Literatură:
1. Druzhinin V.V. Manual privind fundamentele tehnologiei radar. Pagină 344-352, 353-367, 368-375.
2. Karpekin V.E. Stație radar pentru detectarea obiectelor din aer. Pagină 30-47.
3. Karpekin V.E., Ryabtsev I.F., Tyunin N.G., Khmel N.N. Verificarea cifrei de zgomot a sistemelor receptoare. Pagină 3-26.
Întrebări:
1. Caracteristicile tehnice ale dispozitivelor de recepție radar.
2. Schema bloc a dispozitivului de recepție radar.
1. Caracteristicile tehnice ale dispozitivelor de recepție radar.
Sistemul de recepție al radarului de detectare rezolvă următoarele sarcini principale:
Izolarea semnalelor reflectate de obiectele din aer de multe alte semnale (selectarea frecventei);
Amplificarea semnalelor reflectate și conversia lor de frecvență;
Detectarea semnalelor de înaltă frecvență și transformarea lor într-o formă convenabilă pentru afișare pe ecranul unui dispozitiv indicator;
Procesarea semnalului pentru a suprima interferențele.
Calitatea îndeplinirii acestor sarcini de către sistemul receptor este determinată de caracteristicile acestuia.
Principalele includ următoarele:
Sensibilitatea receptorului;
Figura de zgomot;
Interval dinamic;
Câştig;
Lățimea de bandă;
Gama de frecvențe de funcționare;
Imunitate la zgomot.
Sensibilitatea receptoruluiîși caracterizează capacitatea de a-și îndeplini funcțiile cu semnale de intrare slabe. Este estimat prin valoarea minimă a semnalului la intrarea receptorului, care este necesară pentru a obține suficientă putere la ieșire pentru un exces dat față de zgomotul propriu al receptorului. Determinat cantitativ de valorile sensibilității maxime și reale.
Limită sensibilitatea receptorului P ’ p p . min este puterea minimă a semnalului la intrarea receptorului care asigură un raport de putere semnal-zgomot de unitate la ieșirea părții sale liniare (intrarea detectorului).
Real sensibilitatea receptorului P p p . min este puterea semnalului la intrarea sa care furnizează ieșirea părții liniare a receptorului cu un raport semnal-zgomot egal cu coeficientul de discriminare q.
Sensibilitatea reală și cea maximă sunt legate de dependență:
P pp.min = P ’ p p.min *q.
Coeficientul de distincție este numeric egal cu raportul semnal-zgomot minim permis la ieșirea părții liniare a receptorului, la care semnalul la ieșirea receptorului poate fi detectat în mod fiabil.
Cu cât valoarea este mai mică, cu atât sensibilitatea receptorului este mai mare P p p . min. În receptoarele radar moderne P p p . min= 10 -13 – 10 -14 W.
Sensibilitatea unui receptor radar este limitată de propriul zgomot. Ele apar în calea antenă-ghid de undă, rezistențe, tuburi vid și dispozitive semiconductoare.
Cauzele zgomotului sunt mișcarea termică aleatorie a electronilor și conductorilor, emisia neuniformă a electronilor de către catozi în tuburile vidate etc. Pe măsură ce temperatura crește, nivelul de zgomot crește. Intensitatea zgomotului este foarte scăzută. Cu toate acestea, trecând prin receptor cu câștig mare, creează o tensiune la ieșirea acestuia care poate conduce dispozitivul terminal. Pe ecranul indicator, acestea sunt observate ca o pistă de zgomot.
Evaluarea cantitativă a zgomotului părții liniare a receptorului se realizează folosind cifra de zgomot. Cifra zgomotului receptorului N este o cantitate care arată de câte ori raportul semnal-zgomot la intrarea receptorului este mai mare decât raportul semnal-zgomot la ieșirea părții sale liniare, adică
Pentru un receptor ideal, care nu are zgomot inerent, cifra de zgomot este unitate. Receptoarele reale au o cifră de zgomot de la 2 la 10. Cerința de sensibilitate ridicată a receptorului se realizează prin utilizarea amplificatoarelor de înaltă frecvență cu zgomot redus și orice reducere posibilă a pierderilor în calea antenă-ghid de undă.
Împreună cu sensibilitatea ridicată, receptorul trebuie să aibă un mare interval dinamic. Acest lucru se datorează prezenței interferențelor la intrarea sa și unei extinderi mari a amplitudinilor semnalelor utile. Intervalul dinamic al unui receptor este valoarea celei mai mari diferențe de semnale de intrare în care acesta oferă încă funcționarea normală. Cantitativ, intervalul dinamic este estimat prin raportul dintre semnalul maxim de intrare, care este încă procesat de receptor cu o distorsiune acceptabilă, și sensibilitatea receptorului, exprimată în decibeli:
D=10 lg (P pr. max/R ex. min)
Gama dinamică a sistemelor de recepție ale radarelor moderne trebuie să fie de cel puțin 70 - 80 dB. Extinderea sa se realizează prin creșterea sensibilității receptorului, folosind circuite de control a câștigului și folosind dispozitive speciale de amplificare.
Proprietățile de amplificare ale receptorului sunt caracterizate prin factor de câștig. Câștigul este diferențiat în funcție de putere K rși câștig de tensiune LA U.
Câștig de putere este raportul dintre puterea semnalului la ieșirea receptorului Pout. la puterea de la intrarea sa R în.:
K p = P afară / P în
Câștig de tensiune este definit în mod similar:
K U =U out / U in
Câștigul este determinat în unități relative sau decibeli și
K db =20 lg LA
K rdb =10 lg K r
La receptoarele moderne, câștigul total poate ajunge
K p = (0,1-10)*10 13 sau în consecință K r= 120 - 140 d6.
Se numește dependența modulului de câștig de frecvență răspuns amplitudine-frecvență(Fig. 3.70).
Orez. 3,70. Răspunsul amplitudine-frecvență al receptorului.
Răspunsul în frecvență al receptorului determină selectivitatea în frecvență, adică capacitatea de a izola un semnal util dintr-un set de oscilații cu frecvențe purtătoare diferite. Cantitativ, selectivitatea în frecvență a unui receptor este caracterizată de lățimea de bandă a acestuia Df. Lățimea de bandă este definită ca diferența de frecvență f2Și f1, pentru care LA scade în , și K r- de două ori valoarea sa maximă. Selectivitatea receptorului este mai mare, cu atât forma caracteristicii sale amplitudine-frecvență este mai apropiată de cea în formă de U.
Sensibilitatea maximă, lățimea de bandă și cifra de zgomot sunt legate de relația:
P' ex. min = OMS*N* Df,
Unde: P' pr. min- în W,
La- constanta Boltzmann,
Acea= 300°K, OMS= 4*10 -21 W/s,
Df- latime de banda (MHz),
N- factor de zgomot.
Gama de frecvențe de funcționare determinată de valoarea frecvenţelor extreme procesate de receptor. Este determinat de următoarele cerințe:
Receptorul trebuie să poată fi reglat la orice frecvență din gamă;
Caracteristicile receptorului din acest interval trebuie să varieze în limitele specificate.
Adesea, intervalul de frecvență de operare este denumit după lungimea de undă procesată de receptor. În domeniul microundelor, de exemplu, se disting receptorii cu intervalele de centimetru, decimetru și metri.
Imunitate la zgomot Receptorul se numește capacitatea sa de a oferi o selecție fiabilă a semnalului util sub influența diferitelor tipuri de interferență.
Concluzie: Calitatea îndeplinirii sarcinilor de către sistemul de recepție ca parte a unui radar este determinată de caracteristicile sale tehnice, dintre care principalele sunt: sensibilitatea, figura de zgomot, intervalul dinamic, câștigul, lățimea de bandă, intervalul de frecvență de operare, imunitatea la zgomot.
2. Schema bloc a dispozitivului de recepție radar.
Sistemul de recepție al unei stații radar pentru detectarea obiectelor din aer este, de regulă, implementat conform circuitului unui receptor superheterodin cu o singură conversie de frecvență. Diagrama bloc a unui receptor superheterodin este prezentată în Figura 3.71.
Orez. 3,71. Diagrama bloc a unui receptor superheterodin.
Semnal slab energia electromagnetică primită de sistemul antenă-ghid de undă este alimentată la intrarea unui amplificator de înaltă frecvență (UHF). Apoi, semnalul amplificat de putere este alimentat la un filtru trece-înalt.
Filtrul trece-înalt este circuit oscilator cu capacitate și inductanță distribuite. A lui frecvența de rezonanță corespunde frecvenței semnalului primit. Filtrul este proiectat pentru selectarea frecvenței semnalelor utile, precum și pentru suprimarea interferențelor în canalul oglindă.
Amplificarea principală într-un receptor superheterodin se realizează nu la frecvența semnalului primit, ci la o frecvență intermediară mai mică decât cea primită (de sute de ori). Transferul informațiilor radar la frecvența intermediară este realizat de un convertor de frecvență. Este alcătuit dintr-un mixer, un generator de undă continuă de putere mică (oscilator local stabil) și un filtru de frecvență intermediară (filtru de intrare al amplificatorului de frecvență intermediară).
Frecvența de oscilație a unui oscilator local stabil fcg diferită de frecvența purtătoare a semnalului fc prin valoarea frecvenței intermediare fpc, adică fpch = fcg - fc sau fpch = fc - fcg.
Mixerul este expus simultan la două tensiuni: tensiunea semnalului convertit la o frecvență purtătoare înaltă fcși tensiunea unui oscilator local stabil, variind în funcție de o lege armonică cu frecvența fcg.
Pentru a obține o oscilație care are aceeași formă cu semnalul de intrare, este necesar să izolați oscilația unei singure frecvențe combinate. Semnalul de diferență de frecvență este izolat la filtrul de intrare al amplificatorului de frecvență intermediară (IFA). fpch = fcg - fc sau fpch = fc - fcg.
Amplificatorul asigură câștigul principal și determină lățimea de bandă a receptorului.
Într-un receptor superheterodin, atunci când se acordă la o frecvență diferită, acordarea filtrului de înaltă frecvență și a oscilatorului local stabil se modifică simultan, astfel încât frecvența intermediară rămâne neschimbată. Acest lucru permite receptorului să aibă un amplificator de frecvență intermediară cu mai multe trepte cu reglaj constant.
Detectorul transformă oscilația modulată de înaltă frecvență într-o tensiune corespunzătoare semnalului modulator al sistemului de transmisie. De exemplu, atunci când intrarea sa este expusă unui impuls radio de frecvență intermediară, se formează un impuls video la ieșirea detectorului.
După detector, semnalul este amplificat în continuare de un amplificator de joasă frecvență (amplificator video) la valoarea necesară pentru funcționarea normală a dispozitivului indicator.
Structural, împreună cu un amplificator de joasă frecvență (LF), sunt implementate și circuite de protecție radar împotriva interferențelor.
Detectoarele prezintă un interes deosebit. Detectorul extrage mesajul din semnal și elimină oscilația de înaltă frecvență a purtătorului, care este purtătorul mesajului. În funcție de tipul de modulație, se distinge detectarea semnalelor modulate în amplitudine, fază sau frecvență. Aceste funcții sunt realizate de detectoare de amplitudine, de fază și, respectiv, de frecvență.
Spectrul de oscilație a ieșirii detectorului se află în regiune frecvente joase(frecvențele de modulare), iar spectrul de intrare este în regiunea de înaltă frecvență (frecvența centrală a semnalului). O astfel de transformare a spectrului este posibilă numai în dispozitivele care au elemente neliniare sau parametrice. Rolul unor astfel de elemente în detectoarele moderne este de obicei îndeplinit de diode semiconductoare, mai rar tranzistoare - bipolare și cele cu efect de câmp. Selectarea regiunii de frecvență de modulație și eliminarea componentelor de înaltă frecvență ale spectrului se realizează prin filtre trece-jos (filtre RC sau RLC).
