Аэродромный обзорный радиолокатор АОРЛ-85(85ТК). Построение и эксплуатация

Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственная корпорация по
организации воздушного движения в Российской Федерации»
Некоммерческое образовательное учреждение
«КОРПОРАТИВНЫЙ ЦЕНТР ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА - ИНСТИТУТ
АЭРОНАВИГАЦИИ»
СИБИРСКИЙ ФИЛИАЛ
УТВЕРЖДАЮ
ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНЫЙ КУРС
«АЭРОДРОМНЫЙ ОБЗОРНЫЙ РАДИОЛОКАТОР АОРЛ-85(85ТК). ПОСТРОЕНИЕ И
ЭКСПЛУАТАЦИЯ»
г. Красноярск
2013 г.
УДК 621.396.96
Аэродромный радиолокатор АОРЛ-85:
/ В.И. Коломиец, Н.П.
Филимонов.; -Красноярск.: Сибирский филиал Института аэронавигации,
2013. – 161 с.
В учебном пособии рассматриваются основные принципы построения
аэродромного обзорного радиолокатора АОРЛ-85 и его модификаций АОРЛ85К, АОРЛ-85ТК.
На уровне структурных, функциональных схем описана работа
основных систем РЛС.
При подготовке пособия
использованы материалы технических
описаний и руководств по эксплуатации радиолокационного комплекса
АОРЛ-85 и его модификаций.
Материалы пособия предназначены для курсов повышения
квалификации
инженерно-технического
персонала
служб
ЭРТОС
предприятий ГА.
Учебное пособие подготовлено к.т.н., доцентом Коломийцем В.И,
к.т.н., доцентом Филимоновым Н.П.
Оглавление
Введение .............................................................................................................................6
Программные вопросы по курсу «Аэродромный обзорный радиолокатор АОРЛ85(85ТК). Построение и эксплуатация» ......................................................................................7
1 Общие сведения об АОРЛ-85 и его модификациях ....................................................9
1.1 Назначение, состав АОРЛ-85 и требования к нему .............................................9
1.2 Тактико-технические характеристики АОРЛ-85 и его модификаций ..............12
1.3 Особенности обзора пространства в АОРЛ-85 ...................................................14
1.4 Принцип работы АОРЛ-85 по структурной схеме .............................................15
2 Антенная система и фидерные тракты АОРЛ-85 ......................................................19
2.1 Принцип построения антенной системы РЛС ....................................................19
2.2 Устройство и работа элементов фидерного тракта ............................................22
3 Передающее устройство первичного канала .............................................................24
3.1 Назначение и технические характеристики передающего устройства ПК ......24
3.2 Структурная схема передающего устройства ПК ..............................................25
3.2.1 Принцип работы устройства преобразования и фильтрации ....................29
3.2.2 Предварительный усилитель мощности. Принцип работы, варианты
технической реализации .....................................................................................................32
3.2.3 Устройство и работа выходного усилителя мощности (ВУМ) ..................37
3.2.4 Устройство и принцип работы высоковольтного выпрямителя ................40
4 Приемное устройство первичного канала ..................................................................43
4.1 Технические характеристики приемного устройства ПК ..................................43
4.2 Структурная схема приемного устройства ПК ...................................................45
4.3 Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ПК ..........................50
5 Устройство обработки видеосигналов........................................................................54
5.1 Назначение и технические характеристики устройства обработки
видеосигналов ..........................................................................................................................54
5.2 Структурная схема УОВС .....................................................................................55
5.2.1 Компенсатор ....................................................................................................57
5.2.2 Видеоусилители фазового и амплитудного каналов ..................................59
5.2.3 Структурная схема модернизированного УОВС .........................................60
5.2.4 Плата процессора цифровой обработки сигналов ПЦОВ-2 .......................62
5.2.5 Устройство синхронизации ...........................................................................66
3
6 Аппаратура вторичного канала ...................................................................................71
6.1 Тактико-технические характеристики аппаратуры вторичного канала АОРЛ85 (85К, 85Т, 85ТК) .................................................................................................................71
6.2 Структурная схема вторичного канала АОРЛ-85...............................................71
6.3 Принцип работы передатчиков запроса и подавления ВК по структурной
схеме .........................................................................................................................................74
6.4 Приемные устройства ВК режима УВД и RBS ..................................................76
6.5 Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ВК ..........................81
7 Аппаратура первичной обработки информации........................................................83
7.1 Задачи обработки радиолокационной информации ...........................................83
7.2 Структура и алгоритмы системы обработки радиолокационной информации
...................................................................................................................................................85
7.3 Структурная схема АПОИ "ПРИОР" ...................................................................86
7.3.1 Назначение и принцип работы процессора обработки информации
первичного радиолокатора (ПОИ ПРЛ) ............................................................................88
7.3.2 Процессор обработки информации вторичного радиолокатора (ПОИ
ВРЛ) ....................................................................................................................................102
7.3.4 Процессор траекторных данных (ПТД) ......................................................113
7.3.5 Контроллер растрового монитора (КРМ) ...................................................116
8 Эксплуатация АОРЛ-85 .............................................................................................120
8.1 Проверка работоспособности и настройка аппаратуры АОРЛ-85 .................120
8.1.1 Эксплуатационные настройки и регулировки передающего устройства
ПК........................................................................................................................................120
8.1.2 Эксплуатационные проверки и регулировки передатчика ВК.................124
8.1.3 Эксплуатационные проверки и регулировки приемных устройств ПК ..125
8.2 Наземная проверка АОРЛ-85 .............................................................................128
8.3 Регламент технического обслуживания АОРЛ-85 ...........................................131
8.4 Эксплуатационная документация и правила ее ведения .................................133
8.5 Эксплуатационные показатели надежности .....................................................134
8.6 Из опыта эксплуатации в режиме круглосуточной работы колонны привода
АОРЛ-85ТК ............................................................................................................................135
Приложение А ................................................................................................................140
Приложение Б ................................................................................................................142
Вопросы модуль 1 АОРЛ-85 .....................................................................................142
Вопросы модуль 2 АОРЛ-85 .....................................................................................145
Вопросы модуль 4 АОРЛ-85 .....................................................................................147
4
Вопросы модуль 5 АОРЛ-85 .....................................................................................149
Вопросы модуль 6 АОРЛ-85 .....................................................................................151
Вопросы модуль 7 АОРЛ-85 .....................................................................................154
Вопросы модуль 8 АОРЛ-85 .....................................................................................157
Вопросы модуль3 АОРЛ-85 ......................................................................................159
5
Введение
В начале 1980-х гг. была заказана глубокая модернизация аэродромного
радиолокатора ДРЛ-7см. В результате была разработана совершенно новая РЛС,
названная впоследствии, как АОРЛ-85.
В новом радиолокаторе был использован широкополосный ЛЧМ зондирующий
сигнал, система защиты от пассивных помех на приборах с зарядной связью, аппаратура
первичной обработки «Вуокса» во вторичном канале установлен двухрежимный (УВД и
RBS) ВРЛ.
За период с 1985 г. изделие АОРЛ-85 подвергалось ряду модернизаций. Была
увеличена дальность действия вторичного канала РЛК до 400 км, вместо морально и
физически устаревшей АПОИ «Вуокса» установлена современная аппаратура «Приор», в
передатчик введен МОНО зондирующий сигнал. С учетом этого изделие АОРЛ-85 и его
модификации являются самым массовым аэродромным радиолокатором ГА.
В предлагаемом учебном материале изложены принципы построения и
функционирования основных систем изделия АОРЛ-85 и практические вопросы его
эксплуатации.
6
Программные вопросы по курсу «Аэродромный обзорный
радиолокатор АОРЛ-85(85ТК). Построение и эксплуатация»
Содержание учебных вопросов раздела программы:
1. Общие сведения об АОРЛ-85 и его модификациях




Назначение, состав АОРЛ-85 и требования к нему;
Тактико-технические характеристики АОРЛ-85 и его модификаций;
Особенности обзора зоны действия АОРЛ-85;
Принцип работы АОРЛ-85 по структурной схеме (взаимодействие элементов при
передаче зондирующего сигнала и приеме отраженных).
2. Антенная система и фидерные тракты АОРЛ-85


Принцип построения антенной системы РЛС;
Устройство и работа элементов фидерного тракта.
3. Передающее устройство первичного канала






Назначение и технические характеристики передатчика ПК;
Структурная схема передающего устройства ПК;
Принцип работы устройства преобразования и фильтрации (Функциональная схема,
формирование ЛЧМ сигнала на ПЧ и на рабочих частотах) ;
Устройство и принцип работы предварительного УМ;
Устройство и работа выходного УМ (модулятор ВУМ, установка СВЧ прибора);
Устройство и принцип работы высоковольтного выпрямителя ± 12 кВ.
4. Приемное устройство первичного канала



Технические характеристики приемного устройства ПК;
Структурная схема приемного устройства ПК;
Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ПК (схемы ШАРУ, ВАРУ).
5. Устройство обработки видеосигналов


Назначение и технические характеристики устройства обработки видеосигналов
(УОВС);
Структурная и функциональная схемы УОВС.
6. Аппаратура вторичного канала





Тактико-технические характеристики вторичного канала;
Взаимодействие устройств вторичного канала по структурной (функциональной)
схеме;
Принцип работы передатчиков запроса и подавления ВК по структурной схеме;
Приемные устройства ВК режима УВД и RBS. Работа по структурной схеме;
Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ВК.
7
7. Аппаратура первичной обработки информации




Задачи обработки радиолокационной информации. Общая характеристика АПОИ;
Структура и алгоритмы системы обработки радиолокационной информации в АПОИ;
o Обнаружение сигналов ВС;
o Измерение координат ВС;
o Устройство квантования сигналов ПК;
Назначение, состав и принцип работы АПОИ ПРИОР по структурной схеме;
Аппаратура документирования, контроля и мультирадарного сопровождения.
8. Контрольный ИКО и аппаратура КДП


Назначение, состав и принцип работы КИКО по схеме;
Система ТУ-ТС АОРЛ-85. Взаимодействие РЛС с аппаратурой КДП.
9. Эксплуатация АОРЛ-85
Проверка работоспособности и настройка аппаратуры АОРЛ-85.







Эксплуатационные настройки и регулировки передающего устройства;
Эксплуатационные проверки и регулировки приемных устройств РЛС;
Эксплуатационные проверки и регулировки приемных устройств ВК;
Наземная проверка АОРЛ-85;
Регламент технического обслуживания (ТО) РЛС;
Содержание технологических карт и методика выполнения ТО;
Эксплуатационная документация и правила ее ведения.
8
1 Общие сведения об АОРЛ-85 и его модификациях
1.1 Назначение, состав АОРЛ-85 и требования к нему
Обзорный радиолокатор аэродромный АОРЛ-85 предназначен для обнаружения и
измерения координат (азимут-дальность) воздушных судов в районе аэродрома с последующей
передачей информации о воздушной обстановке и центры (пункты) ОВД для целей контроля и
обеспечения управления воздушным движением.
АОРЛ должен быть размещен таким образом, чтобы в секторах ответственности зоны ОВД
величины углов закрытия по углу места с высоты фазового центра антенны составляли не более
0,5° при работе в автономном режиме.
Требования к составу обзорных радиолокаторов аэродромных:








АФС;
приемо-передающая аппаратура первичного канала;
приемо-передающая аппаратура встроенного вторичного канала;
аппаратура обработки радиолокационной информации;
аппаратура передачи данных;
система контроля, управления и сигнализации;
комплект ЗИП;
комплект эксплуатационной документации.
Примечание: допускается отсутствие в составе АОРЛ вторичного канала.
В состав АОРЛ-85 входят два прицепа (контейнера) с основным и резервным комплектом
оборудования (АФС; приемо-передающая аппаратура первичного канала; приемо-передающая
аппаратура встроенного вторичного канала; аппаратура обработки радиолокационной
информации; аппаратура передачи данных; система контроля, управления и сигнализации;
контрольный индикатор) и аппаратура КДП со средствами дистанционного управления и
контроля. В качестве АПОИ в АОРЛ-85 используются изделия ВУОКСА (в первоначальной
модификации) и ПРИОР.
9
Рисунок 1.1.1 Внешний вид полукомплекта АОРЛ-85
Основные характеристики ОРЛ-А должны соответствовать требованиям, приведенным в
таблице 1.1:
Таблица 1.1. Требования к ОРЛ-А
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование характеристики
Максимальная дальность действия
Угол обзора в горизонтальной плоскости
Минимальная дальность действия, не более
Период обновления информации, не более
Диапазон рабочих волн
Среднеквадратическая ошибка определения
координат цели по выходу с АПОИ:
- по дальности, не более
- по азимуту, не более
Единица
измерения
км
градус
км
с
см
Норматив
Вариант Б1
160
360
2
6
23 или 10
Вариант Б2
50-100
360
1,5
6
23 или 10
м
градус
200
0,4
200
0,4
Примечания:
1. Нормативы установлены для вероятности правильного обнаружения не менее 0,8 при
вероятности ложной тревоги равной 10-6 по ВС с ЭОП, равной 15 м2, при высоте полета ВС 6000 м.
10
2. При сопряжении ОРЛ-А с ВРЛ вероятность объединения координатной и
дополнительной информации не менее 0,9.
3. Разрешающая способность ОРЛ-А определяется ЭД.
Требования к размещению АОРЛ-85 на позиции
АОРЛ-85 размещается вблизи КТА аэродрома. При установке на позиции аппаратный и
агрегатный контейнеры необходимо ориентировать таким образом, чтобы антенны РЛС не
затеняли друг друга в направлении основных обслуживаемых направлений полетов. Расстояние
между кузовами составляет до (25….27) м. Расстояние до КДП по прямой видимости не должно
превышать 3 км.
Для сохранения точностных характеристик по вторичному каналу (ВК) и получения
минимального числа ложных запросов от отражателей необходимо выполнение следующих
условий:


в радиусе 100 м все сооружения и антенны должны быть ниже линии, проведенной от нижней
кромки антенны ВК под углом минус 5 градусов:
крупногабаритные сооружения (к которым не относится второй комплект АОРЛ), находящиеся
на расстоянии от 100 до 600 м, должны быть высотой не более 3,5 м, причем желательно,
чтобы в зоне трасс не было вертикальных отражений от поверхностных сооружений. Мачты и
эстакады должны находиться на удалении более 600 м.
Контрольный ответчик должен размещаться на удалении, обеспечивающем уровень
сигнала на выходе антенной системы ВК минус 40 - минус 80 дБ, но не менее 200 м. Высота
размещения антенны контрольного ответчика должна быть такова, чтобы угол места антенны
контрольного ответчика относительно антенны РЛС был не менее минус 1 градуса. На трассе
распространения радиоволн между антеннами АОРЛ и контрольного ответчика не должно быть
отражателей в секторе ± 5 градусов. Трасса не должна перекрываться движущимися или стоящими
на стоянках ВС.
При наличии углов закрытия дальность ВК АОРЛ-85Т действия снижается до значений,
приведенных в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Дальность действия ВК АОРЛ-85Т
Угол закрытия,
градус
менее 0,06
менее 0,25
менее 0,50
Высота полёта ВС, м
3000
220
190
160
5000
275
255
225
10000
390
370
350
11
1.2 Тактико-технические характеристики АОРЛ-85 и его модификаций
Аэродромный обзорный радиолокатор АОРЛ-85 предназначен для осуществления контроля
и управления воздушным движением самолетов ГА в зоне аэродрома со средней и малой
интенсивностью полетов.
Радиолокатор АОРЛ-85 обеспечивает:




прием, обработку и преобразование радиолокационной информации, получаемой по
первичному и вторичному каналам;
трансляцию информации в цифровом и аналоговом виде по кабельным и широкополосным
линиям на КДП на расстоянии до 3 км;
отображение аналоговой информации первичного и вторичного каналов на экране
контрольного индикатора кругового обзора;
дистанционное управление работой РЛС с использованием аппаратуры ТУ-ТС с КДП.
Основные тактико-технические характеристики базового варианта АОРЛ-85:
Дальность действия первичного канала РЛС при углах закрытия не более 10 минут и
вероятности правильного обнаружения Робн = 0,8 составляет:
Таблица 1.3. В режиме СДЦ+ПАС
Высота (м)
1200
3600
6000
Дальность (км)
6-65
10-80
12-100
Таблица 1.4. В режиме МЕТЕО (ЗАДЕРЖ)
Высота (м)
1200
3600
6000
Дальность (км)
6-50
10-70
12-80
Таблица 1.5. Дальность действия вторичного канала РЛС при углах закрытия не более 3
градусов и вероятности правильного обнаружения Робн = 0,9
Высота (м)
1200
3600
6000
Дальность (км)
6-80
10-120
12-120
12
Таблица 1.6. Основные тактико-технические характеристики
№ п/п Наименование характеристики
1
Минимальная дальность обнаружения по первичному и
вторичному каналам на высоте 400 м
2
Точность измерения координат с выхода АПОИ:
по дальности
по азимуту
3
Разрешающая способность с выхода АПОИ:
по дальности
по азимуту
4
Темп обзора зоны действия
5
Коэффициент подпомеховой видимости
6
Зона действия СДЦ при V ВС =40…1500 км/ ч
7
Время перехода с комплекта на комплект
8
Питание от 4-хпроводной сети
9
Допустимая скорость ветра
Рабочая
Флюгерная
10
Среднее время наработки на отказ
11
Среднее время восстановления
12
Ресурс
13
Срок службы
значение
более 3 км
не более 250 м
не более 15 минут
не более 1000 м
не более 9 градусов
6 сек ( 10 об/мин)
18 дБ
не менее 50 км
не более 7 мин
380 В ±38 50 Гц
25 м/сек
50 м/сек
не менее 7000 ч
не более 1 час
80 000 час
10 лет
Основные тактико-технические характеристики АОРЛ-85 ТК
Ниже приведены отличия в ТТХ модификации АОРЛ-85ТК от базового варианта,
рассмотренного ранее. В передатчике ПК введен режим МОНО - режим формирования гладкого
монохроматического (без внутриимпульсной модуляции) импульса - за счет чего снижена
минимальная дальность действия РЛС. В ВК увеличена мощность передатчика и, соответственно,
максимальная дальность действия.
Таблица 1.7. Основные тактико-технические характеристики
№ п/п Наименование характеристики
значение
1
Максимальная дальность
первичный канал
120 км
вторичный канал
360 км
2
Минимальная дальность
первичный канал
1,5 км – 3,5 км
вторичный канал
2,5 км . ( 3 км )
3
Точность измерения координат с выхода АПОИ: Первичный канал
по дальности
не более 150 м
по азимуту
не более 12 угловых минут
4
Точность измерения координат с выхода АПОИ: Вторичный канал
по дальности
не более 160 м
по азимуту
не более 15 угловых минут
5
Разрешающая способность с выхода АПОИ: Первичный канал
13
№ п/п Наименование характеристики
значение
по дальности
не более 600 м
по азимуту
не более 4,1 градус
6
Разрешающая способность с выхода АПОИ: Вторичный канал
по дальности
не более 800 м
по азимуту
не более 5,3 градуса на 100 км
не более 3,9 градуса на 300 км
Таблица 1.8. Дальность действия вторичного канала РЛС при углах закрытия не более 10
угловых минут и вероятности правильного обнаружения Робн = 0,9
№ п/п
1
2
3
4
Высота (м)
1200
3600
6000
10 000
Дальность (км)
6-80
10-120
12-260
12-350
1.3 Особенности обзора пространства в АОРЛ-85
Обзор зоны действия во всех модификациях АОРЛ-85 реализован последовательным
способом по азимуту, по углу места - параллельным.
Последовательный обзор по азимуту обеспечивается вращением зеркальной антенны со
скоростью 10 об/мин при помощи электромеханического привода. Зеркальная антенна ПК АОРЛ85 формирует узкую диаграмму направленности (ДН) в горизонтальной плоскости и две широких
ДН косекансной формы в вертикальной плоскости, обеспечивающих одновременный просмотр
зоны действия РЛС по углу места.
Рисунок 1.3.1. Обзор зоны действия в АОРЛ-85 по углу места. 1 - диаграмма
направленности нижних углов; 2- диаграмма направленности верхних углов
Для работы по радиолокационным целям, находящимся на больших дальностях под
малыми углами места, используется основная ДН (нижний луч) 1, формируемая облучателем
нижних углов (НУ). Верхний луч ДН, формируемый облучателем верхних углов (ВУ) 2,
14
приподнят по углу места до примерно 10 градусов, что позволяет ослабить в тракте ПК величину
сигналов, отражённых от местных предметов.
Обзор зоны действия вторичного канала РЛК производится антенной конструктивно
совмещенной с антенной ПК, при этом формируется одна ДН по запросу на частоте 1030 МГц,
обеспечивающая одновременный обзор угломестной плоскости.
На прием формируется две ДН: на частоте 740 МГц для режима УВД и на 1090 МГц - для
RBS.
1.4 Принцип работы АОРЛ-85 по структурной схеме
Работа первичного канала АОРЛ-85
Импульсы запуска из блока синхронизации и сопряжения первичного канала поступают в
блок устройства преобразования и фильтрации (УПФ) приёмного устройства соответствующего
комплекта, где формируется радиочастотный сигнал длительностью 29 мкс с внутриимпульсной
линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). ЛЧМ сигнал поступает на вход передатчика первичного
канала на предварительный усилитель мощности передатчика, в качестве которого использована
лампа бегущей волны средней мощности. В последних выпусках РЛС предварительный усилитель
построен на лампах ГМИ-46. Выходной усилитель мощности СВЧ передатчика выполнен на
амплитроне МИУ-76 или МИУ-90. Усиленный зондирующий сигнал через антенный
переключатель на ферритовом циркуляторе поступает в антенну.
Антенно-фидерное устройство РЛС состоит из зеркала двойной кривизны и двух рупорных
облучателей и формирует в пространстве диаграмму направленности по закону cosec 2 . За счёт
смещения облучателей нижних углов (НУ) и верхних углов (ВУ) формируются основной (НУ) и
дополнительный (ВУ) лучи диаграммы направленности. При этом, основной (нижний) луч
используется для излучения СВЧ энергии и её приёма, как по первичному, так и по вторичному
каналам. Дополнительный луч используется только на приём и только по первичному каналу.
15
Рисунок 1.4.1 Упрощенная структурная схема АОРЛ-85
16
Зона действия верхнего луча регулируется по дальности в пределах 0 … 50 км с
установленной дискретностью. Использование дополнительного (верхнего) луча
увеличивает зону обзора РЛС в вертикальной плоскости и позволяет реализовать
эффективные алгоритмы подавления отражений от местных предметов.
В состав антенного устройства входит преобразователь «Вал-код», с которого
снимается азимутальная информация в виде масштабных азимутальных импульсов
(МАИ). МАИ поступают в шкаф синхронизации и сопряжения и используются при
обработке отраженных сигналов.
Передача электромагнитной энергии между вращающейся антенной и
неподвижными узлами приёмо-передающей системы осуществляется с помощью блока
вращающихся переходов.
Сигналы, отраженные от ВС, принимаются антенной РЛС и по фидерному тракту
поступают в приемник ПК. Каждый из приемников первичного канала имеет два входа:
один для сигналов, поступающих от облучателя нижних углов, а второй от облучателя
верхних углов. Коммутация этих входов производится по высокой частоте с помощью
коммутаторов, размещенных в приемных устройствах. Управление коммутатором временное. Оно производится специальным импульсом переключения. Длительность
импульса переключения может изменяться в зависимости от положения переключателя,
размещенного на лицевой панели шкафа синхронизации и сопряжения. При этом сигналы
от облучателя верхних углов могут подаваться до различных значений рабочей дальности
0, 10, 20, 30, 40 и 50 км. Эта дальность устанавливается в зависимости от рельефа
местности: чем более он гористый, тем больше должна быть зона верхних углов.
Использование сигналов с антенны ВУ наряду с положительным качеством (уменьшение
мощности отраженных сигналов от местных предметов) понижает дальность обнаружения
низколетящих целей. Поэтому наиболее приемлема установка рабочей дальности по
верхним углам до 20 км.
Принятый эхо-сигнал проходит через антенный переключатель и коммутатор ВЧ,
который служит для защиты входных цепей приемника, и поступает на вход каскада УВЧ,
конструктивно размещённого в передатчике первичного канала соответствующего
комплекта. После усиления эхо-сигнал поступает в приемное устройство первичного
канала ПРМ ПК, где он преобразуется на промежуточную частоту 20 МГц, усиливается и
сжимается в оптимальном фильтре по длительности до величины примерно 3 мкс. При
сжатии амплитуда полезного сигнала увеличивается относительно уровня шумов
примерно в 8 раз по мощности.
Далее полезный сигнал на промежуточной частоте поступает на вход системы
СДЦ, где проходит обработку в схеме двукратной ЧПК на приборах с зарядной связью. В
результате обработки выделяются сигналы от движущихся целей и подавляются сигналы
от местных предметов и низкоскоростных метеообразований.
С выхода приемного устройства первичного канала обработанный видеосигнал
через блок сопряжения ШСС поступает на вход АПОИ «ВУОКСА» или «Приор».
17
Одновременно видеосигнал с блока сопряжения поступает в соответствующий
блок синхронизации и сопряжения, оттуда через блок сигналов аппаратуры КДП подается
на индикатор кругового обзора.
Работа вторичного канала
Вторичный канал РЛС работает в режимах УВД и RBS. Частота запросных
сигналов – 1030 МГц, ответных – 740МГц в режиме УВД и 1090 МГц в RBS.
В состав шкафа вторичного канала (ВК) входят модули передатчика, приемники и
дешифраторы УВД и RBS.
Передатчик ВК формирует в каждом периоде запросные сигналы с кодами
УВД+RBS и импульс подавления ложных запросов (ПБЛ) по боковым лепесткам ДН
основного канала. Запросные сигналы УВД и RBS через переключатель и циркулятор 3
поступают на облучатель вторичного канала МД, конструктивно совмещенного с
облучателем первичного канала.
Для борьбы с сигналами боковых лепестков во вторичном канале используются
антенны подавления. При подавлении ложных запросов импульс ПБЛ через
переключатель и циркулятор поступает к рупорным облучателям антенны подавления
МД.
Ответные сигналы ВС в каждом диапазоне одновременно обрабатываются в двух
раздельных приемниках. В результате совместной обработки на выходе вторичного
канала присутствует только сигнал от основного луча ДН антенны.
В РЛС при ответе для подавления сигналов боковых лепестков ДН используется
амплитудно-фазовый метод. При этом методе амплитудные различия между сигналами
основного и бокового лепестков ДН преобразуются по высокой частоте в фазовые. После
усиления сигналов в трактах приемников их фазовые различия снова преобразуются в
амплитудные, после чего поступают в схемы обработки. Этот метод позволяет получить
более высокий коэффициент подавления боковых лепестков ДН, поскольку фазовые
характеристики приемников имеют большую стабильность, чем амплитудные.
Сигналы, полученные с выходов приемников УВД и RBS вторичного канала,
поступают на коммутатор и далее на дешифратор АПОИ. Сигналы канала УВД подаются
также на контрольный индикатор, в состав которого входит соответствующий
дешифратор. При этом декодируется только координатная информация.
На колонне привода антенной системы РЛС расположены преобразователь «валкод», формирующий метки азимутальной информации (МАИ) и сигнал «Север».
Информация об угловом положении антенны используется при обработке обнаруженных
сигналов, юстировки антенны РЛС, а также формирования синусно-косинусных
напряжений для развертки контрольного индикатора кругового обзора (КИКО).
18
2 Антенная система и фидерные тракты АОРЛ-85
2.1 Принцип построения антенной системы РЛС
В АОРЛ-85 применена зеркальная антенна с зеркалом двойной кривизны (рис.
2.1.1), что позволяет формировать требуемые ДН для первичного и вторичного каналов
РЛС.
Таблица 2.1. Основные технические данные антенной системы:
размер зеркала
скорость вращения антенны
углы обзора в вертикальной плоскости:
по нижнему лучу
по верхнему лучу
размер зеркала
форма ДН в вертикальной плоскости
ширина ДН в горизонтальной плоскости
уровень боковых лепестков ДН - не более
поляризация
масса антенны
7,5 х 4 м;
10 об/мин
2°… + 45°
10 °… + 45°
косекансная
не более 3°
- 20 дБ
- горизонтальная по ПК и ВК в режиме УВД
- вертикальная по ВК в режиме RBS
- 1500 кг
В состав антенной системы входят (рис.2.1.1):




