Посадочный радиолокатор ПРЛ-6М2

4.7 Приемное устройство ПРЛ

Приемное устройство (ПРУ) ПРЛ предназначено для обработки отраженных ВЧ сигналов, поступающих от антенн глиссады и курса, ответных ВЧ сигналов самолетного ответчика, поступающих от антенны приема ответных сигналов А_О, выдачи управляющих напряжений для АПЧ МГ передатчиков.

В состав ПРУ входят два одинаковых приемника первичного канала (рабочий и резервный) и один приемник вторичного канала. Структура приемников ПРЛ аналогична структуре приемников ДРЛ.

Приемник первичного канала

Приемное устройство первичного канала состоит из двух идентичных приемников, один из которых является рабочим, а другой - резервным. Каждый из приемников предназначен для приема отраженных ВЧ сигналов, поступающих от антенн А_Г и А_К, их частотной селекции (фильтрации на фоне шума), детектирования и необходимого усиления, а также для получения управляющего напряжения АПЧ для двигателя МПЧ МГ передатчика. Приемник имеет промежуточную частоту f_ПР0 = 30 МГц, полосу пропускания 4 МГц и чувствительность не хуже 120 дБ/Вт на одной из 6 фиксированных частот.

Структурная схема приемника приведена на рис.1

Приемник имеет три канала: канал обработки ВЧ сигналов в режимах ПАСС и АКТ; канал обработки ВЧ сигналов в режиме СДЦ; канал выработки управляющего напряжения для МПЧ передатчика.

В состав канала обработки ВЧ сигналов в режиме ПАСС входят блок УВЧ (БУВЧ), преселектор (ПРЕС), смеситель сигналов СМ-С, ПУПЧ с ВАРУ и УПЧ-Л с последовательным детектированием. Канал работает следующим образом. ВЧ импульсы от антенн А_Г и А_К поступают на вход БУВЧ, реализованный на основе лампы бегущей волны (ЛБВ). УВЧ - малошумящий и широкополосный (Дf_УВЧ = 400 МГц), для его работы не требуется перестройка по частоте при перестройке передатчика.

Рис. 1 Структурная схема приемника первичного канала ПРЛ

С выхода БУВЧ усиленный ВЧ сигнал поступает на преселектор. Он обеспечивает подавление помех на зеркальной частоте f_З = f_Г + f_ПГ0 за счет подбора его АЧХ. Выходной сигнал преселектора поступает на смеситель сигнала СМ-С блока приемника (БПР).

Блок приемника предназначен для преобразования ВЧ сигналов в сигналы промежуточной частоты (ПЧ), предварительного усиления отраженных импульсов ПЧ, усиления зондирующих импульсов ПЧ, формирования фазирующего импульса для когерентного гетеродина (КГ) блока фазирования (БФ). В состав БПР входят два идентичных смесителя СМ-С и СМ-АПЧ, ПУПЧ отраженного сигнала с ВАРУ и УПЧ-АПЧ зондирующего импульса ПЧ.

На СМ-С поступают два сигнала: выходной ВЧ сигнал преселектора и непрерывный гармонический сигнал из блока гетеродина (БГТ). Гетеродин состоит из задающего генератора (ЗГ) и умножителя частоты (УМЧ) с коэффициентом умножения 192 и может настраиваться вручную на 6 фиксированных частот. Время перестройки - не более 30 минут. Для стабилизации частоты гетеродина f_Г в БГТ применена схема автоматического регулирования мощности выходного сигнала (САРМ). На выходе смесителя СМ-С образуется сигнал промежуточной частоты f_ПРС = f_Г - f_C, который поступает на вход предварительного УПЧ (ПУПЧ).

ПУПЧ с ВАРУ предназначен для предварительного усиления сигналов ПЧ и автоматической регулировки усиления приемника во времени для обеспечения постоянства амплитуды сигнала цели на различных дальностях. ВАРУ предотвращает также вход приемника в режим насыщения при действии мощных пассивных помех. ПУПЧ имеет К_УС = 30 и полосу пропускания Дf_ПУПЧ = 7 МГц. Устройство регулировки усиления запускается ИЗ ПД (ПАСС, АКТ, СДЦ). Крутизна увеличения коэффициента усиления приемника (от малого на малых дальностях до большого на больших дальностях) при увеличении дальности (длительности ВАРУ) для каналов глиссады и курса различна. Это объясняется тем, что антенны А_Г и А_К взаимно перпендикулярны, а мощность отражений от местных предметов в глиссадном канале больше. Закон изменения коэффициента усиления приемника по глиссаде устанавливается в процессе облета ПРЛ.

Выходной сигнал ПУПЧ поступает в блок фазирования на УПЧ-Л. В состав БФ входят УПЧ-Л - усилитель промежуточной частоты с логарифмической амплитудной характеристикой, УПЧ-Ф - с линейной амплитудной характеристикой и фазовым детектором на выходе, когерентный гетеродин (КГ) и блок проверки фазирования (БПФ) когерентного гетеродина.