Principalul tip de detector este detectorul de amplitudine. Are o semnificație independentă ca detector de semnale AM și, în plus, face parte din detectoarele de fază și frecvență.
6.1. PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE AL UNUI TRANSMITĂTOR DE IMPULS
Emițătorul, care face parte dintr-un radar de navigație în impulsuri, este conceput pentru a genera impulsuri puternice pe termen scurt de oscilații electrice de ultra-înaltă frecvență (micunde) cu o frecvență strict definită, specificată de un circuit de sincronizare.
Emițătorul radar conține un generator de frecvență ultra-înaltă (UHF), un submodulator, un modulator și o sursă de energie. Schema bloc a emițătorului radar este prezentată în Fig. 6.1.
Submodulator– generează impulsuri de o anumită durată și amplitudine.
modulator de impulsuri - conceput pentru a controla oscilațiile unui generator de microunde. Modulatorul produce impulsuri video de înaltă tensiune, care sunt alimentate la intrarea unui magnetron, care generează impulsuri radio cu microunde de o durată dată. Principiul de funcționare al modulatorilor de impulsuri se bazează pe acumularea lentă a rezervelor de energie într-un dispozitiv special de stocare a energiei în intervalul de timp dintre impulsuri și eliberarea ulterioară rapidă a energiei la sarcina modulatorului, adică. generator de magnetron, într-un timp egal cu durata impulsului.
Magnetronii și generatoarele de microunde cu semiconductori (diode Gunn) sunt utilizate ca MSHF.
Schema bloc a modulatorului de impuls este prezentată în Fig. 6.2.
Când dispozitivul de comutare este deschis, unitatea este încărcată de la sursă tensiune DC printr-un limitator (rezistor) care protejează sursa de alimentare de suprasarcină. Când dispozitivul este închis, dispozitivul de stocare este descărcat la sarcină (magnetron) și se creează un impuls de tensiune de o durată și amplitudine date la bornele sale anod-catod.
O capacitate sub forma unui condensator sau deschisă la capătul unei linii lungi (artificiale) poate fi folosită ca dispozitiv de stocare. Dispozitive de comutare - tub de vid (pentru radarele lansate anterior), tiristor, inductanță neliniară.
Cel mai simplu este circuitul modulator cu un condensator de stocare. Circuitul unui astfel de modulator conține ca dispozitiv de stocare a energiei: un condensator de stocare, ca dispozitiv de comutare: o lampă de comutare (modulator sau descărcare), precum și un rezistor limitator și un generator de magnetron. ÎN stare originala lampa cu descărcare este blocată cu tensiune negativă pe grila de control (circuitul este rupt), condensatorul de stocare este încărcat.
Când aplicați pentru grila de control lămpi de la submodulatorul unui impuls de tensiune dreptunghiular de polaritate pozitivă cu o durată t Și lampa cu descărcare este deblocată (circuitul este închis) și condensatorul de stocare este descărcat în magnetron. La bornele anod-catod ale magnetronului este creat un impuls de tensiune modulantă, sub influența căruia magnetronul generează impulsuri de oscilație cu microunde.
Tensiunea de pe magnetron va fi atâta timp cât există o tensiune pozitivă pe grila de control a lămpii cu descărcare. În consecință, durata impulsurilor radio depinde de durata impulsurilor de control.
Un modulator de impulsuri cu un condensator de stocare are un dezavantaj semnificativ. Pe măsură ce încărcarea condensatorului este consumată la generarea unui impuls radio, tensiunea de pe acesta scade rapid și, odată cu aceasta, puterea oscilațiilor de înaltă frecvență. Ca rezultat, se generează un puls radio cu margini ascuțite cu o dezintegrare ușoară. Este mult mai profitabil să lucrezi cu impulsuri dreptunghiulare, a căror putere rămâne aproximativ constantă pe durata lor. Impulsurile dreptunghiulare vor fi generate de generatorul descris dacă condensatorul de stocare este înlocuit cu o linie lungă artificială deschisă la capătul liber. Impedanța caracteristică a liniei trebuie să fie egală cu rezistența oscilatorului RF de pe partea bornelor de putere, i.e. raportul dintre tensiunea anodului său și curentul anodic
6.2. MODULATORI LINEARI SI MAGNETICI
În practică, modulatoarele cu energie de stocare, numite modulatori liniari. Schema de circuit a unui astfel de modulator (Fig. 6.3) include: diodă de încărcare V1, bobină inductor de încărcare L1, linie acumulativă L.C., transformator de impulsuri T, tiristor V2, circuit de încărcare C1,R1.
Când tiristorul este blocat, linia este încărcată V1, L1 la tensiune E. În același timp, condensatorul este încărcat C1 printr-un rezistor R1.
Când un impuls de declanșare este aplicat tiristorului ( ZI) polaritate pozitivă, tiristorul este deblocat, curentul de descărcare care trece prin acesta reduce rezistența tiristorului, iar linia de stocare este descărcată în înfășurarea primară a transformatorului de impulsuri. Un impuls de tensiune modulator scos din înfășurarea secundară este alimentat magnetronului. Durata impulsului generat depinde de parametri L.C. linii:
În practică, dispozitivele de comutare sub formă de bobine de inductanță neliniară, care sunt numite modulatoare de impulsuri magnetice. Bobina de inductanță neliniară are un miez dintr-un material feromagnetic special cu pierderi minime. Se știe că, dacă un astfel de miez este saturat, atunci permeabilitatea sa magnetică este scăzută, iar reactanța inductivă a unei astfel de bobine este minimă. Dimpotrivă, în stare nesaturată, permeabilitatea magnetică a miezului este mai mare, crește inductanța bobinei, iar reactanța inductivă crește.
Pe lângă elementele utilizate în circuitul modulator liniar, circuitul modulator magnetic (Fig. 6.4) conține o bobină de inductanță neliniară (choke) L1, condensator de stocare C1, transformator neliniar T1, condensator de stocare C2și transformator de impulsuri T2.
Când tiristorul este oprit, condensatorul este încărcat C1 de la sursa de tensiune Eși miezul clapetei de accelerație L1 magnetizat până la saturare. Când tiristorul este deblocat, condensatorul C1 descărcat pe înfăşurarea primară a transformatorului T1. Tensiunea indusă în înfășurarea secundară încarcă condensatorul C2. Până la sfârșitul încărcării miezul T1 este saturat, iar condensatorul C2 descărcat pe înfășurarea primară a transformatorului de impulsuri.
Durata impulsului modulator este determinată de timpul de descărcare al condensatorului C2.În cazurile necesare, cu durate de impuls care depășesc 0,1 μs, în practică, în locul unui condensator C2 include linia de formare. Apoi, durata impulsurilor de modulare va fi determinată de parametrii de linie în mod similar cu circuitul unui modulator liniar.
6.3. SUB-MODULATOR CASCADE
Funcționarea unei lămpi cu descărcare (modulator) într-un circuit cu un condensator de stocare este controlată de un circuit submodulator special, care include un amplificator de impuls de declanșare; primul oscilator de blocare de așteptare care funcționează în modul de divizare a ratei de repetiție a impulsurilor; al doilea generator de blocare, care generează impulsuri de tensiune de control cu durată și amplitudine fixă, care controlează funcționarea lămpii cu descărcare. Acest circuit submodulator asigură că transmițătorul funcționează cu rate de repetiție diferite și durate diferite ale impulsurilor de sondare.
Funcționarea modulatoarelor liniare și magnetice, în care tiristoarele sunt utilizate ca element de control, este controlată de un oscilator principal, care include de obicei un amplificator de impuls de declanșare, un generator de blocare în așteptare și un emițător urmăritor care potrivește circuitul de intrare tiristor cu blocarea. ieșirea generatorului.
Orez. 6.5. Circuit submodulator radar oceanic
În fig. Figura 6.5 prezintă o diagramă schematică a submodulatorului radar Ocean, care, în ciuda elementelor de bază învechite, este încă în funcțiune.
Această schemă are patru cascade:
Amplificator de declanșare (jumătatea stângă a lămpii L1 tip 6N1P),
Oscilator de blocare în așteptare (jumătatea dreaptă a lămpii L1),
L2 tip TGI1-35/3,
Etapa de ieșire Thyratron L3 tip TGI1-35/3.
În funcție de durata impulsurilor de modulare (0,1 sau 1 μs), tiratronul funcționează L2 sau tiratron L3. În primul caz, încărcarea liniei de stocare 1 apare prin rezistența la încărcare R1.În al doilea caz, linia acumulativă 2 încărcat prin rezistență R2.
Sarcina treptelor de ieșire este rezistențele R3Și R4, conectat în paralel cu circuitul catodic al tiratronilor L1Și L2. Când liniile de stocare sunt descărcate, pe aceste rezistențe este creat un impuls de tensiune de o durată dată cu o amplitudine de 1250 V.
Un oscilator de blocare este utilizat ca treaptă de submodulator al modulatorului. Pentru a obține o rezistență scăzută de ieșire, oscilatorul de blocare are un adept de catod la ieșire.
6.4. CARACTERISTICI ALE GENERATOARELOR DE MAGNETRON
Un magnetron este un dispozitiv electrovacuum cu doi electrozi cu control electromagnetic. În intervalul de lungimi de undă centimetrice, sunt utilizați magnetroni cu mai multe cavități. Structura unui astfel de magnetron este prezentată în Fig. 6.6.
 |
|
Orez. 6.6. Design cu magnetron Fig. 6.7. Magnetron stivuit
Baza designului magnetronului este blocul anod 1 sub forma unui cilindru masiv de cupru, în care un număr par de caneluri sunt prelucrate în jurul circumferinței, reprezentând rezonatoare cilindrice 2.
Un catod cilindric încălzit cu oxid este situat în centrul blocului 10 , având un diametru semnificativ pentru a obține un curent de emisie suficient. Rezonatoarele comunică cu cavitatea internă a magnetronului, numită spațiu de interacțiune, folosind caneluri dreptunghiulare 9. Catodul este fixat în interiorul magnetronului folosind suporturi 12 , care servesc simultan ca ieșiri de curent 11. Suporturile trec prin joncțiuni de sticlă în tuburi cilindrice montate pe o flanșă. Îngroșările de pe flanșă acționează ca un șoc de înaltă frecvență, împiedicând energia de înaltă frecvență să scape prin bornele filamentului. Există discuri de protecție pe ambele părți ale catodului 4 , prevenind scurgerea electronilor din spațiul de interacțiune în regiunile de capăt ale magnetronului. Există mănunchiuri de conductori pe partea de capăt a blocului anodic 3 , conectând segmentele blocului anodic.
Pentru a răci magnetronul, există aripioare pe suprafața sa exterioară, suflate de un ventilator. Pentru ușurința răcirii, siguranța întreținerii și îndepărtarea ușoară a energiei de înaltă frecvență, blocul anodic este împământat, iar catodului sunt aplicate impulsuri de înaltă tensiune cu polaritate negativă.
Câmpul magnetic din magnetron este creat de magneți permanenți din aliaje speciale care creează un câmp magnetic puternic.
Magnetronul este conectat la sarcina externă printr-o buclă de sârmă de cupru 8 , care este lipit la un capăt de peretele unuia dintre rezonatoare, iar celălalt este conectat la firul intern 7 linie coaxială scurtă care trece prin joncțiunea de sticlă 6 în ghidul de undă 5 . Oscilațiile de frecvență ultraînaltă în magnetron sunt excitate de un flux de electroni controlat de câmpuri electrice și magnetice constante direcționate reciproc perpendicular unul pe celălalt.
Radarele generatoare de magnetron folosesc magneți permanenți din aliaje cu coercivitate ridicată. Există două modele de sisteme magnetice: sisteme magnetice externe și sisteme magnetice „stivă”. Sistemul magnetic extern este o structură staționară, cu un magnetron instalat între piesele polare.
