СОЗДАНИЕ И РАЗВИТИЕ НАЗЕМНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ РОССИИ – ЧАСТЬ 3

February 4, 2013 by admin Комментировать »

III.         Второй этап создания РЛС [3, 4]

Развитию РЛС второго поколения способствовали достижения науки в области разработки новых антенн – фазированных антенных решёток, мощных широкополосных передающих устройств, высокочувствительных приёмников радиолокационных сигналов. Создание систем цифровой обработки сигналов привело к появлению новых методов защиты РЛС от активных и пассивных помех. Радиолокационные станции сантиметрового и дециметрового диапазонов длин волн, имеющие в своём составе ФАР, позволяли точно измерять угол места цели, что дало возможность искпючить применение радиовысотомеров. Типичным представителем этого класса радиолокаторов является двухкоординатная РЛС метрового диапазона волн 1Л13 («Небо-СВ») (рис. 13).

РЛС 1Л13 («Небо СВ») представляла собой подвижную когерентно-импульсную радиолокацион-ную станцию. Антенная система РЛС состояла из основной антенны, представляющей собой плоскую эквидистантную решётку из 72 излучателей, и дополнительной трёхэлементной решётки, установленной с обратной стороны основной антенны. Основная антенна имела в своём составе шесть фрагментов, соединённых коммутаторами.

Сигналы, отражённые от цели, принятые фрагментами решётки, через антенные коммутаторы поступали на широкополосные усилители высокой частоты, а затем на диаграммообразующую схему (ДОС), где соответствующим сложением сигналов шести фрагментов решётки формировался основной и два компенсационных канала для защиты станции от активных шумовых помех по боковым лепесткам ДН. Третий компенсационный канал для защиты РЛС от активных шумовых помех со стороны задней полусферы формировался с помощью дополнительной (задней) антенны.

Передающая система РЛС состояла из возбудителя, предварительного широкополосного усилителя, модулятора и мощного широкополосного усилителя. В возбудителе производилось преобразование сигнала фиксированной длительности, манипулированного кодом Баркера, с промежуточной частоты на одну из рабочих частот.

Аппаратура СДЦ была выполнена на базе цифрового режекторного фильтра с устройством автокомпенсации доплеровского сдвига частоты пассивной помехи на входе фильтра. На выходе фильтра по данным схемы межобзорного картографирования помех осуществлялась автоматическая стабилизация уровня ложных тревог.

Обзорные РЛС предназначены для использования в системах управления воздушным движением (УВД) гражданской авиации. Специфика полёта гражданских воздушных судов (известная скорость, определённая высота (эшелон), отсутствие преднамеренных активных помех и т. п.) определяют требования к построению обзорных РЛС. РЛС целеуказания ГА можно отнести к модернизированным радиолокационным станциям второго поколения. Действительно, разработанный в 70-х годах радиолокатор П-37 (1РЛ139-2) был основой трассовых радиолокационных станций, используемых для УВД на всей территории стран СНГ. После модернизации технические характеристики радиолокатора соответствуют спецификации станции «ЛИРА-1» (1Л118). В модернизированных РЛС полностью заменена элементная база, используются высокостабильные передатчики на коаксиальных магнетронах, твёрдотельные приёмники с повышенной чувствительностью, новая цифровая аппаратура СДЦ с улучшенными характеристиками по подавлению отражений от местных предметов, установлена аппаратура первичной и вторичной обработки радиолокационной информации и новая система отображения на рабочих местах диспетчеров с применением растровых цветных мониторов с высоким разрешением.

Рис. 14. РЛС «ЛИРА-1». Fig. 14. RLS «LiRA-Ι»

В двухкоординатной РЛС кругового обзора «ЛИРА-1» (рис. 14) обзор пространства производится путём механического вращения антенного устройства, состоящего из двух зеркальных антенн (нижней и верхней) в форме усечённых параболоидов вращения. Антенное устройство формирует ДН, состоящую из двух совмещенных в пространстве веерных лучей.

Трёхканальный облучатель, каждый канал которого подключён к приёмопередатчику, формирует 3-и луча ДН. Группы приёмопередающих систем (нижней и верхней антенн) обеспечивают работу станции в трёх режимах. Обе антенны формируют в пространстве две ДН, близкие по форме в вертикальной плоскости к косекансным, а ДН каждой антенны образуется в результате суммирования парциальных ДН каждого из облучателей, связанного с ней.

Рис. 13. РЛС 1Л13 («Небо СВ»). Fig. 13. RLS 1L13 («Nebo-SV»)

Опытно-конструкторская работа по созданию РЛС 1Л13 начата в 1982г., а в 1986г. станция 1Л13была принята на вооружение.