В УПЧ-Л отсутствует привычный выходной АД, а детектирование сигналов промежуточной частоты осуществляется по принципу последовательного детектирования, когда на выходе каждого каскада УПЧ используется свой АД, начинающий работать при определенной величине амплитуды сигнала. Детектирование начинается в последнем каскаде и заканчивается в первом. Путем подбора коэффициентов передачи АД каждого каскада обеспечивается требуемая логарифмическая характеристика приемника, расширяющая его динамический диапазон. Выходной видеосигнал УПЧ-Л поступает в БОП.

УПЧ-Л обеспечивает максимальное усиление при совпадении частоты входного сигнала f_ПРС с его частотой настройки f_ПР0 (номинальной промежуточной частотой), т. е. при f_ПРС = f_ПР0. Для выполнения этого условия в приемнике используется специальный канал подстройки частоты сигнала f_ПРС к f_ПР0 путем АПЧ магнетрона f_С к номинальному значению f₀. В состав этого канала входят СМ-АПЧ, УПЧ-АПЧ в блоке БПР, частотный дискриминатор (ЧД) и усилитель постоянного тока (УПТ) в блоке БПЧ. Канал работает следующим образом. ВЧ импульсы передатчика с малой амплитудой (малой мощности) от направленного ответвителя АВС радиолокатора подаются на СМ-АПЧ. Зондирующий импульс ПЧ (f_ПРЗ) усиливается в УПЧ-АПЧ и поступает на ЧД с линейной рабочей характеристикой в полосе частот f_ПР0 ± Дf_ЧД/2 (Дf_ЧД = 30 МГц). ЧД вырабатывает управляющие видеоимпульсы, величина и полярность которых пропорциональна величине и знаку частотной расстройки Дf = f_ПРЗ - f_ПР0. В УПТ последовательность видеоимпульсов с выхода ЧД преобразуется в постоянное напряжение и усиливается. Под действием выходного сигнала УПТ U_АПЧ механизм подстройки частоты передатчика изменяет частоту МГ (зондирующего сигнала f_С) так, чтобы f_ПРС = f_Г - f_C как можно точнее совпадала с частотой настройки ЧД, равной f_ПР0. Погрешность АПЧ входного сигнала приемника у_АПЧ ? 100 кГц.

В режиме АКТ отраженный от ЛА парный радиоимпульс обрабатывается так же, как и одиночный импульс в режиме ПАСС. От антенн А_Г и А_К пара ВЧ импульсов проходит описанный канал обработки отраженных сигналов. На выходе УПЧ-Л получается пара ВИ. Она поступает в БСФ. Здесь парный ВИ декодируется в одиночный ВИ и совмещается с ВИ, приходящим из БПРН (НПО). Сформированный ВИ из БСФ поступает в БОП.

При включении ПРЛ в режим СДЦ отраженный сигнал с выхода ПУПЧ поступает на УПЧ-Ф с ФД на выходе. В этом канале обработка отраженного сигнала (пачка из N_И ВЧ импульсов) осуществляется по алгоритму когерентной пачки ВЧ импульсов. Однако на входе приемника пачка ВЧ импульсов (отраженный от цели сигнал) не является когерентной, так как МГ передатчика генерирует последовательность зондирующих импульсов со случайными фазами и частотами. Когерентность пачки отраженных импульсов с опорным сигналом ФД обеспечивается путем фазирования КГ, непрерывный гармонический сигнал которого является опорным сигналом для ФД. На выходе ФД последовательность импульсов получается когерентной (фаза изменяется по детерминированному закону ц_Д(t) = 2рf_Дt + ц_Д, где f_Д - доплеровская частота) тогда, когда фаза сигнала КГ от периода к периоду будет совпадать с фазой зондирующих импульсов от импульса к импульсу. Для этого ослабленный зондирующий импульс от направленного ответвителя АВС ПРЛ подается на СМ-АПЧ. Его выходной импульс ПЧ усиливается в УПЧ-АПЧ и подается на КГ. Каждый выходной импульс УПЧ-АПЧ «навязывает» сигналу КГ свою начальную фазу. В результате ФД выдает последовательность (пачку) ВИ, величина которых изменяется по закону непрерывного доплеровского сигнала U_Д(t) = Ucos2рf_Дt, где f_Д = f_ПРС - f_ПРЗ. Выходной сигнал ВС СДЦ поступает далее на селектор движущихся целей (СДЦ), называемый в описании ПРЛ компенсирующим устройством.

Блок проверки фазирования (БПФ) предназначен для контроля качества фазирования КГ. Для этого выходной импульс УПЧ-АПЧ поступает на БПФ. На выходе БПФ получаются 4 импульса ПЧ с интервалом 40 мкс. Формирование сигнала контроля обеспечивает кварцевая линия задержки (ЛЗ) на 20 мкс, в которой импульс распространяется туда и обратно, отражаясь от «конца» ЛЗ. Сигнал из 4-х импульсов ПЧ поступает на УПЧ-Ф и далее на ФД. При хорошем фазировании КГ на выходе ФД получаются 4 видеоимпульса одинаковой величины и полярности. В СДЦ эти импульсы подавляются как импульсы пассивной помехи и на ИКГ не проходят. При плохом фазировании КГ полярность и величина ВИ на выходе изменяются. Они проходят через УСДЦ как ВИ движущихся целей и образуют на экране ИКГ вертикальные линии, что является признаком некачественного фазирования КГ.