În radarele de navigație ale navelor, magnetronii stivuiți au devenit larg răspândit, în care se află sistemul magnetic parte integrantă designul magnetronului în sine. Pentru magnetronii stivuiți, piesele polare intră de la capete în magnetron (Fig. 6.7). Acest lucru reduce spațiul de aer dintre poli și, în consecință, rezistența circuitului magnetic, ceea ce face posibilă reducerea dimensiunii și greutății circuitului magnetic. Circuitele generatoarelor de magnetron sunt prezentate în Fig. 6,8, a; 6.8, b.
Circuitul generator de magnetron include: un magnetron, un transformator de filament și un sistem de răcire pentru blocul anodic al magnetronului. Circuitul generator de magnetron conține trei circuite: cuptor cu microunde, anod și filament. Curenții de microunde circulă în sistemul de rezonanță cu magnetron și în sarcina externă asociată acestuia. Curentul anodic pulsat curge de la borna pozitivă a modulatorului prin anod - catodul magnetronului la borna negativă. Este definit prin expresie
|
|||
Orez. 6.8. Circuite generatoare de magnetron
Unde IN ABSENTA - valoarea medie a curentului anodic, A;
F I – frecvență secvențe de impulsuri, imp/s;
τ I – durata pulsului, s;
α – factor de formă a impulsului (pentru dreptunghiular impulsuri este egală cu unu).
Circuitul de filament este format din înfășurarea secundară a transformatorului de filament Tr si filamente de incalzire catodica. În mod obișnuit, tensiunea filamentului de magnetron este de 6,3 V, dar datorită faptului că catodul funcționează în modul de bombardament electronic îmbunătățit, tensiunea de alimentare completă a filamentului de încălzire este necesară doar pentru a încălzi catodul înainte de a aplica tensiune înaltă la anodul magnetron. . Când tensiunea mare a anodului este pornită, tensiunea filamentului este de obicei redusă automat la 4 V folosind un rezistor R, conectat la înfășurarea primară a unui transformator cu filament. În circuit (Fig. 6.8a), un impuls de tensiune modulator de polaritate negativă de la ieșirea modulatorului este aplicat catodulului magnetronului.
Înfășurarea secundară a transformatorului cu filament în raport cu carcasa generatorului este situată dedesubt tensiune înaltă. În mod similar, în circuit (Fig. 6.8, b) un capăt al înfășurării secundare a transformatorului de impulsuri ITr conectat la carcasă, iar celălalt capăt la borna înfășurării secundare a transformatorului incandescent. Prin urmare, izolația dintre înfășurarea secundară a transformatorului de filament și carcasă, precum și între înfășurări, trebuie să fie proiectată pentru tensiunea anodică completă a magnetronului. Pentru a nu provoca o distorsiune vizibilă a formei impulsurilor modulante, capacitatea înfășurării secundare a transformatorului de filament ar trebui să fie cât mai mică posibil (nu mai mult de câteva zeci de picofaradi).
6.5. DISPOZITIV DE TRANSMITERE radar "NAYADA-5"
Emițătorul radar Nayada-5 face parte din dispozitivul P-3 (transceiver) și este destinat pentru:
formarea și generarea de impulsuri de sondare la microunde;
asigurarea funcționării sincrone și în fază în timp a tuturor blocurilor și nodurilor indicatorului, transceiver-ului și dispozitivului de antenă.
În fig. Figura 6.9 prezintă o diagramă bloc a dispozitivului de transmisie al transceiver-ului radar Nayada-5.
Dispozitivul de transmisie include: unitate de frecvență ultra-înaltă; modulator transmițător; filtru modulator; generator de impulsuri de ceas; dispozitive redresoare care asigură alimentarea blocurilor și circuitelor dispozitivului P – 3.
Schema bloc a transceiver-ului radar Nayada-5 include:
Calea de generare a semnalului de stabilizare, concepute pentru a genera impulsuri de sincronizare secundare care intră în indicator, precum și pentru a fi lansate prin unitatea de stabilizare automată a controlului modulatorului emițătorului. Cu ajutorul acestor impulsuri de sincronizare se asigură sincronizarea impulsurilor de palpare cu începerea scanării pe indicatorul CRT.
Calea de generare a impulsului de sondare, conceput pentru a genera impulsuri cu microunde și a le transmite de-a lungul unui ghid de undă către un dispozitiv de antenă. Acest lucru are loc după ce modulatorul de tensiune generează modularea impulsului generatorului de microunde, precum și impulsurile de control și sincronizare ale blocurilor și nodurilor de împerechere.
Calea de generare a semnalului video, conceput pentru a converti impulsurile de microunde reflectate în impulsuri de frecvență intermediară folosind un oscilator local și mixere, formând și amplificând un semnal video, care apoi intră în indicator. Un ghid de undă comun este utilizat pentru a transmite impulsuri de sondare către dispozitivul de antenă și impulsuri reflectate către calea de generare a semnalului video.
Calea de configurare a controlului și a puterii, conceput pentru a genera tensiuni de alimentare pentru toate blocurile și circuitele dispozitivului, precum și pentru a monitoriza performanța surselor de alimentare, a blocurilor funcționale și a componentelor stației, magnetron, oscilator local, eclator etc.
6.6. CARACTERISTICI DE PROIECTARE ALE TRANSMITĂTOARELOR
Din punct de vedere structural, emițătoarele radar împreună cu dispozitivul de recepție pot fi amplasate într-un dispozitiv izolat separat, care se numește transceiver, deci în unitatea de antenă.
În fig. 6.10 afișat aspect emițătoare-receptoare ale stațiilor radar automatizate moderne cu unul și două canale „Ryad” (gamă de undă de 3,2 și 10 cm), care se află într-un dispozitiv separat. De bază specificații sunt prezentate în Tabelul 6.1.
Transceiverele din gama de 3 cm (P3220 R) cu o putere de impuls de 20 kW sau mai mult sunt construite pe baza de magnetroni cu catod de câmp neîncălzit. Acești magnetroni au un timp de funcționare fără defecțiuni în condiții de funcționare de peste 10.000 de ore, oferă o pregătire instantanee pentru funcționare și simplifică semnificativ transmițătorul.
Orez. 6.10. Transceiver ale radarului automat „Ryad”
Introducerea pe scară largă a microelectronicii în radarele moderne de navigație a navelor, în primul rând dispozitive cu microunde și microprocesoare cu stare solidă, a făcut posibilă, în combinație cu metode moderne de procesare a semnalului, obținerea de dispozitive de transmisie și recepție compacte, fiabile, economice și ușor de utilizat. . Pentru a elimina utilizarea dispozitivelor voluminoase de ghidare de undă și pentru a elimina pierderile de putere în timpul transmisiei și recepționării semnalelor reflectate în ghiduri de undă, emițătorul și receptorul sunt amplasate structural în unitatea de antenă sub forma modul separat care se numește uneori scaner(vezi Fig. 7.23). Acest lucru asigură îndepărtarea rapidă a modulului transceiver, precum și reparații folosind metoda de înlocuire agregată. Pornirea și oprirea pentru aceste tipuri de transceiver se face de la distanță.
În fig. În figura 6.11 este prezentat dispozitivul antenă-emițător-receptor al radarului de coastă (BRLS) „Baltika-B”, realizat sub formă de monobloc. Radarul Baltika-B este utilizat ca radar de coastă în sistemele de control al traficului navelor (VTCS), precum și în apele portuare, canale de apropiere și canale de navigație.
Antena radar si transceiver Baltika
standby fierbinte
Mai multe detalii despre radarele moderne sunt descrise în capitolul 11 al manualului.
Dezvoltarea radarului modern este o reflectare a dezvoltării dispozitivelor de transmisie
Andrei Remezov,
Colonel, candidat la științe tehnice, conferențiar, șef adjunct al Departamentului de tactică și arme al trupelor de inginerie radio a Academiei Militare de Apărare Aerospațială care poartă numele. Mareșalul Uniunii Sovietice G.K. Jukov
Dezvoltarea dispozitivelor de transmisie a influențat semnificativ dezvoltarea radarului (deși se poate afirma contrariul - dezvoltarea radarului a necesitat dezvoltarea de noi dispozitive de transmisie). Anumite limitări ale surselor disponibile de energie electromagnetică la proiectarea radarelor cu caracteristicile necesare au dat naștere radarelor cu matrice fază. rețele de antene, ceea ce a dus la apariția de noi proprietăți radar.
Întreaga varietate de radare active (care emit energie electromagnetică pentru a obține informații despre obiecte) poate fi împărțită condiționat în funcție de tipul de semnal utilizat în impulsuri (semnale cu impulsuri de diferite forme, structuri și puteri) și continue (continue). oscilații sinusoidale, inclusiv frecvența sau fază modulată pentru măsurători ale intervalului). Radarele cu puls au primit cea mai mare utilizare și vom vorbi despre ele.
Principiul de funcționare al unui radar cu impuls poate fi descris într-o manieră simplificată după cum urmează. Un semnal de impuls format ca tip și formă, amplificat la puterea necesară, la o anumită frecvență, este emis într-o anumită regiune a spațiului prin intermediul unei antene de transmisie sub forma unei unde electromagnetice polarizate care se propagă în spatiu liber rectiliniu și uniform la viteza luminii.
O undă electromagnetică reflectată de orice neomogenitate se propagă în toate direcțiile, inclusiv spre radar. După procesarea de polarizare a frecvenței spațiale în antena de recepție (numai la o anumită frecvență și tip de polarizare se formează un model de radiație cu câștig maxim dintr-o anumită zonă a spațiului), se efectuează procesarea intra-perioada și filtrarea potrivită ( maximizarea raportului semnal-zgomot pentru tipul specific cunoscut a priori de semnal de impuls emis), după care semnalul reflectat însuși este detectat ca fiind faptul că depășește pragul generat.
În continuare, se efectuează procesarea între perioade, se detectează marca de la obiect și se determină coordonatele acestuia, după care se realizează transformarea în forma necesară pentru afișare pe diferite tipuri de indicatori și specificată de consumator. În timpul procesării ulterioare inter-evaluări, se determină parametrii mișcării obiectului (cursul și viteza), identificarea, recunoașterea, formarea și urmărirea rutelor, identificarea marcajelor de la alte obiecte, gruparea obiectelor, legarea altor informații din diverse surse la traseu. Raționamentul de mai sus este valabil pentru radarele cu acoperire generală obișnuită; pentru alte tipuri de acoperire (sectorală, adaptivă etc.), esența nu se schimbă, detaliile se schimbă.
Unul dintre parametrii principali ai unui radar este raza maximă de detecție a unui obiect cu un ESR dat. Și depinde de capacitățile dispozitivului de transmitere de a genera putere în impulsuri.
Este nevoia de a genera puteri mari de impuls (zeci și sute de kW, unități de MW), realizând puteri medii de unități și zeci de kW, ceea ce ne permite să vorbim despre reflectarea evoluției dezvoltării dispozitivelor de transmisie (inclusiv tehnologia producției lor industriale) asupra principalelor caracteristici tactice și tehnice ale radarului, asupra intervalelor de unde posibile pentru utilizare în radar.
Trebuie remarcat faptul că, într-un radar cu un sondaj regulat, numărul de semnale acumulate în timpul acumulării coerente între sondaje este limitat de frecvența lansării emițătorului și de viteza de scanare a unei anumite zone a spațiului. Pentru timpi de acumulare coerenți suficient de mari, cerințele pentru puterea impulsului pot fi reduse, vor apărea posibilități suplimentare de filtrare Doppler și separare prin viteze de mișcare, dar acesta este un caz special care nu contrazice ideea generală.
