Мультимедийное сопровождение лекций по дисциплине РЛС ВС и АП

Мультимедийное сопровождение лекций по дисциплине РЛС ВС и АП (1.3) Длительность импульса определяется величиной разрешающей способности по дальности δD = δDпот + δDинд и равна: (1.4), где δD - разрешающая способность РЛС - задана тактическими характеристиками; δDпот - потенциальная разрешающая способность, равная (1.5) δDинд - разрешающая способность индикатора определяется современным уровнем индикаторных устройств и может быть определена как: (1.6) ; Qэ - добротность электронно-лучевой трубки (ЭЛТ); Количество отраженных импульсов: (1.7), где Тобл - время облучения (длительность пачки). В свою очередь (1.8), где Тобз - время обзора сектора обзора, выбранного в ходе обоснования тактических характеристик; Θобз - сектор обзора выбранный в ходе обоснования тактических характеристик; ΘА - ширина диаграммы направленности антенны. Величина Θобз/Тобз = Ωобз - угловая скорость обзора заданной зоны. Если используется индикатор телевизионного типа, то угловая разрешающая способность равна: Количество накапливаемых импульсов: КНД антенны РЛС равен (1.11), здесь эффективная площадь антенны , а ширина ДНА=, где - размер параболической антенны. Епрм_min = Q·Nш·К·Т·ζпрм Nш = (Рс / Рш) вх / (Рс /Рш ) вых Шумовые характеристики радиоприемных устройств. Особенности построения схемы Nш Тп , К УРЧ на ЛБВ 3,2…4,5 650…1000 УРЧ на базе параметрического усилителя 1,75…2 200…290 То же при Т=77К 1,15…1,5 45…140 Без УРЧ. Балансный смеситель на диодах с барьером Шотки 6…10 1450…2600 1 ≤ ζпрм < ∞; ζпрм = ζ1… ζn, ζ1 = 1/0,82 = 1,2; Таблица № 1.2 Цель ЭПР, м² Истребитель 1,5-3 Бомбардировщик 4-125 Вертолет 1-3 Транспортный самолет 15-75 Самолет по технологии «Стелс» 0,1-1 площадная ДНА эллипс объем Dmax з-о = Dmax о-з ,где (1.18) - дальность канала запросчик-ответчик; Тактико-технические характеристики РЛС «Гроза». 1. Дальность обнаружения на высоте Н7км - зон грозовой деятельности средней интенсивности, не менее 130 км - особо крупных промышленных центров 230 км - крупных промышленных центров 160 км - крупных водоемов, не менее км - горных массивов и горных вершин 150 км 2. Рабочая частота 9370 мГц 3. Мощность в импульсе, не менее 10 кВт 4. Период повторения ТП 400 Гц 5. Длительность импульса τи 3 мкс 6. ДНА – узкий луч, не более 4,1о верный луч, угол раствора в вертикальной плоскости 30о 7. Сектор азимутального обзора 8. Скорость азимутального обзора 23 Кач/мин 9. Пределы ручного наклона ДНА 10. Пределы углов, при которых обеспечивается гиростабилизация платформы - по крену, не менее - по тангажу, не менее 11. Чувствительность ПРМ -100 дБ/мВт 12. Полоса пропускания 1,8-2 МГц 13. fПР 30 МГц 14. Масштабы развертки: 0 – 30 км метки 10 км 0 – 50 км метки 10 км 0 – 125 км метки 25 км 0 – 275 км метки 50 км 200-375 км метки 50 км 15. Режимы работы станции: • «Готовность»; • «Земля»; • «Место»; • «Контур»; • «Снос». 16. Для питания станции необходимы напряжения: 115 В 400 Гц, потребляемая мощность Р=300 Вт 36 В 400 Гц, потребляемая мощность Р=10 Вт 27 В 400 Гц, потребляемая мощность Р=58 Вт 17. Вес комплекта (без кабелей) 30 кг. ЭТХ РЛС «Гроза 86» Назначение: обнаружение грозовых фронтов (метеобстановка и выделение опасных зон), обнаружение встречных ЛА и препятствий, наблюдение панорамы местности и ориентирование. Зона грозовой деятельности обнаруживается на расстоянии 200 км и более. Обнаружение промышленных центров не менее 350 км. Обнаружение крупных рек и озер не менее 150 км. Сектор азимутального обзора 200о (). Возможность угла ручного наклона антенны . Частота сканирования ДНА 10 циклов в минуту в горизонтальной плоскости. Импульсный режим: • мощность в импульсе равна 9 кВт; • Длительность импульса τи 3,5 мкс • Частота повторения Гц. Чувствительность, не менее 100 дБ/мВт Два индикатора Число масштабов 2 - фиксированный км - плавно переменный км Масштабные метки 50 и 100 км. Сантиметровый диапазон волн 9370 МГц Промежуточная частота 30 МГц Антенна формирует ДНА двух форм - игольчатую и cosec2 Питание 115 В 400 Гц; 27 В. Потребляемая мощность 750 ВА. Предусмотрен 2-ой передатчик в горячем режиме, т.е. повышена надежность. Режим «снос» отсутствует. Всего 4 режима. ЭТХ РЛС «Градиент –154» Дальность действия 550 км Мощность в импульсе РИ=20 кВт Сантиметровый диапазон длин волн 9370 МГц Частота повторения импульсов Fповт=200 Гц Два масштаба плавно-переменные: 1. км длительность импульса мкс 2. км длительность импульса мкс Масштабные метки 50 и 100 км с автоматическим переход меток при изменении масштаба. Зона обзора по азимуту Изменение угла наклона ДНА в вертикальной плоскости Ширина ДНА 30 Число циклов качания от 10 - 17 циклов в минуту Имеет резервный в горячем режиме приемопередатчик Количество индикаторов 2 шт. Потребляемая мощность 1200 ВА Режимы: «Включено», «Контур», «Земля», «Метео», «Контроль» Остановимся теперь на особенностях построения устройств РЛС, выделяемых в функциональные узлы. Рис. 2.1 Структурная схема РЛС “Гроза“. 3. Особенности построения отдельных узлов БРЛС. В данном разделе будут рассмотрены некоторые особенности построения типовых узлов и блоков БРЛС, многие из которых используются также при конструировании радиолокационных устройств аэропортов. Поэтому освоение материала этого раздела позволит упростить понимание принципов построения радиолокационных станций УВД. 3.1 Особенности построения передающих устройств БРЛС В зависимости от целевого назначения РПДУ могут быть однокаскадными и многокаскадными. Однокаскадный передатчик, как правило, некогерентный (рис. 3.1) Рис. 3.1 Структурная схема однокаскадного передатчика Рис. 3.2 Структурная схема многокаскадного передатчика L = , Рис. 3.5 Однокаскадный магнитный модулятор. Схема магнитно-импульсного модулятора радиолокатора РОЗ-1 Рис. 3.6 Электрическая схема магнитного модулятора РЛС РОЗ-1. Принципиальная схема модулятора приведена на Электрическая схема модулятора РЛС «Гроза». выходного импульса составляет tu = 3 мкс. Особенности построения антенно- фидерных устройств БРЛС. Антенные устройства БРЛС. Конструкция АФУ может иметь вид показанный на Рис. 3.9. Рис. 3.9 Антено-фидерная система бортовой радиолокационной станции. 1) Игольчатую 2) косеканс-квадратнуюную 3) веерную – расширенную в одной плоскости и суженную в другой КНД антенны определяет направленные свойства антенны и равен , где определяет выигрыш в мощности излучения Рв направлении по сравнению с мощностью всенаправленного излучения . Коэффициент использования антенны где S – геометрическая площадь антенны, - эффективная площадь антенны. Коэффициент полезного действия антенны КПД = , где РА – мощность, подводимая к антенне, Рп – мощность потерь. Коэффициент усиления антенны Kу Ку = Gх и т.к. КПД антенны , то коэффициент усиления примерно равен КНД. Рис.3.10 АФУ БРЛС «Гроза» 3.2.2 Антенные переключатели Антенный переключатель на базе газоразрядных приборов. Рис. 3.11 Структурная схема ППП на базе газоразрядных приборов. где РБП – разрядник блокировки ПРД, РЗП – разрядник защиты ПРМ. Рис. 3.12 Зависимость сопротивления короткозамкнутого шлейфа от длины шлейфа. Антенные переключатели на базе ферритовых устройств В БРЛС с приемопередающей антенной чаще всего используются переключатели на базе ферритовых устройств. Так, например, устройство развязки в БРЛС РОЗ – 1 и РПСН, показанная на Рис. 3.13, состоит из гиратора, фазосдвигающей секции (ФСС) и щелевых мостов. Рис. 3.13 Конструкция антенного переключателя на основе гиратора. l = где - фазовый сдвиг объясняется наличием двух типов волн Н10 и Н20. Антенный переключатель РЛС “Гроза”. Рис. 3.14 Антенный переключатель РЛС «Гроза». 3.2 Особенности построения антенно- фидерных устройств БРЛС. 3.2.1 Антенные устройства БРЛС. Конструкция АФУ может иметь вид показанный на Рис. 3.9. Рис. 3.9 Антено-фидерная система бортовой радиолокационной станции. 4) Игольчатую 5) косеканс-квадратнуюную 6) веерную – расширенную в одной плоскости и суженную в другой КНД антенны определяет направленные свойства антенны и равен , где определяет выигрыш в мощности излучения Рв направлении по сравнению с мощностью всенаправленного излучения . Коэффициент использования антенны где S – геометрическая площадь антенны, - эффективная площадь антенны. Коэффициент полезного действия антенны КПД = , где РА – мощность, подводимая к антенне, Рп – мощность потерь. Коэффициент усиления антенны Kу Ку = Gх и т.