Stații radar și sisteme de apărare aeriană ale Rusiei. Stații radar: istorie și principii de bază de funcționare Scheme de circuite electrice ale transceiverelor pentru radarele aeronavei

Radarul este un set de metode științifice și mijloace tehnice, servind la determinarea coordonatelor și caracteristicilor unui obiect prin unde radio. Obiectul studiat este adesea numit țintă radar (sau pur și simplu țintă).

Echipamentele și instrumentele radio concepute pentru a îndeplini sarcini radar sunt numite sisteme radar sau dispozitive (radar sau RLU). Fundamentele radarului se bazează pe următoarele fenomene și proprietăți fizice:

• În mediul de propagare, undele radio care întâlnesc obiecte cu proprietăți electrice diferite sunt împrăștiate de acestea. Unda reflectată de țintă (sau propria radiație) permite sistemelor radar să detecteze și să identifice ținta.
• La distante mari, propagarea undelor radio se presupune a fi rectilinie, cu viteza constanta intr-un mediu cunoscut. Această ipoteză face posibilă atingerea țintei și coordonatele unghiulare ale acesteia (cu o anumită eroare).
• Pe baza efectului Doppler, viteza radială a punctului de emisie în raport cu RLU este calculată din frecvența semnalului reflectat recepționat.

Referință istorică

Capacitatea undelor radio de a reflecta a fost subliniată de marele fizician G. Hertz și de inginerul electric rus la sfârșitul secolului al XIX-lea. secol. Conform unui brevet din 1904, primul radar a fost creat de inginerul german K. Hulmeier. Dispozitivul, pe care l-a numit telemobiloscop, a fost folosit pe navele care navigau pe Rin. În legătură cu dezvoltarea, utilizarea radarului a arătat ca element foarte promițător.Cercetarea în acest domeniu a fost efectuată de specialiști avansați din multe țări din întreaga lume.

În 1932, principiul de bază al radarului a fost descris în lucrările sale de Pavel Kondratyevich Oshchepkov, cercetător la LEFI (Institutul de Electrofizică din Leningrad). Ei, în colaborare cu colegii B.K. Shembel și V.V. În vara anului 1934, Tsimbalin a demonstrat un prototip al unei instalații radar care a detectat o țintă la o altitudine de 150 m la o distanță de 600 m. Lucrările ulterioare privind îmbunătățirea echipamentelor radar s-au limitat la creșterea razei lor și la creșterea preciziei determinării locația țintă.

Natură radiatie electromagneticaținte ne permite să vorbim despre mai multe tipuri de radar:

• Radar pasiv explorează propria radiație (termică, electromagnetică etc.), care generează ținte (rachete, avioane, obiecte spațiale).
• Activ cu răspuns activ se efectuează dacă obiectul este echipat cu propriul emițător și interacțiunea cu acesta are loc conform algoritmului „cerere-răspuns”.
• Activ cu răspuns pasiv presupune studiul unui semnal radio secundar (reflectat). în acest caz este format dintr-un emiţător şi un receptor.
• Radar semiactiv- acesta este un caz special de activ, în cazul în care receptorul radiației reflectate este situat în afara radarului (de exemplu, este un element structural al unei rachete de orientare).

Fiecare tip are propriile sale avantaje și dezavantaje.

Metode și echipamente

Conform metodei utilizate, toate echipamentele radar sunt împărțite în radare cu radiații continue și pulsate.

Primele conțin un transmițător și un receptor de radiații care funcționează simultan și continuu. Primele dispozitive radar au fost create folosind acest principiu. Un exemplu de astfel de sistem este un radioaltimetru (un dispozitiv de aviație care determină distanța unei aeronave de la suprafața pământului) sau un radar cunoscut de toți șoferii pentru determinarea limitei de viteză a unui vehicul.

Cu metoda impulsurilor, energia electromagnetică este emisă în impulsuri scurte pe o perioadă de câteva microsecunde. Ulterior, stația funcționează doar pentru recepție. După captarea și înregistrarea undelor radio reflectate, radarul transmite un nou impuls și ciclurile se repetă.

Moduri de operare radar

Există două moduri principale de funcționare a stațiilor și dispozitivelor radar. Prima este scanarea spațiului. Se realizează conform unui sistem strict definit. Cu o revizuire secvențială, mișcarea fasciculului radar poate fi circulară, spirală, conică sau sectorială. De exemplu, o matrice de antene se poate roti încet într-un cerc (azimut) în timp ce scanează simultan în altitudine (înclinând în sus și în jos). Cu scanarea paralelă, revizuirea este efectuată de un fascicul de fascicule radar. Fiecare are propriul receptor, iar mai multe fluxuri de informații sunt procesate simultan.

Modul de urmărire implică faptul că antena este în mod constant îndreptată către obiectul selectat. Pentru a-l roti în conformitate cu traiectoria unei ținte în mișcare, sunt utilizate sisteme speciale de urmărire automată.

Algoritm pentru determinarea domeniului și direcției

Viteza de propagare a undelor electromagnetice în atmosferă este de 300 mii km/s. Prin urmare, cunoscând timpul petrecut de semnalul de difuzare pentru a acoperi distanța de la stație la țintă și înapoi, este ușor de calculat distanța obiectului. Pentru a face acest lucru, este necesar să înregistrați cu exactitate momentul în care a fost trimis pulsul și momentul în care a fost primit semnalul reflectat.

Radarul cu direcție ridicată este utilizat pentru a obține informații despre locația țintei. Determinarea azimutului și a cotei (unghiul de elevație sau cota) unui obiect se realizează cu o antenă cu fascicul îngust. Radarele moderne folosesc în acest scop rețele de antene în faze (PAA), capabile să stabilească un fascicul mai îngust și caracterizate printr-o viteză mare de rotație. De regulă, procesul de scanare a spațiului este realizat de cel puțin două fascicule.

Parametrii de bază ai sistemului

Din tactic şi caracteristici tehnice echipamentul depinde în mare măsură de eficiența și calitatea sarcinilor care se rezolvă.

Indicatorii radar tactici includ:

• Zona de vizualizare este limitată de intervalul minim și maxim de detectare a țintei, unghiul de azimut permis și unghiul de elevație.
• Rezoluție în rază, azimut, altitudine și viteză (abilitatea de a determina parametrii țintelor din apropiere).
• Precizia măsurării, care este măsurată prin prezența unor erori grosolane, sistematice sau aleatorii.
• Imunitate la zgomot și fiabilitate.
• Gradul de automatizare a extragerii și procesării fluxului de date informaționale de intrare.

Caracteristicile tactice specificate sunt stabilite la proiectarea dispozitivelor prin anumiți parametri tehnici, inclusiv:

La postul de luptă

Radarul este un instrument universal care a devenit larg răspândit în sfera militară, știință și economia națională. Domeniile de utilizare sunt în continuă expansiune datorită dezvoltării și îmbunătățirii mijloacelor tehnice și tehnologiilor de măsurare.

Utilizarea radarului în industria militară face posibilă rezolvarea unor probleme importante de supraveghere și control al spațiului, detectarea țintelor mobile din aer, sol și apă. Fără radare este imposibil să ne imaginăm echipamentele folosite suport informativ sisteme de navigație și sisteme de control al focului.

Radarul militar este o componentă de bază a sistemului de avertizare a atacurilor strategice cu rachete și a apărării integrate antirachetă.

Radioastronomie

Undele radio trimise de la suprafața pământului sunt reflectate și de obiectele din spațiul apropiat și adânc, precum și de țintele din apropierea Pământului. Multe obiecte spațiale nu au putut fi explorate pe deplin doar folosind instrumente optice și doar utilizarea metodelor radar în astronomie a făcut posibilă obținerea de informații bogate despre natura și structura lor. Radarul pasiv a fost folosit pentru a studia Luna de către astronomii americani și unguri în 1946. Aproximativ în același timp, au fost primite accidental și semnale radio din spațiul cosmic.

La radiotelescoapele moderne, antena de recepție are forma unui bol sferic concav mare (asemănător cu oglinda unui reflector optic). Cu cât diametrul său este mai mare, cu atât mai mult semnal slab antena va putea primi. Radiotelescoapele funcționează adesea într-o manieră complexă, combinând nu numai dispozitive situate aproape unele de altele, ci și pe cele situate pe diferite continente. Printre cele mai importante sarcini ale radioastronomiei moderne se numără studiul pulsarilor și galaxiilor cu nuclee active și studiul mediului interstelar.

Cerere civilă

În agricultură și silvicultură, dispozitivele radar sunt indispensabile pentru obținerea de informații despre distribuția și densitatea vegetației, studierea structurii, parametrii și tipurile de sol și depistarea în timp util a incendiilor. În geografie și geologie, radarul este folosit pentru a efectua lucrări topografice și geomorfologice, pentru a determina structura și compoziția rocilor și pentru a căuta zăcăminte minerale. În hidrologie și oceanografie, metodele radar sunt utilizate pentru a monitoriza starea principalelor căi navigabile ale țării, a stratului de zăpadă și gheață și pentru a cartografi coasta.

Radarul este un asistent indispensabil pentru meteorologi. Radarul poate determina cu ușurință starea atmosferei la o distanță de zeci de kilometri, iar pe baza analizei datelor obținute se realizează o prognoză a schimbărilor condițiilor meteo într-o anumită zonă.

Perspective de dezvoltare

Pentru o stație radar modernă, principalul criteriu de evaluare este raportul dintre eficiență și calitate. Eficiența se referă la caracteristicile tactice și tehnice generalizate ale echipamentelor. Crearea unui radar perfect este o sarcină inginerească, științifică și tehnică complexă, a cărei implementare este posibilă numai folosind cele mai recente realizări din electromecanică și electronică, informatică și tehnologia calculatoarelor, energie.

Potrivit experților, în viitorul apropiat principal unitati functionale stațiile cu cele mai diferite niveluri de complexitate și scop vor avea antene cu matrice de fază active în stare solidă (antene cu matrice de fază), transformând semnalele analogice în cele digitale. Dezvoltarea complexului de calculatoare va face posibilă automatizarea completă a controlului și a funcțiilor de bază ale radarului, oferind utilizatorului final o analiză cuprinzătoare a informațiilor primite.

Radarul emite energie electromagnetică și detectează ecourile provenite de la obiectele reflectate și, de asemenea, determină caracteristicile acestora. Scopul proiectului de curs este de a lua în considerare un radar universal și de a calcula indicatorii tactici ai acestui radar: raza maximă ținând cont de absorbția; rezoluție reală în rază și azimut; acuratețea reală a măsurătorilor de distanță și azimut. Partea teoretică oferă o diagramă funcțională a unui radar activ pulsat pentru ținte aeriene pentru controlul traficului aerian.

Distribuiți-vă munca pe rețelele sociale

Dacă această lucrare nu vă convine, în partea de jos a paginii există o listă cu lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Sistemele radar (radare) sunt concepute pentru a detecta și determina coordonatele curente (rază, viteză, cotă și azimut) ale obiectelor reflectate.

Radarul emite energie electromagnetică și detectează ecourile provenite de la obiectele reflectate și, de asemenea, determină caracteristicile acestora.

Scopul proiectului de curs este de a lua în considerare un radar universal și de a calcula indicatorii tactici ai acestui radar: raza maximă ținând cont de absorbția; rezoluție reală în rază și azimut; acuratețea reală a măsurătorilor de distanță și azimut.

Partea teoretică oferă o diagramă funcțională a unui radar activ pulsat pentru ținte aeriene pentru controlul traficului aerian. Sunt furnizați și parametrii sistemului și formulele pentru calculul acestuia.

În partea de calcul au fost determinați următorii parametri: interval maxim ținând cont de absorbție, interval real și rezoluție azimutală, precizie de măsurare a intervalului și azimutal.

1. Partea teoretică

1.1 Schema funcțională a radaruluivedere de jur împrejur

Radar domeniul ingineriei radio, care asigură observarea radar a diferitelor obiecte, adică detectarea acestora, măsurarea coordonatelor și parametrilor de mișcare, precum și identificarea anumitor proprietăți structurale sau fizice prin utilizarea undelor radio reflectate sau reemise de obiecte sau propriile emisii radio. Informațiile obținute în timpul supravegherii radar se numesc radar. Dispozitivele de supraveghere radar tehnice radio sunt numite stații radar (radare) sau radare. Obiectele de supraveghere radar în sine sunt numite ținte radar sau pur și simplu ținte. Când utilizați unde radio reflectate, țintele radar sunt orice nereguli parametrii electrici mediu (permeabilitate dielectrică și magnetică, conductivitate) în care se propagă unda primară. Acestea includ avioane (avioane, elicoptere, baloane meteorologice etc.), hidrometeorii (ploaie, zăpadă, grindină, nori etc.), nave fluviale și maritime, obiecte terestre (cladiri, mașini, avioane în aeroporturi etc.). , tot felul de obiecte militare etc. Un tip special de ținte radar sunt obiectele astronomice.

Sursa informațiilor radar este semnalul radar. În funcție de metodele de obținere a acestuia, se disting următoarele tipuri de supraveghere radar.

1. Radar de răspuns pasiv,pe baza faptului că oscilațiile emise de semnalul de sondare radar sunt reflectate de la țintă și intră în receptorul radar sub forma unui semnal reflectat. Acest tip de supraveghere este uneori numit și radar de răspuns activ pasiv.

radar de răspuns activ,numit radar activ cu un răspuns activ, se caracterizează prin faptul că semnalul de răspuns nu este reflectat, ci reemis folosind un transponder special - un repetor. În același timp, raza de acțiune și contrastul observării radar crește semnificativ.

Radarul pasiv se bazează pe recepția emisiilor radio proprii ale țintelor, în principal în intervalele de milimetri și centimetri. Dacă semnalul sonor în cele două cazuri anterioare poate fi folosit ca semnal de referință, ceea ce oferă posibilitatea fundamentală de măsurare a intervalului și a vitezei, atunci în acest caz nu există o astfel de posibilitate.

Un sistem radar poate fi gândit ca un canal radar, similar cu canalele de comunicații radio sau telemetrie. Componentele principale ale unui radar sunt un transmițător, un receptor, un dispozitiv de antenă și un dispozitiv terminal.

Principalele etape ale supravegherii radar sunt:detecție, măsurare, rezoluție și recunoaștere.

Detectare este procesul de decizie asupra prezenței unor obiective cu o probabilitate acceptabilă a unei decizii eronate.

Măsurare vă permite să estimați coordonatele țintelor și parametrii mișcării acestora cu erori acceptabile.

Permisiune constă în îndeplinirea sarcinilor de detectare și măsurare a coordonatelor unei ținte în prezența altora care sunt apropiate ca rază, viteză etc.

Recunoaştere face posibilă stabilirea unor trăsături caracteristice ale țintei: este punct sau grup, mișcare sau grup etc.

Informațiile radar care provin de la radar sunt transmise prin canal radio sau cablu către punctul de control. Procesul de urmărire prin radar a țintelor individuale este automatizat și realizat folosind un computer.

Navigația aeronavelor de-a lungul rutei este asigurată de aceleași radare care sunt utilizate în controlul traficului aerian. Ele sunt folosite atât pentru a monitoriza aderarea la o rută dată, cât și pentru a determina locația în timpul zborului.

Pentru a efectua aterizarea și automatizarea acesteia, împreună cu sistemele de radiofar, sunt utilizate pe scară largă radarele de aterizare, oferind monitorizarea abaterii aeronavei de la curs și calea de planare.

Un număr de dispozitive radar aeropurtate sunt, de asemenea, utilizate în aviația civilă. Acesta include în primul rând radarul de bord pentru detectarea formațiunilor meteorologice periculoase și a obstacolelor. De obicei, servește și la supravegherea pământului pentru a oferi posibilitatea de navigare autonomă de-a lungul reperelor radar caracteristice de la sol.

Sistemele radar (radare) sunt concepute pentru a detecta și determina coordonatele curente (rază, viteză, cotă și azimut) ale obiectelor reflectate. Radarul emite energie electromagnetică și detectează ecourile provenite de la obiectele reflectate și, de asemenea, determină caracteristicile acestora.

Să luăm în considerare funcționarea unui radar activ pulsat pentru detectarea țintelor aeriene pentru controlul traficului aerian (ATC), a cărui structură este prezentată în Figura 1. Dispozitivul de control al vederii (controlul antenei) este utilizat pentru a vizualiza spațiul (de obicei circular) cu un fascicul antenei, îngust în plan orizontal și larg în vertical.

Radarul în cauză folosește un mod de radiație pulsată, prin urmare, în momentul în care următorul impuls radio de sondare se termină, singura antenă comută de la emițător la receptor și este folosită pentru recepție până când începe să fie generat următorul impuls radio de sondare, după care antena este din nou conectat la transmițător și așa mai departe.

Această operație este efectuată de un comutator de transmisie-recepție (RTS). Impulsurile de declanșare, care stabilesc perioada de repetare a semnalelor de sondare și sincronizează funcționarea tuturor subsistemelor radar, sunt generate de un sincronizator. Semnalul de la receptor după convertorul analog-digital (ADC) este furnizat procesorului de semnal al echipamentului de procesare a informațiilor, unde se realizează procesarea informațiilor primare, constând în detectarea semnalului și schimbarea coordonatelor țintei. Marcajele țintă și urmele de traiectorie sunt formate în timpul procesării inițiale a informațiilor în procesorul de date.

Semnalele generate, împreună cu informațiile despre poziția unghiulară a antenei, sunt transmise pentru procesare ulterioară către postul de comandă, precum și pentru monitorizare către indicatorul de vizibilitate generală (PVI). La durata de viata a bateriei Radarul ICO servește ca element principal pentru monitorizarea situației aerului. Un astfel de radar prelucrează de obicei informații în formă digitală. În acest scop, este prevăzut un dispozitiv pentru transformarea semnalului în cod digital(ADC).

Figura 1 Diagrama funcțională a radarului universal

1.2 Definiții și parametri principali ai sistemului. Formule de calcul

Caracteristicile tactice de bază ale radarului

Raza maximă

Raza maximă este stabilită de cerințele tactice și depinde de multe caracteristici tehnice ale radarului, condițiile de propagare a undelor radio și caracteristicile țintei, care sunt supuse unor modificări aleatorii în condițiile reale de utilizare a stațiilor. Prin urmare, intervalul maxim este o caracteristică probabilistică.

Ecuația spațiului liber (adică, fără a lua în considerare influența solului și absorbția în atmosferă) pentru o țintă punctuală stabilește relația dintre toți parametrii principali ai radarului.

unde E isl - energie emisă într-un impuls;

S a - zona efectivă a antenei;

S efo - zona tinta reflectorizanta eficienta;

 - lungimea de undă;

k p - coeficientul de discriminare (raportul energiei semnal-zgomot la intrarea receptorului, care asigura receptia semnalelor cu o probabilitate data de detectare corecta W de și probabilitatea unei alarme false Wlt);

E sh - energia zgomotului care acţionează în timpul recepţiei.

Unde R și - și puterea pulsului;

 și , - durata pulsului.

Unde d ag - dimensiunea orizontală a oglinzii antenei;

d av - dimensiunea verticală a oglinzii antenei.

k r = k r.t. ,

unde k r.t. - coeficientul teoretic de distingere.

k r.t. =,

unde q 0 - parametru de detectare;

N - numarul de impulsuri primite de la tinta.

unde Wlt - probabilitatea alarmei false;

W de - probabilitatea detectării corecte.

unde t regiune,

F și - frecvența de transmitere a impulsurilor;

Q a0.5 - lățimea modelului de radiație al antenei la un nivel de putere de 0,5

unde este viteza unghiulară de rotație a antenei.

unde T revizuire este perioada de revizuire.

unde k =1,38  10 -23 J/deg - constanta lui Boltzmann;

k sh - cifra zgomotului receptorului;

T - temperatura receptorului în grade Kelvin ( T = 300K).

Raza maximă de acțiune a radarului, ținând cont de absorbția energiei undelor radio.

unde  măgar - coeficient de atenuare;

 D - latimea stratului de slabire.

Raza minimă a radarului

Dacă sistemul de antenă nu impune restricții, atunci raza minimă a radarului este determinată de durata impulsului și timpul de recuperare al comutatorului de antenă.

unde c este viteza de propagare unde electromagneticeîn vid, c = 3∙10 8 ;

 și , - durata pulsului;

τ în - timpul de recuperare al comutatorului antenei.

Rezoluție rază radar

Rezoluția reală a intervalului atunci când se utilizează un indicator de vizibilitate general ca dispozitiv de ieșire va fi determinată de formulă

 (D)=  (D) transpirație +  (D) ind,

g de  (D) sudoare - rezolutie potentiala gama;

 (D) ind - rezoluția intervalului indicatorului.

Pentru un semnal sub forma unui tren incoerent de impulsuri dreptunghiulare:

unde c este viteza de propagare a undei electromagnetice în vid; c = 3∙10 8 ;

 și , - durata pulsului;

 (D) ind - rezoluția de interval a indicatorului este calculată prin formulă

g de D shk - valoarea limită a scalei intervalului;

k e = 0,4 - factor de utilizare a ecranului,

Q f - calitatea focalizării tubului.

Rezoluție azimut radar

Rezoluția reală a azimutului este determinată de formula:

 ( az) =  ( az) sudoare +  ( az) ind,

unde  ( az ) oală - rezoluție potențială azimutală la aproximarea diagramei de radiație a unei curbe gaussiene;

 ( az ) ind - rezoluția azimutală a indicatorului

 ( az ) sudoare =1,3  Q a 0,5 ,

 ( az ) ind = d n M f ,

unde dn - diametrul spotului tubului catodic;

M f scară scară.

unde r - eliminarea semnului din centrul ecranului.

Acuratețea determinării coordonatelor în funcție de intervalȘi

Precizia determinării intervalului depinde de acuratețea măsurării întârzierii semnalului reflectat, erorile datorate procesării suboptimale a semnalului, prezența întârzierilor semnalului necontabil în căile de transmisie, recepție și indicare și erori aleatorii în măsurarea intervalului în dispozitivele indicator.

Precizia este caracterizată de eroarea de măsurare. Eroarea pătratică medie rezultată a măsurării intervalului este determinată de formula:

unde  (D) transpira - eroare potențială de măsurare a intervalului.

 (D) distribuţie eroare datorată neliniarității propagării;

 (D) aplicație - eroare hardware.

unde q 0 - raport dublu semnal-zgomot.

Precizia determinării coordonatelor azimutale

Erorile sistematice în măsurătorile azimutului pot apărea din cauza orientării incorecte a sistemului de antenă radar și din cauza unei nepotriviri între poziția antenei și scara electrică a azimutului.

Erorile aleatorii în măsurarea azimutului țintă sunt cauzate de instabilitatea sistemului de rotație a antenei, instabilitatea schemelor de generare a marcajului azimutului, precum și erorile de citire.

Eroarea pătratică medie rezultată în măsurarea azimutului este determinată de:

Date inițiale (opțiunea 5)

1. Lungimea de undă  , [cm] …............................................. ........................... .... 6
2. Puterea pulsului R și , [kW] ................................................. .............. 600
3. Durata pulsului și , [μs] ................................................. ...... ........... 2,2
4. Frecvența de trimitere a impulsurilor F și , [Hz]................................................. ..... ...... 700
5. Dimensiunea orizontală a oglinzii antenei d ag [m] ........................ 7
6. Dimensiunea verticală a oglinzii antenei d av , [m] ..................... 2.5
7. Revizuirea perioadei T , [Cu] .............................................. .............................. 25
8. Cifra zgomotului receptorului k sh ................................................. ....... 5
9. Probabilitatea detectării corecte W de ............................. .......... 0,8
10. Probabilitatea unei alarme false W lt.. ................................................ ....... 10 -5
11. Diametrul ecranului indicator al vizualizării în jurul valorii d e , [mm] .................... 400
12. Zona țintă reflectorizantă eficientă S efo, [m 2 ] …...................... 30
13. Calitatea focalizării Q f ............................................................... ...... 400
14. Limită scară de interval D shk1 , [km] ........................... 50 D shk2 , [km] .......................... 400
15. Semne de măsurare a intervalului D , [km] ............................................... 15
16. Semne de măsurare a azimutului , [grade] ........................................ 4

2. Calculul indicatorilor tactici ai radarului universal

2.1 Calculul intervalului maxim ținând cont de absorbția

În primul rând, raza maximă de acțiune a radarului este calculată fără a lua în considerare atenuarea energiei undelor radio în timpul propagării. Calculul se efectuează după formula:

(1)

Să calculăm și să stabilim cantitățile incluse în această expresie:

E isl = P și  și =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 [grade]

14,4 [grade/s]

Înlocuind valorile rezultate, vom avea:

regiunea t = 0,036 [s], N = 25 impulsuri și k r.t. = 2,02.

Fie = 10, atunci k P =20.

E sh - energia zgomotului care acționează în timpul recepției:

E w =kk w T =1,38  10 -23  5  300=2,07  10 -20 [J]

Înlocuind toate valorile obținute în (1), găsim 634,38 [km]

Acum determinăm raza maximă a radarului, ținând cont de absorbția energiei undelor radio:

(2)

Valoare  măgar îl găsim din grafice. Pentru =6 cm  măgar luate egale cu 0,01 dB/km. Să presupunem că atenuarea are loc pe întregul interval. În această condiție, formula (2) ia forma unei ecuații transcendentale

(3)

Rezolvăm grafic ecuația (3). Pentru osl = 0,01 dB/km și D max = 634,38 km calculati D max.osl = 305,9 km.

Concluzie: Din calculele obținute reiese clar că raza maximă de acțiune a radarului, ținând cont de atenuarea energiei undelor radio în timpul propagării, este egală cu D max.os l = 305,9 [km].

2.2 Calculul intervalului real și al rezoluției azimutale

Rezoluția reală a intervalului atunci când se utilizează un indicator de vizibilitate general ca dispozitiv de ieșire va fi determinată de formula:

 (D) =  (D) sudoare +  (D) ind

Pentru un semnal sub forma unui tren incoerent de impulsuri dreptunghiulare

0,33 [km]

pentru D shk1 =50 [km],  (D) ind1 =0,31 [km]

pentru D shk2 =400 [km],  (D) ind2 =2,50 [km]

Rezoluție reală:

pentru D wk1 =50 km  (D) 1 =  (D) transpirație +  (D) ind1 =0,33+0,31=0,64 [km]

pentru D wk2 =400 km  (D) 2 =  (D) transpirație +  (D) ind2 =0,33+2,50=2,83 [km]

Calculăm rezoluția azimutală reală folosind formula:

 ( az) =  ( az) sudoare +  ( az) ind

 ( az ) transpirație =1,3  Q a 0,5 =0,663 [grade]

 ( az ) ind = d n M f

Luând r = k e d e / 2 (marcaj pe marginea ecranului), obținem

0,717 [grade]

 ( az )=0,663+0,717=1,38 [grade]

Concluzie: Rezoluția reală a intervalului este:

pentru D shk1 = 0,64 [km], pentru D shk2 = 2,83 [km].

Rezoluție azimut reală:

 ( az )=1,38 [grade].

2.3 Calculul preciziei reale a măsurătorilor de interval și azimut

Precizia este caracterizată de eroarea de măsurare. Eroarea pătratică medie rezultată în măsurarea intervalului va fi calculată folosind formula:

40,86

 (D) transpirație = [km]

Eroare datorată neliniarității propagării (D) distribuţie neglijat. Erori hardware (D) ap sunt reduse la erori de citire pe scara indicatorului (D) ind . Adoptăm metoda de numărare prin marcaje electronice (inele de scară) pe ecranul indicator de afișare generală.

 (D) ind = 0,1  D =1,5 [km], unde  D - pretul diviziunii la scara.

 (D) = = 5 [km]

Determinăm eroarea pătratică medie rezultată în măsurarea azimutului într-un mod similar:

0,065

 ( az ) ind =0,1   = 0,4

Concluzie: După ce am calculat eroarea pătratică medie rezultată a măsurării intervalului, obținem (D)  ( az) =0,4 [grade].

Concluzie

În această lucrare de curs s-au calculat parametrii unui radar activ pulsat (raza maximă luând în considerare absorbția, rezoluția reală în rază și azimut, acuratețea măsurătorilor de rază și azimut) pentru detectarea țintelor aeriene pentru controlul traficului aerian.

În timpul calculelor s-au obținut următoarele date:

1. Raza maximă de acțiune a radarului, ținând cont de atenuarea energiei undelor radio în timpul propagării, este egală cu D max.osl = 305,9 [km];

2. Rezoluția intervalului real este egală cu:

pentru D wk1 = 0,64 [km];

pentru D shk2 = 2,83 [km].

Rezoluție azimut reală: ( az )=1,38 [grade].

3. Se obține eroarea pătratică medie rezultată a măsurării intervalului(D) =1,5 [km]. Eroarea pătratică medie a măsurării azimutului ( az ) =0,4 [grade].

Avantajele radarelor cu impulsuri includ ușurința de măsurare a distanțelor până la ținte și rezoluția distanței acestora, mai ales atunci când există multe ținte în zona de vizualizare, precum și decuplarea timpului aproape complet între oscilațiile recepționate și emise. Această din urmă împrejurare permite utilizarea aceleiași antene atât pentru transmisie, cât și pentru recepție.

Dezavantajul radarelor cu impulsuri este necesitatea de a utiliza puterea de vârf ridicată a oscilațiilor emise, precum și incapacitatea de a măsura zonele moarte mari pe distanțe scurte.

Radarele sunt folosite pentru a rezolva o gamă largă de probleme: de la asigurarea aterizării blânde a navelor spațiale pe suprafața planetelor până la măsurarea vitezei mișcării umane, de la controlul armelor în sistemele de apărare antirachetă și antiaeriană până la protecția personală.

Bibliografie

1. Vasin V.V. Gama de sisteme de măsurare pentru inginerie radio. Dezvoltarea metodologică. - M.:MIEM 1977
2. Vasin V.V. Rezoluția și acuratețea măsurătorilor în sistemele de măsurare de inginerie radio. Dezvoltarea metodologică. - M.: MIEM 1977
3. Vasin V.V. Metode de măsurare a coordonatelor și vitezei radiale a obiectelor în sistemele de măsurare de inginerie radio. Note de curs. - M.: MIEM 1975.

4. Bakulev P.A. Sisteme radar. Manual pentru universități. M.: „Radio-

Tehnica" 2004

5. Sisteme radio: Manual pentru universități / Yu. M. Kazarinov [etc.]; Ed. Yu. M. Kazarinova. M.: Academia, 2008. 590 p.:

Alte lucrări similare care vă pot interesa.vshm>
1029.		Dezvoltarea de software pentru complexul de laborator al sistemului de instruire informatică (CTS) „Sisteme experte”	4,25 MB
	Domeniul AI are o istorie de dezvoltare de peste patruzeci de ani. Încă de la început, a luat în considerare o serie de probleme foarte complexe, care, alături de altele, fac încă obiectul cercetării: demonstrațiile automate de teoreme...
3242.		Dezvoltarea unui sistem de corectare digitală a caracteristicilor dinamice ale traductorului primar al sistemului de măsurare	306,75 KB
	Procesarea semnalului în domeniul timpului este utilizată pe scară largă în oscilografia electronică modernă și osciloscoapele digitale. Și analizoarele digitale de spectru sunt folosite pentru a reprezenta semnale în domeniul privat. Pachetele de expansiune sunt folosite pentru a studia aspectele matematice ale procesării semnalului
13757.		Crearea unui sistem de rețea pentru testarea suportului electronic al cursurilor Sisteme de operare (folosind exemplul instrumentului Joomla)	1,83 MB
	Programul de scriere a testelor vă va permite să lucrați cu întrebări în în format electronic utilizați toate tipurile informatii digitale pentru a afișa conținutul întrebării. Scop munca de curs este de a crea un model modern de serviciu web pentru testarea cunoștințelor folosind instrumente de dezvoltare web și implementare software pentru munca eficienta sistem de testare protecția împotriva copierii informațiilor și a înșelăciunii în timpul controlului cunoștințelor etc. Ultimele două înseamnă crearea condițiilor egale pentru toate controlul cunoștințelor de trecere, imposibilitatea trișării și...
523.		Sistemele funcționale ale corpului. Funcția sistemului nervos	4,53 KB
	Sistemele funcționale ale corpului. Activitatea sistemului nervos Pe lângă analizoare, adică sistemele senzoriale, alte sisteme funcționează în organism. Aceste sisteme pot fi clar modelate morfologic, adică au o structură clară. Astfel de sisteme includ, de exemplu, sistemele circulator, respirator sau digestiv.
6243.			44,47 KB
	Sisteme de clasă CSRP Customer Synchronized Resource Planning. Sisteme CRM Management Relatii cu Clientii Managementul relatiilor cu clientii. Sisteme de clasa EAM. În ciuda faptului că întreprinderile lider introduc cele mai puternice sisteme clasa ERP nu mai este suficientă pentru a crește veniturile întreprinderii.
3754.		Sisteme numerice	21,73 KB
	Numărul este un concept de bază în matematică, care înseamnă de obicei fie cantitate, dimensiune, greutate și altele asemenea, fie un număr de serie, aranjare într-o secvență, cod, cifr și altele asemenea.
4228.		Sistemele sociale	11,38 KB
	Parsons înseamnă un depozit mai mare decât sistemul de gaz. Alte sisteme de stocare ale vieții sunt sistemul cultural, sistemul specialității și sistemul organismului comportamental. Distincția dintre diferitele subsisteme de armare poate fi realizată pe baza funcțiilor lor caracteristice. Pentru ca sistemul să poată funcționa, se poate face înainte de adaptarea accesului la integrare și salvarea vederii astfel încât să vă mulțumiți cu mai multe beneficii funcționale.
9218.		SISTEME DE CURS DE AVION	592,07 KB
	O metodă cuprinzătoare pentru determinarea cursului. Pentru a determina cursul aeronavei, a fost creat cel mai mare grup de instrumente și sisteme de direcție bazate pe diferite principii fizice de funcționare. Prin urmare, atunci când se măsoară cursul, apar erori din cauza rotației Pământului și a mișcării aeronavei în raport cu Pământul. Pentru a reduce erorile în citirile de direcție, deviația aparentă a giroscopului semi-busolei este corectată și poziția orizontală a axei rotorului giroscopului este corectată.
5055.		Sisteme politice	38,09 KB
	Funcții de modernizare a sistemelor politice. Considerând politica ca o sferă de interacțiune între o persoană și stat, putem distinge două opțiuni pentru construirea acestor legături, răspândite constant, dar deloc uniform în istoria vieții politice.
8063.		Sisteme cu mai multe baze	7,39 KB
	Sistemele cu mai multe baze permit utilizatorilor finali ai diferitelor site-uri să acceseze și să partajeze date fără a fi nevoie să integreze fizic bazele de date existente. Ele oferă utilizatorilor posibilitatea de a gestiona bazele de date ale propriilor noduri fără controlul centralizat tipic pentru tipurile convenționale de SGBD distribuite. Un administrator local de baze de date poate permite accesul la o anumită porțiune a bazei de date prin crearea unei scheme de export.

SCHEMA BLOC, PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE ȘI CARACTERISTICI TACTICE ȘI TEHNICE ALE RADARULUI

Există mai multe opțiuni pentru construirea unei diagrame bloc a radarului primar din a treia generație. Mai jos este unul dintre opțiuni posibile, care folosește realizările moderne ale științei și tehnologiei. Radarele interne „Skala-M”, „Skala-MPR” și „Skala-MPA” au fost selectate ca sisteme analogice. Caracteristicile construcției radarelor străine ATCR-22, ATCR-44 sunt discutate în acest capitol în ceea ce privește comparația cu radarele interne. Diferențele în construcția radarelor de rută și aerodrom sunt explicate dacă este necesar/

În fig. Figura 1.1 prezintă o diagramă bloc a radarului primar cu impulsuri universale. Principalele caracteristici ale acestei scheme sunt:

· utilizarea a două canale transceiver cu separare de frecvență;

· utilizarea unui model de antenă cu două fascicule în plan vertical pentru a recepționa semnalele reflectate de la ținte;

· aplicarea unei adevărate metode coerente de selectare a țintelor în mișcare.

Prima caracteristică a radarului este asociată cu utilizarea uneia dintre metodele de creștere a potențialului său energetic - metoda de separare a frecvenței, care este după cum urmează. Două transmițătoare A și B funcționează simultan

Figura 1.1. Schema bloc a radarului primar

la o antenă comună în modul de modulare a impulsurilor cu frecvențe purtătoare diferite FaȘi Fв impulsuri radio sonore. Între aceste impulsuri radio există o mică schimbare de timp, care este de obicei de 4 -6 μs. Separarea de frecvență nu depășește 40 -60 MHz. Semnalele cu frecvențe diferite reflectate de țintă sunt separate folosind filtre cu microunde și amplificate de două canale de recepție AȘi ÎN reglat la frecvențele corespunzătoare. După detectare, semnalele video ale canalelor A și B sunt combinate și procesate împreună. În cel mai simplu caz, semnalele video sunt combinate în timp folosind linii de întârziere și adăugate în amplitudine.

Sincronizarea în radar se realizează astfel încât unul dintre canalele (A) să fie master, iar celălalt să fie slave.

Stațiile radar de acest fel cu un număr arbitrar de canale de frecvență se numesc radare de frecvență multicanal cu o antenă comună pentru toate canalele. Avantajele radarului cu mai multe frecvențe față de radarul cu un singur canal sunt următoarele:

· puterea totală a radiației radar crește în prezența limitărilor asupra puterii unui emițător individual;

· creșterea intervalului de detectare a țintei și a preciziei de măsurare a coordonatelor;

· crește fiabilitatea radarului și imunitatea acestuia la zgomot la interferențe de origine artificială și naturală.

Creșterea intervalului de detectare și a preciziei de măsurare a coordonatelor țintei se explică prin faptul că, cu o separare suficient de mare frecvențe purtătoare semnale emise

f a -f b =Df ³ c/l c,

Unde Cu- viteza de propagare a undelor radio, l c- dimensiunea liniară a țintei.

Semnalele primite și zgomotul din canalele A și B se dovedesc a fi necorelate, iar suma tensiunilor de ieșire ale acestor canale este caracterizată de fluctuații de amplitudine mult mai mici în procesul de observare a unei ținte în mișcare complexe decât în ​​cazul primirii unui semnal. la o singură frecvență. Același efect de netezire a fluctuațiilor explică, de asemenea, posibilitatea de a suprima mai eficient reflexiile interferente de la suprafața pământului și obiectele locale. De exemplu, pentru radarele ATCR-22 și ATCR-44, domeniul de operare în modul cu frecvență dublă este cu 20-30% mai mare decât în ​​modul cu o singură frecvență. Fiabilitatea funcționării radarului atunci când se utilizează două canale cu distanță de frecvență este mai mare decât cea a unui radar cu un singur canal, datorită faptului că, dacă un canal eșuează sau este oprit, întreținere acest radar este capabil să-și îndeplinească funcțiile cu o deteriorare acceptabilă a anumitor indicatori (reduceri ale razei și disponibilității radarului).

O altă caracteristică importantă a radarului luat în considerare este utilizarea unui fascicul suplimentar al modelului antenei în plan vertical pentru a recepționa semnale reflectate de la ținte la unghiuri mari de elevație. În acest caz, zona de detectare a radarului în plan vertical este formată folosind două fascicule: fasciculul principal (inferior) atunci când alimentarea antenă principală funcționează în modurile de transmisie și recepție și un fascicul suplimentar (superior) când alimentarea antenă suplimentară este funcționează numai în modul de recepție. Utilizarea unui fascicul cu două fascicule pentru a primi semnale reflectate de la ținte implementează una dintre metodele de combatere a reflexiilor interferente de la suprafața pământului și obiectele locale. Suprimarea acestor reflexii se realizează prin însumarea greutății semnalelor primite de-a lungul fasciculului principal și suplimentar al fasciculului. Direcția de radiație maximă de-a lungul fasciculului superior este situată în plan vertical, de obicei cu 3 -5° mai sus decât de-a lungul celui inferior. Cu această metodă de a trata interferența, se obține o slăbire a semnalelor de la obiectele locale cu 15 -20 dB.

În unele tipuri de radare, zona de detecție în plan vertical se formează ținând cont de utilizarea prelucrării locale a semnalelor recepționate în sistemul SDC. Acest principiu de formare a unei zone de detectare folosind exemplul unui radar de rută este prezentat în Fig. 1.2. Întreaga zonă de detectare a intervalului este împărțită în patru secțiuni 1 -1V. Limitele zonelor sunt stabilite după un program strict în funcție de condițiile specifice de amplasare a radarului. În fig. 1.2 sunt marcate:

K 1 este limita superioară de utilizare a semnalelor de la fasciculul suplimentar 2 procesat în sistemul SDC (SDC suplimentar);

Orez. 1.2. K-principiul formării zonei - radar de cale: 1 - faza lungă; 2 - fascicul suplimentar

K 2 - limita superioară de utilizare a semnalelor de la faza lungă 1, procesate în sistemul SDC (Main SDC);

A este limita superioară pentru utilizarea semnalelor suplimentare de fascicul 2 neprocesate în sistemul SDC (Adițional A);

D max este raza maximă a radarului, care este limita superioară a utilizării semnalelor de fază lungă 1 neprocesate în sistemul SDC.

(de bază A), poziția limitelor K 1, K 2 și A este reglată în interval în limitele indicate în figură. Pentru secțiunea III este prevăzută utilizarea a două subprograme, determinate de ordinea limitelor date (impulsuri de comutare); K 1 - A - K 2 sau K 1 - K 2 -A. Acest principiu de formare a unei zone de detectare vă permite să:

· obțineți o detecție maximă în plan vertical pentru a suprima interferența de la obiectele locale din secțiunea inițială a intervalului 1;

· minimizați zona spațiului aerian în care este utilizată suma semnalelor principale. SDC +Adăugați. SDC, reducând astfel influența caracteristicilor de viteză ale sistemului SDC (secțiunea II);

· în prezența interferențelor de tip „înger” care nu este complet eliminată de sistemul SDC, se recomandă utilizarea semnalului unui fascicul suplimentar (secțiunea 111 la K 2<А).

Utilizarea combinată în radar a unui model de fascicul cu două fascicule pentru recepție și procesare locală a semnalului în sistemul SDC asigură o suprimare generală a interferenței de la obiectele locale cu 45 -56 dB în prezența unei scăderi duble între perioade în sistemul SDC iar cu 50 -55 dB în cazul scăderii triple.

Trebuie remarcat faptul că principiul considerat al formării unei zone de detectare poate fi utilizat atât în ​​modurile cu o singură frecvență, cât și în cele cu două frecvențe de funcționare a radarului cu separare a frecvenței.

Diferența dintre modul de frecvență dublă este că, atunci când se formează o zonă de detectare, sunt utilizate sumele semnalelor Principal A A + Principal B - A și Suplimentar a -A + Suplimentar b -A neprocesate în sistemul SDC, iar în SDC semnalele de sistem ale unui singur canal de frecvență (A, Fig. 1.1).

Este ușor de observat că metoda descrisă de formare a unei zone de detectare se bazează pe ideea de a controla structura și parametrii radarului în funcție de situația de interferență în condiții specifice de operare. În acest caz, controlul se efectuează conform unui program strict. După o analiză preliminară a situației de interferență și stabilirea limitelor K 1, K 2. Și între cele patru secțiuni ale zonei de detectare, structura radarului capătă o configurație fixă ​​și nu se modifică în timpul funcționării radarului.

Alte radare moderne folosesc o metodă mai flexibilă de formare a unei zone de detectare, care implementează ideea adaptării dinamice a radarului la mediul de bruiaj. Această metodă este utilizată, de exemplu, în radarele ATCR-22 și ATCR-44. În acest caz, întreaga zonă de detectare după rază este împărțită în două secțiuni egale (1 și 11). Secțiunea 1, care se caracterizează prin cea mai mare influență a interferențelor din partea obiectelor locale, este împărțită în elemente mai mici de-a lungul intervalului (16 elemente).Zona de vizualizare azimut egală cu 360° este, de asemenea, împărțită în sectoare elementare de 5,6° (64 sectoare) . Ca rezultat, întreaga zonă de vizualizare în plan orizontal în prima jumătate a razei maxime a radarului este împărțită în 16*64=1024 celule. Pe parcursul unui ciclu de lucru egal cu trei perioade de revizuire, se analizează situația interferenței și se generează o hartă curentă de interferență care conține informații despre nivelul de interferență din fiecare dintre cele 1024 de celule într-un dispozitiv special de stocare radar. Pe baza acestor informații, coeficienții de ponderare sunt selectați pentru a forma o sumă ponderată a semnalelor primite de-a lungul fasciculului principal și suplimentar al fasciculului, pentru fiecare dintre aceste celule separat. Ca urmare, zona de detectare a radarului în plan vertical capătă o configurație complexă: marginea inferioară a zonei de detectare în celule diferite are o pantă diferită (-0,5; 0,1; 0,5 sau 1°). În a doua jumătate a intervalului (secțiunea II), este utilizat doar semnalul primit de-a lungul fasciculului principal.

Comparând cele două metode luate în considerare de formare a unei zone de detectare radar, trebuie remarcat faptul că combinația de semnale de la fasciculul principal și suplimentar al fasciculului inferior în prima metodă se realizează la o frecvență video, iar în a doua metodă - la o frecventa inalta. În acest din urmă caz, operația de însumare a semnalelor se efectuează într-un dispozitiv special - primul din marginea inferioară a zonei de detectare (FNK, Fig. 1.1). În acest caz, pentru procesarea ulterioară a semnalului total, este utilizat un canal de recepție, inclusiv sistemul SDC. Prima metodă necesită două canale de recepție, ceea ce duce la echipamente mai complexe. În plus, cu a doua metodă, capacitățile sistemului SDC sunt utilizate mai pe deplin, deoarece în acest sistem sunt procesate semnalele ambelor canale de frecvență ale radarului și nu doar semnalul canalului principal, ca și în prima metodă. . Alături de avantajele enumerate, a doua metodă de formare a unei zone de detectare are un dezavantaj semnificativ care complică utilizarea sa pe scară largă:

însumarea semnalelor la frecvențe înalte necesită o precizie ridicată și stabilitate a formării acestor semnale. Încălcarea acestei cerințe în timpul funcționării radarului poate duce la o scădere a gradului de suprimare a interferenței de la obiectele locale datorită utilizării unui model de antenă cu două fascicule.

Să luăm în considerare principiul de funcționare a radarului, a cărui diagramă bloc este prezentată în Fig. 1.1. Acest radar funcționează în modul de vizualizare azimut complet, oferind detectarea țintelor aeriene și măsurarea intervalului de înclinare și a azimutului acestor ținte. Vizibilitatea generală se realizează datorită rotației mecanice a antenei radar, constând dintr-un reflector parabolic și două alimentare cu claxon - principal și suplimentar. O secvență periodică de impulsuri radio cu plicuri dreptunghiulare este utilizată ca semnal de sondare. În acest caz, măsurarea azimutului țintă este efectuată prin metoda amplitudinii, bazată pe utilizarea proprietăților direcționale ale antenei radar în plan orizontal, iar măsurarea intervalului se realizează prin metoda timpului prin măsurarea întârzierea semnalului reflectat de la țintă în raport cu momentul emiterii semnalului de sondare.

Să aruncăm o privire mai atentă asupra funcționării unui canal radar. Sistemul de sincronizare (SS) generează impulsuri de declanșare radar, care sunt alimentate la intrarea modulatorului M al dispozitivului de transmisie. Modulatorul M, sub influența impulsurilor de declanșare, produce impulsuri de modulare puternice care ajung la amplificatorul final (OA) al emițătorului radar, realizate conform circuitului „oscilator principal - amplificator de putere”. Un generator de radiofrecvență (RFG), stabilizat de un rezonator de cuarț, generează oscilații armonice continue cu o frecvență f a, care sunt amplificate în amplificatorul final și modulate în amplitudine de impulsurile modulatorului (M). Ca rezultat, la ieșirea amplificatorului operațional se formează o secvență de impulsuri radio puternice, coerente, cu o frecvență purtătoare f a și o anvelopă dreptunghiulară. Aceste impulsuri radio intră în dispozitivul antenei radar prin comutatorul antenei (AS) și unitatea de adăugare a puterii și separare a semnalului a BSRS și sunt emise de antenă în direcția țintei.

Impulsurile radio cu o frecvență purtătoare f a reflectată de la țintă, primite de-a lungul fasciculului principal al fasciculului inferior, prin unitățile BSRS, AP și RF cu zgomot redus sunt furnizate la una dintre intrările modelului de margine inferioară (FNK). Impulsurile radio cu aceeași frecvență fd, primite printr-un fascicul suplimentar al fasciculului inferior, sunt furnizate la a doua intrare a FNC printr-un bloc pentru separarea semnalelor BRS și URCH. La ieșirea FNC, ca urmare a însumării greutății semnalelor fasciculelor principale și suplimentare, se formează un semnal total, care este alimentat la intrarea receptorului radar. Semnalul de control, care determină alegerea coeficienților de greutate în timpul însumării, este furnizat la intrarea de control a FNC din sistemul digital de procesare a semnalului și adaptare radar. Dispozitivul de recepție efectuează conversia de frecvență, amplificarea și selectarea frecvenței semnalului într-un amplificator de frecvență intermediară și detectarea utilizând detectoare de amplitudine și fază. Semnalul video A de la ieșirea detectorului de amplitudine este alimentat în continuare în sistemul de procesare digitală, ocolind sistemul SDC, iar semnalul video SDC de la ieșirea detectorului de fază este alimentat la intrarea sistemului SDC, care face parte din sistemul digital de procesare a semnalului. Semnalele cu frecvențele de referință f a1 și f a2 necesare funcționării convertizorului de frecvență și a detectorului de fază al receptorului sunt generate de un generator de frecvență principal comun. Datorită acestui lucru, în acest radar este implementată o metodă SDC cu adevărat coerentă.

Pe lângă procesele principale descrise mai sus care apar în partea analogică a radarului, există o serie de procese auxiliare care asigură funcționarea normală a radarului. Acestea includ, de exemplu, diferite tipuri de ajustări automate a câștigului receptorului:

· control temporar automat al câștigului,

controlul automat al câștigului de zgomot,

· controlul automat pas cu pas al câștigului amplificatorului folosind un circuit adaptiv de atenuare a zgomotului.

Ajustările de mai sus, excluzând SHARA, asigură compresia intervalului dinamic al semnalului radar recepționat și coordonarea acestuia cu domeniul dinamic al sistemului de procesare și adaptare a semnalului digital. Cu ajutorul SHARU se asigura stabilizarea nivelului de zgomot la iesirea receptorului radar.

Sistemul de alimentare cu antenă radar oferă:

· dispozitive pentru reglarea lină a polarizării vibrațiilor emise,

· contoare de putere transmisă, frecvență și forma semnalului de sondare.

În radarele pseudo-coerente care folosesc dispozitive de transmisie realizate pe un magnetron, receptorul include și un sistem de reglare automată a frecvenței magnetronului. Acest sistem servește la reglarea frecvenței magnetronului și la fazarea oscilatorului local coerent, care generează oscilații de referință pentru sistemul SDC.

În radarul considerat cu adevărat coerent, pentru a asigura o diferență de frecvență constantă f aȘi f b două canale de frecvență, se folosește un generator special de deplasare a frecvenței, cu ajutorul căruia, sub influența oscilațiilor intervalului de frecvență al canalului A (vezi Fig. 1.1), în canalul B se generează oscilații cu frecvențe. f bȘi f b1, deplasat în raport cu frecvențele f aȘi f a1.

Partea digitală a radarului începe cu intrarea sistemului digital de procesare a semnalului și de adaptare a radarului. Principalele funcții ale acestui sistem sunt:

· curățarea semnalului primit de diverse tipuri de interferențe,

· selectarea informațiilor utile pentru a asigura caracteristicile tactice și tehnice specificate ale radarului,

· analiza situației actuale de interferență,

· controlul automat al modurilor de funcționare și al parametrilor radar (funcție de adaptare).

Semnalele video de intrare A, SDC și Meteo care provin de la ieșirea receptorului sunt convertite în formă digitală folosind convertoare analog-digitale. În acest caz, se efectuează eșantionarea în timp și cuantificarea pe mai multe niveluri prin amplitudinea acestor semnale.

Prima funcție a sistemului de procesare este implementată folosind următoarele dispozitive digitale:

· dispozitive de scădere interperioade (duble sau triple) ale sistemului SDC;

· corelator video pentru suprimarea interferențelor asincrone și a semnalelor reflectate din perioada anterioară de sondare;

· Dispozitive LOG-MPV-AntiLOG pentru izolarea unui semnal util pe fondul interferenței de la ținte extinse în rază și azimut (în special, interferențe din formațiunile meteorologice);

· dispozitive de extragere a semnalului pentru obținerea de informații despre contururile formațiunilor meteorologice.

La îndeplinirea celei de-a doua funcție a sistemului de procesare, sunt utilizate următoarele dispozitive:

· dispozitiv de sectorizare pentru împărțirea zonei de vizualizare în celule și distribuirea memoriei sistemului;

· cartografiere a interferențelor pentru generarea unei hărți dinamice a interferențelor;

· analizoare de parametri ai semnalelor recepţionate, cu ajutorul cărora se realizează analiza situaţiei curente de interferenţă (analizatoare ale nivelului semnalului pe calea de frecvenţă intermediară, frecvenţa alarmelor false, parametrii semnalelor din formaţiunile meteorologice etc.) ;

· dispozitive de memorie cu acces aleatoriu pentru stocarea informațiilor despre situația curentă de interferență;

· dispozitive de comandă pentru generarea semnalelor de control pentru modurile de funcționare și parametrii radar, care determină:

· selectarea coeficienților de ponderare pentru FNC,

· selectarea modului A sau SDC,

· activați sau dezactivați dispozitivul LOG-MPV-AntiLOG,

· reglarea pragului de detectare la stabilizarea nivelului alarmelor false,

· alți parametri de procesare a semnalului pentru fiecare secțiune sau celulă a zonei de vizualizare separat.

Dispozitivul S (vezi Fig. 1.1) combină semnalele a două canale de frecvență ale radarului. De la ieșirea acestui dispozitiv, două semnale combinate sunt transmise către APOI: semnalul A (sau SDC) și semnalul Meteo. În radarele care nu conțin propriul APOI, aceste semnale sunt convertite folosind convertoare digital-analogic în formă analogică și transmise la intrările APOI interfațate cu radarul, indicatorul de control (CI) și linia de comunicație în bandă largă SLS. Acesta din urmă asigură transmiterea informațiilor radar în formă brută, adică ocolirea APOI, către echipamentul de afișare al unui sistem ATC manual.

Echipamentul primar de procesare a informațiilor este de obicei un echipament universal interfațat cu diferite tipuri de radare. Acest echipament efectuează operațiunile de detectare a semnalelor de la țintele aeriene și măsurarea coordonatele acestora, precum și combinarea informațiilor de la radarul primar cu informațiile de la radarul secundar. De la ieșirea APOI, informațiile radar sunt transmise digital către centrul de control al traficului aerian folosind echipamente de transmisie de date ADF în bandă îngustă. În plus, aceleași informații sunt trimise la indicatorul de control CI al radarului primar. Pentru sincronizarea echipamentelor APOI, CI și de afișare conectate prin ShLS se folosesc semnale generate de sistemul de sincronizare CC, precum și semnalul direcției azimutale curente a fundului radarului primar, provenit de la sistemul antenă-alimentator. În APOI-uri universale, de obicei este prevăzut un sincronizator autonom, care permite procesarea și emiterea semnalelor într-un ritm optim, indiferent de modurile de funcționare în timp ale radarului primar și secundar. În acest scop, la intrarea APOI sunt prevăzute dispozitive de stocare tampon, controlate prin impulsuri de ceas și semnale de informare unghiulară ale radarelor menționate. Prelucrarea ulterioară în APOI este efectuată folosind semnale de control generate de un sincronizator APOI autonom.

O caracteristică importantă a potențialului radar luat în considerare este utilizarea unui sistem automat de control încorporat (AVC), care oferă controlul toleranței pentru controlul analogic și de testare al dispozitivelor și sistemelor radar digitale.

Din punct de vedere structural, radarul este realizat din unități de asamblare separate - module, care, atunci când sunt asamblate în anumite combinații, pot produce mai multe opțiuni radar care diferă ca rază, fiabilitate și cost. Acest lucru realizează utilizarea rațională a echipamentelor radar, ținând cont de condițiile specifice de aplicare.

Calea de transmisie a oricărui radar constă dintr-un dispozitiv de transmisie, un sistem de alimentare și o antenă. Dispozitivul de transmisie radio este conceput pentru a genera semnale sonore prin conversia energiei surselor de energie în energia oscilațiilor de înaltă frecvență (HF) și controlând parametrii acestor oscilații. Pentru a face acest lucru, dispozitivul de transmisie include de obicei o sursă de alimentare, un modulator (dispozitiv de control) și un generator.

Sursa de alimentare furnizează energie sub formă de curent alternativ sau continuu. În al doilea caz, sursa de alimentare este realizată sub forma unui redresor de înaltă tensiune. Ambele tipuri de surse și-au găsit aplicație în radarele aeropurtate.

Modulatorul controlează parametrii anvelopei semnalului RF.

Generatorul produce un semnal RF puternic, ai cărui parametri sunt determinați de semnalele de control ale modulatorului.

Prima grupă este cu radiație continuă (fără modulare și cu modulare a oscilațiilor emise în amplitudine, frecvență și fază). Astfel de dispozitive de transmisie sunt utilizate în sistemele radar de bord concepute pentru a determina viteza la sol și unghiul de derive a unei aeronave (pe baza modificărilor de frecvență Doppler), difuzarea informațiilor radar etc.

Al doilea grup este emițătoarele care funcționează într-un mod de radiație pulsată cu o durată a impulsurilor RF de la fracțiuni de microsecundă la sute de milisecunde și un ciclu de lucru de la unități la sute de mii. Astfel de dispozitive de transmisie pot utiliza modularea în amplitudine, frecvență și fază a oscilațiilor RF atât într-un singur impuls, cât și într-o secvență de impulsuri. În plus, pot fi utilizate tipuri specifice de modulație (durata impulsului, codul impulsului etc.).

Schema bloc a unui transmițător cu un generator cu o singură treaptă

Articolul discută principiul de funcționare și diagrama structurală generală a radarului unei nave. Funcționarea stațiilor radar (radare) se bazează pe utilizarea fenomenului de reflectare a undelor radio de la diferite obstacole situate pe calea propagării lor, adică în radar, fenomenul de ecou este utilizat pentru a determina poziția obiectelor. În acest scop, radarul are un transmițător, un receptor, un dispozitiv special antenă-ghid de undă și un indicator cu ecran pentru observarea vizuală a semnalelor de eco. Astfel, funcționarea unei stații radar poate fi reprezentată astfel: emițătorul radar generează oscilații de înaltă frecvență de o anumită formă, care sunt trimise în spațiu într-un fascicul îngust care se rotește continuu de-a lungul orizontului. Vibrațiile reflectate de la orice obiect sub forma unui semnal de ecou sunt recepționate de receptor și afișate pe ecranul indicator, în timp ce este posibil să se determine imediat pe ecran direcția (lagărul) către obiect și distanța acestuia față de navă.
Orientarea către un obiect este determinată de direcția unui fascicul radar îngust, care cade în prezent pe obiect și este reflectat de acesta.
Distanța până la obiect poate fi obținută prin măsurarea unor intervale scurte de timp între transmiterea impulsului de sondare și momentul recepționării impulsului reflectat, cu condiția ca impulsurile radio să se propagă cu o viteză c = 3 X 108 m/sec. Radarele navei au indicatori complet (PSI), pe ecranul cărora se formează o imagine a mediului de navigație din jurul navei.
Radarele de coastă instalate în porturi, pe abordările acestora și pe canale sau pe drumuri complexe sunt utilizate pe scară largă. Cu ajutorul lor, a devenit posibilă aducerea navelor în port, controlul mișcării navelor de-a lungul drumului, canalizarea în condiții de vizibilitate slabă, în urma căreia timpul de nefuncționare al navelor este redus semnificativ. Aceste stații din unele porturi sunt suplimentate cu echipamente speciale de transmisie de televiziune, care transmit imagini de pe ecranul stației radar către navele care se apropie de port. Imaginile transmise sunt recepționate pe navă de către un receptor de televiziune convențional, ceea ce facilitează foarte mult sarcina de a intra în port în port cu vizibilitate slabă pentru navigator.
Radarele de coastă (porturi) pot fi folosite și de către dispeceratul portuar pentru a monitoriza mișcarea navelor situate în apele portuare sau pe abordările de acesta.
Să luăm în considerare principiul de funcționare a radarului unei nave cu un indicator de vizibilitate general. Să folosim o diagramă bloc simplificată a unui radar pentru a explica funcționarea acestuia (Fig. 1).
Impulsul de declanșare generat de generatorul SI lansează (sincronizează) toate unitățile radar.
Când impulsurile de declanșare ajung la transmițător, modulatorul (Mod) generează un impuls dreptunghiular cu o durată de câteva zecimi de microsecunde, care este alimentat generatorului de magnetron (MG).

Magnetronul generează un impuls de sondare cu o putere de 70-80 kW, lungime de undă 1 = 3,2 cm, frecvență /s = 9400 MHz. Impulsul de magnetron este furnizat antenei printr-un comutator de antenă (AS) printr-un ghid de undă special și radiat în spațiu într-un fascicul îngust direcționat. Lățimea fasciculului în plan orizontal este de 1-2°, iar în plan vertical de aproximativ 20°. Antena, care se rotește în jurul unei axe verticale cu o viteză de 12-30 rpm, iradiază întreg spațiul din jurul vasului.
Semnalele reflectate sunt recepționate de aceeași antenă, astfel încât AP-ul conectează alternativ antena mai întâi la transmițător și apoi la receptor. Impulsul reflectat este transmis printr-un comutator de antenă la un mixer la care este conectat un oscilator klystron (KG). Acesta din urmă generează oscilații de putere redusă cu o frecvență f Г=946 0 MHz.
În mixer, ca urmare a adăugării de oscilații, este eliberată o frecvență intermediară fPR=fГ-fС=60 MHz, care apoi merge la un amplificator de frecvență intermediară (IFA), care amplifică impulsurile reflectate. Folosind un detector situat la ieșirea amplificatorului, impulsurile amplificate sunt convertite în impulsuri video, care sunt alimentate printr-un mixer video (VS) către un amplificator video. Aici ele sunt amplificate și trimise la catodul unui tub catodic (CRT).
Un tub cu raze catodice este un tub cu vid special conceput (vezi Fig. 1).
Este alcătuit din trei părți principale: un pistol cu ​​electroni cu un dispozitiv de focalizare, un sistem magnetic de deviere și un bec de sticlă cu un ecran care are o proprietate de luminozitate.
Tunul de electroni 1-2 și dispozitivul de focalizare 4 formează un fascicul de electroni dens, bine focalizat, iar sistemul de deviere 5 servește la controlul acestui fascicul de electroni.
După ce trece prin sistemul de deviere, fasciculul de electroni lovește ecranul 8, care este acoperit cu o substanță specială care are capacitatea de a străluci atunci când este bombardat cu electroni. Partea interioară a părții late a tubului este acoperită cu un strat conductor special (grafit). Acest strat este anodul principal al tubului 7 și are un contact căruia i se aplică o tensiune pozitivă ridicată. Anodul 3 este un electrod de accelerare.
Luminozitatea punctului luminos de pe ecranul CRT este reglată prin schimbarea tensiunii negative pe electrodul de control 2 folosind potențiometrul „Luminozitate”. În stare normală, tubul este blocat cu tensiune negativă la electrodul de control 2.
Imaginea mediului înconjurător pe ecranul indicatorului de vizualizare generală se obține după cum urmează.
Concomitent cu începerea radiației de către emițătorul de impuls al sondei, este pornit un generator de baleiaj, format dintr-un multivibrator (MB) și un generator de curent dinți de ferăstrău (RCG), care generează impulsuri dinți de ferăstrău. Aceste impulsuri sunt alimentate către sistemul de deflectare 5, care are un mecanism de rotație care este conectat la sincronizatorul de recepție 6.
În același timp, un impuls dreptunghiular de tensiune pozitivă este aplicat pentru a controla electrodul 2 și îl deblochează. Odată cu apariția unui curent în creștere (dinți de ferăstrău) în sistemul de deviere a CRT, fasciculul de electroni începe să devieze ușor de la centru la marginea tubului și pe ecran apare o rază de scanare luminoasă. Mișcarea radială a fasciculului pe ecran este foarte puțin vizibilă. În momentul în care sosește semnalul reflectat, potențialul dintre rețea și catodul de control crește, tubul este deblocat și un punct corespunzător poziției curente a fasciculului care efectuează mișcare radială începe să strălucească pe ecran. Distanța de la centrul ecranului până la punctul luminos va fi proporțională cu distanța până la obiect. Sistemul de deviere are o mișcare de rotație.
Mecanismul de rotație al sistemului de deviere este conectat prin transmisie sincronă la senzorul sincron al antenei 9, astfel încât bobina de deviere se rotește în jurul gâtului CRT sincron și în fază cu antena 12. Ca urmare, apare o rază de scanare rotativă. pe ecranul CRT.
Când antena este rotită, linia de scanare se rotește și noi zone încep să se lumineze pe ecranul indicator, corespunzătoare impulsurilor reflectate de diverse obiecte situate la diferiți lagăre. Pentru o rotație completă a antenei, întreaga suprafață a ecranului CRT este acoperită cu multe linii de scanare radiale, care sunt iluminate numai dacă există obiecte reflectorizante pe rulmenții corespunzători. Astfel, pe ecranul tubului este reprodusă o imagine completă a situației din jurul navei.
Pentru măsurarea aproximativă a distanțelor față de diferite obiecte, pe ecranul CRT sunt aplicate inele de scară (cercuri cu interval fix) folosind iluminarea electronică generată în unitatea PCD. Pentru a măsura cu mai multă acuratețe distanța, radarul folosește un dispozitiv special de telemetru cu așa-numitul cerc de rază în mișcare (MRC).
Pentru a măsura distanța până la orice țintă de pe ecranul CRT, este necesar să rotiți mânerul telemetrului, să aliniați PCD-ul cu marcajul țintei și să luați o citire în mile și zecimi de la un contor conectat mecanic la mânerul telemetrului.
Pe lângă semnalele de eco și inelele de distanță, marcajul de direcție 10 este iluminat pe ecranul CRT (vezi Fig. 1). Acest lucru se realizează prin aplicarea unui impuls pozitiv la grila de control CRT în momentul în care radiația maximă de la antenă trece într-o direcție care coincide cu planul liniei centrale a navei.
Imaginea de pe ecranul CRT poate fi orientată în raport cu DP-ul navei (stabilizare a direcției) sau în raport cu meridianul adevărat (stabilizare la nord). În acest din urmă caz, sistemul de deviere al tubului are și o legătură sincronă cu girocompasul.

6.1. PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE AL UNUI TRANSMITĂTOR DE IMPULS

Emițătorul, care face parte dintr-un radar de navigație în impulsuri, este conceput pentru a genera impulsuri puternice pe termen scurt de oscilații electrice de ultra-înaltă frecvență (micunde) cu o frecvență strict definită, specificată de un circuit de sincronizare.

Emițătorul radar conține un generator de frecvență ultra-înaltă (UHF), un submodulator, un modulator și o sursă de energie. Schema bloc a emițătorului radar este prezentată în Fig. 6.1.

Submodulator– generează impulsuri de o anumită durată și amplitudine.

modulator de impulsuri - conceput pentru a controla oscilațiile unui generator de microunde. Modulatorul produce impulsuri video de înaltă tensiune, care sunt alimentate la intrarea unui magnetron, care generează impulsuri radio cu microunde de o durată dată. Principiul de funcționare al modulatorilor de impulsuri se bazează pe acumularea lentă a rezervelor de energie într-un dispozitiv special de stocare a energiei în intervalul de timp dintre impulsuri și eliberarea ulterioară rapidă a energiei la sarcina modulatorului, adică. generator de magnetron, într-un timp egal cu durata impulsului.

Magnetronii și generatoarele de microunde cu semiconductori (diode Gunn) sunt utilizate ca MSHF.

Schema bloc a modulatorului de impuls este prezentată în Fig. 6.2.

Când dispozitivul de comutare este deschis, dispozitivul de stocare este încărcat de la o sursă de tensiune constantă printr-un limitator (rezistor), care protejează sursa de alimentare de suprasarcină. Când dispozitivul este închis, dispozitivul de stocare este descărcat la sarcină (magnetron) și se creează un impuls de tensiune de o durată și amplitudine date la bornele sale anod-catod.

O capacitate sub forma unui condensator sau deschisă la capătul unei linii lungi (artificiale) poate fi folosită ca dispozitiv de stocare. Dispozitive de comutare - tub de vid (pentru radarele lansate anterior), tiristor, inductanță neliniară.

Cel mai simplu este circuitul modulator cu un condensator de stocare. Circuitul unui astfel de modulator conține ca dispozitiv de stocare a energiei: un condensator de stocare, ca dispozitiv de comutare: o lampă de comutare (modulator sau descărcare), precum și un rezistor limitator și un generator de magnetron. În starea inițială, lampa cu descărcare este blocată cu tensiune negativă pe rețeaua de control (circuitul este rupt), condensatorul de stocare este încărcat.

Când un impuls de tensiune dreptunghiular de polaritate pozitivă cu o durată de t Și lampa cu descărcare este deblocată (circuitul este închis) și condensatorul de stocare este descărcat în magnetron. Un impuls de tensiune de modulare este creat la bornele anod-catod ale magnetronului, sub influența căruia magnetronul generează impulsuri de oscilație cu microunde.

Tensiunea de pe magnetron va fi atâta timp cât există o tensiune pozitivă pe grila de control a lămpii cu descărcare. În consecință, durata impulsurilor radio depinde de durata impulsurilor de control.

Un modulator de impulsuri cu un condensator de stocare are un dezavantaj semnificativ. Pe măsură ce încărcarea condensatorului este consumată la generarea unui impuls radio, tensiunea de pe acesta scade rapid și, odată cu aceasta, puterea oscilațiilor de înaltă frecvență. Ca rezultat, se generează un puls radio cu margini ascuțite cu o dezintegrare ușoară. Este mult mai profitabil să lucrezi cu impulsuri dreptunghiulare, a căror putere rămâne aproximativ constantă pe durata lor. Impulsurile dreptunghiulare vor fi generate de generatorul descris dacă condensatorul de stocare este înlocuit cu o linie lungă artificială deschisă la capătul liber. Impedanța caracteristică a liniei trebuie să fie egală cu rezistența oscilatorului RF de pe partea bornelor de putere, i.e. raportul dintre tensiunea anodului său și curentul anodic

6.2. MODULATORI LINEARI SI MAGNETICI

În practică, modulatoarele cu energie de stocare, numite modulatori liniari. Schema de circuit a unui astfel de modulator (Fig. 6.3) include: diodă de încărcare V1, bobină inductor de încărcare L1, linie acumulativă L.C., transformator de impulsuri T, tiristor V2, circuit de încărcare C1,R1.

Când tiristorul este blocat, linia este încărcată V1, L1 la tensiune E. În același timp, condensatorul este încărcat C1 printr-un rezistor R1.

Când un impuls de declanșare este aplicat tiristorului ( ZI) polaritate pozitivă, tiristorul este deblocat, curentul de descărcare care trece prin acesta reduce rezistența tiristorului, iar linia de stocare este descărcată în înfășurarea primară a transformatorului de impulsuri. Un impuls de tensiune modulator scos din înfășurarea secundară este alimentat magnetronului. Durata impulsului generat depinde de parametri L.C. linii:

În practică, dispozitivele de comutare sub formă de bobine de inductanță neliniară, care sunt numite modulatoare de impulsuri magnetice. Bobina de inductanță neliniară are un miez dintr-un material feromagnetic special cu pierderi minime. Se știe că, dacă un astfel de miez este saturat, atunci permeabilitatea sa magnetică este scăzută, iar reactanța inductivă a unei astfel de bobine este minimă. Dimpotrivă, în stare nesaturată, permeabilitatea magnetică a miezului este mai mare, crește inductanța bobinei, iar reactanța inductivă crește.

Pe lângă elementele utilizate în circuitul modulator liniar, circuitul modulator magnetic (Fig. 6.4) conține o bobină de inductanță neliniară (choke) L1, condensator de stocare C1, transformator neliniar T1, condensator de stocare C2și transformator de impulsuri T2.

Când tiristorul este oprit, condensatorul este încărcat C1 de la sursa de tensiune Eși miezul clapetei de accelerație L1 magnetizat până la saturare. Când tiristorul este deblocat, condensatorul C1 descărcat pe înfăşurarea primară a transformatorului T1. Tensiunea indusă în înfășurarea secundară încarcă condensatorul C2. Până la sfârșitul încărcării miezul T1 este saturat, iar condensatorul C2 descărcat pe înfășurarea primară a transformatorului de impulsuri.

Durata impulsului modulator este determinată de timpul de descărcare al condensatorului C2.În cazurile necesare, cu durate de impuls care depășesc 0,1 μs, în practică, în locul unui condensator C2 include linia de formare. Apoi, durata impulsurilor de modulare va fi determinată de parametrii de linie în mod similar cu circuitul unui modulator liniar.

6.3. SUB-MODULATOR CASCADE

Funcționarea unei lămpi cu descărcare (modulator) într-un circuit cu un condensator de stocare este controlată de un circuit submodulator special, care include un amplificator de impuls de declanșare; primul oscilator de blocare de așteptare care funcționează în modul de divizare a ratei de repetiție a impulsurilor; al doilea generator de blocare, care generează impulsuri de tensiune de control cu ​​durată și amplitudine fixă, care controlează funcționarea lămpii cu descărcare. Acest circuit submodulator asigură că transmițătorul funcționează cu rate de repetiție diferite și durate diferite ale impulsurilor de sondare.

Funcționarea modulatoarelor liniare și magnetice, în care tiristoarele sunt utilizate ca element de control, este controlată de un oscilator principal, care include de obicei un amplificator de impuls de declanșare, un generator de blocare în așteptare și un emițător urmăritor care potrivește circuitul de intrare tiristor cu blocarea. ieșirea generatorului.

Orez. 6.5. Circuit submodulator radar oceanic

În fig. Figura 6.5 prezintă o diagramă schematică a submodulatorului radar Ocean, care, în ciuda elementelor de bază învechite, este încă în funcțiune.

Acest circuit are patru etape:

Amplificator de declanșare (jumătatea stângă a lămpii L1 tip 6N1P),

Oscilator de blocare în așteptare (jumătatea dreaptă a lămpii L1),

L2 tip TGI1-35/3,

Etapa de ieșire Thyratron L3 tip TGI1-35/3.

În funcție de durata impulsurilor de modulare (0,1 sau 1 μs), tiratronul funcționează L2 sau tiratron L3. În primul caz, încărcarea liniei de stocare 1 apare prin rezistența la încărcare R1.În al doilea caz, linia acumulativă 2 încărcat prin rezistență R2.