Leonid YAKUTIN
Complexul radar în modul de luptă 5N87 cu un interogator radio la sol autonom (NRZ) al sistemului de identificare de stat „Parola” 73E6
De asemenea, acest material nu va evalua în mod direct capacitățile de procesare a informațiilor digitale primare și secundare. Evoluția acestei secțiuni de radar s-a petrecut aproape conform unui scenariu revoluționar, în care pe parcursul ciclului de viață al produsului, chiar și în stadiul de testare în fabrică și guvern, ca să nu mai vorbim de etapa de producție în masă și modernizare, cerințele specificate. au fost depășite în mod repetat datorită capacităților în creștere facilitati de calcul.
De-a lungul celor 30-40 de ani de la crearea primului microprocesor până la apariția sistemelor de calcul moderne, capacitățile de procesare a informațiilor digitale primare și secundare pe radare au crescut cu câteva ordine de mărime, ceea ce face acum posibil să nu ne gândim la performanţa lor pentru rezolvarea problemelor aplicate în radare. Cu toate acestea, aceasta este o latură complet diferită a istoriei dezvoltării radarului modern.
Deci, dezvoltarea radarului depinde direct de dezvoltarea surselor de energie electromagnetică de înaltă frecvență.
Premisa de bază atunci când luăm în considerare această afirmație este că domeniul de detectare depinde în principal de puterea dispozitivului de transmisie.
La proiectarea unui radar de orice clasă, sunt analizate posibilitățile de îndeplinire a cerințelor tactice și tehnice specificate. Pentru radarul de joasă altitudine există o ușoară relaxare: raza de detecție necesară este limitată la raza de vizibilitate la o anumită altitudine. Pentru această clasă de radar, este posibilă limitarea puterii dispozitivului de transmisie, ceea ce face posibilă reducerea dimensiunii și greutății stației în sine, a acesteia mai mobilă și utilizarea șasiului vehiculului de bază cu o capacitate de transport mai mică.
Pentru stațiile concepute pentru a detecta ținte la altitudini medii și mari, raza de acțiune a liniei de vedere este de sute de kilometri sau mai mult, iar pentru a dubla raza de detectare, toate celelalte lucruri fiind egale, este necesară creșterea puterii de șaisprezece ori. Prin urmare, pentru o anumită clasă de radar, de regulă, se determină un compromis rezonabil între puterea dispozitivului de transmisie (ceea ce înseamnă dimensiunile și greutatea întregii stații și, prin urmare, fiabilitatea, mobilitatea și supraviețuirea) și intervalul de detectare realizabil. D dintr-o anumită clasă de ținte.
Radarul cu impulsuri funcționează cu conceptele de puls și putere medie, ciclu de lucru, care conectează conceptele de durată a impulsului și perioada de repetiție. Pentru orice dispozitiv emițător, conceptul cel mai important este puterea medie la care dispozitivul emițător funcționează cu fiabilitatea necesară.
Prin urmare, alegerea unui dispozitiv de transmisie cu caracteristicile necesare determină structura întregii stații și implementarea modurilor sale de utilizare în luptă.
Până la începutul anilor 1940, nu existau surse puternice și compacte de energie electromagnetică în intervalul de lungimi de undă în centimetri și decimetri. Acest lucru a determinat dezvoltarea radarului în intervalul de lungimi de undă predominant metrice. Ca dispozitiv de transmisie s-a folosit un auto-oscilator bazat pe un tub electric cu vid, care putea genera o listă foarte limitată de semnale de impuls, diferind, de regulă, doar ca durată. Un rezonator coaxial a fost folosit ca sistem oscilator; reglarea frecvenței a fost realizată prin modificarea electromecanică a dimensiunilor rezonatorului (timp de reglare - până la zeci de secunde).
Leonid YAKUTIN
Radar mobil tridimensional ST68 pentru detectarea și urmărirea țintelor de joasă altitudine în interferențe active și pasive în prezența reflexiilor intense de la sol și în condiții meteorologice dificile
Auto-oscilatorul nu are capacitatea de a genera semnale complexe (capabile să fie comprimate în timpul procesării până la o anumită durată, iar aceasta este rezoluția în interval), faza inițială a oscilațiilor fiecărui impuls este aleatorie (posibilitățile de procesare coerentă sunt foarte limitat). Principalele avantaje ale unui autogenerator sunt simplitatea relativă și costul scăzut.
Pentru a realiza distanțe lungi cu o precizie dată, este necesar să se utilizeze un semnal complex cu frecvență intrapulsă sau modulație de fază și să se implementeze un lanț de amplificare din mai multe (de obicei 2-3) cascade de amplificatoare de putere conectate în serie. Odată cu creșterea dimensiunii și greutății dispozitivului de transmisie și a întregului radar în ansamblu, coeficientul realizabil de suprimare a interferențelor pasive și a obiectelor locale crește semnificativ datorită posibilității de a genera și prelucra în continuare o secvență de semnale cu adevărată coerență internă .
În intervalul de lungimi de undă ale contorului, amplificatoarele de putere cu semiconductori cu stare solidă au apărut relativ recent. Înainte de aceasta, cele mai avansate dispozitive de transmisie din această gamă de unde au fost implementate pe dispozitive electrice de vid - endotroni, combinați structural printr-un sistem oscilator comun și un sistem de răcire și incluzând mai multe cascade de amplificatoare folosind lămpi de ultra-înaltă frecvență (micunde) ( triode, tetrode). Relativ nu Eficiență ridicată Fiecare etapă de amplificare, la implementarea unor cerințe suficient de mari pentru parametrii rezultați ai întregului dispozitiv de amplificare în ansamblu, a făcut din endotron un element destul de voluminos, cu o resursă insuficientă, ceea ce a necesitat redundanța acestuia.
Radarul în intervalul de lungimi de undă metru are unele dezavantaje, dintre care principalul este incapacitatea de a obține o rezoluție mare în coordonate unghiulare și, prin urmare, în înălțime. Acest lucru este limitat de capacitățile sistemelor de antene. Pentru a obține un model de radiație cu o lățime de 1 grad unghiular la jumătatea nivelului de putere, dimensiunea deschiderii antenei ar trebui să fie de la 50 la 80 lungimi de undă λ, care la o frecvență de operare de 180 MHz (λ = 1,7 m) este de la 85 la 140 m. .
Sistemele de antene de această dimensiune sunt nepotrivite pentru funcționarea normală în modul obișnuit de supraveghere, deoarece au masă și forță inacceptabilă, rulmenții de sprijin sunt extrem de încărcați și au o uzură crescută, iar pentru rotația regulată este necesară o putere de câteva zeci de kW (repet că sunt luate în considerare numai staţiile radar universale) .
Acest lucru limitează dimensiunea antenelor la 30 m și lățimea realizată a diagramei de radiație în 3-4 grade unghiulare. Cu astfel de valori ale parametrilor sistemului de antenă, nu este nevoie să vorbim despre precizia măsurării unghiurilor de elevație (determinarea înălțimii). Înălțimea este determinată din mari greseliși nu poate fi utilizat în majoritatea aplicațiilor practice. (Radarele cu undă metru cu capacitatea de a măsura înălțimea au canale speciale de măsurare dedicate, ale căror dimensiuni în plan vertical sunt comparabile cu dimensiunile antenei principale în plan orizontal).
Formarea modelului de radiație al sistemului de antene pentru acest interval de undă în planul elevației ia în considerare energia reflectată de suprafața pământului. Ca urmare a interferenței, modelul de radiație rezultat are un model de lobi pronunțat, cu scăderi până la aproape zero și vârfuri cu interval aproape dublu la anumite unghiuri de elevație.
Pentru a elimina natura lobului modelului de radiație rezultat, se folosesc mai multe iradiatoare distanțate în înălțime (cel puțin 2), formând modele de radiație cu compensare reciprocă a minimelor și maximelor.
O altă metodă este utilizată dacă este disponibilă Mai mult emițători distanțați în înălțime, între ei se realizează un tip special de distribuție a amplitudinii-fază, în urma căruia se obține forma necesară a modelului de radiație.
O altă modalitate de a scăpa de influența negativă a reflexiilor în acest interval este de a exclude iradierea în direcția solului, adică „zero” modelului de radiație în planul de elevație nu ar trebui să cadă sub orizont la scanare. Toate acestea nu permit determinarea înălțimii la unghiuri de altitudine joase cu precizia necesară, deși aria de detectare a obiectelor la altitudine joasă din acest interval de undă este comparabilă cu aria lor de vedere.
Cu excepția dificultăților menționate mai sus în obținerea informațiilor radar în raza contorului, orice altceva poate fi considerat un plus. Raza de detecție mai lungă, atenuare mai mică în atmosferă, model mai mare și mai neted al radiației secundare inverse (dependența funcțională a ESR al obiectului de unghiul de iradiere) cu un nivel mai scăzut de fluctuații aleatorii, practic nicio influență a tehnologiilor cu semnătură radar scăzută asupra raza de detectare.
Și totuși, imposibilitatea de a obține coordonatele obiectelor cu o precizie ridicată, în primul rând altitudinea și înălțimea, cu o dimensiune a sistemului de antenă acceptabilă pentru funcționare, necesită utilizarea unor game de lungimi de undă mai scurte. Doar lipsa surselor puternice și compacte de energie electromagnetică în aceste intervale a împiedicat dezvoltarea radarului.
Gheorghi Danilov
Radar 5N69 (ST67) - un puternic radar tridimensional cu potențial ridicat capabil să furnizeze informații atât forțelor de rachete antiaeriene, cât și aviației în condiții de utilizare masivă a bruiajului activ și pasiv
Începutul anilor 1940 a inaugurat o nouă eră a radarului în intervalele de lungimi de undă în centimetri și decimetri, odată cu apariția magnetronului. Un magnetron este un dispozitiv rezonant electrovacuum care funcționează în câmpuri electrice și magnetice încrucișate. Magnetronul este un auto-oscilator, frecvența de acord depinde de volumul camerei rezonatorului și se modifică prin modificarea acestui volum sau schimbarea tensiunii de alimentare, numărul de rezonatoare din cameră este întotdeauna egal.
O sursă de energie electromagnetică destul de simplă și puternică (puterea pulsului pentru un magnetron tipic atinge unități de MW cu o durată de unități de microsecunde) pentru o lungă perioadă de timp a rămas principalul tip de dispozitiv de transmisie pentru radare în domeniul de frecvență peste 2 GHz. În primul rând, simplitatea și costul acestui dispozitiv, atunci când a fost realizat cu o putere suficientă, i-au permis să domine radarele militare timp de mai bine de 40 de ani. Pentru radarele civile, magnetronul poate fi folosit în prezent.
Cerințele tot mai mari pentru imunitate la zgomot, raza de detectare și compatibilitatea electromagnetică au influențat abandonarea magnetronilor în marea majoritate a radarelor militare moderne.
Aproape simultan (după unele surse, chiar mai devreme), a fost inventat klystronul fly-by. Cu toate acestea, utilizarea sa în radar a fost oarecum întârziată.
Un klystron este un dispozitiv electric de vid cu un fascicul liniar, în care un câmp electric constant care accelerează fasciculul de electroni coincide cu axa camp magnetic, care focalizează și limitează fasciculul de electroni. Rezonatoarele cu microunde sunt folosite pentru a amplifica un fascicul liniar foarte concentrat de electroni.
Diferența fundamentală este interacțiunea continuă a câmpului cu microunde și fasciculul de electroni care trece prin structura undelor lente. Costul unui TWT este mai mare decât cel al unui klystron fly-through cu caracteristici similare. O proprietate interesantă a unui TWT de amplificare este generarea de zgomot de putere maximă pe întreaga bandă de frecvență la un nivel de putere de intrare insuficient, ceea ce permite acestui dispozitiv de vid să fie folosit ca o sursă simplă și puternică de oscilații de zgomot în anumite aplicații practice.
