Занятие №4. ОСНОВНЫЕ СИСТЕМЫ СОЦ.

Учебные и воспитательные цели:

1.Изучить:

• назначение, устройство и принцип работы приемной и передающей систем РЛС;

• особенности построения пассивных ИК-локаторов.

2. Формировать способность к анализу технической информации.

Время:		2 часа
Место проведения:		класс основ построения ЗРК
Вид занятия:		групповое занятие
Материальное обеспечение:
Литература:
1.	Справочник по радиолокации под ред. С.Васильева, М., Советское радио, 1975.
2.	Шинаков Ю.С., Колодяжный Ю.М. Основы радиотехники и радиолокации. М. Энергоатомиздат, 1983, 320с.
3.	А.Н. Покладов и др. Основы построения РЛС обнаружения и радиоэлектронная борьба. Изд-во ТУСУР, 2003.
Наглядные пособия:
1.	Презентация к занятию
2.	Стенды в классе.
Технические средства обучения:
1.	Компьютер
2.	Видеопроектор

Учебные вопросы занятия :
I	Вступительная часть
II	Основная часть:
	2.1	Назначение, устройство и принцип работы передающей системы.
	2.2	Назначение, устройство и принцип работы приемной системы.
	2.3	Особенности построения пассивных ИК - локаторов.
III	Заключительная часть

ХОД ЗАНЯТИЯ:

№ п/п	Учебные вопросы, их содержание, время, действия руководителя	Методические указания преподавателю
I	ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ – 15 мин. принять доклад дежурного по учебному взводу; проверить наличие и внешний вид студентов; провести фронтальный опрос; Вопросы контроля: 1. Назначение, особенности и ТТХ СОЦ; 2. Структурная схема и работа СОЦ; объявить занятие и учебные вопросы; рекомендовать литературу по занятию.	Требовать выполнение положений устава и строевых приёмов.
I I	ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ – 70 мин. Вопрос 1. Назначение, устройство и принцип работы передающей системы. - 25 мин. Передающая система предназначена для формирования зондирующих сигналов с заданным энергетическими и модуляционными параметрами. Передающие системы классифицируются: по назначению: связные; - радиолокационные; радиовещательные; - радионавигационные; телевизионные; - и др. по рабочему диапазону: - метрового; - дециметрового; - сантиметрового; - миллиметрового. по виду зондирующего сигнала: а) непрерывного излучения - немодулированный; - частотно-модулированный; - фазоманипулированный. б) импульсного излучения - некогерентный; - когерентно-импульсный с большой и малой скважностью; - с внутриимпульсной частотной или фазовой модуляцией. по мощности: - маломощные (до 100 Вт); - средней мощности (до 10 Вт); - мощные (до 1000 КВт); - сверхмощные (свыше 1000 КВт). по виду генераторного прибора: ламповые, магнетронные, клистронные и т.п.. в зависимости от построения генераторной части: однокаскадные; многокаскадные. Выбор структуры передающей системы зависит от совокупности требований, предъявляемых к РЛС. Она может быть построена по однокаскадной схеме на мощном генераторе с самовозбуждением или по многокаскадной схеме усиления маломощного сигнала до необходимой величины. Схема передатчика на мощном генераторе с самовозбуждением Работа схемы: Импульс запуска передатчика (ИЗП) с системы синхронизации поступает в подмодулятор. В подмодуляторе поступивший импульс усиливается по амплитуде и в зависимости от режима работы РЛС формируется по длительности. С выхода подмодулятора импульс прямоугольной формы поступает на импульсный модулятор. Импульсный модулятор усиливает по амплитуде до величины, при которой обеспечивается нормальная работа генератора СВЧ (магнетрона). С выхода генератора СВЧ импульс с заданной мощностью высокочастотных (ВЧ) колебаний через антенно-волноводную систему подаётся на вход антенны. Антенна излучает ВЧ колебания в пространство. Система управления, блокировки и сигнализации УБС обеспечивает управлениецию работой передающего устройства и безопасность работы расчёта. Высоковольтный выпрямитель необходим для питания модулятора постоянным напряжением в десятки киловольт. Для поддержания постоянства промежуточной частоты путём подстройки частоты генератора или гетеродина применяется система автоматической подстройки частоты (АПЧ). Достоинства схемы: сравнительно небольшие размеры; большая надёжность; более высокий КПД. Недостаток схемы: невозможность перестройки частоты от импульса к импульсу; невозможность формирования и генерирования сложных сигналов (с внутриимпульсной модуляцией); сигналы имеют низкую стабильность частоты. Схема усиления маломощного сигнала до необходимой величины. Работа схемы: Задающий генератор формирует высокостабильные гармонические колебания с частотой в единицы - десятки МГц. Они усиливаются по мощности, умножаются по частоте до сотен МГц и модулируются. Таким образом возбудитель формирует входной сигнал для мощного СВЧ усилителя (клистрона) на выходе которого будет зондирующий сигнал с заданными параметрами. Достоинства схемы: высокая стабильность несущей частоты; позволяет осуществлять мгновенную перестройку сигнала от импульса к импульсу; усиливать одновременно несколько сигналов на разных частотах; формировать сигналы с внутриимпульсной модуляцией; позволяет быстро изменять параметры формируемых сигналов в зависимости от режимов работы РЛС, помеховой обстановки и др. факторов. Недостатки: громоздкость аппаратуры. Передатчики такого типа нашли широкое применение в современных РЛС, в т.ч. в СОЦ ППРУ. Передающие системы характеризуются следующими параметрами: Частотой генерируемых колебаний. Полосой рабочих частот (диапазоном перестройки) f0 - номинальное значение частоты. Стабильностью частоты - это есть отношение максимального отклонения частоты передатчика к номинальному (среднему) значению частоты передатчики имеют нестабильность частоты порядка 10^-6 … 10^-7 . Максимальной выходной (импульсной) мощностью (понимается – мощность передаваемая передатчиком в антенну) Рср.= Римп  I имп. Fп Римп.- может быть в пределах от 0,1 до 100 МВт Iимп-. длительность импульса Fп- частота следования импульсов Коэффициентом полезного действия В современных РЛС к.п.д. составляет от 20 до 40 % 6. и др.
	Вопрос 2. Назначение, устройство и принцип работы приёмной системы. – 20 мин. Приёмное устройство предназначено для выделения сигналов определенной частоты и формы с последующим их усилением и преобразованием к виду, необходимому для работы оконечного устройства. Радиолокационные приемные устройства классифицируют: По виду принимаемого сигнала: Импульсные Частотномодулированные И др. 2. По рабочему диапазону Метровые Дециметровые Сантиметровые 3. и др. параметрам Наибольшее применение нашла ГЕТЕРОДИННАЯ СХЕМА приёмной системы: Видеоусилитель (УНЧ) РЛИ Работа схемы: На вход приёмной системы поступает множество радиосигналов и помех. Входная цепь (ВЦ) и усилитель высокой частоты (УВЧ) содержат резонансные цепи, настраиваемые на частоту ЭХО - сигнала с, и обеспечивают предварительную частотную селекцию и усиление ЭХО - сигнала. Преобразователь частоты необходим для переноса РЛИ со сверхвысокой несущей частоты эхо - сигнала на более низкую промежуточную частоту ПР (десятки МГц). Это обеспечит: а) Повышение качества и удешевление последующей обработки сигналов; б) Постоянство ПР (полосы пропускания последующего тракта) при перестройке рабочей частоты. Для этого эхо - сигнал смешивается с опорным сигналом Г высокостабильного перестраиваемого генератора (ГЕТЕРОДИНА) с образованием множества комбинационных частот. На выходе смесителя установлен фильтр, настроенный на ПР = С - Г. При изменении С синхронно перестраивается Г так, что ПР = соnst. При нескольких преобразованиях частоты схема называется супергетеродинной. Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) предназначен для: а) основного усиления информационного сигнала (порядка 10^6) б) регулировки усиления и защиты от помех Детекторы предназначены для выделения РЛИ (в виде импульсов или низкочастотных сигналов) Далее РЛИ через видеоусилители (УНЧ) поступает на оконечное устройство (ИКО). Параметры приёмной системы: 1. Чувствительность приемника РПРМ - характеризуется минимальным уровнем сигнала на входе приемника , при котором обеспечивается его выделение и использование в оконечном устройстве ( отображении на ИКО). РПРМ принято измерять: в метровом диапазоне длин волн - в микровольтах (2 -50 мкв); в дециметровом и более коротких длин волн: * в ватттах (10^-12 - 10^-19вт); * в децибеллах 10 lg 1mВт/ РПРМ [Вт]; Пример: РПРМ=10^-14Вт=110 Дб. 2. Избирательность - способность приемника выделить полезный сигнал из всей совокупности сигналов и помех наведенных в антенне. Избирательность обусловлена резонансными свойствами контуров приемника и характеризуется зависимостью коэффициента усиления приемника К от частоты принимаемого сигнала . Р - рабочая частота приемника, 2 - полоса пропускания приемника  1/и (реально 0,1 - 1 МГц). 3. Динамический диапазон - диапазон мощностей сигналов на входе приемника при которых он выполняет свои функции с заданной точностью (отношение максимального входного сигнала к минимальному). ДД = 10 lg (Рс max / Рс min) От величины ДД зависит помехозащищенность РЛС. Он должен быть в пределах от 80 дб до 160 дб. 4. Коэффициент шума - характеризует уровень собственных шумов приемника:
	Вопрос 3. Особенности построения пассивных ИК - локаторов. - 25 мин. ИК – волны, занимая промежуток между миллиметровыми и видимыми волнами, перекрывает диапазон от 0,75 до 1000 мкм. По своей природе ИК – волны во многом похожи на световые: они распространяются только прямолинейно и в любой прозрачной для них среде – вакууме, газах, жидкостях и в некоторых твердых веществах. Подобно световым инфракрасные волны могут фокусироваться с помощью линз и зеркал, отклоняться, преломляться по законам оптики. Весь ИК – диапазон волн принято делить на три участка: Коротковолновой (ближний) – от 0,75 до 1,4 мкм; Средневолновой (средний) – от 1,4 до 3 мкм; Длинноволновой (дальний) – от 3 до 1000 мкм. Инфракрасное электромагнитное излучение возникает как результат теплового движения молекул в веществах при переходе атомов и молекул из одного энергетического состояния в другое. Основным способом ИК – излучений в любом теле является его нагревание, отчего в ряде случаев инфракрасные лучи называют тепловыми излучениями. Источники инфракрасных излучений подразделяются на естественные и искусственные. К искусственным источникам ИК-излучения относятся различные излучатели с нагревом. Естественными являются излучения от облаков, небесных тел, земной поверхности, окружающих наблюдаемых объектов и др. По принципу действия ИК технические средства делят на пассивные и активные. В пассивных ИК – приборах используют собственное тепловое излучение наблюдаемых объектов. В активных ИК – приборах используют встроенные в них передающие устройства, которые генерируют и облучают (освещают) обозреваемые объекты. Отсутствие в пассивных ИК – устройствах искусственных источников излучения дает им ряд преимуществ, и прежде всего скрытность. Они отличаются меньшими массой и габаритными размерами, более высокой надежностью работы. Вместе с тем следует указать на большее значение применения активных ИК – устройств, в частности лазеров, в качестве встроенных источников ИК – излучения. Комплексное использование пассивных и активных ИК – приборов существенно расширило области их применения. Несмотря на значительные различия схем и конструкций многочисленных пассивных ИК технических средств, их структуру можно представить в виде обобщенной функциональной схемы. ИКИ Оптическая система представляет собой совокупность линз и зеркал, обеспечивающую сканирование, спектральную селекцию и формирование сфокусированного изображения теплоизлучающего объекта на чувствительном элементе приемника излучений. Для обнаружения нужного объекта необходимо прежде всего выделить его из большого числа других объектов путем просмотра (сканирования) теплового поля. В современных ИК – приборах применяют сканирующие устройства, которые просматривают тепловое поле по заранее заданной программе, непрерывно по всем его точкам или дискретно, с разрывом во времени и пространстве. Просматриваемый участок поля определяется углом обзора, который создается полем зрения фокусирующей оптической системы. Для увеличения угла обзора используется не один приемник, а набор одноэлементных приемников излучения (мозаика), зоны обзора которых расположены в линию или квадратом. Приемное устройство является необходимой составной частью ИК – прибора, так как оно преобразует энергию ИК – излучения в электрический сигнал для дальнейшей обработки и индикации. Оно состоит из трех основных элементов: приемника теплового излучения, усилителя сигналов и устройства охлаждения, чувствительного элемента приемника, служащего для повышения чувствительности. По принципу действия приемники ИК – излучения делятся на тепловые (энергетические) и квантовые (фотонные). Поступающий на чувствительную площадку теплового приемника поток ИК – излучения (сигнал) увеличивает температуру чувствительных элементов, и вследствие возникающей разности температур образуется электрический сигнал. В квантовых приёмниках электрический ток, называемый фототоком, возникает в результате прямого воздействия поступающей энергии ИК–фотонов на материал чувствительных элементов приемника. В результате происходит испускание электронов с поверхности чувствительных элементов, возникают фототоки, происходят их усиление и образование цепи электрического тока. В заключение перечислим следующие достоинства ИК- излучения и ИК технических средств: - инфракрасное излучение является носителем обширной информации благодаря тепловому излучению разведываемых объектов; - наблюдение на расстоянии можно вести в принципе за любым объектом и за любой местностью, у которых собственная температура выше абсолютного нуля; - разведывательные цели могут быть обнаружены при очень малой разности температур (до 0.01^о С ), наблюдаемого объекта и окружающего фона; - можно обнаруживать цели и опознавать их почти в абсолютной темноте; - имеется возможность создания небольших и недорогих технических средств для добывания информации с высокой скоростью и оперативностью; - наблюдения ведутся скрытно при использовании пассивных ИК-систем; - обеспечивается высокая помехоустойчивость даже в условиях преднамеренного создания помех; - имеется возможность вести спектральный анализ ИК- излучений; - наблюдение можно вести в наземных, морских, воздушных и космических условиях. Вместе с тем следует отметить некоторые недостатки, присущие инфракрасным техническим средствам: - ИК-приборы невозможно использовать при наличии густых туманов и облачности; - имеются трудности в опознавании целей на фоне окружающих объектов, действующих как помехи; - из одного пункта расстояние до источника ИК-излучения определить нельзя. Для этого требуется вести наблюдение не менее чем из двух пунктов. При наличии времени пояснить построение координатора цели ОГС ПЗРК "ИГЛА".	Отвести 10 минут на изучение и комментирование материала. Провести контроль усвоения материала.
III	ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ – 5 мин. 1. Сделать общий вывод по занятию: 2. Дать задание на самостоятельную подготовку: При самостоятельной подготовке вы должны: - изучить материал темы №4, используя конспект и литературу. - подготовиться к семинару по плану, выданному Вам. 3. Ответить на вопросы студентов. 4. Привести МТО занятия в исходное положение. 5. Закончить занятие.

