Учебное пособие РСП-6М2

111

(мощностью) подается в ПР-1 на смеситель АПЧ ПД-1. Мощный сигнал ПД-1 из Ц-1 через НО-2, КОМ. ПП, ВП-1, КОМ. АНТ., ВП-3, ВП-4 проходит поочередно на облучатели антенны АГ и АК. В режиме АКТ-2 (режим запроса РСП-2) ВЧ импульсы передатчика подавления (ПД-2) проходят аналогичные узлы (НО-3, Ц-2, НО-4, КОМ. ПП, ВП-2, КОМ. АНТ., ВП-5, ВП-6) на облучатели антенн подавления АПГ и АПК. Во время проверки работоспособности ПРЛ без излучения или при выходе передатчика из строя он подключается к эквиваленту антенны. Эхорезонатор используется для имитации сигналов движущихся целей.

Антенная система глиссады (АСГ) предназначена для направленного излучения мощных радиоимпульсов и приема отраженных от ЛА радиоимпульсов в секторе 9° по углу места. В ее состав входит основная приемопередающая антенна АГ и передающая антенна подавления АПГ, привод качания (общий с АСК), привод доворота АГ в горизонтальной плоскости и привод поворота поляризационной решетки ПРГ относительно облучателя антенны АГ. Антенны АГ и АПГ жестко закреплены на одной платформе.

Антенна глиссады АГ зеркального типа состоит из облучателя и металлического отражателя (зеркала), являющегося вырезкой из параболоида вращения с фокусным расстоянием 1,32 м. Вертикальный размер – зеркала 5 м, горизонтальный – 0,5 м. Антенна имеет КНД = 900. Ширина вертикальной ДНА – 0,5°, горизонтальной ДНА – 4°.

Облучатель антенны АГ состоит из двух одинаковых рупоров, запитываемых от общего прямоугольного волновода с равным делением мощности между рупорами. Перед раскрывом облучателя установлена поляризационная решетка ПРГ (поляризационный фильтр), предназначенная для преобразования радиоволн с линейной горизонтальной поляризацией в радиоволны с эллиптической или круговой поляризацией. Это необходимо для подавления пассивных помех в виде отражений от метеообразований (дождь, снегопад, град и т.п.), маскирующих полезные отраженные от ЛА сигналы.

Поляризационная решетка состоит из ряда параллельных пластин, заключенных в обойму, которая соединена с приводом

112

поворота ПРГ, входящим в блок облучателя. Поворот ПРГ возможен в пределах от 0 до ± 60°. При повороте ПРГ поляризация изменяется: линейная преобразуется в эллиптическую, затем в круговую (при углах ± 45°) и вновь в эллиптическую. Управление поворотом ПР осуществляется с пульта оперативного управления поляризационными решетками (ПОУ-П).

Принцип подавления отражений от метеообразований основан на том, что при отражении радиоволн от капель дождя, имеющих сферическую форму, направление вращения векторов напряженности сигналов с круговой поляризацией меняется на противоположное. Такой сигнал не пропускается поляризационным фильтром (ПРГ). Радиоволны, отраженные от ЛА, сохраняют направление вращения векторов напряженности и пропускаются фильтром (ПРГ) в облучатель.

Фактически при отражении от реальных метеообразований, имеющих сложную структуру, наблюдается явление деполяризации, при котором отраженная радиоволна представляет собой совокупность противоположно поляризованных волн. Поэтому на практике подавление мешающих сигналов возможно лишь в пределах 8…25 дБ. Достаточно хорошее подавление мешающих отражений обеспечивается за счет изменения степени эллиптичности поляризации радиоволн путем изменения угла наклона ПРГ. Но при этом необходимо помнить, что включение поляризационного фильтра для подавления отражений от метеообразований приводит к ослаблению полезного сигнала на 6…8 дБ.