Un alt dispozitiv cu microunde este un amplificator cu câmp încrucișat, care are un sistem oscilant similar cu un magnetron, circuit deschis pentru a furniza conexiuni de intrare și ieșire, funcționează în modul amplificator de putere și este cunoscut în literatură ca amplitron. Are o eficiență mai mare (mai mult de 50%), un câștig (mai puțin de 20 db) care este mai mic decât cel al unui klystron fly-by și un TWT de o clasă similară, iar atunci când este pornit fără excitație RF generează putere maximă zgomot. Pentru a opera un amplitron, este necesară o tensiune mai mică decât pentru TWT și klystron; amplitronul este mai mic ca dimensiune și greutate. Poate fi folosit ca etapă finală de amplificare în combinație cu un TWT sau klystron.
Unul dintre dezavantajele autooscilatoarelor și amplificatoarelor de putere puternice cu microunde în vid este necesitatea unui modulator de înaltă tensiune; cerințele pentru parametrii impulsului generat sunt uneori foarte stricte și dificil de implementat, mai ales pentru scurt (mai puțin de 1 μs). ) și impulsuri lungi (mai mult de 100 μs). Acest lucru este cauzat de scăderea inevitabilă a amplitudinii impulsului modulator pe durata acestuia, care afectează calitatea amplificării întregii cascade și necesită utilizarea unor măsuri speciale pentru stabilizarea parametrilor impulsului modulator, care la puteri mari provoacă anumite dificultăţi în implementare şi operare.
Cele de mai sus limitează utilizarea dispozitivelor cu microunde electrovacuum în anumite aplicații practice și, uneori, face ca utilizarea lor să fie practic imposibilă. Anumite restricții sunt impuse de capacitatea căilor puternice de înaltă frecvență la transmiterea energiei de la dispozitivul de transmisie la sistemul de antenă de transmisie.
Gheorghi Danilov
Radar mobil cu trei coordonate „Desna-M” și două altimetre de tip PRV13 la terenul de antrenament Ashuluk
Apariția dispozitivelor cu tranzistori cu semiconductor la mijlocul secolului XX a deschis o nouă eră a electronicii radio. Cu toate acestea, până la începutul secolului al XXI-lea, nu existau dispozitive de transmisie complet în stare solidă, chiar și în ciuda avantajelor lor semnificative față de dispozitivele cu vid, printre care se numără următoarele:
timpul de pregătire de jos nu este limitat de timpul de încălzire al catodului, care necesită o anumită putere, nu există o limită a timpului de funcționare;
funcționarea la niveluri de tensiune semnificativ mai mici (sute de volți, nu zeci de kilovolți), ceea ce face posibilă reducerea dimensiunilor și greutății, nu necesită utilizarea de materiale și uleiuri speciale sau piese nestandard pentru izolație;
MTBF îl depășește semnificativ pe cel al dispozitivelor de vid cu caracteristici similare;
imposibilitatea de a obține puterea necesară dintr-o cascadă duce la necesitatea grupării acestora, ceea ce în sine crește fiabilitatea întregului dispozitiv în ansamblu, deoarece defecțiunea unei cascade duce doar la o anumită degradare și nu la eșecul întregul dispozitiv în ansamblu, în plus, puterile de vârf sunt relativ scăzute, deoarece însumarea poate avea loc în spațiu, ceea ce permite utilizarea comutatoarelor de transmisie-recepție cu putere redusă pentru antene active phased array (APAA);
Lățimea de bandă a unui dispozitiv de transmisie în stare solidă este de multe ori mai mare decât cea a unui dispozitiv cu microunde în vid; în combinația unui dispozitiv de transmisie în stare solidă - sistem de antenă - dispozitiv de recepție, sistemul de antenă are cea mai mică lățime de bandă, în timp ce atunci când se utilizează un dispozitiv de transmitere în vid, restricții apar și la nivelul dispozitivului de transmitere însuși.
Utilizarea dispozitivelor de transmisie în stare solidă este posibilă în mai multe direcții.
Prima este înlocuirea unui dispozitiv de transmitere a vidului cu unul similar cu stare solidă pentru o stație deja dezvoltată, produsă în masă și în funcțiune. În acest caz, ei se confruntă cu nevoia de a schimba suplimentar sistemul de recepție și sistemul de procesare a informațiilor, deoarece pentru a menține intervalul necesar, este necesară puterea medie la rezoluția semnalului.
Acest lucru se realizează prin utilizarea semnalelor de lungă durată cu modulație intrapulsă de fază sau frecvență la puteri de vârf relativ scăzute. Dezavantajele semnalelor de lungă durată sunt o zonă moartă mare.
Ieșire – generare din nou în timpul perioadei de repetare a semnalului pentru vizualizarea zonei aproape moarte (pe durata semnalului de impuls pentru vizualizarea intervalului principal). Deoarece zona apropiată este vizibilă, indicatorii de energie ai pulsului pot fi reduse; poate fi utilizat un semnal cu un alt tip sau lege de modulație intrapulsă.
Implementarea efectivă a unei astfel de soluții adesea nu oferă alte avantaje decât fiabilitatea, cu toate acestea, înlocuirea auto-oscilatorului poate îmbunătăți semnificativ multe dintre caracteristicile stației, în primul rând imunitatea la zgomot la diferite tipuri de interferență și rezoluția intervalului.
A doua direcție este dezvoltarea noua statie sub un dispozitiv de transmisie în stare solidă. În acest caz, este posibil să alegeți între elementele principale ale stației, inclusiv utilizarea rețelelor de fază, ale căror elemente sunt ele însele dispozitive de transmisie.
Variante de matrice fază complet activă pentru transmisie (fiecare element radiant al antenei este alimentat de la un modul transmițător separat), matrice fază semiactivă (modulul transmițător alimentează mai multe elemente sau subregime), matrice fază pasivă (un transmițător comun), combinate opțiuni (oscilator principal cu un singur canal - matrice de fază activă, semiactivă cu putere optică).
Soluții similare sunt aplicabile pentru partea receptoare a matricei fază. Este posibilă separarea părților transmisoare și receptoare ale matricei fază, ceea ce face posibilă, în unele cazuri, obținerea de rezultate mai bune datorită necesității de a obține izolarea necesară între pulsul puternic al dispozitivului de transmisie și sensibilitatea ridicată a receptorului. dispozitiv. În plus, controlul fasciculului prin schimbarea fazelor pe fiecare dintre elemente este posibil la un nivel inferior, ceea ce evită pierderile de putere în defazatoarele, crește eficiența generală și fiabilitatea matricei dumneavoastră în fază în ansamblu.
Cu toate acestea, nu ar trebui să vă bazați pe phased array ca panaceu pentru toate deficiențele radarului clasic cu un sistem de antenă oglindă. Utilizarea transmițătoarelor cu stare solidă în APAA impune cerințe destul de stricte privind identitatea caracteristicilor de amplitudine și fază ale elementelor APAA, în special la unghiuri mari de scanare electronică.
Se impun cerințe crescute asupra stabilității tensiunilor de alimentare ale modulelor de transmisie. Când sunt atinse anumite puteri, începe să aibă efect influența reciprocă a elementelor transmițătoare vecine, ceea ce nu permite o creștere infinită a puterii lor. Și eficiența modulului de transmisie în stare solidă nu crește, ceea ce duce la necesitatea unei stabilizări stricte a temperaturii. Utilizarea modulelor de transmisie și recepție (RTM) cu o putere de ieșire suficient de mare a subsistemului de transmisie expune problema decuplării căilor de recepție și de transmisie, realizată în design microminiatural. Diverse tipuri de circulatoare vă permit să atingeți un nivel de izolare de aproximativ 20 dB sau puțin mai mult, necesar dispozitive suplimentare protecția căii de recepție, care necesită și răcire forțată și nu crește fiabilitatea PPM în ansamblu. Toate împreună duc la proiecte destul de greoaie, costuri ridicate și fiabilitate insuficientă a matricelor în faze (cu toate avantajele disponibile). Utilizarea phased arrays, și în special AFAR, trebuie să urmărească anumite obiective și să fie justificată din punct de vedere economic pe întreg ciclul de viață al radarului cu posibile upgrade-uri. Dintr-un radar phased array este necesar să se extragă toate informațiile posibile, a căror achiziție este posibilă la nivel algoritmic atunci când este procesată în formă digitală.
Este de remarcat faptul că energia de înaltă frecvență emisă de radarele cu impulsuri nu este utilizată suficient de eficient. Vă puteți aminti principiul detectării obiectelor, a cărui esență este că o undă electromagnetică este reflectată dintr-o neomogenitate în toate direcțiile, inclusiv în direcția iradierii (care este folosită în radarul clasic).
Leonid YAKUTIN
P18 "Terek" - stație radar mobilă bidimensională
lungime de undă metru
Toată energia rămasă a undei electromagnetice este disipată în spațiu. Este posibil să obțineți informații despre obiecte prin primirea unei unde electromagnetice reflectate. în care o conditie necesara este disponibilitatea informațiilor precise despre frecvența și timpul de sondare, regiunea spațiului în care este emis un semnal cunoscut a priori și poziția relativă a pozițiilor active și de recepție.
În acest caz, este posibil să se formeze spațiu-temporal canale discrete recepția unei stații complet pasive, care nu este supusă suprimării electronice prin bruiaj activ deliberat (nu există semne de recunoaștere demascare), are un consum redus de energie (dispozitivul de transmisie consumă 50% sau mai mult din puterea totală furnizată).
Radarele active distanțate în spațiu în combinație cu radarele de recepție pasive fac posibilă, prin procesarea comună a informațiilor, obținerea unui câmp radar rezistent la zgomot ca regiune a spațiului în care este posibil să se obțină informații radar despre obiecte.
Un radar activ poate acționa ca un punct comun de procesare a informațiilor, în care informațiile proprii (dar supuse bruiajului electronic) pot fi completate cu informații de la stații pasive (una sau mai multe) care nu sunt supuse bruiajului electronic. Procesarea în comun a informațiilor din surse active și pasive separate spațial permite recunoașterea mai detaliată a formațiunilor (numărul de obiecte de locație) și a claselor de obiecte. Și deși acesta este un domeniu ușor diferit, prezența rețelelor de fază în stațiile active și pasive este cea care face posibilă obținerea efectului sinergic declarat.
Astfel, putem concluziona că dezvoltarea dispozitivelor de transmisie a influențat semnificativ dezvoltarea radarului (deși se poate afirma și contrariul - dezvoltarea radarului a necesitat dezvoltarea de noi dispozitive de transmisie). Anumite limitări ale surselor disponibile de energie electromagnetică în proiectarea radarelor cu caracteristicile necesare au dat naștere radarelor cu antene cu matrice fază, ceea ce a dus la apariția de noi proprietăți radar.
Autorul nu revendică prioritatea și caracterul complet al raționamentului de mai sus; acesta este cel mai probabil rezultatul multor ani de muncă în domeniul studierii și predării ingineriei radar și sistemelor radar, precum și al funcționării stațiilor radar ale trupelor de inginerie radio. de mai bine de 30 de ani.
Radarul nu este pe deplin înțeles și nu va fi cunoscut. Dezvoltarea științei și tehnologiei moderne va face posibilă extragerea semnificativ mai multă informație din semnalele radar existente decât este disponibilă în prezent, ca să nu mai vorbim de conținutul potențial de informații al semnalelor promițătoare în diferite intervale de lungimi de undă.