В отличие от 2-х зеркальной антенной системы РЛС «ЛИРА-1» в первичном трассовом обзорном радиолокаторе «УТЁС-Т» для формирования косеканс- ной ДН в вертикальной плоскости используется одна антенна с зеркалом двойной кривизны (рис. 15). Антенна формирует двухлучевую ДН путём применения двух рупорных облучателей. Один рупор работает на приём – передачу и формирует нижний луч антенны, второй – только на приём и формирует верхний луч. Обзор пространства верхним лучом осуществляется при излучении короткого импульса, нижним – при излучении длинного импульса. Формирование длительности зондирующего импульсного сигнала определяется ограничением импульсной мощности в твердотельных передатчиках. Вследствие этого, для обеспечения большей дальности действия РЛС используется сигнал с длительностью 80 мкс (120 мкс), а обзор пространства в ближней зоне до 20 км осуществляется импульсом с длительностью 1,6 мкс. Зондирующие импульсы излучаются одновременно на двух несущих частотах, различающихся на 56 МГц, обеспечивая тем самым двухчастотный режим облучения цели. Так как верхний луч ДН антенны работает только на прием, то использование информации в этом луче в ближней зоне позволяет снизить уровень помех от подстилающей поверхности примерно на 20 дБ. Можно также отметить, что для обеспечения необходимого энергетического потенциала наряду с минимальной дальностью и высокой разрешающей способностью в каждом периоде повторения излучаются два зондирующих импульса различной длительности: монохроматический (короткий) и линейно частотно-модулированный (длинный).

Конструктивно зеркало антенны выполнено в виде сварной фермы. Размер зеркала 10,5 х 13,6 м, а точность выполнения профиля ± 2,4 мм. В горизонтальной плоскости зона обзора обеспечивается механическим вращением антенны, вес которой 6 тонн.

В состав приёмной системы станции входит аппаратура: аналоговой и цифровой обработки сигналов; оценки параметров сигналов (карта помех); некогерентного и когерентного накопления; СДЦ; вычисления координат.

Рис. 15. Антенна РЛС «УТЁС-Т». Fig. 15. Antenna RLS «UTES-Τ»

Передающее устройство РЛС является полностью твёрдотельным и состоит из двух независимых передатчиков, работающих на разнесённых частотах, обеспечивая двухчастотный режим зондирования цели. Передатчики имеют модульный принцип построения, их выходные усилители работают по принципу активной синфазной системы, состоящей из двух восьмёрок усилителей, работающих на общий выход. Импульсная мощность передатчика 40 кВт.

Технические характеристики РЛС «УТЁС-Т»:

–         зона обзора по цели с Зц = 5 м^ (Роб = 0,9; Рлт=10’®): по дальности 1,5…360 км (двухчастотный режим), 1,5…270 км (одночастотный режим); по высоте 20000 м (двухчастотный режим), 16000 м (одночастотный режим); по углу места – 45°;

-точность определения координат (СКО): по дальности – 150 м; по азимуту – 6’;

–         разрешающая способность: по дальности 480 м; по азимуту 1,5°;

–         коэффициент подавления сигналов от местных предметов не менее 50 дБ;

–         темп обновления данных 10 с;

–         количество сопровождаемых трасс не менее 250;

–         потребляемая мощность не более 35 кВт.

Радиолокационная аэродромная станция

«УТЁС-А», работающая в L-диапазоне (23 см), по своей структуре аналогична «УТЁС-Т». Отличие проявляется лишь в зонах обнаружения станции и темпе обновления информации. Зоны обнаружения по дальности: 160 км (двухчастотная работа) и 120 км (одночастотная работа); по высоте 12000 м и 10000 м соответственно. Темп обновления данных 4 или 5 с.

РЛС «УТЁС-Т» и «УТЁС-А» разработаны для модернизации трассовых РЛС ТРЛК-10, ATCR-22 и аэродромных РЛС «ИРТЫШ» и ATCR-44.

Радиолокационная станция «АМУР» (рис. 16) предназначена для обзора воздушного пространства в аэродромной зоне. Первичный радиолокатор работает в L-диапазоне (23 см). По построению антенной системы и техническим характеристикам «АМУР» сходна со станцией «УТЕС-А».

Рис. 16. РЛС «АМУР». Fig. 16. RLS «AMUR»

Аэродромная первичная РЛС «НЕВА» (рис. 17) работает в S-диапазоне (2750…2850 МГц). Антенная система станции формирует двухлучевую веерную ДН в вертикальной плоскости. Передающее устройство полностью твёрдотельное с воздушным охлаждением, выполнено на основе суммирования мощностей транзисторных модулей. Приёмное устройство станции также имеет модульную структуру. С целью уменьшения потерь высокочастотный усилитель с низким уровнем шума расположен в антенном модуле. Приёмное устройство обеспечивает усиление, однократное преобразование на промежуточную частоту 60 МГц, детектирование амплитудным и квадратурными фазовыми детекторами радиосигналов, принятых верхним и нижним лучами антенны. Приём метеоинформации при круговой поляризации сигнала осуществляется с ортогонального входа поляризатора верхнего рупорного облучателя антенны.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты