Venäjän tutka-asemat ja ilmapuolustusjärjestelmät. Tutka-asemat: historia ja toiminnan perusperiaatteet Lentokoneiden tutkien lähetin-vastaanottimien sähköiset piirikaaviot
Tutka on joukko tieteellisiä menetelmiä ja teknisiä keinoja, joka määrittää kohteen koordinaatit ja ominaisuudet radioaaltojen avulla. Tutkittavaa kohdetta kutsutaan usein tutkakohteeksi (tai yksinkertaisesti kohteeksi).
Radiolaitteita ja -työkaluja, jotka on suunniteltu suorittamaan tutkatehtäviä, kutsutaan tutkajärjestelmiksi tai laitteiksi (tutka tai RLU). Tutkan perusteet perustuvat seuraaviin fysikaalisiin ilmiöihin ja ominaisuuksiin:
- Etenemisväliaineessa ne sirottavat radioaallot, jotka kohtaavat esineitä, joilla on erilaiset sähköiset ominaisuudet. Kohteesta heijastuva aalto (tai sen oma säteily) mahdollistaa tutkajärjestelmien havaitsemisen ja tunnistamisen.
- Suurilla etäisyyksillä radioaaltojen etenemisen oletetaan olevan suoraviivaista vakionopeudella tunnetussa väliaineessa. Tämä oletus mahdollistaa kohteen ja sen kulmakoordinaattien saavuttamisen (tietyllä virheellä).
- Doppler-ilmiön perusteella emissiopisteen säteittäinen nopeus suhteessa RLU:han lasketaan vastaanotetun heijastuneen signaalin taajuudesta.
Historiallinen viittaus
Suuri fyysikko G. Hertz ja venäläinen sähköinsinööri korostivat radioaaltojen kykyä heijastaa 1800-luvun lopulla. vuosisadalla. Vuodelta 1904 peräisin olevan patentin mukaan ensimmäisen tutkan loi saksalainen insinööri K. Hulmeier. Laitetta, jota hän kutsui telemobiloskoopiksi, käytettiin Reinillä liikennöivillä aluksilla. Kehityksen yhteydessä tutkan käyttö vaikutti erittäin lupaavalta elementtinä, jonka tutkimusta tekivät edistyneet asiantuntijat useista maista ympäri maailmaa.
Vuonna 1932 LEFI:n (Leningradin sähköfysikaalisen instituutin) tutkija Pavel Kondratyevich Oshchepkov kuvasi tutkan perusperiaatteen töissään. He, yhteistyössä kollegoiden kanssa B.K. Shembel ja V.V. Kesällä 1934 Tsimbalin esitteli prototyyppiä tutkalaitteistosta, joka havaitsi kohteen 150 m korkeudessa 600 m:n etäisyydeltä. Jatkotyöt tutkalaitteiden parantamiseksi rajoittuivat niiden kantaman lisäämiseen ja tarkkuuden lisäämiseen. kohteen sijainti.
Luonto elektromagneettinen säteily Kohteet antavat meille mahdollisuuden puhua useista tutkatyypeistä:
- Passiivinen tutka tutkii omaa säteilyään (lämpö, sähkömagneettinen jne.), joka tuottaa kohteita (ohjuksia, lentokoneita, avaruusobjekteja).
- Aktiivinen aktiivisella vastauksella suoritetaan, jos kohde on varustettu omalla lähettimellään ja vuorovaikutus sen kanssa tapahtuu "pyyntö-vastaus" -algoritmin mukaisesti.
- Aktiivinen passiivisella vasteella sisältää sekundaarisen (heijastuneen) radiosignaalin tutkimuksen. tässä tapauksessa se koostuu lähettimestä ja vastaanottimesta.
- Puoliaktiivinen tutka- tämä on aktiivinen erikoistapaus siinä tapauksessa, että heijastuneen säteilyn vastaanotin sijaitsee tutkan ulkopuolella (esimerkiksi se on suuntautuvan ohjuksen rakenneelementti).
Jokaisella tyypillä on omat etunsa ja haittansa.
Menetelmät ja laitteet
Käytetyn menetelmän mukaan kaikki tutkalaitteet jaetaan jatkuva- ja pulssisäteilytutkoihin.
Ensimmäiset sisältävät lähettimen ja säteilyvastaanottimen, jotka toimivat samanaikaisesti ja jatkuvasti. Ensimmäiset tutkalaitteet luotiin tällä periaatteella. Esimerkki tällaisesta järjestelmästä on radiokorkeusmittari (ilmailulaite, joka määrittää lentokoneen etäisyyden maanpinnasta) tai kaikkien autoilijoiden tuntema tutka ajoneuvon nopeusrajoituksen määrittämiseen.
Pulssimenetelmällä sähkömagneettista energiaa lähetetään lyhyinä pulsseina useiden mikrosekuntien aikana. Sen jälkeen asema toimii vain vastaanottoa varten. Heijastuneiden radioaaltojen sieppaamisen ja rekisteröinnin jälkeen tutka lähettää uuden pulssin ja jaksot toistuvat.
Tutkan toimintatilat
Tutka-asemilla ja laitteilla on kaksi päätoimintatapaa. Ensimmäinen on tilan skannaus. Se suoritetaan tiukasti määritellyn järjestelmän mukaisesti. Jaksottaisessa tarkastelussa tutkasäteen liike voi olla ympyrämäistä, spiraalista, kartiomaista tai sektorikohtaista. Esimerkiksi antenniryhmä voi pyöriä hitaasti ympyrässä (atsimuutti) samalla kun se skannaa korkeudessa (kallistaa ylös ja alas). Rinnakkaispyyhkäisyssä tarkastelu suoritetaan tutkasäteen avulla. Jokaisella on oma vastaanotin, ja useita tietovirtoja käsitellään kerralla.
Seurantatila tarkoittaa, että antenni on jatkuvasti suunnattu valittuun kohteeseen. Sen kiertämiseksi liikkuvan kohteen liikeradan mukaan käytetään erityisiä automatisoituja seurantajärjestelmiä.
Algoritmi alueen ja suunnan määrittämiseksi
Sähkömagneettisten aaltojen etenemisnopeus ilmakehässä on 300 tuhatta km/s. Siksi, kun tiedetään aika, jonka lähetyssignaali kuluu kattamaan etäisyys asemalta kohteeseen ja takaisin, on helppo laskea kohteen etäisyys. Tätä varten on tarpeen tallentaa tarkasti pulssin lähetysaika ja heijastuneen signaalin vastaanottohetki.
Erittäin suuntautuvaa tutkaa käytetään tiedon saamiseksi kohteen sijainnista. Objektin atsimuutin ja korkeuden (korkeuskulman tai korkeuden) määritys suoritetaan antennilla, jossa on kapea säde. Nykyaikaiset tutkat käyttävät tähän tarkoitukseen vaiheistettuja antenniryhmiä (PAA), jotka pystyvät asettamaan kapeamman säteen ja joille on ominaista korkea pyörimisnopeus. Yleensä tilan skannausprosessi suoritetaan vähintään kahdella säteellä.
Järjestelmän perusparametrit
Taktisista ja tekniset ominaisuudet laitteisto riippuu pitkälti ratkaistavien tehtävien tehokkuudesta ja laadusta.
Taktisia tutkan ilmaisimia ovat:
- Katselualuetta rajoittavat kohteen pienin ja suurin tunnistusalue, sallittu atsimuuttikulma ja korkeuskulma.
- Resoluutio alueella, atsimuutissa, korkeudessa ja nopeudessa (kyky määrittää lähellä olevien kohteiden parametrit).
- Mittaustarkkuus, jota mitataan karkeiden, systemaattisten tai satunnaisten virheiden esiintymisellä.
- Melunsieto ja luotettavuus.
- Saapuvan tietovirran poimimisen ja käsittelyn automatisointiaste.
Määritellyt taktiset ominaisuudet määritellään suunniteltaessa laitteita tiettyjen teknisten parametrien perusteella, mukaan lukien:
Taistelupaikalla
Tutka on universaali työkalu, joka on yleistynyt sotilaallisella alalla, tieteessä ja kansantaloudessa. Käyttöalueet laajenevat tasaisesti teknisten välineiden ja mittaustekniikoiden kehittymisen ja parantamisen myötä.
Tutkan käyttö sotilasteollisuudessa mahdollistaa tärkeiden avaruuden valvonnan ja hallinnan sekä liikkuvien ilma-, maa- ja vesikohteiden havaitsemisen ongelmia. Ilman tutkaa on mahdotonta kuvitella käytettyjä laitteita tietotuki navigointijärjestelmät ja aseiden tulenhallintajärjestelmät.
Sotilaallinen tutka on strategisen ohjushyökkäysvaroitusjärjestelmän ja integroidun ohjuspuolustuksen peruskomponentti.
Radioastronomia
Maan pinnalta lähetetyt radioaallot heijastuvat myös lähi- ja syväavaruuden kohteista sekä maapallon lähellä olevista kohteista. Monia avaruusobjekteja ei voitu tutkia täysin vain optisilla instrumenteilla, ja vain tutkamenetelmien käyttö tähtitieteessä mahdollisti runsaasti tietoa niiden luonteesta ja rakenteesta. Amerikkalaiset ja unkarilaiset tähtitieteilijät käyttivät passiivista tutkaa ensimmäisen kerran Kuun tutkimiseen vuonna 1946. Samoihin aikoihin vahingossa vastaanotettiin myös radiosignaaleja ulkoavaruudesta.
Nykyaikaisissa radioteleskoopeissa vastaanottoantenni on suuren koveran pallomaisen kulhon muotoinen (samanlainen kuin optisen heijastimen peili). Mitä suurempi sen halkaisija, sitä enemmän heikko signaali antenni pystyy vastaanottamaan. Radioteleskoopit toimivat usein monimutkaisesti yhdistäen paitsi lähellä toisiaan, myös eri mantereilla olevia laitteita. Nykyaikaisen radioastronomian tärkeimpiä tehtäviä ovat pulsareiden ja aktiivisten ytimien galaksien sekä tähtienvälisen väliaineen tutkimus.
Siviilihakemus
Maa- ja metsätaloudessa tutkalaitteet ovat välttämättömiä tiedon saamiseksi kasvillisuuden levinneisyydestä ja tiheydestä, maaperän rakenteen, parametrien ja tyyppien tutkimisesta sekä tulipalojen oikea-aikaisesta havaitsemisesta. Maantieteen ja geologian tutkalla tehdään topografisia ja geomorfologisia töitä, määritetään kivien rakenne ja koostumus sekä etsitään mineraaliesiintymiä. Hydrologiassa ja valtameritutkimuksessa tutkamenetelmillä seurataan maan päävesistöjen, lumi- ja jääpeitteen tilaa sekä kartoitetaan rantaviivaa.
Tutka on meteorologien korvaamaton apulainen. Tutka pystyy helposti määrittämään ilmakehän tilan kymmenien kilometrien etäisyydeltä, ja saatujen tietojen analyysin perusteella tehdään ennuste sääolosuhteiden muutoksista tietyllä alueella.
Kehitysnäkymät
Nykyaikaiselle tutka-asemalle tärkein arviointikriteeri on tehokkuuden ja laadun suhde. Tehokkuus viittaa laitteiden yleisiin taktisiin ja teknisiin ominaisuuksiin. Täydellisen tutkan luominen on monimutkainen insinööri-, tieteellinen ja tekninen tehtävä, jonka toteuttaminen on mahdollista vain sähkömekaniikan ja elektroniikan, tietojenkäsittelytieteen ja uusimpien saavutusten avulla. tietokone teknologia, energiaa.
Asiantuntijoiden mukaan lähitulevaisuudessa tärkein toiminnallisia yksiköitä monimutkaisimman ja tarkoituksenmukaisimman tason asemilla on puolijohdeaktiiviset vaiheistetut ryhmäantennit (phased array antenns), jotka muuntavat analogiset signaalit digitaalisiksi. Tietokonekompleksin kehittäminen mahdollistaa tutkan ohjauksen ja perustoimintojen täysin automatisoinnin, mikä tarjoaa loppukäyttäjälle kattavan analyysin vastaanotetuista tiedoista.
