Взаимодействие систем РЛС 1РЛ134Ш (П-19)
По функциональной схеме
В соответствии с особенностями функционального построения и составом радиолокационной аппаратуры структурная схема РЛС П-19 имеет следующий вид (рис. 1.3).
В режиме передачи синхронизация передающей системы осуществляется импульсом запуска, который поступает с блока импульсов запуска и отметок дистанции (Д-71) на блок модулятора и подмодулятора передающей системы, накопитель энергии которого питается напряжением + 26 кВ от высоковольтного выпрямителя ВВВ. Одновременно импульс запуска поступает на генератор разверток и генератор отметок дистанции индикаторного устройства и на устройство сопряжения, а также на другие системы РЛС и НРЗ.
При поступлении импульса запуска на подмодулятор вырабатывается видеоимпульс положительной полярности амплитудой порядка 600 В, который запускает модулятор, выполненный по схеме с частичным разрядом накопителя энергии на конденсаторе.
Модулятор вырабатывает прямоугольные отрицательные импульсы амплитудой порядка 23 кВ и длительностью 2 мкс, которые подаются на катод магнетронного генератора.
Под воздействием модулирующего напряжения магнетронный генератор, выполненный на магнетроне МИ-119, генерирует мощные зондирующие импульсы сверхвысокочастотной энергии в дециметровом диапазоне длин волн.
Зондирующие СВЧ радиоимпульсы с выхода магнетрона по коаксиальному фидеру подаются на антенный переключатель, выполненный на ферритовых циркуляторах и предназначенный для обеспечения совместной работы передающего и приемного трактов РЛС на общую антенну.
С антенного переключателя часть мощности передающей системы подается для контроля в измеритель мощности.
Основная часть мощности зондирующего импульса поступает с антенного переключателя через высокочастотный токосъемник ТВ-65, расположенный на агрегатной машине и предназначенный для соединения неподвижной части фидерного тракта с вращающейся, поступает на делитель мощности и коммутатор фазы (Ю-60).
С выходов делителя мощности сигналы поступают непосредственно на верхний облучатель, который запитывает верхнее зеркало антенны и через коммутатор фазы на нижний облучатель, запитывающий нижнее зеркало. Сформированная зеркалами антенны электромагнитная волна направленно излучается в зону обзора. Коммутатор фазы по сигналам управления обеспечивает изменение фазы зондирующего сигнала нижнего яруса в зависимости от режима работы (синфазно или противофазно), что обеспечивает необходимую ДНА в угломестной плоскости и за два оборота антенны сформировать беспровальную зону в указанной плоскости.
Вращение антенны в азимутальной плоскости осуществляется с помощью привода вращения со скоростями 12 и 6 оборотов в минуту. Привод вращения связан с помощью редуктора с сельсином-датчиком, который формирует сигналы для генератора разверток, генератора отметок азимута и блока стробирования.
С помощью этих сигналов обеспечивается синхронное и синфазное вращение антенны РЛС и луча развертки ИКО, формирование азимутальных меток электронной координатной сетки на экране ИКО и азимутальных стробов включения когерентного режима работы РЛС.
Отраженные эхо-сигналы в режиме приема воспринимаются зеркалами антенны и фокусируются ими на апертуры облучателей. С выходов облучателей СВЧ эхо-сигналы поступают на два входа делителя мощности, в котором суммируются с учетом фазы, а затем с выхода делителя мощности через высокочастотный токосъемник (ТВ-65) поступают на антенный вход антенного переключателя. С выхода антенного переключателя эхо-сигналы подаются на вход усилителя высокой частоты УВЧ, в качестве которого используется малошумящий электростатический усилитель (ЭСУ). Применение ЭСУ позволяет повысить чувствительность приемного устройства за счет малого собственного шума (не более 3 единиц) ЭСУ и его достаточно большого коэффициента усиления (17 дБ).
Оценка работоспособности приемного устройства осуществляется путем контроля его коэффициента шума. С этой целью на вход УВЧ приемного устройства через направленный ответвитель антенного переключателя подается калиброванное по мощности шумовое напряжение с генератора шума (Ч-60).