Приемник вторичного канала

Приемное устройство вторичного канала представляет собой типовой супергетеродинный приемник. Он предназначен для приема высокочастотных ответных сигналов самолетного ответчика, приходящих от антенны А_О, их частотной фильтрации, детектирования и необходимого усиления. Его структурная схема приведена на рис.14. Принцип работы приемника вторичного канала заключается в следующем.

Рис. 14 Структурная схема приемника вторичного канала ПРЛ

Ответный радиосигнал самолетного ответчика, принятый антенной А_О, поступает на вход усилителя высокой частоты (УВЧ). Усиленный до необходимого уровня ВЧ сигнал (пара ВЧ импульсов) поступает на смеситель (СМ). На второй вход СМ подается непрерывный гармонический сигнал гетеродина (Г) с частотой f_Г > f_С. Для стабилизации частоты мощность гетеродина поддерживается постоянной с помощью схемы автоматической регулировки мощности (САРМ).

На выходе СМ формируется пара импульсов с частотой f_ПРС. Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) обеспечивает основную частотную селекцию ответного сигнала и его основное усиление. Амплитудный детектор (АД) выделяет огибающие импульсов промежуточной частоты. Пара ВИ с выхода АД усиливается видеоусилителем (ВУ) и с его выхода поступает в БОП, где декодируется в одиночный ВИ и очищается от НИП.

4.8 Устройство подавления активных помех

Устройство подавления активных помех (УПАП) предназначено для очистки (значительного снижения) выходных видеосигналов приемников первичного и вторичного каналов от несинхронных и хаотических импульсных помех, создаваемых другими РЛС, а также для декодирования ответных сигналов самолетного ответчика. Принцип работы УПАП основан на выявлении различий в периодах повторения импульсов полезных и помеховых сигналов. Устройство реализовано в ПРЛ в виде блока очистки от помех (БОП).

В состав этого блока входят:

ПЛОУ - платы логической обработки и управления;

ПГУВ - плата генератора ударного возбуждения;

ПЗУ - плата запоминающего устройства (ЗУ);

ПА-1, ПА-2 - платы адресации;

ПС - плата сопряжения;

ПДПС - плата декодирования посадочного кода;

ПДШВ - плата декодирования сигнала «Шасси выпущено»;

ПЛЗ - плата линии задержки.

Последние три платы конструктивно образуют декодирующее устройство (ДУ) ответных сигналов (видеосигналов с выхода приемника БПРН (НПО)). Схема взаимодействия плат приведена на рис.15.

Плата ГУВ служит для формирования тактовых импульсов. На плате расположены три ГУВ, каждый из них генерирует импульсы со своей частотой повторения: 600 кГц, 300 кГц, 150 кГц. Каждый из генераторов возбуждается и начинает генерировать при воздействии прямоугольного видеоимпульса длительностью ф_Р, которая соответствует рабочей дальности ПРЛ 50 км.

Плата ЛОУ предназначена для логической обработки информации, записываемой в ЗУ и считываемой из него, и управления этим процессом на всех его этапах. Плата ЛОУ селектирует и нормализует импульсы по длительности, анализирует информацию путем сопоставления выборок с одноименных дискретов дальности, разделенных во времени одним или двумя периодами, вырабатывает импульс, определяющий величину рабочей дальности БОП, и направляет его на плату ГУВ и платы адресации ПА-1 и ПА2.

Рис. 15 Схема взаимодействия плат БОП

Платы адресации ПА-1, ПА-2 предназначены для выработки адресных импульсов с целью последовательного адресного перебора ячеек памяти ЗУ. Основу каждой платы составляют два кольцевых счетчика.

Запоминающее устройство предназначено для записи, хранения и считывания сигналов. Оно разделено на две платы: ЗУ-1 и ЗУ-2. Это необходимо для обеспечения логики обработки ВС по критериям 2/3 и 3/

Плата сопряжения предназначена для сопряжения ламповой РЛС с цифровым БОП, т.е. выполняет роль аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Она также выполняет завершающую операцию по очистке сигнала от помех - логическое перемножение входного видеосигнала и очищенного. Если происходит временное совпадение этих сигналов, то на выход схемы проходит импульс, длительность которого равна длительности входного видеосигнала. Плата сопряжения выполняет двухстороннее ограничение входных сигналов (снизу и сверху), что предотвращает повреждение микросхем БОП и позволяет осуществить амплитудную селекцию радиолокационного сигнала на фоне помех.

Структурная схема БОП представлена на рис.16. Принцип его работы следующий. Выходной сигнал приемника первичного канала ВС ПР подается на сумматор (СУМ) и амплитудный квантователь (АК) в ПЛОУ.