Практически оператор, наблюдая радиолокационную обстановку на ИКГ, устанавливает такой угол наклонна ПРГ, при котором интенсивность засветок на экране минимальна. При нулевом положении ПРГ (метеообразования отсутствуют) поляризация излучаемых радиоволн – горизонтальная.

Антенна подавления АПГ предназначена для направленного излучения в пространство мощных радиоимпульсов и обеспечения совместно с аппаратурой СО подавления сигналов, излучаемых антенной АГ по боковым лепесткам при работе ПРЛ в режиме АКТ. Она тоже является зеркальной и состоит из облучателя и параболического зеркала с фокусным расстоянием 0,35 м. В качестве облу-

113

чателя используется пирамидальный рупор. Зеркало имеет размеры: вертикальный – 0,4 м, горизонтальный – 0, 5 м.

Антенна АПГ закреплена вдоль длинной стороны зеркала антенны курса АК. По центру АПГ установлена горизонтальная пластина шириной 70 мм для расширения ДНА в вертикальной плоскости. КНД антенны равен 800, ширина вертикальной ДНА – 3,5°, ширина горизонтальной ДНА – 5°. Для осуществления надежного подавления сигналов, излучаемых АПГ по БЛ, максимумы излучения антенн АГ и АПГ совмещены в обеих плоскостях.

Антенная система курса (АСК) предназначена для направленного излучения в пространство мощных одиночных или парных ВЧ радиоимпульсов и приема отраженных от ЛА радиоимпульсов в секторе по азимуту ±17,5° относительно продольной оси ВПП. В состав АСК входят собственно антенна курса АК, антенна подавления АПК, электрические приводы качания АК, АПК, наклона АК, поворота ПРК.

Антенна курса АК по своей конструкции аналогична антенне АГ. Вертикальный размер параболического зеркала – 1,1 м, горизонтальный – 3,5 м, фокусное расстояние – 1,05 м. КНД антенн равен 8700, ширина горизонтальной ДНА – 0,7°, ширина вертикальной ДНА – 3°. Поляризация излучаемых радиосигналов при нулевом положении ПРК – вертикальная. Изменение поляризации осуществляется с помощью привода поворота ПРК, управляемого с ПОУ-П. Возбуждение антенны осуществляется двухрупорным облучателем. Мощность сигнала делится между рупорами в отношении 5:1, при этом большая часть мощности подводитсяк верхнему рупору.

Антенна подавления АПК по назначению и конструкции аналогична антенне АПГ. Вертикальный размер параболического зеркала – 1,1 м, горизонтальный – 0,4 м, фокусное расстояние – 0,35 м. Антенна имеет КНД = 900. Ширина горизонтальной ДНА – 5°, ширина вертикальной ДНА– 4,5°.

Облучатель антенны выполнен в виде пирамидального рупора, разделенного симметрично горизонтальной металлической перегородкой на две части. Каждая часть является одиночным облучателем. Разделение мощности подводимого сигнала между облучателями осуществляется в соотношении 2:1. Большая мощ-

114

ность подводится к верхнему облучателю.

Антенна приема ответных сигналов АО предназначена для приема ответных радиоимпульсов самолетного ответчика при работе ПРЛ в режиме АКТ. Она представляет собой волноводнощелевую антенную решетку – 5 продольных щелей прорезаны в широкой стенке волновода. Щели удалены друг от друга на половину длины волны. Для того, чтобы все щели возбуждались синфазно, они расположены попеременно слева и справа от средней линии широкой стенки волновода. Возбуждается антенна с помощью штыря, введенного в центре задней широкой стенки волновода. Ширина ДНА в горизонтальной плоскости составляет 75…80°, в вертикальной плоскости – 19°.

Коммутатор приемопередатчиков (КОМ. ПП) предназначен для подключения приемопередатчика подавления к основным антеннам АГ и АК при выходе из строя ПД-1 (ПД секторного обзора). При работе передатчиков обзора и подавления одновременно ВЧ сигналы этих ПД поступают соответственно к антеннам АГ и АПГ или АК и АПК. При отказе ПД-1 вращающаяся часть КОМ. ПП поворачивается таким образом, что сигналы ПД-2 проходят к антенне АГ или АК. ПД-1 подсоединяется к эквиваленту антенны (ЭА). Антенны подавления АПГ и АПК при этом не используются.

