Ev › tavsiye › Rusya'nın radar istasyonları ve hava savunma sistemleri. Radar istasyonları: tarihçe ve temel çalışma ilkeleri Uçak radarları için alıcı-vericilerin elektrik devre şemaları

Rusya'nın radar istasyonları ve hava savunma sistemleri. Radar istasyonları: tarihçe ve temel çalışma ilkeleri Uçak radarları için alıcı-vericilerin elektrik devre şemaları

Radar, bilimsel yöntemlerin ve teknik araçlar, radyo dalgaları aracılığıyla nesnenin koordinatlarını ve özelliklerini belirlemeye hizmet eder. Araştırılan nesne genellikle bir radar hedefi (veya sadece bir hedef) olarak adlandırılır.

Radar görevlerini yerine getirmek için tasarlanmış radyo ekipmanı ve araçlarına radar sistemleri veya cihazları (radar veya radar) denir. Radarın temelleri aşağıdaki fiziksel olaylara ve özelliklere dayanmaktadır:

Yayılma ortamında, farklı elektriksel özelliklere sahip cisimlerle buluşan radyo dalgaları üzerlerine saçılır. Hedeften yansıyan dalga (veya kendi radyasyonu), radar sistemlerinin hedefi tespit etmesini ve tanımlamasını sağlar.
Büyük mesafelerde, radyo dalgalarının yayılmasının, bilinen bir ortamda sabit bir hızla doğrusal olduğu varsayılır. Bu varsayım, hedefe ve açısal koordinatlarına (belirli bir hata ile) ulaşmayı mümkün kılar.
Doppler etkisine bağlı olarak, alınan yansıyan sinyalin frekansı, radyasyon noktasının radara göre radyal hızını hesaplar.

Tarihsel referans

Radyo dalgalarının yansıtma yeteneği, büyük fizikçi G. Hertz ve Rus elektrik mühendisi tarafından 19. yüzyılın sonlarında işaret edildi. yüzyıl. 1904 tarihli bir patente göre ilk radar Alman mühendis K. Hulmeier tarafından yapılmıştır. Telemobiloskop adını verdiği cihaz, Ren nehrini süren gemilerde kullanılıyordu. Geliştirme ile bağlantılı olarak, radar kullanımı bir unsur olarak çok umut verici görünüyordu.Bu alanda dünyanın birçok ülkesinden önde gelen uzmanlar tarafından araştırmalar yapıldı.

1932'de LEFI'de (Leningrad Elektrofizik Enstitüsü) araştırmacı olan Pavel Kondratievich Oshchepkov, çalışmalarında radarın temel prensibini anlattı. O, meslektaşları ile işbirliği içinde B.K. Şembel ve V.V. 1934 yazında Tsimbalin, 600 m mesafede 150 m yükseklikte bir hedef tespit eden bir prototip radar kurulumu gösterdi Radar ekipmanını iyileştirmek için daha fazla çalışma, menzillerini artırmak ve hedefin yerini belirleme doğruluğunu artırmaktı. .

Doğa Elektromanyetik radyasyon hedefler, birkaç radar türü hakkında konuşmamızı sağlar:

pasif radar hedefler (roketler, uçaklar, uzay nesneleri) oluşturan kendi radyasyonunu (termal, elektromanyetik vb.) araştırır.
Aktif yanıt ile aktif nesne kendi vericisi ile donatılmışsa ve onunla etkileşim "istek-yanıt" algoritmasına göre gerçekleşirse gerçekleştirilir.
Pasif tepki ile aktif ikincil (yansıyan) radyo sinyalinin incelenmesini içerir. bu durumda bir verici ve bir alıcıdan oluşur.
yarı aktif radar- bu, yansıyan radyasyon alıcısının radarın dışına yerleştirilmesi durumunda (örneğin, bir güdümlü füzenin yapısal bir elemanıdır) özel bir aktif durumudur.

Her türün kendi avantajları ve dezavantajları vardır.

Yöntemler ve ekipman

Kullanılan yönteme göre tüm radar araçları, sürekli ve darbeli radyasyon radarlarına ayrılır.

İlki, bileşimlerinde aynı anda ve sürekli olarak hareket eden bir verici ve bir radyasyon alıcısı içerir. Bu prensibe göre ilk radar cihazları oluşturuldu. Böyle bir sistemin bir örneği, bir radyo altimetre (bir uçağın dünya yüzeyine olan mesafesini belirleyen bir uçak cihazı) veya bir aracın hızını belirlemek için tüm sürücüler tarafından bilinen bir radardır.

Darbe yönteminde, elektromanyetik enerji birkaç mikrosaniyelik kısa darbelerde yayılır. Bundan sonra, istasyon sadece alım için çalışır. Yansıyan radyo dalgalarını yakalayıp kaydettikten sonra, radar yeni bir darbe gönderir ve döngüler tekrarlanır.

Radar çalışma modları

Radar istasyonlarının ve cihazlarının iki ana çalışma modu vardır. Birincisi uzay taramasıdır. Kesin olarak tanımlanmış bir sisteme göre gerçekleştirilir. Sıralı bir inceleme ile, radar ışınının hareketi doğası gereği dairesel, spiral, konik, sektörel olabilir. Örneğin, bir anten dizisi, aynı anda yükseklikte tarama yaparken (yukarı ve aşağı eğilme) bir daire içinde (azimutta) yavaşça dönebilir. Paralel tarama ile inceleme, bir radar ışını demeti tarafından gerçekleştirilir. Her birinin kendi alıcısı vardır, aynı anda birkaç bilgi akışı işlenir.

İzleme modu, antenin sürekli olarak seçilen nesneye doğru yönlendirildiği anlamına gelir. Hareket eden bir hedefin yörüngesine göre döndürmek için özel otomatik izleme sistemleri kullanılır.

Menzil ve yönü belirlemek için algoritma

Elektromanyetik dalgaların atmosferdeki yayılma hızı 300 bin km/s'dir. Bu nedenle, yayın sinyalinin istasyondan hedefe ve geriye olan mesafeyi aşmak için harcadığı süreyi bilmek, nesnenin mesafesini hesaplamak kolaydır. Bunu yapmak için, nabzı gönderme zamanını ve yansıyan sinyali alma anını doğru bir şekilde kaydetmek gerekir.

Hedefin konumu hakkında bilgi elde etmek için yüksek yönlü radar kullanılır. Bir nesnenin azimutunun ve yüksekliğinin (yükseklik veya yükseklik) belirlenmesi, dar huzmeli bir anten tarafından yapılır. Modern radarlar, bunun için daha dar bir ışın ayarlayabilen ve yüksek dönüş hızı ile karakterize edilen aşamalı anten dizilerini (PAR) kullanır. Kural olarak, uzay tarama işlemi en az iki ışın tarafından gerçekleştirilir.

Ana sistem parametreleri

Taktik ve özellikler ekipman büyük ölçüde görevlerin verimliliğine ve kalitesine bağlıdır.

Radarın taktik göstergeleri şunları içerir:

Minimum ve maksimum hedef tespit aralığı, izin verilen azimut ve yükseklik açılarıyla sınırlı bir görüş alanı.
Menzil, azimut, yükseklik ve hızdaki çözünürlük (yakındaki hedeflerin parametrelerini belirleme yeteneği).
Brüt, sistematik veya rastgele hataların varlığıyla ölçülen ölçüm doğruluğu.
Gürültü bağışıklığı ve güvenilirlik.
Gelen bilgi verisi akışının çıkarılması ve işlenmesinin otomasyon derecesi.

Verilen taktik özellikler, aşağıdakiler de dahil olmak üzere belirli teknik parametreler aracılığıyla cihazlar tasarlanırken belirlenir:

savaş karakolunda

Radar, orduda, bilimde ve ülke ekonomisinde yaygınlaşan evrensel bir araçtır. Teknik imkanların ve ölçüm teknolojilerinin gelişmesi ve iyileşmesi sayesinde kullanım alanları sürekli genişlemektedir.

Askeri endüstride radar kullanımı, uzayı araştırmak ve kontrol etmek, hava, yer ve su hareketli hedeflerini tespit etmek gibi önemli görevleri çözmeyi mümkün kılar. Radar olmadan, hizmet veren ekipmanı hayal etmek imkansızdır. bilgi desteği navigasyon sistemleri ve atış kontrol sistemleri.

Askeri radar, stratejik füze saldırısı uyarı sisteminin ve entegre füze savunmasının temel bileşenidir.

radyo astronomi

Dünya yüzeyinden gönderilen radyo dalgaları, Dünya'ya yakın hedeflerden olduğu kadar yakın ve uzak uzaydaki nesnelerden de yansır. Birçok uzay nesnesi yalnızca optik aletler kullanılarak tam olarak araştırılamamış, astronomide yalnızca radar yöntemlerinin kullanılması, onların doğası ve yapısı hakkında zengin bilgiler elde etmeyi mümkün kılmıştır. Ay keşfi için pasif radar ilk olarak 1946'da Amerikalı ve Macar gökbilimciler tarafından kullanıldı. Aynı sıralarda, uzaydan gelen radyo sinyalleri de yanlışlıkla alındı.

Modern radyo teleskoplarında, alıcı anten büyük bir içbükey küresel çanak şeklindedir (bir optik reflektörün aynası gibi). Çapı ne kadar büyükse, o kadar fazla zayıf sinyal anten alabilir. Radyo teleskoplar, yalnızca birbirine yakın olan cihazları değil, aynı zamanda farklı kıtalarda bulunan cihazları birleştirerek genellikle karmaşık bir şekilde çalışır. Modern radyo astronomisinin en önemli görevleri arasında, aktif çekirdekli pulsarların ve galaksilerin incelenmesi, yıldızlararası ortamın incelenmesi yer alır.

Sivil uygulama

Tarım ve ormancılıkta, bitki kütlelerinin dağılımı ve yoğunluğu hakkında bilgi elde etmek, toprakların yapısını, parametrelerini ve türlerini incelemek ve yangınları zamanında tespit etmek için radar cihazları vazgeçilmezdir. Coğrafya ve jeolojide, topografik ve jeomorfolojik çalışmalar yapmak, kayaların yapısını ve bileşimini belirlemek ve maden yataklarını aramak için radar kullanılır. Hidroloji ve oşinografide, ülkenin ana su yollarının durumunu, kar ve buz örtüsünü izlemek ve kıyı şeridini haritalamak için radar yöntemleri kullanılır.

Radar, meteorologların vazgeçilmez yardımcısıdır. Radar, atmosferin durumunu onlarca kilometre mesafeden kolayca bulabilir ve elde edilen verileri analiz ederek belirli bir bölgedeki hava koşullarındaki değişiklikler hakkında bir tahmin yapılır.

Geliştirme umutları

Modern bir radar istasyonu için ana değerlendirme kriteri, verimlilik ve kalite oranıdır. Verimlilik, ekipmanın genelleştirilmiş performans özelliklerini ifade eder. Kusursuz bir radarın yaratılması, uygulanması yalnızca elektromekanik ve elektronik, bilgisayar bilimi ve diğer alanlardaki en son başarıların kullanılmasıyla mümkün olan karmaşık bir mühendislik, bilimsel ve teknik görevdir. bilgisayar Bilimi, enerji.

Uzmanlara göre, yakın gelecekte ana işlevsel düğümlerÇeşitli karmaşıklık ve amaçlara sahip istasyonlar, analog sinyalleri dijital olanlara dönüştüren katı hal aktif fazlı anten dizileri (fazlı anten dizileri) olacaktır. Bilgisayar kompleksinin geliştirilmesi, son kullanıcıya alınan bilgilerin kapsamlı bir analizini sağlayarak, radarın kontrolünü ve temel işlevlerini tamamen otomatikleştirmeyi mümkün kılacaktır.

