Hem › Råd › Radarstationer och luftförsvarssystem i Ryssland. Radarstationer: historia och grundläggande funktionsprinciper Elektriska kretsscheman för transceivrar för flygplansradar

Radarstationer och luftförsvarssystem i Ryssland. Radarstationer: historia och grundläggande funktionsprinciper Elektriska kretsscheman för transceivrar för flygplansradar

Radar är en uppsättning vetenskapliga metoder och tekniska medel, tjänar till att bestämma koordinaterna och egenskaperna för ett objekt via radiovågor. Objektet som studeras kallas ofta ett radarmål (eller helt enkelt ett mål).

Radioutrustning och verktyg utformade för att utföra radaruppgifter kallas radarsystem, eller enheter (radar eller RLU). Grunderna för radar är baserade på följande fysiska fenomen och egenskaper:

I utbredningsmediet sprids radiovågor som möter föremål med olika elektriska egenskaper av dem. Vågen som reflekteras från målet (eller dess egen strålning) gör att radarsystem kan upptäcka och identifiera målet.
På stora avstånd antas utbredningen av radiovågor vara rätlinjig, med konstant hastighet i ett känt medium. Detta antagande gör det möjligt att nå målet och dess vinkelkoordinater (med ett visst fel).
Baserat på dopplereffekten beräknas den radiella hastigheten för emissionspunkten i förhållande till RLU från frekvensen för den mottagna reflekterade signalen.

Historisk referens

Radiovågornas förmåga att reflektera påpekades av den store fysikern G. Hertz och den ryske elektroingenjören i slutet av 1800-talet. århundrade. Enligt ett patent från 1904 skapades den första radarn av den tyske ingenjören K. Hulmeier. Enheten, som han kallade ett telemobiloskop, användes på fartyg som trafikerade Rhen. I samband med utvecklingen såg användningen av radar mycket lovande ut som inslag, forskning inom detta område utfördes av avancerade specialister från många länder runt om i världen.

1932 beskrevs den grundläggande principen för radar i hans verk av Pavel Kondratyevich Oshchepkov, en forskare vid LEFI (Leningrad Electrophysical Institute). De, i samarbete med kollegor B.K. Shembel och V.V. Sommaren 1934 demonstrerade Tsimbalin en prototyp av en radarinstallation som upptäckte ett mål på en höjd av 150 m på ett avstånd av 600 m. Ytterligare arbete med att förbättra radarutrustningen begränsades till att öka deras räckvidd och öka noggrannheten för att fastställa målplats.

Natur elektromagnetisk strålning mål låter oss prata om flera typer av radar:

Passiv radar utforskar sin egen strålning (termisk, elektromagnetisk, etc.), som genererar mål (missiler, flygplan, rymdobjekt).
Aktiv med aktiv respons utförs om objektet är utrustat med en egen sändare och interaktion med den sker enligt "request-response"-algoritmen.
Aktiv med passiv respons innebär studier av en sekundär (reflekterad) radiosignal. i detta fall består den av en sändare och en mottagare.
Halvaktiv radar- detta är ett specialfall av aktiv, i fallet när mottagaren av reflekterad strålning är placerad utanför radarn (till exempel är det ett strukturellt element i en målsökande missil).

Varje typ har sina egna fördelar och nackdelar.

Metoder och utrustning

Enligt den metod som används är all radarutrustning uppdelad i kontinuerliga och pulsade strålningsradarer.

Den första innehåller en sändare och en strålningsmottagare som arbetar samtidigt och kontinuerligt. De första radarenheterna skapades med denna princip. Ett exempel på ett sådant system är en radiohöjdmätare (en flyganordning som bestämmer ett flygplans avstånd från jordens yta) eller en radar som är känd för alla bilister för att bestämma hastighetsgränsen för ett fordon.

Med den pulsade metoden sänds elektromagnetisk energi ut i korta pulser under en period av flera mikrosekunder. Efteråt fungerar stationen endast för mottagning. Efter att ha fångat och registrerat de reflekterade radiovågorna sänder radarn en ny puls och cyklerna upprepas.

Radar driftlägen

Det finns två huvudfunktioner för radarstationer och enheter. Den första är att skanna utrymmet. Det utförs enligt ett strikt definierat system. Med en sekventiell granskning kan radarstrålens rörelse vara cirkulär, spiralformad, konisk eller sektoriell. Till exempel kan en antennuppsättning långsamt rotera i en cirkel (azimut) samtidigt som den skannar i höjdled (lutar upp och ned). Med parallell scanning utförs granskningen av en radarstråle. Var och en har sin egen mottagare och flera informationsströmmar behandlas samtidigt.

Spårningsläget innebär att antennen ständigt är riktad mot det valda objektet. För att rotera den i enlighet med banan för ett rörligt mål används speciella automatiserade spårningssystem.

Algoritm för att bestämma avstånd och riktning

Utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor i atmosfären är 300 tusen km/s. Därför är det lätt att beräkna avståndet för objektet genom att känna till den tid som sändningssignalen spenderar för att täcka avståndet från stationen till målet och tillbaka. För att göra detta är det nödvändigt att noggrant registrera tiden då pulsen skickades och ögonblicket den reflekterade signalen togs emot.

Mycket riktad radar används för att få information om målets position. Bestämning av azimut och höjd (höjdvinkel eller höjd) för ett objekt utförs av en antenn med en smal stråle. Moderna radarer använder Phased antenna arrays (PAA) för detta ändamål, som kan ställa in en smalare stråle och kännetecknas av en hög rotationshastighet. Som regel utförs processen med att skanna utrymme av minst två strålar.

Grundläggande systemparametrar

Från taktiska och tekniska egenskaper utrustning beror till stor del på effektiviteten och kvaliteten på de uppgifter som löses.

Taktiska radarindikatorer inkluderar:

Betraktningsområdet begränsas av minsta och maximala målavstånd, tillåten azimutvinkel och höjdvinkel.
Upplösning i avstånd, azimut, höjd och hastighet (möjligheten att bestämma parametrarna för närliggande mål).
Mätnoggrannhet, som mäts genom förekomsten av grova, systematiska eller slumpmässiga fel.
Brusimmunitet och tillförlitlighet.
Graden av automatisering av utvinning och bearbetning av det inkommande flödet av informationsdata.

De angivna taktiska egenskaperna fastställs vid design av enheter genom vissa tekniska parametrar, inklusive:

Vid stridsposten

Radar är ett universellt verktyg som har blivit utbrett inom den militära sfären, vetenskapen och den nationella ekonomin. Användningsområdena expanderar stadigt på grund av utveckling och förbättring av tekniska medel och mättekniker.

Användningen av radar inom militärindustrin gör det möjligt att lösa viktiga problem med övervakning och kontroll av rymden, detektering av luft-, mark- och vattenmobila mål. Utan radar är det omöjligt att föreställa sig utrustning som används för informationsstöd navigationssystem och pistoleldningskontrollsystem.

Militär radar är en grundläggande komponent i det strategiska missilangreppsvarningssystemet och det integrerade missilförsvaret.

Radioastronomi

Radiovågor som sänds från jordens yta reflekteras också från föremål i nära och djup rymden, samt från mål nära jorden. Många rymdobjekt kunde inte utforskas till fullo endast med hjälp av optiska instrument, och endast användningen av radarmetoder inom astronomi gjorde det möjligt att få rik information om deras natur och struktur. Passiv radar användes först för att studera månen av amerikanska och ungerska astronomer 1946. Ungefär samtidigt togs också radiosignaler från yttre rymden emot av misstag.

I moderna radioteleskop har mottagningsantennen formen av en stor konkav sfärisk skål (liknande spegeln hos en optisk reflektor). Ju större diameter, desto mer svag signal antennen kommer att kunna ta emot. Radioteleskop fungerar ofta på ett komplext sätt och kombinerar inte bara enheter som ligger nära varandra, utan också de som finns på olika kontinenter. Bland de viktigaste uppgifterna för modern radioastronomi är studiet av pulsarer och galaxer med aktiva kärnor och studiet av det interstellära mediet.

Civil ansökan

Inom jordbruk och skogsbruk är radaranordningar oumbärliga för att få information om fördelningen och tätheten av vegetation, studera strukturen, parametrarna och typerna av jordar och upptäcka bränder i tid. Inom geografi och geologi används radar för att utföra topografiskt och geomorfologiskt arbete, bestämma strukturen och sammansättningen av bergarter och söka efter mineralfyndigheter. Inom hydrologi och oceanografi används radarmetoder för att övervaka tillståndet för landets huvudvattendrag, snö- och istäcke samt kartlägga kustlinjen.

Radar är en oumbärlig assistent för meteorologer. Radarn kan enkelt bestämma atmosfärens tillstånd på ett avstånd av tiotals kilometer, och baserat på analysen av de erhållna uppgifterna görs en prognos för förändringar i väderförhållandena i ett visst område.

Utvecklingsutsikter

För en modern radarstation är det huvudsakliga utvärderingskriteriet förhållandet mellan effektivitet och kvalitet. Effektivitet avser utrustningens generaliserade taktiska och tekniska egenskaper. Att skapa en perfekt radar är en komplex teknisk, vetenskaplig och teknisk uppgift, vars genomförande endast är möjligt med hjälp av de senaste landvinningarna inom elektromekanik och elektronik, datavetenskap och datateknik, energi.

Enligt experter, inom en snar framtid de viktigaste funktionella enheter stationer med de mest olika nivåerna av komplexitet och syfte kommer att ha solid-state aktiva fasstyrda array-antenner (fasade array-antenner), som omvandlar analoga signaler till digitala. Utvecklingen av datorkomplexet kommer att göra det möjligt att helt automatisera radarns kontroll och grundläggande funktioner, vilket ger slutanvändaren en omfattande analys av den mottagna informationen.

Radarn sänder ut elektromagnetisk energi och upptäcker ekon som kommer från reflekterade föremål och bestämmer även deras egenskaper. Syftet med kursprojektet är att överväga en allroundradar och beräkna de taktiska indikatorerna för denna radar: maximal räckvidd med hänsyn till absorption; verklig upplösning i avstånd och azimut; verklig noggrannhet för mätningar av avstånd och azimut. Den teoretiska delen ger ett funktionsdiagram över en pulsad aktiv radar för flygmål för flygledning.