Leonid YAKUTIN
Radioaltimetrul mobil PRV13 este proiectat să funcționeze ca mijloc de măsurare a altitudinii ca parte a complexului radar 5N87
Yuri MUKHIN
Stație radar mobilă bidimensională Radar P37
Articolul discută principiul de funcționare și diagrama structurală generală a radarului unei nave. Funcționarea stațiilor radar (radare) se bazează pe utilizarea fenomenului de reflectare a undelor radio de la diferite obstacole situate pe calea propagării lor, adică în radar, fenomenul de ecou este utilizat pentru a determina poziția obiectelor. În acest scop, radarul are un transmițător, un receptor, un dispozitiv special antenă-ghid de undă și un indicator cu ecran pentru observarea vizuală a semnalelor de eco. Astfel, funcționarea unei stații radar poate fi reprezentată astfel: emițătorul radar generează oscilații de înaltă frecvență de o anumită formă, care sunt trimise în spațiu într-un fascicul îngust care se rotește continuu de-a lungul orizontului. Vibrațiile reflectate de la orice obiect sub forma unui semnal de ecou sunt recepționate de receptor și afișate pe ecranul indicator, în timp ce este posibil să se determine imediat pe ecran direcția (lagărul) către obiect și distanța acestuia față de navă.
Orientarea către un obiect este determinată de direcția unui fascicul radar îngust, care acest moment cade pe un obiect și se reflectă din acesta.
Distanța până la obiect poate fi obținută prin măsurarea unor intervale scurte de timp între transmiterea impulsului de sondare și momentul recepționării impulsului reflectat, cu condiția ca impulsurile radio să se propagă cu o viteză c = 3 X 108 m/sec. Radarele navei au indicatori complet (PSI), pe ecranul cărora se formează o imagine a mediului de navigație din jurul navei.
Radarele de coastă instalate în porturi, pe abordările acestora și pe canale sau pe drumuri complexe sunt utilizate pe scară largă. Cu ajutorul lor, a devenit posibilă aducerea navelor în port, controlul mișcării navelor de-a lungul drumului, canalizarea în condiții de vizibilitate slabă, în urma căreia timpul de nefuncționare al navelor este redus semnificativ. Aceste stații din unele porturi sunt suplimentate cu echipamente speciale de transmisie de televiziune, care transmit imagini de pe ecranul stației radar către navele care se apropie de port. Imaginile transferate sunt recepționați pe navă de un receptor de televiziune convențional, ceea ce facilitează foarte mult sarcina navigatorului de a intra în port în condiții de vizibilitate redusă.
Radarele de coastă (porturi) pot fi folosite și de către dispeceratul portuar pentru a monitoriza mișcarea navelor situate în apele portuare sau pe abordările de acesta.
Să luăm în considerare principiul de funcționare a radarului unei nave cu un indicator de vizibilitate general. Să folosim o diagramă bloc simplificată a unui radar pentru a explica funcționarea acestuia (Fig. 1).
Impulsul de declanșare generat de generatorul SI lansează (sincronizează) toate unitățile radar.
Când impulsurile de declanșare ajung la transmițător, modulatorul (Mod) generează puls pătrat care durează câteva zecimi de microsecunde, care este alimentată la un generator de magnetron (MG).
Magnetronul generează un impuls de sondare cu o putere de 70-80 kW, lungime de undă 1 = 3,2 cm, frecvență /s = 9400 MHz. Impulsul de magnetron este furnizat antenei printr-un comutator de antenă (AS) printr-un ghid de undă special și radiat în spațiu într-un fascicul îngust direcționat. Lățimea fasciculului în plan orizontal este de 1-2°, iar în plan vertical de aproximativ 20°. Antena, care se rotește în jurul unei axe verticale cu o viteză de 12-30 rpm, iradiază întreg spațiul din jurul vasului.
Semnalele reflectate sunt recepționate de aceeași antenă, astfel încât AP-ul conectează alternativ antena mai întâi la transmițător și apoi la receptor. Impulsul reflectat este transmis printr-un comutator de antenă la un mixer la care este conectat un oscilator klystron (KG). Acesta din urmă generează oscilații de putere redusă cu o frecvență f Г=946 0 MHz.
În mixer, ca urmare a adăugării de oscilații, este eliberată o frecvență intermediară fPR=fГ-fС=60 MHz, care apoi merge la un amplificator de frecvență intermediară (IFA), care amplifică impulsurile reflectate. Folosind un detector situat la ieșirea amplificatorului, impulsurile amplificate sunt convertite în impulsuri video, care sunt alimentate printr-un mixer video (VS) către un amplificator video. Aici ele sunt amplificate și trimise la catodul unui tub catodic (CRT).
Un tub catodic este un vid tub vid design special (vezi Fig. 1).
Este alcătuit din trei părți principale: un pistol cu electroni cu un dispozitiv de focalizare, un sistem magnetic de deviere și un bec de sticlă cu un ecran care are o proprietate de luminozitate.
Tunul de electroni 1-2 și dispozitivul de focalizare 4 formează un fascicul de electroni dens, bine focalizat, iar sistemul de deviere 5 servește la controlul acestui fascicul de electroni.
După ce trece prin sistemul de deviere, fasciculul de electroni lovește ecranul 8, care este acoperit cu o substanță specială care are capacitatea de a străluci atunci când este bombardat cu electroni. Partea interioară a părții late a tubului este acoperită cu un strat conductor special (grafit). Acest strat este anodul principal al tubului 7 și are un contact căruia i se aplică o tensiune pozitivă ridicată. Anodul 3 este un electrod de accelerare.
Luminozitatea punctului luminos de pe ecranul CRT este reglată prin schimbarea tensiunii negative pe electrodul de control 2 folosind potențiometrul „Luminozitate”. În stare normală, tubul este blocat cu tensiune negativă la electrodul de control 2.
Imaginea mediului înconjurător pe ecranul indicatorului de vizualizare generală se obține după cum urmează.
Concomitent cu începerea radiației de către emițătorul de impuls al sondei, este pornit un generator de baleiaj, format dintr-un multivibrator (MB) și un generator de curent dinți de ferăstrău (RCG), care generează impulsuri dinți de ferăstrău. Aceste impulsuri sunt alimentate către sistemul de deflectare 5, care are un mecanism de rotație care este conectat la sincronizatorul de recepție 6.
În același timp, un impuls dreptunghiular de tensiune pozitivă este aplicat pentru a controla electrodul 2 și îl deblochează. Odată cu apariția unui curent în creștere (dinți de ferăstrău) în sistemul de deviere a CRT, fasciculul de electroni începe să devieze ușor de la centru la marginea tubului și pe ecran apare o rază de scanare luminoasă. Mișcarea radială a fasciculului pe ecran este foarte puțin vizibilă. În momentul în care sosește semnalul reflectat, potențialul dintre rețea și catodul de control crește, tubul este deblocat și un punct corespunzător poziției curente a fasciculului care efectuează mișcare radială începe să strălucească pe ecran. Distanța de la centrul ecranului până la punctul luminos va fi proporțională cu distanța până la obiect. Sistemul de deviere are o mișcare de rotație.
Mecanismul de rotație al sistemului de deviere este conectat prin transmisie sincronă la senzorul sincron al antenei 9, astfel încât bobina de deviere se rotește în jurul gâtului CRT sincron și în fază cu antena 12. Ca urmare, apare o rază de scanare rotativă. pe ecranul CRT.
Când antena este rotită, linia de scanare se rotește și noi zone încep să se lumineze pe ecranul indicator, corespunzătoare impulsurilor reflectate de diverse obiecte situate la diferiți lagăre. Pentru o rotație completă a antenei, întreaga suprafață a ecranului CRT este acoperită cu multe linii de scanare radiale, care sunt iluminate numai dacă există obiecte reflectorizante pe rulmenții corespunzători. Astfel, pe ecranul tubului este reprodusă o imagine completă a situației din jurul navei.
Pentru măsurarea aproximativă a distanțelor față de diferite obiecte, pe ecranul CRT sunt aplicate inele de scară (cercuri cu interval fix) folosind iluminarea electronică generată în unitatea PCD. Pentru a măsura cu mai multă acuratețe distanța, radarul folosește un dispozitiv special de telemetru cu așa-numitul cerc de rază în mișcare (MRC).
Pentru a măsura distanța până la orice țintă de pe ecranul CRT, este necesar să rotiți mânerul telemetrului, să aliniați PCD-ul cu marcajul țintei și să luați o citire în mile și zecimi de la un contor conectat mecanic la mânerul telemetrului.
Pe lângă semnalele de eco și inelele de distanță, marcajul de direcție 10 este iluminat pe ecranul CRT (vezi Fig. 1). Acest lucru se realizează prin aplicarea unui impuls pozitiv la grila de control CRT în momentul în care radiația maximă de la antenă trece într-o direcție care coincide cu planul liniei centrale a navei.
Imaginea de pe ecranul CRT poate fi orientată în raport cu DP-ul navei (stabilizare a direcției) sau în raport cu meridianul adevărat (stabilizare la nord). În acest din urmă caz, sistemul de deviere al tubului are și o legătură sincronă cu girocompasul.
Bună seara tuturor :) Navigam pe internet după ce am vizitat o unitate militară cu un număr considerabil de stații radar.
Eram foarte interesat de radarele în sine. Cred că nu sunt doar eu, așa că am decis să postez acest articol :)
Stațiile radar P-15 și P-19
Radarul P-15 UHF este proiectat pentru a detecta ținte care zboară joase. A intrat în serviciu în 1955. Este folosit ca parte a posturilor radar ale formațiunilor de inginerie radio, bateriilor de control ale artileriei antiaeriene și formațiunilor de rachete ale nivelului operațional de apărare aeriană și la nivel tactic al posturilor de control al apărării aeriene.
Stația P-15 este montată pe un vehicul împreună cu sistemul de antenă și este dislocată într-o poziție de luptă în 10 minute. Unitatea de alimentare este transportată într-o remorcă.
Stația are trei moduri de funcționare:
- amplitudine;
- amplitudine cu acumulare;
- puls coerent. 
Radarul P-19 este proiectat să efectueze recunoașterea țintelor aeriene la altitudini joase și medii, să detecteze ținte, să determine coordonatele lor curente în azimut și raza de identificare, precum și să transmită informații radar către posturile de comandă și sistemele asociate. Este o stație radar mobilă cu două coordonate situată pe două vehicule.
Primul vehicul găzduiește echipamente de transmisie și recepție, echipamente anti-blocare, echipamente indicator, echipamente pentru transmiterea informațiilor radar, simulare, comunicare și interfață cu consumatorii de informații radar, control funcțional și echipamente de interogare radar la sol.
Al doilea vehicul găzduiește dispozitivul antenă-rotator radar și unități de alimentare.
Condițiile climatice dificile și durata de funcționare a stațiilor radar P-15 și P-19 au dus la faptul că, până acum, majoritatea radarelor necesită restaurarea resurselor.
Singura cale de ieșire din această situație este considerată a fi modernizarea vechii flote de radare bazate pe radarul Kasta-2E1.
Propunerile de modernizare au avut în vedere următoarele:
Menținerea integrității principalelor sisteme radar (sistem de antenă, antrenare de rotație a antenei, calea microundelor, sistem de alimentare cu energie, vehicule);
Posibilitate de modernizare in conditii de functionare cu costuri financiare minime;
Posibilitatea de a utiliza echipamente radar P-19 lansate pentru a restaura produse care nu au fost actualizate.
Ca urmare a modernizării, radarul mobil cu stare solidă la joasă altitudine P-19 va fi capabil să îndeplinească sarcini de control al spațiului aerian, determinând raza și azimutul obiectelor aeropurtate - avioane, elicoptere, avioane pilotate de la distanță și rachete de croazieră, inclusiv cele care operează. la altitudini joase și extrem de scăzute, pe un fond de reflexii intense de la suprafața subiacentă, obiecte locale și formațiuni hidrometeorologice.
Radarul este ușor de adaptat pentru utilizare în diverse sistemeîn scopuri militare și civile. Poate fi folosit pentru suportul informatic al sistemelor de apărare aeriană, forțelor aeriene, sistemelor de apărare de coastă, forțelor de reacție rapidă și sistemelor de control al traficului pentru aeronavele aviației civile. Pe lângă utilizarea tradițională ca mijloc de detectare a țintelor care zboară joase în interesul forțelor armate, radarul modernizat poate fi utilizat pentru a controla spațiul aerian pentru a suprima transportul de arme și droguri la altitudine joasă, viteză redusă și aeronave de dimensiuni mici în interesul serviciilor speciale și al unităților de poliție implicate în lupta împotriva traficului de droguri și contrabandei cu arme .
Stația radar modernizată P-18
Proiectat pentru a detecta aeronave, a determina coordonatele lor curente și a emite desemnări de ținte. Este una dintre cele mai populare și mai ieftine stații de contorizare. Durata de viață a acestor stații a fost în mare măsură epuizată, iar înlocuirea și repararea lor sunt dificile din cauza lipsei componentelor învechite în prezent.
Pentru a prelungi durata de viață a radarului P-18 și a îmbunătăți o serie de caracteristici tactice și tehnice, stația a fost modernizată pe baza unui kit de instalare care are o resursă de cel puțin 20-25 mii de ore și o durată de viață de 12 ani.
În sistemul de antenă au fost introduse patru antene suplimentare pentru suprimarea adaptivă a interferențelor active, instalate pe două catarge separate.Scopul modernizării este de a crea un radar cu caracteristici de performanță care să îndeplinească cerințele moderne, păstrând în același timp aspectul produsului de bază datorită :
- înlocuirea elementului de bază învechit al echipamentului radar P-18 cu unul modern;
- inlocuirea unui dispozitiv de transmisie cu tub cu unul in stare solida;
- introducerea unui sistem de procesare a semnalului pe procesoare digitale;
- introducerea unui sistem adaptiv de suprimare a interferențelor active de zgomot;
- introducerea sistemelor de prelucrare secundară, monitorizare și diagnosticare a echipamentelor, afișare și control a informațiilor bazate pe un computer universal;
- asigurarea interfeței cu sistemele moderne de control automatizat.
Ca urmare a modernizării:
- volumul echipamentelor a fost redus;
- fiabilitate sporită a produsului;
- imunitate crescută la zgomot;
- caracteristici de precizie îmbunătățite;
- caracteristici de performanță îmbunătățite.
Setul de instalare este încorporat în cabina de control radar în locul echipamentului vechi. Dimensiunile mici ale kit-ului de instalare permit upgradarea produselor la fața locului.
Complexul radar P-40A
Telemetru 1RL128 „Armor”
Telemetrul radar 1RL128 Bronya este un radar universal și, împreună cu altimetrul radar 1RL132, formează complexul radar tridimensional P-40A.
Telemetrul 1RL128 este destinat pentru:
- detectarea țintelor aeriene;
- determinarea razei de inclinare si a azimutului tintelor aeriene;
- ieșirea automată a antenei altimetrului către țintă și afișarea valorii înălțimii țintei conform datelor altimetrului;
- determinarea proprietății de stat asupra țintelor („prieten sau dușman”);
- controlează-ți aeronava folosind indicatorul de vizibilitate general și radioul pentru aeronave R-862;
- găsirea direcției bruiajelor active.
Complexul radar face parte din formațiuni de inginerie radio și formațiuni de apărare aeriană, precum și din unități de rachete antiaeriene (artilerie) și formațiuni militare de apărare aeriană.
Din punct de vedere structural, sistemul de alimentare cu antenă, toate echipamentele și interogatorul radar de la sol sunt plasate pe un șasiu pe șenile autopropulsat 426U cu componentele sale. În plus, găzduiește două unități de putere cu turbine cu gaz.
Radar bidimensional de așteptare „Sky-SV”
Proiectat pentru detectarea și identificarea țintelor aeriene în modul standby atunci când funcționează ca parte a unităților radar de apărare aeriană militară, echipate și neechipate cu echipamente de automatizare.
Radarul este o stație mobilă radar cu impulsuri coerente situată pe patru unități de transport (trei mașini și o remorcă).
Primul vehicul conține echipamente de transmisie și recepție, echipamente anti-interferență, echipamente de indicator, echipamente pentru auto-înregistrare și transmitere a informațiilor radar, simulare, comunicare și documentare, interfață cu consumatorii de informații radar, monitorizare funcțională și diagnosticare continuă, echipamente pentru un interogator radar la sol (GRI).
Al doilea vehicul este echipat cu un dispozitiv de antenă rotativă radar.
A treia mașină are o centrală diesel.
Pe remorcă este amplasat un dispozitiv rotativ de antenă NRZ.
Radarul poate fi echipat cu două indicatoare universale la distanță și cabluri de interfață.
Stație mobilă radar cu trei coordonate 9S18M1 „Dome”
Conceput pentru a furniza informații radar posturilor de comandă ale formațiunilor de rachete antiaeriene și unităților militare de apărare aeriană și posturilor de control ale instalațiilor sistemului de apărare aeriană ale diviziilor de puști și tancuri motorizate echipate cu sistemele de apărare aeriană Buk-M1-2 și Tor-M1.
Radarul 9S18M1 este o stație de detecție a impulsurilor coerente cu trei coordonate și desemnare a țintei care utilizează impulsuri de sondare de lungă durată, care furnizează semnale emise de energie mare.
Radarul este echipat cu echipamente digitale pentru achizitia automata si semiautomata a coordonatelor si echipamente pentru identificarea tintelor detectate. Întregul proces de operare a radarului este cât se poate de automatizat datorită utilizării mijloacelor electronice de calcul de mare viteză. Pentru a îmbunătăți eficiența de funcționare în condiții de interferență activă și pasivă, se folosesc radarele metode moderneși mijloace de protecție împotriva zgomotului.
Radarul 9S18M1 este situat pe un șasiu cu șenile transversale și este echipat cu un sistem autonom de alimentare cu energie, echipamente de navigație, orientare și topografice, telecod și comunicații radio vocale. În plus, radarul are încorporat un sistem de control funcțional automatizat, care asigură detectarea rapidă a unui element de înlocuire defect și un simulator pentru procesarea abilităților operatorului. Pentru a le transfera din poziția de călătorie în poziția de luptă și înapoi, se folosesc dispozitive pentru desfășurarea automată și prăbușirea stației.
Radarul poate funcționa în condiții climatice dure, se poate deplasa cu putere proprie pe drumuri și off-road și poate fi transportat și cu orice tip de transport, inclusiv aerian.
Apărarea Aeriană a Forțelor Aeriene
Stația radar „Oborona-14”
Proiectat pentru detectarea și măsurarea la distanță lungă a distanței și a azimutului țintelor aeriene atunci când funcționează ca parte a unui sistem de control automat sau autonom.
Radarul este amplasat pe șase unități de transport (două semiremorci cu echipament, două cu dispozitiv antenă-catarg și două remorci cu sistem de alimentare). O semiremorcă separată are un post de la distanță cu două indicatoare. Poate fi scos din statie la o distanta de pana la 1 km. Pentru a identifica țintele aeriene, radarul este echipat cu un interogator radio la sol.
Stația folosește un design de sistem de antenă pliabilă, care reduce semnificativ timpul de desfășurare. Protecția împotriva interferențelor active de zgomot este asigurată prin reglarea frecvenței de operare și a unui sistem de autocompensare cu trei canale, care vă permite să formați automat „zerouri” în modelul de radiație al antenei în direcția bruiajelor. Pentru a proteja împotriva interferențelor pasive, se utilizează echipamente de compensare coerentă pe tuburile potențial-scopice.
Stația oferă trei moduri de vizualizare a spațiului:
- „faz inferior” - cu o rază de detectare a țintei mărită la altitudini joase și medii;
- „faz superior” - cu o limită superioară crescută a zonei de detectare în cotă;
Scanări - cu includere alternativă (prin revizuire) a fasciculelor superioare și inferioare.
Stația poate fi funcționată la o temperatură ambientală de ± 50 °C, viteza vântului de până la 30 m/s. Multe dintre aceste stații au fost exportate și sunt încă folosite de trupe.
Radarul Oborona-14 poate fi modernizat pe o bază de elemente modernă folosind transmițătoare cu stare solidă și sistem digital procesarea informatiei. Kitul de instalare dezvoltat al echipamentului ne permite să desfășurăm lucrări de modernizare a radarului direct la locul consumatorului într-un timp scurt, aducând caracteristicile acestuia mai aproape de caracteristicile radarelor moderne și prelungind durata de viață cu 12 - 15 ani la un costă de câteva ori mai mic decât la achiziționarea unei noi stații.
Stația radar „Sky”
Proiectat să detecteze, să identifice, să măsoare trei coordonate și să urmărească ținte aeriene, inclusiv aeronavele fabricate folosind tehnologia stealth. Este folosit în forțele de apărare aeriană ca parte a unui sistem de control automat sau independent.
Radarul universal „Sky” este amplasat pe opt unități de transport (pe trei semiremorci - un dispozitiv antenă-catarg, pe două - echipamente, pe trei remorci - un sistem autonom de alimentare cu energie). Există un dispozitiv la distanță transportat în containere.
Radarul funcționează în intervalul de lungimi de undă metru și combină funcțiile unui telemetru și altimetrului. În această gamă de unde radio, radarul este ușor vulnerabil la proiectilele orientate și la rachetele anti-locație care operează în alte distanțe, iar în raza de operare aceste arme sunt în prezent absente. În plan vertical, scanarea electronică cu un fascicul altimetru este implementată (fără utilizarea defazatoarelor) în fiecare element de rezoluție de gamă.
Imunitatea la zgomot în condiții de interferență activă este asigurată prin reglarea adaptivă a frecvenței de funcționare și un sistem de autocompensare multicanal. Sistemul de protecție pasivă a interferențelor este construit și pe baza autocompensatoarelor de corelație.
Pentru prima dată, pentru a asigura imunitatea la zgomot în condiții de expunere la interferențe combinate, a fost implementată decuplarea spațiu-temporală a sistemelor de protecție împotriva interferențelor active și pasive.
Măsurarea și emiterea coordonatelor se efectuează folosind un echipament de auto-înregistrare bazat pe un computer special încorporat. Disponibil sistem automatizat control și diagnosticare.
Dispozitivul de transmisie este foarte fiabil, ceea ce se realizează prin redundanța de 100% a unui amplificator puternic și utilizarea unui modulator cu stare solidă de grup.
Radarul Nebo poate fi operat la temperaturi ambientale de ± 50 °C și viteze ale vântului de până la 35 m/s.
Radar de supraveghere mobil tridimensional 1L117M
Conceput pentru a monitoriza spațiul aerian și a determina trei coordonate (azimut, rază înclinată, altitudine) ale țintelor aeriene. Radarul este construit pe componente moderne, are un potențial ridicat și un consum redus de energie. În plus, radarul are încorporat un interogator de identificare a stării și echipamente pentru prelucrarea datelor primare și secundare, un set de echipamente indicator de la distanță, datorită cărora poate fi utilizat în sisteme de apărare aeriană automate și neautomatizate și Forțele Aeriene pentru controlul zborului și ghidarea interceptării, precum și pentru traficul de control aerian (ATC).
Radarul 1L117M este o modificare îmbunătățită a modelului anterior 1L117.
Principala diferență a radarului îmbunătățit este utilizarea unui amplificator de putere de ieșire klystron al transmițătorului, care a făcut posibilă creșterea stabilității semnalelor emise și, în consecință, coeficientul de suprimare pasivă a interferențelor și îmbunătățirea performanței împotriva țintelor care zboară joase.
În plus, datorită prezenței acordării frecvenței, performanța radarului în condiții de interferență a fost îmbunătățită. Noi tipuri de procesoare de semnal sunt utilizate în dispozitivul de procesare a datelor radar, sistemul este îmbunătățit telecomandă, control și diagnosticare.