Radar elektromanyetik enerji yayar ve yansıyan nesnelerden gelen yankıları algılar ve özelliklerini de belirler. Kurs projesinin amacı, çok yönlü radarı dikkate almak ve bu radarın taktik göstergelerini hesaplamaktır: emilimi hesaba katarak maksimum menzil; menzil ve azimutta gerçek çözünürlük; menzil ve azimut ölçümlerinin gerçek doğruluğu. Teorik kısım, hava trafik kontrolü için darbeli aktif bir hava radarının işlevsel bir diyagramını sunar.

Çalışmayı sosyal ağlarda paylaşın

Bu çalışma size uymuyorsa, sayfanın alt kısmında benzer çalışmaların bir listesi bulunmaktadır. Arama butonunu da kullanabilirsiniz

Radar sistemleri (RLS), yansıyan nesnelerin mevcut koordinatlarını (menzil, hız, yükseklik ve azimut) tespit etmek ve belirlemek için tasarlanmıştır.

Radar elektromanyetik enerji yayar ve yansıyan nesnelerden gelen yankıları algılar ve ayrıca özelliklerini belirler.

Kurs projesinin amacı, çok yönlü radarı dikkate almak ve bu radarın taktik göstergelerini hesaplamaktır: emilimi hesaba katarak maksimum menzil; menzil ve azimutta gerçek çözünürlük; menzil ve azimut ölçümlerinin gerçek doğruluğu.

Teorik kısım, hava trafik kontrolü için darbeli aktif bir hava radarının işlevsel bir diyagramını sunar. Sistemin parametreleri ve hesaplanması için formüller de verilmiştir.

Hesaplama bölümünde şu parametreler belirlendi: absorpsiyonu hesaba katan maksimum menzil, menzil ve azimuttaki gerçek çözünürlük, ölçüm menzili ve azimutun doğruluğu.

1. Teorik kısım

1.1 Radarın işlevsel diyagramıçok yönlü görünüm

Radar çeşitli nesnelerin radarla gözlemlenmesini, yani bunların saptanmasını, koordinatlarının ve hareket parametrelerinin ölçülmesini ve ayrıca nesneler tarafından yansıtılan veya yeniden yayılan radyo dalgalarını kullanarak bazı yapısal veya fiziksel özelliklerin tanımlanmasını sağlayan bir radyo mühendisliği alanı veya bunların kendi radyo emisyonu. Radar gözetleme sürecinde elde edilen bilgilere radar denir. Radyo teknik radar gözetleme cihazlarına radar istasyonları (RLS) veya radarlar denir. Radar gözlem nesnelerinin kendilerine radar hedefleri veya basitçe hedefler denir. Yansıtılan radyo dalgalarını kullanırken, radar hedefleri herhangi bir homojensizliktir. elektriksel parametreler birincil dalganın yayıldığı ortam (geçirgenlik, geçirgenlik, iletkenlik). Buna uçaklar (uçaklar, helikopterler, meteorolojik sondalar vb.), hidrometeorlar (yağmur, kar, dolu, bulutlar vb.), nehir ve deniz araçları, yer nesneleri (binalar, arabalar, havaalanlarındaki uçaklar vb.) dahildir. askeri tesisler vb. Özel tip radar hedefleri astronomik nesnelerdir.

Radar bilgisinin kaynağı bir radar sinyalidir. Elde etme yöntemlerine bağlı olarak, aşağıdaki radar gözetleme türleri ayırt edilir.

Pasif yanıtlı radar,radar araştırma sinyali tarafından yayılan salınımların hedeften yansıtılması ve yansıyan bir sinyal şeklinde radar alıcısına girmesi gerçeğine dayanmaktadır. Bu tür gözetleme bazen pasif yanıtlı aktif radar olarak da adlandırılır.

Aktif yanıtlı radar,aktif yanıtlı aktif radar olarak adlandırılan, yanıt sinyalinin yansıtılmaması, bunun yerine özel bir transponder tekrarlayıcı kullanılarak yeniden yayılması ile karakterize edilir. Bu, radar gözleminin menzilini ve kontrastını önemli ölçüde artırır.

Pasif radar, hedeflerin kendi radyo emisyonlarının alınmasına dayanır., esas olarak milimetre ve santimetre aralıkları. Önceki iki durumdaki tarama sinyali, menzil ve hızın temel olarak ölçülmesi olasılığını sağlayan bir referans olarak kullanılabilirse, bu durumda böyle bir olasılık yoktur.

Radar sistemi, radyo iletişim kanalları veya telemetri gibi bir radar kanalı olarak düşünülebilir. Radarın ana bileşenleri verici, alıcı, anten cihazı, terminal cihazıdır.

Radar gözetiminin ana aşamaları şunlardır:algılama, ölçüm, çözünürlük ve tanıma.

keşif Kabul edilebilir bir hatalı karar olasılığı olan hedeflerin varlığı hakkında karar verme süreci denir.

Ölçüm hedeflerin koordinatlarını ve hareketlerinin parametrelerini kabul edilebilir hatalarla tahmin etmenizi sağlar.

İzin Menzil, hız vb. bakımından yakın aralıklı olan diğerlerinin varlığında bir hedefin koordinatlarını tespit etme ve ölçme görevlerini yerine getirmekten oluşur.

Tanıma hedefin bazı karakteristik özelliklerini belirlemeyi mümkün kılar: nokta mı yoksa grup mu, hareketli mi yoksa grup mu, vb.

Radardan gelen radar bilgisi bir radyo kanalı üzerinden veya kablo ile kontrol noktasına yayınlanır. Bireysel hedefler için radarı izleme süreci otomatikleştirilir ve bir bilgisayar yardımıyla gerçekleştirilir.

Rota boyunca uçak navigasyonu, ATC'de kullanılan aynı radarlar tarafından sağlanır. Hem belirli bir rotanın bakımını kontrol etmek hem de uçuş sırasında konumu belirlemek için kullanılırlar.