зеркальная антенна двойной кривизны;
антенна подавления ВК УВД;
антенна подавления передней полусферы режима RBS;
антенна подавления задней полусферы режима RBS.
Рисунок 2.1.1 Внешний вид антенны АОРЛ-85
19
Требуемые размеры ДН обеспечиваются геометрическими размерами зеркала, а
положение в вертикальной плоскости – смещением облучателей НУ и ВУ из фокуса (рис.
2.1.2).
Рисунок 2.1.2. Формирование ДН антенны АОРЛ-85: 1 - вертикальное сечение
зеркала антенны; 2 - ДН – верхний луч; 3 - ДН – нижний луч; 4 - облучатель
нижних углов; 5 - облучатель верхних углов
Для обеспечения совпадения максимумов ДН антенны в диапазонах частот
первичного и вторичного каналов применяется совмещенный трехканальный рупорный
облучатель НУ, который работает на излучение и прием сигналов по первичному и
вторичному каналам.
Конструктивно совмещенный облучатель НУ (рис. 2.1.3) выполнен в виде двух
отрезков волноводов разного сечения, соединенных согласующим переходом.
Возбуждение волн ПК осуществляется несимметричным вибратором, установленным в
боковой стенке волновода сечением 175х84 мм. Расстояние от вибратора до закороченной
задней стенки волновода составляет, примерно, четверть длины волны на средней частоте
ПК.
Рисунок 2.1.3. Совмещённый облучатель нижних углов
20
Рисунок 2.1.4. Диаграммы направленности антенной системы АОРЛ-85: 1. ДН
зеркальной антенны; 2. ДН антенны подавления режима УВД; 3. ДН антенны
подавления передней полусферы режима RBS; 4. ДН антенны подавления задней
полусферы режима RBS
В диапазоне частот ВК облучатель возбуждается штырями, установленными на
средних линиях стенок волновода сечением 210х190 мм.
В режиме RBS применяется один вертикальный штырь, работающий на излучение
запросных и прием ответных сигналов; в режиме УВД используются два горизонтальных
штыря, запитанных в противофазе, работающих только на прием.
Для исключения срабатывания самолетных ответчиков от сигналов ВК в
направлении боковых лепестков в РЛС обеспечивается подавление сигналов боковых
лепестков по запросу и ответу в режиме RBS и по ответу в режиме УВД.
В режиме RBS применяются антенны подавления передней и задней полусферы.
Антенна подавления передней полусферы использует два облучателя, работающих с
отражателем двойной кривизны, расположенных по обе стороны облучателя НУ (рис.
2.1.3). Облучатели запитываются в противофазе и формируют в горизонтальной
плоскости диаграмму направленности типа "двойной колокол" с провалом в направлении
максимума основной ДН (рис. 2.1.4). Облучатели выполнены в виде волноводов с
закороченной задней стенкой, возбуждаемых несимметричным вибратором.
Антенна подавления задней полусферы представляет симметричный вибратор,
установленный над отражающим экраном и закрепленный на задней стороне отражателя
двойной кривизны. Вибратор защищен от внешних воздействий обтекателем и имеет
возможность регулировки угла наклона относительно горизонта.
Антенна подавления режима УВД представляет собой вертикальный ряд щелей,
прорезанных в широкой стенке волновода, возбуждаемого штырем. Волновод выполнен
из металлической сетки с размером ячеек 20х20 мм. Для расширения ДН в вертикальной
плоскости антенна имеет приставку, состоящую из кольцевого излучателя с экраном.
21
Диаграммы направленности,
приведены на рисунке 2.1.4.
формируемые антенной
системой
АОРЛ-85,
2.2 Устройство и работа элементов фидерного тракта
Передача сигналов от передающих устройств к антенне и принятых сигналов к
приемным устройствам ПК и ВК обеспечивается фидерным трактом.
Рисунок 2.2.1. Структурная схема антенно-фидерного тракта
Фидерный тракт первичного канала является приемо-передающим. В режиме
передачи зондирующий сигнал передатчика ПК поступает на совмещенный облучатель
НУ антенны через антенный переключатель на ферритовом циркуляторе, вращающийся
переход и коаксиальный кабель.
22
Рисунок 2.2.2. Антенный переключатель на основе ферритового циркулятора
С целью сокращения числа вращающихся переходов до трёх в состав фидерного
тракта включены частотно - разделительные фильтры (ЧРФ) I и II, представляющие собой
устройства частотного уплотнения (рис. 2.2.1).
ЧРФ I уплотняет в одном фидере эхо-сигналы ВУ, сигналы запроса ВК на f = 1030
МГц и ответные сигналы ВК, принимаемые по основным лепесткам антенн режимов УВД
на f = 740 МГц и RBS на f = 1090 МГц.
ЧРФ II обеспечивает передачу по одному фидеру сигналов подавления режима +
УВД по каналу запроса и ответных сигналов от антенн подавления RBS и УВД.
23
3 Передающее устройство первичного канала
3.1 Назначение и технические характеристики передающего устройства
ПК
Передающее устройство ПК предназначено для формирования и усиления
радиоимпульсов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и монохроматических (МОНО)
радиоимпульсов.
Технические характеристики передающего устройства ПК:
Таблица 3.1. Рабочие частоты полукомплектов передатчиков ПК
№ канала
1 канал
2 канал
3 канал
4 канал
1 полукомплект, МГц
1216
1220
1232
1236
Таблица
(продолжение)
3.2.
Технические
2 полукомплект, МГц
1258
1262
1274
1278
характеристики
вид зондирующего сигнала:
режим ЛЧМ
передающего
устройства
ПК
длительность (25 ± 1,5 ) мкс
Девиация частоты - 2Δf = 1МГц
длительность 2,5 мкс
25…40 кВт
не более 6 мин
режим МОНО
импульсная мощность передатчика
время включения
потребляемая мощность
по сети 220 В 50 Гц
потребляемый ток по цепям + 27 В
потребляемый ток по цепям – 27 В
3 кВт
3А
1А
В состав передающего устройства первичного канала АОРЛ-85 входят следующие
шкафы и блоки:








устройство преобразования и фильтрации УПФ (территориально
расположено в шкафу приёмного устройства);
блок управления;
блок включения;
шкаф модулятора предварительного усилителя мощности (ПУМ);
шкаф модулятора выходного усилителя мощности (ВУМ);
шкаф выпрямителя ± 12 кВ;
развязывающее устройство;
установка СВЧ - прибора.
24
3.2 Структурная схема передающего устройства ПК
Передающее устройство АОРЛ-85 выполнено по многокаскадной схеме (рис.
3.2.1) и содержит задающий генератор (УПФ) ЛЧМ и МОНО сигналов (рис. 3.2.2),
предварительный усилитель мощности (ПУМ) на ЛБВ УВИ-68 (рис. 3.2.3) и оконечный
(выходной) усилитель мощности (ВУМ) на амплитроне МИУ-79 (90).
После УПФ СВЧ - сигнал fс в виде импульса длительностью 29 мкс с линейной
частотной внутриимпульсной модуляцией усиливается в транзисторном усилителе и
поступает на ЛБВ УВИ-68.
Рисунок 3.2.1. Структурная схема передающего устройства первичного канала
25
Рисунок 3.2.2. Внешний вид УПФ (верхняя крышка снята)
В ЛБВ производятся дальнейшее усиление сигнала и его модуляция импульсами
длительностью 27 мкс. Начало и конец импульса определяются сигналами «Запуск ПУМ»,
поступающими в блок управления передатчика из синхронизирующего устройства.
Модулятор имеет небольшую мощность и питается от выпрямителя ±1,5 кВ. На входе и
выходе ЛБВ установлены детекторные головки, позволяющие, визуально осциллографом,
контролировать огибающие СВЧ – сигналов.
26
Рисунок 3.2.3 Внешний вид ПУМ с ЛБВ
Оконечный каскад передатчика выполнен на амплитроне МИУ-79(90) (рис. 3.2.4).
Модуляция амплитрона производится мощными импульсами длительностью 25 мкс и
напряжением 5...13 кВ от модулятора с частичным разрядом накопителя. Длительность
модулирующего импульса и его положение выбираются таким образом, чтобы начало и
конец возбуждения амплитрона происходили соответственно раньше и позже, чем на
амплитрон подан модулирующий импульс. В противном случае в амплитроне могут
возникнуть колебания паразитных частот.
27
Рисунок 3.2.4. Усилитель мощности на амплитроне МИУ-79
Выходной сигнал передатчика, через направленный
развязывающее устройство (антенный переключатель) на
циркулятора, поступает в фидерный тракт.
ответвитель (НО) и
основе ферритового
С выходов НО (рис. 3.2.5) снимаются сигналы огибающих падающей и отражённой
волн, что позволяет вести в блоке управления контроль мощности и состояния
согласования фидерного тракта.
Рисунок 3.2.5. Направленный ответвитель передатчика ПК
28
В модификациях последних лет выпусков изменены технические решения
отдельных элементов передающего устройства первичного канала:
1. увеличена мощность транзисторного усилителя в ПУМ;
2. усилитель на ЛБВ в ПУМ заменен на двухкаскадный ламповый усилитель;
3. изменена конструкция высоковольтного выпрямителя (вырабатывает только
+12 кВ).
3.2.1 Принцип работы устройства преобразования и фильтрации
Формирование импульсов ЛЧМ и МОНО производится в гетеродине - возбудителе,
входящем в состав устройства преобразования и фильтрации (УПФ) передатчика.
В задающем генераторе (УПФ) применён пассивный способ формирования ЛЧМ
сигнала на промежуточной частоте (рис. 3.2.1.1.). В качестве пассивного формирователя
выбрана дисперсионная ультразвуковая линия задержки, которая представляет собой
звукопровод из монокристалла кварца с нанесёнными на его рабочую поверхность
тонкими металлическими полосками, преобразующими электрические сигналы в
поверхностные ультразвуковые волны. Выходной преобразователь осуществляет
обратную операцию - ультразвуковые волны преобразуются в электрические сигналы.
Рисунок 3.2.1.1. Принцип формирования ЛЧМ сигнала в АОРЛ-85
Распределение металлических полосок во входном преобразователе носит
эквидистантный характер. Расстояние между соседними полосками выбирается из
условия настройки на среднюю частоту девиации fо = 20 МГц. Число полосок определяет
полосу пропускания преобразователя. Выходной преобразователь содержит ряд
металлических полосок с неравномерным шагом. Благодаря этому при распространении
29
ультразвуковой волны вдоль звукопровода на выходных зажимах преобразователя
образуются электрические сигналы переменной частоты, а сам сигнал растягивается во
времени. Закон размещения полосок на звуконосителе подобран таким образом, чтобы
выходной сигнал имел девиацию частоты 1 МГц.
Генератор, стабилизированный кварцем, вырабатывает непрерывный сигнал
частотой 20 МГц, который в модуляторе преобразуется в радиоимпульсы длительностью
0,5 мкс. В ДУЛЗ, из-за различной временной задержки составляющих спектра, импульсы
расширяются по длительности до 29 мкс и приобретают линейное внутриимпульсное
изменение частоты от 19,5 до 20,5 МГц. После усилителя, необходимого для компенсации
затухания сигналов в УЛЗ, ЛЧМ - импульсный сигнал поступает на выход гетеродина возбудителя для дальнейшего преобразования его в схеме УПФ.
Кроме импульсного сигнала, ЛЧМ гетеродин - возбудитель генерирует также
непрерывные сигналы стабильной частоты 20 МГц, которые используются в качестве
опорных в АПОИ и фазовых детекторах системы СДЦ радиолокатора (поступает через
переключатель "КГ-НКГ").
Дальнейшее преобразование ЛЧМ сигнала производится путём переноса его в
область рабочих частот (1216…1278) МГц, для чего используется гетеродин приёмного
устройства и смесители – преобразователи УПФ (рис. 3.2.1.2).
Рисунок 3.2.1.2. УПФ. Схема структурная электрическая
Так как непосредственное гетеродинирование вверх путем смешения частот fг и
fо затруднено из-за несоизмеримости их величин, для формирования выходного сигнала
fс применяется двойное преобразование частоты.
Непрерывные колебания частотой 55,6667 МГц вырабатываются кварцевым
автогенератором и через буферный каскад поступают на утроитель частоты. Далее
колебания частоты 167 МГц усиливаются двухкаскадным усилителем мощности и через
делитель мощности поступают на смесители 1 и 2.
30
Рисунок 3.2.1.3. Спектры сигналов УПФ
Сигнал ЛЧМ на средней частоте fо смешивается в преобразователе I с сигналом
частотой 167 МГц и фильтр выделяет разностную частоту (167 – fо) = 147 МГц. В
преобразователе II импульс 29 мкс напряжения гетеродинной частоты f г смешивается с
сигналом частотой 167 МГц и фильтр выделяет импульс разностной частоты (f г - 167)
МГц. Преобразователь III смешивает сигналы частот (167 - fо) МГц и (fг - 167) МГц, а
третий фильтр выделяет суммарную частоту
(fг -167) МГц + (167 – fо) MГц = (fг - fо) МГц.
Таким образом, нестабильность генератора частоты 167 МГц не оказывает влияния
на стабильность сигнала результирующей частоты (fг - fо) МГц.
31
Рисунок 3.2.1.4. УПФ. Схема структурная электрическая (модернизированный
вариант)
В модификации АОРЛ-85К (ТК) с целью уменьшения минимальной дальности
действия, дополнительно к режиму ЛЧМ введён режим МОНО. В этом режиме
передатчик формирует монохроматический радиоимпульс длительностью 2,5 мкс. Схема
модернизированного УПФ приведена на рисунке 3.2.1.4. Основные отличия вариантов
УПФ заключаются в способе и сигналах управления переключателями У14, У15 и
введении в схему коммутатора 2.
Формирование задающих сигналов происходит следующим образом. При подаче
на коммутатор 2 строба МОНО с уровнем лог.1, происходит подключение ДУЛЗ к
гетеродину – возбудителю, УПФ формирует ЛЧМ сигнал, т.е. схема работает аналогично
предыдущей. При подаче на коммутатор 2 строба МОНО с уровнем лог.0, а на
переключатели У14, У15 импульса запуска 6 мкс, от гетеродина – возбудителя
отключается ДУЛЗ и УПФ вырабатывает гладкий радиоимпульс длительностью 6 мкс.
3.2.2 Предварительный усилитель мощности. Принцип работы, варианты
технической реализации
Предварительный усилитель мощности (ПУМ) предназначен для усиления и
формирования по длительности сигнала возбуждения выходного усилителя мощности
(ВУМ).
Задающие сигналы ЛЧМ (τИ = 29 мкс) или МОНО (τИ = 6 мкс), мощностью 5 мВт,
подаются из УПФ на пятикаскадный транзисторный усилитель. Для снижения взаимного
влияния УПФ и ПУМ на входе и выходе усилителя установлены ферритовые циркуляторы
W1 и W2 (рис. 3.2.2.1).
32
Рисунок 3.2.2.1. Транзисторный усилитель ПУМ и структура ЛБВ
Рисунок 3.2.2.2. Внешний вид транзисторного усилителя ПУМ
Усиленный до 1…3 Вт сигнал, поступает для контроля огибающей на детекторную
головку и далее на вход усилителя на ЛБВ УВИ-68.
Усилитель на ЛБВ увеличивает импульсную мощность сигнала до 5 кВт и
нормирует его по длительности до 27 мкс. Нормировка производится подачей импульса
33
от модулятора, передний и задний фронты которого определяются синхроимпульсами
ЗАПI и ЗАПII, поступающими в ПУМ через блок управления от синхронизатора шкафа
ШСС.
Модулятор ПУМ (рис. 3.2.2.3) обеспечивает формирование и подачу на модулятор
ЛБВ отрицательного импульса напряжением 1,5 кВ.
Рисунок 3.2.2.3. Функциональная схема модулятора ПУМ
В исходном состоянии лампы модулятора VL1, VL2, VL3 закрыты отрицательными
напряжениями от источников смещения – 150 В и - 50 В, VL4 открыта. Через открытую
VL4 на модулятор ЛБВ подаётся напряжение – 1,5 кВ и лампа заперта. Синхроимпульсы
ЗАПI и ЗАПII пройдя через эмиттерные повторители на VT3 и VT4 открывают ключи на
VT5 и VT6. Открытие ключевых транзисторов приводит к быстрому разряду
конденсаторов С11 и С12, ранее заряженных от источника + 400 В, через первичные
обмотки импульсных трансформаторов TV1 и TV3.
С выходов трансформаторов TV1 и TV3 импульсы положительной полярности
амплитудой + (200…300) В поступают на управляющие сетки ламп VL1 и VL2. В
результате VL1 открывается и напряжение + 1,5 кВ прикладывается к модулятору ЛБВ и
резистивному делителю R13…R24. Скачок напряжения с R13 через каскад управления
открывает VL3 и напряжение от источника + 1,5 кВ подключается к модулятору ЛБВ.
Одновременно с R24 снимается сигнал, запирающий VL4.
С приходом синхроимпульса ЗАП II, открывается лампа VL2 и шунтирует делитель
R13…R24, в результате чего запирается лампа VL3 и открывается VL4, формируя при
этом задний фронт модулирующего импульса. В схеме восстанавливается исходное
состояние. В качестве ключевых ламп в ПУМ использованы ГМИ-6.
34
Рисунок 3.2.2.4. Внешний вид модулятора ПУМ
В РЛС последних лет выпусков в конструкцию ПУМ внесены изменения.
Усилитель на ЛБВ УВИ-68 заменен двухкаскадным усилителем на лампах ГС-15, а
также изменена конструкция и увеличена мощность транзисторного усилителя (рис.
3.2.2.5). Соответственно изменена схема питания ПУМ (убран ламповый модулятор, а в
высоковольтном выпрямителе - источник "минус" 12 кВ).
Рисунок 3.2.2.5. Предварительный усилитель мощности модернизированный
Питание усилительных каскадов производится от источников + 1,5 кВ и + 4 кВ.
Формирование модулирующих импульсов синхронизируется импульсами ЗАП I и ЗАП II.
Модуляция производится по катодным цепям импульсами – 50 В, по цепям экранных
сеток – напряжением +750 В.
35
А) Передняя панель ПУМ
Б) ПУМ. Вид справа
36
В) ПУМ. Вид слева
Рисунок 3.2.2.6. Конструкция элементов модернизированного ПУМ
3.2.3 Устройство и работа выходного усилителя мощности (ВУМ)
Выходной усилитель мощности (ВУМ) обеспечивает усиление зондирующего
сигнала по мощности до (25… 40) кВт, выполнен на амплитроне МИУ-79 и питается
импульсным напряжением (5…10) кВ длительностью 25 мкс. Конструктивно амплитрон
размещен на шкафу установки СВЧ, где находятся элементы питания, автоматики
передатчика и емкостной накопитель модулятора с частичным разрядом.
В состав непосредственно шкафа ВУМ входят (рис. 3.2.3.1):




