій автоматичного регулювання швидкості обертання антени, триканальний обертовий ВЧ-перехід з ковзними кільцями та щітками для передачі електричних сигналів та живлячих напруг, а також електронно-оптичні кодуючі пристрої, призначені для формування сигналів кутової інформації та опорного імпульсу "Північ".

Антена та ОПП розміщені на вежі, висота якої може бути змінена згідно з вимогами замовника.

Основне електронне обладнання радіолокатора разом з резервним комплектом розміщене у трисекційній приладній шафі, з якою суміщений контрольний відповідач та приймач супутникової навігаційної системи GPS, яка забезпечує апаратуру радіолокатора інформацією про точний місцевий час.

За допомогою здвоєної локальної обчислювальної мережі LAN-1 і LAN-2 (Local Area Network) приладна шафа зв'язана з двома чи одним робочим місцем місцевого керування і контролю SLG, двокомплектним обладнанням зв'язку SCR/L і (за додатковим замовленням) з пристроєм графічного відображення необроблених відеосигналів SGR-100 (Set Graphics Rendition - установка графічного відображення), персональним комп'ютером PC (Personal Computer), принтером та апаратурою телефонного зв'язку.

Інформація, що циркулює у локальній мережі, передається на виносне обладнання й зворотно радіолінією або окремою виділеною провiдною лінією зв'язку, або мережею зв'язку з сучасним протоколом передачі даних Х.25. Передача радіолокаційних даних може також здійснюватися послідовними лініями типу RS-232 чи RS-422/485 через модеми з використанням одночасно двох форматів: DDE (Dynamic Data Exchange - динамічний обмін даними) та ASTERIX (All-purpose Structured Eurocontrol Radar Information Exchange - структура обміну радіолокаційною інформацією загального призначення Євроконтролю).

Виносне обладнання радіолокатора (рис.6, б) містить два модеми, двокомплектне обладнання зв'язку (SCR/R), одне чи два робочих місця дистанційного керування і контролю (SRG) і можливо додатково персональний комп'ютер, принтер та апаратуру телефонного зв'язку.

моноімпульсний радіолокатор антена мережа

На радіолокаційній позиції як допоміжне обладнання використовуються джерело безперебійного живлення UPS (Uninterruptable Power Sypply), дизель-генератор резервного живлення, повітряний кондиціонер і охоронна система попередження несанкціонованого доступу на об'єкт.

Розміщення основного електронного обладнання у приладній шафі наведено на рис.7.

Шафа має три секції, перша та треті ідентичні. У них розміщені приймачі, передавачі, екстрактори і інтерфейси екстракторів. У першій секції також розміщений загальний синхронізатор і центр хронометрування, зв'язаний з приймачем GPS, звідки надходить інформація про точний час. У центральній секції розміщені угорі перемикачі ВЧ-каналів і напруг, які живлять ліву та праву секції шафи. ВЧ-перемикачі з'єднують сумарний У, різницевий Д та ненаправлений Щ канали антени з тією секцією, яка на цей час є робочою. Канали резервної секції у той самий час перемикаються на блок мостів і відгалужувачів, що призначені для підключення сигналів до блоку тестування і контролю, який провадить автоматичне вимірювання потужності передавачів і чутливості приймачів основного та резервного комплектів станції, а також коефіцієнтів стоячих хвиль кожного працюючого каналу.

Важливою функцією блоку тестування і контролю є формування сигналів, які імітують відповіді однієї чи декількох цілей. Передбачена можливість змінення азимуту, відстані, потужності сигналів відповіді тестових цілей, що дозволяє автоматично провадити оцінювання стану всіх блоків системи.

Керування роботою станції здійснюється з блоку контролю і керування, з якого автоматично чи вручну обирається режим роботи каналів: робочий чи резервний комплект, тестування, технічне обслуговування. На моніторі блоку контролю і керування постійно відображається стан блоків станції, їхні параметри і виконувані функції, а також будь-яка виявлена зміна статусу обладнання. Можливий місцевий і дистанційний режими керування і контролю. Дистанційне керування і контроль здійснюється за допомогою робочої станції, яка зв'язує обладнання запитувача, допоміжне обладнання та апаратуру зв'язку з робочими місцями дистанційного керування та контролю.

Размещено на Allbest.ru