Tutka lähettää sähkömagneettista energiaa ja havaitsee heijastuneista kohteista tulevat kaiut ja määrittää myös niiden ominaisuudet. Kurssiprojektin tarkoituksena on tarkastella yleistutkaa ja laskea tämän tutkan taktiset indikaattorit: maksimietäisyys absorptio huomioiden; todellinen resoluutio alueella ja atsimuutissa; etäisyyden ja atsimuuttimittausten todellinen tarkkuus. Teoreettinen osa tarjoaa toiminnallisen kaavion pulssiaktiivisesta tutkasta lennonjohdon ilmakohteisiin.
Jaa työsi sosiaalisessa mediassa
Jos tämä työ ei sovi sinulle, sivun alalaidassa on luettelo vastaavista teoksista. Voit myös käyttää hakupainiketta
Tutkajärjestelmät (tutkat) on suunniteltu havaitsemaan ja määrittämään heijastuneiden kohteiden nykyiset koordinaatit (etäisyys, nopeus, korkeus ja atsimuutti).
Tutka lähettää sähkömagneettista energiaa ja havaitsee heijastuneista kohteista tulevat kaiut ja määrittää myös niiden ominaisuudet.
Kurssiprojektin tarkoituksena on tarkastella yleistutkaa ja laskea tämän tutkan taktiset indikaattorit: maksimietäisyys absorptio huomioiden; todellinen resoluutio alueella ja atsimuutissa; etäisyyden ja atsimuuttimittausten todellinen tarkkuus.
Teoreettinen osa tarjoaa toiminnallisen kaavion pulssiaktiivisesta tutkasta lennonjohdon ilmakohteisiin. Myös järjestelmäparametrit ja sen laskentakaavat annetaan.
Laskentaosassa määritettiin seuraavat parametrit: maksimietäisyys absorptio huomioiden, todellinen alue ja atsimuuttiresoluutio, etäisyys ja atsimuuttimittaustarkkuus.
1. Teoreettinen osa
1.1 Tutkan toimintakaavionäkymä joka suuntaan
Tutka radiotekniikan ala, joka tarjoaa erilaisten kohteiden tutkahavainnointia eli niiden havaitsemista, koordinaattien ja liikeparametrien mittaamista sekä tiettyjen rakenteellisten tai fyysisten ominaisuuksien tunnistamista käyttämällä esineiden heijastamia tai lähettämiä radioaaltoja tai oman radiolähetyksensä. Tutkavalvonnan aikana saatua tietoa kutsutaan tutkaksi. Radioteknisiä tutkavalvontalaitteita kutsutaan tutka-asemiksi (tutkaiksi) tai tutkaiksi. Itse tutkavalvontakohteita kutsutaan tutkakohteiksi tai yksinkertaisesti kohteiksi. Heijastuneita radioaaltoja käytettäessä tutkakohteet ovat epäsäännöllisiä sähköiset parametrit väliaine (dielektrinen ja magneettinen permeabiliteetti, johtavuus), jossa primaariaalto etenee. Tämä sisältää lentokoneet (lentokoneet, helikopterit, sääilmapallot jne.), hydrometeorit (sade, lumi, rakeet, pilvet jne.), joki- ja merialukset, maakohteet (rakennukset, autot, lentokoneet lentokentillä jne.). , kaikenlaisia sotilaallisia kohteita jne. Erityinen tutkakohteiden tyyppi ovat tähtitieteelliset kohteet.
Tutkatietojen lähde on tutkasignaali. Sen hankintamenetelmistä riippuen erotetaan seuraavat tutkavalvontatyypit.
- Passiivinen vastetutka,perustuu siihen, että tutkan luotaussignaalin lähettämät värähtelyt heijastuvat kohteesta ja tulevat tutkavastaanottimeen heijastuneen signaalin muodossa. Tällaista valvontaa kutsutaan joskus myös aktiiviseksi passiiviseksi vastetutkaksi.
Aktiivinen vastetutka,kutsutaan aktiiviseksi tutkaksi aktiivisella vasteella, sille on ominaista se, että vastesignaalia ei heijastu, vaan se lähetetään uudelleen erityisellä transponderilla - toistimella. Samalla tutkahavainnon kantama ja kontrasti kasvavat merkittävästi.
Passiivinen tutka perustuu kohteen omien radiopäästöjen vastaanottamiseen, lähinnä millimetri- ja senttimetrialueella. Jos kahdessa edellisessä tapauksessa luotaussignaalia voidaan käyttää vertailusignaalina, joka tarjoaa perustavanlaatuisen mahdollisuuden mittausalueen ja nopeuden mittaamiseen, niin tässä tapauksessa sellaista ei ole.
Tutkajärjestelmää voidaan pitää tutkalinkkinä, joka on samanlainen kuin radioviestintä- tai telemetrialinkit. Tutkan pääkomponentit ovat lähetin, vastaanotin, antennilaite ja päätelaite.
Tutkavalvonnan päävaiheet ovat:havaitseminen, mittaus, resoluutio ja tunnistus.
Havaitseminen on prosessi, jossa päätetään tavoitteiden olemassaolosta hyväksyttävällä virheellisen päätöksen todennäköisyydellä.
Mittaus voit arvioida kohteiden koordinaatit ja niiden liikkeen parametrit hyväksyttävillä virheillä.
Lupa koostuu yhden kohteen koordinaattien havaitsemisesta ja mittaamisesta muiden lähellä olevien kantomatkan, nopeuden jne. läsnä ollessa.
Tunnustus mahdollistaa kohteen joidenkin ominaispiirteiden määrittämisen: onko se piste vai ryhmä, liikkuva vai ryhmä jne.
Tutkasta tuleva tutkatieto välitetään radiokanavaa tai kaapelia pitkin ohjauspisteeseen. Yksittäisten kohteiden tutkaseurantaprosessi on automatisoitu ja suoritetaan tietokoneella.
Lentokoneen navigointi reitillä toteutetaan samoilla tutoilla, joita käytetään lennonjohdossa. Niitä käytetään sekä tietyn reitin noudattamisen seurantaan että sijainnin määrittämiseen lennon aikana.
Laskeutumisen ja sen automatisoinnin suorittamiseen sekä radiomajakkajärjestelmiin käytetään laajalti laskeutumistutkia, jotka valvovat lentokoneen poikkeamaa kurssista ja liukupolusta.
Siviili-ilmailussa käytetään myös useita ilmatutkalaitteita. Tämä sisältää ensisijaisesti junatutkan vaarallisten säämuodostelmien ja esteiden havaitsemiseen. Yleensä se palvelee myös maapallon kartoittamista, jotta voidaan tarjota mahdollisuus autonomiseen navigointiin tyypillisiä maanpäällisiä tutkamaamerkkejä pitkin.
Tutkajärjestelmät (tutkat) on suunniteltu havaitsemaan ja määrittämään heijastuneiden kohteiden nykyiset koordinaatit (etäisyys, nopeus, korkeus ja atsimuutti). Tutka lähettää sähkömagneettista energiaa ja havaitsee heijastuneista kohteista tulevat kaiut ja määrittää myös niiden ominaisuudet.
Tarkastellaan lennonjohdon (ATC) ilmakohteiden havaitsemiseen käytettävän pulssiaktiivisen tutkan toimintaa, jonka rakenne on esitetty kuvassa 1. Näkymän ohjauslaitteella (antenniohjaus) tarkastellaan avaruutta (yleensä pyöreä) antennikeila, vaakatasossa kapea ja pystysuorassa leveä.
Kyseinen tutka käyttää pulssisäteilytilaa, joten seuraavan mittausradiopulssin päättyessä ainoa antenni vaihtaa lähettimestä vastaanottimeen ja sitä käytetään vastaanottoon, kunnes seuraavaa luotainradiopulssia alkaa muodostua, minkä jälkeen antenni on jälleen kytketty lähettimeen ja niin edelleen.
Tämän toiminnon suorittaa lähetys-vastaanottokytkin (RTS). Liipaisupulssit, jotka asettavat luotaussignaalien toistojakson ja synkronoivat kaikkien tutka-alijärjestelmien toiminnan, muodostetaan tahdistimella. Signaali vastaanottimesta analogia-digitaalimuuntimen (ADC) jälkeen syötetään tietojenkäsittelylaitteiston signaaliprosessorille, jossa suoritetaan ensisijainen tiedonkäsittely, joka koostuu signaalin havaitsemisesta ja kohteen koordinaattien muuttamisesta. Kohdemerkit ja liikeradat muodostuvat tietojenkäsittelyn alkuvaiheessa tietojenkäsittelyssä.
Muodostetut signaalit sekä antennin kulma-asentoa koskevat tiedot lähetetään jatkokäsittelyä varten komentopisteeseen sekä valvontaa varten all-round visibility-indikaattorille (PVI). klo akun kesto ICO-tutka toimii pääelementtinä ilmatilanteen seurannassa. Tällainen tutka käsittelee yleensä tietoa digitaalisessa muodossa. Tätä tarkoitusta varten on järjestetty laite signaalin muuntamiseksi digitaalinen koodi(ADC).
Kuva 1 Monipuolisen tutkan toimintakaavio
1.2 Järjestelmän määritelmät ja pääparametrit. Laskentakaavat
Tutkan taktiset perusominaisuudet
Suurin kantama
Suurin kantama määräytyy taktisten vaatimusten mukaan ja riippuu monista tutkan teknisistä ominaisuuksista, radioaallon etenemisolosuhteista ja kohteen ominaisuuksista, jotka ovat alttiina satunnaisille muutoksille asemien todellisissa käyttöolosuhteissa. Siksi maksimialue on todennäköisyysominaisuus.
Vapaan tilan etäisyyden yhtälö (eli ottamatta huomioon maan vaikutusta ja absorptiota ilmakehässä) pistekohdeelle määrittää suhteen kaikkien tutkan pääparametrien välillä.
missä E isl - yhden pulssin säteilevä energia;
S a - tehokas antennialue;
S efo - tehokas heijastava kohdealue;
- aallonpituus;
k s - erottelukerroin (signaali-kohina-energiasuhde vastaanottimen sisääntulossa, joka varmistaa signaalien vastaanoton tietyllä oikean havaitsemisen todennäköisyydellä W by ja väärän hälytyksen todennäköisyys Wlt);
E sh - vastaanoton aikana vaikuttava meluenergia.
Missä R ja - ja pulssiteho;
ja , - pulssin kesto.
Missä d ag - antennipeilin vaakakoko;
d av - antennipeilin pystykoko.
k r = k r.t. ,
missä k r.t. - teoreettinen erottuvuuskerroin.
k r.t. =,
missä q 0 - tunnistusparametri;
N - kohteelta saatujen impulssien lukumäärä.
missä Wlt - väärän hälytyksen todennäköisyys;
W by - oikean havaitsemisen todennäköisyys.
missä t alue,
F ja - pulssin lähetystaajuus;
Q a0,5 - antennin säteilykuvion leveys 0,5 tehotasolla
missä on antennin pyörimiskulmanopeus.
jossa T tarkistus on tarkastelujakso.
missä k = 1,38 10 -23 J/deg - Boltzmannin vakio;
k sh - vastaanottimen kohinaluku;
T - vastaanottimen lämpötila Kelvin-asteina ( T = 300K).
Tutkan maksimikantama radioaaltoenergian absorptio huomioon ottaen.
missä aasi - vaimennuskerroin;
D - heikennyskerroksen leveys.
Tutkan vähimmäisetäisyys
Jos antennijärjestelmä ei aseta rajoituksia, tutkan vähimmäisetäisyys määräytyy pulssin keston ja antennikytkimen palautumisajan mukaan.
missä c on etenemisnopeus sähkömagneettinen aalto tyhjössä, c = 3-10 8 ;
ja , - pulssin kesto;
τ in - antennikytkimen palautumisaika.
Tutkan kantaman resoluutio
Todellinen etäisyysresoluutio käytettäessä yleisnäkyvyyden ilmaisinta lähtölaitteena määräytyy kaavan mukaan
(D)= (D) hiki + (D) ind,
g de (D) hiki - potentiaalialueen resoluutio;
(D) ind - indikaattorin etäisyysresoluutio.
Jos signaali on epäkoherentin suorakulmaisen pulssijonon muodossa:
missä c on sähkömagneettisen aallon etenemisnopeus tyhjiössä; c = 3,10 8 ;
ja , - pulssin kesto;
(D) ind - indikaattorin etäisyysresoluutio lasketaan kaavalla
g de D shk - asteikon raja-arvo;
k e = 0,4 - näytön käyttökerroin,
Q f - putken tarkennuslaatu.
Tutkan atsimuuttiresoluutio
Todellinen atsimuuttiresoluutio määritetään kaavalla:
( az) = ( az) hiki + ( az) ind,
missä ( az) hiki - potentiaalinen atsimuuttiresoluutio approksimoimalla Gaussin käyrän säteilykuviota;
( az ) ind - indikaattorin atsimuuttiresoluutio
( az ) hiki =1,3 Q a 0,5,
( az ) ind = d n M f ,
missä dn - katodisädeputken pistehalkaisija;
M f mittakaavassa.
missä r - merkin poistaminen näytön keskeltä.
Koordinaattien määrityksen tarkkuus alueittain Ja
Etäisyysmäärityksen tarkkuus riippuu heijastuneen signaalin viiveen mittaustarkkuudesta, optimaalisesta signaalinkäsittelystä johtuvista virheistä, huomioimattomien signaaliviiveiden esiintymisestä lähetys-, vastaanotto- ja ilmaisupoluilla sekä satunnaisvirheistä etäisyysmittauksessa indikaattorilaitteissa.
Tarkkuutta kuvaa mittausvirhe. Tuloksena oleva alueen mittauksen neliökeskiarvo määritetään kaavalla:
missä (D) hiki - potentiaalialueen mittausvirhe.
(D) jakauma etenemisen epälineaarisuudesta johtuva virhe;
(D) sovellus - laitteistovirhe.
missä q 0 - kaksinkertainen signaali-kohinasuhde.
Atsimuuttikoordinaattien määritystarkkuus
Systemaattisia virheitä atsimuuttimittauksissa voi johtua tutka-antennijärjestelmän epätarkasta suunnasta ja antennin sijainnin ja sähköisen atsimuuttiasteikon välisestä epäsuhtaisuudesta.
Satunnaiset virheet kohdeatsimuutin mittauksessa johtuvat antennin kiertojärjestelmän epävakaudesta, atsimuuttimerkinnän generointimenetelmien epävakaudesta sekä lukuvirheistä.
Tuloksena oleva neliökeskiarvo atsimuuttimittauksessa määritetään seuraavasti:
Alkutiedot (vaihtoehto 5)
- Aallonpituus , [cm] ................................................... .......................... .... 6
- Pulssin teho R ja , [kW] .................................................. .............. 600
- Pulssin kesto ja , [μs] .................................................. ...... ........... 2,2
- Pulssin lähetystaajuus F ja , [Hz]................................................ ........... 700
- Antennipeilin vaakakoko d ag [m] ........................... 7
- Antennipeilin pystykoko d av , [m] ...................... 2.5
- Katsauskauden T tarkistus , [Kanssa] .............................................. ......................... 25
- Vastaanottimen meluluku k sh ................................................. ....... 5
- Oikean havaitsemisen todennäköisyys W by ............................. .......... 0,8
- Väärän hälytyksen todennäköisyys W lt.. ................................................ ....... 10 -5
- Ympäröivän näkymän ilmaisimen näytön halkaisija d e , [mm] ..................... 400
- Tehokas heijastava kohdealue S efo, [m 2 ] …...................... 30
- Tarkennuksen laatu Q f ............................................................... ...... 400
- Alueen asteikon raja D shk1 , [km] ........................... 50 D shk2 , [km] .......................... 400
- Alueen mittausmerkit D , [km] .............................................. 15
- Atsimuutin mittausmerkit , [astetta] .......................................... 4
2. Yleinen tutkan taktisten indikaattoreiden laskeminen
2.1 Maksimialueen laskeminen ottaen huomioon absorption
Ensinnäkin tutkan maksimikantama lasketaan ottamatta huomioon radioaaltoenergian vaimennusta etenemisen aikana. Laskenta suoritetaan seuraavan kaavan mukaan:
(1)
Lasketaan ja määritetään tähän lausekkeeseen sisältyvät suuret:
E isl = P ja ja =600 10 3 2,2 10 -6 = 1,32 [J]
S a = d ag d av = 7 2,5 = 8,75 [m 2 ]
k r = k r.t.
k r.t. =
101,2
0,51 [astetta]
14,4 [astetta/s]
Korvaamalla saadut arvot, saamme:
t-alue = 0,036 [s], N = 25 pulssia ja k r.t. = 2,02.
Olkoon = 10, sitten k P =20.
E sh - vastaanoton aikana vaikuttava meluenergia:
E w =kk w T = 1,38 10 -23 5 300 = 2,07 10 -20 [J]
Korvaamalla kaikki saadut arvot kohtaan (1) saadaan 634,38 [km]
Nyt määritämme tutkan enimmäisetäisyyden ottaen huomioon radioaaltoenergian absorption:
(2)
Arvo aasi löydämme sen kaavioista. varten =6 cm aasi otettu 0,01 dB/km. Oletetaan, että vaimennus tapahtuu koko alueella. Tässä ehdossa kaava (2) saa transsendentaalisen yhtälön muodon
(3)
Ratkaisemme yhtälön (3) graafisesti. varten osl = 0,01 dB/km ja D max = 634,38 km laskettu D max.osl = 305,9 km.
Johtopäätös: Saatujen laskelmien perusteella on selvää, että tutkan maksimikantama, kun otetaan huomioon radioaaltoenergian vaimennus etenemisen aikana, on yhtä suuri kuin D max.os l = 305,9 [km].
2.2 Todellisen alueen ja atsimuuttiresoluution laskeminen
Todellinen etäisyysresoluutio käytettäessä yleisnäkyvyyden ilmaisinta lähtölaitteena määritetään kaavalla:
(D) = (D) hiki + (D) ind
Signaalille epäkoherentin suorakaiteen muotoisen pulssijonon muodossa
0,33 [km]
D shk1 =50 [km], (D) ind1 =0,31 [km]
D shk2 = 400 [km], (D) ind2 = 2,50 [km]
Todellinen kantaman resoluutio:
kun D wk1 =50 km (D) 1 = (D) hiki + (D) ind1 =0,33+0,31=0,64 [km]
kun D wk2 = 400 km (D) 2 = (D) hiki + (D) ind2 = 0,33 + 2,50 = 2,83 [km]
Laskemme todellisen atsimuuttiresoluution kaavalla:
( az) = ( az) hiki + ( az) ind
( az ) hiki =1,3 Q a 0,5 =0,663 [astetta]
( az ) ind = d n M f
Kun r = k e d e / 2 (merkki näytön reunassa), saamme
0,717°
( az )=0,663+0,717=1,38 [astetta]
Johtopäätös: Todellinen alueen resoluutio on:
D shk1 = 0,64 [km], D shk2 = 2,83 [km].
Todellinen atsimuuttiresoluutio:
( az ) = 1,38 [astetta].
2.3 Etäisyys- ja atsimuuttimittausten todellisen tarkkuuden laskeminen
Tarkkuutta kuvaa mittausvirhe. Tuloksena oleva neliökeskiarvo virhealueen mittauksessa lasketaan kaavalla:
40,86
(D) hiki = [km]
Virhe etenemisen epälineaarisuudesta (D) jakauma laiminlyöty. Laitteistovirheet (D) sovellus rajoittuvat lukuvirheisiin indikaattoriasteikolla (D) ind . Käytämme laskentamenetelmää elektronisilla merkeillä (asteikkorenkailla) yleisnäytön ilmaisinnäytössä.
(D) ind = 0,1 D = 1,5 [km], missä D - mittakaavajaon hinta.
(D) = = 5 [km]
Määritämme tuloksena olevan keskimääräisen neliövirheen atsimuuttimittauksessa samalla tavalla:
0,065
( az ) ind =0,1 = 0,4
Johtopäätös: Laskettuamme tuloksena olevan alueen mittauksen neliökeskiarvon, saamme (D) ( az) =0,4 [astetta].
Johtopäätös
Tässä kurssityössä laskettiin pulssiaktiivisen tutkan parametrit (maksimietäisyys absorptio huomioiden, todellinen resoluutio etäisyydellä ja atsimuuttimittauksella, etäisyyden ja atsimuuttimittausten tarkkuus) lennonjohdon ilmakohteiden havaitsemiseksi.
Laskelmien aikana saatiin seuraavat tiedot:
1. Tutkan maksimikantama, kun otetaan huomioon radioaaltoenergian vaimennus etenemisen aikana, on yhtä suuri kuin D max.osl = 305,9 [km];
2. Todellinen etäisyysresoluutio on yhtä suuri kuin:
D wk1 = 0,64 [km];
D shk2 = 2,83 [km].
Todellinen atsimuuttiresoluutio: ( az ) = 1,38 [astetta].
3. Saatu alueen mittauksen neliökeskiarvovirhe(D) =1,5 [km]. Atsimuuttimittauksen neliökeskiarvovirhe ( az ) =0,4 [astetta].
Pulssitutkien etuja ovat kohteiden etäisyyksien mittaamisen helppous ja niiden etäisyysresoluutio, varsinkin kun katselualueella on paljon kohteita, sekä lähes täydellinen aikaero vastaanotettujen ja lähetettyjen värähtelyjen välillä. Jälkimmäinen seikka mahdollistaa saman antennin käytön sekä lähetykseen että vastaanottoon.
Pulssitutkien haittana on tarve käyttää emittoitujen värähtelyjen suurta huipputehoa sekä kyvyttömyys mitata lyhyitä etäisyyksiä suuria kuollutta aluetta.
Tutkailla ratkaistaan monenlaisia ongelmia: avaruusalusten pehmeän laskeutumisen varmistamisesta planeettojen pinnalle ihmisen liikkeen nopeuden mittaamiseen, ohjus- ja ilmatorjuntajärjestelmien aseiden ohjaamisesta henkilökohtaiseen suojaukseen.
Bibliografia
- Vasin V.V. Radiotekniikan mittausjärjestelmien valikoima. Metodologinen kehitys. - M.:MIEM 1977
- Vasin V.V. Mittausten resoluutio ja tarkkuus radioteknisissa mittausjärjestelmissä. Metodologinen kehitys. - M.: MIEM 1977
- Vasin V.V. Kohteiden koordinaattien ja säteittäisen nopeuden mittausmenetelmät radiotekniikan mittausjärjestelmissä. Luentomuistiinpanot. - M.: MIEM 1975.
4. Bakulev P.A. Tutkajärjestelmät. Oppikirja yliopistoille. M.: "Radio-
Tekniikka" 2004
5. Radiojärjestelmät: Oppikirja yliopistoille / Yu. M. Kazarinov [jne.]; Ed. Yu. M. Kazarinova. M.: Akatemia, 2008. 590 s.:
Muita vastaavia teoksia, jotka saattavat kiinnostaa sinua.vshm> |
|||
| 1029. | Ohjelmistojen kehittäminen tietokonekoulutusjärjestelmän (CTS) "Expert Systems" -laboratoriokompleksiin | 4,25 Mt | |
| Tekoälyn alalla on yli neljänkymmenen vuoden kehityshistoria. Se käsitteli alusta alkaen useita hyvin monimutkaisia ongelmia, jotka muiden ohella ovat edelleen tutkimuksen kohteena: lauseiden automaattisia todisteita... | |||
| 3242. | Järjestelmän kehittäminen mittausjärjestelmän ensisijaisen anturin dynaamisten ominaisuuksien digitaaliseen korjaukseen | 306,75 kt | |
| Aika-alueen signaalinkäsittelyä käytetään laajalti nykyaikaisissa elektronisissa oskillografioissa ja digitaalisissa oskilloskoopeissa. Ja digitaalisia spektrianalysaattoreita käytetään edustamaan signaaleja yksityisellä alueella. Laajennuspaketteja käytetään signaalinkäsittelyn matemaattisten näkökohtien tutkimiseen | |||
| 13757. | Verkkojärjestelmän luominen elektronisen kurssituen testaamiseen Käyttöjärjestelmät (Joomla-työkalukuoren esimerkin avulla) | 1,83 megatavua | |
| Testin kirjoitusohjelman avulla voit työskennellä kysymysten kanssa sähköisessä muodossa käyttää kaikkia tyyppejä digitaalista tietoa näyttääksesi kysymyksen sisällön. Tarkoitus kurssityötä on luoda nykyaikainen malli verkkopalvelusta tiedon testaamiseen web-kehitystyökalujen ja ohjelmistototeutuksen avulla tehokasta työtä testijärjestelmä Suojaus tietojen kopiointia ja huijaamista vastaan tiedonhallinnan aikana jne. Kaksi viimeistä tarkoittavat yhtäläisten edellytysten luomista kaikille ohitetuille tiedonhallinnoille, huijaamisen mahdottomuutta ja... | |||
| 523. | Kehon toiminnalliset järjestelmät. Hermoston toiminta | 4,53 kt | |
| Kehon toiminnalliset järjestelmät. Hermoston toiminta Analysaattoreiden eli aistijärjestelmien lisäksi kehossa toimii muitakin järjestelmiä. Nämä järjestelmät voivat olla selkeästi morfologisesti muotoiltuja, eli niillä voi olla selkeä rakenne. Tällaisia järjestelmiä ovat esimerkiksi verenkierto-, hengitys- tai ruoansulatusjärjestelmät. | |||
| 6243. | 44,47 kt | ||
| CSRP Customer Synchronized Resource Planning -luokkajärjestelmät. CRM-järjestelmät Customer Relationships Mngement -asiakkuuksien hallinta. EAM-luokan järjestelmät. Huolimatta siitä, että johtavat yritykset ovat ottamassa käyttöön tehokkaimmat järjestelmät ERP-luokka ei enää riitä kasvattamaan yritysten tuloja. | |||
| 3754. | Numerojärjestelmät | 21,73 kt | |
| Numero on matematiikan peruskäsite, joka tarkoittaa yleensä joko määrää, kokoa, painoa tms. tai sarjanumeroa, järjestystä järjestykseen, koodia, salausta ja muuta vastaavaa. | |||
| 4228. | Sosiaaliset järjestelmät | 11,38 kt | |
| Parsons tarkoittaa kaasujärjestelmää suurempaa varastoa. Muita elämän varastointijärjestelmiä ovat kulttuurijärjestelmä, erikoisuusjärjestelmä ja käyttäytymisorganismin järjestelmä. Erilaisten vahvistusosajärjestelmien erottelu voidaan tehdä niille ominaisten toimintojen perusteella. Jotta järjestelmä voi toimia, se voidaan tehdä ennen integroinnin pääsyn mukauttamista ja näkymän tallentamista, jotta voit olla tyytyväinen useisiin toiminnallisiin etuihin. | |||
| 9218. | ILMA-ALUSTEN KURSSIJÄRJESTELMÄT | 592,07 kt | |
| Kattava menetelmä kurssin määrittämiseen. Ilma-alusten suunnan määrittämiseksi luotiin suurin joukko eri fyysisiin toimintaperiaatteisiin perustuvia ohjausinstrumentteja ja järjestelmiä. Siksi kurssia mitattaessa syntyy virheitä, jotka johtuvat Maan pyörimisestä ja lentokoneen liikkeestä suhteessa maahan. Virheiden vähentämiseksi suuntalukemissa korjataan gyroskoopin puolikompassin näennäinen poikkeama ja korjataan gyroskoopin roottorin akselin vaaka-asento. | |||
| 5055. | Poliittiset järjestelmät | 38,09 kt | |
| Poliittisten järjestelmien modernisoinnin toiminnot. Kun tarkastellaan politiikkaa ihmisen ja valtion välisenä vuorovaikutusalueena, voidaan erottaa kaksi vaihtoehtoa näiden yhteyksien rakentamiselle, jotka jatkuvat, mutta ei suinkaan tasaisesti leviävät poliittisen elämän historiassa. | |||
| 8063. | Monikantaiset järjestelmät | 7,39 kt | |
| Monikantaisten järjestelmien avulla eri sivustojen loppukäyttäjät voivat käyttää ja jakaa tietoja ilman olemassa olevien tietokantojen fyysistä integrointia. Ne tarjoavat käyttäjille mahdollisuuden hallita omien solmujensa tietokantoja ilman keskitettyä ohjausta, joka on tyypillistä tavanomaisille hajautetuille DBMS-järjestelmille. Paikallinen tietokannan järjestelmänvalvoja voi sallia pääsyn tietokannan tiettyyn osaan luomalla vientiskeeman. | |||
TUTKAN LOHKOKAAVIO, TOIMINTAPERIAATTEET SEKÄ TAKTISET JA TEKNISET OMINAISUUDET
Kolmannen sukupolven ensisijaisen tutkan lohkokaavion rakentamiseen on useita vaihtoehtoja. Alla on yksi niistä mahdollisia vaihtoehtoja, joka hyödyntää tieteen ja tekniikan nykyaikaisia saavutuksia. Analogisiksi järjestelmiksi valittiin kotimaantutkat ”Skala-M”, ”Skala-MPR” ja ”Skala-MPA”. Ulkomaisten ATCR-22, ATCR-44 tutkien rakenteen ominaisuuksia käsitellään tässä luvussa vertailussa kotimaisiin tutkoihin. Erot reitti- ja lentokenttien tutkien rakenteessa selitetään tarpeen mukaan/
Kuvassa Kuva 1.1 esittää lohkokaavion ensisijaisesta yleispulssitutkasta. Tämän järjestelmän pääpiirteet ovat:
· kahden lähetin-vastaanotinkanavan käyttö taajuuserottelulla;
· kaksisäteisen antennikuvion käyttö pystytasossa kohteista heijastuneiden signaalien vastaanottamiseksi;
· todellisen koherentin menetelmän soveltaminen liikkuvien kohteiden valintaan.
Tutkan ensimmäinen ominaisuus liittyy yhden menetelmän käyttöön sen energiapotentiaalin lisäämiseksi - taajuuserotusmenetelmään, joka on seuraava. Kaksi lähetintä A ja B toimivat samanaikaisesti
Kuva 1.1. Ensisijaisen tutkan lohkokaavio
yhteiseen antenniin pulssimodulaatiotilassa eri kantoaaltotaajuuksilla Fa Ja Fв kuuluvia radiopulsseja. Näiden radiopulssien välillä on pieni aikasiirtymä, joka on yleensä 4 -6 μs. Taajuusero ei ylitä 40 - 60 MHz. Kohteesta heijastuvat eri taajuiset signaalit erotetaan mikroaaltosuodattimilla ja vahvistetaan kahdella vastaanottokanavalla A Ja SISÄÄN viritetty sopiville taajuuksille. Havainnon jälkeen kanavien A ja B videosignaalit yhdistetään ja käsitellään edelleen yhdessä. Yksinkertaisimmassa tapauksessa videosignaalit yhdistetään ajassa viivelinjoja käyttäen ja lisätään amplitudina.
Synkronointi tutkassa suoritetaan siten, että toinen kanavista (A) on isäntä ja toinen on orja.
Tällaisia tutka-asemia, joissa on mielivaltainen määrä taajuuskanavia, kutsutaan taajuusmonikanavatutkaiksi, joilla on yhteinen antenni kaikille kanaville. Monitaajuisen tutkan edut yksikanavaiseen tutkaan verrattuna ovat seuraavat:
· tutkasäteilyn kokonaisteho kasvaa, jos yksittäisen lähettimen tehoa on rajoitettu;
· Kohteen havaitsemisetäisyys ja koordinaattien mittaustarkkuus paranevat;
· tutkan luotettavuus ja melunsieto keinotekoisia ja luonnollisia häiriöitä vastaan kasvaa.
Havaintoalueen ja kohdekoordinaattien mittaustarkkuuden kasvu selittyy sillä, että riittävän suurella etäisyydellä kantoaaltotaajuudet lähettämiä signaaleja
f a -f b =Df ³ c/l c,
Missä Kanssa- radioaaltojen etenemisnopeus, l c- kohteen lineaarinen koko.
Kanavien A ja B vastaanotetut signaalit ja kohina osoittautuvat korreloimattomiksi, ja näiden kanavien lähtöjännitteiden summalle on ominaista paljon pienemmät amplitudivaihtelut monimutkaisen liikkuvan kohteen havainnointiprosessissa kuin signaalin vastaanotossa. yhdellä taajuudella. Sama heilahtelujen tasoitusvaikutus selittää myös mahdollisuuden vaimentaa tehokkaammin häiritseviä heijastuksia maan pinnasta ja paikallisista esineistä. Esimerkiksi ATCR-22- ja ATCR-44-tutkissa toiminta-alue kaksitaajuisessa tilassa on 20-30 % suurempi kuin yksitaajuisessa tilassa. Tutkan toiminnan luotettavuus käytettäessä kahta kanavaa taajuusvälillä on korkeampi kuin yksikanavaisen tutkan, koska yksi kanava epäonnistuu tai sammuu, Huolto tämä tutka pystyy suorittamaan tehtävänsä tiettyjen indikaattoreiden hyväksyttävällä heikkenemisellä (tutkan kantaman ja käytettävyyden pieneneminen).
Toinen tarkasteltavana olevan tutkan tärkeä ominaisuus on antennikuvion lisäkeilan käyttö pystytasossa vastaanottamaan signaaleja, jotka heijastuvat kohteista suurissa korkeuskulmissa. Tässä tapauksessa tutkan havaitsemisvyöhyke pystytasossa muodostetaan käyttämällä kahta sädettä: kauko- (ala-) säde, kun pääantennin syöttö toimii lähetys- ja vastaanottotilassa, ja lisäkeila (ylä-) säde, kun lisäantennin syöttö on toimii vain vastaanottotilassa. Kaksisäteisen säteen käyttö kohteista heijastuneiden signaalien vastaanottamiseen toteuttaa yhden menetelmistä torjua häiritseviä heijastuksia maan pinnasta ja paikallisista esineistä. Näiden heijastusten vaimennus suoritetaan säteen pää- ja lisäkeiloja pitkin vastaanotettujen signaalien painon summalla. Maksimisäteilyn suunta ylempää sädettä pitkin sijaitsee pystytasossa, yleensä 3 -5° korkeammalla kuin alasädettä pitkin. Tällä häiriönkäsittelymenetelmällä saavutetaan paikallisten kohteiden signaalien heikkeneminen 15 -20 dB:llä.
Joissakin tutkatyypeissä ilmaisualue pystytasolla muodostetaan ottaen huomioon vastaanotettujen signaalien paikallisen käsittelyn käyttö SDC-järjestelmässä. Tämä periaate tunnistusvyöhykkeen muodostamiseksi reittitutkan esimerkkiä käyttäen on esitetty kuvassa. 1.2. Koko alueen tunnistusalue on jaettu neljään osaan 1 -1 V. Alueiden rajat asetetaan tiukan ohjelman mukaan tutkan sijainnin erityisolosuhteiden mukaan. Kuvassa 1.2 on merkitty:
K 1 on SDC-järjestelmässä käsitellyn lisäkeilan 2 signaalien käytön yläraja (Additional SDC);
Riisi. 1.2. K-vyöhykkeen muodostumisen periaate - radan tutka: 1 - kaukovalo; 2 - lisäpalkki
K 2 - SDC-järjestelmässä (Main SDC) käsiteltyjen kaukokeilan 1 signaalien käytön yläraja;
A on yläraja lisäkeilan 2 käytölle, jota ei käsitellä SDC-järjestelmässä (lisä A);
D max on tutkan maksimikantama, joka on SDC-järjestelmässä käsittelemättömien kaukokeilan 1 signaalien käytön yläraja.
(Perus A), rajojen K 1, K 2 ja A sijaintia säädetään kuvassa esitetyissä rajoissa. Osaa III varten tarjotaan kahden aliohjelman käyttö, jotka määräytyvät annettujen rajojen (kytkentäpulssien) järjestyksen mukaan; K1-A-K2 tai K1-K2-A. Tämä tunnistusvyöhykkeen muodostamisperiaate mahdollistaa:
· saavuttaa maksimaalinen tunnistus pystytasossa paikallisten kohteiden aiheuttamien häiriöiden vaimentamiseksi alueen 1 alkuosassa;
· Minimoi ilmatilan pinta-ala, jossa pääsignaalien summaa käytetään. SDC + Lisää. SDC, ja siten vähentää SDC-järjestelmän nopeusominaisuuksien vaikutusta (osa II);
· "enkeli"-tyyppisten häiriöiden esiintyessä, joita SDC-järjestelmä ei täysin poista, on suositeltavaa käyttää lisäsäteen signaalia (kohta 111 kohdassa K 2<А).
Kaksisädekuvion yhdistetty käyttö tutkassa vastaanoton ja paikallisen signaalinkäsittelyn SDC-järjestelmässä mahdollistaa paikallisten kohteiden aiheuttamien häiriöiden yleisen vaimennuksen 45-56 dB:llä, kun SDC-järjestelmässä tapahtuu kaksinkertainen jaksojen välinen vähennys. ja 50 -55 dB kolminkertaisen vähennyksen tapauksessa.