Коммутатор антенн (КОМ. АНТ.) обеспечивает подключение антенн АК, АГ и АПК, АПГ соответственно к ПД секторного обзора (ПД-1) и к ПД подавления (ПД-2).

Электропривод качания антенн обеспечивает синхронное качание антенн АГ, АПГ и АК, АПК соответственно в вертикальной

игоризонтальной плоскостях со скоростью 30 качаний в минуту (ωАК = 17,5°/сек, ωАГ = 4,5°/сек). Качание антенн включается тумблером на передней панели БТУ.

Электроприводы доворота АГ в горизонтальной плоскости в пределах ±17,5° и наклона АК в пределах 9° в вертикальной плоскости одинаковы по построению. Контроль и визуальное наблюдение за положением антенн АГ и АК соответственно по глиссаде

икурсу обеспечивается потенциометрической системой передачи углов поворота и наклона на стрелочные приборы, размещенные на передней панели ПОА-А.

115

3.4.7. Приемное устройство ПРЛ

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

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

Приемник первичного канала

Приемное устройство первичного канала состоит из двух идентичных приемников, один из которых является рабочим, а другой – резервным. Каждый из приемников предназначен для приема отраженных ВЧ сигналов, поступающих от антенн АГ и АК, их частотной селекции (фильтрации на фоне шума), детектирования и необходимого усиления, а также для получения управляющего напряжения АПЧ для двигателя МПЧ МГ передатчика. Приемник имеет промежуточную частоту fПР0 = 30 МГц, полосу пропускания 4 МГц и чувствительность не хуже 120 дБ/Вт на одной из 6 фиксированных частот.

Структурная схема приемника приведена на рис.3.13. Приемник имеет три канала: канал обработки ВЧ сигналов в

режимах ПАСС и АКТ; канал обработки ВЧ сигналов в режиме СДЦ; канал выработки управляющего напряжения для механизма перестройки частоты передатчика.

В состав канала обработки высокочастотных сигналов в режиме ПАСС входят блок УВЧ (БУВЧ), преселектор (ПРЕС), смеситель сигналов СМ-С, ПУПЧ с ВАРУ и УПЧ-Л с последовательным детектированием. Канал работает следующим образом. Высокочастотные импульсы от антенн АГ и АК поступают на вход БУВЧ, реализованный на основе лампы бегущей волны (ЛБВ). УВЧ – малошумящий и широкополосный (ΔfУВЧ = 400

116

МГц), для его работы не требуется перестройка по частоте при перестройке передатчика.

Рис.3.13. Структурная схема приемника первичного канала ПРЛ

С выхода БУВЧ усиленный ВЧ сигнал поступает на преселектор. Он обеспечивает подавление помех на зеркальной частоте fЗ = fГ + fПГ0 за счет подбора его АЧХ. Выходной сигнал преселектора поступает на смеситель сигнала СМ-С блока приемника (БПР).

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

На СМ-С поступают два сигнала: выходной ВЧ сигнал преселектора и непрерывный гармонический сигнал из блока гетеродина (БГТ). Гетеродин состоит из задающего генератора (ЗГ) и умножителя частоты (УМЧ) с коэффициентом умножения 192 и может настраиваться вручную на 6 фиксированных частот. Время перестройки – не более 30 минут. Для стабилизации частоты гетеродина fГ в БГТ применена схема автоматического регулирования мощности выходного сигнала (САРМ). На выходе смесителя

117

СМ-С образуется сигнал промежуточной частоты fПРС = fГ - fC, который поступает на вход предварительного УПЧ (ПУПЧ).