İnişi ve otomasyonunu gerçekleştirmek için, radyo işaret sistemleri ile birlikte, uçağın rotadan sapmasının izlenmesini ve süzülme yolu planlaması sağlayan iniş radarları yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sivil havacılıkta, bir dizi havadan radar cihazı da kullanılmaktadır. Her şeyden önce, bu, tehlikeli meteorolojik oluşumları ve engelleri tespit etmek için hava radarını içerir. Genellikle, karakteristik yer radarı nirengi noktaları boyunca otonom seyrüsefer imkanı sağlamak için dünyayı incelemeye de hizmet eder.

Radar sistemleri (RLS), yansıyan nesnelerin mevcut koordinatlarını (menzil, hız, yükseklik ve azimut) tespit etmek ve belirlemek için tasarlanmıştır. Radar elektromanyetik enerji yayar ve yansıyan nesnelerden gelen yankıları algılar ve ayrıca özelliklerini belirler.

Yapısı Şekil 1'de gösterilen hava trafik kontrolü (ATC) için hava hedeflerini tespit etmek için darbeli bir aktif radarın çalışmasını düşünün. Görüş kontrol cihazı (anten kontrolü), bir anten ışını ile alanı (genellikle dairesel) görüntülemeye yarar yatay düzlemde dar ve dikeyde geniştir.

Söz konusu radarda, darbeli bir radyasyon modu kullanılır, bu nedenle, bir sonraki tarama radyo darbesinin sonunda, tek anten vericiden alıcıya geçer ve bir sonraki araştırma radyo darbesi üretilene kadar alım için kullanılır. antenin vericiye yeniden bağlandığı vb.

Bu işlem bir gönderme-alma anahtarı (TPP) tarafından gerçekleştirilir. Tarama sinyallerinin tekrar periyodunu ayarlayan ve tüm radar alt sistemlerinin çalışmasını senkronize eden tetik darbeleri, eşleyici tarafından üretilir. Analog-dijital dönüştürücüden (ADC) sonra alıcıdan gelen sinyal, sinyalin algılanması ve hedefin koordinatlarının değiştirilmesinden oluşan birincil bilgi işlemenin gerçekleştirildiği bilgi işleme ekipmanı sinyal işlemcisine gider. Veri işlemcisindeki bilgilerin birincil işlenmesi sırasında hedef işaretleri ve yörünge izleri oluşturulur.

Üretilen sinyaller, antenin açısal konumu hakkındaki bilgilerle birlikte, daha fazla işlenmek üzere kumanda noktasına ve ayrıca çok yönlü görüş göstergesine (PPI) kontrol için iletilir. -de pil ömrü IKO radarı, hava durumunu gözlemlemek için ana unsur olarak hizmet eder. Böyle bir radar genellikle bilgileri dijital biçimde işler. Bunun için sinyali dönüştüren bir cihaz dijital kod(ADC).

Şekil 1 Çok yönlü radarın işlevsel diyagramı

1.2 Tanımlar ve sistemin temel parametreleri. Hesaplama formülleri

Radarın ana taktiksel özellikleri

Maksimum mesafe

Maksimum menzil, taktik gerekliliklerle belirlenir ve radarın birçok teknik özelliğine, radyo dalgalarının yayılma koşullarına ve istasyonların gerçek kullanım koşullarında rastgele değişikliklere tabi olan hedeflerin özelliklerine bağlıdır. Bu nedenle, maksimum aralık olasılıksal bir özelliktir.

Bir nokta hedef için serbest alan menzil denklemi (yani, zeminin etkisi ve atmosferik absorpsiyonu hesaba katmadan), radarın tüm ana parametreleri arasında bir ilişki kurar.

nerede E izl - bir darbede yayılan enerji;

SA - etkili anten alanı;

S efo - etkili yansıtıcı hedef alanı;

 - dalga boyu;

r'ye - ayırt edilebilirlik oranı (belirli bir doğru algılama olasılığı ile sinyallerin alınmasını sağlayan, alıcı girişindeki enerji sinyali-gürültü oranı) tarafından ve yanlış alarm olasılığı W lt);

Doğu - alımda etkili olan seslerin enerjisi.

nerede R ve - ve darbe gücü;

 ve , - darbe süresi.

nerede gün - anten aynasının yatay boyutu;

dav - anten aynasının dikey boyutu.

k p \u003d k r.t. ,

nerede kr.t. - teorik ayırt edilebilirlik katsayısı.

kr.t. =,

nerede q0 - algılama parametresi;

N - hedeften alınan darbe sayısı.

nerede W lt - yanlış alarm olasılığı;

tarafından - doğru tespit olasılığı.

nerede t bölgesi,

F ve - darbe frekansı;

Qa0.5 - güç açısından 0,5 seviyesinde anten huzmesi

antenin açısal hızı nerede.

nerede T obz - gözden geçirme süresi.

burada k \u003d 1.38  10 -23 J/deg - Boltzmann sabiti;

k w - alıcının gürültü şekli;

T - Kelvin derece cinsinden alıcı sıcaklığı ( T = 300K).

Radarın maksimum menzili, radyo dalgası enerjisinin soğurulmasını hesaba katar.

nerede  osl - zayıflama faktörü;

 D - inceltilmiş katman genişliği.

Radarın minimum menzili

Anten sistemi kısıtlama getirmiyorsa, radarın minimum menzili, darbe süresi ve anten anahtarının kurtarma süresi tarafından belirlenir.

burada c yayılma hızıdır elektromanyetik dalga boşlukta, c = 3∙10 8 ;

 ve , - darbe süresi;

t içinde - anten anahtarı kurtarma süresi.

Radarın menzil çözünürlüğü

Çok yönlü görüş göstergesini çıkış cihazı olarak kullanırken gerçek menzil çözünürlüğü aşağıdaki formülle belirlenir:

 (D) \u003d  (D) ter +  (D) ind,

d de  (d) ter - potansiyel menzil çözünürlüğü;

 (D ) bul - göstergenin aralık çözünürlüğü.