On huomattava, että harkittua havaintovyöhykkeen muodostamisperiaatetta voidaan käyttää sekä yksitaajuisissa että kaksitaajuisissa tutkan toimintatavoissa taajuuserottelulla.
Kaksitaajuisen tilan erona on se, että tunnistusvyöhykettä muodostettaessa käytetään SDC-järjestelmässä käsittelemättömien signaalien Main A A + Main B - A ja Lisäa -A + Lisäb -A summia ja SDC:ssä. järjestelmä vain yhden taajuuskanavan signaalit (johdin A, kuva 1.1).
On helppo huomata, että kuvattu menetelmä tunnistusvyöhykkeen muodostamiseksi perustuu ajatukseen tutkan rakenteen ja parametrien ohjaamisesta riippuen häiriötilanteesta tietyissä käyttöolosuhteissa. Tässä tapauksessa valvonta suoritetaan tiukan ohjelman mukaisesti. Häiriötilanteen alustavan analyysin ja rajojen K 1, K 2 asettamisen jälkeen. ja Havaintoaluealueen neljän osan välillä tutkarakenne saa kiinteän konfiguraation eikä muutu tutkan toiminnan aikana.
Muut nykyaikaiset tutkat käyttävät joustavampaa menetelmää tunnistusvyöhykkeen muodostamiseen, mikä toteuttaa ajatuksen mukauttaa tutka dynaamisesti häirintäympäristöön. Tätä menetelmää käytetään esimerkiksi ATCR-22- ja ATCR-44-tutkissa. Tässä tapauksessa koko tunnistusvyöhyke alueittain jaetaan kahteen yhtä suureen osaan (1 ja 11). Osa 1, jolle on ominaista suurin paikallisten kohteiden aiheuttama häiriövaikutus, on jaettu pienempiin elementteihin alueella (16 elementtiä). 360°:n atsimuutti-alue on jaettu myös 5,6°:n perussektoreihin (64 sektoria) . Tämän seurauksena koko katselualue vaakatasossa tutkan maksimialueen ensimmäisen puoliskon sisällä on jaettu 16*64=1024 soluun. Kolmen tarkastelujakson mittaisen työjakson aikana häiriötilanne analysoidaan ja erityisessä tutkamuistilaitteessa generoidaan nykyinen häiriökartta, joka sisältää tiedot häiriötasosta kussakin 1024 solussa. Tämän tiedon perusteella valitaan painotuskertoimet, jotka muodostavat säteen pää- ja lisäkeilan pitkin vastaanotettujen signaalien painotetun summan kullekin näistä soluista erikseen. Tämän seurauksena pystytasolla oleva tutkan tunnistusvyöhyke saa monimutkaisen konfiguraation: tunnistusvyöhykkeen alareunalla eri soluissa on erilainen kaltevuus (-0,5; 0,1; 0,5 tai 1°). Alueen toisella puoliskolla (osio II) käytetään vain kaukokeilan pitkin vastaanotettua signaalia.
Verrattaessa kahta harkittua menetelmää tutkan havaitsemisvyöhykkeen muodostamiseksi, on huomattava, että signaalien yhdistäminen pohjakeilan pää- ja lisäkeiloista ensimmäisessä menetelmässä suoritetaan videotaajuudella ja toisessa menetelmässä - klo. korkea taajuus. Jälkimmäisessä tapauksessa signaalien summaustoiminto suoritetaan erityisessä laitteessa - ensimmäisessä tunnistusvyöhykkeen alareunassa (FNK, kuva 1.1). Tässä tapauksessa kokonaissignaalin jatkokäsittelyyn käytetään yhtä vastaanottokanavaa, mukaan lukien SDC-järjestelmä. Ensimmäinen menetelmä vaatii kaksi vastaanottokanavaa, mikä johtaa monimutkaisempiin laitteisiin. Lisäksi toisella menetelmällä SDC-järjestelmän ominaisuuksia hyödynnetään täydellisemmin, koska tässä järjestelmässä käsitellään tutkan molempien taajuuskanavien signaaleja, ei vain johtavan kanavan signaalia, kuten ensimmäisessä menetelmässä. . Lueteltujen etujen lisäksi toisella menetelmällä tunnistusvyöhykkeen muodostamiseksi on merkittävä haitta, joka vaikeuttaa sen laajaa käyttöä:
signaalien summaaminen korkeilla taajuuksilla vaatii suurta tarkkuutta ja vakautta näiden signaalien muodostukselta. Tämän vaatimuksen rikkominen tutkan käytön aikana voi johtaa paikallisten kohteiden aiheuttamien häiriöiden vaimennusasteen heikkenemiseen kahden säteen antennikuvion käytön vuoksi.
Tarkastellaan tutkan toimintaperiaatetta, jonka lohkokaavio on esitetty kuvassa. 1.1. Tämä tutka toimii ympärisuuntaisessa atsimuuttikatselutilassa ja mahdollistaa ilmakohteiden havaitsemisen ja näiden kohteiden vinon kantaman ja atsimuutin mittauksen. Näkyvyys kaikkiin suuntiin johtuu tutka-antennin mekaanisesta pyörityksestä, joka koostuu parabolisesta heijastimesta ja kahdesta torvisyötöstä - pää- ja lisäsyötöstä. Jaksottaista radiopulssien sarjaa suorakaiteen muotoisilla verhokäyrillä käytetään mittaussignaalina. Tässä tapauksessa kohteen atsimuutin mittaus suoritetaan amplitudimenetelmällä, joka perustuu tutka-antennin suuntaominaisuuksien käyttöön vaakatasossa ja etäisyyden mittaus aikamenetelmällä mittaamalla. kohteesta heijastuneen signaalin viive suhteessa koetussignaalin lähetyshetkeen.
Katsotaanpa tarkemmin yhden tutkakanavan toimintaa. Synkronointijärjestelmä (SS) generoi tutkan laukaisupulsseja, jotka syötetään lähettävän laitteen modulaattorin M tuloon. Modulaattori M tuottaa liipaisupulssien vaikutuksesta voimakkaita moduloivia pulsseja, jotka saapuvat tutkalähettimen lopulliseen vahvistimeen (OA), joka on valmistettu "pääoskillaattori - tehovahvistin" -piirin mukaan. Kvartsiresonaattorilla stabiloitu radiotaajuusgeneraattori (RFG) tuottaa jatkuvia harmonisia värähtelyjä taajuudella fa, jotka vahvistetaan lopullisessa vahvistimessa ja moduloidaan amplitudiltaan modulaattoripulsseilla (M). Tämän seurauksena operaatiovahvistimen lähtöön muodostuu voimakkaiden koherenttien radiopulssien sarja kantoaaltotaajuudella fa ja suorakaiteen muotoinen verhokäyrä. Nämä radiopulssit saapuvat tutka-antennilaitteeseen antennikytkimen (AS) ja BSRS:n tehonlisäys- ja signaalinerotusyksikön kautta, ja antenni lähettää ne kohteen suuntaan.
Radiopulssit, joiden kantoaaltotaajuus f a heijastuu kohteesta ja jotka vastaanotetaan alakeilan pääkeilaa pitkin BSRS:n, AP:n ja vähäkohinaisten RF-yksiköiden kautta, syötetään yhteen alareunan muotoilijan (FNK) tuloista. Radiopulssit, joilla on sama taajuus fd, jotka vastaanotetaan alemman säteen lisäsäteen kautta, syötetään FNC:n toiseen tuloon BRS:n ja URCH:n signaalien erottavan lohkon kautta. FNC:n lähdössä pää- ja lisäkeilojen signaalien painon summauksen seurauksena muodostuu kokonaissignaali, joka syötetään tutkavastaanottimen tuloon. Ohjaussignaali, joka määrää painokertoimien valinnan summauksen aikana, syötetään FNC:n ohjaustuloon digitaalisesta signaalinkäsittely- ja tutkasovitusjärjestelmästä. Vastaanottava laite suorittaa välitaajuusvahvistimessa olevan signaalin taajuuden muuntamisen, vahvistuksen ja taajuuden valinnan sekä ilmaisun amplitudi- ja vaiheilmaisimien avulla. Videosignaali A amplituditunnistimen lähdöstä syötetään edelleen digitaaliseen prosessointijärjestelmään ohittaen SDC-järjestelmän ja vaiheilmaisimen lähdöstä tuleva SDC-videosignaali syötetään SDC-järjestelmän tuloon, joka on osa digitaalinen signaalinkäsittelyjärjestelmä. Taajuusmuuttajan ja vastaanottimen vaiheilmaisimen toiminnan kannalta tarpeelliset signaalit referenssitaajuuksilla f a1 ja f a2 tuotetaan yhteisellä päätaajuusgeneraattorilla. Tämän ansiosta tässä tutkassa on toteutettu todella koherentti SDC-menetelmä.
Edellä kuvattujen pääprosessien lisäksi, jotka tapahtuvat tutkan analogisessa osassa, on useita apuprosesseja, jotka varmistavat tutkan normaalin toiminnan. Näitä ovat esimerkiksi erilaiset automaattiset vastaanottimen vahvistuksen säädöt:
· väliaikainen automaattinen vahvistuksen säätö,
melun automaattinen vahvistuksen säätö,
· vahvistimen automaattinen vaiheittainen vahvistuksen säätö adaptiivisen kohinanvaimennuspiirin avulla.
Yllä olevat säädöt, lukuun ottamatta SHARAa, tarjoavat vastaanotetun tutkasignaalin dynaamisen alueen pakkaamisen ja sen koordinoinnin digitaalisen signaalinkäsittely- ja mukautusjärjestelmän dynaamisen alueen kanssa. SHARU:n avulla varmistetaan melutason vakauttaminen tutkavastaanottimen lähdössä.
Tutka-antennin syöttöjärjestelmä tarjoaa:
· laitteet säteilevien värähtelyjen polarisaation tasaiseen säätöön,
· metriä lähetettyä tehoa, taajuutta ja mittaussignaalin muotoa.
Pseudokoherenteissa tutkaissa, joissa käytetään magnetronilla tehtyjä lähetinlaitteita, vastaanottimessa on myös järjestelmä magnetronin taajuuden automaattiselle säätöön. Tämän järjestelmän tehtävänä on säätää magnetronin taajuutta ja vaiheistaa koherenttia paikallisoskillaattoria, joka tuottaa referenssivärähtelyjä SDC-järjestelmälle.
Tarkastetussa todella koherentissa tutkassa jatkuvan taajuuseron varmistamiseksi f a Ja f b kahdessa taajuuskanavassa käytetään erityistä taajuusmuutosgeneraattoria, jonka avulla kanavan A taajuusalueen värähtelyjen vaikutuksesta (ks. kuva 1.1) kanavassa B syntyy värähtelyjä taajuuksilla. f b Ja f b1, siirretty suhteessa taajuuksiin f a Ja f a1.
Tutkan digitaalinen osa alkaa digitaalisen signaalinkäsittely- ja tutkasovitusjärjestelmän tulolla. Tämän järjestelmän päätoiminnot ovat:
· vastaanotetun signaalin puhdistaminen erilaisilta häiriötyypeiltä,
· hyödyllisten tietojen valinta tutkan määriteltyjen taktisten ja teknisten ominaisuuksien varmistamiseksi,
· nykyisen häiriötilanteen analysointi,
· toimintatilojen ja tutkaparametrien automaattinen ohjaus (sopeutustoiminto).
Vastaanottimen lähdöstä tulevat videotulosignaalit A, SDC ja Meteo muunnetaan digitaaliseen muotoon käyttämällä analogia-digitaalimuuntimia. Tässä tapauksessa suoritetaan näiden signaalien aikanäytteenotto ja monitasoinen kvantisointi amplitudin mukaan.
Käsittelyjärjestelmän ensimmäinen toiminto toteutetaan seuraavilla digitaalisilla laitteilla:
· SDC-järjestelmän jaksojen väliset (kaksois- tai kolminkertaiset) vähennyslaitteet;
· videokorrelaattori, joka vaimentaa asynkronisia häiriöitä ja heijastuneita signaaleja edellisestä luotausjaksosta;
· LOG-MPV-AntiLOG-laitteet hyödyllisen signaalin eristämiseen kantoalueella ja atsimuutissa laajennettujen kohteiden aiheuttamien häiriöiden taustaa vasten (erityisesti meteorologisten muodostumien aiheuttamat häiriöt);
· signaalinpoistolaitteet tiedon saamiseksi meteorologisten muodostumien muodoista.
Suorittaessaan käsittelyjärjestelmän toista toimintoa käytetään seuraavia laitteita:
· sektorointilaite katselualueen jakamiseksi soluihin ja järjestelmämuistin jakamiseen;
· häiriökartoitin dynaamisen häiriökartan muodostamiseksi;
· vastaanotettujen signaalien parametrien analysaattorit, joiden avulla suoritetaan nykyisen häiriötilanteen analysointi (välitaajuuspolun signaalitason analysaattorit, väärien hälytysten taajuus, meteorologisten muodostumien signaalien parametrit jne.) ;
· hajasaantimuistilaitteet tiedon tallentamiseen nykyisestä häiriötilanteesta;
· ohjauslaitteet ohjaussignaalien tuottamiseksi toimintatiloihin ja tutkaparametreihin, jotka määrittävät:
· painokertoimien valinta FNC:lle,
· tilan A tai SDC valinta,
· Ota LOG-MPV-AntiLOG-laite käyttöön tai poista se käytöstä,
· havaitsemiskynnyksen säätäminen väärien hälytysten tason vakauttamiseksi,
· muut signaalinkäsittelyparametrit kullekin katselualueen osalle tai solulle erikseen.
Laite S (katso kuva 1.1) yhdistää tutkan kahden taajuuskanavan signaalit. Tämän laitteen lähdöstä kaksi yhdistettyä signaalia lähetetään APOI:lle: signaali A (tai SDC) ja Meteo-signaali. Tutissa, joissa ei ole omaa APOI:ta, nämä signaalit muunnetaan digitaali-analogiamuuntimien avulla analogiseen muotoon ja välitetään tutkan, ohjausilmaisimen (CI) ja laajakaistaisen SLS-tietoliikennelinjan kanssa liitettyjen APOI:n tuloihin. Jälkimmäinen varmistaa tutkatietojen välittämisen raakamuodossa, eli APOI:n ohittaen, manuaalisen ATC-järjestelmän näyttölaitteistoon.
Ensisijainen tietojenkäsittelylaitteisto on yleensä yleislaite, joka on liitetty erityyppisiin tutkoihin. Tämä laite suorittaa signaalien havaitsemisen ilmakohteista ja mittaamalla niiden koordinaatit sekä yhdistämällä ensisijaisen tutkan tiedot toissijaisen tutkan tietoihin. APOI-lähdöstä tutkatiedot välitetään digitaalisesti lennonjohtokeskukseen kapeakaistaisella ADF-tiedonsiirtolaitteella. Lisäksi samat tiedot lähetetään ensisijaisen tutkan CI-ohjausilmaisimelle. ShLS:n kautta liitettyjen APOI-, CI- ja näyttölaitteiden synkronointiin käytetään CC-synkronointijärjestelmän generoimia signaaleja sekä antennin syöttöjärjestelmästä tulevaa ensisijaisen tutkan pohjan nykyisen atsimuuttisuunnan signaalia. Yleisissä APOI:issa on yleensä autonominen synkronoija, joka mahdollistaa signaalien käsittelyn ja lähettämisen optimaalisella tahdilla riippumatta ensisijaisen ja toissijaisen tutkan toimintatilasta. Tätä tarkoitusta varten APOI-tuloon on järjestetty puskurimuistilaitteita, joita ohjataan mainittujen tutkien kellopulsseilla ja kulmainformaatiosignaaleilla. Jatkokäsittely APOI:ssa suoritetaan käyttämällä autonomisen APOI-synkronointilaitteen generoimia ohjaussignaaleja.
Tarkasteltavana olevan tutkan tärkeä ominaisuus on automaattisen sisäänrakennetun ohjausjärjestelmän (AVC) käyttö, joka mahdollistaa analogisten tutkalaitteiden ja -järjestelmien toleranssisäädön ja testiohjauksen.
Rakenteellisesti tutka on valmistettu erillisistä kokoonpanoyksiköistä - moduuleista, jotka tiettyihin yhdistelmiin koottuna voivat tuottaa useita tutkavaihtoehtoja, jotka eroavat toisistaan kantaman, luotettavuuden ja kustannusten suhteen. Tällä saavutetaan tutkalaitteiden järkevä käyttö erityiset käyttöolosuhteet huomioon ottaen.
Minkä tahansa tutkan lähetyspolku koostuu lähetyslaitteesta, syöttöjärjestelmästä ja antennista. Radiolähetin on suunniteltu luomaan äänisignaaleja muuntamalla virtalähteiden energia suurtaajuisten (HF) värähtelyjen energiaksi ja säätelemällä näiden värähtelyjen parametreja. Tätä varten lähettävä laite sisältää yleensä virtalähteen, modulaattorin (ohjauslaitteen) ja generaattorin.
Virtalähde tuottaa energiaa vaihto- tai tasavirran muodossa. Toisessa tapauksessa virtalähde on valmistettu suurjännitetasasuuntaajan muodossa. Molemmat lähteet ovat löytäneet sovelluksen ilmatutkissa.
Modulaattori ohjaa RF-signaalin verhokäyrän parametreja.
Generaattori tuottaa voimakkaan RF-signaalin, jonka parametrit määrittävät modulaattorin ohjaussignaalit.
Ensimmäinen ryhmä on jatkuvalla säteilyllä (ilman modulaatiota ja emittoitujen värähtelyjen amplitudin, taajuuden ja vaiheen modulaatiolla). Tällaisia lähetyslaitteita käytetään lentokoneen tutkajärjestelmissä, jotka on suunniteltu määrittämään lentokoneen maanopeus ja ajokulma (Doppler-taajuusmuutosten perusteella), lähettämään tutkatietoja jne.
Toinen ryhmä ovat pulssisäteilytilassa toimivat lähettimet, joiden RF-pulssien kesto on mikrosekunnin murto-osista satoihin millisekunteihin ja toimintajakso yksiköistä satoihin tuhansiin. Tällaiset lähetyslaitteet voivat käyttää RF-värähtelyjen amplitudi-, taajuus- ja vaihemodulaatiota sekä yksittäisessä pulssissa että pulssisarjassa. Lisäksi voidaan käyttää tiettyjä modulaatiotyyppejä (pulssin kesto, pulssikoodi jne.).
Yksivaiheisella generaattorilla varustetun lähettimen lohkokaavio
Artikkelissa käsitellään laivan tutkan toimintaperiaatetta ja yleistä rakennekaaviota. Tutka-asemien (tutka) toiminta perustuu radioaaltojen heijastusilmiön käyttöön niiden etenemisreitillä sijaitsevista erilaisista esteistä, eli tutkassa kaikuilmiötä käytetään kohteiden sijainnin määrittämiseen. Tätä tarkoitusta varten tutkassa on lähetin, vastaanotin, erityinen antenni-aaltoohjain ja näytöllä varustettu indikaattori kaikusignaalien visuaalista havainnointia varten. Tutka-aseman toimintaa voidaan siis esittää seuraavasti: tutkalähetin synnyttää tietyn muotoisia suurtaajuisia värähtelyjä, jotka lähetetään avaruuteen kapeana säteenä, joka pyörii jatkuvasti horisonttia pitkin. Vastaanotin vastaanottaa mistä tahansa esineestä heijastuneet värähtelyt kaikusignaalin muodossa, ja ne näkyvät ilmaisinnäytöllä, kun taas näytöllä on mahdollista määrittää välittömästi kohteen suunta (suuntima) ja sen etäisyys aluksesta.
Suuntiman kohteeseen määrittää kapean tutkasäteen suunta, joka sillä hetkellä putoaa kohteeseen ja heijastuu siitä.
Etäisyys kohteeseen saadaan mittaamalla lyhyitä aikavälejä mittauspulssin lähettämisen ja heijastuneen pulssin vastaanottohetken välillä edellyttäen, että radiopulssit etenevät nopeudella c = 3 x 108 m/s. Laivatutkissa on all-round-indikaattorit (PSI), joiden näytölle muodostuu kuva alusta ympäröivästä navigointiympäristöstä.
Rannikkotutkat, jotka on asennettu satamiin, niiden lähestymisalueille ja kanaville tai monimutkaisille väylille, ovat laajalti käytössä. Heidän avullaan tuli mahdolliseksi tuoda laivoja satamaan, ohjata laivojen liikettä väylällä, kanavoita huonon näkyvyyden olosuhteissa, minkä seurauksena alusten seisokkiajat vähenevät merkittävästi. Näitä asemia joissakin satamissa täydennetään erityisillä televisiolähetyslaitteilla, jotka välittävät kuvia tutka-aseman näytöltä satamaa lähestyville laivoille. Lähetetyt kuvat vastaanotetaan aluksella tavanomaisella televisiovastaanottimella, mikä helpottaa huomattavasti aluksen saapumista satamaan navigaattorin huonossa näkyvissä.
Rannikkotutkat (satamatutkat) voi myös sataman lähettäjällä seurata satamavesillä tai sen lähestymiskohdissa olevien alusten liikkeitä.
Tarkastellaanpa laivan tutkan toimintaperiaatetta yleisnäkyvyysindikaattorilla. Selvitetään tutkan yksinkertaistettu lohkokaavio (kuva 1).
SI-generaattorin tuottama laukaisupulssi käynnistää (synkronoi) kaikki tutkayksiköt.
Kun laukaisevat pulssit saapuvat lähettimeen, modulaattori (Mod) generoi suorakaiteen muotoisen pulssin, jonka kesto on useita kymmenesosia mikrosekunnista, joka syötetään magnetronigeneraattoriin (MG).
Magnetroni tuottaa mittauspulssin, jonka teho on 70-80 kW, aallonpituus 1 = 3,2 cm, taajuus /s = 9400 MHz. Magnetronipulssi syötetään antenniin antennikytkimen (AS) kautta erityisen aaltoputken kautta ja säteilee avaruuteen kapealla suunnatulla säteellä. Palkin leveys vaakatasossa on 1-2° ja pystytasossa noin 20°. Antenni, joka pyörii pystyakselin ympäri nopeudella 12-30 rpm, säteilyttää koko alusta ympäröivän tilan.
Heijastuneet signaalit vastaanotetaan samalla antennilla, joten AP kytkee antennin vuorotellen ensin lähettimeen ja sitten vastaanottimeen. Heijastunut pulssi syötetään antennikytkimen kautta sekoittimeen, johon on kytketty klystron-oskillaattori (KG). Jälkimmäinen tuottaa pienitehoisia värähtelyjä taajuudella f Г=946 0 MHz.
Sekoittimessa värähtelyjen lisäyksen seurauksena vapautuu välitaajuus fPR=fГ-fС=60 MHz, joka sitten menee välitaajuusvahvistimeen (IFA), joka vahvistaa heijastuneita pulsseja. Vahvistimen lähdössä sijaitsevan ilmaisimen avulla vahvistetut pulssit muunnetaan videopulsseiksi, jotka syötetään videomikserin (VS) kautta videovahvistimeen. Täällä ne vahvistetaan ja lähetetään katodisädeputken (CRT) katodille.
Katodisädeputki on erityisesti suunniteltu tyhjiöputki (katso kuva 1).
Se koostuu kolmesta pääosasta: elektronipistoolista, jossa on tarkennuslaite, poikkeuttavasta magneettijärjestelmästä ja lasikupusta, jossa on jälkihehkumisominaisuus.
Elektronitykki 1-2 ja tarkennuslaite 4 muodostavat tiheän, hyvin fokusoidun elektronisäteen, ja poikkeutusjärjestelmä 5 ohjaa tätä elektronisuihkua.
Ohitusjärjestelmän läpi kulkemisen jälkeen elektronisuihku osuu näyttöön 8, joka on päällystetty erityisellä aineella, jolla on kyky hehkua, kun sitä pommitetaan elektroneilla. Putken leveän osan sisäpuoli on päällystetty erityisellä johtavalla kerroksella (grafiitti). Tämä kerros on putken 7 pääanodi ja siinä on kosketin, johon syötetään korkea positiivinen jännite. Anodi 3 on kiihdytyselektrodi.
CRT-näytön valopisteen kirkkautta säädetään muuttamalla ohjauselektrodin 2 negatiivista jännitettä "Brightness"-potentiometrillä. Normaalitilassa putki on lukittu negatiivisella jännitteellä ohjauselektrodissa 2.
Ympäröivän ympäristön kuva yleisnäkyvyysilmaisimen näytöllä saadaan seuraavasti.
Samanaikaisesti anturin pulssilähettimen säteilyn alkamisen kanssa käynnistetään pyyhkäisygeneraattori, joka koostuu multivibraattorista (MB) ja sahahammasvirtageneraattorista (RCG), joka tuottaa sahahammaspulsseja. Nämä pulssit syötetään poikkeutusjärjestelmään 5, jossa on kiertomekanismi, joka on kytketty vastaanottavaan tahdistimeen 6.
Samanaikaisesti ohjauselektrodiin 2 syötetään suorakulmainen positiivinen jännitepulssi, joka avaa sen lukituksen. Kun CRT-poikkeutusjärjestelmään ilmestyy kasvava (saha) virta, elektronisäde alkaa tasaisesti poiketa putken keskustasta reunaan ja näytölle ilmestyy valoisa pyyhkäisysäde. Säteen säteittäinen liike näytön poikki näkyy hyvin heikosti. Heijastuneen signaalin saapumishetkellä hilan ja ohjauskatodin välinen potentiaali kasvaa, putki vapautuu ja säteen senhetkistä sijaintia vastaava piste, joka suorittaa säteen suuntaista liikettä, alkaa hehkua näytöllä. Etäisyys näytön keskustasta valopisteeseen on verrannollinen etäisyyteen kohteeseen. Taittojärjestelmässä on pyörivä liike.
Poikkeutusjärjestelmän pyörimismekanismi on kytketty synkronisella lähetyksellä antennin 9 synkroniseen anturiin, jolloin poikkeutuskela pyörii CRT:n kaulan ympäri synkronisesti ja samassa vaiheessa antennin 12 kanssa. Tämän seurauksena ilmestyy pyörivä pyyhkäisysäde. CRT-näytöllä.
Kun antennia käännetään, pyyhkäisyviiva pyörii ja ilmaisinnäytössä alkavat syttyä uusia alueita, jotka vastaavat pulsseja, jotka heijastuvat eri laakereissa sijaitsevista kohteista. Antennin täydellistä kiertoa varten CRT-näytön koko pinta on peitetty useilla säteittäispyyhkäisyviivoilla, jotka valaisevat vain, jos vastaavissa laakereissa on heijastavia esineitä. Siten täydellinen kuva laivaa ympäröivästä tilanteesta toistetaan putkinäytöllä.
Eri esineiden etäisyyksien likimääräistä mittaamiseksi skaalarenkaat (kiinteän alueen ympyrät) asetetaan CRT-näytölle käyttämällä PCD-yksikössä generoitua elektronista valaistusta. Etäisyyden mittaamiseksi tarkemmin tutka käyttää erityistä etäisyysmittaria, jossa on niin sanottu liikkuva etäisyysympyrä (MRC).
Etäisyyden mittaamiseksi mihin tahansa kohteeseen CRT-näytöllä on tarpeen kiertää etäisyysmittarin kahvaa, kohdistaa PCD kohdemerkin kanssa ja ottaa lukema maileina ja kymmenesosina etäisyysmittarin kahvaan mekaanisesti yhdistetystä laskurista.
Kaikusignaalien ja etäisyysrenkaiden lisäksi CRT-näytössä näkyy suuntamerkki 10 (katso kuva 1). Tämä saavutetaan kohdistamalla positiivinen pulssi CRT-ohjausverkkoon sillä hetkellä, kun antennin maksimisäteily kulkee suuntaan, joka on sama kuin aluksen keskiviiva.
CRT-näytön kuva voidaan suunnata suhteessa aluksen DP:hen (suuntavakautus) tai suhteessa todelliseen pituuspiiriin (pohjoinen stabilointi). Jälkimmäisessä tapauksessa putken poikkeutusjärjestelmällä on myös synkroninen yhteys gyrokompassin kanssa.
6.1. PULSSILÄHETTIMEN TOIMINTAPERIAATE
Lähetin, joka on osa pulssinavigointitutkaa, on suunniteltu tuottamaan tehokkaita lyhytaikaisia ultrakorkeataajuisia (mikroaalto) sähköisiä värähtelypulsseja tiukasti määritellyllä taajuudella, jonka synkronointipiiri määrittää.
Tutkalähetin sisältää ultrakorkeataajuusgeneraattorin (UHF), alimodulaattorin, modulaattorin ja virtalähteen. Tutkalähettimen lohkokaavio on esitetty kuvassa. 6.1.
Submodulaattori– tuottaa tietyn pituisia ja amplitudisia pulsseja.
Pulssimodulaattori - suunniteltu ohjaamaan mikroaaltogeneraattorin värähtelyjä. Modulaattori tuottaa korkeajännitteisiä videopulsseja, jotka syötetään magnetronin tuloon, joka tuottaa tietyn keston mikroaaltoradiopulsseja. Pulssimodulaattoreiden toimintaperiaate perustuu hitaaseen energiavarantojen kerääntymiseen erityisessä energiavarastossa pulssien välisenä aikana ja nopeaan myöhempään energian vapautumiseen modulaattorin kuormaan, ts. magnetronigeneraattori, ajassa, joka on yhtä suuri kuin pulssin kesto.
Magnetroneja ja puo(Gunn-diodeja) käytetään MSHF:nä.
Pulssimodulaattorin lohkokaavio on esitetty kuvassa. 6.2.
Kun kytkinlaite avataan, tallennuslaite latautuu vakiojännitelähteestä rajoittimen (vastuksen) kautta, joka suojaa virtalähdettä ylikuormitukselta. Kun laite suljetaan, tallennuslaite puretaan kuormaan (magnetroni) ja sen anodi-katodiliittimiin syntyy tietyn kestoinen ja amplitudinen jännitepulssi.
Kondensaattorin muodossa olevaa tai pitkän (keinotekoisen) johdon päässä avointa kapasitanssia voidaan käyttää tallennuslaitteena. Kytkinlaitteet - tyhjiöputki (aiemmin julkaistuille tutkaille), tyristori, epälineaarinen induktanssi.
Yksinkertaisin on modulaattoripiiri, jossa on tallennuskondensaattori. Tällaisen modulaattorin piiri sisältää energian varastointilaitteena: varastokondensaattorin, kytkinlaitteena: kytkentälampun (modulaattori tai purkaus) sekä rajoitusvastuksen ja magnetronigeneraattorin. Alkutilassa purkauslamppu on lukittu negatiivisella jännitteellä ohjausverkossa (piiri on rikki), varastointikondensaattori on ladattu.
Kun suorakaiteen muotoinen positiivisen polariteetin jännitepulssi, jonka kesto on t Ja purkauslamppu avataan (piiri on kiinni) ja varastokondensaattori puretaan magnetroniin. Magnetronin anodi-katodinapoihin syntyy moduloiva jännitepulssi, jonka vaikutuksesta magnetroni tuottaa mikroaaltovärähtelypulsseja.
Magnetronin jännite on niin kauan kuin purkauslampun ohjausverkossa on positiivinen jännite. Näin ollen radiopulssien kesto riippuu ohjauspulssien kestosta.
Pulssimodulaattorilla, jossa on tallennuskondensaattori, on yksi merkittävä haittapuoli. Kun kondensaattorin varaus kuluu radiopulssia muodostettaessa, sen jännite putoaa nopeasti ja sen mukana suurtaajuisten värähtelyjen teho. Tuloksena syntyy teräväreunainen radiopulssi, jossa on lempeä vaimeneminen. On paljon kannattavampaa työskennellä suorakaiteen muotoisilla pulsseilla, joiden teho pysyy suunnilleen vakiona niiden keston aikana. Kuvattu generaattori tuottaa suorakaiteen muotoisia pulsseja, jos varastokondensaattori korvataan keinotekoisella pitkällä linjalla, joka on avoin vapaasta päästä. Johdon ominaisimpedanssin tulee olla yhtä suuri kuin teholiittimien puolella olevan RF-oskillaattorin resistanssi, ts. sen anodijännitteen suhde anodivirtaan
6.2. LINEAARISET JA MAGNEETTISET MODULAATTORIT
Käytännössä modulaattoreita varastoivalla energialla, ns lineaariset modulaattorit. Tällaisen modulaattorin piirikaavio (kuva 6.3) sisältää: latausdiodin V1, latausinduktorikela L1, kerääntyvä linja L.C., pulssimuuntaja T, tyristori V2, latauspiiri C1,R1.
Kun tyristori on lukittu, johto latautuu läpi V1, L1 jännitykseen E. Samalla kondensaattori latautuu C1 vastuksen kautta R1.
Kun tyristoriin kohdistetaan liipaisupulssi ( ZI) positiivinen napaisuus, tyristori on lukitsematon, sen läpi kulkeva purkausvirta vähentää tyristorin vastusta ja varastojohto puretaan pulssimuuntajan ensiökäämiin. Toisiokäämistä poistettu moduloiva jännitepulssi syötetään magnetroniin. Muodostetun pulssin kesto riippuu parametreista L.C. rivit:
Käytännössä epälineaaristen induktanssikäämien muodossa olevat kytkinlaitteet, joita kutsutaan magneettiset pulssimodulaattorit. Epälineaarisen induktanssikelan ydin on valmistettu erityisestä ferromagneettisesta materiaalista minimaalisilla häviöillä. Tiedetään, että jos tällainen sydän on kyllästynyt, sen magneettinen läpäisevyys on alhainen ja tällaisen kelan induktiivinen reaktanssi on minimaalinen. Päinvastoin, tyydyttymättömässä tilassa sydämen magneettinen permeabiliteetti on suurempi, kelan induktanssi kasvaa ja induktiivinen reaktanssi kasvaa.
Lineaarimodulaattoripiirissä käytettyjen elementtien lisäksi magneettimodulaattoripiiri (kuva 6.4) sisältää epälineaarisen induktanssikelan (kuristimen) L1, varastointikondensaattori C1, epälineaarinen muuntaja T1, varastointikondensaattori C2 ja pulssimuuntaja T2.
Kun tyristori sammutetaan, kondensaattori latautuu C1 jännitelähteestä E ja kaasuläpän ydin L1 magnetoitu kyllästymiseen asti. Kun tyristori on auki, kondensaattori C1 puretaan muuntajan ensiökäämiin T1. Toisiokäämiin indusoitu jännite varaa kondensaattorin C2. Latauksen loppuun mennessä ydin T1 on kyllästetty, ja kondensaattori C2 puretaan pulssimuuntajan ensiökäämiin.
Moduloivan pulssin kesto määräytyy kondensaattorin purkausajan mukaan C2. Tarpeellisissa tapauksissa pulssin kestoilla yli 0,1 μs, käytännössä kondensaattorin sijaan C2 sisältää muodostusviivan. Tällöin modulointipulssien kesto määräytyy linjaparametreilla samalla tavalla kuin lineaarisen modulaattorin piirissä.
6.3. ALIMODULAATTORIN KASSADIT
Purkaus (modulaattori) lampun toimintaa piirissä, jossa on tallennuskondensaattori, ohjataan erityisellä alimodulaattoripiirillä, joka sisältää liipaisupulssivahvistimen; ensimmäinen valmiustilan estooskillaattori, joka toimii pulssin toistonopeuden jakomoodissa; toinen estogeneraattori, joka tuottaa kiinteän keston ja amplitudin omaavia ohjausjännitepulsseja, jotka ohjaavat purkauslampun toimintaa. Tämä alimodulaattoripiiri varmistaa, että lähetin toimii eri toistotiheyksillä ja eri pituisilla mittauspulssien kestoilla.
Lineaaristen ja magneettisten modulaattoreiden, joissa tyristoreja käytetään ohjauselementtinä, toimintaa ohjataan master-oskillaattorilla, joka sisältää yleensä liipaisupulssivahvistimen, valmiustilan estogeneraattorin ja emitteriseuraajan, joka sovittaa tyristorin tulopiirin estoon. generaattorin lähtö.
Riisi. 6.5. Ocean tutkan alimodulaattoripiiri
Kuvassa Kuvassa 6.5 on kaaviokuva Ocean-tutka-alimodulaattorista, joka vanhentuneesta elementtipohjasta huolimatta on edelleen toiminnassa.
Tässä piirissä on neljä vaihetta:
Liipaisuvahvistin (lampun vasen puolisko L1 tyyppi 6N1P),
Odottaa estävä oskillaattori (lampun oikea puoli L1),
L2 tyyppi TGI1-35/3,
Thyratron-tulostusaste L3 tyyppi TGI1-35/3.