Усиленные в УВЧ эхо-сигналы подаются с его выхода на субблок смесителя сигналов МС-61, на другой вход которого также подается гетеродинное напряжение кварцевого местного гетеродина (М-60). С выхода смесителя эхо-сигналы, преобразованные на промежуточную частоту 30 МГц, подаются на семикаскадный усилитель промежуточной частоты УПЧ (ЕУ-71), имеющий коэффициент усиления 3 ´ 105. При смене рабочей частоты РЛС постоянство промежуточной частоты приемного устройства обеспечивается изменением частоты местного гетеродина путем замены кварца в его колебательном контуре.
Смена кварца производится переключателем кварцев, который управляется исполнительным двигателем по сигналу смены рабочей частоты РЛС с пульта оператора.
Для поддержания разностной частоты местного гетеродина и магнетронного генератора постоянной и равной 30 МГц в станции реализована система автоматической подстройки частоты (АПЧ), которая работает следующим образом.
Сигнал магнетронного генератора через направленный ответвитель антенного переключателя поступает на вход смесителя системы АПЧ (ЕС-60), на второй вход которого поступает сигнал местного гетеродина (М-60). На выходе смесителя системы АПЧ формируется сигнал разностной частоты, который поступает на УПЧ системы АПЧ, где получает достаточное усиление необходимое для подачи сигнала на частотный дискриминатор. При отклонении разностной частоты от номинального значения промежуточной частоты, на которое настроен частотный дискриминатор, на его выходе появляется сигнал ошибки соответствующей величины и знака. Сигнал ошибки усиливается в усилителе-преобразователе и подается в виде напряжения переменного тока на исполнительный двигатель механизма перестройки магнетронного генератора. В результате двигатель через редуктор осуществляет соответствующую подстройку частоты магнетронного генератора, обеспечивая, в конечном итоге, равенство разностной частоты номинальному значению промежуточной частоты, на которую настроены усилительные каскады УПЧ.
УПЧ имеет два вида регулировок усиления: ручную и быстродействующую автоматическую. Постоянная времени БАРУ выбрана достаточно большой так, чтобы БАРУ не реагировала на сигналы малой длительности и обеспечивает защиту приемного тракта от импульсных помех с длительностью импульсов более 2-2,5 мкс. Таким образом, БАРУ обеспечивает изменение динамического диапазона при воздействии АШП на РЛС.
С выхода УПЧ усиленные эхо-сигналы поступают на амплитудный АД и фазовый ФД детекторы.
Сигналы с выхода амплитудного детектора используются при работе РЛС в амплитудном и амплитудном с накоплением режимах. Сигналы с выхода фазового детектора ФД используются при работе РЛС в когерентном режиме. При работе станции в режиме стробирования попеременно используются сигналы с выхода фазового (в пределах стробов СДЦ) и амплитудного (вне стробов) детекторов.
В амплитудном режиме работы РЛС видеосигналы с выхода АД поступают через блок стробирования на блок защиты от НИП (ФП-71) и параллельно на линию задержки ЛЗ. В блоке защиты от НИП с помощью потенциалоскопа выделяются сигналы НИП, поскольку период их следования не равен и не кратен периоду следования зондирующих импульсов РЛС. Эти сигналы после их расширения подаются на устройство подавления несинхронных импульсных помех в качестве импульсов запрета. На второй вход устройства подавления поступают с выхода ЛЗ все сигналы с выхода АД (в том числе и импульсы НИП), задержанные на 1 мкс. Линия задержки обеспечивает компенсацию временной задержки сигналов при их обработке в блоке защиты от НИП и синхронность появления импульсов НИП на обоих входах устройства подавления. В результате в блоке подавления импульсы НИП будут бланкироваться импульсами запрета. Эхо-сигналы, очищенные от НИП, с выхода блока защиты от НИП поступают на индикатор кругового обзора устройства индикации для визуальной индикации отметок целей и определения их координат. Параллельно эхо-сигналы с выхода блока защиты от НИП поступают на устройство сопряжения, а затем через аппаратуру съема и передачи данных АСПД на аппаратуру связи для передачи радиолокационной информации ее потребителям через радиостанции Р-111, А-123 или телефонный коммутатор П-193М.
Для опознавания обнаруженных целей в устройство сопряжения и на индикаторное устройство РЛС подаются сигналы опознавания с аппаратуры наземного радиолокационного запросчика (НРЗ), которые на ИКО выделяются в виде отметок опознавания.
В когерентном режиме работы РЛС эхо-сигналы с выхода УПЧ поступают на вход фазового детектора ФД, на который также поступает опорное напряжение промежуточной частоты с выхода блока генератора опорного напряжения.
В простой помеховой обстановке (наличие одного облака дипольных отражателей или нескольких облаков, перемещающихся в одном направлении с одинаковыми скоростями) используется режим внутреннего фазирования когерентного гетеродина сигналами передатчика, преобразованными на промежуточную частоту. В этом режиме сигналы передатчика, преобразованные в смесителе АПЧ на промежуточную частоту и усиленные по амплитуде в УПЧ АПЧ, поступают через линию задержки ЛЗ на вход фазирования когерентного гетеродина и производят его фазирование. Сфазированный сигнал когерентного гетеродина с его выхода поступает на схему компенсации ветра КВВ.
В КВВ осуществляется ручная компенсация средней скорости (доплеровской поправки частоты) перемещения облаков дипольных отражателей или метеообразований, чем обеспечивается эффективность работы череспериодных компенсаторов системы СДЦ и высокое качество подавления помех. Сигнал с выхода КВВ подается как опорный сигнал на один из входов фазового детектора.
Блок стробирования имеет возможность отключения КВВ от входа ФД, при этом на вход ФД опорный сигнал поступает с выхода когерентного гетеродина. Отключение КВВ производится в стробе местных предметов, которые неподвижны относительно РЛС, и в этом случае доплеровская поправка частоты, созданная КВВ, будет только ухудшать эффективность работы череспериодных компенсаторов.
В сложной помеховой обстановке, когда облака дипольных отражателей и метеообразований на разных высотах перемещаются с различными скоростями и в разных направлениях используется режим внешнего фазирования когерентного гетеродина эхо-сигналами, поступающими с выхода УПЧ и задержанными на 2 мкс усилителем с линией задержки в цепи фазирования. В этом режиме компенсация средней скорости перемещения облаков пассивных помех осуществляется автоматически, надобность в КВВ отпадает и поэтому опорный сигнал когерентного гетеродина подается непосредственно на один из входов фазового детектора.
С выхода ФД флюктуирующие от периода к периоду с частотой Доплера видеоимпульсы движущихся целей и не флюктуирующие по амплитуде видеоимпульсы пассивных помех подаются на устройство двукратной череспериодной компенсации. Череспериодная компенсация пассивных помех осуществляется с помощью ультразвуковых линий задержки УЛЗ1 и УЛЗ2. Наличие двух линий задержки с разными временами задержки обусловлено необходимостью иметь в когерентном режиме работы РЛС два периода следования зондирующих сигналов с целью борьбы со «слепыми» скоростями, когда частота Доплера равна частоте следования зондирующих импульсов Fд = Fи и на выходе ФД отсутствует модуляция видеоимпульсов движущей цели. В этом случае сигналы цели будут подавлены устройством ЧПК.
В устройстве череспериодной компенсации (на схеме подробно не показано) видеоимпульсы с выхода ФД проходят на первый сумматор С1, а затем на второй сумматор С2 по двум каналам: без предварительной задержки (незадержанный канал) и через линию задержки УЛЗ1 или УЛЗ2 (задержанный канал).
На сумматор С1 видеоимпульсы задержанного и незадержанного каналов поступают с разной полярностью и поэтому происходит их вычитание (взаимокомпенсация). Результат вычитания сигналов, если он есть, с выхода сумматора С1 поступает на второй вход сумматора С2. Одновременно на первый вход сумматора С2 подаются отфильтрованные и продетектированные импульсы незадержанного канала. Таким образом, в сумматоре С2 происходит вычитание импульсов задержанных на один и два периода зондирования, что обеспечивает двукратную ЧПК. Остаток вычитания, который будет иметь место только для модулированных по амплитуде сигналов движущихся целей на выходе ФД, с выхода сумматора С2 поступает на блок стробирования. При наличии строба включения режима СДЦ блок стробирования пропускает сигналы когерентного сигнала для дальнейшей обработки в блоке защиты от несинхронных импульсных помех, функционирование которого описано выше для амплитудного режима работы РЛС и ничем не отличается для когерентного режима. Дальнейшее прохождение сигналов в когерентном режиме полностью аналогично их прохождению в амплитудном режиме работы РЛС.
Для обеспечения эффективного подавления пассивных помех в системе череспериодной компенсации необходимо, чтобы период следования зонди -
[1] Блоки и субблоки с двойной номенклатурой модернизированы. Далее в пособии изложен материал с использованием одного из вариантов номенклатуры.