Dikdörtgen darbelerin tutarsız patlaması biçimindeki bir sinyal için:

burada c, vakumda bir elektromanyetik dalganın yayılma hızıdır; c = 3∙10 8 ;

 ve , - darbe süresi;

 (D ) bul - göstergenin aralık çözünürlüğü formülle hesaplanır

g de d sk - aralık ölçeğinin sınır değeri;

k e = 0,4 - ekran kullanım faktörü,

Q f - tüp odaklama kalitesi.

Azimutta radar çözünürlüğü

Azimuttaki gerçek çözünürlük aşağıdaki formülle belirlenir:

 ( az) \u003d  ( az) ter +  ( az) ind,

nerede  ( az) ter - Gauss radyasyon modeline yaklaşırken azimutta potansiyel çözünürlük;

 ( az) bul - azimutta göstergenin çözünürlüğü

 ( az) ter \u003d 1,3  Q a 0,5,

 ( az ) ind = d n Mf ,

nerede dn - katod ışını tüpü noktasının çapı;

M f ölçek ölçeği.

nerede - ekranın ortasındaki işaretin kaldırılması.

Aralığa göre koordinat belirleme doğruluğu Ve

Menzili belirlemenin doğruluğu, yansıyan sinyalin gecikmesini ölçmenin doğruluğuna, optimum olmayan sinyal işlemeden kaynaklanan hatalara, iletimde, alımda ve gösterge yollarında açıklanmayan sinyal gecikmelerinin varlığına, rastgele aralık hatalarına bağlıdır. gösterge cihazları.

Doğruluk, ölçüm hatası ile karakterize edilir. Menzil ölçümünün ortaya çıkan ortalama karekök hatası, aşağıdaki formülle belirlenir:

nerede  (D) ter - potansiyel aralık hatası.

 (D ) dağılımı düz olmayan yayılmadan kaynaklanan hata;

 (D) uygulaması - donanım hatası

nerede q0 - çift sinyal-gürültü oranı.

Azimut koordinat doğruluğu

Azimut ölçümlerinde sistematik hatalar, radar anten sisteminin yanlış yönlendirilmesi ve antenin konumu ile azimutun elektriksel ölçeği arasındaki uyumsuzluk nedeniyle meydana gelebilir.

Hedef azimutun ölçülmesindeki rastgele hatalar, anten dönüş sisteminin dengesizliğinden, azimut işaretleri oluşturma şemalarının kararsızlığından ve ayrıca okuma hatalarından kaynaklanır.

Azimut ölçümünün elde edilen kök ortalama kare hatası şu şekilde verilir:

İlk veriler (seçenek 5)

Dalga boyu  , [santimetre] …............................................. ........................... .... 6
darbe gücü r ve , [kW] ................................................ . .............. 600
Darbe süresi ve , [µs] ................................................ ........... 2,2
Darbe frekansı F ve , [Hz] ................................................ ....... 700
Anten aynasının yatay boyutu gün [m] ................................ 7
Anten aynasının dikey boyutu dav , [m] ................................... 2.5
İnceleme dönemi T incelemesi , [İle] .............................................. ............................. 25
Alıcı gürültü figürü k w ................................................. ....... 5
Doğru tespit olasılığı tarafından ............................. .......... 0,8
Yanlış alarm olasılığı W lt.. ................................................ ....... 10 -5
Çevre görünümü göstergesi ekran çapı d e , [mm] ................... 400
Etkili yansıtıcı hedef alan Sefo, [m 2 ] …...................... 30
Odak kalitesi Q f ............................................................... ...... 400
Menzil ölçeği limiti D shk1 , [km] ...................... 50 Gün shk2 , [km] .......... 400
Mesafe ölçüm işaretleri D , [km] .......................................... 15
Azimut ölçüm işaretleri , [derece] ................................................ 4

2. Çok yönlü radarın taktik göstergelerinin hesaplanması

2.1 Absorpsiyonlu maksimum aralığın hesaplanması

İlk olarak, yayılma sırasında radyo dalgalarının enerjisinin zayıflaması dikkate alınmadan radarın maksimum menzili hesaplanır. Hesaplama aşağıdaki formüle göre yapılır:

(1)

Bu ifadede yer alan değerleri hesaplayıp ayarlayalım:

E izl \u003d P ve  ve \u003d 600  10 3  2,2  10 -6 \u003d 1,32 [J]

S a \u003d d ag dav \u003d  7  2,5 \u003d 8,75 [m 2]

k p \u003d k r.t.

kr.t. =

101,2

0,51 [derece]

14.4 [derece/sn]

Elde edilen değerleri yerine koyarsak:

t bölgesi = 0,036 [s], N = 25 darbe ve k r.t. = 2.02.

= 10, sonra k P = 20 olsun.

Doğu - alım sırasında etki eden gürültünün enerjisi:

E w \u003d kk w T \u003d 1,38  10 -23  5  300 \u003d 2,07  10 -20 [J]

Elde edilen tüm değerleri (1) ile değiştirerek 634.38 [km] buluyoruz.

Şimdi radyo dalgası enerjisinin emilimini hesaba katarak radarın maksimum menzilini belirleyelim:

(2)

Değer  osl tablolardan bulun. İçin \u003d 6 cm  osl 0,01 dB/km'ye eşit alınmıştır. Zayıflamanın tüm aralıkta meydana geldiğini varsayalım. Bu koşul altında, formül (2) aşkın bir denklem şeklini alır.

(3)

Denklem (3), bir grafik-analitik yöntemle çözülecektir. İçin osl = 0,01 dB/km ve D maks = 634,38 km hesaplıyoruz D maks osl = 305,9 km.

Çözüm: Yayılma sırasında radyo dalgalarının enerjisinin zayıflaması dikkate alınarak radarın maksimum menzilinin şuna eşit olduğu hesaplamalardan görülebilir: D maks.os l = 305,9 [km].

2.2 Gerçek menzil ve azimut çözünürlüğünün hesaplanması

Çok yönlü görüş göstergesini çıkış cihazı olarak kullanırken gerçek menzil çözünürlüğü aşağıdaki formülle belirlenir:

 (D) =  (D) ter +  (D) ind

Dikdörtgen darbelerin tutarsız patlaması biçimindeki bir sinyal için

0,33 [km]

D sh1 için =50 [km],  (D) ind1 =0,31 [km]

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

Gerçek aralık çözünürlüğü:

D sc1 için = 50 km  (D) 1 =  (D) ter +  (D) ind1 = 0,33+0,31=0,64 [km]

D w2 için =400 km

Azimuttaki gerçek çözünürlük aşağıdaki formülle hesaplanır:

 ( az) \u003d  ( az) ter +  ( az) ind

 ( az) ter \u003d 1,3  Q a 0,5 \u003d 0,663 [derece]

 ( az) ind = d n M f

r = k e d e alarak / 2 (ekranın kenarındaki işareti), elde ederiz

0,717 [derece]

 ( az)=0,663+0,717=1,38 [derece]

Çözüm: Gerçek aralık çözünürlüğü şuna eşittir:

D wk1 için = 0,64 [km], D wk2 için = 2,83 [km].

Azimutta gerçek çözünürlük:

 ( az)=1,38 [derece].

2.3 Menzil ve azimut ölçümlerinin gerçek doğruluğunun hesaplanması

Doğruluk, ölçüm hatası ile karakterize edilir. Aralık ölçümünün ortaya çıkan ortalama karekök hatası, aşağıdaki formülle hesaplanır:

40,86

 (D ) ter = [km]

Düz olmayan yayılma nedeniyle hata (D ) dağılımı ihmal ediyoruz. Donanım hataları (D ) uygulaması gösterge ölçeğinde okuma hatalarına indirgenir (D ) bul . Çepeçevre görüş göstergesinin ekranındaki elektronik etiketlerle (ölçek halkaları) sayma yöntemini kabul ediyoruz.

 (D ) ind = 0,1  D =1,5 [km] , burada  D - ölçeğin fiyat bölümü.

 (D ) = = 5 [km]

Azimut ölçümünün ortaya çıkan ortalama karekök hatası benzer şekilde tanımlanır:

0,065

 ( az) ind \u003d 0,1   \u003d 0,4

Çözüm: Aralık ölçümünün ortaya çıkan kök ortalama kare hatasını hesapladıktan sonra, şunu elde ederiz: (D)  ( az) \u003d 0,4 [derece].

Çözüm

Bu ders çalışmasında, hava trafik kontrolü için hava hedeflerinin tespiti için darbeli bir aktif radarın parametrelerinin hesaplanması (maksimum menzil, absorpsiyon, menzil ve azimutta gerçek çözünürlük, ölçüm menzili ve azimutun doğruluğu dikkate alınarak) gerçekleştirilir.

Hesaplamalar sırasında aşağıdaki veriler elde edildi:

1. Yayılma sırasında radyo dalgalarının enerjisinin zayıflaması dikkate alınarak radarın maksimum menzili: D maks.sl = 305,9 [km];

2. Gerçek aralık çözünürlüğü:

D shk1 = 0,64 [km] için;

D shk2 için = 2,83 [km].

Azimutta gerçek çözünürlük: ( az)=1,38 [derece].

3. Ortaya çıkan aralık ölçümünün ortalama karekök hatası elde edilir(D) =1,5 [km]. Azimut ölçümünün RMS hatası ( az) \u003d 0,4 [derece].

Darbeli radarların avantajları arasında, özellikle görüş alanında çok sayıda hedef olduğunda, hedeflere olan mesafeleri ve bunların menzil çözünürlüğünü ölçmenin basitliği ve ayrıca alınan ve yayılan salınımlar arasında neredeyse tam zamanlı ayrıştırma yer alır. İkinci durum, aynı antenin hem iletim hem de alım için kullanılmasını mümkün kılar.

Darbeli radarların dezavantajı, yayılan salınımların büyük bir tepe gücünü kullanma ihtiyacının yanı sıra kısa mesafeleri - büyük bir ölü bölge - ölçmenin imkansızlığıdır.

Radarlar, uzay aracının gezegenlerin yüzeyine yumuşak inişini sağlamaktan bir kişinin hızını ölçmeye, füze ve uçaksavar savunma sistemlerindeki silahları kontrol etmekten kişisel korumaya kadar çok çeşitli görevleri çözmek için kullanılır.

Kaynakça

Vasin V.V. Radyo mühendisliği ölçüm sistemlerinin çalışma aralığı. Metodik geliştirme. - M.: MIEM 1977.
Vasin V.V. Radyo mühendisliği ölçüm sistemlerinde ölçümlerin çözünürlüğü ve doğruluğu. Metodik geliştirme. - M.: MIEM 1977.
Vasin V.V. Radyo mühendisliği ölçüm sistemlerinde nesnelerin koordinatlarını ve radyal hızlarını ölçme yöntemleri. Ders Notları. - M.: MIEM 1975.

4. Bakulev P.A. Radar sistemleri. Üniversiteler için ders kitabı. M.: “Radyo

Teknik» 2004

5. Radyo mühendisliği sistemleri: Üniversiteler için ders kitabı / Yu.M. Kazarinov [ve diğerleri]; Ed. Yu M. Kazarinova. M.: Akademi, 2008. 590 s.:

İlginizi çekebilecek ilgili diğer çalışmalar.vshm>
1029.		Bilgisayar eğitim sistemi (CTS) "Uzman sistemler" laboratuvar kompleksi için yazılım geliştirme	4.25MB
	AI alanı, kırk yılı aşkın bir geliştirme geçmişine sahiptir. En başından beri, diğerleriyle birlikte hala araştırma konusu olan bir dizi çok karmaşık sorunu ele aldı: teoremlerin otomatik ispatları ...
3242.		Ölçüm sisteminin birincil dönüştürücüsünün dinamik özellikleri için bir dijital düzeltme sisteminin geliştirilmesi	306.75KB
	Zaman alanlı sinyal işleme, modern elektronik osilografide ve dijital osiloskoplarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ve özel alandaki sinyalleri temsil etmek için dijital spektrum analizörleri kullanılır. Genişletme paketleri, sinyal işlemenin matematiksel yönlerini incelemek için kullanılır.
13757.		Elektronik kurs desteği İşletim sistemlerini test etmek için bir ağ sisteminin oluşturulması (örnek olarak Joomla araç kabuğu kullanılarak)	1.83MB
	Test yazma programı, sorularla çalışmanıza izin verecektir. elektronik formatta her türlü kullan dijital bilgi Sorunun içeriğini görüntülemek için. amaç dönem ödevi için web geliştirme araçlarını ve yazılım uygulamasını kullanarak bir bilgi testi web hizmetinin modern bir modelinin oluşturulmasıdır. verimli çalışma Deneme sistemi bilgilerin kopyalanmasına ve bilgi kontrolü sırasında kopya çekmeye karşı koruma vb.
523.		Vücudun fonksiyonel sistemleri. Sinir sisteminin çalışması	4,53 KB
	Vücudun fonksiyonel sistemleri. Sinir sisteminin işi Vücutta analizörlerin yani duyu sistemlerinin yanı sıra başka sistemler de çalışır. Bu sistemler morfolojik olarak net bir şekilde tanımlanabilir, yani net bir yapıya sahiptir. Bu tür sistemler, örneğin, solunum veya sindirimin dolaşım sistemini içerir.
6243.			44.47KB
	CSRP Sınıf Sistemleri Müşteri Eşzamanlı Kaynak Planlaması. CRM sistemleri Müşteri İlişkileri Yönetimi müşteri ilişkileri yönetimi. EAM sınıfı sistemler. Piyasayı güçlendirmek için gelişmiş işletmelerin tanıttığı gerçeğine rağmen güçlü sistemler ERP sınıfı bu zaten işletmenin gelirini artırmaya yetmiyor.
3754.		Sayı sistemleri	21,73 KB
	Sayı - genellikle miktar, boyut, ağırlık ve benzerleri veya seri numarası, bir dizideki konum, kod, şifre ve benzerleri anlamına gelen temel matematik kavramı.
4228.		sosyal sistemler	11.38KB
	Parsons, daha büyük bir küresel diї sistemi için bir depo olarak vyznaє. Vücudun depolanabilir Іnshimi sistemleri, kültür sistemi ve özel özellikler sistemi ve davranışsal organizma sistemidir. Kotirma ve silikon alt sistemleri arasındaki ayrım, karakteristik işlevlerine göre gerçekleştirilebilir. Böylece di ї sistemi іsnuvati vоn mає buti zdatna'yı chotirem fonksiyonel vimog'dan memnun olmak için а meti ії і ії і sberezhennya vozirtsya є'nin elde edilmesini uyarlamak için kullanabilir.
9218.		ÖĞRENME SİSTEMLERİ LA	592.07KB
	Rotayı belirlemek için entegre bir yöntem. Uçağın rotasını belirlemek için, çeşitli fiziksel çalışma ilkelerine dayanan en büyük kurs aletleri ve sistemleri grubu oluşturuldu. Bu nedenle, rotayı ölçerken, Dünya'nın dönüşü ve uçağın Dünya'ya göre hareketinden dolayı hatalar meydana gelir. Rota okumalarındaki hataları azaltmak için cayro-yarı pusulanın görünen kayması düzeltilir ve jiroskop rotor ekseninin yatay konumu düzeltilir.
5055.		Siyasi sistemler	38.09KB
	Siyasi sistemlerin modernizasyonunun işlevleri. Siyaseti bir kişi ile devlet arasındaki bir etkileşim alanı olarak düşünürsek, siyasi yaşam tarihinde sürekli ama hiçbir şekilde tekdüze olmayan bu bağları kurmak için iki seçenek seçilebilir.
8063.		Çok tabanlı sistemler	7.39KB
	Çok tabanlı sistemler, sitelerdeki son kullanıcıların mevcut veritabanlarının fiziksel entegrasyonuna ihtiyaç duymadan verilere erişmesine ve bunları paylaşmasına olanak tanır. Kullanıcılara, geleneksel dağıtılmış DBMS türlerinde ortak olan merkezi kontrol olmadan kendi düğümlerinin veritabanlarını yönetme yeteneği sağlarlar. Yerel veritabanı yöneticisi, bir dışa aktarma şeması oluşturarak veritabanının belirli bir bölümüne erişime izin verebilir.

RADARIN YAPISAL ŞEMASI, ÇALIŞMA PRENSİBİ VE PERFORMANS ÖZELLİKLERİ

Üçüncü nesil birincil radarın yapısal bir diyagramını oluşturmak için birkaç seçenek vardır. Aşağıdakilerden biri seçenekler bilim ve teknolojinin modern başarılarını kullanan. Analog sistemler olarak yerli radarlar "Skala-M", "Skala-MPR" ve "Skala-MPA" seçildi. Yabancı radarlar ATSR-22, ATCR-44'ün yapım özellikleri bu bölümde yerli radarlarla karşılaştırmalı olarak ele alınmaktadır. Güzergah ve hava alanı radarlarının yapımında farklılıklar gerektiği gibi açıklanmaktadır /

Şek. Şekil 1.1, birincil darbeli çok yönlü radarın bir blok diyagramını gösterir. Bu şemanın ana özellikleri şunlardır:

· frekans aralıklı iki alıcı-verici kanalının kullanımı;

· hedeflerden yansıyan sinyalleri almak için dikey düzlemde iki ışınlı bir anten modelinin kullanılması;

· Hareketli hedeflerin doğru-tutarlı seçim yönteminin uygulanması.