Moduloivien pulssien kestosta (0,1 tai 1 μs) riippuen tyratron toimii L2 tai tyratronia L3. Ensimmäisessä tapauksessa latauslinjan lataus 1 tapahtuu latausvastuksen kautta R1. Toisessa tapauksessa kumulatiivinen rivi 2 ladattu vastuksen kautta R2.
Lähtöasteiden kuormitus on vastukset R3 Ja R4, kytketty rinnan tyratronien katodipiiriin L1 Ja L2. Kun varastolinjat puretaan, näihin vastuksiin luodaan tietyn kestoinen jännitepulssi, jonka amplitudi on 1250 V.
Modulaattorin alimodulaattoriasteena käytetään estooskillaattoria. Pienen lähtöresistanssin saavuttamiseksi estooskillaattorin lähdössä on katodin seuraaja.
6.4 MAGNETRONIGENERAATTORIEN OMINAISUUDET
Magnetroni on kahden elektrodin sähkötyhjiölaite, jossa on sähkömagneettinen ohjaus. Senttimetrin aallonpituusalueella käytetään moniontelomagnetroneja. Tällaisen magnetronin rakenne on esitetty kuvassa. 6.6.
 |
|
Riisi. 6.6. Magnetronin rakenne Kuva. 6.7. Pinottu magnetroni
Magnetronin suunnittelun perusta on anodilohko 1 massiivisen kuparisylinterin muodossa, jonka kehälle on koneistettu parillinen määrä sylinterimäisiä resonaattoreita edustavia uria 2.
Sylinterimäinen oksidilämmitteinen katodi sijaitsee lohkon keskellä 10 , jolla on merkittävä halkaisija riittävän emissiovirran saamiseksi. Resonaattorit kommunikoivat magnetronin sisäisen ontelon kanssa, jota kutsutaan vuorovaikutusavarukseksi, käyttämällä suorakaiteen muotoisia uria 9. Katodi kiinnitetään magnetronin sisään pidikkeiden avulla 12 , jotka toimivat samanaikaisesti virtalähtöinä 11. Pitimet kulkevat lasiliitosten läpi lieriömäisissä putkissa, jotka on asennettu laippaan. Laipan paksunnukset toimivat suurtaajuisena kuristimena, joka estää suurtaajuista energiaa karkaamasta hehkulankojen kautta. Katodin molemmilla puolilla on suojalevyt 4 , joka estää elektronien vuotamisen vuorovaikutustilasta magnetronin päätyalueille. Anodilohkon päätypuolella on johdinnippuja 3 , joka yhdistää anodilohkon segmentit.
Magnetronin jäähdyttämiseksi sen ulkopinnalla on tuulettimen puhalletut evät. Jäähdytyksen, huollon turvallisuuden ja suurtaajuisen energian poistamisen helpottamiseksi anodilohko maadoittaa ja katodiin syötetään negatiivisen napaisuuden suurjännitepulsseja.
Magnetronin magneettikentän muodostavat kestomagneetit, jotka on valmistettu erikoisseoksista, jotka luovat vahvan magneettikentän.
Magnetroni on kytketty ulkoiseen kuormaan kuparilankasilmukan kautta 8 , joka on juotettu toisesta päästä toisen resonaattorin seinään ja toinen on kytketty sisäiseen johtoon 7 lyhyt koaksiaalilinja, joka kulkee lasiliitoksen läpi 6 aaltoputkeen 5 . Ultrakorkeataajuiset värähtelyt magnetronissa viritetään elektronivirralla, jota ohjataan keskenään kohtisuorassa olevilla jatkuvilla sähkö- ja magneettikentillä.
Magnetronigeneraattoritutkat käyttävät kestomagneetteja, jotka on valmistettu korkean koersitiivisuuden omaavista seoksista. Magneettijärjestelmiä on kahta mallia: ulkoiset magneettijärjestelmät ja pinomagneettijärjestelmät. Ulkoinen magneettijärjestelmä on kiinteä rakenne, jonka napojen väliin on asennettu magnetroni.
Laivojen navigointitutkissa pinotut magnetronit ovat yleistyneet, joissa magneettijärjestelmä on olennainen osa magnetronin itsensä suunnittelua. Pinottujen magnetronien napakappaleet menevät päistä magnetroniin (kuva 6.7). Tämä pienentää napojen välistä ilmaväliä ja siten magneettipiirin vastusta, mikä mahdollistaa magneettipiirin koon ja painon pienentämisen. Magnetronigeneraattoreiden piirit on esitetty kuvassa. 6,8, a; 6.8, b.
Magnetronigeneraattoripiiri sisältää: magnetronin, filamenttimuuntajan ja magnetronin anodilohkon jäähdytysjärjestelmän. Magnetronigeneraattoripiiri sisältää kolme piiriä: mikroaaltouuni, anodi ja filamentti. Mikroaaltovirrat kiertävät magnetroniresonanssijärjestelmässä ja siihen liittyvässä ulkoisessa kuormassa. Pulssi anodivirta virtaa modulaattorin positiivisesta navasta anodin - magnetronin katodin kautta negatiiviseen napaan. Se määritellään lausekkeella
|
|||
Riisi. 6.8 Magnetronin generaattoripiirit
Missä minä A- anodivirran keskiarvo, A;
F I - taajuus pulssisekvenssit, imp/s;
τ I – pulssin kesto, s;
α – pulssin muotokerroin (suorakulmaiselle pulssi on yhtä suuri kuin yksi).
Hehkulangan piiri koostuu hehkulangan muuntajan toisiokäämistä Tr ja katodilämmitysfilamentit. Tyypillisesti magnetronilangan jännite on 6,3 V, mutta koska katodi toimii tehostetussa elektronipommitustilassa, lämmitysfilamentin täysi syöttöjännite tarvitaan vain katodin lämmittämiseen ennen korkean jännitteen kytkemistä magnetronianodiin . Kun korkea anodijännite kytketään päälle, hehkulangan jännite lasketaan yleensä automaattisesti 4 V:iin vastuksen avulla R, kytketty hehkulamppumuuntajan ensiökäämiin. Piirissä (kuva 6.8a) modulaattorin lähdöstä tuleva moduloiva jännitepulssi, jonka polariteetti on negatiivinen, johdetaan magnetronin katodille.
Hehkumuuntajan toisiokäämi suhteessa generaattorin koteloon on korkeajännitteinen. Samoin piirissä (kuva 6.8, b) pulssimuuntajan toisiokäämin toinen pää ITr kytketty koteloon ja toinen pää hehkulamppumuuntajan toisiokäämin liittimeen. Siksi hehkumuuntajan toisiokäämin ja kotelon välinen eristys sekä käämien välinen eristys on suunniteltava magnetronin täydelle anodijännitteelle. Jotta modulointipulssien muoto ei vääristyisi, tulee hehkumuuntajan toisiokäämin kapasitanssin olla mahdollisimman pieni (enintään muutama kymmenkunta pikofaradia).
6.5. LÄHETYSLAITTEEN tutka "NAYADA-5"
Nayada-5-tutkalähetin on osa P-3-laitetta (lähetin-vastaanotinta) ja se on tarkoitettu:
Mikroaaltomittauspulssien muodostus ja generointi;
varmistaa kaikkien ilmaisimen, lähetin-vastaanottimen ja antennilaitteen lohkojen ja solmujen synkronisen ja samanvaiheisen toiminnan ajallaan.
Kuvassa Kuvassa 6.9 on lohkokaavio Nayada-5-tutkalähetin-vastaanottimen lähetyslaitteesta.
Lähetyslaite sisältää: ultrakorkeataajuisen yksikön; lähetin modulaattori; modulaattori suodatin; kello pulssi generaattori; tasasuuntaajalaitteet, jotka syöttävät virtaa P – 3 -laitteen lohkoille ja piireille.
Nayada-5-tutkalähetin-vastaanottimen lohkokaavio sisältää:
Stabilointisignaalin generointipolku, joka on suunniteltu tuottamaan toissijaisia synkronointipulsseja, jotka saapuvat indikaattoriin, sekä käynnistettävä lähettimen modulaattorin ohjauksen automaattisen stabilointiyksikön kautta. Näiden synkronointipulssien avulla varmistetaan mittauspulssien synkronointi CRT-ilmaisimen skannauksen alkamisen kanssa.
Pulssin generointipolun mittaus, suunniteltu tuottamaan mikroaaltopulsseja ja lähettämään ne aaltoputkea pitkin antennilaitteeseen. Tämä tapahtuu sen jälkeen, kun jännitemodulaattori tuottaa mikroaaltogeneraattorin pulssimodulaation sekä liitäntälohkojen ja solmujen ohjaus- ja synkronointipulsseja.
Videosignaalin generointipolku, joka on suunniteltu muuttamaan heijastuneet mikroaaltopulssit välitaajuisiksi pulsseiksi käyttämällä paikallisoskillaattoria ja sekoittimia, muodostaen ja vahvistaen videosignaalin, joka sitten tulee ilmaisimeen. Yhteistä aaltoputkea käytetään lähettämään mittauspulsseja antennilaitteeseen ja heijastuneita pulsseja videosignaalin generointitielle.
Ohjaus- ja tehonmäärityspolku, suunniteltu tuottamaan syöttöjännitteitä kaikille laitteen lohkoille ja piireille sekä valvomaan teholähteiden, toimintalohkojen ja asemakomponenttien, magnetronin, paikallisoskillaattorin, kipinävälin jne.
6.6. LÄHETTIMIEN SUUNNITTELUOMINAISUUDET
Rakenteellisesti tutkalähettimet yhdessä vastaanottavan laitteen kanssa voidaan sijoittaa erilliseen eristettyyn laitteeseen, jota kutsutaan ns lähetin-vastaanotin, joten antenniyksikössä.
Kuvassa Kuvassa 6.10 on esitetty erillisessä laitteessa sijaitsevan modernin yksi- ja kaksikanavaisen automatisoidun tutka-aseman ”Ryad” (aallonpituus 3,2 ja 10 cm) lähetin-vastaanottimien ulkonäkö. Tärkeimmät tekniset ominaisuudet on esitetty taulukossa 6.1.
3 cm:n alueen lähetin-vastaanottimet (P3220 R), joiden pulssiteho on 20 kW tai enemmän, on rakennettu lämmittämättömällä kenttäkatodilla varustettujen magnetronien pohjalta. Näillä magnetroneilla on häiriötön toiminta-aika yli 10 000 tunnin käyttöolosuhteissa, ne tarjoavat välittömän toimintavalmiuden ja yksinkertaistavat lähetintä merkittävästi.
Riisi. 6.10. Automatisoidun tutkan "Ryad" lähetin-vastaanottimet
Mikroelektroniikan laajamittainen käyttöönotto nykyaikaisissa laivojen navigointitutkissa, ensisijaisesti puolijohde-mikroaalto- laitteissa ja mikroprosessoreissa, on mahdollistanut yhdessä nykyaikaisten signaalinkäsittelymenetelmien kanssa kompakteja, luotettavia, taloudellisia ja helppokäyttöisiä lähetys- ja vastaanottolaitteita. . Tilaavien aaltoputkilaitteiden käytön ja tehohäviöiden eliminoimiseksi lähetettäessä ja vastaanotettaessa heijastuneita signaaleja aaltoputkissa lähetin ja vastaanotin on rakenteellisesti sijoitettu antenniyksikköön erillisen moduulin muodossa, jota joskus kutsutaan ns. skanneri(katso kuva 7.23). Tämä varmistaa lähetin-vastaanotinmoduulin nopean poistamisen sekä korjaukset aggregaattivaihtomenetelmällä. Tämän tyyppisten lähetin-vastaanottimien virran kytkeminen päälle ja pois tapahtuu etänä.
Kuvassa Kuvassa 6.11 on esitetty rannikkotutkan (BRLS) "Baltika-B" antennilähetys-vastaanottolaite, joka on tehty monoblokkiksi. Baltika-B-tutkaa käytetään rannikkotutkana alusliikenteen ohjausjärjestelmissä (VTCS) sekä satamavesillä, lähestymisväylillä ja väylillä.
Baltika tutka-antenni ja lähetin-vastaanotin
kuuma valmiustila
Lisätietoa nykyaikaisista tutkista on kuvattu oppikirjan luvussa 11.