Sarcina treptelor de ieșire este rezistențele R3Și R4, conectat în paralel cu circuitul catodic al tiratronilor L1Și L2. Când liniile de stocare sunt descărcate, pe aceste rezistențe este creat un impuls de tensiune de o durată dată cu o amplitudine de 1250 V.

Un oscilator de blocare este utilizat ca treaptă de submodulator al modulatorului. Pentru a obține o rezistență scăzută de ieșire, oscilatorul de blocare are un adept de catod la ieșire.

6.4. CARACTERISTICI ALE GENERATOARELOR DE MAGNETRON

Un magnetron este un dispozitiv electrovacuum cu doi electrozi cu control electromagnetic. În intervalul de lungimi de undă centimetrice, sunt utilizați magnetroni cu mai multe cavități. Structura unui astfel de magnetron este prezentată în Fig. 6.6.

11 10

Orez. 6.6. Design cu magnetron Fig. 6.7. Magnetron stivuit

Baza designului magnetronului este blocul anod 1 sub forma unui cilindru masiv de cupru, în care un număr par de caneluri sunt prelucrate în jurul circumferinței, reprezentând rezonatoare cilindrice 2.

Un catod cilindric încălzit cu oxid este situat în centrul blocului 10 , având un diametru semnificativ pentru a obține un curent de emisie suficient. Rezonatoarele comunică cu cavitatea internă a magnetronului, numită spațiu de interacțiune, folosind caneluri dreptunghiulare 9. Catodul este fixat în interiorul magnetronului folosind suporturi 12 , care servesc simultan ca ieșiri de curent 11. Suporturile trec prin joncțiuni de sticlă în tuburi cilindrice montate pe o flanșă. Îngroșările de pe flanșă acționează ca un șoc de înaltă frecvență, împiedicând energia de înaltă frecvență să scape prin bornele filamentului. Există discuri de protecție pe ambele părți ale catodului 4 , prevenind scurgerea electronilor din spațiul de interacțiune în regiunile de capăt ale magnetronului. Există mănunchiuri de conductori pe partea de capăt a blocului anodic 3 , conectând segmentele blocului anodic.

Pentru a răci magnetronul, există aripioare pe suprafața sa exterioară, suflate de un ventilator. Pentru ușurința răcirii, siguranța întreținerii și îndepărtarea ușoară a energiei de înaltă frecvență, blocul anodic este împământat, iar catodului sunt aplicate impulsuri de înaltă tensiune cu polaritate negativă.

Câmpul magnetic din magnetron este creat de magneți permanenți din aliaje speciale care creează un câmp magnetic puternic.

Magnetronul este conectat la sarcina externă printr-o buclă de sârmă de cupru 8 , care este lipit la un capăt de peretele unuia dintre rezonatoare, iar celălalt este conectat la firul intern 7 linie coaxială scurtă care trece prin joncțiunea de sticlă 6 în ghidul de undă 5 . Oscilațiile de frecvență ultraînaltă în magnetron sunt excitate de un flux de electroni controlat de câmpuri electrice și magnetice constante direcționate reciproc perpendicular unul pe celălalt.

Radarele generatoare de magnetron folosesc magneți permanenți din aliaje cu coercivitate ridicată. Există două modele de sisteme magnetice: sisteme magnetice externe și sisteme magnetice „stivă”. Sistemul magnetic extern este o structură staționară, cu un magnetron instalat între piesele polare.

În radarele de navigație ale navelor, magnetronele stivuite au devenit larg răspândite, în care sistemul magnetic este o parte integrantă a designului magnetronului în sine. Pentru magnetronii stivuiți, piesele polare intră de la capete în magnetron (Fig. 6.7). Acest lucru reduce spațiul de aer dintre poli și, în consecință, rezistența circuitului magnetic, ceea ce face posibilă reducerea dimensiunii și greutății circuitului magnetic. Circuitele generatoarelor de magnetron sunt prezentate în Fig. 6,8, a; 6.8, b.

Circuitul generator de magnetron include: un magnetron, un transformator de filament și un sistem de răcire pentru blocul anodic al magnetronului. Circuitul generator de magnetron conține trei circuite: cuptor cu microunde, anod și filament. Curenții de microunde circulă în sistemul de rezonanță cu magnetron și în sarcina externă asociată acestuia. Curentul anodic pulsat curge de la borna pozitivă a modulatorului prin anod - catodul magnetronului la borna negativă. Este definit de expresie

	A)

Orez. 6.8. Circuite generatoare de magnetron

Unde IN ABSENTA - valoarea medie a curentului anodic, A;

F I – frecvență secvențe de impulsuri, imp/s;

τ I – durata pulsului, s;

α – factor de formă a impulsului (pentru dreptunghiular impulsuri este egală cu unu).

Circuitul de filament este format din înfășurarea secundară a transformatorului de filament Tr si filamente de incalzire catodica. În mod obișnuit, tensiunea filamentului de magnetron este de 6,3 V, dar datorită faptului că catodul funcționează în modul de bombardament electronic îmbunătățit, tensiunea de alimentare completă a filamentului de încălzire este necesară doar pentru a încălzi catodul înainte de a aplica tensiune înaltă la anodul magnetron. . Când tensiunea mare a anodului este pornită, tensiunea filamentului este de obicei redusă automat la 4 V folosind un rezistor R, conectat la înfășurarea primară a unui transformator cu filament. În circuit (Fig. 6.8a), un impuls de tensiune modulator de polaritate negativă de la ieșirea modulatorului este aplicat catodulului magnetronului.

Înfășurarea secundară a transformatorului de filament în raport cu carcasa generatorului este sub tensiune înaltă. În mod similar, în circuit (Fig. 6.8, b) un capăt al înfășurării secundare a transformatorului de impulsuri ITr conectat la carcasă, iar celălalt capăt la borna înfășurării secundare a transformatorului incandescent. Prin urmare, izolația dintre înfășurarea secundară a transformatorului de filament și carcasă, precum și între înfășurări, trebuie să fie proiectată pentru tensiunea anodică completă a magnetronului. Pentru a nu provoca o distorsiune vizibilă a formei impulsurilor modulante, capacitatea înfășurării secundare a transformatorului de filament ar trebui să fie cât mai mică posibil (nu mai mult de câteva zeci de picofaradi).

6.5. DISPOZITIV DE TRANSMITERE radar "NAYADA-5"

Emițătorul radar Nayada-5 face parte din dispozitivul P-3 (transceiver) și este destinat pentru:

formarea și generarea de impulsuri de sondare la microunde;

asigurarea funcționării sincrone și în fază în timp a tuturor blocurilor și nodurilor indicatorului, transceiver-ului și dispozitivului de antenă.

În fig. Figura 6.9 prezintă o diagramă bloc a dispozitivului de transmisie al transceiver-ului radar Nayada-5.

Dispozitivul de transmisie include: unitate de frecvență ultra-înaltă; modulator transmițător; filtru modulator; generator de impulsuri de ceas; dispozitive redresoare care asigură alimentarea blocurilor și circuitelor dispozitivului P – 3.

Schema bloc a transceiver-ului radar Nayada-5 include:

Calea de generare a semnalului de stabilizare, concepute pentru a genera impulsuri de sincronizare secundare care intră în indicator, precum și pentru a fi lansate prin unitatea de stabilizare automată a controlului modulatorului emițătorului. Cu ajutorul acestor impulsuri de sincronizare se asigură sincronizarea impulsurilor de palpare cu începerea scanării pe indicatorul CRT.

Calea de generare a impulsului de sondare, conceput pentru a genera impulsuri cu microunde și a le transmite de-a lungul unui ghid de undă către un dispozitiv de antenă. Acest lucru are loc după ce modulatorul de tensiune generează modularea impulsului generatorului de microunde, precum și impulsurile de control și sincronizare ale blocurilor și nodurilor de împerechere.

Calea de generare a semnalului video, conceput pentru a converti impulsurile de microunde reflectate în impulsuri de frecvență intermediară folosind un oscilator local și mixere, formând și amplificând un semnal video, care apoi intră în indicator. Un ghid de undă comun este utilizat pentru a transmite impulsuri de sondare către dispozitivul de antenă și impulsuri reflectate către calea de generare a semnalului video.

Calea de configurare a controlului și a puterii, conceput pentru a genera tensiuni de alimentare pentru toate blocurile și circuitele dispozitivului, precum și pentru a monitoriza performanța surselor de alimentare, a blocurilor funcționale și a componentelor stației, magnetron, oscilator local, eclator etc.

6.6. CARACTERISTICI DE PROIECTARE ALE TRANSMITĂTOARELOR

Din punct de vedere structural, emițătoarele radar împreună cu dispozitivul de recepție pot fi amplasate într-un dispozitiv izolat separat, care se numește transceiver, deci în unitatea de antenă.

În fig. Figura 6.10 arată aspectul transceiver-urilor stației radar automatizate moderne cu unul și două canale „Ryad” (lungime de undă de 3,2 și 10 cm), care se află într-un dispozitiv separat. Principalele caracteristici tehnice sunt prezentate în Tabelul 6.1.

Transceiverele din gama de 3 cm (P3220 R) cu o putere de impuls de 20 kW sau mai mult sunt construite pe baza de magnetroni cu catod de câmp neîncălzit. Acești magnetroni au un timp de funcționare fără defecțiuni în condiții de funcționare de peste 10.000 de ore, oferă o pregătire instantanee pentru funcționare și simplifică semnificativ transmițătorul.

Orez. 6.10. Transceiver ale radarului automat „Ryad”

Introducerea pe scară largă a microelectronicii în radarele moderne de navigație a navelor, în primul rând dispozitive cu microunde și microprocesoare cu stare solidă, a făcut posibilă, în combinație cu metode moderne de procesare a semnalului, obținerea de dispozitive de transmisie și recepție compacte, fiabile, economice și ușor de utilizat. . Pentru a elimina utilizarea dispozitivelor voluminoase de ghidare de undă și pentru a elimina pierderile de putere la transmiterea și primirea semnalelor reflectate în ghidurile de undă, emițătorul și receptorul sunt amplasate structural în unitatea de antenă sub forma unui modul separat, care este uneori numit scaner(vezi Fig. 7.23). Acest lucru asigură îndepărtarea rapidă a modulului transceiver, precum și reparații folosind metoda de înlocuire agregată. Pornirea și oprirea pentru aceste tipuri de transceiver se face de la distanță.

În fig. În figura 6.11 este prezentat dispozitivul antenă-emițător-receptor al radarului de coastă (BRLS) „Baltika-B”, realizat sub formă de monobloc. Radarul Baltika-B este utilizat ca radar de coastă în sistemele de control al traficului navelor (VTCS), precum și în apele portuare, canale de apropiere și canale de navigație.

Antena radar si transceiver Baltika

standby fierbinte

Mai multe detalii despre radarele moderne sunt descrise în capitolul 11 ​​al manualului.