Исполнил: подполковник запаса А. ВАСИЛЬЕВ

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

со студентами по занятию №4 "Основные системы РЛС".

Учебные и воспитательные цели:

1.Изучить:

- назначение, устройство и принцип работы приемной и передающей систем РЛС;

- особенности построения пассивных ИК - локаторов.

2.Формировать способность к самостоятельному изучению и анализу технической информации.

Время:		1час
Вид занятия:		самостоятельная подготовка под руководством преподавателя
Место проведения:		класс основ построения ЗРК
Материальное обеспечение:
Литература:
1.	Справочник по радиолокации под ред. С.Васильева, М., Советское радио, 1975.
2.	Шинаков Ю.С., Колодяжный Ю.М. Основы радиотехники и радиолокации. М. Энергоатомиздат, 1983, 320с.
3.	А.Н. Покладов и др. Основы построения РЛС обнаружения и радиоэлектронная борьба. Изд-во ТУСУР, 2003.
Наглядные пособия:
1.	Презентация к занятию
2.	Стенды в классе.
Технические средства обучения:
1.	Компьютер
2.	Видеопроектор

Учебные вопросы занятия:
I.	Вступительная часть
II.	Основная часть:
	2.1	Назначение, устройство и принцип работы передающей системы.
	2.2	Назначение, устройство и принцип работы приемной системы.
	2.3	Особенности построения пассивных ИК - радиолокаторов.
III.	Заключительная часть

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

I. Вступительная часть - 3 мин.

- принять рапорт командира учебного взвода;

- проверить наличие студентов на занятии, их внешний вид;

- дать команду дежурному на получение и выдачу литературы и раздаточного материала;

- проверить готовность ТСО к занятию (по необходимости);

- объявить тему, цели, учебные вопросы занятия;

- довести порядок проведения занятия.

II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ - 40 мин.

Вопрос 1. Назначение, устройство и принцип работы передающей системы.

– 15 мин.

- постановить задачу на изучение учебного материала;

- проконтролировать работу студентов;

- ответить на вопросы, возникшие в ходе изучения учебного материала;

- подвести итоги изучения.

Вопрос 2. Назначение, устройство и принцип работы приемной системы.

– 15 мин.

- постановить задачу на изучение учебного материала;

- проконтролировать работу студентов;

- ответить на вопросы, возникшие в ходе изучения учебного материала;

- подвести итоги изучения.