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

Выходной сигнал ПУПЧ поступает в блок фазирования на УПЧ-Л. В состав БФ входят УПЧ-Л – усилитель промежуточной частоты с логарифмической амплитудной характеристикой, 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 fПРС с его частотой настройки fПР0 (номинальной промежуточной частотой), т. е. при fПРС = fПР0. Для

118

выполнения этого условия в приемнике используется специальный канал подстройки частоты сигнала fПРС к fПР0 путем АПЧ магнетрона fС к номинальному значению f0. В состав этого канала входят СМ-АПЧ, УПЧ-АПЧ в блоке БПР, частотный дискриминатор (ЧД) и усилитель постоянного тока (УПТ) в блоке БПЧ. Канал работает следующим образом. ВЧ импульсы передатчика с малой амплитудой (малой мощности) от направленного ответвителя АВС радиолокатора подаются на СМ-АПЧ. Зондирующий импульс промежуточной частоты (fПРЗ) усиливается в УПЧ-АПЧ и поступает на ЧД с линейной рабочей характеристикой в полосе частот fПР0 ± ΔfЧД/2 (ΔfЧД = 30 МГц). ЧД вырабатывает управляющие видеоимпульсы, величина и полярность которых пропорциональна величине и знаку частотной расстройки Δf = fПРЗ - fПР0. В УПТ последовательность видеоимпульсов с выхода ЧД преобразуется в постоянное напряжение и усиливается. Под действием выходного сигнала УПТ UАПЧ механизм подстройки частоты передатчика изменяет частоту магнетронного генератора (зондирующего сигнала fС) так, чтобы fПРС = fГ - fC как можно точнее совпадала с частотой настройки ЧД, равной fПР0. Погрешность АПЧ входного сигнала приемника σАПЧ ≤ 100 кГц.

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

При включении ПРЛ в режим СДЦ отраженный сигнал с выхода ПУПЧ поступает на УПЧ-Ф с ФД на выходе. В этом канале обработка отраженного сигнала (пачка из NИ ВЧ импульсов) осуществляется по алгоритму когерентной пачки ВЧ импульсов. Однако на входе приемника пачка ВЧ импульсов (отраженный от цели сигнал) не является когерентной, так как МГ передатчика генерирует последовательность зондирующих импульсов со случайными фазами и частотами. Когерентность пачки отраженных импульсов с опорным сигналом ФД обеспечивается путем фазирования

119

КГ, непрерывный гармонический сигнал которого является опорным сигналом для ФД. На выходе ФД последовательность импульсов получается когерентной (фаза изменяется по детерминированному закону φД(t) = 2πfДt + φД, где fД – доплеровская частота) тогда, когда фаза сигнала КГ от периода к периоду будет совпадать с фазой зондирующих импульсов от импульса к импульсу. Для этого ослабленный зондирующий импульс от направленного ответвителя АВС ПРЛ подается на СМ-АПЧ. Его выходной импульс ПЧ усиливается в УПЧ-АПЧ и подается на КГ. Каждый выходной импульс УПЧ-АПЧ «навязывает» сигналу КГ свою начальную фазу. В результате ФД выдает последовательность (пачку) ВИ, величина которых изменяется по закону непрерывного доплеровского сигнала UД(t) = Ucos2πfДt, где fД = fПРС - fПРЗ. Выходной сигнал ВС СДЦ поступает далее на селектор движущихся целей (СДЦ), называемый в описании ПРЛ компенсирующим устройством.

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

Приемник вторичного канала

Приемное устройство вторичного канала представляет собой типовой супергетеродинный приемник. Он предназначен для приема высокочастотных ответных сигналов самолетного ответ-

120

чика, приходящих от антенны АО, их частотной фильтрации, детектирования и необходимого усиления. Его структурная схема приведена на рис.3.14. Принцип работы приемника вторичного канала заключается в следующем.

Рис.3.14. Структурная схема приемника вторичного канала ПРЛ

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

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

3.4.8. Устройство подавления активных помех

Устройство подавления активных помех (УПАП) предназначено для очистки (значительного снижения) выходных видео-