импульсный усилитель запуска;
подмодулятор на лампе ГМИ-6;
модулятор на 2-х ГМИ -42Б;
выпрямители ± 400 в, +1,5 кВ.
37
Рисунок 3.2.3.1 а. Передняя панель шкафа ВУМ
3.2.3.1 б. Элементы шкафа ВУМ
38
Импульсное питание амплитрона МИУ-79 производится следующим образом
(схема рис. 3.2.3.2). Импульс запуска ВУМ длительностью 25 мкс от ШСС поступает
через блок управления на пятикаскадный транзисторный усилитель, усиливается по
амплитуде до (150…200) В и подаётся сетку лампы ГМИ-6 подмодулятора.
С выхода подмодулятора импульс амплитудой 1000 В через Т1 поступает на
управляющую сетку модуляторной лампы VL2. Лампа VL2 запитана по анодной цепи
через разрядную лампу VL1 напряжением + 12 кВ от высоковольтного выпрямителя
(ВВВ).
Рисунок 3.2.3.2. ВУМ. Схема электрическая функциональная
В исходном состоянии лампа VL1 открыта, а VL2 – закрыта. Конденсаторы
накопителя С 2 …С4 по цепи « + 12 кВ ВВВ, R35, Л1, R5, R6, VD6…VD9, корпус»
заряжены до напряжения + 12 кВ. С приходом импульса запуска VL2 открывается и
накопитель С2…С4 начинает разряжаться по цепи « + накопителя, открытая лампа VL2,
резисторы R30…32, корпус, амплитрон, "минус" накопителя». Длительность и форма
модулирующего импульса контролируется в гнезде S12. С накопителя снимается сигнал
обратной связи, позволяющий регулировать величину импульсного напряжения,
подаваемого на амплитрон.
Реле Р2.1. и Р3.1. позволяют контролировать значения токов амплитрона и
срабатывают про увеличении тока, индицируя состояния «ухудшения» и «авария». В
режиме «авария» с ВУМ снимается питающее напряжение + 12 кВ. По стрелочному
прибору ведётся контроль тока ВУМ.
39
Рисунок 3.2.3.3. Транзисторный усилитель ВУМ
3.2.4 Устройство и принцип работы высоковольтного выпрямителя
Высоковольтный
выпрямитель
(ВВВ)
предназначен
для
получения
стабилизированных напряжений +12 кВ и –12 кВ, необходимых для питания
высоковольтных цепей передатчика первичного канала.
Характеристики ВВВ:



выходные стабилизированные напряжения ± 12 кВ;
плавная установка номинальных значений напряжений за (2…3) с;
включение напряжения +12 кВ в момент возрастания напряжения – 12 кВ
до уровня –7,5 кВ.
ВВВ представляет собой стабилизаторы компенсационного типа с регулирующими
элементами на тиристорах (рис. 3.2.4.1). Рассмотрим работу ВВВ – 12 кВ. Схема ВВВ + 12
кВ аналогична, отличия заключаются в полярности включения тиристоров, диодов
выпрямителя и, связанных с этим, элементов регулирования.
При включении высокого напряжения срабатывает контактор КМ1 и трёхфазное
напряжение 220 В 400 Гц подаётся на тиристорный регулятор. В начальный момент с
выхода УПТ выдаётся максимальное напряжение регулирования Uрег = +15 В и тиристоры
регулятора работают с отсечкой 90 градусов по каждому полупериоду фаз А, В, С (рис.
3.2.4.2). Для регулирования напряжения по каждой фазе применяется два тиристора.
Схема повышения выходного напряжения в УПТ начинает плавно уменьшать
напряжение Uрег, изменяя угол отсечки тиристоров, в результате чего Uвых ВВВ возрастает
до значения, установленного регулировкой R7. При значении Uвых ВВВ = - 7,5 кВ
формируется сигнал разрешения на включение ВВВ +12 кВ. Выходные напряжения обеих
выпрямителей достигнут установившихся значений за 2…3 секунды.
Стабилизация выходных напряжений осуществляется путем выработки
управляющего напряжения в УПТ по результатам сравнения текущего выходного
напряжения Uвых ВВВ, определенного значением R7, с опорным Uоп. Если Uвых ВВВ > Uоп, то
Uрег УПТ возрастает, что приводит у росту значения угла отсечки тиристоров, и U вых
ВВВ снижается. Если Uвых ВВВ > Uвых ВВВ макс, то вырабатывается сигнал защиты, который
40
отключает КМ1, а на передней панели шкафа ВВВ загорается светодиод «защита». С
резисторов R60…R62 снимается сигнал защиты по току, снижающий U вых ВВВ до уровня,
при котором текущее значение тока не превышает номинального значения.
Рисунок 3.2.4.1. Высоковольтный выпрямитель – 12 кВ
Рисунок 3.2.4.2. Регулирование напряжения по одной фазе питающей сети
В АОРЛ-85 с ламповым ПУМ высоковольтный выпрямитель вырабатывает только
+12 кВ. Внешний вид шкафов ВВВ приведен на рисунках 3.2.4.3 и 3.2.4.4.
41
Рисунок 3.2.4.3. Шкаф ВВВ ± 12 кВ
Рисунок 3.2.4.4. Шкаф ВВВ + 12 кВ
42
4 Приемное устройство первичного канала
4.1 Технические характеристики приемного устройства ПК
Приёмное устройство первичного канала АОРЛ-85 предназначено для усиления и
преобразования высокочастотных сигналов, принятых антенной НУ и ВУ, а также для
формирования сигналов ЛЧМ и МОНО для возбуждения передающего устройства ПК.
Таблица 4.1. Технические характеристики
Чувствительность приёмного устройства:
режим МОНО
режим ЛЧМ
Избирательность по зеркальному каналу
Коэффициент подавления в режиме двукратной ЧПК
Динамический диапазон по выходу амплитудного и
когерентного каналов
минус 137 дБ / Вт
минус 140 дБ / Вт
не менее 60 дБ;
не менее 24 дБ
не менее 16 дБ
Приёмное устройство ПК включает:



УВЧ НУ, расположенный в установке СВЧ - прибора ПРД ПК;
УВЧ ВУ, размещённый в антенной системе между облучателем ВУ и ЧРУ;
шкаф приёмного устройства ПК:
 блок приёмника ПК;
 устройство преобразования и фильтрации (УПФ);
 устройство обработки видеосигналов (УОВС).
Рисунок 4.1.1. Внешний вид УВЧ НУ
43
Рисунок 4.1.2. Передняя панель приемника ПК
Рисунок 4.1.3. Передняя панель устройства обработки видеосигналов
44
4.2 Структурная схема приемного устройства ПК
Приемное устройство ПК выполнено по супергетеродинной схеме с однократным
преобразованием частоты (рис. 4.2.1).
Рисунок 4.2.1. Приёмник ПК. Схема электрическая структурная
Эхо – сигналы от облучателей НУ и ВУ обоих полукомплектов радиолокатора
после усиления в УВЧ поступают в блок ВЧ разделения (БВЧР). Со второго
полукомплекта АОРЛ-85 сигналы с трактов НУ и ВУ поступают в свой БВЧ по 40 –
метровым коаксиальным кабелям и усиливаются компенсирующими усилителями (рис.
4.2.2).
Рисунок 4.2.2. Внешний вид блоков ВЧ разделения 1 и 2 комплектов ПК АОРЛ-85
45
Усилители высокой частоты каналов НУ и ВУ (рис. 4.2.3) идентичны и выполнены
в виде транзисторного модуля. Коэффициент усиления УВЧ составляет 17 дБ.
Максимально допустимая мощность СВЧ колебаний на входе УВЧ 2 мВт. Для защиты
УВЧ установлены ограничители, снижающие уровень входного сигнала до допустимых
значений.
Рисунок 4.2.3. Внешний вид транзисторного УВЧ
Далее сигналы трактов НУ и ВУ поступают в идентичные шкафы своего
полукомплекта, на блоки ПРМ ПК, где объединяются на переключателях НУ-ВУ и
подаются на преселектор. При этом сигнал ВУ проходит через аттенюатор ВАРУ,
предназначенный для улучшения условий работы приёмника в ближней зоне в условиях
сильных отражений от местных предметов.
Аттенюатор ВАРУ изменяет своё затухание в соответствии с управляющим
напряжением, вырабатываемым платой ВАРУ. Переключатель ВУ-НУ управляется
манипулятором. В ближней зоне (0... 50 км с дискретностью 10 км) вход приёмника
подключается к тракту ВУ, а за пределами зоны на вход приёмника подаются сигналы
НУ. Манипулятор, кроме того, управляет работой ВЧ переключателя, подключающего
гетеродин к УПФ, и является ключевым усилителем тока управляющих сигналов.
Выход переключателя нагружен на полосовые фильтры, смена номера фильтра
производится выбором соответствующей кнопки канала.
Далее сигналы преобразуются по частоте в смесителе, и дальнейшее усиление
происходит в усилителе промежуточной частоты. В УПЧ происходит сжатие ЛЧМ сигнала длительностью 25 мкс по времени в узкие радиоимпульсы длительностью около 3
мкс. Сжатие осуществляется в дисперсионной УЛЗ. С выхода последнего каскада УПЧ
сигналы на ПЧ подаются на плату детекторов в блок УОВС.
В УПЧ имеется схема шумовой регулировки усиления (ШАРУ), поддерживающая
напряжение шумов на постоянном уровне. Работа схемы ШАРУ контролируется схемой
допускового контроля, расположенной на плате ВАРУ. В случае ухода напряжения шумов
за пределы допуска вырабатывается напряжение 27 В, которое подаётся на один из
светодиодов «Уровень шумов миним.» или «Уровень шумов макс.», расположенных на
передней панели блока приёмника (рис. 4.2.4).
46
Рисунок 4.2.4. Фрагмент передней панели ППК
На УПФ подаются сигналы гетеродина и запускающие импульсы. Под
воздействием этих сигналов в УПФ вырабатываются радиоимпульсы длительностью 29
мкс с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией и радиоимпульсы МОНО,
длительностью 6 мкс. Кроме того, в УПФ вырабатываются колебания опорной
промежуточной частоты 20 МГц, которые подаются на фазовые детекторы блока УОВС.
Управление работой приёмного устройства может
дистанционно, так и с передней панели блока приёмника.
осуществляться
как
Преселектор обеспечивает избирательность по зеркальному каналу не менее 60 дБ
и выполнен в виде двух узкополосных фильтров (фильтр 1,2 для 1 и 2 частотных каналов,
и фильтр 3,4 для 3 и 4 частотных каналов). Переключение фильтров осуществляется с
помощью переключателей на входе и на выходе.
Напомним, что каждый комплект аппаратуры ПК может работать на одной из 4
фиксированных частот. Выбор частот производится переключателем "Канал" на передней
панели блока приёмника (рис. 4.2.5).
47
Рисунок 4.2.5. Переключатель частотных каналов АОРЛ-85
При смене частот излучения автоматически производится переключение фильтров
преселектора и соответствующих кварцев в автогенераторе гетеродина.
Рисунок 4.2.6. Гетеродин приёмного устройства первичного канала. а)
Гетеродин ПРМ ПК. Схема структурная; б) кварцевый автогенератор
гетеродина ПРМ ПК
48
Смеситель выполнен по балансной схеме на базе полоскового гибридного кольца и
обеспечивает потери преобразования в диапазоне частот приёмника не долее 7 дБ. На
второй вход смесителя поступают колебания гетеродина. Номинальная мощность
гетеродина необходимая для работы смесителя, составляет 0,5 мВт.
Гетеродин генерирует высокостабильные колебания для смесителя (не менее 0,5
мВт) и для УПФ (10 мВт). Гетеродин первого комплекта генерирует колебания частот:
1236 МГц, 1240 МГц, 1252 МГц, 1256 МГц, а гетеродин второго комплекта: 1278 МГц,
1282 МГц, 1294 МГц и 1298 МГц. В состав гетеродина входят кварцевый генератор с
буферным усилителем и два усилительно - умножительных тракта (рис. 4.2.6) для
смесителя и для УПФ.
В смесительно - умножительном тракте смесителя частота сигнала умножается на
3, затем сигнал усиливается по мощности и производится умножение частоты на 6
варакторным умножителем.
Сигнал восемнадцатой гармоники кварца выделяется с помощью выходного
фильтра гетеродина. Фильтр обеспечивает необходимое подавление сигналов, лежащих
вне полосы пропускания. Для установки оптимального значения токов диодов смесителя,
выходную мощность этого тракта можно регулировать с помощью переменного резистора
«Ток кристалла» на передней панели блока ПРМ.
Тракт гетеродина, работающий на УПФ, выполнен аналогично. Отличие состоит в
том, что отсутствует регулировка мощности и добавлен мощный выходной каскад. Кроме
того, на вход УПФ сигнал гетеродина проходит вначале через циркулятор, а затем через
фильтр. Циркулятор обеспечивает направленную передачу ВЧ сигнала в диапазоне частот
гетеродина.
В зависимости от номера частотного канала на автогенератор поступает
управляющее напряжение, подключающее к нему один из 4 кварцев.
ПУПЧ представляет собой двухкаскадный усилитель на транзисторах. Нагрузкой
первого каскада является четырёхзвенный фильтр сосредоточенной селекции (ФСС).
Второй каскад является широкополосным, имеет небольшое усиление и обеспечивает
согласование с волновым сопротивлением кабеля, соединяющего ПУПЧ и УПЧ.
Коэффициент усиления ПУПЧ составляет 20 дБ, полоса пропускания (3 ±0,5) МГц.
Усилитель промежуточной частоты имеет коэффициент усиления 80 дБ, полосу
пропускания 2 МГц и содержит главный УПЧ, фильтр сжатия на ДУЛЗ, компенсирующий
УПЧ и схему ШАРУ.
Главный УПЧ служит для основного усиления ЛЧМ - сигнала и состоит из
пятикаскадного усилителя на транзисторах и контрольного детектора. Каскады УПЧ
собраны по каскадной схеме ОК-ОЭ с гальванической связью между транзисторами.
Эмиттерный повторитель, стоящий на входе каждого каскада, обеспечивает устойчивость
усиления и настройки при различных дестабилизирующих факторах. На первый каскад
подаётся регулирующее напряжение ШАРУ (или РРУ). С нагрузки последнего каскада
49
ЛЧМ - сигнал подаётся на фильтр сжатия. Этот же сигнал детектируется контрольным
детектором и выводится на контрольное гнездо блока приёмника.
Фильтр сжатия ЛЧМ - сигнала выполнен на дисперсионной УЛЗ, работающей на
поверхностных акустических волнах (ПАВ).
ДУЛЗ представляет собой звукопровод из монокристалла кварца с нанесёнными на
его рабочую поверхность тонкими металлическими полосками, которые преобразуют
энергию электрического сигнала в энергию поверхностной ультразвуковой волны и
наоборот и формируют дисперсионную характеристику линии. Время задержки при
прохождении такой линии у различных частот различно и выбирается таким, чтобы при
поступлении на вход радиоимпульса с ЛЧМ к выходу линии все частотные составляющие
импульса пришли одновременно. При этом амплитуда результирующего импульса резко
возрастает, а длительность сигнала уменьшается, т. е. происходит сжатие сигнала по
времени. Сжатие импульса позволяет существенно повысить точность и разрешающую
способность первичного канала. Для обеспечения максимального сжатия характеристики
группового запаздывания ДУЛЗ передающего устройства и приемного устройства
должны быть идентичными (в ряде РЛ спецназначения используется одна, подключаемая
поочередно к передатчику и приемнику, ДУЛЗ).
Компенсирующий УПЧ предназначен для компенсации ослабленных сигналов в
ДУЛЗ (примерно в 40 дБ) и содержит 5 каскадов усилителя на транзисторах и детектор.
Величина ослабления сигнала в фильтре сжатия может меняться от образца к образцу
ДУЛЗ. Для компенсации этого разброса предусмотрена ручная регулировка усиления.
Выходной сигнал на ПЧ транслируется на плату детекторов УОВС.
Продетектированный сигнал с выхода УПЧ подаётся на схему ШАРУ и выводится на
контрольное гнездо блока приёмника.
4.3 Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ПК
К устройствам адаптации приёмного тракта первичного канала АОРЛ-85 относятся
схемы ШАРУ и ВАРУ.
Схема шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ) предназначена для
поддержания постоянным уровня шумов (0,5 В) на выходе УПЧ с точностью ± 20%. В
УПЧ ПК применена сильно задержанная схема ШАРУ.
Функциональная схема ШАРУ приведена на рисунке 4.3.1. Выходное напряжение с
детектора УПЧ VD7 подаётся на усилитель напряжения DА1 и через эмиттерный
повторитель поступает на минимальный пик-детектор VD12, R95, C93, имеющий
большую постоянную времени, и выдающий на своём выходе напряжение,
пропорциональное минимальному уровню шумов на выходе амплитудного детектора
УПЧ. Время разряда цепи R95, C93 существенно меньше, поэтому короткие импульсы
сигнала не оказывают заметного влияние на выходное напряжение пик-детектора. С
выхода пик-детектора напряжение усиливается усилителями DA2 и DA3 и подаётся на
схему допускового контроля шумов, расположенную на плате ВАРУ. Задержка
50
срабатывания ШАРУ создаётся пороговым смещением на выходной усилитель ШАРУ
DA3 от потенциометра R110 «порог ШАРУ». При превышении этого порога изменяется
ток в цепи регулируемого каскада УПЧ.
В приёмном устройстве предусмотрена возможность отключения схемы ШАРУ с
помощью кнопки РРУ. В этом случае осуществляется ручная регулировка усиления УПЧ.
Для компенсации изменения уровня шумов на выходе детектора УПЧ во время действия
импульса ВАРУ на базу эмиттерного повторителя подаётся бланкирующий импульс с
платы ВАРУ.
Плата ВАРУ предназначена для формирования управляющего напряжения
аттенюатором в канале ВУ, допускового измерения уровня выходных шумов приёмника и
выработки бланка схемы ШАРУ.
Таблица 4.2. Параметры импульсного напряжения ВАРУ
амплитуда
длительность пьедестала
длительность импульса
длительность импульса бланка
0…..5 В
25….30 мкс
50…450 мкс
150…250 мкс
Функциональная схема платы ВАРУ приведена на рисунке 4.3.1.
Схема ВАРУ включает генератор напряжения ВАРУ, генератор компенсирующего
бланка
и
схему
допускового
контроля
выходного
напряжения
шумов
приёмника. Генератор напряжения ВАРУ формирует импульсы определённой формы с
регулируемой амплитудой и длительностью (рис. 4.3.2).
Запускающий импульс от ШСС поступает на мультивибратор У1.1.- У1.3, который
вырабатывает прямоугольный импульс положительной полярности длительностью 25 ...
30 мкс, управляющий работой транзисторного ключа VT1 (рис. 4.3.1). Длительность
импульса регулируется резистором. До прихода импульса ключ закрыт и напряжение на
конденсаторе С3 определяется напряжением стабилитрона Д1. С приходом
положительного импульса ключ открывается и С3, заряженный до +27 В, быстро
разряжается через сопротивление открытого транзистора VT1 до напряжения близкого к
нулю и сохраняет это значение в течение действия положительного импульса. По
окончании импульса – ключ VT1 закрывается и конденсатор С3 начинает заряжаться
через резисторы R11, R12, R13 до напряжения стабилизации стабилитрона VD1. При этом
на С3 формируется линейно нарастающее напряжение, которое через эмиттерный
повторитель VT2 подаётся на аттенюатор ВАРУ. Длительность заряда регулируется
резистором R11 (длит. ВАРУ), а амплитуда - R21 (Комп.) и R18 (Ампл. ВАРУ).
Тумблером ВАРУ - ОТКЛ. можно отключать импульс запуска ВАРУ.
Формирователь импульса бланка выполнен на У2, амплитуда и длительность импульса
бланка регулируется резисторами R5 и R10.
Схема допускового контроля вырабатывает напряжение +27 В, подаваемое на
соответствующие светодиоды, указывающие на характер изменения шумов.
51
Рисунок 4.3.1. Устройства адаптации приёмного тракта первичного канала
АОРЛ-85
Схема состоит из двух пороговых устройств У3 и У4, одно из которых
контролирует максимально допустимое увеличение шума, другое минимально
допустимый уровень шума. Напряжение, пропорциональное постоянной составляющей
напряжения шумов, со схемы ШАРУ поступает на входы пороговых устройств контроля
максимума и минимума.
Рисунок 4.3.2. Форма напряжения ВАРУ
Если входное напряжение превышает порог "МАКС", то загорается
соответствующий светодиод. Если входное напряжение меньше порога "МИН", также
загорается светодиод на передней панели блока ПРМ. Таким образом, сигнал
неисправности (горящий светодиод) выдаётся только при отклонении напряжения шумов
на величину более 20% от номинального значения.
В связи с введением в АОРЛ-85 режима МОНО в изделиях последних лет изменена
схема выходного каскада ВАРУ (рис. 4.3.3). При подаче строба МОНО – ЛЧМ (),
электронный коммутатор изменяет цепь регулирования амплитуды напряжения ВАРУ.
52
Рисунок 4.3.3. Особенности выходного каскада формирователя напряжения ВАРУ
53
5 Устройство обработки видеосигналов
5.1 Назначение и технические характеристики устройства обработки
видеосигналов
Устройство обработки видеосигналов (УОВС) предназначено для:





детектирования эхо–сигналов, поступающих от приемника ПК, в амплитудном и
когерентном (фазовом) каналах;
подавления (компенсации) эхо – сигналов от местных предметов в двукратной схеме
ЧПК на базе ППЗ;
формирования карты местных предметов (только для случая автономного
использования. При наличии АПОИ типа Приор, карта местных предметов
формируется в этом изделии);
формирования импульсов вобулированного запуска передатчика ПК с целью
устранения эффекта слепых скоростей;
формирования выходных видеосигналов и их выдачи через аппаратуру синхронизации
и сопряжения на АПОИ.
Технические характеристики УОВС:






коэффициент компенсации контрольного сигнала 24 дБ;
динамический диапазон по входу 25 дБ;
дальность обработки (зона СДЦ) в фазовом (когерентном) канале 60 км;
вобуляция периода повторения в режиме МОНО - пятипериодная;
вобуляция периода повторения в режиме ЛЧМ - трехпериодная;
питание - от сети + 27 В и минус 27 В;
Функционально аппаратура УОВС включает:




фазовый (когерентный) канал;
амплитудный канал;
устройство синхронизации;
устройства контроля и питания.
54
Рисунок 5.1.1. Внешний вид передней панели блока УОВС
5.2 Структурная схема УОВС
Аппаратура УОВС состоит из фазового (когерентного) и амплитудного каналов,
устройства синхронизации и устройства контроля. Сигналы ПК обрабатываются и
выдаются на выход по трем каналам: амплитудный и фазовый в режиме ЛЧМ и фазовый в
режиме МОНО.
Амплитудный канал обеспечивает детектирование по амплитуде и усиление эхо –
сигналов только в режиме ЛЧМ, при этом обрабатываемый в канале сигнал
задерживается с целью выравнивания задержки относительно фазового канала. Кроме
того сигнал эхо-амплитудное очищается от НИП в накопителе.
Сигнал из УПЧ детектируется в АД и, через устройство сопряжения, поступает на
видеоусилитель амплитудного канала и далее на АПОИ. Так как излучение и приём
сигналов в режимах МОНО и ЛЧМ разнесены во времени, то амплитудный канал
работает, с учетом вобуляции периода повторения, только в режиме ЛЧМ на рабочих
дальностях 156, 167 и 191 км в трёх периодах запуска.
55
Рисунок 5.2.1. Структурная схема устройства обработки видеосигналов
Фазовый канал обрабатывает в режимах ЛЧМ и МОНО видеосигналы с выходов
фазовых детекторов с целью компенсации в схеме двукратной ЧПК на приборах с
переносом заряда. Для устранения эффекта слепых фаз применена квадратурная
обработка. Конструктивно схема ЧПК выполнена на двух компенсаторах. Рабочая
дальность СДЦ составляет 60 км.
Устройство синхронизации вырабатывает импульсы запуска для рабочего
комплекта блока синхронизации и сопряжения и обеспечивает синхронизацию работы
амплитудного и фазового каналов.
Эхо – сигналы приёмника ПК на промежуточной частоте поступают на плату
детекторов, где производится их амплитудная и фазовая демодуляция. Для обеспечения
работы квадратурных фазовых детекторов (ФД) на плату подаётся из УПФ опорное
напряжение промежуточной частоты 20 МГц.
Видеосигналы с ФД поступают на компенсаторы синусного и косинусного каналов,
где реализуется алгоритм двукратной ЧПК. Видеосигналы амплитудного канала
выравниваются по временной задержке с сигналами фазового канала и через
видеоусилитель поступают схему защиты от НИП и в ШСС.
Устройство контроля проводит автоматический или регламентный контроль
работоспособности плат и принимает решение об их исправности, вырабатывает сигналы
56
ухудшения и аварии УОВС, передаёт их в аппаратуру автоматики и на светодиоды
передней панели блока.
Контроль в автоматическом режиме проводится: для амплитудного канала - на
первых 10 км, фазового канала - на последних 10 км дистанции.
Электропитание элементов УОВС проводится от стабилизаторов ± 15 В 1А, ± 15 В
05 А и + 5В 5А.
5.2.1 Компенсатор
Компенсатор предназначен для подавления помех, вызванных отражениями от
местных предметов, и реализует алгоритм двукратной череспериодной компенсации.
Структурная схема платы компенсатора включает (рис. 5.2.1.1):




