Зона обнаружения РЛС

Зона обнаружения РЛС 1.4 Нормы ИКАО на тактико-технические характеристики РЛС 1.4.1. Нормы ИКАО для посадочных РЛ ИКАО установила нормы и рекомендации относительно выбора тактических параметров посадочных радиолокаторов (PAR – precision approach radar). Предполагается, что эти РЛ могут вместе с аэродромными радиолокаторами SRE (surveilance radar equipment) входить в состав системы управления посадкой по командам с земли GCA (ground command approach) или использоваться автономно. В соответствие с нормами ИКАО зона обнаружения посадочного РЛ определяется следующим образом: посадочный РЛ должен быть способен обнаруживать и указывать местоположение ВС с эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) 15 или более, которое находится в пространстве, ограниченном сектором по азимуту в 200 и по углу места в 70 на расстоянии не менее 17 км от антенны радиолокатора. Точность РЛ в азимутальной плоскости определяется нормами в виде зависимости максимально допустимой погрешности от расстояния до цели и отклонения цели от линии курса: максимальная допустимая погрешность в определении отклонения ВС от линии курса должна быть либо 0,6% расстояния от антенны посадочного РЛ до цели плюс 10% отклонения его от линии курса, либо 9 м в зависимости от того, какая из этих величин больше. Аналитически это условие можно представить следующей зависимостью: max s ≤ (0,006r+0,1S); max s ≤ 9 м, где max_s – допустимая максимальная погрешность определения отклонения ВС от линии курса в азимутальной плоскости; r – расстояние от антенны РЛ до ВС; S – отклонение ВС от линии курса в азимутальной плоскости. Необходимая точность посадочного РЛ по углу места определяется следующим образом: максимально допустимая погрешность в определении отклонения ВС от заданной траектории посадки в вертикальной плоскости не должна превосходить 0,4% расстояния от антенны РЛ до цели плюс 10% фактического линейного отклонения по вертикали от траектории посадки, либо 6 м в зависимости от того, какая из этих величин больше, т.е. max h ≤ (0,004r+0,1h); max h ≥ 6 м, Точность по дальности посадочного РЛ определяется согласно нормам ИКАО погрешностью в указании расстояния от точки приземления до ВС. Максимальная погрешность не должна превышать 30 м плюс 3% расстояния r1 от расчетной точки приземления до цели, т.е. max r ≤ 30 м+0,03 r1; К разрешающей способности ПРЛС предъявляются довольно мягкие требования. Согласно нормам ИКАО разрешающая способность по азимуту должна быть не хуже 1,20, по углу места – 0,60 и по дальности – 120 м. Определенные требования предъявляются также к форме отображения информации, получаемой с помощью посадочных РЛ. Информация по азимуту и углу места должна отображаться таким образом, чтобы можно было легко следить за отклонениями ВС влево и вправо, вверх и вниз от заданной траектории движения. Информация должна быть достаточной для того, чтобы определить место управляемого ВС по отношению к другим ВС и препятствиям. Система индикации должна допускать возможность определения путевой скорости и скорости удаления от заданной траектории полета или приближении к ней. Информация должна полностью обновляться по крайней мере, ежесекундно. 1.4.2. Нормы ИКАО для аэродромных РЛ Аэродромный радиолокатор SRE, входящий вместе с посадочным радиолокатором PAR в радиолокационную систему управления посадкой по командам с земли GCA, должен удовлетворять следующим нормам, рекомендованным ИКАО. Зона обнаружения. Аэродромный РЛ должен обнаруживать ВС с ЭПР не менее 15 м2, находящиеся в зоне прямой видимости (из точки распространения антенны) в пределах пространства, охватывающего вращением на 3600 вокруг вертикальной оси плоской фигуры Рис. 1.2 Зона обзора аэродромной РЛС. (на рис.1.2 сплошная линия), но по нормам ИКАО рекомендуется увеличить зону обнаружения до размеров, указанных на этом же рисунке штриховой линией. Точность. Погрешность в определении положения отметки цели по азимуту не должна быть больше 20. Погрешность индикации дальности не должна превышать 3% от действительного расстояния до цели или 150 м в зависимости от того, какая из этих величин больше, т.е. max r ≤ 0,03 ri; max r ≥ 150 м. Разрешающая способность по дальности должна быть не хуже 1% расстояния от антенны РЛ до цели либо 230 м в зависимости от того, какая из этих величин больше, т.е. r ≤ 0,01 r ; r ≥ 230 м. Разрешающая способность станции по азимуту должна быть не хуже 40. Скорость возобновления информации. Информация о дальности и азимуте любого ВС, находящегося в пределах зоны обнаружения радиолокатора, должна возобновляться не реже, чем каждые 4 с. Количественные требования по возможности уменьшения помех, вызванных отражениями от земли, облаков и осадков не оговариваются. 1.4.3. Нормы ИКАО для ВРЛ ИКАО установила нормы и выработала ряд рекомендаций на тактические и некоторые технические характеристики вторичных радиолокаторов SSR (secondary suveillance radar). Для радиолокационных систем с активным ответом устанавливается зона обнаружения, определяемая следующими параметрами: максимальная дальность действия 370 км, минимальная дальность действия 1,85 км, максимальный угол места 450, минимальный угол места 0,50, максимальная высота 30480 м. Зона должна быть обеспечена при любых метеорологических условиях и на всех азимутах. Запросные сигналы должны посылаться на частотах (10300,2) МГц, ответные – на частоте (10903) МГц. Поляризация запросных и ответных сигналов должна быть вертикальной. Сигнал запроса должен состоять из двух импульсов, обозначаемых Р1 и Р3. Дополнительный импульс Р2, предназначенный для подавления сигналов боковых лепестков, может передаваться в случае необходимости за первым импульсом запроса Р1. Рис. 1.3 Структура сигнала запроса при трехимпульсном подавлении. Интервал между импульсами Р1 и Р3 определяет код запроса. Могут использоваться четыре запросных кода: A, B, C и D с кодовыми интервалами 8, 17, 21 и 25 мкс соответственно. Допуски на кодовые интервалы равны 0,2 мкс, длительность всех запросных импульсов (0,80,1) мкс. Когда используются импульсы Р2, интервал между импульсами Р1 и Р2 должен составлять (20,15) мкс. Коды A и B предназначены для опознавания ВС. В ответ на запросы этими кодами бортовой ответчик должен сообщить на землю рейсовый номер ВС. Введение двух различных кодов, имеющих одно и то же смысловое значение, обусловлено исторически сложившимися обстоятельствами: к тому времени, когда ИКАО устанавливала нормы на активный канал трассовых РЛ, на международных воздушных линиях уже использовались английские ВРЛ с двухимпульсными системами подавления (код В) и американские трехимпульсные (код А). Поэтому, для того чтобы использовать уже имеющуюся аппаратуру, было принято решение включить в международные нормы оба кода на равных правах. Запросный код С используется дл получения данных о высоте, на которой находится ВС. При запросе этим кодом ответчик передает на землю показания барометрического высотомера, отрегулированного на стандартное давление 760 мм рт. ст. (1,013105 Па). Код С имеет две модификации. При двухимпульсной системе подавления излучаются два импульса Р1 и Р3 с кодовым интервалом между ними к = 21 мкс. При трехимпульсной системе подавления кодовый интервал между импульсами Р1 и Р3 сохраняется таким же, но за первым импульсом через (20,15) мкс излучается дополнительный импульс подавления Р2. Код D зарезервирован для использования в перспективных системах УВД. Нормы ИКАО предполагают применение двухимпульсных и трехимпульсных систем подавления сигналов боковых лепестков по запросу. При двухимпульсной системе подавления, когда используется сравнение амплитуд импульсов Р1 и Р3, амплитуда Р1 в антенне приемника бортового ответчика должна превышать амплитуду Р3 по крайне мере на 11 дБ для всех азимутальных углов, кроме тех, которые охватываются основным лепестком антенны запросчика. Для трехимпульсной системы подавления, когда используется сравнение амплитуд импульсов Р1 и Р2, амплитуда импульса Р2 в антенне приемника бортового ответчика должна быть равна или больше амплитуды импульса Р1 для всех направлений, кроме направления главного лепестка запросной антенны. Амплитуда этого же импульса должна иметь уровень на 9 дБ ниже амплитуды импульса Р1 в пределах желаемого сектора запроса. С 1976 г. принято решение отказаться от применения двухимпульсного запросного кода В. Для новых ВРЛ является обязательным применением трехимпульсного запросного кода А, а также трехимпульсного запросного кода С. Поскольку нормальное функционирование вторичного канала РЛС зависит не только от наземной аппаратуры, но и от бортовой, необходимо, чтобы параметры запросчика и ответчика были взаимно согласованы. Для уменьшения излишних запусков ответчиков рекомендуется, чтобы частота повторения запросов была минимально возможной. Максимальная частота повторения запросов не должна быть больше 450 Гц. Для предотвращения ненужных срабатываний ответчиков, находящихся вне установленной зоны управления, эффективная излучающая пиковая мощность импульсов запроса Р1 и Р3 (произведение импульсной мощности на коэффициент усиления антенны) не должна превышать 52,5 дБ по отношению к 1 Вт (180 кВт). Нормы ИКАО устанавливают требования на структуру ответных кодов, объем и характер передаваемой информации. Информацию, получаемую с помощью активных РЛС, можно условно разделить на две основные части: координатную и дополнительную. Координатная информация (наклонная дальность и азимут) является важнейшей для диспетчеров службы движения. Ответный сигнал состоит из двух крайних опорных импульсов F1 и F2, временной интервал между которыми составляет (20,30,1) мкс (рис 1.4). Рис. 1.4 Структура ответного кода. Между ними расположены 13 кодовых позиций. Центральная позиция зарезервирована для использования в перспективных системах УВД. После импульса F2 предусмотрена еще одна дополнительная позиция, предназначенная для передачи специального импульса опознавания SPI (special position indication) по требованию с земли. Эта позиция следует за импульсом F2 через (4,350,1) мкс. Длительность всех импульсов ответа равна (0,450,1) мкс. Все информационные позиции разбиты на группы A, B, C и D. Каждая из этих групп содержит по три позиции A1, A2, A4; B1, B2, B4 и т.д. При этом группа А передает тысячи, В – сотни, С – десятки, D – единицы номера рейса. Импульсы передаются только для символа “1” младшими разрядами вперед, при нулевом символе импульс отсутствует. Так при передаче номера рейса 3461 декада A передает десятичное число 3 (в двоичной системе 011), т.е. на кодовой позиции A1 будет записано 1, на позиции A2 – 1.на позиции A4 – 0. B1 – 0; B2 – 0; B4 – 1; C1 – 0; C2 – 1; C4 – 1; D1 – 1; D2 – 0; D4 – 0. Максимальное число, которое может быть записано таким образом будет 7777. Поскольку в каждой декаде для передачи десятичных чисел используется только три разряда, передача десятичных цифр 8 и 9 невозможна. Передача данных о высоте производится кодом Гиллхэма – совокупность рефлексного 3-декадного 3-разрядного кода Грея и специальный рефлексный 3-х -разрядный. При конструировании радиолокационных станций особую роль играет их защита от внешних и внутренних помех. Uc+Uп Uп Структурная схема корреляционного автокомпенсатора. Uоп Упрощенная схема СДЦ в структуре РЛС Амплитудно-частотная характеристика системы ЧПК Структурная схема первичной РЛС. 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 Ил-14 при Нпол=3 км……………………………………………………..180 Ил-14 при Нпол=1,2 км…………………………………………………...120 Минимальная дальность действия, км……………………………………12 Зона обслуживания в вертикальной плоскости,°: верхний угол места, не менее……………………………………………45 нижний угол места, не более……………………………………………0,5 Максимальная приведенная высота зоны обзора, км ………………….20 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 Средняя квадратическая погрешность при визуальном съеме с контрольного индикатора: по дальности, м, не более ……………………………………………1000 по азимуту,´, не более ………………………………………………......40 Разрешающая способность: на выходе АПОИ: по дальности, м, не более ……………………………………………650 по азимуту,°, не более ………………………………………………......2 при визуальном съеме с контрольного индикатора: по дальности, м, не более ……………………………………………1000 по азимуту,°, не более ……………………………………….……....2,5 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 Характеристики выдачи информации потребителям: темп обновления и выдачи (период обзора),с ………………….10 и 20 число направлений передачи информации в цифровом виде без ограничения расстояния по стандартным телефонным каналам (два канала на одно направление)……………………………………………..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 ……………………………………………………….1,1±0,1 верхнего луча……………………………………………………….1,1±0,1 Коэффициент усиления антенны, дБ: по нижнему лучу ……………………………………………………...36 по верхнему лучу ………………………………………………….….35 Уровень боковых лепестков антенны, дБ: по нижнему лучу……………………………………………………..-20 по верхнему лучу…………………………………………………….-20 Угол между максимумами верхнего и нижнего лучей,°……………….2,5 Ослабление отраженных от земной поверхности сигналов , принятых по верхнему лучу, относительно сигналов, принятых по нижнему лучу, дБ, не менее …………………………………………………………………….15 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 Измерение 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 Коэффициент подавления помех по зеркальному каналу, дБ, не менее ..60 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: число двоичных разрядов …………………………………………8 кратность череспериодного вычитания ………………………..2 и 3 коэффициент подавления помех, дБ, не менее ………………………..42 дальность действия, км ………………………………………………..390 Антенно-фидерная система трассовой РЛС Передающее устройство РЛС где, КГ – кварцевый генератор; КС – ключевая схема; ИВН – источник высокого напряжения; СУУ – смесительно-усилительное устройство; М – модулятор Структурная схема передающего устройства двухчастотной РЛС (один частотный канал) Приемный канал трассовой РЛС Структурная схема приемного устройства двухчастотной РЛС (один частотный канал). Схема квадратурного фазового детектирования Устройства адаптации первичной трассовой РЛС Рис.2.6 Принцип действия формирователя нижней кромки зоны обзора в вертикальной плоскости. Данное устройство является адаптивным и автоматически приспосабливается к непрерывно изменяющейся помеховой обстановке. Рис.2.7 Принцип действия адаптивного аттенюатора помех. 6 Аппаратура управления. контроля и трансляции Используя логику обнаружения, соответствующую заданным вероятностям правильного обнаружения и ложной тревоги, определяют алгоритм обнаружения по K повторений амплитуды сигнала из паки, состоящей из N повторений. Если считать, что пачка из N импульсов прямоугольная, процедура обнаружения сводится к счету числа единиц в пачке из N импульсов и сравнения полученного числа с пороговым значением. Такой алгоритм обнаружения называют «K из N», который реализуется с помощью схемы показанной на Рис. 2.8. Двоично-квантованный сигнал одновременно поступает на регистр сдвига на N позиций и реверсивный счетчик на K позиций, выходы которого соединены с «K» входами схемы «И». При обнаружении цели на выходе схемы «И» формируется сигнал обнаружения. Рис.2.8 Структурная схема обнаружителя по критерию «K из N». Вследствие простоты технической реализации обнаружители двоично-квантованных сигналов нашли широкое применение. Аэродромные РЛС воздушного пространства. 3.1 Аэродромная РЛС ДРЛ-7СМ Приёмное устройство первичного канала Основной особенностью приёмного устройства является наличие в его составе средств защиты от пассивных помех, использующих СДЦ. Приёмное устройство Рис.3.1 состоит из усилителя высокой частоты, блока приёмника, фазового блока, компенсатора на кварцевых линиях, блока памяти и очистки. Рис. 3.1 Структурная схема приемного канала. На этом рисунке: БПО – блок памяти и очистки; К – компенсатор; ФБ – фазовый блок; БТЗ – блок трансляции и запуска. . Приёмное устройство вторичного канала Приёмник Рис.3.2 осуществляет приём сигналов самолётного ответчика. Он работает на одной из трёх фиксированных частот. ВУ – видеоусилитель; КГ – кварцевый генератор; АОК – антенна основного канала; АКП – антенна канала подавления; Ат – аттенюатор. Рис.3.2 Структурная схема наземного приёмника ответных сигналов. Вследствие наличия боковых лепестков ДН антенн наземной и бортовой аппаратуры, на ИКО от одного ВС появляется ряд ложных отметок. Эти ложные отметки создают многозначность отсчёта азимута и создают помехи, мешающие определению координат. Для устранения недостатков приёмник строится по двухканальной схеме, включающей основной канал и канал подавления боковых лепестков. Основной канал принимает сигнал ответчика, а канал подавления – сигналы боковых лепестков основной антенны. Рассмотрим принцип подавления приёма от боковых лепестков. Сигналы, принятые по двум каналам, усиливаются, преобразуются в сигналы промежуточной частоты и детектируются. После детектирования на выходе ОК появляется положительный импульс, а на выходе КП – отрицательный, как это показано в таблице 3.1. Таблица 3.1   в направлении главного лепестка в направлении боковых лепестков ОК 1     КП 2     Суммарный 3     3 Посадочные радиолокационные станции ГОИ – генератор основных импульсов. Рис. 3.3. Структурная схема формирования трёх временных чередующихся интервалов повторения. 4. Вторичные радиолокаторы управления воздушным движением. линия передачи Ответчик данных Запросчик где И – индикатор, ДШ – дешифратор, Ш – шифратор, АД и О – аппаратура декодирования и обработки Рис. 4.1 Состав системы ВРЛ. Таблица 4.1 Режим работы Код запроса Интервал м/у Р1 и Р3, мкс Информационное содержание сигналов, передаваемых ответчиком УВД 3К1 9,40,2 Индивидуальный номер ЛА(информац. слово №1) 3К2 14,0 0,2 Высота полета и запас топлива (информац. слово №2) 3К3 23,00,2 Вектор путевой скорости (информац. слово№3) 3К4 19,0 0,2 Только сигналы координатной отметки RBS А С D 8,0 0,2 21,0 0,2 25,0 0,2 Код опознавания ЛА Высота полета Резервный режим Тактико-технические характеристики самолетных ответчиков приведены в таблице 4.2. Таблица 4.2. Показатель СОМ-64 СОМ-72М SSR-2700 (Великобри- тания) TRA-63A (США) Число частот запроса Число частот ответа Количество используемых 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 Команды БСПС, число Допустимая погрешность измерения дальности, м Избирательность по запросным кодам, мкс Наработка на отказ, ч Масса комплекта, кг 3 4 8 10000 4096 500-300000 300-100000 15 - - 300 ±2 200 30,0 3 2 14 10000 4096 500-300000 300-100000 15 20 3 75 ±1 1000 18,0 1 1 2 - 4096 - 300-100000 - - - 75 ±1 1000 4,6 1 1 2 - 4096 - 300-100000 - - - 75 ±1 1000 5,45 4.1 Состав ВРЛ Структурная схема ВРЛ «Корень АС» показана на Рис. 4.2 Рис. 4.2 Структурная схема ВРЛ «Корень АС». 4.2 Антенно-фидерная система ВРЛ В приемном устройстве ВРЛ может возникать целый ряд помех. Наиболее существенные из них следующие: 1. Синхронные помехи, образующиеся при запросе данным запросчиком нескольких ответчиков одновременно и при одновременном приеме ответов нескольких ответчиков на запрос данного запросчика как по основному, так и по боковым лепесткам ДНА. 2. Несинхронные помехи, влияние которых проявляется при наличии нескольких запросчиков в одной зоне. Если ВС находится в области, перекрываемой несколькими наземными запросчиками, то ответы любому из них, попадая по боковым лепесткам на вход других ВРЛ, могут привести к возникновению ошибок определения азимута. Синхронные и несинхронные помехи часто объединяются общим названием – внутрисистемные помехи. Уровень внутрисистемных помех растет с ростом интенсивности воздушного движения. 3. Многолучевое распространение сигнала ВРЛ по каналу “Земля-борт-земля”, связанное с переотражением от земли или от различных отражающих объектов. Если угол в горизонтальной плоскости между прямым и переотраженным сигналом достаточно велик, то многолучевое распространение может привести к возникновению ложных отметок целей самолетов. 4.7 Перспективные системы вторичной радиолокации В настоящее время основным базовым отечественным вторичным радиолокатором являются ВРЛ типа «Корень» и его модификации. ВРЛ типа «Корень» относится к локаторам с неселективным запросом, то есть локатор запрашивает и получает ответы со всех летательных аппаратов, попадающих в главный лепесток диаграммы направленности вращающейся в азимутальной плоскости антенны. В таблице 4.3 приведены для сравнения технические характеристики некоторых ВРЛ с традиционной формой запроса. Вторичный канал в АС УВД играет определяющую роль. Главными направлениями проводимых работ по улучшению технических характеристик ВРЛ, повышению эксплуатационной надёжности являются: повышение вероятности получения информации, что связано с уменьшением синхронных и несинхронных помех, расширение объёма информации, улучшение зоны видимости ВРЛ. Решение этих задач может быть осуществлено повышением эффективности подавления боковых лепестков, оптимизацией системы кодирования запросных посылок, использованием плоской антенной решётки, изменением логики очистки, введением вобуляции частоты следования и другими техническими мероприятиями. Таблица 4.3 Показатель Наименование ВРЛ Корень-АС Корень-С SIR-7 (Ит.) объём передаваемой информации, бит 40 40 13 разрешение по азимуту, град 4 4 2,35 разрешение по дальности, м 1000 1000 1000 минимальный угол места, град 45 45 50 предельная дальность обнаружения, км 450 400 436 минимальная дальность обнаружения, км 2 2 2 время обзора, с 4 5 4 максимальное число одновременно обслуживаемых ВС, шт 30 30 63 вероятность получения достоверной информации 0,98 0,8 0,9 средняя квадратическая погрешность определения азимута, град 1 0,67 0,67 средняя квадратическая погрешность определения дальности, м 500 10000 500 4.7.1. Моноимпульсные ВРЛ К основным недостаткам существующей системы ВРЛ, приводящим к потере истинных целей или возникновению ложных, можно отнести: потерю запросных сигналов вследствие запирания ответчика на время выработки ответного сигнала; снижение чувствительности ответчика при увеличении интенсивности потока запросных сигналов; синхронное наложение ответных сигналов от близко расположенных ответчиков. Моноимпульсный метод радиолокации существенно ослабляет указанные недостатки, повышает точность измерения и вероятность достоверной информации. Его суть заключается в извлечении полной информации об угловом положении цели по каждому ответному импульсу. В этом случае осуществляется одноимпульсная пеленгация ВС в отличии от традиционных методов, когда для определения азимута цели обрабатывается пачка импульсов, принятых главным лепестком ДН антенны. В МВРЛ ответные сигналы от цели принимаются одновременно двумя независимыми приёмными каналами (в азимутальной плоскости), формируются два независимых сигнала и на их основе осуществляется расчёт азимутального угла цели или угла отклонения (Δβ) от равносигнального направления ДН антенны. Наибольшее распространение получили системы, измеряющие угол Δβ на основе обработки суммарного и разностного сигналов. Формирование сигналов происходит с помощью суммарной Σ и разностной Δ ДНА. Последующее усиление и преобразование сигналов осуществляется в соответствующих независимых каналах. Напомним, что указанные ДНА образуются, если осуществить операцию суммирования = и вычитания = сигналов в двух разнесённых на расстояние d антенн. Разность фаз Δφ между сигналами и связана с углом отклонения от равносигнального направления Δβ выражением: (4.1) а с отношением комплексных огибающих разностного и суммарного сигналов выражением: (4.2) С учётом (1) и (2) можно записать алгоритм оценки угла Δβ: Таким образом, учитывая, что информационным параметром при измерении угла является разность фаз Δφ, а угловой дискриминатор работает с сигналами D и S, МВРЛ можно отнести к фазовой, суммарно-разностной системе. Особенностью отечественного МВРЛ является совмещение двух стандартов работы. В связи с этим в структурную схему одного комплекта МВРЛ входят: двухдиапазонная моноимпульсная антенная система в виде антенной решётки; приёмные устройства диапазонов 740 и 1090 МГц (блоки СВЧ); процессор ответов УВД; процессор ответов RBS; процессор обработки и выдачи информации (аппаратура обработки информации (АОИ)); передатчик; система контроля и управления. Характер диаграмм направленностей антенны так же, как и алгоритм обработки сигналов, определяется фазовым методом пеленгования сигнала. На Рис. 4.6 показана упрощенная структурная схема моноимпульсной вторичной системы, где разделение сигналов суммарного и разностного канала осуществляется в антенно-фидерной системе. Рис. 4.6 Структурная схема МВРЛ. А – антенна; ВП – вращающийся переход; К – коммутатор; БСВЧ – блок СВЧ; АО и И – аппаратура обработки и информации; УК и О – устройство контроля и отображения; СК и У – система контроля и управления. БАУ – блок антенных усилителей; БВЧ – блок высокой частоты; УМФ – усилитель многофункциональный (измерительный и подавления); ВИП – вторичный источник питания. Рис. 4.7 Структурная схема приемника МВРЛ. Аппаратура обработки информации. Аппаратура обеспечивает полный цикл моноимпульсной, первичной и вторичной обработки радиолокационной информации. Для существенного повышения достоверности полученной информации АОИ обеспечивает оперативное управление параметрами приёмных и передающих устройств, оптимизацию приёма полезных сигналов на фоне шумов и шумоподобных помех и подавления ложных сигналов. Функциональная схема аппаратуры обработки информации показана на рис. 4.8, а фрагмент схемы процессора обработки одиночного импульса показан на рис.4.9. МЭВМ – микро ЭВМ; БД – буфер данных; АВУ – адаптеры внешних устройств; ПО – процессор ответов; АУ – адаптер управления; ПООИ – процессор обработки одиночных импульсов. Рис. 4.8 Функциональная схема аппаратуры обработки информации. И – У – интегратор-усреднитель; В – вычислитель. Рис.4.9 Структурная схема устройства обработки одиночного импульса. . Система ВРЛ с дискретно-адресным запросом Существуют два типа сигналов, с помощью которых ДАС ВРЛ организует наблюдения за самолётами и функционирование УВД: адресный запрос (запрос в режиме S); общий запрос (запрос общего вызова). Для обеспечения работы ДАС ВРЛ с ответчиками всех типов используются сигналы общего запроса, которые позволяют обеспечить запрос безадресных ответчиков и первоначальное индивидуальное опознавание адресных ответчиков. Характерным признаком общего запроса по сравнению с обычным в существующей системе ВРЛ является наличие дополнительного импульса Р4 длительностью 1.6мкс в режиме общего вызова RBS и S и импульса Р7 в режиме общего вызова УВД и S. При наличии этих импульсов адресные ответчики формируют адресный ответ. При их отсутствии адресный ответчик работает как обычный ответчик. Рис. 4.10 Структура запросных сигналов ДАС ВРЛ. Рис. 4.11 Формат адресного запроса и ответа на адресный запрос. Сигналы адресного ответа ДАС ВРЛ состоят из четырёхимпульсной преамбулы, сопровождаемой последовательностью импульсов, которые содержат 56 или 112 битов информации. Двоичные данные передаются со скоростью 1Мбит/с, причём интервал 1мкс соответствует каждому биту. Такая скорость передачи данных по каналу «борт-земля» позволяет генерировать ответные импульсы в режимах RBS/УВД и S одним передатчиком. Если значение бита равно единице, то импульс длительностью 0.5мкс передаётся в первой половине интервала, если нулю, то – во второй. Четырёхимпульсный ключ позволяет легко различить адресный ответ от ответа режима RBS/УВД и разделить их при взаимном наложении. Выбор кодово-импульсной модуляции для передачи данных по каналу ответа позволяет обеспечить высокую помехоустойчивость к мешающим сигналам RBS/УВД, а так же способствует получению постоянного числа импульсов в каждом ответе, гарантирующем достаточную энергию для точного моноимпульсного приёма. Кроме того, режим S используется как основной при построении системы предупреждения столкновений TCAS. Системы обработки и трансляции радиолокационной информации 5.1 Аппаратура первичной обработки информации Основными функциями схемы АПОИ являются: обнаружение целей и измерение их координат по сигналам первичного радиолокатора (ПРЛ); обнаружение метеообразований и измерение их координат по сигналам ПРЛ; обнаружение целей и измерение их координат по сигналам ВРЛ; обработка сигналов дополнительной информации ВРЛ; межобзорная обработка информации ПРЛ; отождествление и объединение координатной информации ПРЛ и ВРЛ, привязка дополнительной информации к объединенной координатной; преобразование полярных координат целей в прямоугольные; формирование стандартных сообщений о целях, контурах метеообразований и передача их в АПД. Кроме того, АПОИ обеспечивает: передачу данных автоматического радиопеленгатора (АРП) в аппаратуру передачи данных (АПД); прием из АПД данных о бланкируемых областях зоны обнаружения и подавление в них помех; прием из АПД управляющей информации для ВРЛ (чередование режимов по стандартам России и ИКАО) и для АРП России (включение каналов), а также выдачу сигналов управления на соответствующие источники информации: кодирование и передачу в УВД меток “Север” и информацию о состоянии оборудования РЛК. Рис. 5.1 Структурная схема АПОИ. УК – устройство квантования; УОС ПРЛ – устройство обработки сигналов ПРЛ; УОМ – устройство обработки Метео; УС – устройство синхронизации; УУК – устройство управления критериями; УУ и АВК – устройство управления и автоматического встроенного контроля; ККУ – канал управления и контроля; УПК – устройство проверки кодов; СВ – специализированный вычислитель; УС и АПД – устройство сопряжения с аппаратурой передачи данных. Тактико-технические характеристики АПОИ приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1 Параметр СХ-1100 Datasaab Швеция Вуокса СССР АПОИ-2 Вероятность обнаружения при Pл.т.=10-6 0,9 0,92 0,96 Вероятность дробления пакетов 0,04 0,02 0,001 Среднеквадратическая погрешность определения координат цели: ПРЛ по азимуту ПРЛ по дальности ВРЛ по азимуту ВРЛ по дальности - 400 - 400 м 13 200 30 200 м 8 200 15 250 м Разрешающая способность ПРЛ по азимуту ПРЛ по дальности ВРЛ по азимуту ВРЛ по дальности 63И 220 м 63И 800 м 43И 400 м 43И 1 км 83И 400 м 83И 600 м Вероятность потерь правильной дополнительной информации 0,05 0,04 0,08 Вероятность искажения дополнительной информации 10-2 10-2 0,02 Число целей на одном азимуте 1024 63 63 Число каналов обработки 2 3 4 Наработка на отказ 900 ч 1400 ч 4000 ч Устройство квантования сигналов ПРЛ (Рис.5.2) 1 2 ... 16 Рис.5.2 Схема устройства квантования сигналов первичной РЛС Устройство обработки и объединения сигналов ПРЛ и ВРЛ К устройствам обработки и объединения сигналов ПРЛ и ВРЛ относятся: устройства обработки сигналов ПРЛ, Метео, ВРЛ, проверки кодов ВРЛ и специализированный вычислитель. Устройство обработки сигналов ПРЛ (рис. 5.3) Выход , , ∆ 1-8р 1-8р 1-8р 2-9р Θа ∆Θ запрет сдвига ∆Θ блокировка Θн н 1 2 к k ℓ ∆Θmin ∆Θmax Рис.5.3 Структурная схема устройства обработки сигналов ПРЛ РС – регистр сдвига; ВА- вычислитель азимута; . Радиолокационные системы, обеспечивающие безопасную работу аэропортов. 6.1 Радиолокационные станции обзора летного поля Назначение и общие сведения о РЛС обзора летного поля Диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости имеет форму cosec2b и ширину луча 48°, ширина луча антенны в горизонтальной плоскости 0,2°. В гражданской авиации применяется импульсная РЛС ОЛП «Обзор-2», структурная схема которой приведена на рис. 6.1. устройства телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС) Рис 6.1. Структурная схема РЛС ОЛП. 6.1.1. Функциональная схема РЛС обзора летного поля. Функциональная схема РЛС ОЛП представлена на рис 6.2. Рис 6.2. Функциональная схема передающего устройства РЛС ОЛП. Антенная система (рис. 6.3) предназначена для излучения электромагнитной Рис. 6.3. Функциональная схема антенной системы работоспособности приемника. Рис 6.4. Структурная схема ШПП. Рис 6.5. Структурная схема приемника ОЛП. Основные технические данные приемника ОЛП Чувствительность при соотношении сигнал/шум, равном единице, дБ/Вт, не менее..................................... ..................................................112 Избирательность по зеркальному каналу приема, дБ/Вт, не менее..........50 Максимальное выходное напряжение, В, не менее...................................3 Напряжение шумов, В:.................................................................... ......0,3 Глубина ВАРУ, дБ...............................................................................до 40 6.2. Метеорологические РЛС Рис. 6.6. Структурная схема метеорологической РЛС . Основные технические характеристики МРЛ-5 Ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0.5 по мощности в обеих плоскостях в гракдусах: канал 1 в режиме штормооповещенияю…… …………..1,5 в режиме грозозащиты …………………………………..1,5 канал 2 ………………………………… … ………..1,5 Уровень боковых лепестков ДНА менее 20 дБ в обоих каналах: несущая частота. МГц: канал 1.......................................................................9595 ± 15 кенал 2 ……………………………… …………2950 ± 15. Импульсная мощность передатчика, кВт не менее: канал 1...............................................................................250 каеал 2 ………………………………………… …….800 Длительность зондирующего импульса, мкс …… …….1 и 2 Частота повторения зондирующих импульсов, Гц 500 и 250 Предельная чувствительность приемного устройства, дБ/Вт, не менее: канал 1.........................................................................................-136 канал 2..........................................................................................-139 Динамический диапазон приемного устройства, дБ, не менее: канал 1.............................................................................................70 канал 2 …………………………………………… .160 Типы индикаторов: два совмещенных индикатора ИКО-ИДВ и типа А Масштабы индикатора: в режиме ИКО (дальность), км.............................25, 50, 100 и 300 в режиме ИДВ (дальность-высота)....6,25/12,5, 12,5/2, 25/50 и 50/100 Погрешность коррекции мощности отраженных сигналов по дальности, дБ: от 10 до 100 км при частоте повторения 500 Гц........± 1 от 30 до 300 км при частоте повторения 250 Гц…….±2 Погрешность отсчета координат: по углу места,………… ……………………………….........± 0,1 по высоте и дальности, км……………… ………………….±0,2 Мощность, потребляемая аппаратурой от трехфазной сети 220/380 В.50 Гц, кВ А................................ ............18 7. Перспективные радиолокационные станции УВД 7.1. Первичные обзорные РЛС 7.1.1 Назначение, состав и тактико-технические характеристики трассового радиолокатора Лира-1 Первичный трассовый радиолокатор 1Л118 (ЛИРА-1) предназначен для использования в составе систем управления воздушным движением (УВД) Типовой состав оборудования РЛС 1Л118 входит: приёмо-передающая кабина, выносное оборудование (ВО), аппаратура первичной и вторичной обработки информации, аппаратура автоматизации средств отображения (КАСО), комплект соединительных кабелей. Тактические характеристики РЛС 1Л118: Параметры зоны видимости РЛС по одиночной цели с эффективной отражающей поверхностью (ЭОП) >10м2, при вероятности обнаружения Робн=0,8, вероятности ложной тревоги Рл.т. = 10 -6 (в режиме редкого запуска): № п/п Высота полёта (м) Дальность обнаружения (км) 1 1200 110 2 4500 230 3 10 000 320 4 12 000 350 5 20 000 350 Зона обнаружения по углу места (градусов) ………………0,3°...40° Зона обнаружения по азимуту (градусов) …………………0°...360° Предусмотрена возможность коррекции параметров зоны видимости по углу места за счет изменения наклона (градусов): - луча нижней антенны в пределах …………от -(4,5°±0,5°) до (4,5°±0,5°) - луча верхней антенны в пределах …………от -0,5° до (12,5°±0,5°) Период обзора пространства, (секунд)………………………..10/20 Среднеквадратичная ошибка измерения координат целей (при визуаль- ном съеме информации с экрана индикатора): - дальности не более, (метров)………………………………….1000 - азимута не более, (градусов)……………………………………..1 Среднеквадратичная ошибка измерения координат целей (при съеме информации с выхода экстрактора): - дальности не более, (метров)………………………………….. 300 - азимута не более, (градусов)…………………………………0.167 Разрешающая способность по: - дальности не более, (метров)…………………………………1000 - азимуту не более, (градусов)……………………………………1 Коэффициент подавления отражений от местных предметов не менее 25дБ Коэффициент подавления несинхронной импульсной помехи (НИП): - в амплитудном канале……………………………………………20 - в когерентном канале …………………………………………….10 Дистанционное управление и контроль обеспечиваются на расстоянии (метров) …………………………………………….…100 Электропитание РЛС -от трехфазной промышленной сети 220В 50Гц Время включения оборудования, (минут)………………………….5 Мощность, потребляемая по первичной сети, не более (кВт) . 50 Наработка оборудования РЛС на отказ не менее, (часов)…… .750 Оборудование полностью сохраняет свою работоспособность при: - изменении температуры в диапазоне, (градус С) …..-50...+50 - относительной влажности при температуре +25°С, (%) …98 - на высоте относительно уровня моря, (метров)…………..1000 - скорости ветра до, (метров/секунду)……………………………25 Основные технические характеристики РЛС Диапазон рабочих частот, (МГц) ……………………………2710...3100 Число приемопередающих каналов …………………………… 6 Режимы работы приемопередающих каналов: - РЕДКИЙ 1, (Р1), постоянный период на одной из частот запуска, (Гц) ………… ………………………………300, 313,326, 341,358, 375,333; - РЕДКИЙ 2, (Р2), шестипериодная вобуляция периода следования зондирующих импульсов со средней частотой запуска, (Гц) … ……333; - ЧАСТЫЙ), восемнадцатипериодная вобуляция периода следования зондирующих импульсов при средней частоте запуска, (Гц)… …1000; - РЕДКИЙ 2 - ЧАСТЫЙ, (Р2-Ч), группа передатчиков, сопряженных с нижней антенной, работает в режиме Р2, а другая группа, сопряженная с верхней антенной, - в режиме Ч. Длительность огибающей зондирующих импульсов в режимах: - РЕДКИЙ 1 и РЕДКИЙ 2, (мкс)…………………………… 2,4...3,1 - ЧАСТЫЙ, (мкс)…………………………………………… 0,9...1,2 Средняя мощность магнетронных генераторов: - передающих каналов 1, 3,4, 5, 6, (Вт) ……………………700 - передающего канала 2, (Вт)……………………………… 600 КСВ волноводных трактов каждого из каналов не более 1,45 Антенная система состоит из двух антенн, формирующих одинаковые диаграммы направленности в вертикальной плоскости типа Соsес2 - нижняя сопряжена с каналами ………………………… 1, 2, 3 - верхняя сопряжена с каналами ………………………… 4, 5, 6 Ширина ДН антенн в горизонтальной плоскости (по уровню З дБ): - для каналов 1, 2 ,4, 5 не более (градусов) ……………………1 - для каналов 3 и 6 не более (градусов) ……………………… 1.5 Ширина ДН антенн в вертикальной плоскости, (градусов).. 0.3...28 Размеры отражателей антенн, (метров) …………………….9,7х3 Фокусное расстояние отражателей антенн, (мм)……………2500 Чувствительность приемных устройств не менее, (дБ/мВт)…-87 Коэффициент шума каждого приемника, не более ………….5 Промежуточная частота, (МГц) ………………………………30 Полоса пропускания трактов промежуточной частоты, (МГц).1±0.25 7.2. Аэродромные РЛС 7.2.1 Аэродромный радиолокационный комплекс S-диапазона «УРАЛ» АРЛК "Урал" предназначен для использования в качестве источника радиолокационной информации о воздушной обстановке в зоне аэропортов. В состав АРЛК «Урал» входят твердотельный первичный радиолокатор (ПРЛ) S диапазона и встраиваемый канал моноимпульсного вторичного радиолокатора (МВРЛ), антенны которых располагаются на одном опорно-поворотном устройстве и обеспечивают одновременный синхронный круговой обзор пространства. 7.2.1 Техническое описание АРЛК «УРАЛ». Для обеспечения требуемой зоны обзора и повышения эффективности функционирования в условиях пассивных помех в АРЛК «Урал» используется двулучевая антенна (ВЛ и НЛ), которая обладает высоким коэффициентом усиления и высокой крутизной нижней кромки диаграммы направленности. В каждом канале установлены управляемые поляризаторы с возможностью выбора линейной или круговой поляризации, что позволяет организовать обработку метеорологической информации. В антенном модуле, который устанавливается на мачте высотой до 32 метров, располагаются высокочастотные элементы приемных устройств каналов ПРЛ и МВРЛ. Антенный модуль связан с аппаратным контейнером волноводно-фидерным трактом. Передающее устройство модульное и выполнено на транзисторных усилителях мощности с воздушным охлаждением. С целью увеличения дальности действия РЛК имеется возможность установки 8, 12 или 16 модулей. Для обеспечения требований по минимальной дальности, точности и разрешающей способности по дальности в АРЛК «Урал» для зоны ВЛ используется короткий (1мкс) зондирующий монохроматический импульс . В зоне НЛ для обеспечения максимальной дальности обнаружения используется цифровое формирование и сжатие сложного зондирующего импульса с частотной модуляцией (75 мкс). Надежность работы обеспечивается резервированием всех модулей, при этом обнаружение неисправностей и переключение осуществляется встроенной системой контроля и управления. РЛК «Урал» не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, информация о правильности функционирования всех подсистем транслируется на терминал дистанционного контроля и управления (ТДУ). На мониторе ТДУ также отображается как аналоговая, так и цифровая радиолокационная информация, передаваемая на КДП. Технические характеристики. Основные характеристики ПРЛ Частотный диапазон 2700 - 2900 МГц Инструментальная дальность обнаружения по цели с ЭОП более 15 м2 100 км Минимальная дальность обнаружения 1,5 км Среднеквадратичная ошибка определения координат не более 0,15o / 80 м Разрешающая способность не более 2 o / 225 м Антенна Коэффициент усиления антенны 34 / 33 дБ Ширина диаграммы направленности в азимутальной плоскости 1,3 o Диаграмма направленности в вертикальной плоскости от 0,3 o до 45 o (cosec2) Поляризация линейная / круговая Передатчик Число усилительных модулей передатчика 8 / 16 Имульсная мощность твердотельного передатчика 7 / 14 кВт Длительность имульса Короткого 1 мкс Длинного 75 мкс Коэффициент сжатия импульса 75 Сигнальный процессор Цифровое сжатие ЛЧМ сигналов + Боковые лепестки при сжатии < 50 дБ Подпомеховая видимость > 45 дБ Процессор траекторных данных Максимальное количество треков 1000 Характеристики МВРЛ-СВК АТС RBS ВРЛ УВД трасса/аэродром Зона действия   максимальная дальность, км 465/250   минимальная дальность, км 1,0   максимальная высота, км 20/12   угол места, град 0,3 ... 45 Количество целей   за обзор 400/200   в луче 30/15 Точность измерений (1 СКО)   азимут, град 0,08 0,12   дальность, м 70 Разрешающая способность   азимут, град 1,0 1,5   дальность, м 100 400 Вероятность обнаружения, не менее 0,98 Достоверность кода 0,98 Ложные сообщения   % от общего числа сообщений 0,1 Подавление отражений   количество фиксированных отражателей 1 ... 64   количество временных отражателей 1 ... 64 Структурная схема АРЛС «Урал». . Параметры электропитания. Напряжение: 230В/400В ± 10%, трехфазное. Частота: 50Гц ± 5%. Энергопотребление (вместе с системой обеспечения тепловых режимов): 10 КВт. 7.3 Вторичные радиолокационные станции УВД. 7.3.1 Вторичная РЛС «ЛИРА-ВА» РЛС «Лира-ВА» представляет собой вторичный радиолокатор встраиваемый в радиолокационные комплексы (РЛК) и предназначенный для сбора радиолокационной информации (РЛИ) о воздушной обстановке от бортовых ответчиков воздушных судов (ВС) по стандартам ИКАО и России. Технические характеристики ВРЛ ВРЛ обеспечивает запрос, получение и передачу информации, выдаваемой бортовыми ответчиками ВС в соответствии с нормами ИКАО в соответствии с ГОСТ 21800-89 и ГОСТ Р 51845-2001. Зона обзора ВРЛ во всех режимах при нулевых углах закрытия с вероятностью обнаружения Робн = 0,95, вероятностью ложных тревог по собственным шумам приемника Рлт = 10-6 и частоте запросных сигналов не более 300 Гц составляет: • минимальная дальность обнаружения, км, не более 1,0; • максимальная дальность обнаружения, км, не менее 450; • максимальная высота обнаружения, м, не менее 20000; • максимальный угол места, град, не менее 45; • минимальный угол места, град, не более 0,25. Среднеквадратическая ошибка измерения координат ВС, без учета ошибок приемоответчика, не более: • по азимуту (УВД/RBS), град 0,12/0,1; • по дальности, м 50. Разрешающая способность не хуже: - по азимуту, град 3,5; - по дальности, м 150. Максимальная импульсная мощность на выходе шкафа ВРЛ не менее 1,8 кВт. Чувствительность по срабатыванию приемных трактов каналов УВД и RBS по входу приемника ВРЛ не хуже минус 110 дБ/Вт. Автоматизированная система управления и контроля (АСКУ) обеспечивает: - перевод аппаратуры в режим местного управления; - автоматическую и ручную реконфигурацию комплектов аппаратуры; - установку различных режимов чередования запросных кодов, параметров сигнала внутреннего запуска (частота, вобуляция), уровня выходной мощности передающего устройства, параметров ВАРУ; - передачу информации о техническом состоянии аппаратуры и индикацию ее на местной панели управления. Электропитание ВРЛ от сети 220 В 50 Гц и ± 27 В. Время готовности при включении ВРЛ не более 1 мин. Конструкция и аппаратное построение ВРЛ обеспечивают: • срок службы, лет, не менее 15; • ресурс, ч, не менее 120000; • среднюю наработку на отказ, ч, не менее 20000; • среднее время восстановления, мин, не более 30; • гарантийный срок эксплуатации два года. • Структурная схема ВРЛ приведена на рисунке 7.4. В состав аппаратуры ВРЛ входят: • антенно-фидерная система; • шкаф приемо-передатчика; • контрольный ответчик "Лира-КО". Контрольный ответчик «ЛИРА-КО» предназначен для проверки работоспособности ВРЛ по эфиру Рис. 7.4 Структурная схема ВРЛ «Лира-1» 7.3.2 Моноимпульсный вторичный радиолокатор «Крона» 1. Общие сведения Моноимпульсный вторичный радиолокатор (МВРЛ) «КРОНА» изготовлен с использованием прогрессивных технологий: - высокочастотные узлы приемника, передатчика выполнены по тонкопленочной технологии, в герметичных конструкциях, заполненных инертным газом; - излучатели и устройства диаграммообразующей системы антенны выполнены на полосковых линиях, заполненных диэлектриком; - кабели между антенной и колонной привода, между колонной привода и запросчиком, внутри антенной системы изготовлены с использованием методов, исключающих пайку разъемов к кабелям ВЧ; - в аппаратуре обработки используются сигнальные процессоры, ПЛИСы и высокопроизводительные ЭВМ фирмы Advantech; - высокочастотные и механические конструкции, работающие на открытом воздухе, имеют конструктивное исполнение, устойчивое к суровым условиям окружающей среды (проверены в условиях северных, южных морей, а также пустынь Центральной Азии). В МВРЛ «КРОНА» используется моноимпульсная технология, полностью твердотельный запросчик и антенна с большой вертикальной апертурой. Система имеет возможность модернизации до режима S через доукомплектование аппаратуры и дополнение программного обеспечения. При этом изменения во всей аппаратуре не требуется. Технические характеристики: 1. ВРЛ формирует запросные сигналы в режимах RBS и УВД, в соответствии с требованиями ИКАО и ГОСТ 21800-89. 2. ВРЛ обрабатывает ответные сигналы в режимах RBS и УВД. 3. Зона обзора: - минимальный угол места не более 0,50; - максимальный угол места не менее 450; - минимальная дальность не более 1 км; - максимальная дальность не менее 400 км. Указанная зона обеспечивается при нулевых углах закрытия и уровне ложных тревог Рл. т.=10-6. 4. Рабочие частоты: - по каналу запроса 10300,1 МГц (в УВД и RBS); - по каналу ответа RBS 10903 МГц; - по каналу ответа УВД 7401,8 МГц. Поляризация на частотах 1030 и 1090 МГц – вертикальная, на частоте 740 МГц – горизонтальная. 5. Вероятность получения дополнительной информации при нахождении ВС в главном лепестке диаграммы направленности антенной системы (ГЛДН) и при отсутствии мешающих запросных сигналов – не менее 0,98. 6. Среднеквадратическая ошибка измерения координат на выходе цифрового канала: - по дальности 50 м; - по азимуту 4,8́΄ для RBS; 6΄ для УВД. 7. Разрешающая способность: - по дальности 100 м в режиме RBS; 150 м в режиме УВД; - по азимуту 0,60 в режиме RBS; 0,90 в режиме УВД. 8. Импульсная мощность по каналам запроса и подавления ≥ 2 кВт. 9. Чувствительность приемников суммарного, разностного каналов и каналов подавления не хуже -116 дБ/Вт. 10. Антенная система имеет следующие параметры: - уровень боковых лепестков диаграмм направленности суммарного и разностного каналов -24 дБ; - ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости антенны суммарного канала на f=1090 МГц 30; на f=740 МГц 3,50. 11.Скорость вращения: 6 оборотов/мин для трассового и 15 об/мин для аэродромного вариантов МВРЛ. 12. Частота повторения импульсов 150…300 Гц. 13. Антенная система обеспечивает работу ВРЛ при скорости ветра до 30 м/с с обледенением до 5 мм и без обледенения до 40 м/с. 14. Питание: 3 фазы 380 В, частота 50 Гц по двум независимым кабелям: Рпотр. 20 кВт – полная потребляемая мощность с подогревом и кондиционерами; Рпотр. 6 кВт – потребляемая мощность радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с вращением антенны. 15. Среднее время наработки на отказ 4000 часов. Принцип работы МВРЛ «КРОНА» Передатчик вырабатывает в/ч сигналы по двум выходам: в каналы запроса и подавления (МД и ОД), которые через коммутируемые тракты ВЧ и вращающиеся переходы, поступают на антенну и излучаются в пространство (рис.7.5). Антенная система (АС) – плоская фазированная антенная решетка (ФАР) с излучателями. При излучении АС формирует на f=1030 МГц две диаграммы направленности (ДН): суммарную (МД) и подавления (МД), в которых передаются запросы на самолетные ответчики УВД и RBS. При приеме АС формирует 3 ДН: суммарную , разностную и подавления , на двух частотах, для режимов RBS и УВД. Масса антенны 450 кг. Размеры 80019010 см. Антенная система представляет 2 линейные антенные решетки в горизонтальной плоскости размером 780150 см. АС состоит из 34 элементов излучения, каждый из которых представляет собой плоский вертикальный модуль 1,5 м длиной. Принятые антенной системой от ответчиков воздушных судов сигналы ОД и МД, по соответствующим каналам в/ч трактов, вращающиеся переходы, поступают на переключатели комплектов, которые коммутируют принятые сигналы на входы приемников ОД и МД основного комплекта. В приемнике ПРМ МД производится обработка сигналов в диапазоне RBS (1090 МГц), а в ПРМ ОД – в диапазоне УВД (740 МГц). В приемниках осуществляется усиление сигналов, преобразование на промежуточную частоту (fпр), детектирование, обнаружение, подавление сигналов принятых по боковым лепесткам ДНА (БЛДН) суммарного канала, преобразование сигналов суммарного и разностного в код отклонения от равносигнального направления (РСН) для определения азимута ВС. Сигналы обнаружения, цифровой код амплитуды канала и цифровой код величины отклонения от РСН поступают в процессор ответов (ПрО)где происходит первичная обработка РЛИ.. Полученная информация с ПрО поступает на процессор вторичной обработки (ПВО или ГПР – главный процессор радиолокатора). ПВО осуществляет: - сравнение вновь принятой РЛИ с полученной на предыдущих обзорах; - фильтрацию ложной радиолокационной информации; - формирование информационных кодограмм и передачу их потребителям; - формирование кодов управления усилением приёмников (ВАРУ) и кодов управления мощностью передатчика. Информация со шкафа запросчика через модемы по ТЛФ кабелям связи передаётся потребителям (в АС УВД и терминалы). Передатчик МВРЛ имеет 3 режима работы: 1 - режим совмещенного запроса УВД и RBS; 2 - режим раздельных запросов УВД и RBS; 3 - режим совмещенного запроса с запросом путевой скорости. В каждом шкафе запросчика имеется по 2 приемника – ПРМ ОД и ПРМ МД. Структура построения обоих приемников одинаковая. Отличаются они только входной частотой. Для ПРМ ОД fс=740 МГц, для ПРМ МД fс=1090 МГц. В каждом приемнике имеется 3 независимых, развязанных между собой канала: суммарный (), разностный () и подавления (). Приемники усиливают, преобразовывают сигналы и решают задачи первичной обработки сигналов. Их технические характеристики следующие: - промежуточная частота fпр = 60 МГц; - полоса пропускания П = 8 МГц (на уровне 3 дБ); - динамический диапазон Д 70 дБ; - чувствительность приемника не хуже -116 дБ/Вт; - коэффициент шума Кш 4 дБ; - избирательность по зеркальному каналу (60 дБ). Устройство контроля ПРМ (УК) построено на основе микро-ЭВМ и обеспечивает: - контроль исправности узлов ПРМ и передачу результатов контроля на контроллер АСК; - управление модулем контрольного генератора; контроль чувствительности суммарного, разностного каналов и канала подавления; -контроль идентичности (линейности, крутизны передаточных характеристик) суммарного и разностного каналов и их коррекцию на ОЗУ; - реализацию канала преобразования разности амплитуд и каналов в угловое отклонение от РНА () при контроле. Все контрольные измерения производятся на нерабочей дальности локатора после подачи импульса «ИМП. КОНТР», приходящего из секции синхронизации через устройство сопряжения ПРМ. Устройство сопряжения ПРМ (УС) принимает сигналы синхронизации: ЗАП. ПрО (НД УВД, НД RBS), ИМП. КОНТР., СЕВЕР, ЗАП. ВАРУ и стробы режимов запроса БН, ТИ, ТрС, А, С. В УС 14 - разр. двоичный код азимута преобразуется в 8 - разрядный двоичный код.