Setul principal de radar 1L117M include:
Mașina nr. 1 (emițător-receptor) constă din: sisteme de antenă inferioară și superioară, o cale de ghid de undă cu patru canale cu echipamente de transmitere și recepție PRL și echipamente de identificare a stării;
Mașina nr. 2 are un dulap de colectare (punct) și un dulap de prelucrare a informațiilor, un indicator radar cu telecomandă;
Vehiculul nr. 3 transportă două centrale diesel (principală și de rezervă) și un set de cabluri radar;
Mașinile nr. 4 și nr. 5 conțin echipamente auxiliare (piese de schimb, cabluri, conectori, kit de instalare etc.). De asemenea, sunt folosite pentru transportul sistemelor de antene dezasamblate.
Privirea de ansamblu asupra spațiului este oferită de rotația mecanică a sistemului de antenă, care formează un model de radiație în formă de V format din două fascicule, dintre care unul este situat într-un plan vertical, iar celălalt într-un plan situat la un unghi de 45 la verticală. Fiecare model de radiație, la rândul său, este format din două fascicule formate la frecvențe purtătoare diferite și având polarizare ortogonală. Transmițătorul radar generează două impulsuri consecutive manipulate de cod de fază la frecvențe diferite, care sunt trimise la fluxurile antenelor verticale și înclinate prin calea ghidului de undă.
Radarul poate funcționa în modul cu frecvență scăzută de repetiție a pulsului, oferind o rază de acțiune de 350 km și în modul de trimitere frecventă cu o rază de acțiune maximă de 150 km. La viteze de rotație mai mari (12 rpm), este utilizat doar modul frecvent.
Sistemul de recepție și echipamentele digitale ale SDC asigură recepția și procesarea semnalelor de eco țintă pe fondul interferențelor naturale și al formațiunilor meteorologice. Radarul procesează ecourile într-o „fereastră în mișcare” cu o rată fixă de alarmă falsă și are procesare interviu pentru a îmbunătăți detectarea țintei împotriva zgomotului de fundal.
Echipamentul SDC are patru canale independente (unul pentru fiecare canal de recepție), fiecare dintre ele constând dintr-o parte coerentă și de amplitudine.
Semnalele de ieșire ale celor patru canale sunt combinate în perechi, ca urmare a căror amplitudine normalizată și semnale coerente ale fasciculelor verticale și oblice sunt furnizate extractorului radar.
Cabinetul de achiziție și procesare a informațiilor primește date de la echipamentul PLR și de identificare a stării, precum și semnale de rotație și sincronizare și oferă: selectarea unui canal de amplitudine sau coerent în conformitate cu informațiile hărții de interferență; prelucrarea secundară a imaginilor radar cu construcția de traiectorii pe baza datelor radar, combinând marcatoare radar și echipamente de identificare a stării, afișarea situației aerului pe ecran cu formulare „legate” de ținte; extrapolarea locației țintei și predicția coliziunii; introducere și afișare informatii grafice; controlul modului de identificare; rezolvarea problemelor de ghidare (interceptare); analiza și afișarea datelor meteorologice; evaluarea statistică a funcționării radarului; generarea și transmiterea mesajelor de schimb către punctele de control.
Sistemul de monitorizare și control de la distanță asigură funcționarea automată a radarului, controlul modurilor de funcționare, efectuează monitorizarea funcțională și de diagnosticare automată a stării tehnice a echipamentelor, identificarea și depanarea cu afișarea metodelor de efectuare a lucrărilor de reparații și întreținere.
Sistemul de monitorizare de la distanță asigură localizarea a până la 80% din defecțiuni cu o precizie a unui element de înlocuire tipic (REE), în alte cazuri - până la un grup de TEZ. Ecranul de afișare al locului de muncă oferă o afișare completă a indicatorilor caracteristici ai stării tehnice a echipamentelor radar sub formă de grafice, diagrame, diagrame funcționaleși note explicative.
Este posibilă transmiterea datelor radar prin linii de comunicație prin cablu către echipamentele de afișare la distanță pentru controlul traficului aerian și furnizarea de sisteme de ghidare și control al interceptării. Radarul este alimentat cu energie electrică de la sursa de alimentare autonomă inclusă; se poate conecta și la retea industriala 220/380 V, 50 Hz.
Stația radar „Casta-2E1”
Conceput pentru a controla spațiul aerian, a determina raza de acțiune și azimutul obiectelor aeriene - avioane, elicoptere, avioane pilotate de la distanță și rachete de croazieră care zboară la altitudini joase și extrem de scăzute, pe fondul reflexiilor intense de la suprafața subiacentă, obiectelor locale și formațiunilor hidrometeorologice.
Radarul mobil cu stare solidă Kasta-2E1 poate fi utilizat în diverse sisteme în scopuri militare și civile - apărare aeriană, apărare de coastă și controlul frontierelor, controlul traficului aerian și controlul spațiului aerian în zonele aerodromului.
Caracteristicile distinctive ale stației:
- constructie bloc-modulara;
- interfatarea cu diversi consumatori de informatii si emiterea datelor in mod analogic;
- sistem automat control și diagnosticare;
- kit suplimentar antenă-catarg pentru instalarea antenei pe un catarg cu o înălțime de ridicare de până la 50 m
- construcție radar cu semiconductor
- calitate superioară informații de ieșire atunci când sunt expuse la interferențe cu impulsuri și zgomot activ;
- capacitatea de a proteja și interfața cu mijloacele de protecție împotriva rachetelor antiradar;
- capacitatea de a determina naționalitatea țintelor detectate.
Radarul include o mașină hardware, o antenă, o unitate electrică pe o remorcă și o telecomandă la locul de muncă operator, permițându-vă să controlați radarul dintr-o poziție protejată la o distanță de 300 m.
Antena radar este un sistem format din două antene oglindă cu alimentare și antene de compensare situate pe două etaje. Fiecare oglindă antenă este realizată din plasă metalică, are un contur oval (5,5 m x 2,0 m) și este formată din cinci secțiuni. Acest lucru face posibilă stivuirea oglinzilor în timpul transportului. La utilizarea unui suport standard, poziția centrului de fază al sistemului de antenă este asigurată la o înălțime de 7,0 m. Revizuirea în planul de elevație se realizează prin formarea unui fascicul de formă specială, în azimut - datorită rotației circulare uniforme. la o viteză de 6 sau 12 rpm.
Pentru a genera semnale sonore în radar, se folosește un transmițător solid, realizat pe tranzistoare cu microunde, care face posibilă obținerea unui semnal cu o putere de aproximativ 1 kW la ieșire.
Dispozitivele de recepție efectuează procesarea analogică a semnalelor de la trei canale de recepție principale și auxiliare. Pentru a amplifica semnalele primite, se folosește un amplificator cu microunde cu zgomot scăzut, cu un coeficient de transmisie de cel puțin 25 dB, cu un nivel de zgomot intrinsec de cel mult 2 dB.
Modurile radar sunt controlate de la stația de lucru a operatorului (OW). Informațiile radar sunt afișate pe un indicator cu semn de coordonate cu un diametru al ecranului de 35 cm, iar rezultatele monitorizării parametrilor radar sunt afișate pe un indicator cu semn de tabel.
Radarul Kasta-2E1 rămâne operațional în intervalul de temperatură de la -50 °C la +50 °C în condiții de precipitații (îngheț, rouă, ceață, ploaie, zăpadă, gheață), încărcări ale vântului de până la 25 m/s și locație. a radarului la altitudine de până la 2000 m deasupra nivelului mării. Radarul poate funcționa continuu timp de 20 de zile.
Pentru a asigura disponibilitatea ridicată a radarului, există echipamente redundante. În plus, setul radar include echipamente și accesorii de rezervă (SPTA) concepute pentru un an de funcționare a radarului.
Pentru a asigura disponibilitatea radarului pe toată durata de viață, piesele de schimb și accesoriile de grup sunt furnizate separat (1 set pentru 3 radare).
Durata medie de viață a radarului înainte de reparații majore este de 1 15 mii de ore; termen mediu durata de viață înainte de revizie majoră - 25 de ani.
Radarul Kasta-2E1 are o capacitate ridicată de modernizare în ceea ce privește îmbunătățirea caracteristicilor tactice și tehnice individuale (creșterea potențialului, reducerea volumului de echipamente de procesare, echipamente de afișare, creșterea productivității, reducerea timpului de desfășurare și implementare, creșterea fiabilității etc.). Este posibil să furnizați radarul într-o versiune container folosind un afișaj color.
Stația radar „Casta-2E2”
Proiectat pentru a controla spațiul aerian, a determina raza de acțiune, azimutul, altitudinea de zbor și caracteristicile rutei obiectelor aeriene - avioane, elicoptere, avioane pilotate de la distanță și rachete de croazieră, inclusiv cele care zboară la altitudini joase și extrem de scăzute, pe fondul reflexiilor intense de la suprafața de bază. , obiecte locale și formațiuni hidro-meteorologice. Radarul complet tridimensional de joasă altitudine al modului de așteptare „Casta-2E2” este utilizat în sistemele de apărare aeriană, apărarea de coastă și controlul frontierelor, controlul traficului aerian și controlul spațiului aerian în zonele aerodromului. Se adaptează cu ușurință la utilizarea în diverse sisteme civile.
Caracteristicile distinctive ale stației:
- construcția bloc-modulară a majorității sistemelor;
- desfășurarea și prăbușirea unui sistem standard de antenă folosind dispozitive electromecanice automate;
- prelucrarea complet digitală a informațiilor și capacitatea de a le transmite prin canale telefonice și canale radio;
- construcția complet în stare solidă a sistemului de transport;
- posibilitatea instalării antenei pe un suport ușor de mare altitudine de tip Unzha, care asigură ridicarea centrului de fază la o înălțime de până la 50 m;
- capacitatea de a detecta obiecte mici pe fundalul unor reflexii intense interferente, precum și elicoptere care plutesc în timp ce detectează simultan obiecte în mișcare;
- protecție ridicată la interferența impulsurilor asincrone atunci când se lucrează în grupuri dense de echipamente radio-electronice;
- un complex distribuit de instrumente de calcul care asigură automatizarea proceselor de detectare, urmărire, măsurare a coordonatelor și identificarea naționalității obiectelor aeriene;
- capacitatea de a emite informații radar consumatorului sub orice formă convenabilă acestuia - analogică, digital-analogică, coordonată digitală sau urmărire digitală;
- prezența unui sistem de monitorizare a diagnosticului funcțional încorporat, care acoperă până la 96% din echipament.
Radarul include vehicule hardware și antene, centrale electrice principale și de rezervă, montate pe trei vehicule de teren KamAZ-4310. Dispune de o stație de lucru pentru operator la distanță care asigură controlul radarului, situat la o distanță de 300 m de acesta.
Designul stației este rezistent la efectele presiunii excesive în frontul undei de șoc și este echipat cu dispozitive sanitare și de ventilație individuală. Sistemul de ventilație este proiectat să funcționeze în modul de recirculare fără utilizarea aerului de admisie.
Antena radar este un sistem format dintr-o oglindă cu curbură dublă, un ansamblu de alimentare cu claxon și antene de suprimare a lobilor laterali. Sistemul de antenă formează două fascicule cu polarizare orizontală de-a lungul canalului radar principal: ascuțit și cosecant, care acoperă un anumit sector de vizualizare.
Radarul folosește un transmițător solid format din tranzistoare cu microunde, ceea ce face posibilă recepția la ieșire a unui semnal cu o putere de aproximativ 1 kW.
Modurile radar pot fi controlate fie prin comenzile operatorului, fie prin utilizarea capacităţilor unui complex de instrumente de calcul.
Radarul asigură o funcționare stabilă la temperaturi ambientale de ±50 °C, umiditate relativă a aerului de până la 98% și viteze ale vântului de până la 25 m/s. Altitudinea deasupra nivelului mării este de până la 3000 m. Soluțiile tehnice moderne și baza de elemente utilizate la crearea radarului Kasta-2E2 au făcut posibilă obținerea de caracteristici tactice și tehnice la nivelul celor mai bune modele străine și interne.
Va multumesc tuturor pentru atentie :)