входное устройство, в котором осуществляется предварительная фильтрация
входного сигнала и замешивание сигналов контроля;
последовательно соединенные компенсатор 1 и компенсатор 2, в которых
осуществляется подавление мешающих отражений;
выходное устройство для фильтрации выходного сигнала и преобразования
двухполярного сигнала в однополярный;
формирователь импульсов управления.
Рисунок 5.2.1.1. Структурная схема компенсатора УОВС
Сигналы с выхода фазового детектора поступают на вход коммутатора 1, на второй
вход которого поступают контрольные сигналы КСг- и KСг+, предварительно
57
сформированные формирователем КСг. Двухполярный контрольный сигнал используется
для контроля работоспособности компенсатора. ФНЧ входного устройства с полосой 500
кГц служит для ограничения спектра входного сигнала.
Сигнал с выхода ФНЧ поступает на вход компенсатора 1, а также на коммутатор 2,
с выхода которого в режиме однократной компенсации - на вход компенсатора 2.
Элемент задержки реализован на микросхеме 528БР2, состоящей из двух
независимых линий задержки. На управляющие входы ЛЗ поступают противофазные
последовательности импульсов с частотой fт с платы устройства синхронизации, что
позволяет в два раза понизить частоту дискретизации входного сигнала. Кроме того, на
вход одной из линий подаётся входной сигнал, а на другой - его инверсия. Сигналы с
выхода линии объединяются на операционном усилителе. Достоинством такой схемы
является то, что различие в уровнях постоянных смещений и наводки от тактовых
импульсов, одинаковые для обеих линий задержки, на входе дифференциального
усилителя компенсируются.
При управлении параллельными каналами ЛЗ противофазными импульсными
последовательностями, сигналы на выходе каналов сдвигаются относительно друг друга
на 1/ 2fт и, при объединении на дифференциальном усилителе, образуют сигнал большой
длительности. Для выравнивания длительности и формы сигналов, пошедших по
задержанному и не задержанному каналам, в последнем используется расширитель,
представляющий собой устройство двойной выборки и хранения, т. е. два идентичных
дискретизатора, которые управляются противофазными последовательностями импульсов
с частотой Fдискр. Сигналы с выходов дискретизаторов суммируются. На рабочем участке
дальности fт = fдискр и, следовательно, расширитель имитирует работу одного разряда ЛЗ
на ППЗ.
Резистор R88 «Компенсация 1» служит для выравнивания амплитуд сигналов с
выходов задержанного и незадержанного каналов, откуда сигналы через коммутатор 2
поступают на дифференциальный усилитель; где происходит их вычитание, и далее через
тот же коммутатор по команде «Двукратная компенсация» разностный сигнал поступает
на вход компенсатора 2.
Коммутатор 2, управляемый сигналами с формирователя сигналов управления,
позволяет коммутировать либо задержанный сигнал (команда «ЗСг – компенсация»), либо
незадержанный сигнал (команда «НЗСг - компенсация»), либо оба сигнала одновременно.
В последнем случае на время действия сигнала «Строб СДЦ» включается режим
компенсации, а в остальное время на выход коммутатора выдаётся сигнал незадержанного
канала, что необходимо для нормальной работы АПОИ за пределами рабочей дальности
СДЦ.
Устройство временной привязки, включённое между компенсаторами 1 и 2,
позволяет повысить качество подавления помех во втором компенсаторе за счёт того, что
не скомпенсированные остатки помех, поступающие на его вход, нормализуются по
длительности. В остальном схема компенсатора 2 идентична схеме компенсатора 1. ФНЧ
на выходе платы с частотой среза 500 кГц служит для подавления помех от тактовых
58
импульсов, возникающих на выходе ЛЗ на ППЗ. Двухполярный сигнал с выхода ФНЧ
преобразуется в однополярный и поступает на выход компенсатора.
5.2.2 Видеоусилители фазового и амплитудного каналов
Плата видеоусилителя фазового канала (рис. 5.2.2.1) предназначена для
объединения квадратурных составляющих эхо-сигналов с выхода компенсаторов и
получения их амплитудного значения, а также для усиления видеосигнала и трансляции
его на устройства отображения и обработки.
Значение амплитуды определяется расчетом модуля принятого сигнала по
упрощённым алгоритмам Sin2х + Cos2х, либо |Sin х| + |Cos x|. Алгоритмы реализованы с
использованием аналоговых элементов.
Рисунок 5.2.2.1. Плата видеоусилителя фазового канала
Сигналы квадратурных каналов через входные усилители подаются на сумматор 2
и одновременно на квадраторы, после которых суммируются в сумматоре 1. Квадраторы
выполнены на базе микросхем 525ПС2А, выполняющих функцию перемножителя
аналоговых сигналов. По команде «Квадратура - Вкл.» на выходе коммутатора 1 выдаётся
сигнал Sin2х + Cos2х, а по команде «Квадратура - Откл.» - сигнал |Sinх| + |Cosx|. Сигнал с
выхода коммутатора 1 после усиления транслируется на второй комплект УОВС, а также,
пройдя ещё раз через коммутатор 1, поступает на линии трансляции и на вход
коммутатора 2, на второй вход которого подаётся контрольный сигнал. По команде
"Контроль фаз" на выход коммутатора 2 поступает контрольный сигнал. С выхода
коммутатора 2 после усиления сигнал транслируется на накопитель фазового канала.
59
Плата видеоусилителя амплитудного канала предназначена для усиления
видеосигнала и трансляции его на устройство обработки и отображения. При включении
резервного режима коммутатор 1 пропускает сигнал амплитудного канала от второго
компенсатора УОВС. Во время действия строба "Контроль амплитудного канала"
коммутатор 2 пропускает контрольный сигнал, а всё остальное время - видеосигнал,
которые после усиления транслируются на накопитель амплитудного канала.
Рисунок 5.2.2.2. Плата видеоусилителя амплитудного канала
Контрольный сигнал КСг для проверки работоспособности и настройки
накопителей амплитудного и фазового каналов формируется на плате синхронизации
накопителя и представляет собой либо непрерывную последовательность импульсов, либо
пачки из 32 импульсов. На вход накопителей можно подать контрольный сигнал,
имитирующий несинхронную импульсную помеху, сформированный внешним
генератором.
5.2.3 Структурная схема модернизированного УОВС
Аппаратура УОВС состоит из фазового (когерентного) и амплитудного каналов,
устройства синхронизации и устройства контроля. Сигналы ПК обрабатываются и
выдаются на выход по трем каналам: амплитудный и фазовый в режиме ЛЧМ и фазовый в
режиме МОНО.
Эхо – сигналы приёмника ПК на промежуточной частоте поступают на плату
детекторов, где производится их амплитудная и фазовая демодуляция. Для обеспечения
работы квадратурных фазовых детекторов (ФД) на плату подаётся из УПФ опорное
напряжение промежуточной частоты 20 МГц.
60
Амплитудный канал обеспечивает детектирование по амплитуде и усиление эхо –
сигналов только в режиме ЛЧМ, при этом обрабатываемый в канале сигнал
задерживается на 3,6 мкс с целью выравнивания задержки относительно фазового канала.
Сигналы приемника на ПЧ детектируется в АД и, через устройство
сопряжения, поступает на видеоусилитель амплитудного канала и далее на АПОИ. Так
как излучение и приём сигналов в режимах МОНО и ЛЧМ разнесены во времени, то
амплитудный канал работает, с учетом вобуляции периода повторения, только в режиме
ЛЧМ на рабочих дальностях 156, 167 и 191 км в трёх периодах запуска.
Рисунок 5.2.3.1. Структурная схема устройства обработки видеосигналов
Фазовый канал обрабатывает, в режимах ЛЧМ и МОНО, видеосигналы с выходов
фазовых детекторов с целью компенсации в схеме двукратной ЧПК на приборах с
переносом заряда. Для устранения эффекта слепых фаз применена квадратурная
обработка. Конструктивно схема ЧПК выполнена на двух компенсаторах раздельно для
режима МОНО и ЛЧМ. Рабочая дальность СДЦ составляет 60 км, за счет установки
дополнительных компенсаторов дальность обработки может увеличиваться до 120 км.
Объединение сигналов квадратурных каналов, последующее усиление в
видеоусилителях и выбор сигналов для выдачи на дальнейшую обработку производится в
усилителе-коммутаторе видео (УКВ).
Значение амплитуды объединённого сигнала квадратурных каналов МОНО и ЛЧМ
определяется расчетом модуля принятого сигнала по упрощённому алгоритму |Sin х| +
|Cos x|. Алгоритм реализован с использованием аналоговых элементов
61
Устройство синхронизации вырабатывает импульсы запуска для рабочего
комплекта блока синхронизации и сопряжения и обеспечивает синхронизацию работы
амплитудного и фазового каналов.
Устройство контроля проводит автоматический или регламентный контроль
работоспособности плат и принимает решение об их исправности, вырабатывает сигналы
ухудшения и аварии УОВС, передаёт их в аппаратуру автоматики и на светодиоды
передней панели блока.
Контроль в автоматическом режиме проводится: для амплитудного канала - на
первых 10 км, фазового канала - на последних 10 км дистанции.
Электропитание элементов УОВС проводится от стабилизаторов ± 15 В 1А, ± 15 В
0,5 А и + 5В 5А.
5.2.4 Плата процессора цифровой обработки сигналов ПЦОВ-2
В некоторых изделиях АОРЛ-85ТК, путем замены устройств череспериодного
вычитания на ПЗС на цифровой вариант схемы двукратной череспериодной компенсации,
модернизирован блок УОВС. Новая схема двукратной ЧПК реализована в процессоре
цифровой обработки видеосигналов ПЦОВ-2.
В новом варианте исполнения в УОВС тракт прохождения сигналов амплитудного
и когерентного каналов построен следующим образом.
Рисунок 5.2.4.1. Структурная схема тракта сигналов УОВС
62
Эхо-сигналы из УПЧ (Вход С) подаются на амплитудный детектор, а также
совместно с опорным напряжением от когерентного гетеродина из УПФ поступают на
квадратурный фазовый детектор.
Фазовый детектор обеспечивает преобразование фазовых различий сигналов от
МП, подвижных ВС в амплитудные в двух квадратурах. Процессор ЦОВ преобразует
квадратурные составляющие в цифровой код и выполняет их двукратное череспериодное
вычитание раздельно для МОНО и ЛЧМ сигналов. В зависимости от режима работы
АОРЛ синхросигналами устанавливаются зоны действия ПЦОВ по дальности. Выходные
сигналы когерентного канала МОНО АПОИ и ЛЧМ АПОИ подаются в аппаратуру
первичной обработки для решения задач обнаружения и измерения координат, а также для
дополнительной их очистки от спектральных составляющих неподавленных сигналов ПП.
Получение сигналов АМПЛ канала АОРЛ выполнено аналогично как и в
стандартном исполнении УОВС.
Плата ПЦОВ-2, в своей основе, представляет цифровой режекторный фильтр,
обеспечивающий подавление спектральных составляющих сигналов, отраженных от
неподвижных местных предметов.
Состав платы ПЦОВ-2:





Формирователь входного сигнала;
АЦП квадратурных каналов;
Цифровой нерекурсивный режекторный фильтр (ЦНРФ) второго порядка;
ЦАП;
Формирователи выходного сигнала.
Структурная схема платы ПЦОВ-2 приведена на рисунке 5.2.4.2.
63
Рисунок 2. Структурная схема платы ПЦОВ-2
Рассмотрим взаимодействие элементов платы ПЦОВ-2.
Формирователь входного сигнала получает от ФД сигналы двух квадратур I и Q и
контрольные сигналы КСг1 и КСг2. Коммутация основных и контрольных сигналов
производится коммутатором формирователя по управляющему сигналу ФД-КСг. Также
предусмотрена возможность регулировки амплитуды входных сигналов, поступающих на
АЦП.
АЦП преобразует входные квадратурные сигналы в восьмиразрядный код и
выдает их на цифровой нерекурсивный режекторный фильтр (ЦНРФ). ЦНРФ
представляет собой программируемую логическую матрицу с ОЗУ, на основе которых
реализованы линии задержки на период повторения Т.
ЦНРФ, для каждой квадратурной составляющей, выполняет операцию двукратного
череспериодного вычитания
I , Q  U I ,Q t   2U I ,Q t  Tn   U I ,Q t  2Tn 
и получает 10-разрядный код амплитудного значения Uвых очищенного от
пассивных помех сигнала когерентного канала (раздельно для каналов МОНО и ЛЧМ):
Uвых  I 2  Q2
64
.
ЦАП преобразует выходной код ЦНРФ в аналоговый сигнал, который в
усиливается по амплитуде и размножается в формирователе выходного сигнала для
выдачи на АПОИ, КИКО и на контроль..
Режимы работы платы ПЦОВ-2
В зависимости от режима работы РЛК, при проведении проверок на ПЦОВ-2
поступают управляющие, контрольные и синхросигналы (рис.3), определяющие режим
работы платы процессора.
Условно можно выделить два режима работы платы ПЦОВ-2 по обработке
сигналов: “РАБОТА” и “КОНТРОЛЬ”.
При уровне сигнала “ФД - КСг”, равном логической “1”, плата ПЦОВ-2
обрабатывает сигналы с выхода фазового детектора – режим РАБОТА, при логическом
“0” – на плату подаются контрольные сигналы КСг1 и КСг2, реализуется режим
КОНТРОЛЬ.
Рисунок 5.2.4.3. К пояснению режимов работы платы ПЦОВ-2
В режиме РАБОТА возможно отключение компенсации МП путем подачи на
ПЦОВ2 сигнала “ЗГс компен.” с уровнем логического “0”.
65
Также командой “Строб ЛЧМ (400 мкс)” или ЛЧМ/МОНО устанавливается зона
работы ПЦОВ 2 А4 при работе РЛК с различными видами зондирующих сигналов. При
уровне команды логический “0”, зона определяется в 800 мкс (120 км) от импульса
запуска ЛЧМ (ИЗ ЛЧМ), при логической “1” - зона определяется в 400 мкс (60 км) от
импульса запуска МОНО.
5.2.5 Устройство синхронизации
Плата устройства синхронизации предназначена для формирования импульсов
запуска РЛС с пятикратной вобуляцией периода повторения режима МОНО и с
трёхкратной вобуляцией для режима ЛЧМ, формирования управляющих импульсных
последовательностей, обеспечивающих работу компенсаторов системы СДЦ.
Принцип формирования импульсов запуска РЛС и тактовых импульсов,
управляющих линиями задержки на ППЗ компенсаторов системы СДЦ следующий (рис.
5.2.5.1).
Рисунок 5.2.5.1. Структурная схема, иллюстрирующая принцип реализации
вобуляции периода повторения
Тактовые импульсы с частотой fт.раб вырабатываются генератором тактовых
импульсов ГТИ и через первую схему совпадения И1, на которую подан разрешающий
потенциал с прямого выхода триггера, и, через схему ИЛИ, поступают на управляющие
входы линий задержки. При этом РЛИ с рабочего участка дальности размещается в n1
разрядах линии задержки, причём
n1/fт.раб = Траб.
Двоичный счётчик подсчитывает число тактовых импульсов, когда его состояние
станет равным ni, сигнал с выхода дешифратора переключает триггер, который снимает
разрешающий потенциал со схемы И1 и подаёт разрешающий потенциал на схему И2. В
этот момент происходит переключение тактовой частоты, управляющей линиями
задержки, с fт.раб на fтi и записанная информация с рабочего участка дальности сдвигается
на n2; разрядов к выходу линии задержки в компенсаторах, причём
66
n1 + n2 = n;
n2 / fТi= ΔТi.
При этом тактовые импульсы на линии задержки поступают с делителя частоты с
переменным коэффициентом деления (ДПКД) через схемы И2 и ИЛИ.
На вход ДПКД подаются импульсы с частотой fт.раб, а коэффициент деления определяется
состоянием счётчика периодов. Когда состояние двоичного счётчика достигает значения
n=n1+n2, импульс сброса возвращает его в исходное состояние и одновременно
воздействует на S - вход триггера, переключая последний. По переднему фронту импульса
триггера формируются импульсы запуска передатчика, меняется состояние счётчика
периодов, подаётся разрешающий потенциал на схему И1 и снимается разрешающий
потенциал со схемы И2.
Рисунок 5.2.5.2. Временные диаграммы, поясняющие принцип вобуляции
Следовательно, в момент появления очередного импульса запуска передатчика на
линии задержки снова подаются тактовые импульсы с частотой f т.раб и начинается запись в
линию задержки компенсаторов РЛИ с очередного периода повторения и одновременное
считывание информации с предыдущего периода повторения. Этот процесс повторяется
от периода к периоду, причём каждый раз изменяется тактовая частота f тi,
обеспечивающая сдвиг информации в течение нерабочего участка дальности.
Электронный ключ, управляемый сигналом с прямого выхода триггера,
обеспечивает прохождение сигналов на выход платы компенсатора только в течение
рабочего участка дальности. Таким образом, используя линию задержки на ППЗ и
соответствующее управление, можно реализовать произвольный закон изменения периода
повторения с произвольным числом периодов в цикле вобуляции.
Исходя из требований к скоростной характеристике системы СДЦ, которая должна
обеспечивать обнаружение целей с радиальными скоростями 40-1500 км/час, с учётом
67
ограничений на максимальную и минимальную частоты повторения импульсов запуска
РЛС, в АОРЛ - 85 использована пятикратная вобуляция режима МОНО со средней
частотой повторения 736 Гц со следующей последовательностью периодов повторения:
Tп1 = 1800 мкс; Тп2 = 1570 мкс; Тп3 = 610 мкс; Тп4 = 1640 мкс; Тп5 = 1170 мкс.
В режиме ЛЧМ применена трёхпериодная вобуляция со средней частотой
повторения 442 Гц и следующей последовательностью периодов повторения:
Tп1 = 1800 мкс; Тп2 = 2180 мкс; Тп3 = 2810 мкс.
Рассмотрим принцип работы устройства синхронизации по функциональной
схеме (рис. 5.2.5.3). Тактовые импульсы с частотой 5 МГц вырабатываются кварцевым
генератором GN и через внешнюю цепь (устройство сопряжения) подаются на вход
усилителя и далее на вход счётчика СТ1, который выполняет функцию делителя частоты
на 5, 10 и 20 и устанавливается в исходное состояние по входу R импульсом "Запуск"
(ноль дальности).
Рисунок 5.2.5.3. Функциональная схема устройства синхронизации
Импульсы с частотой 1 МГц (по команде "Дальность СДЦ – 120 км") через
мультиплексор 1 подаются на вход А1 мультиплексора 2, на вход А2 которого поступают
импульсы с частотой хранения fТ, изменяющиеся от периода к периоду в соответствии с
законом вобуляции, а на вход A3 - импульсы с частотой 100 кГц с выхода делителя
частоты СТ1.Таким образом, через мультиплексор 2 на вход десятиразрядного двоичного
счётчика СТ2 и на управляющие входы линии задержки платы компенсатора поочерёдно
проходят три импульсные последовательности, коммутация которых производится
стробирующими импульсами "0-400" (строб СДЦ) и "500-512" с выхода формирователя
стробов ТТ.
68
В начале цикла с формирователя стробов ТТ на вход Х1 мультиплексора 2 подаётся
строб "0 - 400", разрешающий прохождение на выход сигнала со входа А1 (1 МГц или 500
кГц). Для предотвращения ложных срабатываний одновременно с разрешением
прохождения по входу А1 запрещается прохождение сигнала по входу А2. Импульсы с
выхода мультиплексора 2 подсчитываются десятиразрядным двоичным счётчиком СТ2, с
выхода которого двоичный код подаётся на дешифратор ДС, дешифрирующий состояния
"400", "500" и "512" ("0"). С приходом 400-го импульса строб "0-400" (строб СДЦ)
заканчивается и прохождение сигнала 1 МГц (500 кГц) на выход мультиплексора
прекращается, т.е. длительность строба "0 - 400" составляет 400 мкс (800 мкс), что
соответствует рабочему участку дальности 60 км (120 км). Таким образом, информация с
рабочего участка дальности размещается в 400 ячейках памяти ЛЗ на ППЗ.
Одновременно с окончанием строба "0 - 400" начинает вырабатываться строб "0 500", поступающий на вход R управляющего делителя с переменным коэффициентом
деления СТ4, разрешая его работу. Импульсы с частотой хранения fТi с выхода СТ4 через
мультиплексор 2 попадают на шину fТ (вход ЛЗ на ППЗ) и воздействуют на счётчик СТ2.
Когда состояние счётчика достигнет 500, т.е. количество импульсов с частотой
fТi достигнет 100, в дешифраторе формируется команда, воздействующая на
формирователь стробов, строб "400-500" заканчивается и начинается строб "500 - 512".
Таким образом, когда fТ = fТi информация с рабочего участка дальности сдвигается на 100
разрядов к выходу ЛЗ на ППЗ.
Строб "500-512" разрешает прохождение через мультиплексор 2 импульсов с
частотой 100 кГц. В момент окончания строба "400 - 500" импульс с выхода "500"
дешифратора ДС поступает на вход формирователя, где вырабатывается импульс
"Предзапуск", опережающий импульс "Запуск" на 120 мкс и служащий для
синхронизации аппаратуры ШСС. Необходимая задержка достигается за счёт того, что
счётчик СТ2 подсчитывает 12 импульсов с частотой повторения 100 кГц, под действием
которых информация в ЛЗ сдвигается ещё на 12 разрядов к выходу ЛЗ. Когда состояние
счётчика достигает 512, импульс с выхода "512" дешифратора ДС поступает на вход
мультиплексора 3, а с его выхода (в режиме "Ведущий") подаётся на входы R счётчиков
СТ1 и СТ2, устанавливая их в ноль, а также на формирователь, который формирует
импульс "Запуск". При этом заканчивается строб "500 - 512" и начинается строб "0 -400",
который разрешает прохождение импульсов с fТ = 1 МГц (500 кГц). Далее цикл
повторяется.
Частоты хранения fТi формируются управляемым делителем СТ4, 5 -разрядный код
управления для которого формируется преобразователем кода X/Y из 3 - разрядного
двоичного кода. Трехразрядный код номера частоты повторения (запуска) формируется на
выходе счётчика СТЗ. По команде "Дальность СДЦ – 120 км", поступающей на вход SE
преобразователя кода, выходной код Y1 преобразуется таким образом, чтобы изменение
частоты хранения сохраняло период следования импульсов запуска такими же, как и в
режиме "Дальность СДЦ-60 км". Код Y2 представляет собой позиционный пятиразрядный
код, который поступает на усилитель индикации и далее на светодиоды, которые служат
индикаторами номера частоты повторения.
69
В режиме вобуляции (переключатель "Вобуляция" S2 - в положение АВТ) импульс
запуска через мультиплексор 4 поступает на вход счётчика СТЗ. При регулировочных
работах (переключатель S2 - в положение РУЧН) смена частот осуществляется запуском
от кнопки S1 "частота". При этом импульс с формирователя через мультиплексор 4
поступает на вход счётчика СТЗ.
В режиме ручного управления частотой повторения горит светодиод,
индицирующий соответствующий номер частоты повторения. В режиме вобуляции из-за
высокой частоты переключения (400Гц) свечения светодиодов воспринимаются, как
одновременное.
В режиме "Ведомый" импульс "Запуск" поступает от второго комплекта
аппаратуры УОВС и через мультиплексор 3 подаётся в цепь синхронизации счётчиков
СТ1 и СТ2, а также на формирователь импульса "Запуск".
Для обеспечения синхронной работы комплектов сигнал "Код F зап" (3 разряда)
записывается в регистр R6, с выхода которого через мультиплексор 5 поступает на
формирование частот хранения. В остальном схема работает так же, как и в режиме
"Ведущий".
70
6 Аппаратура вторичного канала
6.1 Тактико-технические характеристики аппаратуры вторичного
канала АОРЛ-85 (85К, 85Т, 85ТК)
Вторичный канал АОРЛ-85 представляет собой радиолокационный запросчик,
работающий в режимах УВД и RBS, и конструктивно размещённый в шкафу АВК.
Шкаф АВК представляет собой приемо-передающее устройство, предназначенное
для передачи, приема и обработки высокочастотных сигналов по двум каналам с целью
получения информации о самолетах, оборудованных ответчиками.
Передатчик шкафа формирует кодированные высокочастотные импульсные
сигналы частотой 1030 МГц, предназначенные для запроса самолетных ответчиков по
каналам «запрос» и «подавление».
Приемники шкафа предназначены для приема кодированных сигналов самолетных
ответчиков в режимах УВД, УВД-М и RBS на частотах 740 и 1090 МГц, их обработки по
каналам «Основной» и «Подавление» и выдачи видеосигналов на аппаратуру первичной
обработки.
Аппаратура ВК имеет следующие технические параметры:
в режиме приёма:


чувствительность приёмных устройств по каналам "Основной" и "Подавление" при
соотношении сигнал/шум, равном 2:1, не менее 110 дБ;
динамический диапазон приёмных устройств по входу при соотношении сигналов
"детектор С"/ "Детектор Р" равном 5:1,не менее 70 дБ.
в режиме передачи:



выходная импульсная СВЧ мощность по каналам запроса и подавления не менее 0,7
кВт (в модификации АОРЛ-85, 85К);
выходная импульсная СВЧ мощность по каналам запроса и подавления не менее 2 кВт
(в модификации АОРЛ-85Т, 85ТК);
контроль выходной импульсной СВЧ мощности по встроенному устройству БИМ с
точностью не хуже ± 25%.
6.2 Структурная схема вторичного канала АОРЛ-85
В состав вторичного канала АОРЛ-85 входят:




блок передатчика;
блок измерения мощности (БИМ);
приёмник вторичного канала;
элементы высокочастотного тракта:
71




аттенюатор плавный;
2 циркулятора;
Фильтры - разделители;
нагрузки.
В режиме передачи шкаф АВК работает следующим образом.
Высокочастотная кодовая посылка с выхода блока передатчика поступает на вход 1
переключателя ЕЛ 2.242.020. В этой посылке присутствуют импульсы кода запроса и один
импульс подавления. На вход 4 переключателя с блока передатчика подается сигнал
управления переключателем. Сигнал управления приходит синхронно с ВЧ импульсом
подавления, в результате чего при отсутствии сигнала управления ВЧ сигнал
коммутируется от входа 1 на выход 2, при наличии сигнала управления ВЧ сигнал
коммутируется от входа 1 на выход 3. Таким образом осуществляется разделение ВЧ
кодовых посылок в каналы "Запрос" и "Подавление".
Циркуляторы ТЖ2.238.007-03 пропускают с малыми потерями ВЧ сигнал
передатчиков от разъёма 1 на разъем 2 и служат для развязки входов приемников от
мощных ВЧ сигналов передатчика, далее ВЧ сигнал передатчика по двум каналам
поступает через блок БИМ на фильтры-разделители.
Блок БИМ измеряет мощность передатчика как в канале "Запрос" так и в канале
"Подавление". Фильтры-разделители служат для согласования высокочастотных входоввыходов шкафа АВК с антенно-фидерным трактом изделия АОРЛ-85.
Аттенюатор плавный ЕЛ2.243.133, включенный в канал запроса, позволяет
регулировать соотношение излучаемых мощностей по каналам запроса и подавления. Эта
регулировка производится в случае появления ложных отметок от боковых лепестков
диаграммы направленности антенны в режиме "Запрос".
В режиме приёма шкаф АВК работает следующим образом. На входы фильтровразделителей поступают высокочастотные сигналы через вращающиеся переходы от
антенны. Фильтры-разделители выделяют из всех поступающих на них сигналов в режиме
приёма сигналы самолётных ответчиков частотой 740 МГц и 1090 МГц, а также выделяют
сигналы приёма верхних углов первичного канала для дальнейшей их трансляции на
приёмник ПК.
72
Рисунок 6.2.1. Схема шкафа аппаратуры вторичного канала
Выделенные через фильтры-разделители сигналы частотой 740 МГц поступают
непосредственно на входы "основной" и "подавление" приёмника УВД, где усиливаются,
обрабатываются, детектируются, после чего выдаются на выход видеосигналами.
Выделенные фильтрами-разделителями сигнала частотой 1090 МГц поступают на
входы приёмника RBS через блок БИМ и циркуляторы ТЖ2.238.007-03. Циркуляторы
работают в качестве вентилей ВЧ сигналов. В режиме передачи циркуляторы пропускают
ВЧ сигналы передатчиков с разъёма 1 на разъём 2, исключая их прохождение на разъём 3
и защищая тем самым входы приёмника. В режиме приёма циркуляторы пропускают ВЧ
сигналы с разъёма 2 на разъём 3, исключая ответвление сигналов приёма на выход
передатчика.
Приёмник RBS усиливает, обрабатывает, детектирует поступившие сигналы, после
чего выделяет на выход видеоимпульсы сигналов самолётных ответчиков.
Управление шкафом ABК может осуществляться как дистанционно, так и в
местном режиме. В местном режиме управление приёмниками, передатчиком и блоком
БИМ производится устройствами коммутации, расположенными на передних панелях
блоков приёмника передатчика и БИМ.
В схемах приёмников, передатчика и БИМ имеются устройства допускового
контроля и контроля наличия, необходимых для работы напряжений, данные устройства
выдают сигналы "Норма" (корпусом) при включенном шкафе и нормированной величине
контролируемого параметра, выдают сигнал "Авария" (корпусом) при изменении
контролируемого параметра больше допустимых пределов.
73
6.3 Принцип работы передатчиков запроса и подавления ВК по
структурной схеме
Блок передатчика ВК предназначен для генерирования мощных СВЧ импульсов
запроса и подавления на частоте 1030 МГц и выработки сигналов управления СВЧ
переключателем, обеспечивающим разделение сигналов запроса и подавления по
соответствующим каналам.
Структурная схема блока передатчика ВК приведена на рисунке 6.3.1. Блок
передатчика на выходе третьего каскада усиления обеспечивает импульсную мощность не
менее 2,5 кВт, а длительность импульсов кода запроса 0,8 мкс.
Рисунок 6.3.1. Схема структурная передающего устройства АВК
Рисунок 6.3.2. Внешний вид передатчика АВК (справа)
74
Рисунок 6.3.3. Внешний вид передатчика АВК (слева)
Рисунок 6.3.4. Передняя панель управления передатчиком АВК
В качестве задающего генератора частоты 1030 МГц (рис. 6.3.5) используется
возбудитель, содержащий кварцевый генератор, каскады умножения частоты и усиления
мощности, выполненные на транзисторах. Импульсная модуляция в возбудителе
осуществляется положительным импульсом с выхода модулятора и позволяет облегчить
режим работы транзисторов трёхкаскадного усилителя мощности, диодов в варакторном
утроителе частоты, а также снизить потребление по цепи питания +27 В. Вентиль служит
для защиты выходных каскадов возбудителя и развязки его с входом лампового каскада.
75
В первых двух каскадах усилителя мощности использованы металлокерамические
генераторные триоды, на аноды которых подаётся напряжение +1,5 кВ с высоковольтного
выпрямителя. Коэффициент усиления каждого каскада по мощности - не менее 13 дБ. В
третьем каскаде усиления (коэффициент усиления не менее 10 дБ) применён
металлокерамический тетрод, питаемый от выпрямителя напряжением +4 кВ. Экранная
сетка этого каскада запитывается импульсным напряжением от импульсного усилителя.
Модулятор, выполненный на транзисторах и микросхемах, при подаче на его вход
импульсов запуска ВК от ШСС обеспечивает формирование импульсов катодной
модуляции первых двух каскадов усиления мощности, импульсов запуска импульсного
усилителя и импульсов запуска манипулятора. Модулятор обеспечивает выдачу сигнала
"авария" в случае исчезновения импульсного сигнала на любом из его выходов при
наличии импульсов запуска на входе или при пропадании напряжения +5 В.
Манипулятор формирует импульсы управления СВЧ переключателем.
Рисунок 6.3.5. Возбудитель передатчика ВК. Схема электрическая структурная
Автоматика блока обеспечивает требуемый порядок включения и выключения
передатчика, а также контроль параметров и аварийное отключение с сигнализацией о
причине отключения при исчезновении высокого напряжения +4 кВ и напряжения –27 В.
6.4 Приемные устройства ВК режима УВД и RBS
Приёмное устройство ВК предназначено для приёма сигналов самолётных
ответчиков, работающих на частотах 1090 МГц (RBS) и 740 МГц (УВД), а также для
подавления сигналов боковых лепестков диаграммы направленности (ДН) антенны.
Приёмники УВД и RBS структурно выполнены аналогично и отличаются рабочими
частотами, а, следовательно, настройкой входных фильтров и высокочастотных
устройств.
76
Рисунок 6.4.1. Внешний вид линейки приемных устройств УВД и RBS
Основные характеристики приёмных устройств вторичного канала:





чувствительность приёмников УВД и RBS не хуже 110 дБ/Вт;
динамический диапазон не хуже 70 дБ;
глубина ВАРУ 23 дБ;
глубина ШАРУ 23 дБ;
длительность ВАРУ не менее 60 км.
Рисунок 6.4.2. Векторные диаграммы при приеме в направлении главного (а) и
бокового (б) лепестков
Структурная схема приёмника ВК приведена на рисунке 6.4.3. Для подавления
сигналов боковых лепестков ДН по приёму используется амплитудно-фазовый метод.
77
Для его реализации сигналы основного канала и канала подавления поступают на
входы кольцевого моста, где складываются и вычитаются, в результате чего векторы
диаграммы суммы (U+) и разности (U-), образующиеся на его выходах, приобретают
определённую фазовую окраску в зависимости от направления приёма.
Рисунок 6.4.3. Структурная схема приёмника ВК
Как следует из векторных диаграмм (рис. 6.4.2, а), при любом соотношении фаз
входных сигналов φ в случае приёма в направлении основного лепестка ДН, когда U осн >
Uпод, угол между сигналами U+ и U- будет острым, т.е. φг < 90°, а в случае приёма в
направлении боковых лепестков ДН, когда Uосн < Uпод, угол φб будет тупым, т.е. φб > 90°.
После кольцевого моста сигналы "суммы" и "разности" усиливаются в идентичных
каналах приёмника и подаются на фазовый детектор, где фазовые соотношения вновь
преобразуются в амплитудные. Как следует из векторных диаграмм (рис. 6.4.2, б),
иллюстрирующих работу фазового детектора, при приёме в направлении основного
лепестка, когда φосн < 90°, на одном из выходов ФД амплитуда сигналов будет всегда
больше, чем на другом, т.е. U1 > U2. При приёме в направлении боковых лепестков, когда
φб > 90°, на выходе ФД всегда будет выполняться противоположное соотношение, т.е. U 1<
U2.
Схема амплитудного дискриминатора выделяет сигналы основного луча ДН и
подавляет сигналы боковых лепестков.
Устройство, высокочастотное, входящее в состав приёмного тракта ВК,
предназначено для усиления высокочастотных сигналов, поступающих от основной
антенны и антенны подавления, преобразования их в сигналы промежуточной частоты 60
МГц и предварительного усиления сигналов промежуточной частоты. Коэффициент
усиления каналов суммы и разности составляет не менее 25 дБ, а полоса пропускания - не
менее 14 МГц.
78
Гетеродин вырабатывает колебания частоты 1030 МГц (RBS) и 680 МГц (УВД) и
включает задающий кварцевый генератор, каскады умножения частоты и усиления
мощности. В первом случае частота кварцевого генератора умножается на 12, во втором на 8.
Все узлы, входящие в состав ВЧ - устройства, выполнены на микрополосковых
линиях с применением тонкоплёночной технологии и бескорпусных полупроводниковых
приборов. После настройки ВЧ - устройство герметизируется, воздух из корпуса
откачивается, а объём заполняется чистым аргоном.
Тракт УПЧ обеспечивает основное усиление сигналов промежуточной частоты по
каналам суммы и разности и преобразование фазовых различий на входе в амплитудные
на выходе.
Коэффициент усиления тракта - не менее 70 дБ, полоса пропускания – 10 МГц. В
тракте УПЧ осуществляется два вида регулировок усиления: АРУ и ШАРУ.
Для осуществления временной автоматической регулировки усиления на входе
УПЧ используется аттенюатор ВАРУ на полевых транзисторах, обеспечивающий глубину
регулировки не менее 23 дБ. Аналогично выполнен аттенюатор ШАРУ.
С нагрузок фазового детектора видеосигналы поступают на амплитудный
дискриминатор, выполненный в виде дифференциального сумматора на операционном
усилителе. На выходе последнего появляется положительный видеоимпульс только в том
случае, когда, на неинвертирующем входе, амплитуда сигнала будет больше, чем на
инвертирующем.
Сигналы "контроль С (Р)" используются для контроля выходного напряжения ФД.
Рисунок 6.4.4. Структурная схема ВАРУ ВК
79
Рисунок 6.4.5. Структурная схема ШАРУ
Рисунок 6.4.6. Внешний вид панели управления приемными устройствами АВК
80
6.5 Принцип работы устройств адаптации приемного тракта ВК
Устройства адаптации приемных устройств вторичного канала представляют собой
схемы ШАРУ и ВАРУ. ШАРУ реализована в УПЧ, а ВАРУ в УПЧ и, для основного
канала, в тракте ВЧ.
Регулирующие напряжения "ВАРУ ВЧ" и "ВАРУ НЧ" вырабатываются с приходом
импульса "Запуск ВАРУ" и регулируются по длительности до 60 км.
Применение ВАРУ (рис. 6.5.1) уменьшает коэффициент усиления приёмника при
приёме сигналов ответчика в ближней зоне, что устраняет ложные ответы за счёт
сигналов, переотражённых местными предметами, а также ответы, принятые боковыми
лепестками ДН в ближней зоне.
Детекторы ШАРУ (рис. 6.5.2) вырабатывают постоянные напряжения,
пропорциональные среднеквадратичному значению напряжения шумов в каналах приёма,
которые используются для формирования управляющих напряжений ШАРУ. На схемы
ШАРУ поступает напряжение "Бланк ШАРУ", которое запирает последнее на время
действия напряжения ВАРУ.
На платах ШАРУ расположены устройства допускового контроля, которые выдают
сигнал "норма" при включенных приёмниках и уровне шумов, находящимся в
допустимых пределах. При отклонении уровня шумов в ту или другую сторону от
допустимых пределов выдаётся сигнал "Авария". Контроль усиления приёмника
производится с двухсторонним допуском ±25%.
Рисунок 6.5.1. Структурная схема ВАРУ ВК
81
Рисунок 6.5.2. Структурная схема ШАРУ ВК
82
7 Аппаратура первичной обработки информации
7.1 Задачи обработки радиолокационной информации
Для обеспечения работы в составе автоматизированных систем УВД в АОРЛ-85
имеется аппаратура первичной обработки информации ПРИОР, с помощью которой
решаются следующие задачи:









прием от РЛС аналоговых сигналов амплитудного и СДЦ каналов и
преобразование их в цифровой код;
автоматическое обнаружение сигналов от целей по первичному каналу на фоне
естественных пассивных помех (с применением межобзорной обработки,
адаптивных порогов обнаружения и средств адаптации) и определение координат
ВС;
выделение и обработку сигналов, отраженных от метеообразований, из суммарного
сигнала амплитудного канала РЛС;
автоматическое обнаружение и декодирование ответных сигналов ВРЛ в режимах
УВД и RBS и определение координат ВС;
обработку координатной, полетной информации и повышение ее достоверности за
счет межобзорной обработки;
объединение информации, полученной по первичному и вторичному каналам;
ввод в сопровождение и траекторную обработку информации обо всех ВС в зоне
действия РЛС;
передачу информации потребителю через контроллер аппаратуры передачи данных
либо по физической линии, либо через модемы по стандартным телефонным
каналам связи. Сопряжение с модемом по стандартному протоколу по стыку RS232. Номенклатура цепей связи, параметры сигналов, кодограммы данных и
алгоритмы обмена конкретизируются в протоколах сопряжения;
сопряжение с системами отображения информации "Символ", "Комета", "НОРД",
"КАРМ ДРУ", КСА "Альфа", АС УВД "Синтез".
Технические характеристики АПОИ ПРИОР:
АПОИ "ПРИОР" сохраняет свои параметры при следующих внешних условиях:



температура окружающей среды от + 5º С до + 40º С;
относительная влажность воздуха до 80% при температуре ≤ 25º С;
атмосферное давление не ниже 450 мм. рт. ст.
Функционально АПОИ "ПРИОР" можно представить в виде трех процессов:



процессор обработки информации первичного радиолокатора (ПОИ ПРЛ);
процессор обработки информации вторичного радиолокатора (ПОИ ВРЛ);
процессора траекторных данных (ПТД).
83
Технические данные ПОИ ПРЛ:
ПОИ ПРЛ обеспечивает обработку радиолокационной информации по всей
дальности действия РЛС.










ПОИ ПРЛ устраняет несинхронные помехи;
Максимальное количество ложных тревог (плотов) за обзор от всех видов помех,
исключая преднамеренные, не превышает 30;
вероятность обнаружения цели при Pл.т. = 10Е-6 не менее 0.9;
точность определения координат цели:
по азимуту не более 1,2 угловых дискрета;
по дальности не более 0,5;
разрешающая способность по координате:
по азимуту не более 6-ти зондирующих импульсов между пакетами;
по дальности не более 600 м;
Вероятность дробления не более 0,005.
ПОИ ПРЛ сопрягается с ПТД по стандартному протоколу по стыку RS-232.
Технические данные ПОИ ВРЛ:
ПОИ ВРЛ обеспечивает обработку информации по всей дальности действия ВРЛ.









вероятность ложных тревог, вызванных НИП, меньших или равных ЗИ, с
Fп≥Fп РЛС+0,02 Fп РЛС по плот – выходу более 10-6;
максимальное количество ложных тревог (плотов) за обзор от всех видов помех,
исключая преднамеренные, не превышает 5;
вероятность обнаружения цели при Pл.т. = 10Е-6 не менее 0,9;
точность определения координат цели:
o по азимуту более 0,25 град;
o по дальности не более 250 м.
разрешающая способность по координате:
o по азимуту не более ширины ДН +0,5 град.;
o по дальности не более 1000 м;
вероятность дробления не более 0,005;
вероятность получения дополнительной информации при нахождении одного ВС в
основном лепестке ДН и при отсутствии мешающего потока запросных и ответных
сигналов не менее 0,98;
вероятность получения дополнительной полетной информации при нахождении
двух ВС на одном азимуте не менее 0,9;
вероятность искажения или перепутывания полетной информации не более 10-6
при расстоянии между целями более величины разрешающей способности РЛС.
84
7.2 Структура и алгоритмы системы обработки радиолокационной
информации
В РЛК АОРЛ-85 для обработки радиолокационной информации используется
АПОИ ПРИОР.
Рассмотрим алгоритмы обработки и структуру изделия ПРИОР.
Первичная обработка РЛИ решает следующие задачи:




обнаружение радиолокационных сигналов;
измерение координат ВС;
декодирование ответных сигналов и дополнительной полётной информации (для
ВРЛ);
объединение информации от первичных и вторичных каналов РЛС с единой зоной
обзора.
Обнаружение состоит в принятии решения о наличии или отсутствии воздушного
объекта в каждом выделенном участке пространства с минимально допустимыми
вероятностями ошибочных решений.
Измерение сводится к выработке оценок координат и параметров движения
воздушного объекта с минимально допустимыми погрешностями.
Логическая структура аппаратуры первичной обработки информации имеет вид:
Рисунок 7.2.1 Основные процедуры, реализуемые в АПОИ ПРИОР
85
7.3 Структурная схема АПОИ "ПРИОР"
АПОИ «ПРИОР» конструктивно поставлялся в ГА в нескольких модификациях.
Отличие различных вариантов состоит в аппаратном и программном обеспечении, но, при
этом, реализован единый принцип обработки РЛИ.
Рассмотрим структурную
представленную на рисунке 7.3.1.
схему АПОИ
«ПРИОР» последнего
поколения
Рисунок 7.3.1. Структурная схема АПОИ «ПРИОР»
Процессор обработки информации первичного радиолокатора (ПОИ ПРЛ)
обрабатывает поступающие на вход сигналы от первичных каналов РЛС, производит
обнаружение воздушных судов, измерение их координат по каналам РЛС и передает
информацию по стандартному каналу RS-232 в процессор траекторных данных (ПТД).
Сигналы от первичного канала РЛС поступают на Адаптер ПРЛ.
Адаптер ПРЛ преобразовывает входные аналоговые сигналы, обеспечивает
выделение полезных сигналов на фоне различного рода мешающих отражений,
формирует координатный видеосигнал, формирует видеосигнал карты помех, а также
обеспечивает измерение в полярных координатах начала и конца пакета от воздушного
судна (ВС).
86
Измеренные значения поступают в плотэкстрактор (ПЭ) ПРЛ, где производится
вычисление координат центра пакета, осуществляется обнаружение зон метеообразований
и фильтрация плотов по различным алгоритмам. Информация о плотах стандартному
последовательному каналу RS-232 передается в ПТД.
Процессор обработки информации вторичного радиолокатора (ПОИ ВРЛ)
принимает сигналы вторичных каналов РЛС и обеспечивает их обработку с
автоматическим обнаружением воздушных судов, измерением их координат, получение
дополнительной полетной информации о бортовом номере и высоте полета воздушных
судов, оборудованных ответчиками вторичной информации по стандартам УВД и ИКАО,
и передает информацию в ПТД.
Сигналы от вторичного канала РЛС поступают на адаптер ВРЛ.
Адаптер ВРЛ принимает и нормализует управляющие и синхронизирующие
сигналы, декодирует координатную и дополнительную полетную информацию о
летательных аппаратах, оборудованных ответчиками системы ВРЛ по стандарту УВД и
ИКАО, и подавляет несинхронные помехи.
Радиолокационные данные с Адаптера ВРЛ (координаты начала пакета (НП) и
конца пакета (КП), дополнительная информация, угловая синхронизация, контрольные
сообщения) поступают на ПЭ ВРЛ, который производит обнаружение и измерение
координат самолетов, ввод в сопровождение и траекторную обработку плотов от всех
летательных аппаратов в зоне действия ВРЛ.
ПТД принимает цифровые радиолокационные данные от двух ПОИ ПРЛ и двух
ПОИ ВРЛ и осуществляет обнаружение целей и измерение параметров траекторий
воздушных судов по каждому из каналов, а также осуществляет объединение информации
от одного воздушного судна, поступившей по каналам ПРЛ и ВРЛ.
ПТД производит контроль работоспособности ПОИ с выдачей результатов
статистической обработки поступающих данных. ПТД осуществляет документирование
обрабатываемых данных на протяжении времени не менее 7 суток.
Таким образом, при использовании ПТД в аппаратуре АПОИ "ПРИОР" совместно с
аппаратурой ПОИ ПРЛ и ПОИ ВРЛ обеспечивается объединение информации от
первичного и вторичного канала, реализуются в полном объеме функции контрольного
индикатора РЛС, обеспечивается гибкое резервирование и реконфигурация системы
обработки и передачи радиолокационных данных.
Согласование входных сигналов осуществляется через кабельный ввод (КВ). На
входе КВ имеется согласованный делитель, позволяющий изменять уровень входного
сигнала в соотношениях 1:1, 1:2, 1:4, при сопротивлении на входе 75 Ом. Далее синхро - и
видео сигналы РЛС (ПРЛ, ВРЛ) размножаются для передачи в каждый из Адаптеров
(ПРЛ, ВРЛ), а также в контроллер растрового монитора (КРМ) для обеспечения
аналоговой развертки и отображения на мониторе.
87
Пульт управления ПУ1-4 обеспечивает выбор на отображение информации от
первого или второго комплекта.
Селектор видео (СВ) предназначен для определения состава аналоговой
координатной р/л информации, подаваемой на вход КРМ и обеспечивает: селекцию в
любой комбинации и смешивание видеосигналов с амплитудной модуляцией (VA) по
шести входам; селекцию в любой комбинации и смешивание нормированных
видеосигналов по четырем входам; селекцию сигналов синхронизации ЗИ, МАИ и
"Север" от ПРЛ и ВРЛ.
Контроллер растрового монитора (КРМ) обеспечивает аналоговую развертку на
экране монитора и отображение входной и обработанной информации. Совместно с ПТД
обеспечивается отображение как аналоговой, так и совмещенной с ней цифровой
полетной информации.
Генератор пиксельной частоты (ГПЧ) представляет собой устройство,
преобразующее линейную частоту строчной развертки видеоадаптера в импульсы, во
временной области соответствующие пиксельным знакоместам.
Коммутатор информации (КИ) осуществляет подключение к выходным линиям
связи (как цифровым, так и аналоговым) информации от устройств (Адаптеров - в части
аналоговой информации, ПТД - в части цифровой информации), являющихся в данный
момент времени основными по отношению к устройствам находящимся в состоянии
"Резерв", "Регламент" или "Авария".
Для обеспечения электропитанием составных частей АПОИ при пропадании
внешней питающей сети на время, необходимое для включения и выхода на рабочий
режим резервных источников питания (около 2 минут), в комплект АПОИ включены
блоки бесперебойного питания (ББП). В случае пропадания внешнего электропитания на
более длительный срок ББП посылают на ПТД команду, по которой ПТД завершают
работу и подготавливаются к выключению.
7.3.1 Назначение и принцип работы процессора обработки информации
первичного радиолокатора (ПОИ ПРЛ)
ПОИ ПРЛ состоит из адаптера ПРЛ и плотэкстрактора ПРЛ (ПЭ-П) (рис. 7.3.1.1).
88
Рисунок 7.3.1.1. Структурная схема ПОИ ПРЛ
ПОИ ПРЛ предназначен для:











сопряжения и коммутации сигналов первичных РЛС;
преобразования аналоговых сигналов в цифровой восьмиразрядный код (3 канала);
поддержания вероятности ложных тревог на постоянном уровне, путем
автоматической подстройки порогов в каждом канале (непараметрическое
обнаружение);
обработки сигналов в некогерентном накопителе по логике к/m (m=7);
компенсации задержки сигнала при обработке (задержка t=T-tзад.);
преобразования информации в 16 разрядный параллельный код;
формирования контрольных тестов для проверки функционирования отдельных узлов;
вычисления координат целей;
формирования статических и динамических карт в плотэкстракторе (карта местных
предметов, карта метео, карта трасс);
траекторной обработки сигналов первичных РЛС;
выдачи координатных сообщений (дальность, азимут цели).
Адаптер ПРЛ
Адаптер ПРЛ состоит из платы «Контроллер ПК», блока питания, лицевой панели
и жидкокристаллического индикатора (ЖКИ), расположенного на лицевой панели блока
рисунок 7.3.
Контроллер ПК осуществляет:


сопряжение с РЛС;
синхронизацию;
89
















преобразование амплитуду видеосигнала в цифровую форму;
формирование
адаптивных
автоматических
порогов
(параметрических
и
непараметрических) по каждому из каналов видео;
формирование динамических карт плотности помех;
формирование динамических карт статусов помех;
формирование единого видеосигнала прошедшего автоматические пороги;
очистку единого видеосигнала от несинхронных помех (логика к/m, где m=7);
формирование цифрового сообщения о воздушном судне;
формирование цифрового сообщения о метки Север + диагностическая информация о
состоянии ПОИ ПРЛ;
формирование цифрового сообщения об азимутальной метке (11,25°, либо 22,5°, либо
30°);
компенсацию задержки в обработке и формировании нормированного обработанного
видеосигнала;
формирование контрольных целей с возможностью сквозного контроля ПОИ ПРЛ;
выдачу аналоговых (обработанных по сечениям обработки) сигналов на КРМ);
выдачу диагностических сигналов на лицевую панель Контролера ПК для индикации
неисправностей по входным сигналам РЛС видео и синхронизации;
индикацию шумовых порогов в амплитудном канале и канале МОНО (либо СДЦ) в
десятичном коде;
индикация параметров вращения РЛС (темп обзора, количество малых азимутальных
меток за обзор, появление сигнала Север);
Совместно с ПЭ-П (либо ПТД), просмотри и установка новых параметров обработки
радиолокационных сигналов.
Поскольку весь процесс обработки радиолокационной информации ПРЛ
сосредоточен в Контроллере ПК, то имеет смысл рассматривать работу Адаптера ПРЛ как
взаимодействие входных и выходных сигналов Контроллере ПК.
Рисунок 7.3.1.2. Структурная схема Контроллер ПК
90
На плате Контроллера ПК из напряжения источника питания +5 В формируется
напряжение питания периферии PLD-3,3 В и напряжение питания ядра PLD-2.5 В.
Программы, обеспечивающие обработку радиолокационной информации,
загружаются в PLD из постоянной памяти (ПЗУ Д2 и Д3) при включении блока (при
подачи напряжения питания +5 В на плату Контроллера ПК).
Для обеспечения оптимальной обработки радиолокационных сигналов имеется ряд
параметров обработки, которые имеют различные значения в зависимости от типа РЛС, а
также их эксплуатации на месте дислокации. Поэтому в Адаптере ПРЛ имеется
возможность просматривать эти параметры и изменять их значения. Установленные
параметры хранятся в микросхеме “Flash” (D9). Просмотр и изменение параметров
обработки осуществляется с помощью программы prlconf***.exe в ПЭ-П.
Связь между ЭВМ и Контроллером ПК осуществляется по последовательному
порту через разъем, установленного на лицевой панели Адаптера ПРЛ. Обеспечение
согласования стыка RS-232 происходит с помощью микросхемы D10.
Процесс обработки радиолокационной информации в Адаптере ПРЛ по каждому из
каналов ведется одновременно по трем типам обнаружителей:



Шумовые пороги;
Пороги по ячейкам карт 16х16 (только по каналам СДЦ и Ампл.);
Ранговый обнаружитель.
Каждый из каналов сопровождается динамической картой помех статусов (16х16),
позволяющей отслеживать неподвижные, либо медленно подвижные объекты (остатки от
местных предметов, метео остатки).
Одновременно на текущем зондировании ведется измерение плотности помех в
некотором интервале по дальности (7 км). Совместный анализ плотности помех,
полученных на текущем зондировании, и статусов (результат межобзорной обработки
прошедших пороги сигналов) позволят оптимально использовать каждый из каналов как
источник информации.
Решающее устройство, по результатам анализа всей совокупности сигналов,
принимает решение о формировании сигнала «Квантовое видео» на текущем
зондировании. Дальнейшее накопление сигналов «Кв. видео» в движущемся окне схемы
селекции несинхронных помех на соседних семи зондированиях позволяет отфильтровать
часть выделенных обнаружителями сигналов «Кв. видео», не сумевших достигнуть
необходимой плотности в движущемся окне Селектора несинхронных помех для
выполнения критерия «начало пакета».
Прошедшим схему селекции несинхронных помех является сигнал, по которому
выполняется критерий начала пакета по логике k\m. где m=7, k- это необходимое
количество ответных сигналов присутствующих на момент облучение воздушного судна
или помехи в интервале семи соседних зондированиях для соответствующего кванта
дальности.
91
Выполнения критерия начала пакета фиксируется признаками 01, 02, если начало
пакета обнаружено в зоне дальности, где плотность превышения шумового порога в
амплитудном канале была выше допустимой или 05; 06 – при отсутствии помеховой
обстановки. В момент выполнения критерия начала пакета снимаются показания
счетчиков азимута и дальности. Затем формируется сообщение длиной 16 разрядов, где в
первых четырех разрядах пишется код признака сообщения, а в остальных 12 разрядах
сопутствующая информация:
01 (05) – азимут момента выполнения критерия начала пакета;
02 (06) – дальность момента, в котором произошло выполнение критерия начало
пакета.
Далее по мере продвижения диаграммы направленности РЛС через направление на
воздушное судно возникает момент выполнения критерия конца пакета, условием
появления этого сигнала является признак того, что ранее было выполнено условие
выполнения критерия начало пакета, а число ответных сигналов в кванте дальности стало
равным «К – 1».
В момент выполнения критерия конец пакета также снимаются показания
счетчиков азимута и дальности, затем формируется сообщение.
03 + азимут момента выполнения Крк (16р)
04 + дальность момента выполнения Крк (16)
Признаками также кодируются сообщения:


17+ слово состояния – метка Север + 11р диагностической информации состояния
Адаптера ПРЛ+ПЭ-П.
16+ азимут – метка азимут + 12р кода азимута на момент появления данной
азимутальной метки. Цена азимутальной метки является параметром Адаптера ПРЛ и
может быть 30°; 22,5°; 11,25°.
Сформированные таким образом шестнадцатиразрядные сообщения записываются
в буферное устройство (микросхемы D12, D13), из которого информация считывается в
ПЭ-П через параллельный порт, где происходит следующий этап обработки
радиолокационной информации.
В программах Контроллера ПК заложена диагностика работы Адаптера ПРЛ+ПЭП. Результаты диагностики выводятся на лицевые панели плат Контроллер ПК и лицевую
панель Адаптера ПРЛ. Кроме того, диагностическая информация передается в ПЭ-П как
слово состояния в кодограмме «Север».
Кроме того, Контроллер ПК формирует контрольную цель, которая позволяет
осуществить автономный контроль процесса обработки радиолокационной информации.
Контрольная цель может быть установлена как параметр на требуемой дальности и
азимуте.
92
Визуально процесс обработки в Адаптере ПРЛ можно наблюдать на индикаторе
КРМ, где можно вывести входные аналоговые сигналы поканально, а также результаты их
обработки по сечениям.
7.3.1.1 Плотэкстрактор первичного радиолокатора (ПЭ-П)
Плотэкстрактор ПРЛ (ПЭ ПРЛ) выполняет следующие функции:








вычисление координат целей;
построение статических карт местных предметов;
построение динамических карт (карт метео);
подготовка сообщений о координатах;
фильтрация ложных сообщений;
передача информационных сообщений по последовательному каналу;
создание и сохранение протоколов входных и выходных сообщений с целью
дальнейшего их воспроизведения для анализа работоспособности устройства и
анализа оптимальной настройки ПОИ ПРЛ;
отображение на растровом мониторе плотов и зон статической и динамической карт.
Структурная схема ПЭ-П приведена на рисунке 7.3.1.1.1.
Рисунок 7.3.1.1.1. Структурная схема ПЭ-П
ПЭ-П собран на базе системной платы IBM PC с центральным процессором
486/586, использование которых позволяет сопрягаться со стандартными устройствами
(рис. 7.3.1.1.1): видеографическим адаптером (VGA); винчестером (HDD); дисководом
(FDD).
Ввод радиолокационных данных в ПЭ осуществляется через двунаправленный
параллельный порта (LPT1).
Выходные данные передаются через контроллер последовательного порта (СOM2).
Алгоритм обработки радиолокационных данных в ПЭ приведен на рисунке
7.3.1.1.2.
93
Рисунок 7.3.1.1.2. Алгоритм обработки радиолокационных данных в ПЭ
Если монитор подключен к ПЭ ПРЛ на экране можно наблюдать загрузку
операционной системы и выход на рабочий режим (рис. 7.3.1.1.3).
Рисунок 7.3.1.1.3. Окно программы ПЭ-П
Установка критериев обнаружения и параметров фильтрации осуществляется с
помощью манипулятора типа “мышь” путем перемещения движков и включением кнопок
на панелях управления, которые отображаются на экране монитора рисунки 7.3.1.1.37.3.1.1.11.
94
Рисунок 7.3.1.1.4. Окно “Map” программы ПЭ-П
Рисунок 7.3.1.1.5. Окно “Plot” программы ПЭ-П
95
Рисунок 7.3.1.1.6. Окно “Plot” программы ПЭ-П
Рисунок 7.3.1.1.7. Окно “Plot” программы ПЭ-П
96
Рисунок 7.3.1.1.8. Окно “Map” программы ПЭ-П
Рисунок 7.3.1.1.9. Выбор автоматического (AUTO) включения и отключения
фильтров
97
Рисунок 7.3.1.1.10. Установка уровней фильтрации
Рисунок 7.3.1.1.11. Установка критериев обнаружения и параметров фильтрации
Все изменения параметров автоматически записываются в конфигурационные
файлы (*.cfg) и используются при дальнейшей работе.
Информация о дальности и азимуте начала и конца пакетов используется для
вычисления координат центра пакетов (плот).
98
На вход плотэкстрактора поступает информация, как от целей, так и от помех,
поэтому на основе анализа отличительных характерных признаков производится
фильтрация полезных сигналов.
В ПЭ ПРЛ реализовано построение трех карт:



статическая карта местных предметов (static map);
статическая карта трасс (trace map);
динамическая метео карта (meteo map).
Статические карты static map и trace map программируются на объекте.
Размерность одной ячейки карты составляет [5км х 5град]. Проверка зон, в которых
установлены карты, осуществляется нажатием кнопок на панели управления «map»
соответственно static или trace рисунок 7.3.1.1.3.
Динамическая метео карта (meteo map) устанавливается автоматически путем
межобзорного накопления весовых коэффициентов плотов в каждой ячейке карты.
Каждому плоту в зависимости от зоны, из которой он пришел, присваивается вес в
соответствии положением движковых регуляторов на панели управления рисунок
7.3.1.1.3.
Если сумма весовых коэффициентов по какой-либо ячейке карты превысит
установленное значение порога «max», то данной ячейке присваивается статус «meteo».
При этом в этих зонах пространства изменяются параметры фильтров помех. Метео карта
может отображаться на мониторе при нажатии кнопки «meteo» на панели управления
«map» рисунок 7.3.1.1.4.
1. Панель управления”MAP”
METEO - максимальная дальность, до которой устанавливается метео карта,
измеряется в квантах дальности (200 м).
N---N, N—M, H—N и т.д. - вес плота, который добавляется в ячейку метео карты.
MAX - если сумма весов превышает это значение, ячейке присваивается статус
МЕТЕО.
WARN - если сумма весов превышает это значение, веса плотов, приходящих в эту
ячейку и в 4-е соседние, умножается на коэффициент KOREL.
REFR – величина веса, на который уменьшается вес всех ячеек за один обзор.
KorRo – корреляция по дальности указывает во сколько раз к концу дистанции
уменьшается вес приходящего плота.
MaxCount - вес, выше которого накопление прекращается.
STATIC, METEO, TRACE – команды вывода на монитор соответствующих карт.
99
Установка критериев обнаружения производится на панели управления “plot”
(рисунок 7.3.1.1.5).
2. Панель управления “PLOT”
Delta Ro - размер плота по дальности, если (Rк.п. - Rн.п.) ≤ Delta Ro, то плот
пропускается для дальнейшего анализа;
Min dFi - минимальный размер пакета по азимуту в зоне свободной от помех,
если (Fк.п. - Fн.п.) ≤ Min dFi, то плот не пропускается для дальнейшего анализа при
включенном Фильтре 2;
M dFi МН - минимальный размер пакета по азимуту в зоне метео карты,
если (Fк.п.-Fн.п.) ≤ M dFi МН, то плот не пропускается для дальнейшего анализа при
включенном Фильтре 2;
Delta Fi - максимальный размер пакета по азимуту, если (Fк.п. - Fн.п.) ≤ Delta Fi,
то плот пропускается для дальнейшего анализа;
Protocol - указывает количество слов, запоминаемых в файле protocol.txt, после
превышения установленного объема содержание файла переписывается в файл
protocol.old;
Фильтр 0 - при включенном Фильтре 0 не пропускаются плоты для дальнейшего
анализа из зоны “static map”;
Фильтр 1 - при включенном Фильтре 1 не пропускаются плоты для дальнейшего
анализа из зоны “meteo map”;
Фильтр 2 - при включенном Фильтре 2 не пропускаются плоты для дальнейшего
анализа, удовлетворяющие критериям Min dFi и M dFi МН;
Фильтр 3 - при включенном Фильтре 3 пропускаются плоты для дальнейшего
анализа только из зоны “trace map”;
Фильтр Tr - при включенном Фильтре Tr пропускаются плоты, удовлетворяющие
условиям завязывания и продолжения траектории, которые устанавливаются на панели
“Tracks Param” (рисунок 7.3.1.1.6, рисунок 7.3.1.1.7);
Strob - размер строба экстраполяции, в котором ожидается приход плота от цели в
следующем обзоре;
Min V - параметр минимального значения скорости: если оценка скорости цели
меньше установленного значения, то данный плот к траектории не относится;
Mах V - параметр максимального значения скорости: если оценка скорости цели
больше установленного значения, то данный плот к траектории не относится;
Max Ro - максимальное значение дальности, до которой работает траекторный
фильтр;
100
Color - выбор цвета линии траектории при отображении на мониторе;
Prob B - параметр, определяющий значение вероятности, при которой из трех
плотов будет завязываться траектория;
Prob С - параметр, определяющий значение вероятности, при которой
приходящий плот будет отнесен к одной из существующих траекторий;
Trace control - при включении работает алгоритм траекторного сопровождения;
Meteo enable - если включено, то плоты из метео карты используются для
завязывания траектории;
Hot enable - если включено, то плоты из зоны помех используются для
завязывания траектории;
Trace bar - если включено, то плоты, прошедшие траекторный фильтр
отображаются в виде квадратов;
Trace line - если включено, то плоты, прошедшие траекторный фильтр
связываются линиями.
В ПЭ предусмотрен автоматический режим ("AUTO") рисунок 7.3.1.1.9 включения
и отключения фильтров в зависимости от среднего количества плотов, приходящих в
азимутальном секторе установленного размера.
Возможна установка четырех уровней фильтрации "Level 1" - "Level 4" (рис.
7.3.1.1.10), при этом переход нижнего уровня в верхний и обратно определяется
коэффициентом "min" и "max", устанавливаемыми для каждого уровня. Размер
азимутального строба определяется положением регулятора "Strobe".
"Level 1" - Включен "Фильтр 0".
"Level 2" - Включается дополнительно "Фильтр 2".
"Level 3" - Включается дополнительно "Фильтр 1".
"Level 4" - Включается дополнительно "Фильтр Tr".
Третий уровень "Level 3" может быть исключен нажатием кнопки "No L3".
После установки параметров нажимается кнопка “ОК” при этом происходит
автоматическое запоминание параметров и выход в основную панель управления.
Нажатием кнопки “Run” запускается программа. Плоты, прошедшие через
фильтры, записываются в выходной буфер для передачи сообщений через
последовательный порт СОМ2 по стыку RS-232, и одновременно выходная информация
отображается на мониторе (рисунок 7.3.1.1.11).
101
7.3.2 Процессор обработки информации вторичного радиолокатора (ПОИ
ВРЛ)
ПОИ ВРЛ предназначен для:










сопряжения и коммутации сигналов вторичных РЛС;
поддержания уровней аналоговых сигналов РЛС в необходимом динамическом
диапазоне;
декодирования информации поступающей по каналам УВД и RBS;
защиты принимаемой информации от несинхронных помех;
преобразования информации в 16 разрядный параллельный код;
формирования контрольных тестов для проверки функционирования отдельных узлов
ПОИ;
вычисления координат ВС;
объединения координатной и полетной информации;
выдачи цифровой информации по последовательному порту (RS-232) в соответствии с
протоколами обмена;
выдачи цифровой и аналоговой информации на КРМ.
ПОИ ВРЛ состоит из Адаптера ВРЛ и плотэкстрактора ВРЛ. Структурная схема
ПОИ ВРЛ приведена на рисунке 7.3.2.1, при наведении курсора на входные сигналы
МАИ, ЗИО, Видео 1, Видео2, ЗК и нажатие левой клавиши "мыши" отобразятся их
осциллограммы в отдельном окне.
Рисунок 7.3.2.1. Структурная схема ПОИ ВРЛ
Адаптер ВРЛ состоит из платы «Контроллер ПК», блока питания, лицевой панели и
жидкокристаллического индикатора (ЖКИ), расположенного на лицевой панели блока.
102
Блок питание преобразовывает напряжение 220 В, 50 Гц в постоянное напряжение
±5 В, ±12 В.
Плотэкстрактор представляет собой программное обеспечение, интегрированное в
вычислительную машину Процессора Траекторных Данных (ПТД). Выходная
информация с ПЭ поступает на обе машины ПТД по последовательной линии RS-232.
Адаптер ВРЛ
Поскольку весь процесс обработки радиолокационной информации ВРЛ
сосредоточен в Контроллере ВК, то имеет смысл рассматривать работу Адаптера ВРЛ как
взаимодействие входных и выходных сигналов Контроллере ВК.
Структурная и функциональная схемы Контроллера ВК представлены на рисунке
7.3.2.2.
а)
103
б)
Рисунок 7.3.2.2. Структурная функциональная схемы Контроллера ВК. а структурная; б - функциональная
Сигналы РЛС (двух комплектов) ЗИ ВРЛ, МАИ, Север, Видео УВД, Видео RBS, ЗК
поступают через кабельный ввод АПОИ на схему сопряжения и коммутации, где по
сигналам Вкл.1к/Вкл.2к выбирается работающий комплект РЛС. При этом происходит
нормирование синхросигналов ЗИ ВРЛ, МАИ, Север, ЗК. Сигнал ЗИ ВРЛ привязывается
передним фронтом к внутренней частоте 12 МГц.
104
Видеосигналы Видео УВД, Видео RBS, проходят через АЦП и далее в цифровом
виде (8 разрядный код амплитуд) на автоматические адаптивные пороги, где
преобразуются в бинарно - квантовые сигналы VA1, VA2, которые поступают на
соответствующие декодеры RBS и УВД.
Сигнал ЗК поступает на декодер запросных кодов, где декодируется и поступает на
выход в виде режимов запроса N ИКАО, N УВД, Н или других режимов, используемых в
данной РЛС. Дешифраторы УВД и RBS осуществляют декодирование координатной и
полетной информации. При этом декодированные координатные сигналы поступают на
схему совмещения координат, а полетная информация параллельным кодом поступает на
схему преобразование форматов.
Совмещение декодированных координат необходимо производить в случае, когда
запросные коды РЛС не обеспечивают их совпадения при декодировании. Схема
представляет собой двухканальное устройство задержки, причем, в каждом из каналов
имеется возможность двух вариантов задержки одного сигнала (например, в зависимости
от режима запроса N или Н). Совмещенные декодированные координаты поступают на
соответствующие каналы защиты от несинхронных ответов, где сигналы квантуются и
привязываются к элементам дальности ΔR с последующим синхронным накоплением в
скользящем окне.
В селекторе несинхронных ответов предусмотрено игнорирование пропусков
ответных сигналов в пакете, обусловленных режимом запроса (типа N ИКАО, И УВД, Н).
Выходом схемы селектора несинхронных ответов являются сигналы НП (начало пакета),
КП (конец пакета), поступающие на двухканальную схему преобразования форматов. На
другие входы преобразователя форматов поступают следующие сигналы:





«Север» на оба канала;
Азимутальные метки (варианты: 30°, 22,5°, 11,25°) на оба канала;
20 разрядов информации УВД, 16 разрядов информации ИКАО на соответствующие
каналы;
Признаки информации (ГОТ ИКАО, ГОТ УВД) на соответствующие каналы;
11 разрядов слова состояния (состояния функциональных узлов ПОИ) поступаю
только на канал УВД.
На схему преобразования форматов поступают также синхронизации ЗИ ВРЛ и 12
МГц. В составе схемы преобразования форматов имеются счетчики дальности, азимута и
времени ВРФ. При поступлении сигналов НП, КП, ПИ, инф. Код УВД, инф. Код ИКАО, в
схеме формируется соответствующий признак, и снимаются показания счетчиков
дальности, азимута и ВРФ. Вмести с признаком азимутальной метки (код 16)
записываются показания счетчика азимута, позволяющие осуществлять посекторное
сопровождение воздушных объектов в ПЭ, также в какой-то мере контролировать
работоспособность Адаптера ВРЛ.
По сигналу Север (код 17) формируется информация о состоянии функциональных
устройств Адаптера ВРЛ. Кроме того, при получении информации о воздушном объекте
снимаются показания счетчика ВРФ, и формируется признак ВРФ (код 15).
105
Сформированная таким образом информация по мере ее поступления записывается
в БЗУ, чтение из которого осуществляется по команде из плотэкстрактора (Ввод 1, Ввод
2).
Обмен между плотэкстрактором и Адаптером ВРЛ осуществляется параллельным
кодом по 16 разрядной шине.
ПОИ ВРЛ охвачен сквозным контролем в виде контрольного теста проходящего
через все узлы и программы ПОИ ВРЛ.
Схема контроля осуществляется тестированием отдельных узлов Адаптера ВРЛ и
по анализу ответной реакции формирует признак работоспособности (Норма, Авария,
слово состояния), которое индицируется на ЛП, и передаются в цифровом виде в
плотэкстрактор.
7.3.2.1 Плотэкстрактор вторичного радиолокатора (ПЭ-В)
Плотэкстрактор ВРЛ (ПЭ ВРЛ) выполняет следующие функции:






прием радиолокационных данных о воздушной обстановке, угловом положении
антенной системы;
обнаружение и измерение координат Воздушных судов, привязку полетной
информации по стандартам УВД и RBS;
преобразование информации о высоте полета из футов в метры;
передачу информации для объединения с информацией первичного радиолокатора в
ПТД по стандартному последовательному порту;
оперативное изменение основных параметров обработки и сопровождения;
вывод результатов тестирования корректности входных данных на монитор АПОИ
"ПРИОР".
ПЭ-В представляет собой программу, записанную на жесткий диск процессора
траекторных данных (ПТД), кроме программного обеспечения ПЭ-В на жестком диске
ПТД находится программное обеспечение ПТД.
Через некоторое время после включения аппаратуры ПТД, наряду с другими
программами, автоматически запускается программа обработки информации вторичного
радиолокатора.
Программа ПЭ-В работает в отдельном окне (т.е. производит вывод
обрабатываемой информации в отдельный виртуальный терминал), как правило, это окно
перекрыто окном с заголовком «Контрольный монитор радаров». Для переключения
между различными окнами необходимо пользоваться сочетанием клавиш ALT+TAB или
манипулятором мышь.
Данными для программы являются 16-разрядные слова, которые считываются из
буфера УВД и буфера RBS и имеют вид, приведенный на рисунке 7.3.2.1.1.
106
Рисунок 7.3.2.1.1. 16 – разрядное слово.
15 – 12р – признак информации; 11 – 0р – информация; азимут – в метках МАИ; 0р
дальности – 200 м.
В сообщении с признаком «север» из буфера Адаптера ВРЛ приходит информация
о состоянии аппарата: 2 разряд – регламент, 8 разряд – авария общая, 9 разряд – норма.
Алгоритм обработки радиолокационных данных в ПЭ-В приведен на рисунке
7.3.2.1.2.
107
Рисунок 7.3.2.1.2. Алгоритм обработки радиолокационных данных в ПЭ-В
Программа анализирует считанную информацию: азимут и дальность начала
пакета записываются в буфер НП; азимут и дальность признака информации и номер
борта записываются в буфер NБ; аналогично запоминается информация о высоте в буфере
Н; после считывания информации о конце пакета идет привязка к нему начала пакета с
доп. информацией и вычисление центра пакета.
Основными критериями привязки являются: ТMIN – минимальная ширина пачки
по азимуту, ТMAX – максимальная ширина пачки по азимуту, DR - максимальная ширина
пачки по дальности. Эти параметры можно оперативно менять и подбирать в процессе
работы.
При нормальной работе аппаратуры и программы на монитор должны выводиться
сообщения в виде двух столбцов: в первом (левом) - информация о целях УВД, во втором
(правом) - о целях RBS. Сообщение об одной цели выглядит следующим образом:
N=xxxxx H=xxxxx Y=xx (где Y - ширина пачки в метках МАИ в восьмеричном
виде).
После получения метки «Север» анализируется вся входная информация за обзор
о целях, количестве меток «Сектор», наличии контрольной цели, и результаты выводятся
на монитор.
УВД
108
Север = 1
Секторов = 12
НП = x
КП = x
ПИ = xx
НОРМА
(это обозначает, что за обзор из канала УВД пришло: одно сообщение “Север”
(Север=1); 12 меток “Сектор” (Секторов=12); НП=х - количество начал пакетов за обзор;
КП=х - количество концов пакета; ПИ=xx - количество признаков информации; НОРМА
- состояние аппаратной части, полученное от аппаратной части в сообщении “Север”).
Аналогично обрабатывается и выводится на монитор информация из канала RBS
(за исключением информации о состоянии аппаратной части).
Если входная информация поступает на обработку в плотэкстрактор с ошибками,
то после статистических данных могут появиться сообщения:
ERR. KONTP – отсутствие или сбой контрольной цели;
ERR. SEC – количество меток “Сектор” не совпадает с требуемым;
НЕТ НП – отсутствие начал пакета;
НЕТ КП – отсутствие концов пакета;
TOO MANY НП (КР,PI) – большое количество каких-либо сообщений.
Если от аппаратной части получены сообщения об аварии в сообщении “Север”, то
они будут выведены на монитор:
РЕГЛАМЕНТ – регламент;
АВАРИЯ – авария общая.
Выходная информация ПЭ-В состоит из следующих сообщений:



«Север»;
30 (11,25) – градусная метка;
цель.
Выходная информация с программы ПЭ-В поступает на последовательный порт.
Этот порт является частью аппаратного обеспечения ЭВМ ПТД. С этого порта по
интерфейсу RS-232 информация поступает на обработку в другой ПТД, а также поступает
на обработку в программу, которая работает в той же ЭВМ ПТД, что и программа ПЭ-В.
То есть мы имеем схему, представленную на рисунке 7.3.2.1.3.
109
Рисунок 7.3.2.1.3. Прохождение выходной информации с программы ПЭ-В
Выходные сообщения о севере, 30-градусных метках, целях передаются в ПТД
побайтно в следующем формате (рисунок 7.3.2.1.4 и рисунок 7.3.2.1.5):
Рисунок 7.3.2.1.4.
110
Рисунок 7.3.2.1.5
РNБ - признак обнаружения бортового номера
РН - признак обнаружения высоты
ОТ - остаток топлива
КМА - двоичный код азимута сектора
Управление работой программы ПЭ-В осуществляется путем установки
параметров, которые задаются в файле параметров с название param. Для доступа к этому
файлу нужно выполнить следующие действия: нажать и удерживать на клавиатуре левую
клавишу ALT; одновременно с этим нажать правую кнопку мыши; в появившемся меню
выбрать пункт с названием param; отпустить клавишу и копку мыши; появится рамка,
следующая за курсором мыши; выбрать подходящее место на экране и нажать левую
кнопку мыши; появится окно текстового редактора, в котором приведен текст файла
параметров.
Пример файла параметров param:
TMIN = 10 //минимальная ширина пакета УВД по азимуту в метках МАИ
ITMIN = 10 //минимальная ширина пакета РБС по азимуту в метках МАИ
111
TMAX = 150 //максимальная ширина пакета УВД и РБС по азимуту в метках МАИ
DR_UVD = 3 //минимальная ширина пакета УВД по дальности в квантах
DR_RBS = 3 //минимальная ширина пакета РБС по дальности в квантах
DRh = 241 // УВД: расстояние от координаты до высоты в квантах
DRn = 240 // УВД: расстояние от координаты до номера в квантах
DRikao = 4 // РБС: расстояние от координаты до доп. информации в квантах
Ruvd = 0 //величина компенсационной задержки цифровой координаты для
совмещения ее с истинной дальностью ВС (+/- в элементах дальности) в канале УВД
Rikao = -4 //величина компенсационной задержки цифровой координаты для
совмещения ее с истинной дальностью ВС (+/- в элементах дальности) в канале RBS
IYkontr = 1001 //РБС: азимут контрольной цели в метках МАИ
IDkontr = 1004 // РБС: дальность контрольной цели в квантах
Ykontr = 1001 //УВД: азимут контрольной цели в метках МАИ
Dkontr = 495 // УВД: дальность контрольной цели в квантах
ICAO_Dist_Step = 4000 //величина дальности, с которой вступает в силу алгоритм
сравнения информации в канале RBS (в элементах дальности)
ICAO_Porog = 1 //число одинаковых одноименных ответов, необходимых для
подтверждения истинности полученной информации
Input_Type = 0 // тип работы:
0 – данные из FIFO
2 – данные УВД из файла
3 – данные РБС из файла
4 – данные из FIFO + вывод на экран и в файл данных УВД
5 – данные из FIFO + вывод на экран и в файл данных РБС
PORT = 8 // номер последовательного порта
BAUD = 9600 // скорость передачи данных
LABEL = 32 //количество азимутальных меток 12 или 32
IDR = 4 //строб, длительность которого необходима, чтобы объединить
координатную часть ответа с информационной для канала РБС. Поиск информации для
объединения всегда происходит в сторону уменьшения дальности.
112
UVD_STROB_N = 5 //строб, длительность которого необходима, чтобы объединить
координатную часть ответа с информационной о номере борта, в канале УВД;
UVD_STROB_H= 5 //строб, длительность которого необходима, чтобы объединить
координатную часть ответа с информационной о высоте, в канале УВД;
UVD_KVANT = 200 // УВД: цена кванта дальности в метрах;
RBS_KVANT = 200 // РБС: цена кванта дальности в метрах;
Для изменения параметров необходимо пользоваться клавиатурой.
Для того, что бы новые значения вступили в силу необходимо сохранить
измененные параметры и перезапустить программу ПЭ-В.
Для этого нужно выполнить следующие действия:









в меню File окна текстового редактора выбрать пункт Save;
нажать и удерживать на клавиатуре правую клавишу CTRL;
одновременно с этим нажать левую кнопку мыши;
программа ПЭ-В прекратит работу;
нажать и удерживать на клавиатуре правую клавишу CTRL;
одновременно с этим нажать левую кнопку мыши;
в появившемся меню выбрать пункт с названием ПУСК SSR;
отпустить клавишу и кнопку мыши;
программа ПЭ-В запустится.
7.3.4 Процессор траекторных данных (ПТД)
ПТД обеспечивает прием информации по стандартным последовательным каналам
не менее чем от четырех источников.
Вся поступающая информация записывается с возможностью последующего
воспроизведения.
На основании анализа сообщений (слова состояния), поступающих с двух ПОИ
ПРЛ и двух ПОИ ВРЛ, ПТД обеспечивает выбор исправного, передачу данных
потребителю и индикацию на мониторе состояния каждого ПОИ.
ПТД обеспечивает объединение информации, полученной от ПОИ ПРЛ и ПОИ
ВРЛ, с вероятностью не менее 0,95 и выдает координаты целей потребителю по
согласованному протоколу.
Вся поступающая информация отображается на мониторе в виде координатных
отметок и формуляров с дополнительной информацией.
ПТД обеспечивает сопряжение с потребителем информации по стыку RS-232 в
стандартных кодограммах. Возможно использование кодограмм сопряжения с
113
аппаратурой «Норд», «Теркас», «Альфа», «КАРМ ДРУ», «КОРИНФ», «Комета-2М», а так
же с другими видами аппаратуры отображения при согласовании информационного
протокола с ее производителем.
Работа ПТД
Обращение к программам системы ПТД для управления отображением
поступающей информации на экране растрового монитора производится следующими
элементами графической оболочки этой системы:



использование мыши;
выбор команд из меню:
представление программ в виде отдельных окон.
Мышь на экране изображается стрелкой-указателем, которая движется по экрану в
соответствии с перемещением мыши на столе.
Меню может быть представлено либо набором кнопок, либо списком команд.
Окно состоит из рамки, строк заголовка, меню и рабочей области, где
располагается выводимая информация рисунок 7.3.4.1.
Рисунок 7.3.4.1. Окно программы ПТД
Два процессора траекторных данных ПТД1 и ПТД2, находящиеся в шкафу,
обеспечивают выполнение следующих функций:

Анализ слова состояния ПРЛ, ВРЛ. Слово состояния передается плотэкстракторами
(ПЭ) первичного и вторичного каналов. Слово состояния содержит информацию о
режиме работы ПОИ ПРЛ/ВРЛ и может иметь следующие значения: "Норма",
114



"Аппаратная ошибка", "Программная ошибка", "Общая ошибка", "Регламент".
"Норма" передается при отсутствии ошибок и неисправностей в адаптере ПРЛ/ВРЛ и
ПЭ. "Аппаратная ошибка" - ошибка в аппаратной части ПОИ ПРЛ/ВРЛ. "Программная
ошибка" - ошибка в программе ПЭ. "Общая ошибка" - сообщение генерируется после
накопления "Аппаратной ошибки" в течении N обзоров. "Регламент" передается при
переводе ПОИ ПРЛ/ВРЛ в состояние "Регламент".
Выбор работы комплектов. По умолчанию при включении первые комплекты ПОИ
ПРЛ и ПОИ ВРЛ становятся активными, т.е. сопровождение и передача информации
потребителю производятся с использованием этих ПОИ ПРЛ/ВРЛ. Одновременно с
этим ведется анализ слова состояния и протоколирование как активных, так и
резервных ПОИ ПРЛ/ВРЛ.
Переключение на резерв. Переключение на резерв происходит в случае неисправности
ПОИ ПРЛ/ВРЛ или при переводе его в "Регламент". Комплект считается неисправным,
если в слове состояния обнаружены: или "Аппаратная ошибка", или "Программная
ошибка", или "Общая ошибка", или "Регламент" или в случае отсутствия информации.
Переключение происходит в течение 1сек.
Обработка радиолокационной информации с выходов ПЭ первичного и вторичного
каналов.
Информация, приходящая на ПТД, состоит из меток "Север", азимутальных меток,
слова состояния и информации о целях. Вся входящая информация протоколируется.
Информация о целях с активных ПОИ ПРЛ/ВРЛ поступает на траекторную обработку.
Алгоритм траекторной обработки представлен на рисунке 7.3.4.2.
Рисунок 7.3.4.2. Алгоритм траекторной обработки.
Описание укрупненного алгоритма траекторной обработки.
1. Получена информация об отметке первичного или вторичного каналов.
2. Если отметка не "подходит" ни для одной из регулярных трасс, т.е. не попадает
ни в один из имеющихся пространственно-временных стробов регулярных трасс, то она
используется для попытки автозахвата траектории.
Вокруг одиночной отметки образуется кольцевая зона первичного захвата.
115
Если на следующем обзоре в зону первичного захвата попадает одна или несколько
отметок, то каждая из них принимается за возможное продолжение новой траектории.
По координатам двух связанных отметок путем экстраполяции строятся новые
зоны связи, а отметки, попавшие в эти зоны в следующем (третьем) обзоре,
привязываются к соответствующим траекториям. Операции, выполняемые в процессе
автозахвата, сводятся к экстраполяции координат и стробированию отметок.
Экстраполяция координат производится в соответствии с гипотезой о "почти"
равномерном и прямолинейном движении цели, т.е. допускаются некоторые небольшие
радиальные и тангенциальные ускорения. Это обусловлено тем, что при автозахвате нет
достаточной информации для выявления маневра. Зоны связи автозахвата имеют
простейшую форму в виде областей, ограниченных азимутом и дальностью начала и
конца. В случае успешного автозахвата траектории она передается потребителю и
отображается на экране.
3. Если отметка "подходит" для одной из трасс, то она ассоциируется с трассой и
используется для вычисления координаты следующей отметки траектории. Отметка в
очередном обзоре определяется по предыдущему сглаженному значению и результатам
последнего наблюдения, полученным от ПРЛ и/или ВРЛ. Сглаживание производится по
известному из математической статистики методу средневзвешенных. Если к трассе
ассоциирован только плот ВРЛ, то трасса получает его бортовой номер и высоту. Если к
трассе ассоциирован только плот ПРЛ, то трасса не имеет значений бортового номера
(БН) и высоты полета (Н) и передается потребителю с соответствующими признаками. В
случае отсутствия дополнительной информации ВРЛ потребителю передаются признаки,
указывающие на отсутствие номера или высоты. Если отметка получена только по ПРЛ,
то передается признак PSR, если отметка получена только по ВРЛ, то SSR, если ПРЛ и
ВРЛ, то СМВ. В случае отсутствия ассоциированных для трассы плотов в течение трех
последовательных обзоров происходит срыв трассы.
В случае одного или двух пропусков подряд сопровождение производится путем
экстраполяции, но при этом передача экстраполированных отметок потребителю не
производится.
Неподтвержденную отметку легко заметить на экране - она отображается менее
ярким цветом.
7.3.5 Контроллер растрового монитора (КРМ)
КРМ предназначен для преобразования радиолокационной информации в формате,
обеспечивающий отображение ее на растровом мониторе.
КРМ обеспечивает:

Отображение аналоговой координатной информации при радиально-круговой
развертке с возможностью изменения масштаба от 12,5 до 400 км на радиус и
смещение центра изображения в пределах всей рабочей дальности радиолокатора;
116








Отображение координатной сетки, состоящей из меток дальности 10 или 50 км и меток
азимута 10 или 30 градусов;
Отображение аналоговой координатной радиолокационной информации в
монохромном и цветном режимах;
В монохромном режиме отображение аналоговой координатной радиолокационной
информации в каком-либо одном цвете: красном, зеленом, синем или в любой
комбинации из этих цветов с возможностью оперативной установки яркости
составляющих изображение;
В монохромном режиме «старения» координатной радиолокационной информации за
1, 2, 4 или 8 обзоров, а также режиме накопления;
В цветном режиме отображение координатной радиолокационной информации
одновременно семью цветами в соответствии с уровнями составляющих изображения,
которые можно оперативно устанавливать;
В цветном режиме отображение координатной радиолокационной информации на
экране монитора по ходу развертки;
Оперативное стирание отображаемой информации в режиме «стоп-кадр»;
Совмещение отображение аналоговой и цифровой координатной радиолокационной
информации.
Функциональная схема КРМ представлена на рисунке 7.3.5.1.
Рисунок 7.3.5.1. Функциональная схема КРМ
117
Основу КРМ составляет СБИС ПЛ FLEX 10K30 (D7), конфигурацию внутренней
структуры которой определяет загрузочное ПЗУ (D6) при включение питания.
В соответствии с решаемыми задачами в СБИС ПЛ реализуются функциональные
модули:





Преобразование полярных координат в прямоугольные;
Формирователи адресов записи, чтения и «старения»
радиолокационной информации;
Формирование меток дальности и азимута;
Формирование квантов дальности;
Приемник последовательного порта с интерфейсом RS-232.
координатной
Растровое ОЗУ состоит из двух корпусов SRAM с организацией 128х8.
Адресное пространство растрового ОЗУ разбито на 512 строк. В каждой строке
находится 160 слов по 16 разрядов, что соответствует 640 элементам разложения вдоль
строки при 4 разрядах на элемент разложения.
Элемент разложения КРМ соответствует 4 pixel видеокарты компьютера (по 2 pixel
на двух соседних строках), работающей с разрешением 1280х1024.
Поступающая на вход КРМ аналоговая координатная радиолокационная
информация в виде видеосигналов с амплитудной модуляцией VA и нормированных
сигналов VN1 и VN2 преобразует в 4 разрядный код пропорционально уровню и
записывается в растровое ОЗУ по адресам формируемых преобразователем координат из
полярных в прямоугольные.
Преобразователь координат из сигналов ZI (запуск), MAI (малые азимутальные
метки) и NORD (Север) формирует коды номера строки и элемента разложения вдоль
строки с частотой, определяемой формирователем квантов дальности. Длительность
квантов длительности, на которые разбивается дальность, определяется заданным
масштабом.
Из координатной радиолокационной информации, попавшей в квант дальности,
для записи выбирается информация с большим значением.
Чтение информации из растрового ОЗУ для отображения на мониторе
производится импульсами с частотой F pixel, поступающим от видеокарты компьютера на
формирователь адресов чтения.
Считанная из растрового ОЗУ информации поступает через 4 разрядных ЦАП на
смеситель видео RGB, где подмешивается к составляющим R, G, B синтетического
изображения от компьютера, а затем передается на растровый монитор.
Совмещение
аналоговой
и
цифровой
информации
координатной
радиолокационной информации, отображаемой на мониторе, обеспечивается по
горизонтали джемперами J1 и по вертикале джемперами J2, которые определяют задержку
начала чтения по строке и кадру относительно синхронизирующих строчных и кадровых
118
синхросигналов HS и VS, либо, в зависимости от версии КРМ, установкой значений в
файле System.cfg ПТД.
Эффект затухания яркости изображения координатной радиолокационной
информации обеспечивается искусственным «старением» информации в растровом ОЗУ.
Для этого формирователь адресов «старения» информации циклически перебирает
все адреса растрового ОЗУ по псевдослучайному закону. По этим адресам информация из
растрового ОЗУ сначала считывается, потом модифицируется, а затем снова
записывается. Модификация состоит в уменьшении значения кода уровня яркости.
Управление работой КРМ производится по
поступающим на приемник последовательного порта.
командам
из
компьютера,
Изменение режима работы КРМ (цветной – монохромный) масштаба, смещения
центра изображения, вида координатной сетки, яркости или цвета составляющих
изображения, режима «старения» и т.д. производится с помощью манипулятора «мышь»
по отображаемому на мониторе меню.
119
8 Эксплуатация АОРЛ-85
8.1 Проверка работоспособности и настройка аппаратуры АОРЛ-85
В АОРЛ-85 и его модификациях техническая эксплуатация осуществляется
комбинированным методом. Его сущность заключается в том, что предусматриваются
эксплуатационные мероприятия «по состоянию», но вместе с тем назначаются работы,
проводимые по установленным календарным срокам.
При уходе контролируемых параметров на две третьих
осуществляется регулировка, настройка или ремонт оборудования.
части
допуска
8.1.1 Эксплуатационные настройки и регулировки передающего устройства
ПК
Передатчик ПК работает в двух режимах: «Работа» и «Ремонт». В первом
включение производится централизованно (дистанционный режим управления), во втором
– включение местное, органами управления, размещёнными на передних панелях шкафов
передатчика.
В передатчике предусмотрена «блокировка» всех шкафов, нарушение которой
приводит к выключению «высокого» напряжения. При замкнутых контактах блокировки
на каждом шкафе горит светодиод «Блокировка». В концевых переключателях,
установленных в цепях блокировки, используются две пары контактов - одна замыкает
исполнительную часть, вторая - сигнальную.
Для усилительных приборов передатчика ПК применено двухступенчатое
включение накала. В течение 20 секунд напряжения накала подаются через
ограничительные резисторы, затем прикладывается полное напряжение накала.
Включение и отключение передатчика в местном и централизованном режимах
производится блоком управления (БУ), временная выдержка между моментами
включения высокого и накала составляет 5 минут. Кнопкой Шунт 5 мин. можно
произвести включение «высокого» без задержки. БУ выключает высокое при
возникновении в передатчике аварий по мощности и току, а также восьмикратное
выключение запуском ВУМ при аварии и его повторное включение. Блоком управления
обеспечивается обдув элементов передатчика в течение 5 минут после выключения
высокого напряжения.
В процессе эксплуатации контролю подлежат следующие параметры передатчика
ПК:
1. Длительность огибающих выходного СВЧ сигнала.
Контроль производится в гнезде ОГИБ ВУМ на БУ. Штатные значения должны
составлять:
120




амплитуда импульса – 8 В ± 1 В;
длительность ЛЧМ 23,5…26,5 мкс;
МОНО 2 ± 0,5 мкс;
период 2340 ± 300 мкс.
Рисунок 8.1.1.1. Огибающие выходного сигнала ВУМ
2. Длительность огибающих СВЧ сигнала с ПУМ.
Контроль производится в гнезде ОГИБ ПУМ на блоке управления. Штатные
значения должны составлять:



амплитуда импульса 20 В ± 1 В;
длительность ЛЧМ 27…28 мкс;
МОНО 3,2…3,8 мкс.
Рисунок 8.1.1.2. Огибающие выходного сигнала ПУМ
3. Длительность модулирующих импульсов в ПУМ и ВУМ
Контроль производится в гнездах Модул. имп. ВУМ и Модул. имп. ПУМ.
121
для ВУМ