Рис. 16 Структурная схема БОП

Выходной сигнал приемника вторичного канала ВС НПО поступает в декодирующее устройство (ДУ), где декодируются двухимпульсные посылки координатных и посадочных кодов и трехимпульсные посылки сигнала «Шасси выпущено». С выхода ДУ декодированные видеоимпульсы поступают на СУМ и АК.

Амплитудный квантователь по сути является двухпороговым амплитудный ограничитель: нижний регулируемый порог ограничения U_ПОР обеспечивает допустимый уровень шума (допустимое число шумовых выбросов), а верхний постоянный порог ограничения U_НОРМ обеспечивает нормализацию всех выходных видеоимпульсов по величине (квантование по величине на 2 уровня: условно «0» и «1»).

Квантованные по уровню видеоимпульсы поступают на селектор длительности (СД). Селектор длительности имеет нижнюю границу 0,25 мкс и верхнюю - 1 мкс, т. е. через него проходят только ВИ, отвечающие условию 0,25 мкс ? ф_И ? 1 мкс. Видеосигнал данного периода ИЗ ПД в виде последовательности нормированных по величине и длительности ВИ (цифровой ВС) поступает на временной дискретизатор (ВД).

Синхронизация работы ВД, ЗУ и формирователя адресных сигналов (ФАС) осуществляется формирователем тактовых импульсов (ФТИ). Этот формирователь состоит из формирователя импульсов ф_Р в ПЛОУ и ПГУВ и запускается соответствующими ИЗ ПД. Его выходная последовательность тактовых импульсов (ТИ) с частотой 600 кГц определяет дискрет времени ф_ДИСКР = 1,6 мкс (дискрет дальности 250 м) и скорость записи цифрового ВС в течение периода в 200 запоминающих элементов (ЗЭЛ) в виде обычных триггеров. На рабочей дальности ПРЛ 50 км ВД обеспечивает 200 дискретов дальности. В ЗУ цифровой сигнал (последовательность «1» и «0»), записанный в 200 ЗЭЛ, задерживается (переносится) на 1 и на 2 периода ИЗ ПД. ФАС обеспечивает заданный порядок записи и считывания цифровых видеосигналов на 3-х линейках по 200 ЗЭЛ. В результате записи номер ЗЭЛ однозначно указывает номер дискрета дальности, а значит и дальность до цели.

Анализатор импульсов (АИ) ПЛОУ сопоставляет выборки сигналов с одноименных дискретов дальности, разделенных по времени на 1 или 2 периода излучения и принимает решение о наличии или отсутствии полезного сигнала (ВИ) в данном секторе в соответствии с выбранным критерием обнаружения «i/j». На выходе АИ формируется видеоимпульс (в заданном дискрете) только в том случае, если он появляется на выходе приемника на одной и той же дальности в соответствии с включенной логикой: 2/2 - два раза в двух соседних периодах; 2/3 - в любых двух периодах из трех смежных; 3/3 - в трех смежных периодах.

Выходные сигналы сумматора и анализатора импульсов поступают на линейный стробируемый каскад ЛСК. Он выполняет завершающую операцию очистки сигналов приемника от помех - логическое перемножение ВС ПР или ВС НПО и очищенного от помех выходного сигнала АИ (БОП). По сути ЛСК является схемой И, стробируемой очищенным видеосигналом в виде последовательности «единичных» ВИ. При временном совпадении видеоимпульсов на выход схемы И проходят ВИ, величина которых пропорциональна величине входных ВИ. Очищенные от помех ВС поступают в БУО.

4.9 Устройство селекции движущихся целей

Устройство СДЦ предназначено:

- для выделения видеоимпульсов движущихся целей (ЛА) путем компенсации видеоимпульсов пассивных помех на текущем периоде излучения ВИ пассивных помех на предыдущем периоде;

- для генерации синхронизирующих импульсов, из которых в БСФ формируются импульсы запуска передатчиков и ИКГ.

Структурная схема УСДЦ приведена на рис.17.

В состав УСДЦ входят следующие блоки:

БКИ - блок компенсатора импульсный;

БУ - блок усреднения интервала следования видеосигналов;

БЧК - блок череспериодной компенсации;

БЧВ - блок череспериодного вычитания;

БАК - блок автоматического контроля.

В техническом описании УСДЦ называется компенсирующим устройством. Принцип его действия имеет особенности: процессы компенсации ВИ пассивных помех и формирования синхроимпульсов проходят параллельно с небольшим сдвигом по времени с использованием общих узлов.

Начальная (исходная) последовательность синхроимпульсов формируется генератором тактовых импульсов (ГТИ) в БЧК. Он представляет собой БГ с цепью обратной связи, включающей возбудитель, УЗЛЗ на ф_ЛЗ = 458 мкс и усилитель задерживающего канала (УЗК) с АД на выходе. Собственный период следования импульсов БГ больше ф_ЛЗ, поэтому он синхронизируется выходными импульсами цепи обратной связи (УЗЛЗ).