Dela ditt arbete på sociala nätverk

Om detta verk inte passar dig finns längst ner på sidan en lista med liknande verk. Du kan också använda sökknappen

Radarsystem (radarer) är utformade för att detektera och bestämma aktuella koordinater (räckvidd, hastighet, höjd och azimut) för reflekterade objekt.

Radarn sänder ut elektromagnetisk energi och upptäcker ekon som kommer från reflekterade föremål, och bestämmer även deras egenskaper.

Syftet med kursprojektet är att överväga en allroundradar och beräkna de taktiska indikatorerna för denna radar: maximal räckvidd med hänsyn till absorption; verklig upplösning i avstånd och azimut; verklig noggrannhet för mätningar av avstånd och azimut.

Den teoretiska delen ger ett funktionsdiagram över en pulsad aktiv radar för flygmål för flygledning. Systemparametrarna och formlerna för dess beräkning ges också.

I beräkningsdelen bestämdes följande parametrar: maximal räckvidd med hänsyn till absorption, verklig räckvidd och azimutupplösning, räckvidds- och azimutmätnoggrannhet.

1. Teoretisk del

1.1 Funktionsdiagram för radarnsikt runtom

Radar radioteknikområdet, som tillhandahåller radarobservation av olika föremål, det vill säga deras detektering, mätning av koordinater och rörelseparametrar, samt identifiering av vissa strukturella eller fysikaliska egenskaper genom att använda radiovågor som reflekteras eller återutsänds av föremål eller sin egen radioutsändning. Den information som erhålls under radarövervakning kallas radar. Radiotekniska radarövervakningsanordningar kallas radarstationer (radarer) eller radarer. Själva radarövervakningsobjekten kallas radarmål eller helt enkelt mål. Vid användning av reflekterade radiovågor är radarmål alla oegentligheter elektriska parametrar medium (dielektrisk och magnetisk permeabilitet, konduktivitet) i vilket den primära vågen utbreder sig. Detta inkluderar flygplan (flygplan, helikoptrar, väderballonger, etc.), hydrometeorer (regn, snö, hagel, moln, etc.), flod- och havsfartyg, markobjekt (byggnader, bilar, flygplan på flygplatser, etc.). ) , alla slags militära föremål etc. En speciell typ av radarmål är astronomiska föremål.

Källan för radarinformation är radarsignalen. Beroende på metoderna för att erhålla det, särskiljs följande typer av radarövervakning.

Passiv svarsradar,baserat på det faktum att svängningarna som avges av radarundersökningssignalen reflekteras från målet och kommer in i radarmottagaren i form av en reflekterad signal. Denna typ av övervakning kallas ibland även aktiv passiv svarsradar.

Aktiv svarsradar,kallas aktiv radar med ett aktivt svar, den kännetecknas av att svarssignalen inte reflekteras, utan återutsänds med hjälp av en speciell transponder - en repeater. Samtidigt ökar radarobservationens räckvidd och kontrast avsevärt.

Passiv radar bygger på att ta emot målens egna radioutsläpp, främst i millimeter- och centimeterintervallet. Om ljudsignalen i de två föregående fallen kan användas som referenssignal, vilket ger den grundläggande möjligheten att mäta räckvidd och hastighet, så finns det i detta fall ingen sådan möjlighet.

Ett radarsystem kan ses som en radarlänk, liknande radiokommunikation eller telemetrilänkar. Huvudkomponenterna i en radar är en sändare, en mottagare, en antennenhet och en terminalenhet.

De viktigaste stadierna av radarövervakning är:detektering, mätning, upplösning och igenkänning.

Upptäckt är processen att besluta om förekomsten av mål med en acceptabel sannolikhet för ett felaktigt beslut.

Mått låter dig uppskatta koordinaterna för mål och parametrarna för deras rörelse med acceptabla fel.

Lov består av att utföra uppgifterna att upptäcka och mäta koordinaterna för ett mål i närvaro av andra som är nära i avstånd, hastighet, etc.

Erkännande gör det möjligt att fastställa några karakteristiska egenskaper hos målet: är det punkt eller grupp, rörlig eller grupp, etc.

Radarinformation som kommer från radarn sänds via radiokanal eller kabel till kontrollpunkten. Processen för radarspårning av enskilda mål automatiseras och utförs med hjälp av en dator.

Flygplansnavigering längs rutten tillhandahålls av samma radar som används i flygtrafikledning. De används både för att övervaka efterlevnaden av en given rutt och för att bestämma platsen under flygningen.

För att utföra landning och dess automatisering, tillsammans med radiofyrsystem, används landningsradar i stor utsträckning, vilket ger övervakning av flygplanets avvikelse från kursen och glidbanan.

Ett antal luftburna radaranordningar används också inom civil luftfart. Detta inkluderar i första hand radar ombord för att upptäcka farliga väderformationer och hinder. Vanligtvis tjänar den också till att kartlägga jorden för att ge möjlighet till autonom navigering längs karakteristiska markbaserade radarlandmärken.

Radarsystem (radarer) är utformade för att detektera och bestämma aktuella koordinater (räckvidd, hastighet, höjd och azimut) för reflekterade objekt. Radarn sänder ut elektromagnetisk energi och upptäcker ekon som kommer från reflekterade föremål, och bestämmer även deras egenskaper.

Låt oss överväga driften av en pulsad aktiv radar för att detektera luftmål för flygtrafikledning (ATC), vars struktur visas i figur 1. Visningskontrollanordningen (antennkontroll) används för att se rymden (vanligtvis cirkulär) med en antennstråle, smal i horisontalplanet och bred i vertikalplanet.

Radarn i fråga använder ett pulsat strålningsläge, därför växlar den enda antennen från sändare till mottagare i det ögonblick nästa sonderingsradiopuls slutar och används för mottagning tills nästa sonderingsradiopuls börjar genereras, varefter antennen är åter ansluten till sändaren och så vidare.

Denna operation utförs av en sändnings-mottagningsomkopplare (RTS). Triggerpulserna, som ställer in repetitionsperioden för sonderingssignalerna och synkroniserar driften av alla radardelsystem, genereras av en synkroniserare. Signalen från mottagaren efter analog-till-digital-omvandlaren (ADC) tillförs infosignalprocessor, där primär informationsbehandling utförs, bestående av detektering av signalen och ändring av målets koordinater. Målmärken och banspår bildas under den initiala behandlingen av information i dataprocessorn.

De genererade signalerna, tillsammans med information om antennens vinkelposition, sänds för vidare bearbetning till ledningsposten, samt för övervakning till all-round synlighetsindikatorn (PVI). På Batteri-liv ICO-radarn fungerar som huvudelementet för att övervaka luftsituationen. En sådan radar bearbetar vanligtvis information i digital form. För detta ändamål tillhandahålls en anordning för omvandling av signalen till digital kod(ADC).

Figur 1 Funktionsdiagram för allroundradar

1.2 Definitioner och huvudparametrar för systemet. Formler för beräkning

Grundläggande taktiska egenskaper hos radarn

Maximal räckvidd

Den maximala räckvidden bestäms av taktiska krav och beror på många tekniska egenskaper hos radarn, radiovågsutbredningsförhållanden och målegenskaper, som är föremål för slumpmässiga förändringar i verkliga användningsförhållanden för stationer. Därför är det maximala intervallet en probabilistisk egenskap.

Ekvationen för fritt utrymme (dvs utan att ta hänsyn till markens inverkan och absorptionen i atmosfären) för ett punktmål fastställer förhållandet mellan radarns alla huvudparametrar.

där E isl - energi som avges i en puls;

S a - effektivt antennområde;

S efo - effektivt reflekterande målområde;

 - våglängd;

k sid - diskriminerbarhetskoefficient (signal-brusenergiförhållande vid mottagaringången, vilket säkerställer mottagning av signaler med en given sannolikhet för korrekt detektering W av och sannolikheten för ett falskt larm Wlt);

E sh - energi från buller som verkar under mottagning.

Där R och - och pulskraft;

 och , - Pulsvaraktighet.

var d ag - horisontell storlek på antennspegeln;

d av - vertikal storlek på antennspegeln.

k r = k r.t. ,

där k r.t. - teoretisk särskiljbarhetskoefficient.

k r.t. =,

där q 0 - detektionsparameter;

N - antalet impulser som tas emot från målet.

där Wlt - sannolikheten för falskt larm;

W av - sannolikhet för korrekt upptäckt.

var t region,

F och - pulssändningsfrekvens;

Q a0,5 - antennstrålningsmönsterbredd vid 0,5 effektnivå

var är antennens vinkelhastighet.

där T granskning är granskningsperioden.

där k =1,38  10 -23 J/grad - Boltzmanns konstant;

k sh - mottagarens brustal;

T - mottagarens temperatur i grader Kelvin ( T = 300K).

Radarns maximala räckvidd, med hänsyn till absorptionen av radiovågsenergi.

där  åsna - dämpningskoefficient;

 D - bredd på försvagningslagret.

Minsta radarräckvidd

Om antennsystemet inte inför begränsningar, bestäms minimiavståndet för radarn av pulslängden och återhämtningstiden för antennomkopplaren.

där c är fortplantningshastigheten elektromagnetisk våg i vakuum, c = 3∙10 8 ;

 och , - Pulsvaraktighet;

τ in - återställningstid för antennomkopplaren.

Radaravståndsupplösning

Den verkliga räckviddsupplösningen när du använder en all-round synlighetsindikator som en utmatningsenhet kommer att bestämmas av formeln

 (D)=  (D) svett +  (D) ind,

g de  (D) svett - potentiell räckviddsupplösning;

 (D) ind - intervallupplösning för indikatorn.

För en signal i form av ett inkoherent tåg av rektangulära pulser:

där c är utbredningshastigheten för en elektromagnetisk våg i ett vakuum; c = 3∙10 8 ;

 och , - Pulsvaraktighet;

 (D) ind - intervallupplösningen för indikatorn beräknas med formeln

g de D shk - gränsvärde för intervallskalan;

k e = 0,4 - skärmanvändningsfaktor,

Q f - fokuseringskvalitet på röret.

Radarazimutupplösning

Den faktiska azimutupplösningen bestäms av formeln:

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

där  ( az) svettas - potentiell azimutupplösning vid approximering av strålningsmönstret för en Gauss-kurva;

 ( az ) ind - azimutupplösning för indikatorn

 ( az ) svett =1,3  Q a 0,5 ,

 ( az ) ind = d n M f ,

där dn - punktdiameter på katodstråleröret;

Mf skala skala.

där r - ta bort märket från mitten av skärmen.

Noggrannhet vid bestämning av koordinater efter avstånd Och

Noggrannheten i avståndsbestämningen beror på noggrannheten i att mäta fördröjningen av den reflekterade signalen, fel på grund av suboptimal signalbehandling, förekomsten av oredovisade signalfördröjningar i sändnings-, mottagnings- och indikeringsvägarna och slumpmässiga fel i avståndsmätning i indikatoranordningar.

Noggrannhet kännetecknas av mätfel. Det resulterande rotmedelvärdefelet för intervallmätning bestäms av formeln:

där  (D) svettas - potentiellt räckviddsmätningsfel.

 (D) fördelning fel på grund av icke-linjär utbredning;

 (D) app - maskinvarufel.

där q 0 - Dubbelt signal-brusförhållande.

Noggrannhet för bestämning av azimutkoordinat

Systematiska fel i azimutmätningar kan uppstå på grund av felaktig orientering av radarantennsystemet och på grund av en missanpassning mellan antennpositionen och den elektriska azimutskalan.

Slumpmässiga fel vid mätning av målazimuten orsakas av instabiliteten hos antennrotationssystemet, instabiliteten hosan, såväl som läsfel.

Det resulterande rotmedelvärdefelet vid azimutmätning bestäms av:

Initial data (alternativ 5)

Våglängd  , [centimeter] …............................................. .......................... .... 6
Pulskraft R och , [kW] ........................................................ .............. 600
Pulsvaraktighet och , [μs] ........................................................ ...... ........... 2,2
Pulssändningsfrekvens F och , [Hz]................................................... ...... 700
Horisontell storlek på antennspegeln d ag [m] ........................ 7
Vertikal storlek på antennspegel d av , [m] ................... 2.5
Granskningsperiod T granskning , [Med] ........................................................ ................................... 25
Mottagarens brussiffra k sh ................................................. ....... 5
Sannolikhet för korrekt upptäckt W av ............................. .......... 0,8
Sannolikhet för falskt larm W lt.. ................................................ ....... 10 -5
Skärmdiameter för rundvyindikator d e , [mm] .................... 400
Effektivt reflekterande målområde S efo, [m 2 ] …...................... 30
Fokuskvalitet Q f ............................................................... ...... 400
Avståndsskalagräns D shk1 , [km] ........................... 50 D shk2 , [km] ........................... 400
Mätmärken för avstånd D , [km] ........................................... 15
Azimuth mätmärken , [deg] ......................................... 4

2. Beräkning av taktiska indikatorer för allroundradar

2.1 Beräkning av maximal räckvidd med hänsyn till absorption

Först beräknas radarns maximala räckvidd utan att ta hänsyn till dämpningen av radiovågsenergin under utbredningen. Beräkningen utförs enligt formeln:

(1)

Låt oss beräkna och fastställa kvantiteterna som ingår i detta uttryck:

E isl = P och  och =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 [grader]

14,4 [grader/s]

Genom att ersätta de resulterande värdena kommer vi att ha:

t-region = 0,036 [s], N = 25 pulser och k r.t. = 2,02.

Låt = 10, sedan kP =20.

E sh - energi från buller som verkar under mottagning:

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

Om vi ersätter alla erhållna värden med (1), finner vi 634,38 [km]

Nu bestämmer vi radarns maximala räckvidd, med hänsyn till absorptionen av radiovågsenergi:

(2)

Värde  åsna vi hittar det från graferna. För =6 cm  åsna taget lika med 0,01 dB/km. Låt oss anta att dämpning sker över hela området. Under detta villkor tar formel (2) formen av en transcendental ekvation

(3)

Vi löser ekvation (3) grafiskt. För osl = 0,01 dB/km och D max = 634,38 km beräknat D max.osl = 305,9 km.

Slutsats: Från de erhållna beräkningarna är det tydligt att radarns maximala räckvidd, med hänsyn tagen till dämpningen av radiovågsenergi under utbredning, är lika med D max.os l = 305,9 [km].

2.2 Beräkning av verkligt avstånd och azimutupplösning

Den faktiska räckviddsupplösningen när du använder en siktindikator runtom som utmatningsenhet bestäms av formeln:

 (D) =  (D) svett +  (D) ind

För en signal i form av ett inkoherent tåg av rektangulära pulser

0,33 [km]

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

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

Verklig räckviddsupplösning:

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

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

Vi beräknar den verkliga azimutupplösningen med formeln:

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

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

 ( az ) ind = d n M f

Att ta r = k e d e / 2 (märke på kanten av skärmen), får vi

0,717 [grader]

 ( az )=0,663+0,717=1,38 [grader]

Slutsats: Den faktiska räckviddsupplösningen är:

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

Verklig azimutupplösning:

 ( az )=1,38 [grader].

2.3 Beräkning av verklig noggrannhet av avstånds- och azimutmätningar

Noggrannhet kännetecknas av mätfel. Det resulterande rotmedelvärdefelet i intervallmätningen kommer att beräknas med hjälp av formeln:

40,86

 (D) svett = [km]

Fel på grund av icke-linjär utbredning (D) fördelning försummad. Hårdvarufel (D) app reduceras till fel i avläsningen på indikatorskalan (D) ind . Vi använder metoden att räkna med elektroniska märken (skalringar) på den allsidiga displayens indikatorskärm.

 (D) ind = 0,1  D =1,5 [km], där  D - skalindelningspris.

 (D) = = 5 [km]

Vi bestämmer det resulterande rot-medelkvadratfelet i azimutmätning på ett liknande sätt:

0,065

 ( az ) ind =0,1   = 0,4

Slutsats: Efter att ha beräknat det resulterande rotmedelvärdefelet för intervallmätningen, får vi (D)  ( az) =0,4 [grader].

Slutsats

I detta kursarbete beräknades parametrarna för en pulsad aktiv radar (maximal räckvidd med hänsyn tagen till absorption, verklig upplösning i räckvidd och azimut, räckviddsnoggrannhet och azimutmätningar) för att detektera flygmål för flygledning.

Under beräkningarna erhölls följande data:

1. Radarns maximala räckvidd, med hänsyn tagen till dämpningen av radiovågsenergin under utbredningen, är lika med D max.osl = 305,9 [km];

2. Verklig räckviddsupplösning är lika med:

för D wkl = 0,64 [km];

för D shk2 = 2,83 [km].

Verklig azimutupplösning: ( az )=1,38 [grader].

3. Det resulterande rotmedelvärdefelet för avståndsmätning erhålls(D) =1,5 [km]. Rotmedelkvadratfel för azimutmätning ( az ) =0,4 [grader].

Fördelarna med pulsradar inkluderar enkelheten att mäta avstånd till mål och deras avståndsupplösning, särskilt när det finns många mål i visningsområdet, samt nästan fullständig tidsavkoppling mellan mottagna och utsända svängningar. Den senare omständigheten tillåter användning av samma antenn för både sändning och mottagning.

Nackdelen med pulserade radarer är behovet av att använda hög toppeffekt av emitterade svängningar, såväl som oförmågan att mäta korta avstånd stora dödzoner.

Radarer används för att lösa ett brett spektrum av problem: från att säkerställa mjuklandning av rymdfarkoster på planeternas yta till att mäta hastigheten på mänskliga rörelser, från att kontrollera vapen i antimissil- och luftvärnssystem till personligt skydd.

Bibliografi

Vasin V.V. Utbud av radiotekniska mätsystem. Metodutveckling. - M.:MIEM 1977
Vasin V.V. Upplösning och noggrannhet av mätningar i radiotekniska mätsystem. Metodutveckling. - M.: MIEM 1977
Vasin V.V. Metoder för att mäta koordinater och radiell hastighet för objekt i radiotekniska mätsystem. Föreläsningsanteckningar. - M.: MIEM 1975.

4. Bakulev P.A. Radarsystem. Lärobok för universitet. M.: "Radio-

Teknik" 2004

5. Radiosystem: Lärobok för universitet / Yu. M. Kazarinov [etc.]; Ed. Yu. M. Kazarinova. M.: Academy, 2008. 590 s.:

Andra liknande verk som kan intressera dig.vshm>
1029.		Utveckling av mjukvara för laboratoriekomplexet i datorutbildningssystemet (CTS) "Expert Systems"	4,25 MB
	Området AI har mer än fyrtio års utvecklingshistoria. Redan från början övervägde den ett antal mycket komplexa problem, som tillsammans med andra fortfarande är föremål för forskning: automatiska bevis på satser...
3242.		Utveckling av ett system för digital korrigering av de dynamiska egenskaperna hos den primära givaren i mätsystemet	306,75 KB
	Tidsdomänsignalbehandling används ofta i modern elektronisk oscillografi och digitala oscilloskop. Och digitala spektrumanalysatorer används för att representera signaler i den privata domänen. Expansionspaket används för att studera de matematiska aspekterna av signalbehandling
13757.		Skapande av ett nätverkssystem för att testa elektroniskt kursstöd Operativsystem (med hjälp av exemplet med Joomla verktygsskal)	1,83 MB
	Testskrivningsprogrammet låter dig arbeta med frågor i i elektroniskt format använda alla typer digital information för att visa innehållet i frågan. Syfte kursarbeteär att skapa en modern modell av en webbtjänst för att testa kunskap med hjälp av webbutvecklingsverktyg och mjukvaruimplementering för effektivt arbete testsystem skydd mot kopiering av information och fusk vid kunskapskontroll etc. De två sistnämnda innebär att skapa lika förutsättningar för all godkänd kunskapskontroll, omöjlighet till fusk och...
523.		Kroppens funktionella system. Funktion av nervsystemet	4,53 kB
	Kroppens funktionella system. Nervsystemets arbete Förutom analysatorer, det vill säga sensoriska system, fungerar andra system i kroppen. Dessa system kan vara tydligt morfologiskt formade, det vill säga ha en tydlig struktur. Sådana system inkluderar till exempel cirkulations-, andnings- eller matsmältningssystemet.
6243.			44,47 kB
	CSRP Customer Synchronized Resource Planning klasssystem. CRM-system Customer Relations Management. EAM klasssystem. Trots att ledande företag introducerar de mest kraftfulla systemen ERP-klassen räcker inte längre för att öka företagets inkomster.
3754.		Nummersystem	21,73 KB
	Tal är ett grundläggande begrepp i matematik, vilket vanligtvis betyder antingen kvantitet, storlek, vikt och liknande, eller ett serienummer, arrangemang i en sekvens, kod, chiffer och liknande.
4228.		Sociala system	11,38 KB
	Parsons betyder ett lager som är större än gassystemet. Andra lagringssystem för liv är det kulturella systemet, systemet med specialitet och systemet för beteendeorganismen. Distinktionen mellan olika förstärkningsdelsystem kan göras utifrån deras karakteristiska funktioner. För att systemet ska fungera kan det göras innan man anpassar åtkomsten till integration och sparar vyn så att man kan nöja sig med flera funktionella fördelar.
9218.		KURSSYSTEM FÖR FLYGPLAN	592,07 KB
	En heltäckande metod för att bestämma kursen. För att bestämma flygplanets kurs skapades den största gruppen av kursinstrument och system baserade på olika fysiska operationsprinciper. Därför, vid mätning av kurs, uppstår fel på grund av jordens rotation och flygplanets rörelse i förhållande till jorden. För att minska fel i kursavläsningar korrigeras den uppenbara driften av gyro-semi-kompassen och det horisontella läget för gyroskopets rotoraxel korrigeras.
5055.		Politiska system	38,09 KB
	Funktioner för modernisering av politiska system. Om vi betraktar politik som en sfär av interaktion mellan en person och staten, kan vi urskilja två alternativ för att bygga dessa förbindelser, ständigt men inte på något sätt jämnt spridd i det politiska livets historia.
8063.		Multibassystem	7,39 kB
	Multibassystem tillåter slutanvändare på olika platser att komma åt och dela data utan att behöva fysiskt integrera befintliga databaser. De ger användare möjligheten att hantera databaserna för sina egna noder utan den centraliserade kontroll som är typisk för konventionella typer av distribuerade DBMS. En lokal databasadministratör kan ge åtkomst till en specifik del av sin databas genom att skapa ett exportschema.

BLOCKDIAGRAM, FUNKTIONSPRINCIP OCH RADARENS TAKTISKA OCH TEKNISKA EGENSKAPER

Det finns flera alternativ för att konstruera ett blockschema över den primära tredje generationens radar. Nedan är en av möjliga alternativ, som använder moderna landvinningar av vetenskap och teknik. De inhemska radarerna "Skala-M", "Skala-MPR" och "Skala-MPA" valdes som analoga system. Funktioner för konstruktionen av utländska radar ATCR-22, ATCR-44 diskuteras i detta kapitel när det gäller jämförelse med inhemska radar. Skillnader i konstruktionen av rutt- och flygfältsradar förklaras vid behov/

I fig. Figur 1.1 visar ett blockschema över den primära allroundpulsradarn. Huvuddragen i detta schema är:

· användning av två transceiverkanaler med frekvensseparation;

· användning av ett antennmönster med två strålar i vertikalplanet för att ta emot signaler som reflekteras från mål;

· tillämpning av en verkligt sammanhängande metod för att välja rörliga mål.

Den första egenskapen hos radarn är förknippad med användningen av en av metoderna för att öka dess energipotential - frekvensseparationsmetoden, som är följande. Två sändare A och B fungerar samtidigt

Figur 1.1. Blockschema över den primära radarn

till en gemensam antenn i pulsmodulationsläge med olika bärvågsfrekvenser Fa Och Fв ljudande radiopulser. Mellan dessa radiopulser sker en liten tidsförskjutning, som vanligtvis är 4 -6 μs. Frekvensseparationen överstiger inte 40 -60 MHz. Signaler med olika frekvenser som reflekteras från målet separeras med hjälp av mikrovågsfilter och förstärks av två mottagningskanaler A Och I inställd på lämpliga frekvenser. Efter detektering kombineras videosignalerna för kanalerna A och B och bearbetas vidare tillsammans. I det enklaste fallet kombineras videosignaler i tid med hjälp av fördröjningslinjer och adderas i amplitud.

Synkronisering i radarn utförs på så sätt att en av kanalerna (A) är master och den andra är slav.

Radarstationer av detta slag med ett godtyckligt antal frekvenskanaler kallas frekvens-flerkanalsradar med en gemensam antenn för alla kanaler. Fördelarna med flerfrekvensradar jämfört med enkanalsradar är följande:

· den totala effekten av radarstrålningen ökar i närvaro av begränsningar av effekten hos en enskild sändare;

· måldetektionsområdet och koordinatmätningsnoggrannheten ökar;

· radarns tillförlitlighet och dess bullerimmunitet mot störningar av artificiellt och naturligt ursprung ökar.

Ökningen av detektionsområdet och noggrannheten för att mäta målkoordinater förklaras av det faktum att med en tillräckligt stor separation bärvågsfrekvenser utsända signaler

fa -f b =Df ³ c/l c,

Var Med- hastighet för utbredning av radiovågor, l c- linjär storlek på målet.

De mottagna signalerna och bruset i kanalerna A och B visar sig vara okorrelerade, och summan av utgångsspänningarna från dessa kanaler kännetecknas av mycket mindre amplitudfluktuationer i processen att observera ett komplext rörligt mål än i fallet med att ta emot en signal vid en frekvens. Samma effekt av att utjämna fluktuationer förklarar också möjligheten att mer effektivt dämpa störande reflektioner från jordytan och lokala föremål. Till exempel, för ATCR-22 och ATCR-44 radar, är räckvidden i dubbelfrekvensläge 20-30 % större än i enkelfrekvensläge. Tillförlitligheten för radardrift när man använder två kanaler med frekvensavstånd är högre än för en enkanalsradar, på grund av det faktum att om en kanal misslyckas eller stängs av, Underhåll denna radar kan utföra sina funktioner med en acceptabel försämring av vissa indikatorer (minskningar av radarns räckvidd och tillgänglighet).

En annan viktig egenskap hos radarn som övervägs är användningen av en extra stråle av antennmönstret i vertikalplanet för att ta emot signaler som reflekteras från mål i stora höjdvinklar. I det här fallet bildas radardetekteringszonen i vertikalplanet med hjälp av två strålar: huvudstrålen (nedre) när huvudantennmatningen arbetar i sändnings- och mottagningslägen, och en extra (övre) stråle när den extra antennmatningen är fungerar endast i mottagningsläge. Användningen av en tvåstrålig stråle för att ta emot signaler som reflekteras från mål implementerar en av metoderna för att bekämpa störande reflektioner från jordens yta och lokala föremål. Undertryckning av dessa reflektioner utförs genom viktsummering av signalerna som tas emot längs strålens huvud- och ytterligare strålar. Riktningen för maximal strålning längs den övre strålen är placerad i vertikalplanet, vanligtvis 3 -5° högre än längs den nedre. Med denna metod för att hantera störningar uppnås en försvagning av signaler från lokala objekt med 15 -20 dB.

I vissa typer av radar bildas detekteringszonen i vertikalplanet med hänsyn till användningen av lokal bearbetning av mottagna signaler i SDC-systemet. Denna princip för att bilda en detektionszon med hjälp av exemplet med en ruttradar visas i fig. 1.2. Hela avståndsdetekteringszonen är uppdelad i fyra sektioner 1 -1V. Områdenas gränser sätts enligt ett strikt program beroende på de specifika förutsättningarna för radarns placering. I fig. 1.2 är markerade:

K1 är den övre gränsen för användningen av signaler från ytterligare stråle 2 som behandlas i SDC-systemet (Additional SDC);

Ris. 1.2. K-principen för zonbildning - spårradar: 1 - helljus; 2 - extra stråle

K 2 - den övre gränsen för användningen av signaler från huvudstrålen 1, bearbetad i SDC-systemet (Main SDC);

A är den övre gränsen för användningen av ytterligare strål 2-signaler som inte behandlas i SDC-systemet (tillägg A);

D max är radarns maximala räckvidd, vilket är den övre gränsen för användningen av helljus 1-signaler obehandlade i SDC-systemet.

(Basic A), positionen för gränserna K 1, K 2 och A justeras i intervallet inom de gränser som anges i figuren. För sektion III tillhandahålls användningen av två subrutiner, bestämda av ordningen för de givna gränserna (omkopplingspulser); K 1 - A - K 2 eller K 1 - K 2 -A. Denna princip för att bilda en detektionszon låter dig:

· erhålla maximal detektering i vertikalplanet för att undertrycka interferens från lokala objekt i den initiala sektionen av område 1;

· minimera området av luftrummet där summan av huvudsignaler används. SDC +Lägg till. SDC, och därigenom minska påverkan av hastighetsegenskaperna hos SDC-systemet (avsnitt II);

· i närvaro av störningar av typen "ängel" som inte helt elimineras av SDC-systemet, är det tillrådligt att använda signalen från en extra stråle (avsnitt 111 vid K 2<А).

Den kombinerade användningen i radarn av ett strålmönster med två strålar för mottagning och lokal signalbehandling i SDC-systemet ger ett allmänt undertryckande av interferens från lokala objekt med 45 -56 dB i närvaro av dubbel interperiodsubtraktion i SDC-systemet och med 50 -55 dB vid trefaldig subtraktion.

Det bör noteras att den övervägda principen att bilda en detekteringszon kan användas i både enkelfrekvens- och dubbelfrekvenslägen för radardrift med frekvensseparation.

Skillnaden mellan dubbelfrekvensläget är att när en detektionszon bildas används summan av signalerna Main A A + Main B - A och Additional a -A + Additional b -A obearbetade i SDC-systemet, och i SDC:n systemsignaler endast för en frekvenskanal (ledande A, fig. 1.1).

Det är lätt att märka att den beskrivna metoden för att bilda en detektionszon är baserad på idén om att styra radarns struktur och parametrar beroende på störningssituationen under specifika driftsförhållanden. I detta fall utförs kontroll enligt ett strikt program. Efter en preliminär analys av störningssituationen och sättning av gränserna K 1, K 2. och Och mellan de fyra sektionerna av detektionszonens räckvidd får radarstrukturen en fast konfiguration och ändras inte under driften av radarn.

Andra moderna radarer använder en mer flexibel metod för att bilda en detektionszon, som implementerar idén om att dynamiskt anpassa radarn till störningsmiljön. Denna metod används till exempel i radarerna ATCR-22 och ATCR-44. I det här fallet är hela detektionszonen efter intervall uppdelad i två lika stora sektioner (1 och 11). Sektion 1, som kännetecknas av störst påverkan av interferens från lokala objekt, är uppdelad i mindre element längs intervallet (16 element). Azimutbetraktningsytan lika med 360° är också uppdelad i elementära sektorer på 5,6° (64 sektorer). . Som ett resultat är hela visningsområdet i horisontalplanet inom den första hälften av radarns maximala räckvidd uppdelad i 16*64=1024 celler. Under en arbetscykel lika med tre granskningsperioder analyseras störningssituationen och en aktuell störningskarta innehållande information om störningsnivån i var och en av de 1024 cellerna genereras i en speciell radarlagringsenhet. Baserat på denna information väljs viktningskoefficienter för att bilda en viktad summa av signaler som tas emot längs strålens huvud- och ytterligare strålar, för var och en av dessa celler separat. Som ett resultat får radardetekteringszonen i vertikalplanet en komplex konfiguration: den nedre kanten av detekteringszonen i olika celler har en annan lutning (-0,5; 0,1; 0,5 eller 1°). I den andra halvan av intervallet (sektion II) används endast signalen som tas emot längs helljuset.

Vid jämförelse av de två övervägda metoderna för att bilda en radardetekteringszon bör det noteras att kombinationen av signaler från huvudstrålar och extra strålar från bottenstrålen i den första metoden utförs vid en videofrekvens och i den andra metoden - kl. en hög frekvens. I det senare fallet utförs operationen med att summera signalerna i en speciell anordning - den förra av den nedre kanten av detekteringszonen (FNK, Fig. 1.1). I detta fall, för vidare bearbetning av den totala signalen, används en mottagande kanal, inklusive SDC-systemet. Den första metoden kräver två mottagningskanaler, vilket leder till mer komplex utrustning. Med den andra metoden används dessutom SDC-systemets möjligheter mer fullt ut, eftersom signalerna från radarns båda frekvenskanaler bearbetas i detta system, och inte bara signalen från den ledande kanalen, som med den första metoden . Tillsammans med de listade fördelarna har den andra metoden för att bilda en detektionszon en betydande nackdel som komplicerar dess utbredda användning:

summering av signaler vid höga frekvenser kräver hög noggrannhet och stabilitet för bildningen av dessa signaler. Brott mot detta krav under drift av radarn kan leda till en minskning av graden av undertryckande av störningar från lokala föremål på grund av användningen av ett tvåstråligt antennmönster.

Låt oss överväga principen för radarns funktion, vars blockschema visas i fig. 1.1. Denna radar fungerar i allround-azimutvisningsläge och ger detektering av luftmål och mätning av dessa måls lutande räckvidd och azimut. All-round synlighet utförs på grund av den mekaniska rotationen av radarantennen, bestående av en parabolisk reflektor och två hornmatningar - de viktigaste och ytterligare. En periodisk sekvens av radiopulser med rektangulära envelopper används som sonderingssignal. I detta fall utförs mätningen av målazimuten med amplitudmetoden, baserad på användningen av radarantennens riktningsegenskaper i horisontalplanet, och mätningen av räckvidden utförs med tidsmetoden genom att mäta fördröjningen av signalen som reflekteras från målet relativt ögonblicket för emission av sonderingssignalen.

Låt oss ta en närmare titt på hur en radarkanal fungerar. Synkroniseringssystemet (SS) genererar radartriggerpulser, som matas till ingången till modulatorn M hos den sändande anordningen. Modulator M, under påverkan av triggerpulser, producerar kraftfulla moduleringspulser som anländer till den slutliga förstärkaren (OA) av radarsändaren, gjord enligt kretsen "master oscillator - effektförstärkare". En radiofrekvensgenerator (RFG), stabiliserad av en kvartsresonator, genererar kontinuerliga övertonssvängningar med en frekvens f a, som förstärks i den slutliga förstärkaren och moduleras i amplitud av modulatorpulser (M). Som ett resultat bildas en sekvens av kraftfulla koherenta radiopulser med en bärfrekvens fa och en rektangulär envelopp vid utgången av op-förstärkaren. Dessa radiopulser kommer in i radarantennanordningen genom antennomkopplaren (AS) och effekttillskotts- och signalseparationsenheten hos BSRS och sänds ut av antennen i riktning mot målet.

Radiopulser med en bärfrekvens f a reflekterad från målet, mottagna längs huvudstrålen på bottenstrålen, genom BSRS, AP och lågbrus RF-enheterna tillförs en av ingångarna på den nedre kantformaren (FNK). Radiopulser med samma frekvens fd, mottagna via en ytterligare stråle av bottenstrålen, tillförs den andra ingången på FNC:n genom ett block för att separera signalerna från BRS och URCH. Vid utgången av FNC, som ett resultat av viktsummeringen av signalerna från huvud- och ytterligare strålar, bildas en total signal, som matas till radarmottagarens ingång. Styrsignalen, som bestämmer valet av viktkoefficienter under summering, tillförs styringången på FNC:n från det digitala signalbehandlings- och radaranpassningssystemet. Den mottagande enheten utför frekvensomvandling, förstärkning och frekvensval av signalen i en mellanfrekvensförstärkare och detektering med hjälp av amplitud- och fasdetektorer. Videosignal A från amplituddetektorns utgång matas vidare till det digitala bearbetningssystemet, förbi SDC-systemet, och SDC-videosignalen från fasdetektorns utgång matas till SDC-systemets ingång, som är en del av det digitala signalbehandlingssystemet. Signaler med referensfrekvenserna fa1 och fa2 som är nödvändiga för driften av frekvensomformaren och mottagarens fasdetektor genereras av en gemensam huvudfrekvensgenerator. Tack vare detta implementeras en verkligt sammanhängande SDC-metod i denna radar.

Utöver de ovan beskrivna huvudprocesserna som förekommer i den analoga delen av radarn, finns det ett antal hjälpprocesser som säkerställer radarns normala funktion. Dessa inkluderar till exempel olika typer av automatiska receiverförstärkningsjusteringar:

· tillfällig automatisk förstärkningskontroll,

brus automatisk förstärkningskontroll,

· automatisk steg-för-steg förstärkningskontroll av förstärkaren med hjälp av en adaptiv brusdämparkrets.

Ovanstående justeringar, exklusive SHARA, ger komprimering av det dynamiska omfånget för den mottagna radarsignalen och dess koordinering med det dynamiska omfånget för det digitala signalbehandlings- och anpassningssystemet. Med hjälp av SHARU säkerställs stabilisering av brusnivån vid radarmottagarens utgång.

Radarantennmatarsystemet ger:

· anordningar för smidig justering av polariseringen av utsända vibrationer,

· meter av sänd effekt, frekvens och form av sonderingssignalen.

I pseudokoherenta radar som använder sändningsanordningar gjorda på en magnetron, inkluderar mottagaren även ett system för automatisk justering av magnetronfrekvensen. Detta system tjänar till att justera magnetronfrekvensen och fasa den koherenta lokala oscillatorn, som genererar referensoscillationer för SDC-systemet.

I den ansedda verkligt sammanhängande radarn, för att säkerställa en konstant frekvensskillnad f a Och f b två frekvenskanaler används en speciell frekvensskiftgenerator, med hjälp av vilken, under påverkan av svängningar i frekvensområdet för kanal A (se fig. 1.1), svängningar med frekvenser genereras i kanal B f b Och f b1, förskjuten i förhållande till frekvenser f a Och f a1.

Den digitala delen av radarn börjar med inmatningen av det digitala signalbehandlings- och radaranpassningssystemet. Huvudfunktionerna i detta system är:

· rensa den mottagna signalen från olika typer av störningar,

· urval av användbar information för att säkerställa radarns specificerade taktiska och tekniska egenskaper,

· analys av den aktuella störningssituationen,

· automatisk styrning av driftlägen och radarparametrar (anpassningsfunktion).

De ingående videosignalerna A, SDC och Meteo som kommer från mottagarutgången omvandlas till digital form med hjälp av analog-till-digital-omvandlare. I detta fall utförs tidssampling och flernivåkvantisering genom amplitud av dessa signaler.

Bearbetningssystemets första funktion implementeras med hjälp av följande digitala enheter:

· inter-period (dubbel eller trippel) subtraktionsanordningar i SDC-systemet;

· videokorrelator för att undertrycka asynkron interferens och reflekterade signaler från föregående sonderingsperiod;

· LOG-MPV-AntiLOG-anordningar för att isolera en användbar signal mot bakgrund av störningar från mål som är utökade i räckvidd och azimut (särskilt störningar från meteorologiska formationer);

· signalextraktionsanordningar för att få information om meteorologiska formationers konturer.

När du utför den andra funktionen i bearbetningssystemet används följande enheter:

· Sektoriseringsanordning för att dela upp visningsområdet i celler och distribuera systemminne;

· interferensavbildare för generering av en dynamisk interferenskarta;

· analysatorer av parametrar för mottagna signaler, med hjälp av vilka analysen av den aktuella störningssituationen utförs (analysatorer av signalnivån i mellanfrekvensvägen, frekvensen av falska larm, parametrar för signaler från meteorologiska formationer, etc.) ;

· slumpmässiga minnesenheter för att lagra information om den aktuella störningssituationen;

· styranordningar för att generera styrsignaler för driftlägen och radarparametrar, som bestämmer:

· val av viktningskoefficienter för FNC,

· val av läge A eller SDC,

· aktivera eller inaktivera LOG-MPV-AntiLOG-enheten,

· justering av detektionströskeln vid stabilisering av nivån av falsklarm,

· andra signalbehandlingsparametrar för varje sektion eller cell i visningsområdet separat.

Enhet S (se fig. 1.1) kombinerar signalerna från två frekvenskanaler i radarn. Från utgången på denna enhet sänds två kombinerade signaler till APOI: signal A (eller SDC) och Meteo-signalen. I radarer som inte innehåller sin egen APOI omvandlas dessa signaler med hjälp av digital-till-analog-omvandlare till analog form och sänds till ingångarna på APOI:n som är gränssnittad mot radarn, kontrollindikatorn (CI) och bredbandskommunikationslinjen SLS. Den senare säkerställer överföringen av radarinformation i rå form, d.v.s. förbikoppling av APOI, till displayutrustningen i ett manuellt ATC-system.

Den primära infoär vanligtvis en universell utrustning som är kopplad till olika typer av radar. Denna utrustning utför operationerna att detektera signaler från luftmål och mäta deras koordinater, samt kombinera information från den primära radarn med information från den sekundära radarn. Från APOI-utgången sänds radarinformation digitalt till flygledningscentralen med hjälp av smalbandig ADF-dataöverföringsutrustning. Dessutom skickas samma information till den primära radarns CI-kontrollindikator. För att synkronisera APOI, CI och displayutrustning ansluten via ShLS, används signaler som genereras av CC-synkroniseringssystemet, såväl som signalen för den aktuella azimutriktningen för den primära radarbotten, som kommer från antennmatarsystemet. I universella APOI:er tillhandahålls vanligtvis en autonom synkronisator, som möjliggör behandling och utsändning av signaler i optimal takt, oavsett driftsätten för de primära och sekundära radarerna. För detta ändamål finns buffertlagringsanordningar vid APOI-ingången, styrda av klockpulser och vinkelinformationssignaler från nämnda radar. Ytterligare bearbetning i APOI utförs med användning av styrsignaler genererade av en autonom APOI-synkroniserare.

En viktig egenskap hos den blivande radarn som övervägs är användningen av ett automatiskt inbyggt kontrollsystem (AVC), som ger toleranskontroll av analog och testkontroll av digitala radarenheter och system.

Strukturellt är radarn gjord av separata monteringsenheter - moduler, som, när de monteras i vissa kombinationer, kan producera flera radaralternativ som skiljer sig i räckvidd, tillförlitlighet och kostnad. Detta uppnår en rationell användning av radarutrustning, med hänsyn till specifika tillämpningsförhållanden.

Sändningsvägen för vilken radar som helst består av en sändarenhet, ett matarsystem och en antenn. Radiosändningsanordningen är utformad för att generera ljudsignaler genom att omvandla energin från kraftkällor till energin från högfrekventa (HF) svängningar och styra parametrarna för dessa svängningar. För att göra detta inkluderar sändningsanordningen vanligtvis en strömkälla, en modulator (kontrollanordning) och en generator.

Strömförsörjningen ger energi i form av växelström eller likström. I det andra fallet är strömkällan gjord i form av en högspänningslikriktare. Båda typerna av källor har funnits i luftburna radarer.

Modulatorn styr parametrarna för RF-signalenveloppen.

Generatorn producerar en kraftfull RF-signal, vars parametrar bestäms av modulatorns styrsignaler.

Den första gruppen är med kontinuerlig strålning (utan modulering och med modulering av emitterade svängningar i amplitud, frekvens och fas). Sådana sändningsanordningar används i radarsystem ombord som är utformade för att bestämma ett flygplans markhastighet och driftvinkel (baserat på dopplerfrekvensförändringar), sända radarinformation, etc.

Den andra gruppen är sändare som arbetar i en pulsad strålningsmod med en varaktighet av RF-pulser från bråkdelar av en mikrosekund till hundratals millisekunder och en arbetscykel från enheter till hundratusentals. Sådana sändningsanordningar kan använda amplitud-, frekvens- och fasmodulering av RF-oscillationer både inom en enda puls och i en sekvens av pulser. Dessutom kan specifika typer av modulering användas (pulslängd, pulskod, etc.).

Blockschema över en sändare med en enstegsgenerator

Artikeln diskuterar funktionsprincipen och det allmänna strukturdiagrammet för en fartygsradar. Driften av radarstationer (radarer) är baserad på användningen av fenomenet reflektion av radiovågor från olika hinder som ligger i deras utbredningsväg, d.v.s. i radar används ekofenomenet för att bestämma objektens position. För detta ändamål har radarn en sändare, en mottagare, en speciell antennvågledaranordning och en indikator med en skärm för visuell observation av ekosignaler. Således kan driften av en radarstation representeras enligt följande: radarsändaren genererar högfrekventa svängningar av en viss form, som skickas ut i rymden i en smal stråle som kontinuerligt roterar längs horisonten. Reflekterade vibrationer från vilket föremål som helst i form av en ekosignal tas emot av mottagaren och visas på indikatorskärmen, medan det är möjligt att omedelbart bestämma på skärmen riktningen (bäringen) till föremålet och dess avstånd från fartyget.
Bäringen till ett objekt bestäms av riktningen för en smal radarstråle, som för närvarande faller på objektet och reflekteras från det.
Avståndet till objektet kan erhållas genom att mäta korta tidsintervall mellan sändningen av sonderingspulsen och det ögonblick då den reflekterade pulsen tas emot, förutsatt att radiopulserna utbreder sig med en hastighet c = 3 X 108 m/sek. Fartygsradarer har allroundindikatorer (PSI), på skärmen av vilka en bild av navigationsmiljön som omger fartyget bildas.
Kustradarer installerade i hamnar, på deras inflygningar och på kanaler eller på komplexa farleder används i stor utsträckning. Med deras hjälp blev det möjligt att föra fartyg in i hamnen, kontrollera fartygens rörelse längs farleden, kanal under förhållanden med dålig sikt, vilket resulterade i att fartygens stilleståndstid minskar avsevärt. Dessa stationer i vissa hamnar kompletteras med speciell tv-sändningsutrustning, som sänder bilder från radarstationens skärm till fartyg som närmar sig hamnen. De sända bilderna tas emot på fartyget av en konventionell tv-mottagare, vilket i hög grad underlättar uppgiften att ta sig in i fartyget i hamn vid dålig sikt för navigatören.
Kustradar (hamn) kan också användas av hamnexpeditören för att övervaka förflyttningen av fartyg som befinner sig i hamnens vatten eller på inflygningarna till det.
Låt oss överväga principen för driften av en fartygsradar med en allround siktindikator. Låt oss använda ett förenklat blockschema över en radar för att förklara dess funktion (Fig. 1).
Den triggningspuls som genereras av SI-generatorn startar (synkroniserar) alla radarenheter.
När triggningspulser anländer till sändaren genererar modulatorn (Mod) en rektangulär puls med en varaktighet på flera tiondelar av mikrosekunder, som matas till magnetrongeneratorn (MG).

Magnetronen genererar en sonderingspuls med en effekt på 70-80 kW, våglängd 1 = 3,2 cm, frekvens /s = 9400 MHz. Magnetronpulsen tillförs antennen genom en antennomkopplare (AS) genom en speciell vågledare och strålas ut i rymden i en smal riktad stråle. Strålbredden i horisontalplanet är 1-2° och i vertikalplanet ca 20°. Antennen, som roterar runt en vertikal axel med en hastighet av 12-30 rpm, bestrålar hela utrymmet som omger fartyget.
De reflekterade signalerna tas emot av samma antenn, så AP ansluter växelvis antennen först till sändaren och sedan till mottagaren. Den reflekterade pulsen matas genom en antennomkopplare till en mixer till vilken en klystronoscillator (KG) är ansluten. Den senare genererar oscillationer med låg effekt med en frekvens f Г=946 0 MHz.
I mixern, som ett resultat av tillägget av oscillationer, frigörs en mellanfrekvens fPR=fГ-fС=60 MHz, som sedan går till en mellanfrekvensförstärkare (IFA), som förstärker de reflekterade pulserna. Med hjälp av en detektor placerad vid förstärkarens utgång omvandlas de förstärkta pulserna till videopulser, som matas genom en videomixer (VS) till en videoförstärkare. Här förstärks de och skickas till katoden på ett katodstrålerör (CRT).
Ett katodstrålerör är ett specialdesignat vakuumrör (se fig. 1).
Den består av tre huvuddelar: en elektronpistol med en fokuseringsanordning, ett avböjande magnetiskt system och en glaslampa med en skärm som har en efterglödande egenskap.
Elektronkanonen 1-2 och fokuseringsanordningen 4 bildar en tät, välfokuserad elektronstråle, och avlänkningssystemet 5 tjänar till att styra denna elektronstråle.
Efter att ha passerat genom avböjningssystemet träffar elektronstrålen skärmen 8, som är belagd med en speciell substans som har förmågan att glöda när den bombarderas med elektroner. Insidan av den breda delen av röret är belagd med ett speciellt ledande skikt (grafit). Detta skikt är huvudanoden i röret 7 och har en kontakt till vilken en hög positiv spänning appliceras. Anod 3 är en accelerationselektrod.
Ljusstyrkan för den lysande punkten på CRT-skärmen regleras genom att ändra den negativa spänningen på styrelektrod 2 med "Ljusstyrka"-potentiometern. I normalläget är röret låst med negativ spänning vid styrelektrod 2.
Bilden av den omgivande miljön på skärmen av siktindikatorn runtom erhålls enligt följande.
Samtidigt med start av strålning från sondens pulsgivare startas en svepgenerator, bestående av en multivibrator (MB) och en sågtandsströmgenerator (RCG), som genererar sågtandspulser. Dessa pulser matas till avlänkningssystemet 5, som har en rotationsmekanism som är kopplad till den mottagande synkronisatorn 6.
Samtidigt appliceras en rektangulär positiv spänningspuls på styrelektroden 2 och låser upp den. Med uppkomsten av en ökande (sågtands) ström i CRT-avböjningssystemet börjar elektronstrålen mjukt avvika från mitten till kanten av röret och en lysande skanningsradie visas på skärmen. Den radiella rörelsen av strålen över skärmen är mycket svagt synlig. I det ögonblick som den reflekterade signalen anländer ökar potentialen mellan gallret och kontrollkatoden, röret låses upp och en punkt som motsvarar den aktuella positionen för strålen som utför radiell rörelse börjar lysa på skärmen. Avståndet från skärmens mitt till den lysande punkten kommer att vara proportionellt mot avståndet till objektet. Avböjningssystemet har en roterande rörelse.
Avböjningssystemets rotationsmekanism är ansluten genom synkron överföring till antennens 9 synkrona sensor, så att avböjningsspolen roterar runt halsen på katodstråleröret synkront och i fas med antennen 12. Som ett resultat uppträder en roterande avsökningsradie. på CRT-skärmen.
När antennen vrids roterar skanningslinjen och nya områden börjar lysa upp på indikatorskärmen, motsvarande pulser som reflekteras från olika objekt placerade i olika bäringar. För en full rotation av antennen är hela ytan på CRT-skärmen täckt med många radiella avsökningslinjer, som endast är upplysta om det finns reflekterande föremål på motsvarande lager. Således återges en komplett bild av situationen kring fartyget på rörskärmen.
För ungefärlig mätning av avstånd till olika objekt appliceras skalringar (cirklar med fast avstånd) på CRT-skärmen med hjälp av elektronisk belysning som genereras i PCD-enheten. För att mer exakt mäta avståndet använder radarn en speciell avståndsmätare med en så kallad moving range circle (MRC).
För att mäta avståndet till ett mål på CRT-skärmen är det nödvändigt att rotera avståndsmätarhandtaget, rikta in PCD:n med målmärket och ta en avläsning i miles och tiondelar från en räknare som är mekaniskt ansluten till avståndsmätarhandtaget.
Förutom ekosignaler och avståndsringar är kursmarkering 10 upplyst på CRT-skärmen (se fig. 1). Detta uppnås genom att applicera en positiv puls till katodstrålerörets styrruta i det ögonblick då den maximala strålningen från antennen passerar i en riktning som sammanfaller med fartygets mittlinjeplan.
Bilden på CRT-skärmen kan vara orienterad i förhållande till fartygets DP (kursstabilisering) eller i förhållande till den sanna meridianen (nordstabilisering). I det senare fallet har rörets avböjningssystem också en synkron förbindelse med gyrokompassen.