к. КПД антенны , то коэффициент усиления примерно равен КНД. В параболической антенне используются зеркальный отражатель в виде параболоида вращения, в фокус которого помещен излучатель. В АФУ БРЛС Рис.3.10 приняты меры для получения двух ДНА: игольчатой и веерной. Высокочастотная часть состоит из оптической системы, включающей рефлектор 3, козырек 2 и излучатель 4, фокусирующее зеркало 1 и ферритовый вращатель плоскости поляризации 5 и 6. Рис.3.10 АФУ БРЛС «Гроза» Антенные переключатели Рис. 3.11 Структурная схема ППП на базе газоразрядных приборов . Энергия СВЧ поступает только в антенну. Рис. 3.12 Зависимость сопротивления короткозамкнутого шлейфа от длины шлейфа. гиратора, фазосдвигающей секции (ФСС) и щелевых мостов. Рис. 3.13 Конструкция антенного переключателя на основе гиратора. В режиме “передача” энергия СВЧ поступает в верхний волновод 1. Фаза ЭМВ показана вектором 1. Далее волна проходит по верхнему волноводу через гиратор и ФСС таким образом в вернем волноводе осуществляется поворот фазы на +1800 . в сторону опережения При переходе через I ЩМ в нижний волновод происходит сдвиг фазы в сторону отставания на 900. В гираторе, так как феррит слева, сдвиг фаз не происходит, в ФСС также нет сдвига, а второй II ЩМ изменяет фазу еще на 900 в сторону отставания. Таким образом, волны, проходящие по верхнему и нижнему волноводам, в верхний волновод приходят в фазе складываются и излучаются. Эти же волны вычитаются в нижнем волноводе. В режиме “прием” (фаза ЭМВ показана вектором ↑) в верхнем волноводе ФСС сдвигает фазу на +900 в сторону опережения, гиратор не изменяет фазу (феррит слева), а I ЩМ изменит фазу еще на 900 и волна поступает на вход ПРМ. В нижний волновод принятая волна поступает через II ЩМ с фазовым сдвигом +900 , гиратор поворачивает фазу еще на 900 (феррит справа) и общий фазовый сдвиг составляет величину +1800. Волны в нижнем волноводе, складываясь в фазе, поступают в приемник. В силу свойств ЩМ энергия в согласованную нагрузку (поглотительный волновод) не поступает. В сторону магнетрона энергия также не распространяется т.к. принятые волны верхнего и нижнего волноводов при приеме оказываются в противофазе 3.3 Приемные устройства РЛС Рис. 3.15 Структурная схема супергетеродинного приемного устройства. 1 Смесители радиолокационных приемников При подаче сигнала в плечо E в плечах A0 и B0 принимаемый сигнал делится по мощности пополам с фазами направленными противоположно. а) B0 A0 Uвх Uвх/2ej Uвх/2·ej+180 (б) Рис. 3.16 Конструкция балансного смесителя, использующего двойной волноводный тройник. фазе. Рис. 3.17 Эквивалентная схема балансного смесителя на волноводных тройниках. Балансный смеситель на базе щелевых мостов Балансный смеситель на базе щелевых мостов используется в БРЛС «Гроза». Схема построения показана на Рис. 3.18 I0 Рис. 3.18 Конструкция балансного смесителя на базе щелевых мостов. равна 0. Рис.3.19 Эквивалентная схема балансного смесителя на ЩМ. усилителя СВЧ: Nш = , ec = Ec Sin t - сигнал приемника; eг = Eг Sin (t + ) – сигнал гетеродина. Выходное напряжение смесителя равно; Uвых.см=aEcEгSintSin(t+)= ; Оно же после фильтрации высших гармоник: Uпр = Uпр cos Фаза сигнала гетеродина, поступающего на первый смеситель сдвинута на с помощью фазосдвигающей цепочки. При этом напряжения в каналах на выходе смесителей составят величину: UСМ1 = Uпр cos UСМ2 = Uпр cos ()t После фазовращателя напряжения составляют величину: U1 = U1 cos и складываются в фазе на сумматоре. U2 = U2 cos При приходе сигнала по зеркальному каналу, когда : UСМ1 = Uпр cos UСМ2 = Uпр cos После фазовращателя: U1 = U1 cos U2 = U2 cos при этом напряжения на сумматоре в противофазе т.е. сигнал зеркального канала компенсируется. Усилители промежуточной частоты с задержанной АРУ с log амплитудной характеристикой Uвых Uвх Логарифмическая амплитудная характеристика УПЧ РЛС. Uвых = К0 Uвхнач(lg) К = К0n - где К0 - коэффициент усиления одного каскада, n – количество усилительных каскадов. Структурная схема логарифмического УПЧ РЛС. Принципиальная схема отдельного каскада УПЧ с ЛАХ. Методы формирования напряжения ВАРУ. R6 R7 ЭП С4=Свару Усилит. БГ VT1 запуска Uвых R1 R2 R3 С3 а) С2 R5 R4 t б) UВАРУ АПЧ fг fc при нестабильностях fс и fг т.е. fр = f г – fс fcУПЧ fс fг f а) fУПЧ fУПЧ б) f fпр f Спектр сигнала промежуточной частоты а) и полоса пропускания УПЧ б) . СМ УПЧ Д к индикатору от АП УПЧ Схема Гет АПЧ упр Структурная схема одноканальной УПЧ ГСВЧ к антенне от А СМ СМ гетер ПРМ АПЧ УПЧ АПЧ Пиков Дискр детект УПТ Структурная схема двухканальной АПЧ. АПЧ РЛС РОЗ-1. АПЧ радиолокатора обзора земли строится по двухканальной схеме с использованием режима подстройки Структурная схема системы АПЧ РЛС РОЗ-1. АПЧ РЛС «Гроза». Функциональная схема системы АПЧ РЛС Гроза ВУ+ имп. от ПРД СМ Дискри АПЧ минатор ЭП ВУ Пик. детект. ВУ- имп. РРЧ Стабил. Гетер. источник КП питания ЛОВ Рис. 3.30 Функциональная схема системы АПЧ. На замедляющий системе ЛОВ напряжение изменяется в пределах 320400, которое необходимо для регулирования частоты гетеродина. УПЧ АПЧ является широкополосным и содержит 12 каскада. Частотный дискриминатор (ЧД) может быть выполнен по схеме с двумя расстроенными контурами и дифференциальным выходом рис. С5С6 L1 = L2 а) б) Рис. 3.31 Электрическая схема (а) и частотная характеристика (б) дискриминатора. Остановимся подробнее на принципе построения пикового детектора. Его принципиальная схема показана на рис. 3.32 Принципиальная схема пикового детектора. Ввидеоусилитель РЛС. Структурная схема ВУ в режиме «Земля». Структурная схема трехтонового видеоусилителя РЛС «Гроза» Структурная схема трехтонового видеоусилителя РЛС «Гроза». 3.4 Индикаторные устройства. Эквивалентная схема отклоняющего устройства по радиусу. Напряжение на выходе ГЛИН равно: (3.1) где i(t)- линейно изменяющийся ток, который определяется выражением: );(3.2) где - период линейно нарастающего тока. Подставляя 3.2 в 3.1 получим выражение для формы выходного напряжения ГЛИН: (3.3) (3.4) - ток в ГО катушке, (3.5) - ток в ВО катушке, где Эти токи (Рис. 3.39) создают магнитные потоки, управляющие положением луча ЭЛТ, координаты которого X и Y определяются соотношением ; , где h,-коэффициент пропорциональности (чувствительность ЭЛТ к току в ОС). Рис. 3.39 Принцип построения отклоняющей системы ИКО. Полярные координаты луча ЭЛТ равны: где (3.6) (3.7) Эпюры токов в отклоняющей системе ИКО. Структурная схема тракта формирования развертки. В этой схеме 1- формирователь длительности развертки; 2- генератор трпециидального импульса; ВТ расщепитель фазы (синусно косинусный вращающийся трансформатор); 3-6 усилители-ограничители; 7-10 усилители ЛИН Эпюры Рис. 3.42 поясняют процессы, происходящие в схеме формирования радиально-круговой развертки: Рис. 3.42 Эпюры токов в контрольных точках схемы формирования развертки. Рис 3.43 Эпюры токов в СКВТ. Канал развертки радиолокатора «РОЗ-1» Принципиальная схема канала развертки радиолокационной станции. , Чтобы ток в ОС изменялся по закону близкому к линейному, необходимо чтобы длительность импульса развертки была существенно меньше постоянной времени ее нарастания ; длительность развертки. 1-20км. 2-50км. 3-110км. 4-200км. Эпюры нарастания тока в роторе СКВТ на различных масштабах развертки. 3.5 Синхронизаторы Синхронизатор с использованием УЗЛЗ. Структурная схема синхронизатора, использующего УЗЛЗ. Рис. 3.48 Эпюры напряжений в синхронизаторе частоты 500 Гц. Рис. 3.49 Эпюры напряжений в схеме синхронизатора с частотой 1000 Гц. Таким образом происходит формирование пусковых импульсов. Эти же импульсы используются для запуска схемы меток дальности, показанной на рис. 3.50. Структурная схема формирователя меток дальности. Синхронизатор РЛС «Гроза» : Структурная схема синхронизатора РЛС «Гроза». Структурная схема генератора масштабных меток. 4. Радиолокационные самолетные ответчики. Самолетные ответчики в системе вторичной радиолокации. Структура ВРЛ системы Форматы кодов в СВРЛ. Параметры кодов запроса Код запроса Кодовый интервал Информационное содержание Нормы ИКАО Нормы СССР Нормы ИКАО Нормы СССР ответных сигналов А В С D ЗК1 - ЗК2 3К3 ЗК4 8 17 21 - - 25 9,4 - 14 23 19 Индивидуальный номер ВС (ИС № 1) То же Высота полета и запас топлива (ИС №2) Вектор скорости (ИС №3) Координатные сигналы Резерв Кодирование сигналов в режиме УВД. . Код УВД при запросе ответчика . Ответные координатные сигналы: а — «Бедствие» (код ОК1); б — «Шасси выпущено» (код ОК5) Ответные коды в режиме УВД: а - код ответа на запрос бортового номера; б - код ответа на запрос высоты и остатка топлива (д - декады; р - разряды кода) Кодирование сигналов в режиме RBS. . Международные коды запроса типа А, В, С и D. Кодирование бортового номера, высоты полёта, запаса топлива и вектора скорости в коде УВД. Декада Разряд Бортовой номер ВС ( ИС № 1) Высота полёта и запас топлива (ИС №2) Вектор скорости (ИС №3) Высота, м Запас топлива, % Аргумент, ° Модуль, км/ч 1 1 2 3 4 1 2 4 8 10 20 40 80 - - - - 1 2 4 8 - - - - 2 5 6 7 8 10 20 40 80 100 200 400 800 - - - - 10 20 40 80 - - - - 3 9 10 11 12 100 200 400 800 1000 2000 4000 8000 - - - - 100 200 - - - - 10 20 4 13 14 1000 2000 10000 20000 - - - - 40 80 5 15 16 17 18 19 20 4000 8000 10000 20000 40000 80000 Признак высоты Сигнал «Бедствие» - - - - - - 100 200 400 800 1000 2000 - - - - 5 (10) 10 (20) 20 (30) 40 Значения в скобках соответствуют передаче сведений о запасе топлива, превышаю­щем 50%. . Международные коды ответа: а -общая структура кода; б - цена градаций кода «Номер рейса»; в - код номера рейса (732); г - код высоты полети (99850 футов) Принципы построения самолетного ответчика. . Обобщенная структурная схема самолетного ответчика Методы подавления сигналов излученных ВРЛ боковыми лепестками ДНА. Рис. 4.9. Двухимпульсное подавление Рис. 4.10. Трехимпульс- ное подавление Принципы построения самолетных ответчиков Структурная схема блока СО . Структурная схема ВЧ устройства на вход «Ограничение нагрузки». Третий, четвертый и пятый широкопо- Рис. 4.14. Функциональная схема УПЧ лосные усилительные каскады выполнены, как и первые, на интегральных микросхемах. Продетектированные сигналы всех каскадов складываются на суммарной нагрузке, чем обеспечивается ЛАХ. Выходной сигнал поступает на шифратор, где осуществляются декодирование запросных кодов ДРЛ, формирование ответных кодовых посылок и выдача информации бортовым системам по соответствующим сигналам запросов. Вид кодовых посылок изменяется при поступлении в шифратор сигналов «Знак», «Шасси выпущено», «Авария» и сигналов бортовой системы предупреждения столкновений (БСПС). Схема шифратора приведена на рис. 4.15. Запросные сигналы ДРЛ с выхода УПЧ поступают в видеотракты платы согласования, где осуществляются селекция запросных импульсов по длительности и амплитуде и амплитудное сравнение импульсов для подавления запроса от боковых лепестков ДНА РЛС. Затем запросный код поступает в дешифратор, где декодируется. В зависимости от вида запроса и режима работы выдается на соответствующий вход шифраторов отечественных кодов и кодов ИКАО, где формируются ответные посылки. В случае, если частоты следования запросных сигналов превышают установленный порог (1200+200) Гц, шифратор выраба­тывает сигнал «Ограничение загрузки», уменьшающий чувствительность УПЧ. На время формирования ответного кода видеотракт, находящийся в плате согласования, запирается бланкирующими сигналами, поступающими с платы шифратора во всех режимах, кроме RBS или с шифратора кодов ИКАО в режиме RBS. При работе в режиме УВД формируется сигнал «Пониженная чувствительность» (высокий логический уровень), а при работе в режиме УВД-М и RBS (кроме режима «Контроль») — сигнал «Отключение отечественного канала». Рис. 4.15. Структурная схема шифратора Информация первого слова (бортовой номер) в режиме УВД поступает в дешифратор в виде 20-разрядного параллельного кода с устройства набора номера, в режимах А и АС в плату шифратора ИКАО с пульта управления в виде 12-разрядного параллельного потенциального кода. Символу 1 соответствует потенциал «Корпус», символу 0 — «Обрыв». Информация о высоте и запасе топлива в режиме УВД поступает в плату СЦД-9 в виде 20-разрядного параллельного потенциального кода. а в режиме АС — в шифратор ИКАО, в виде 11-разрядного параллельного кода, причем символам 1 и 0 соответствуют потенциалы «Корпус» и «Обрыв». Сигналы включения режимов поступают в шифратор с пульта управления. В режиме «Контроль» производится контроль основных блоков ответчика. При этом в плате согласования формируются сигналы «Модуляция контрольного гетеродина», «Контрольный код БСПС», «Контрольный код 35 мкс» для включения схем контроля дешифратора и шифратора. Если дешифратор исправен, то в режиме УВД сигнал «Запуск схемы контроля» с последнего регистра дешифратора поступает в плату шифратора, причем запуск схемы контроля осуществляется только при наличии сигналов, определяющих исправность блока полного набора (БПН), блока преобразования сигналов (БПС) и при наличии головки набора номера «Квитанция», «Исправность БПС» и «Квитанция номера». Запуск передатчика осуществляется одиночным импульсом с выхода «Ответный код УВД». В режимах АС, А контроль не осуществляется, импульс выхода дешифратора поступает на вход «Запрос А» платы шифратора кодов ИКАО. В случае исправности шифратора кодов ИКАО и при наличии сигнала «Квитанция» передатчик запускается одиночным импульсом. Селекция импульсов по длительности осуществляется в плате согласования путем сравнения запросных импульсов с теми же запросными импульсами, но задержанными в линии задержки на 0,5 мкс. Регулировка помехоустойчивости по каналу ДРЛ определяется порогом несрабатывания амплитудного селектора, сравнивающего амплитуды импульсов запроса Р1 и Р2, Если амплитуда Р2 превосходит амплитуду Р1, что свидетельствует о поступлении запроса по боковому лепестк по выходу «Код ДРЛ», в дешифратор приходят импульсы Р1 и Р2. В дешифраторе интервал между Р1 и Р2 (2±1 мкс) декодируется и при этом формируется сигнал «Бланк ПБЛ», запирающий на время 35 ±10 мкс выход видеотракта, что исключает прохождение импульса Р3 в дешифратор. Следовательно, в дешифратор подается двухимпульсная посылка (Р1 и Р3) с временной расстановкой, соответствующей структуре импульсов запросного кода имеющими длительность 0,3 ... 0,4 мкс и амплитуду 2,4 ... 4,5 В (логический уровень). Выход видеотракта может блокироваться бланкирующими сигналами «Бланк 1», «Бланк ПБЛ», «Бланк ШЧ ИКАО», «Бланк ИКАО внешн.», а также соответствующими сигналами от внешних систем. Устройство ЧАРУ осуществляет уменьшение загрузки передатчика, ограничивая число запросов, поступающих по каналу ДРЛ. На его вход поступают импульсы, следующие с частотой ответных сигналов. В устройстве осуществляется накопление импульсов и в случае превышения порога выдается сигнал, уменьшающий усиление УПЧ. Прием сигналов 2-го слова, а также формирование сигналов вызова осуществляются в плате СЦД-9. При наличии сигнала от БСПС «Прямо», «Вниз», «Вверх» изменяется структура кода 2-го слова и в четырех младших разрядах передаются соответствующие кодовые комбинации. Формирование и прием бланкирующих по входу «Бланк АRINC», а также формирование ответных кодов по международному каналу осуществляются платой шифратора ИКАО. При этом в режиме А на запрос «А» передаются код номера и пара кадровых импульсов, на запрос «С» — только кадровые импульсы и код «А», на запрос «С» — кадровые импульсы и код высоты. Управление каналами А и С осуществляется с помощью стробирования соответствующего канала формирования кода. Устройства объединения осуществляют преобразование параллельного кода в последовательный, который стробируется импульсами длительностью 0,45 мкс с периодом 1,45 мкс, и ответный код по выходу «Ответный код RBS» поступает на передатчик. При поступлении из платы согласования сигнала «Знак» в виде низкого логического уровня (0 ... 0,4 В) к ответному коду А добавляется специальный импульс опознавания SР1, следующий за вторым кадровым импульсом с интервалом 4,35 мкс. Функциональная схема передающего устройства представлена на рис. 4.16. Рис. 4.16. Функциональная схема передающего устройства В режимах РСП и УВД импульсы с шифратора УВД после усиления подаются с выхода 1 подмодулятора на модулятор, запускающий генератор СВЧ 740 МГц, а в остальных режимах запуск генератора 1090 МГц осуществляется с выхода 2. Генераторы СВЧ в коаксиально-модульном исполнении, собраны на генераторных лампах ГИ-48 по схеме емкостной трехточки. Стабильность частоты генераторов поддерживается вентилями, включенными на их выходе. Вентили выполнены на базе трехплечевого циркулятора, в одно из плеч которого установлена нагрузка. Модификации самолетных ответчиков. Основные технические параметры СОМ-64 Приемный тракт «УВД» «RBS» Частота настройки, МГц..............................................837,5 1090 Чувствительность, дБ/Вт............................................. -84 104 Динамический диапазон, дБ..........................................50 50 Система подавления сигналов боковых лепестков……………………………… .Трехим- Двухим- пульсная пульсная Передающий тракт Импульсная мощность, кВт...................................................325 — 1200 Фиксированные частоты, МГц, в режимах: «УВД»......................................................................................... 730, 740 750, 760 «RBS».................................................................................................. 1090 Длительность импульса, мкс, в режимах: «УВД»................................................................................................0,8 «В».................................................................................................... 0,45 Время включения, с...................................................................... 25...100 Время перестройки на заданную фиксированную частоту, с.........60 Время перехода в режим «RBS» из режима «УВД», с 240...250 Самолетные ответчики с адресным запросом. Информационный сигнал передается с помощью фазоманипулированного сигнала. Символу «0» соответствует нулевая фаза несущей частоты, символу «1» - у - 180°. Благодаря принятой структуре сигнала, помехи со стороны передатчиков системы DABS приемникам обычных ответчиков не создаются. Структура ответного сигнала представлена на рис. 4.19. Сигнал состоит из четырех импульсов преамбулы,сопровождаемой последовательностью импульсов, которые содержат 56 или 112 битов информации. Двоичные данные передаются со скоростью 1 Мбит/с, причем интервал 1 мкс соответствует одному биту. Если значение бита равно единийе, то импульс длительностью 0, 5 мкс передается в первой половине интервала, если нулю, то во второй. Четырехимпульсный код ключа позволяет легко различить адресный ответ от режима RBS или УВД и разделить их при Рис. 4.17 Структура сигнала запроса в режиме «Вызов всем». Рис 4.18. Структура сигнала в режиме индивидуального запроса Структура сигнала ответа при адресном запросе. 4.8. Основные параметры зарубежных самолетных ответчиков. Параметры самолетных ответчиков производства США, Ответчик Код Излучаемая мощность, Вт Масса, кг Место установки RT-359А TDR-950 TRA-63A 621A-6A KXP-755 A,C A,C A, B, C, D A, B, C, D A 125 250 500 700 750 1,36 0,91 5,44 5,9 2,2 Приборная пенель Приборная панель В соотв. с Arinc-572 В соотв. с Arinc-572 Вне кабины пилота Таблица 4.5 Тактико – технические характеристики самолетных ответчиков Характеристики ответчиков СОМ-64 СО-72М SSR-2700 (Англия) TRA-63A (США) Количество частот запроса Количество частот ответа Количество используемы ответных кодов Состав передаваемой информации: бортовой номер (режим УВД) бортовой номер (режим RBS) Высота полета (режим УВД), м Высота полета (режим RBS), ф Запас топлива, градации, вектор скорости, курс, бит число команд БСПС Допустимая погрешность измерения дальности, м Избирательность по запросным кодам, мкс Наработка на отказ, ч Масса комплекта, кг 3 4 8 100 000 4096 500-300 000 300-100 000 15 - - 300 2 200 30,0 3 2 14 100 000 4096 500-300 000 300-100 000 15 20 3 75 1 1000 18,0 1 1 2 - 4096 - 300-100 000 - - - 75 1 1000 4,6 1 1 2 - 4096 - 300-100 000 - - - 75 1 1000 5,45 Бортовые системы предупреждения столкновений. Возможная классификация СПС по принципу работы приведена на рис. 5.1. Классификация бортовых систем предупреждения столкновений самолетов в воздухе. Система предупреждения столкновений самолетов в воздухе (TCAS) Система TCAS обеспечивает: • Обнаружение пролетающих рядом самолетов, как оборудованных так и не оборудованных системой TCAS.  • Передачу информации пролетающим рядом самолетам и находящимся в рабочей зоне наземным станциям. • Прием информации от пролетающих рядом самолетов, оборудованных системой TCAS.  • Создание «защитной зоны» вокруг своего самолета и выдачу рекомендаций экипажу для обеспечения безопасного расхождения с другими самолетами на встречных и встречнопересекающихся курсах.  • Выдачу экипажу звуковых и визуальных команд, позволяющих действовать в нужном направлении для избежания столкновения в воздухе. Основные технические характеристики приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1. Основные тактико-технические данные БСПС типа TCAS II. № п.п. Параметр Величина 1 Максимальное число одновременно отслеживаемых самолетов >30 2 Радиус защищаемой области 14 миль 3 Точность определения пеленга опрашиваемых воздушных судов 5 град. 4 Время предупреждения об опасности 10-20 сек. 5 Чувствительность приемника -74  2 дБ 6 Полоса пропускания приемника 9 МГц 7 Частота приема 1090  3 МГц 8 Излучаемая мощность 54  2 дБ 9 Частота передачи 1030  0,01 МГц 10 Максимальное ослабление выходного сигнала аттенюатором Шепот – Крик 26 дБ 11 Дискретность ослабления 1 дБ 12 Допуск длительности передаваемых импульсов 50 нс 13 Допуск на расстояние между передаваемыми импульсами 50 нс 14 Напряжение питания 115 В, 400 Гц 15 Потребляемая мощность 65 Вт Блок-схема системы TCAS II Рис.5.3. Схема действия системы TCAS II. Наземные РЛС Зона обнаружения РЛС. Зона обзора аэродромной РЛС. Структура сигнала запроса при трехимпульсном подавлении. Структура ответного кода. Uc+Uп Uп Структурная схема корреляционного автокомпенсатора. Uоп Упрощенная схема СДЦ в структуре РЛС Амплитудно-частотная характеристика системы ЧПК. Принцип формирования зоны обнаружения трассовой РЛС в вертикальной плоскости. Тактико-технические характеристики трассовой РЛС Дальность действия при нулевых углах закрытия, км, по самолету типа: Ту-144 при Нпол=13…20 км……………………………………………..400 Ту-154, Ил-62 при Нпол=10 км…………………………………………..340 Ил-18 при Нпол=6 км……………………………………………………..250 Минимальная дальность действия, км……………………………………12 Зона обзора в вертикальной плоскости,°: верхний угол места, не менее……………………………………………45 нижний угол места, не более……………………………………………0,5 Вероятность правильного обнаружения при вероятности ложных тревог (по собственным шумам приемника), не более 10-6…………………….0,8 Средняя квадратическая погрешность на выходе АПОИ: по дальности, м, не более ……………………………………………300 по азимуту,´, не более ………………………………………………......8 Разрешающая способность: на выходе АПОИ: по дальности, м, не более ……………………………………………650 по азимуту,°, не более ………………………………………………......2 Коэффициент подпомеховой видимости на фоне помех от местных предметов при вращающейся антенне, дБ: при двухкратном череспериодном вычитании ……………………18 при трехкратном череспериодном вычитании …………………….24 Коэффициент подавления помех от местных предметов, дБ, не менее ..42 Коэффициент подавления помех от метеообразований, дБ……………18 Наличие встроенного вторичного радиолокационного канала ……. Есть Темп обновления и выдачи информации,с …………..…………….10 и 20 Число направлений передачи информации в цифровом виде по стандартным телефонным каналам …………………………….3 Возможность выдачи информации: в аналоговом виде по широкополосной линии (кабелю) на расстояние до 5 км. ………………………………………………………………… Есть о границах метеообразований (в двух градациях)………………...Есть Полное время включения, мин, не более ………………………………..12 Среднее время наработки на отказ, ч ………………………………….1100 Среднее время восстановления, мин …………………………………….25 Потребляемая мощность по первичной сети электропитания 380 В, 50 Гц, кВт, не более ………………………………………………………………150 Рабочая длина волны, см …………………………………………………23 Разнос каналов А и В по частоте, МГц…………………………………...56 Габаритные размеры отражателя антенны, м ……………………….10,5×15 Ширина ДНА в горизонтальной плоскости по уровню 3 дБ,° нижнего луча и верхнего луча…………………………………1,1±0,1 Коэффициент усиления антенны, дБ: по нижнему лучу и верхнему………………………………………...36 Уровень боковых лепестков антенны, дБ: по нижнему лучу и верхнему………………………………………..-20 Потери в радиопрозрачном укрытии антенны, дБ………………………1,7 Возможность управления поляризацией от линейной до круговой (плавно): в канале нижнего луча ……………………………………………….Есть в канале верхнего луча……………………………Нет(только круговая) Длительность зондирующего импульса, мкс ………………………..3,3±0,3 Средняя частота повторения импульсов, Гц……………………………333 Изменение периода повторения импульсов……………………………Есть Импульсная мощность передатчика, мВт, не менее…………………….3,6 Коэффициент шума приемника, дБ, не более……………………………4,8 Промежуточная частота, МГц ……………………………………………35 Ширина полосы пропускания приемника на промежуточной частоте, МГц……………………………………………………………………0,6±0,1 Динамический диапазон системы цифровой обработки сигналов и адаптации, дБ: по амплитудному каналу, не менее ……………………………………18 по каналу СДЦ, не менее………………………………………………..42 Характеристики квадратурной цифровой системы СДЦ: кратность череспериодного вычитания ……………………………..2 и 3 коэффициент подавления помех, дБ, не менее ………………………..42 дальность действия, км ………………………………………………..390 где, КГ – кварцевый генератор; КС – ключевая схема; ИВН – источник высокого напряжения; СУУ – смесительно-усилительное устройство; М – модулятор Рис.2.3 Структурная схема передающего устройства двухчастотной РЛС (один частотный канал) Схема квадратурного вазового детектирования. Принцип действия формирователя нижней кромки зоны обзора в вертикальной плоскости. Принцип действия адаптивного аттенюатора помех. Структурная схема обнаружителя по критерию «K из N». Аэродромные РЛС воздушного пространства. Аэродромная РЛС ДРЛ-7СМ Структурная схема приемного канала. ВУ – видеоусилитель; КГ – кварцевый генератор; АОК – антенна основного канала; АКП – антенна канала подавления; Ат – аттенюатор. Структурная схема наземного приёмника ответных сигналов. Таблица 3.1   в направлении главного лепестка в направлении боковых лепестков ОК 1     КП 2     Суммарный 3     3.2 Аэродромный радиолокатор АОРЛ – 85 Основные технические характеристики РЛС «Экран – 85» -дальность действия по первичному каналу на высоте Н при нулевых углах закрытия: Н – 1000 м – 6...50 км Н – 3600 м – 10...80 км Н – 6000 м – 12...100 км - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - по вторичному каналу - - - - - - - - - - - - - - - - Н – 1000 м – 6...65 км Н – 3600 м – 10...120 км Н – 6000м – 12...100 км -минимальная дальность действия по первичному каналу при Н=400 м 3км -вероятность правильного обнаружения: по первичному каналу 0,8 по вторичному каналу 0,9 вероятность ложных тревог по собственным шумам приемника разрешающая способность по азимуту 1,9° темп обзора воздушного пространства в горизонтальной плоскости 360° - 6 сек. диапазон радиальных составляющих скоростей ВС, в котором обеспечивается работа СДЦ 40..150км/ч число несущих частот первичного канала 8 режимы вторичного канала: УВД, УВД – М , RBS тип подавления боковых лепестков во вторичном канале: по запросу и ответу наличие устройств защиты от помех (активных, пассивных, несинхронных) есть