Рис. 17 Структурная схема УСДЦ

Импульсы БГ (ГТИ) поступают на ВОЗБ.2, который состоит из кварцевого генератора гармонических колебаний частотой 15 МГц и амплитудного модулятора. Под воздействием видеоимпульсов БГ на выходе возбудителя образуется амплитудно-модулированный (АМ) сигнал, который задерживается в УЗЛЗ, усиливается в УЗК и детектируется входящим в его состав АД. Видеоимпульсы с выхода АД УЗК поступают на вход БГ (ГТИ) и «навязывают» ему интервал следования Т_{И БГ} = ф_ЛЗ. В итоге ГТИ формирует начальную (исходную) последовательность задающих импульсов ЗИ БЧК (рис.18, а) с периодом следования Т_{И БЧК} = 458 мкс (F_И = 2180 Гц).

Далее ЗИ БЧК поступают на такой же возбудитель ВОЗБ.1 в БУ через стробируемый смеситель СТР. СМ.1, управляемый импульсом СТР. ВХ от ГЕНЕР. СТР.1. Этот строб осуществляет временную селекцию прохождения на БУ сигнала приемника ВС ПР СДЦ. Поэтому ЗИ БЧК проходят через СТР. СМ.1 во время, когда с приемника на БУ не поступают сигналы и шумы.

Выходной АМ сигнал возбудителя ВОЗБ.1 задерживается в УЗЛЗ на время ф_ЛЗ = 42 мкс, усиливается в УЗК и детектируется его АД. Сформированная таким образом последовательность задержанных видеоимпульсов ЗИ БУ подается на формирователь задающих импульсов (ФЗИ) в БКИ.

Формирователь задающих импульсов имеет три соответствующих формирователя: ЗИ ПАСС; ЗИ СДЦ; ЗИ СДЦ КОМ, предназначенных для получения выходных задающих импульсов БКИ - ЗИ СДЦ (рис.18, в) и ЗИ СДЦ КОМ (рис.18, е), которые далее проходят под названиями ЗИ 2180 и ЗИ КОМ. Генератор стробов ГЕНЕР. СТР.1 импульсного блока компенсатора формирует импульсы временной селекции сигналов СТР. ВХ. (рис. 18, ж) для СТР. СМ.1 и СТР. ПК (рис.18, г), СТР. ЗК (рис.18, д) для СТР. СМ.2.

Рис. 18 Задающие и стробирующие импульсы в БКИ

В режиме компенсации пассивных помех УСДЦ работает следующим образом. Выходной сигнал приемника ВС ПР СДЦ поступает на смеситель СТР. СМ.1 блока усреднения, на который перед ЗИ БЧК приходит контрольный сигнал (КС), имитирующий сигнал пассивных помех и сигнал движущихся целей (ЛА).

Блок усреднения предназначен для преобразования последовательности видеосигналов с переменным интервалом следования Т_И = 416/500 мкс в последовательность ВС с постоянным средним интервалом (периодом) следования Т_И = 458 мкс, а также для формирования ЗИ БУ с периодом следования Т_И = 458 мкс, но задержанных на 42 мкс относительно ЗИ БЧК.

Входной сигнал ВС ПР СДЦ поступает на СТР. СМ.1 только в интервале действия СТР. ВХ. длительностью 267 мкс. Этот импульс, в отличие от подобного в КУ-01 ДРЛ, начинается от ЗИ СДЦ КОМ. Контрольный сигнал проходит через СТР. СМ.1 перед импульсами ЗИ СДЦ КОМ.

Видеоимпульсы принятых сигналов и КС со смесителя СТР. СМ.1 поступают на возбудитель ВОЗБ.1. В нерабочей части периода на возбудитель проходит также ЗИ БЧК. Возбудитель генерирует гармонический сигнал частотой 15 МГц. Приходящие ВИ модулируют его по амплитуде. С выхода ВОЗБ.1 сигнал с АМ (аналогичной гармонической АМ) проходит по двум каналам: прямому (ПК) и задерживающему (ЗК). В прямом канале АМ сигнал усиливается в усилителе прямого канала (УПК) и детектируется его АД. В задерживающем канале АМ сигнала проходит через УЗЛЗ на ф_ЛЗ = 42 мкс, затем усиливается в УЗК и детектируется его АД. На выходах ПК и ЗК образуется прямая и задержанная последовательности двуполярных ВИ, поступающие на СТР. СМ.2. Импульс СТР. ПК подключает ПК к СТР. СМ.2 только на коротком интервале (416 мкс), а импульс СТР. ЗК подключает ЗК только на длинном интервале (500 мкс). В результате на выходе СТР. СМ.2 получаются ВС БУ с постоянным интервалом следования (458 мкс), согласованным с ЗИ ПАСС (рис.18, б).

Выходной сигнал ВС БУ поступает на СТР. СМ.3 блока БЧК. Этот блок предназначен для компенсации (вычитания) видеоимпульсов одинаковой полярности и величины в текущем и предыдущем периодах, а также для формирования начальной (опорной) последовательности видеоимпульсов ЗИ БЧК для синхронизации всех узлов ПРЛ в режимах СДЦ и СДЦ+ПАСС.

На вход ВОЗБ.2 БЧК поступают биполярные ВС БУ и проходят на АМ возбудителя во время действия импульса СТР. ВХ. (время рабочей части периода длительности 267 мкс), формируемого ГЕНЕР. СТР.2. Это значит, что вне этого строба на входе СТР. СМ.3 отсутствуют ВС БУ и шумы приемника, что создает условия для прохождения сигнала ЗИ БЧК по задерживающему каналу в конце нерабочей части каждого периода ЗИ ПАСС.

Выходной сигнал ВОЗБ.2 проходит по ПК и ЗК. С АД этих каналов видеосигналы поступают на вычитающее устройство (ВЧУ), на выходе которого образуются биполярные сигналы движущихся целей (ЛА) и нескомпенсированные остатки ПП.

Высококачественная компенсация ПП достигается только при одинаковых коэффициентах передачи ПК и ЗК. Для выравнивания их коэффициентов передачи предусмотрена ручная регулировка усиления УПК и УЗК, а также автоматическое выравнивание усиления (АВУ) с помощью соответствующей схемы в БЧВ.

Блок череспериодного вычитания предназначен для преобразования биполярных ВИ движущихся целей в ВИ положительной полярности, а также для выдачи управляющих сигналов АВУ на УПК и УЗК. Выходной сигнал ВЧУ поступает на видеоусилитель (ВУ) БЧВ. Этот ВУ имеет два канала: канал преобразования полярности ВИ движущихся целей и канал усиления нескомпенсированных остатков контрольного сигнала ПП, имитирующего пассивную помеху. Выходное напряжение ВУ, управляющее АВУ, соответствует величине и полярности нескомпенсированного остатка от постоянно действующего контрольного сигнала ПП, проходящего через БЧК на правах ВС на нерабочем участке периода. Схема АВУ вырабатывает такие регулирующие сигналы на УПК и УЗК, которые выравнивают величины выходных ВИ каналов, т. е. приводят нескомпенсированные остатки КС ПП практически к нулю.

Блок автоматического контроля предназначен для формирования контрольного сигнала и непрерывного контроля работоспособности УСДЦ. Контрольный сигнал имитирует радиолокационный сигнал на выходе приемника и состоит из трех видеоимпульсов, следующих с интервалом 4 мкс перед ЗИ СДЦ КОМ. Первый ВИ переменной величины (на коротком интервале он присутствует, на длинном - отсутствует) имитирует видеосигнал движущейся цели (ЛА). Второй и третий ВИ, имеющие постоянные величины и полярности на обоих интервалах, имитируют пассивные помехи. Контрольный сигнал вырабатывается при наличии импульсов ЗИ СДЦ (ЗИ БЧК) и ЗИ СДЦ КОМ. В первом случае проверяется работоспособность БЧК, во втором случае - работоспособность всего УСДЦ. КС поступает на вход БУ за 13,5 мкс до начала рабочего интервала (267 мкс). В это время ВС и шумы с выхода приемника не поступают на вход БУ.

При исправном устройстве селекции движущихся целей блок автоматического контроля вырабатывает сигнал РАБОТА, который высвечивается на передней панели БУ. Если величина нескомпенсированных остатков ПП не превышает 15% от максимальной величины сигнала ВС СДЦ, то выдается сигнал +27 В на табло РАБОТА. Когда остатки ПП превышают указанный уровень, сигнал РАБОТА снимается.

Выходные однополярные ВИ с видеоусилителя поступают на блок сопряжения режимов (БСР) в БЧВ.

БСР предназначен для реализации совмещенного режима СДЦ + ПАСС. Дело в том, что перед выходом на посадочный курс (при подходе к 4-й точке разворота) радиальная скорость ЛА относительно ПРЛ близка к нулю. В этом случае УСДЦ не сможет выделить цель. Возобновление наблюдения цели произойдет после прохода 4-й точки разворота. Следовательно, применение режима СДЦ в чистом виде при управлении заходом на посадку затруднено. Участок наблюдения сигналов в режиме СДЦ по дальности выбирается в пределах от 4 до 15 км путем изменения длительности СТР. ВХ., формируемого в БКИ.

БСР состоит из двух основных каналов: канала формирования управляющих импульсов и канала объединения видеоимпульсов ПАСС и СДЦ. Схема формирования управляющих импульсов определяет время прохождения сигнала ПАСС на ИКГ. Длительность этого импульса изменяется с помощью потенциометров СЕКТОР. Схема объединения видеосигналов обеспечивает совмещение сигналов ПАСС и СДЦ. Интервал совмещения при необходимости может изменяться.

4.10 Устройство отображения видеосигналов

Устройство отображения видеосигналов предназначено [5]:

- для прямоугольной развертки электронного луча индикатора в координатах дальность-угол места (глиссады) и дальность-угол азимута (курса);

- для преобразования координатных видеоимпульсов (пачки видеоимпульсов) в отметки целей в виде светящихся вертикальных пятен;

- для формирования на экране индикатора меток дальности в виде в виде светящихся вертикальных линий;

- для формирования на экране угловых меток в виде горизонтальных светящихся линий, обозначающих сектор 0…7,5є в зоне глиссады и сектор ± 10є в зоне курса;

- для высвечивания на экране угловых положений лучей антенны курса в зоне глиссады и антенны глиссады в зоне курса, при которых облучаются цели (указываются азимут и угол места ОЦ);

- для высвечивании на экране индикатора заданной линии планирования (ЗЛП) и линий равных отклонений (ЛРО) от ЗЛП, выход отметок целей за которые не допускается.

Блок-схема устройства отображения видеосигналов (УОВ) приведена на рис.19. В её состав входят:

- ДУ - датчики углов сканирования, а также углов доворота и углов наклона соответственно антенн глиссады и курса;

- БРН-021 - блок развертывающих напряжений по азимуту (курсу) и углу места (глиссаде);

- БУО-П - блок управления отображением видеоимпульсов;

- БИ-45 - блок индикатора, включающий ЭЛТ, блок питания, катушки отклонения электронного луча по осям Х и Y, усилители развертки и видеосигналов.

Рис. 19 Блок-схема устройства отображения видеосигналов

Блок БРН обеспечивает формирование линейного напряжения вертикальной развертки (по оси Y) ЭЛ индикатора при изменении угловых положений антенны глиссады в секторе -1є … 8є в вертикальной плоскости и антенны курса в секторе ± 17,5є в горизонтальной плоскости. Блок состоит из двух одинаковых каналов, каждый из которых включает формирователи напряжений развертки глиссады и курса. Второй канал используется при выходе из строя первого. Формирователи напряжений развертки глиссады и курса аналогичны по структуре.

Принцип работы блоков БРН и БУО рассмотрим по структурной схеме УОВ, приведенной на рис. 20.

Генератор (Г) вырабатывает гармоническое напряжение с частотой 6 кГц. Это напряжение запитывает роторные обмотки сельсинов С_Г и С_К и подается в качестве опорного на фазовые детекторы ФД_Г и ФД_К. Роторы сельсинов механически связаны с валами качания антенн. При сканировании антенны со статорной обмотки сельсинов снимаются амплитудно-модулированное колебания U_СТГ и U_СТК. Их амплитуда изменяется пропорционально синусу угла поворота антенны. Напряжения U_СТГ и U_СТК поступают на вторые входы ФД_Г и ФД_К соответственно. Выходное напряжение ФД пропорционально синусу угла поворота антенны. Однако антенны сканируют в малых секторах, где допустимо sinб_А ? б_А, поэтому на выходе ФД напряжение оказывается практически линейным, то есть пропорциональным углу поворота антенны. Напряжения U_ФДГ и U_ФДК поступают в БУО на устройства согласования (УС-Г, УС-К) и формирователи меток индикации положения антенн глиссады и курса (ФМИ-Г, ФМИ-К), генераторы линий положения (ГЛП-Г, ГЛП-К). Формирователь импульса запуска (ФИЗ) обеспечивает синхронизирующими импульсами платы БУО. ИЗ ИКГ поступают из БСФ. ФИЗ формирует синхроимпульсы ИЗ-1, ИЗ-2, ИЗ- Последовательность ИЗ-1 не задерживается относительно ИЗ ИКГ и используется при формировании меток дальности (МД), в том числе юстировочных. Импульсы ИЗ-2 задерживаются относительно ИЗ ИКГ на 8…15 мкс и также используются при формировании МД. Величина задержки изменяется переключателями СДВИГ НАЧАЛА на передней панели БУО. Импульсы ИЗ-3 задерживаются относительно ИЗ ИКГ на 0,4 мкс и используются при формировании напряжения развертки по координате Х (дальности).

Рис. 20 Структурная схема устройства отображения видеосигналов

Импульсы ИЗ-3 поступают на формирователь развертки ФР-Х. Он представляет собой генератор линейного напряжения (пилообразных импульсов) на базе операционного усилителя с нелинейным элементом на выходе. Поэтому на выходе генератора получается напряжения развертки дальности, нарастающее по закону, близкому к логарифмическому (рис.21). Импульс развертки дальности заканчивается с приходом импульса «конец дистанции» (КД). Момент прихода импульса КД зависит от выбранного масштаба дальности (20 или 40 км).

Напряжение развертки U_РХ с выхода формирователя ФР-Х поступает на смеситель коммутатора развертки КР-Y. На смеситель также подается постоянное напряжение смещения ± Е_СМ начала развертки дальности из центра влево на край экрана. Суммарное напряжение U_РХ с коммутатора КР-Y поступает на горизонтально отклоняющие катушки ИКГ (БИ-45).

Рис. 21 Напряжение развертки по координате Х

Напряжения U_ФДГ и U_ФДК, пропорциональные углам качания антенн глиссады и курса поступают через устройства согласования УГ-С и УС-К на коммутатор напряжения развертки КР-Y. Туда так же поступают импульсы зоны глиссады (ИЗ_Г) и курса (ИЗ_К), определяющие очередность работы каналов развертки глиссады и курса. Длительность сигналов «зона курса» (ЗК) и «зона глиссады» (ЗГ) определяются временем перемещения антенн глиссады и курса в одном из направлений: слева направо, сверху вниз, справа налево, снизу вверх (рис.22). Стрелками обозначено направление движения антенн. Напряжение смещения + Е_см смещает начало вертикальной развертки глиссады вверх, а напряжение - Есм смещает начало вертикальной развертки курса вниз. Коммутатор развертки КР-Y предназначен для коммутации напряжений развертки по координатам Х и Y и суммирование их с напряжением смещения.

Рис. 22 Напряжение развертки по координате Y

Длительность разверток глиссады и курса соответственно равна ф_РГ = 0,33 с, ф_РК = 0,54 с, а длительность сигналов зон глиссады и курса - ф_ЗГ = 34 с, ф_Зк = 94 с.

С приходом на формирователь меток (ФМ) импульса ИЗ-2 вырабатывается десять 1 км и 5 км меток, точнее ВИ отображения этих меток. Из них формируются видеоимпульсы «Конец координат» (КК) и «Конец дистанций» (КД), соответствующие масштабам 20 и 40 км. Эти импульсы определяют очередность прохождения напряжений вертикальной развертки с БРН через коммутатор развертки КР-Y.

Сигнал КК соответствует дальности 46 км. Зона от сигнала КК одной развертки дальности до сигнала КД другой развертки отводится для отображения радиолокационной информации. Зона от сигнала КД одной развертки до сигнала КК этой же развертки не используется. Видеоимпульсы для формирования меток 1 км и 5 км поступают на смеситель сигналов (СМ), а с него - на ИКГ.

Формирователи меток индикации (ФМН-Г, ФМИ-К) обеспечивают утолщение (увеличение яркости) масштабных МД в пределах лучей антенн глиссады и курса. На формирователи с выходов ФД_К и ФД_Г поступают напряжения углового положения антенн глиссады и курса, а также постоянные напряжения U_УД и U_УН, пропорциональные углам доворота А_Г и наклона А_К, от датчиков угла доворота (ДУД_Г) и угла наклона (ДУН_К). В результате на выходе ФМИ-Г и ФМИ-К формируются импульсы «Строб индикации Г и К» (СИ_Г и СИ_К), временное положение середины которых соответствует угловому положению А_Г и А_К, а длительность пропорциональна ширине ДНА в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В результате этого на выходах формирователей образуются последовательности импульсов увеличения яркости дальности, выделяя так называемые метки индикации положения антенны (МИПА) при облучении цели. Последовательность этих ВИ поступает на СМ, а с него - на ИКГ.

Генераторы линий планирования (ГЛП-Г, ГЛП-К) обеспечивают отображение на экране индикатора ЗЛП и ЛРО в зонах глиссады и курса. На генераторы поступают напряжения углового положения антенн глиссады и курса с ФД_Г и ФД_К блока развертывающих напряжений и импульсы ИЗ ИКГ. На выходах генераторов формируются последовательности тройных видеоимпульсов. Средние импульсы высвечивают на соответствующих развертках дальности короткие черточки, образующие заданную линию планирования. Так как развертка дальности нелинейная (точнее неравномерная), то получающаяся заданная линия планирования отражает неравномерность развертки. Крайние видеоимпульсы аналогичным образом высвечивают на экране линии равных отклонений. Временной интервал между средним и крайним видеоимпульсом пропорционален допустимому линейному отклонению ЛА от заданной линии планирования.

Импульсы «Подсвет» (ПС) вырабатываются формирователем сигналов подсвета (ФСП). На его входы поступают ИЗ-3, КД и стробирующие сигналы «зона К» и «зона Г» (U_ЗК и U_ЗГ). На выходе получаются сигналы подсвета глиссады (СП-Г) и курса (СП-К).

С формирователя сигнала подсвета на смеситель СМ поступает видеоимпульс, длительность которого определяет продолжительность прохождения всех видеосигналов (видеоимпульсов целей, меток 1 км и 5 км, УМГ и УМК, меток индикации положения антенны (ИПА), меток ЗЛП и ЛРО). Она определяется временем от ИЗ-3 до импульса «Конец дистанции» в зависимости от масштаба дальности.

Библиографический список

1. Технические системы и средства, создаваемые для единой системы организации воздушного движения России. Каталог. М., 1998.

2. Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть 1./ С.И. Волков и др. М.: МИРЭА, 2005. 171 с.

Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть 2./ С.И. Волков и др. М.: МИРЭА, 2007. 103 с.

4. Техническое описание РСП-6М2.

5. Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть / С.И. Волков и др. М.: МИРЭА, 2008. 128 с.

6. Радиолокационные системы управления воздушным движением. Часть 4./ С.И. Волков и др. М.: МИРЭА, 2008. 116 с.

Размещено на Allbest.ru