6.1. FUNKTIONSPRINCIP FÖR EN PULSSÄNDARE

Sändaren, som är en del av en pulsad navigeringsradar, är designad för att generera kraftfulla korttidspulser av ultrahögfrekventa (mikrovågs) elektriska svängningar med en strikt definierad frekvens, specificerad av en synkroniseringskrets.

Radarsändaren innehåller en ultrahögfrekvensgenerator (UHF), en submodulator, en modulator och en strömkälla. Blockschemat för radarsändaren visas i fig. 6.1.

Submodulator– genererar pulser av en viss varaktighet och amplitud.

Pulsmodulator – designad för att styra svängningar i en mikrovågsgenerator. Modulatorn producerar högspänningsvideopulser, som matas till ingången på en magnetron, som genererar mikrovågsradiopulser av en given varaktighet. Funktionsprincipen för pulsmodulatorer är baserad på den långsamma ackumuleringen av energireserver i en speciell energilagringsanordning i tidsintervallet mellan pulser och den snabba efterföljande frigöringen av energi till modulatorbelastningen, d.v.s. magnetrongenerator, på en tid lika med pulslängden.

Magnetroner och halvledarmikrovågsgeneratorer (Gunn-dioder) används som MSHF.

Blockschemat för pulsmodulatorn visas i fig. 6.2.

När omkopplingsenheten öppnas laddas lagringsenheten från en konstant spänningskälla genom en begränsare (motstånd), som skyddar strömkällan från överbelastning. När enheten är stängd urladdas lagringsenheten till belastningen (magnetron) och en spänningspuls av en given varaktighet och amplitud skapas vid dess anod-katodterminaler.

En kapacitans i form av en kondensator eller öppen i slutet av en lång (konstgjord) linje kan användas som lagringsenhet. Omkopplingsanordningar - vakuumrör (för tidigare släppta radarer), tyristor, olinjär induktans.

Den enklaste är modulatorkretsen med en lagringskondensator. Kretsen för en sådan modulator innehåller som en energilagringsenhet: en lagringskondensator, som en omkopplingsanordning: en omkopplingslampa (modulator eller urladdning), såväl som ett begränsningsmotstånd och en magnetrongenerator. I initialtillståndet är urladdningslampan låst med negativ spänning på styrnätet (kretsen är bruten), lagringskondensatorn laddas.

När en rektangulär spänningspuls med positiv polaritet med en varaktighet på t Och urladdningslampan är olåst (kretsen är sluten) och lagringskondensatorn laddas ur in i magnetronen. En modulerande spänningspuls skapas vid anod-katodterminalerna på magnetronen, under inverkan av vilken magnetronen genererar mikrovågsoscillationspulser.

Spänningen på magnetronen kommer att vara så lång som det finns en positiv spänning på urladdningslampans kontrollnät. Följaktligen beror varaktigheten av radiopulserna på varaktigheten av styrpulserna.

En pulsmodulator med en lagringskondensator har en betydande nackdel. Eftersom kondensatorns laddning förbrukas när en radiopuls genereras, sjunker spänningen på den snabbt, och med den kraften från högfrekventa svängningar. Som ett resultat genereras en skarpkantad radiopuls med en försiktig avklingning. Det är mycket mer lönsamt att arbeta med rektangulära pulser, vars kraft förblir ungefär konstant under deras varaktighet. Rektangulära pulser kommer att genereras av den beskrivna generatorn om lagringskondensatorn ersätts av en konstgjord lång linje öppen i den fria änden. Linjens karakteristiska impedans måste vara lika med resistansen hos RF-oscillatorn på sidan av kraftterminalerna, dvs. förhållandet mellan dess anodspänning och anodströmmen

6.2. LINJÄRA OCH MAGNETISKA MODULATORER

I praktiken kallas modulatorer med lagringsenergi linjära modulatorer. Kretsschemat för en sådan modulator (Fig. 6.3) inkluderar: laddningsdiod V1, laddning induktorspole L1, ackumulerande linje L.C., pulstransformator T tyristor V2, laddningskrets Cl,R1.

När tyristorn är låst laddas ledningen igenom V1,L1 till spänning E. Samtidigt laddas kondensatorn C1 genom ett motstånd R1.

När en triggerpuls appliceras på tyristorn ( ZI) positiv polaritet, tyristorn är olåst, urladdningsströmmen som flyter genom den minskar tyristorns motstånd och lagringsledningen urladdas till pulstransformatorns primärlindning. En modulerande spänningspuls borttagen från sekundärlindningen matas till magnetronen. Varaktigheten av den genererade pulsen beror på parametrarna L.C. rader:

I praktiken, omkopplingsanordningar i form av olinjära induktansspolar, som kallas magnetiska pulsmodulatorer. Den olinjära induktansspolen har en kärna gjord av ett speciellt ferromagnetiskt material med minimala förluster. Det är känt att om en sådan kärna är mättad är dess magnetiska permeabilitet låg och den induktiva reaktansen hos en sådan spole är minimal. Tvärtom, i ett omättat tillstånd är kärnans magnetiska permeabilitet större, spolens induktans ökar och den induktiva reaktansen ökar.

Förutom de element som används i den linjära modulatorkretsen, innehåller den magnetiska modulatorkretsen (Fig. 6.4) en olinjär induktansspole (choke) L1, lagringskondensator C1, olinjär transformator T1, lagringskondensator C2 och pulstransformator T2.

När tyristorn är avstängd laddas kondensatorn C1 från spänningskällan E och gasspjällskärna L1 magnetiserad tills mättnad. När tyristorn är upplåst, kondensatorn C1 släpps ut på transformatorns primärlindning T1. Spänningen som induceras i sekundärlindningen laddar kondensatorn C2. I slutet av laddningen kärnan T1är mättad, och kondensatorn C2 urladdas till pulstransformatorns primärlindning.

Varaktigheten av moduleringspulsen bestäms av urladdningstiden för kondensatorn C2. I nödvändiga fall, med pulslängder som överstiger 0,1 μs, i praktiken istället för en kondensator C2 inkludera formningslinjen. Därefter kommer varaktigheten av de modulerande pulserna att bestämmas av linjeparametrarna på liknande sätt som kretsen för en linjär modulator.

6.3. SUB-MODULATIONSKASKADER

Driften av en urladdnings (modulator) lampa i en krets med en lagringskondensator styrs av en speciell submodulatorkrets, som inkluderar en triggerpulsförstärkare; den första standby-blockerande oscillatorn arbetar ioden; den andra blockeringsgeneratorn, som genererar styrspänningspulser med fast varaktighet och amplitud, vilka styr urladdningslampans funktion. Denna submodulatorkrets säkerställer att sändaren arbetar med olika upprepningshastigheter och olika varaktigheter av sonderingspulser.

Driften av linjära och magnetiska modulatorer, där tyristorer används som styrelement, styrs av en masteroscillator, som vanligtvis inkluderar en triggerpulsförstärkare, en standby-blockeringsgenerator och en emitterföljare som matchar tyristorns ingångskrets med blockeringen generatorns utgång.

Ris. 6.5. Ocean radar submodulatorkrets

I fig. Figur 6.5 visar ett schematiskt diagram av Ocean-radarsubmodulatorn, som trots den föråldrade elementbasen fortfarande är i drift.

Denna krets har fyra steg:

Triggerförstärkare (vänster halva lampan L1 typ 6N1P),

Väntar blockerande oscillator (höger halva av lampan L1),

L2 typ TGI1-35/3,

Thyratron slutsteg L3 typ TGI1-35/3.

Beroende på varaktigheten av de modulerande pulserna (0,1 eller 1 μs), fungerar tyratronen L2 eller tyratron L3. I det första fallet, laddningen av lagringslinjen 1 uppstår genom laddningsmotstånd R1. I det andra fallet, ackumuleringslinjen 2 laddas genom motstånd R2.

Belastningen av slutstegen är motstånd R3 Och R4, parallellkopplad med katodkretsen för tyratroner L1 Och L2. När lagringsledningarna är urladdade skapas en spänningspuls av en given varaktighet med en amplitud på 1250 V på dessa motstånd.

En blockerande oscillator används som ett submodulatorsteg för modulatorn. För att erhålla ett lågt utgångsmotstånd har den blockerande oscillatorn en katodföljare vid utgången.

6.4. FUNKTIONER HOS MAGNETRONGENERATORER

En magnetron är en elektrovakuumanordning med två elektroder med elektromagnetisk kontroll. I centimetervåglängdsområdet används multikavitetsmagnetroner. Strukturen för en sådan magnetron visas i fig. 6.6.

11 10

Ris. 6.6. Magnetrondesign Fig. 6.7. Staplad magnetron

Grunden för magnetrondesignen är anodblocket 1 i form av en massiv kopparcylinder, i vilken ett jämnt antal spår är bearbetade runt omkretsen, representerande cylindriska resonatorer 2.

En cylindrisk oxiduppvärmd katod är placerad i mitten av blocket 10 med en betydande diameter för att erhålla tillräcklig emissionsström. Resonatorerna kommunicerar med magnetronens inre hålighet, kallad interaktionsutrymmet, med hjälp av rektangulära spår 9. Katoden fixeras inuti magnetronen med hjälp av hållare 12 , som samtidigt fungerar som strömutgångar 11. Hållarna passerar genom glaskopplingar i cylindriska rör monterade på en fläns. Förtjockningarna på flänsen fungerar som en högfrekvent strypning, som förhindrar högfrekvent energi från att strömma ut genom glödtrådsanslutningarna. Det finns skyddsskivor på båda sidor om katoden 4 , förhindrar läckage av elektroner från interaktionsutrymmet in i magnetronens ändområden. Det finns ledarknippen på ändsidan av anodblocket 3 , förbinder segmenten av anodblocket.

För att kyla magnetronen finns fenor på dess yttre yta som blåses av en fläkt. För enkel kylning, säkerhet vid underhåll och enkel borttagning av högfrekvent energi är anodblocket jordat och högspänningspulser med negativ polaritet appliceras på katoden.

Magnetfältet i magnetronen skapas av permanentmagneter gjorda av speciella legeringar som skapar ett starkt magnetfält.

Magnetronen är ansluten till den externa lasten via en koppartrådsslinga 8 , som är lödd i ena änden till väggen på en av resonatorerna, och den andra är ansluten till den interna ledningen 7 kort koaxiallinje som går genom glasövergången 6 in i vågledaren 5 . Ultrahögfrekventa svängningar i magnetronen exciteras av ett elektronflöde som styrs av konstanta elektriska och magnetiska fält riktade ömsesidigt vinkelräta mot varandra.

Magnetrongeneratorradarer använder permanentmagneter gjorda av legeringar med hög koercitivitet. Det finns två utformningar av magnetiska system: externa magnetiska system och "stack" magnetiska system. Det externa magnetiska systemet är en stationär struktur, med en magnetron installerad mellan polstyckena.

I fartygsnavigeringsradarer har staplade magnetroner blivit utbredda, där det magnetiska systemet är en integrerad del av själva magnetronens design. För staplade magnetroner går polbitarna från ändarna in i magnetronen (fig. 6.7). Detta minskar luftgapet mellan polerna, och följaktligen motståndet i den magnetiska kretsen, vilket gör det möjligt att minska storleken och vikten på den magnetiska kretsen. Kretsar för magnetrongeneratorer visas i fig. 6,8, a; 6,8, b.

Magnetrongeneratorkretsen inkluderar: en magnetron, en filamenttransformator och ett kylsystem för magnetronens anodblock. Magnetrongeneratorkretsen innehåller tre kretsar: mikrovågsugn, anod och filament. Mikrovågsströmmar cirkulerar i magnetronresonanssystemet och i den externa belastningen som är associerad med det. Den pulsade anodströmmen flyter från modulatorns positiva terminal genom anoden - magnetronens katod till den negativa terminalen. Det definieras av uttrycket

Ris. 6.8. Magnetrongeneratorkretsar

Var jag A – medelvärde för anodström, A;

F I – frekvens pulssekvenser, imp/s;

τ jag – pulslängd, s;

α – pulsformfaktor (för rektangulär pulser är lika med en).

Glödtrådskretsen består av filamenttransformatorns sekundärlindning Tr och katodvärmande filament. Typiskt är magnetronglödtrådens spänning 6,3 V, men på grund av det faktum att katoden arbetar i det förbättrade elektronbombardementläget, krävs den fulla matningsspänningen för värmeglödtråden endast för att värma upp katoden innan högspänning appliceras på magnetronanoden . När den höga anodspänningen är påslagen reduceras vanligen glödtrådsspänningen automatiskt till 4 V med hjälp av ett motstånd R, ansluten till primärlindningen på en filamenttransformator. I kretsen (fig. 6.8a) appliceras en modulerande spänningspuls med negativ polaritet från modulatorns utgång till magnetronens katod.

Filamenttransformatorns sekundärlindning i förhållande till generatorhuset är under hög spänning. På liknande sätt, i kretsen (fig. 6.8, b) ena änden av sekundärlindningen av pulstransformatorn ITr ansluten till huset och den andra änden till terminalen på sekundärlindningen på glödlampstransformatorn. Därför måste isoleringen mellan filamenttransformatorns sekundärlindning och huset, såväl som mellan lindningarna, utformas för magnetronens fulla anodspänning. För att inte orsaka märkbar förvrängning av formen på de modulerande pulserna, bör kapacitansen hos filamenttransformatorns sekundärlindning vara så liten som möjligt (högst några tiotals picofarads).

6.5. SÄNDNINGSENHET radar "NAYADA-5"

Nayada-5 radarsändaren är en del av P-3-enheten (transceiver) och är avsedd för:

bildande och generering av mikrovågsundersökningspulser;

säkerställer synkron och i fas drift i tid för alla block och noder i indikatorn, sändaren och antennenheten.

I fig. Figur 6.9 visar ett blockschema över sändningsanordningen för Nayada-5 radarsändtagare.

Sändningsanordningen inkluderar: ultrahögfrekvensenhet; sändarmodulator; modulatorfilter; klockpulsgenerator; likriktarenheter som ger ström till blocken och kretsarna i P – 3-enheten.

Blockschemat för Nayada-5 radartransceiver inkluderar:

Stabiliseringssignalgenereringsväg, utformad för att generera sekundära synkroniseringspulser som kommer in i indikatorn, såväl som att startas genom den automatiska stabiliseringsenheten hos sändarmodulatorkontrollen. Med hjälp av dessa synkroniseringspulser säkerställs synkronisering av sonderingspulserna med start av scanning på CRT-indikatorn.

Avkännande pulsgenereringsväg, utformad för att generera mikrovågspulser och sända dem längs en vågledare till en antennanordning. Detta inträffar efter att spänningsmodulatorn genererar pulsmodulering av mikrovågsgeneratorn, såväl som styr- och synkroniseringspulser för matchande block och noder.

Videosignalgenereringsväg, utformad för att omvandla reflekterade mikrovågspulser till mellanfrekvenspulser med hjälp av en lokaloscillator och blandare, som bildar och förstärker en videosignal, som sedan går in i indikatorn. En gemensam vågledare används för att sända sonderingspulser till antennanordningen och reflekterade pulser till videosignalgenereringsvägen.

Styr- och strömkonfigurationsväg, designad för att generera matningsspänningar för alla block och kretsar i enheten, samt för att övervaka prestandan hos strömförsörjning, funktionsblock och stationskomponenter, magnetron, lokaloscillator, gnistgap, etc.

6.6. DESIGNFUNKTIONER HOS SÄNDARE

Strukturellt kan radarsändare tillsammans med den mottagande enheten placeras i en separat isolerad enhet, som kallas transceiver, alltså i antennenheten.

I fig. Figur 6.10 visar utseendet på transceivrarna för den moderna en- och tvåkanaliga automatiserade radarstationen "Ryad" (3,2 och 10 cm våglängd), som är placerad i en separat enhet. De viktigaste tekniska egenskaperna visas i tabell 6.1.

Transceivrar i intervallet 3 cm (P3220 R) med en pulseffekt på 20 kW eller mer är byggda på basis av magnetroner med en ouppvärmd fältkatod. Dessa magnetroner har en felfri drifttid under driftförhållanden på mer än 10 000 timmar, ger omedelbar driftberedskap och förenklar sändaren avsevärt.

Ris. 6.10. Transceivers av den automatiska radarn "Ryad"

Det utbredda införandet av mikroelektronik i moderna fartygsnavigeringsradarer, i första hand solid-state mikrovågsenheter och mikroprocessorer, har gjort det möjligt, i kombination med moderna signalbehandlingsmetoder, att erhålla kompakta, pålitliga, ekonomiska och lättanvända sändnings- och mottagningsenheter . För att eliminera användningen av skrymmande vågledaranordningar och eliminera effektförluster vid sändning och mottagning av reflekterade signaler i vågledare, är sändaren och mottagaren strukturellt placerade i antennenheten i form av en separat modul, som ibland kallas scanner(se fig. 7.23). Detta säkerställer snabb borttagning av transceivermodulen, såväl som reparationer med hjälp av aggregatbytesmetoden. Slå på och av strömmen för dessa typer av transceivrar görs på distans.

I fig. Figur 6.11 visar antenn-sändnings-mottagningsanordningen för kustradarn (BRLS) "Baltika-B", gjord i form av ett monoblock. Baltika-B-radarn används som kustradar i fartygstrafikledningssystem (VTCS), samt i hamnvatten, inflygningskanaler och farleder.