ЛЧМ 24…26 мкс;
МОНО 1,5…2,8 мкс;
для ПУМ


ЛЧМ 27…29 мкс;
МОНО 3,2…3,8 мкс;
4. Величина средних токов приборов УВИ-68 и МИУ-79
Контроль производится по стрелочным приборам, установленным на передних
панелях шкафов ПУМ и ВУМ. Токи должны соответствовать значениям, приведённым в
паспортах на приборы. При смене приборов значения средних токов записываются на
шильдике на передней панели шкафов.
Рисунок 8.1.1.3 Приборы для контроля токов ПУМ и ВУМ
5. Мощность на выходе передатчика ПК
Контроль производится по прибору блока управления. Штатное значение должно
составлять Рвых > 30 кВт (Используется расчет по формуле, приведенной на передней
панели БУ). При номинальной мощности показания прибора - ≥ 60 мкА.
122
Рисунок 8.1.1.4. Передняя панель блока управления
Требуемая мощность обеспечивается установкой соответствующих значений
выходных напряжений – 12 кВ и + 12 кВ. Регулировка производится по форме огибающей
СВЧ сигнала на выходе резисторами R7 (- 12 кВ) и R76 (+ 12 кВ) "Установка высокого".
Рисунок 8.1.1.5. Передняя панель шкафа ВВВ
123
В модернизированном варианте передатчика установка мощности производится
одной регулировкой напряжения + 12 кВ при помощи резистора "Установка" на передней
панели шкафа ВВВ.
Рисунок 8.1.1.6. Передняя панель модернизированного шкафа ВВВ
6. Проверка и регулирование напряжения накала прибора МИУ-79
Производится переменным резистором R2 установки СВЧ прибора и
контролируется прибором типа Ц4353 на гнездах "контроль накала", расположенных на
колодке прибора МИУ-79.
7. Проверка порога срабатывания защиты по КСВН
Проверка проводится путем перестановкой детекторных секций ЕЛ2.248.002,
установленных на выходах ответвителей W8 и W10. При последующем включении
передатчика ПК убеждаются в срабатывании защиты. После проверки производится
восстановление штатного подключения детекторных секций.
8.1.2 Эксплуатационные проверки и регулировки передатчика ВК
В передатчике ВК производится измерение выходной импульсной мощности и
длительности огибающей ВЧ импульсов запроса.
1. Измерение выходной импульсной мощности передатчика производится по
стрелочному прибору блока ИМ.
124
Для измерения импульсной мощности необходимо:



Отжать кнопки переключателей МОЩНОСТЬ-КОНТР каналов ЗАПРОС и ПОДАВЛ;
Переключателем ЗАПРОС – ПОДАВЛ выбрать контролируемый канал;
Включить «высокое» в ВК, снять показания прибора БИМ и по графику определить
импульсную мощность.
Рисунок 8.1.2.1. Передняя панель БИМ
Номинальное значение мощности по каналам запроса и подавления должно быть
не менее 1 кВт. Для получения максимальной мощности после замены ламп необходимо
провести покаскадную настройку усилительной цепочки передатчика.
2. Измерение длительности огибающей запросных сигналов проводится
осциллографом на гнездах КОНТРОЛЬ ЗАПРОС или КОНТРОЛЬ ПОДАВЛ.
Номинальное значение длительности на уровне 0,5U – 0,4 мкс.
8.1.3 Эксплуатационные проверки и регулировки приемных устройств ПК
В приёмном устройстве первичного канала проверкам подлежат:





токи смесителей преобразователя частоты;
чувствительность;
уровни и форма напряжений ВАРУ;
уровень собственных шумов приёмника;
пороги схемы допускового контроля собственных шумов.
125
Ток диодов смесителя контролируется по встроенному в шкаф прибору в
положении переключателя КОНТРОЛЬ РЕЖИМОВ «ток крист 1» и «ток крист 2».
Показания должны соответствовать значениям (20…200) мкА. Регулировка производится
резистором R15 платы гетеродина.
Рисунок 8.1.3.1. Передняя панель приемника ПК
Чувствительность измеряется при помощи генератора сигналов высокочастотного
Г4-78, подключаемого на вход приемного устройства в соответствии со схемой на рисунке
8.1.3.2. Измерение проводится по НУ и ВУ.
126
Рисунок 8.1.3.2. Схема подключения приборов для измерения чувствительности
В положении «НАПРЯЖ. ШУМ» переключателя КОНТРОЛЬ РЕЖИМОВ,
устанавливается при помощи регулировки РРУ значение собственных шумов 100 мкВ.
Подается непрерывный сигнал от Г4-78, аттенюатором вносится ослабление до установки
напряжения на стрелочном приборе, соответствующем показанию 150 мкА. Показания
аттенюатора дадут значение чувствительности приёмного устройства.
Проверка и регулировка схемы ВАРУ заключается в оценке снижения уровня
принимаемых от местных предметов сигналов. С учётом конкретной позиции
устанавливается длительность действия ВАРУ по дальности. Регулировка проводится
резистором R3 платы ВАРУ. Глубина ВАРУ устанавливается резисторами R21 и R18.
Рисунок 8.1.3.3. Регулировки платы ВАРУ
127
В последних модификациях РЛС амплитуда (глубина) ВАРУ задается раздельно
для режимов МОНО и ЛЧМ соответственно резисторами R46 и R18.
Уровень собственных шумов приёмного устройства задается в схеме ШАРУ
резистором R110 и должен составлять (100…150) мкА по встроенному прибору.
Схема допускового контроля приёмника по шумам должна сигнализировать
изменение значения шумов с допуском ± 20% от номинального значения 0,5 В. Настройка
верхнего (0,6 В) и нижнего (0,4В) порогов срабатывания производится резисторами R26 и
R27 « min шум» и « max шум» платы ВАРУ-ШАРУ.
8.2 Наземная проверка АОРЛ-85
Наземные проверки проводятся для оценки соответствия основных технических
параметров средств РТОП и связи требованиям эксплуатационной документации и
выполняются:





при подготовке к приемке законченных строительством объектов РТОП и связи;
перед летными проверками;
после реконструкции объектов;
при ТО, в сроки, определенные графиком ТО;
по требованию службы УВД.
Наземные проверки средств РТОП и связи включают следующие работы:




проверку работоспособности:
регулировку и настройку;
измерение основных определяющих технических параметров;
составление таблиц настройки и карт контрольных режимов, а также протокола
наземной проверки и настройки.
Наземные проверки средств РТОП и связи проводятся инженерно-техническим
персоналом службы ЭРТОС. При вводе в эксплуатацию наиболее сложных средств РТОП
и связи наземные проверки могут проводиться представителями предприятийразработчиков, предприятий-изготовителей, специалистами научных организаций ГА.
Примечание:
1.Антенные системы ОРЛ-А , используемых автономно, в аэродромных АС УВД
"Старт", радиопеленгаторов, работающих на каналах ПОСАДКА, КРУГ и ПОДХОД,
юстируются по магнитному меридиану.
2.Антенные системы ОРЛ-Т, используемых автономно, в составе КС ВРЛ, в
трассовых АС УВД и антенные системы ОРЛ-А, используемых в аэроузловых АС УВД и в
аэродромных АС УВД типа "Теркас", "Спектр", радиопеленгаторов, работающих на
каналах авиационной воздушной связи РЦ, РСБН, РМА, РМД юстируются по истинному
меридиану.
128
КАРТА КОНТРОЛЬНЫХ РЕЖИМОВ И ТАБЛИЦА НАСТРОЙКИ
1. Карта контрольных режимов и таблица настройки составляются на каждое
средство РТОП.
В карте контрольных режимов указываются величины напряжения сети,
напряжения на выходе выпрямителей, токов ступеней радиопередатчика или магнетрона,
мощности в эквиваленте антенны, токов радиоламп и другие специфические для каждого
оборудования режимы и параметры.
Для проверки указанных в карте контрольных режимов параметров используются
панельные измерительные средства, подключаемые к различным контрольным точкам с
помощью переключателей или специальных проводников, а также дополнительные
(переносные) измерительные средства.
В карту контрольного режима записываются тип и номер дополнительных
измерительных средств, которыми определялся контролируемый режим.
Контролируемые параметры средства
указанными в картах контрольных режимов.
должны
совпадать
с
величинами,
2. В таблице настройки проставляются рабочие и резервные частоты, указываются
положения органов настройки и регулировки, при которых достигается номинальное
использование средства. Карты контрольных режимов и таблицы настройки составляются
инженерами (техниками) объектов.
Формы карт контрольных режимов и таблиц настройки наземных средств РТОП и
связи разрабатываются на каждом объекте в зависимости от типа оборудования.
129
ПРОТОКОЛ
НАЗЕМНОЙ ПРОВЕРКИ И НАСТРОЙКИ ________________________
____________________________________________________________
(наименование средства)
заводской № __________ дата выпуска ___________________________
установленного
в
предприятии
__________________________________
(наименование предприятия ГА)
Проверяемый Номинальное значение, Получено при Применяемая
параметр
допуск, ед. измерения измерении
измерительная
аппаратура
1
2
3
4
Примечание
5
Вывод ________________________________________________________
(выдается заключение о соответствии средства установленным техническим требованиям и
________________________________________________________
готовности к летной проверке)
Измерения проводил (проводили):
_______________________ __________________________
(должность)
(ф.и.о. подпись)
_______________________ ___________________________
(должность)
(ф.и.о. подпись)
Одним из важных мероприятий наземной проверки, особенно перед летной
проверкой на этапе ввода в эксплуатацию, является оценка влияния препятствий,
расположенных в ближней зоне формирования диаграмм направленности антенн РЛС.
Границы ближней зоны, где возможно влияние местности на формирование диаграмм
направленности антенн, определяются по формулам:
Rmin = 0,7Η2ант/λ;
Rmax = 23Η2ант/λ;
где Ηант - высота электрического центра антенны
подстилающей поверхности, м; λ - длина волны РЛС, м.
относительно
уровня
Влияние препятствий (здания, контейнеры с аппаратурой, другие элементы
аэродромной инфраструктуры), расположенных в пределах зоны (Rmin.... Rmax) проявляется
в искажении диаграмм направленности РЛС под большими углами. Крутые склоны
местности, вертикальные стены строений, расположенные в пределах зоны (Rmin..... Rmax)
может проявляться в искажении диаграмм направленности антенн под малыми углами
130
места. На азимутальных направлениях, где существуют подобные местные предметы и
сооружения, требуется уточнение зоны обнаружения при проведении летной проверки.
8.3 Регламент технического обслуживания АОРЛ-85
Регламент ТО предусматривает:





контроль параметров аппаратуры;
профилактику механической части аппаратуры;
регулировку аппаратуры по результатам контроля;
устранение неисправностей аппаратуры;
учёт результатов контроля и проделанных работ.
Регламент АОРЛ-85 включает следующие виды технического обслуживания:







ТО (ТО-1) оперативное;
TO-2 - недельное ТО (через 170 час наработки);
ТО-3 - месячное ТО (через 750 час наработки);
TO-4 - квартальное ТО (через 2250 час наработки);
ТО-5 - полугодовое ТО (через 4500 час наработки);
ТО-6 - годовое ТО (через 8800 час наработки);
ТО-С - сезонное техническое обслуживание.
Оперативное ТО выполняется ежедневно по сигналам аппаратуры дистанционного
контроля и управления.
TO-2 - недельное ТО, выполняется дежурным техником трудозатраты – 9,75 ч/2 чел.
ТО-3 - месячное ТО, выполняется дежурным техником трудозатраты – 13,75 ч/2 чел.
ТО-4 - квартальное ТО, выполняется дежурным техником трудозатраты – 13,75 ч/2 чел.
ТО-5 - полугодовое ТО (сезонное техническое обслуживание) выполняется при переходе
на зимнюю или летнюю эксплуатацию трудозатраты – 41,5 ч/2 чел.
ТО-6 - годовое ТО производится через год эксплуатации АОРЛ – 85, трудозатраты – 43
ч/2 чел.
Техническое обслуживание АОРЛ должен проводить инженерно-технический
персонал, подготовленный к работе по эксплуатации электроустановок с напряжением
выше 1000 В, прошедшие проверку по технике безопасности и имеющие
квалификационную группу не ниже третьей.
Работы при ТО должны выполняться не менее чем двумя специалистами.
Регламентом ТО предусмотрены следующие виды работ, выполняемые
соответствии с технологическими картами:
В аппаратной:
131
в
Регламент
№
Перечень работ
карты
ТО-2 ТО-3 ТО-4 ТО- С
1
Проверка состояния устройства
+
+
+
+
антенного
2
Очистка от пыли, текущий ремонт антенны
+
+
+
3
Проверка температурного режима кузовов
+
+
+
+
4
Проверка сигнализации и положения органов
+
+
+
+
управления
5
Проверка состояния монтажа деталей, чистка от пыли
+
+
+
+
и загрязнений
6
Проверка ВЧ и НЧ разъемов
+
7
Проверка работоспособности охранной сигнализации +
+
+
+
9
Проверка щита аппаратной
+
11
Проверка устройства приёмного первичного канала
+
12
Проверка аппаратуры КИКО
+
13
Проверка шкафа синхронизации и сопряжения
+
14
Проверка шкафа ПУМ
+
15
Проверка шкафа ВУМ
+
16
Проверка шкафа выпрямителя +12 кВ
+
17
Проверка шкафа АВК
+
18
Проверка установки СВЧ прибора
+
19
Проверка масла в редукторе
+
+
+
20
Замена масла в редукторе и профилактика опоры
+
21
Проверка установки уровней
ТО-6
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
В агрегатной:
Регламент
№
Перечень работ
карты
ТО-2 ТО-3 ТО-4 ТО-С
1
Проверка состояния устройства
+
+
+
+
антенного
2
Очистка от пыли, текущий ремонт антенны
+
+
+
3
Проверка температурного режима кузовов
+
+
+
+
5
Проверка состояния монтажа деталей, чистка от пыли
+
+
+
+
и загрязнений
6
Проверка ВЧ и НЧ разъемов
+
7
Проверка работоспособности охранной сигнализации +
+
+
+
8
Проверка сигнализации и положения органов
управления
10
Проверка щита распределительного агрегатной
+
14
Проверка шкафа ПУМ
+
15
Проверка шкафа ВУМ
+
16
Проверка шкафа выпрямителя +12 кВ
+
17
Проверка шкафа АВК
+
18
Проверка установки СВЧ прибора
+
19
Проверка масла в редукторе
+
+
+
20
Замена масла в редукторе и профилактика опоры
+
21
Проверка установки уровней
132
ТО-6
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
8.4 Эксплуатационная документация и правила ее ведения
Неотъемлемой составной частью РЛС является комплект эксплуатационной
документации (ЭД), поставляемой вместе с оборудованием на радиолокационные позиции
предприятия-заказчика.
Полный комплект ЭД включает следующие группы документов:





формуляр РЛС;
документы, определяющие комплектность поставки;
техническое описание РЛС;
инструкции по эксплуатации и обслуживанию поставляемого оборудования;
ЭД на покупные изделия.
Полный перечень документов, поставляемых вместе с РЛС, приведен в ведомости
эксплуатационных документов.
Правила ведения формуляра на средство РТОП и связи
Формуляр средства является одним из важнейших эксплуатационных документов.
Ниже приведены правила ведения формуляров на средства РТОП и связи.
1. Формуляр является документом, удостоверяющим гарантированные
предприятием-изготовителем основные параметры и технические характеристики средств
PTOП и связи, отражающим техническое состояние данных средств и содержащим
сведения по его эксплуатации (длительность и условия работы, ТО, виды ремонтов,
замена составных частей и деталей и другие данные за весь период эксплуатации).
2. Ответственным за сохранность формуляра и правильное его ведение является
руководитель
объекта,
за
которым
закреплено
данное
средство.
В случае утери формуляра дубликат заводится с разрешения территориального
специального уполномоченного органа Федеральной исполнительной власти в области
ГА.
3. Ведение формуляра обязательно по всем разделам. Все записи в формуляре
производят отчетливо и аккуратно. Подчистки и незаверенные исправления не
допускаются.
4. При заполнении всех листов формуляра и невозможности подклейки
дополнительных листов формуляр заменяется новым. В новый формуляр заносятся
обобщенные данные по каждому разделу старого формуляра. Эти записи скрепляются
подписью руководителя предприятия ГА и гербовой печатью. Старый формуляр
уничтожается по акту.
5. Данные о наработке средства заносятся ежемесячно на основании показаний
счетчиков или записей в оперативном журнале сменного инженера (техника) объекта.
6. В графах контрольных измерений основных параметров средства записи
производятся по результатам измерений.
133
7. В сведениях "Техническое состояние средства" записываются технические
параметры, не соответствующие установленным нормам, и основные выявленные
неисправности.
В графе "Выводы" записываются мероприятия для устранения выявленных
недостатков.
8. Записи в формуляре о модернизации, доработке и ремонте средства делают
руководители ремонтных предприятий, которые указывают вид ремонта, когда и где он
производился.
Записи о замене деталей и текущем ремонте средства производятся лицами, проводивших
ремонт. При этом указывают наименование, децимальный (чертежный) и схемный номера
замененных составных частей, их наработку, причину их замены.
9. Записи о расконсервация производятся в период установки средства на
эксплуатацию.
8.5 Эксплуатационные показатели надежности
Качество функционирования средств РТОП и связи определяется совокупностью
их свойств, характеризующих способность средств выполнять определенные функции в
соответствии с их назначением. Одним из свойств средств РТОП и связи, определяющих
безопасность воздушного движения, является надежность.
Надежность функционирования объектов РТОП и связи определяется надежностью
средств РТОП и связи и объектообразующих элементов.
Надежность функционирования наземных средств РТОП и связи - комплексное
свойство, включающее безотказность, ремонтопригодность, контролепригодность,
долговечность, сохраняемость и определяется:






схемно-конструктивным выполнением, качеством применяемых комплектующих
элементов;
степенью автоматизации, резервированием;
надежностью электроснабжения, линии связи и управления;
организацией технической эксплуатации, качеством технического обслуживания и
ремонта: профессиональной подготовкой и дисциплиной инженерно-технического
персонала;
условиями эксплуатации: электромагнитной обстановкой, климатическими и
метеорологическими факторами, ионосферными явлениями, непрохождением
радиоволн и т.п.;
условиями транспортировки и хранения.
Безотказность средств РТОП и связи характеризуется средней наработкой на отказ
(повреждение) и определяется по формуле
Т0 = Тсумм/n,
134
Где Т0 - средняя наработка на отказ (повреждение) объекта, ч;
Тсумм - суммарная наработка всех средства объекта, ч;
n - число отказов (повреждений) средств объекта за этот же период.
Ремонтопригодность средств РТОП и связи характеризуется средним временем
восстановления его работоспособности и определяется по формуле
ТВ = ТВсумм/n,
где ТВ - среднее время восстановления работоспособности средств; ТВсумм суммарное время восстановления работоспособности средства (группы однотипных
средств) за отчетный период.
Время восстановления работоспособности средства РТОП и связи включает время,
затраченное на поиск причины отказа (повреждения) и устранения последствий отказа
(повреждения). Организационные задержки при восстановлении работоспособности
средства учитываются отдельно (например, время на доставку недостающих элементов,
узлов).
Контролепригодность средств РТОП и связи характеризуется
продолжительностью поиска неисправной составной части средства.
средней
Долговечность средства характеризуется наработкой (ресурсом) и календарной
продолжительностью эксплуатации (сроком службы) от начала эксплуатации, или ее
возобновления после ремонта, до списания.
Показатели долговечности приводятся в формуляре (паспорте) средства и могут
уточняться на основе опыта эксплуатации.
Показатели надежности средств РТОП и связи определяются исходя из требований
к безопасности полетов.
В процессе эксплуатации показатели безотказности, ремонтопригодности,
контролепригодности и долговечности средств РТОП и связи должны оцениваться по
результатам анализа статистических данных по отказам и повреждениям, а также причин
их появления.
8.6 Из опыта эксплуатации в режиме круглосуточной работы колонны
привода АОРЛ-85ТК
1. В первые годы эксплуатации ослабевала затяжка болтов крепящих колонну
привода. При этом колонна приводов начинала «ерзать» по отношению к КУНГу, если
смотреть изнутри. Особенно это было заметно при ветровых нагрузках.
Необходимо ежегодно проверять затяжку болтов изнутри КУНГа, открыв
смотровые люки.
135
Рисунок 8.6.1. Смотровые окна колонны привода
Рисунок 8.6.2. Смотровое окно датчика угла и болтов крепления колонны
2. Вращающиеся переходы проблем не создавали.
3. По рекомендации завода-изготовителя всегда работают два двигателя привода
АС.
4. Редуктор-замена масла один раз в год. Проблем с редуктором не отмечено.
5. Электродвигатель привода АС:
Периодическое прослушивание через деревянную палочку зон размещения
подшипников качения, при неравномерности звука – замена подшипника.
136
Слишком частая разборка электродвигателя приводит к тому, что в их крышках
происходит прослабление подшипника и он проворачивается, выбивая в гнезде крышки
эллипс. Никакое кернение не помогает, т.к. вал двигателя вращается не соосно с валом
редуктора в результате изнашиваются втулки резинового диска между полумуфтами.
Рисунок 8.6.3. Крышка двигателя
Рисунок 8.6.4. Выработка в диске муфты
Для восстановления поврежденных двигателей необходимо в крышках заменить
металлические вкладыши. Если ремонт произведен не качественно (нарушение соосности)
результат такой, как описан выше.
При прослаблении полумуфты электродвигателя и при сильном забивании шпонки
также нарушается соосность, разбивается гнездо под шпонку на валу и втулки в диске.
137
Рисунок 8.6.5. Выработка на валу в гнезде шпонки
Характерным признаком нарушения соосности валов электродвигателя и редуктора
являются периодические завывания привода и, если посмотреть в смотровое окошечко
муфты соединительной, налет от выработки втулок резинового диска.
Рисунок 8.6.6. Муфта соединительная
138
Рисунок 8.6.7. Вид муфты соединительной через смотровое окно
139
Приложение А
Ферритовые циркуляторы
Ферритовый циркулятор является одним из тех устройств, без которых построение
большинства систем радиолокации и связи, стало бы очень сложным (если не
невозможным). Это одно из тех устройств, которые будучи давно и тщательно изучены,
не перестают внушать некоторое удивление всем радиоинженерам своей простотой и
эффективностью.
Рисунок А1. Топология ферритового циркулятора
Ферритовый циркулятор представляет собой трехпортовое устройство (рис. А1),
основным свойством которого является необратимость. Высокочастотный сигнал,
поданный на порт 1 циркулятора, будет передан на порт 2. При подаче сигнала на порт 2
он будет передан на порт 3. И, наконец, сигнал, поданный на порт 3, будет передан на
порт 1. Подобная "кольцевая" схема циркуляции сигналов и послужила поводом для
получения циркулятором своего названия.
Принцип работы циркулятора основан на уникальных свойствах некоторых
специальных марок феррита, которые появляются при его смещении постоянным
магнитным полем. Эти свойства проявляются в различной величине сдвига фаз в ВЧ
сигналах проходящих через намагниченный феррит в прямом и обратном направлении. В
результате этого сигнал, поданный на порт 1, приходит в порт 3 по короткому и длинному
пути со сдвигом фаз 180 градусов и компенсируется. А в порт 2 сигналы приходят в фазе
и складываются. Таким образом и происходит передача ВЧ мощности.
140
Рисунок А2. Конструкция ферритового Y -циркулятора
Существует несколько конструкций циркуляторов, одна из которых (наиболее
часто используемая на ОВЧ и СВЧ диапазонах), приведена на рисунке А2.
Центральный проводник, выполненный в виде полосковой линии, напоминающий
латинскую букву Y (из за чего в англоязычной литературе данную конструкцию
циркулятора часто называют Y-junction), помещен между дисков из специального
феррита. С других сторон ферритовых дисков находятся немагнитные заземленные
пластины, поверх которых находятся мощные магниты из специальных марок
магнитотвердого феррита и магнитопроводы, замыкающие магнитный поток внутри
устройства.
Кроме того, часто в широкополосных циркуляторах также присутствуют
настроечные элементы (емкости), позволяющие точно настроить полосковые линии на
центральную частоту рабочего диапазона частот.
141