Radarın ilk özelliği, enerji potansiyelini artırma yöntemlerinden birinin, aşağıdaki gibi frekans ayırma yönteminin kullanılmasıyla ilişkilidir. İki verici A ve B aynı anda çalışır

Şekil 1.1. Birincil radarın yapısal diyagramı

farklı taşıyıcı frekansları ile darbe modülasyon modunda ortak bir antene Fa Ve Fв radyo darbelerini araştırmak. Bu radyo darbeleri arasında, genellikle 4-6 μs olan küçük bir zaman kayması vardır. Frekans aralığı 40 -60 MHz'i geçmez. Hedeften farklı frekanslarda yansıyan sinyaller mikrodalga filtreler kullanılarak ayrıştırılır ve iki alıcı kanal ile yükseltilir. A Ve İÇİNDE uygun frekanslara ayarlanmıştır. Algılamanın ardından, A ve B kanallarının video sinyalleri birleştirilir ve birlikte işlenir. En basit durumda, video sinyalleri zaman içinde gecikme çizgileri kullanılarak birleştirilir ve genlik olarak toplanır.

Radarda senkronizasyon, kanallardan (A) biri master, diğeri slave olacak şekilde gerçekleştirilir.

Rastgele sayıda frekans kanalına sahip bu tür radar istasyonlarına, tüm kanallar için ortak bir antene sahip frekans çok kanallı radarlar denir. Frekans çok kanallı radarın tek kanallı radara göre avantajları şunlardır:

· Radarın toplam radyasyon gücü, tek bir vericinin güç sınırlamalarının varlığında artar;

hedeflerin tespit aralığını ve ölçüm koordinatlarının doğruluğunu artırmak;

· Yapay ve doğal kaynaklı parazitlere karşı radarın güvenilirliğini ve gürültü bağışıklığını artırın.

Tespit aralığındaki artış ve hedeflerin koordinatlarını ölçmenin doğruluğu, yeterince geniş bir aralıkla açıklanmaktadır. taşıyıcı frekansları yayılan sinyaller

f a -f b \u003d Df ³ c / lc,

Nerede İle- radyo dalgalarının yayılma hızı, lc- hedefin doğrusal boyutu.

A ve B kanallarındaki alınan sinyaller ve girişim ilişkisiz hale gelir ve bu kanalların çıkış voltajlarının toplamı, karmaşık bir hareketli hedefi gözlemleme sürecinde bir sinyal alma durumunda olduğundan çok daha küçük genlik dalgalanmaları ile karakterize edilir. bir frekansta. Aynı dalgalanma yumuşatma etkisi, dünya yüzeyinden ve yerel nesnelerden gelen girişim yansımalarının daha etkili bir şekilde bastırılma olasılığını da açıklar. Örneğin, ATSR-22 ve ATCR-44 radarları için, çift frekanslı çalışmadaki menzil, tek frekanstan %20-30 daha fazladır. Frekans aralığına sahip iki kanal kullanıldığında radar çalışmasının güvenilirliği, tek kanallı bir radarınkinden daha yüksektir, çünkü bir kanal arızalanırsa veya kapatılırsa Bakım bu radar, bazı göstergelerde (radarın menzilinde ve mevcudiyetinde azalma) kabul edilebilir bir bozulma ile işlevlerini yerine getirebilir.

Söz konusu radarın bir diğer önemli özelliği, yüksek yükseklik açılarındaki hedeflerden yansıyan sinyalleri almak için dikey düzlemde ek bir anten modeli ışını kullanılmasıdır. Bu durumda, dikey düzlemdeki radar algılama bölgesi iki ışın kullanılarak oluşturulur: ana anten beslemesi gönderme ve alma modlarında çalışırken ana (alt) ışın ve ek anten beslendiğinde ek (üst) ışın yalnızca alma modunda çalışıyor. Hedeflerden yansıyan sinyalleri almak için iki ışınlı bir DND'nin kullanılması, dünya yüzeyinden ve yerel nesnelerden gelen parazit yansımalarla mücadele yöntemlerinden birini uygular. Bu yansımaların bastırılması, DND'nin ana ve ek ışınları tarafından alınan sinyallerin ağırlık toplamı ile gerçekleştirilir. Üst ışın boyunca maksimum radyasyonun yönü dikey düzlemde bulunur, genellikle alt ışın boyunca olduğundan 3-5 ° daha yüksektir. Bu girişimle başa çıkma yöntemiyle, yerel nesnelerden gelen sinyallerin 15 -20 dB zayıflaması sağlanır.

Bazı radar türlerinde, dikey düzlemdeki algılama bölgesi, SDC sisteminde alınan sinyallerin yerel olarak işlenmesi dikkate alınarak oluşturulur. Bir rota radarı örneğinde algılama bölgesinin böyle bir oluşum prensibi, Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.2. Tüm aralık algılama bölgesi, 1 - 1V olmak üzere dört bölüme ayrılmıştır. Sitelerin sınırları, radarın konumu için özel koşullara bağlı olarak katı bir programa göre belirlenir. Şek. 1.2 işaretlenmiştir:

K 1 - SDC sisteminde işlenen ek ışın 2 sinyallerinin kullanımının üst sınırı (Add. SDC);

Pirinç. 1.2. K-bölge oluşturma ilkesi - rota radarı: 1 - uzun huzme; 2 - ek ışın

K 2 - SDC sisteminde (Ana. SDC) işlenen uzun huzme 1 sinyallerinin kullanımının üst sınırı;

A - SDC sisteminde işlenmeyen ek ışın 2 sinyallerinin kullanımının üst sınırı (Ek A);

D max - SDC sisteminde işlenmemiş ana ışın 1 sinyallerinin kullanımının üst sınırı olan radarın maksimum menzili.

(Ana. A), K 1 , K 2 ve A sınırlarının konumu, şekilde gösterilen sınırlar dahilinde aralık içinde düzenlenir. Bölüm III için, belirtilen sınırların sırasına göre belirlenen (anahtarlama impulsları) iki alt programın kullanımı sağlanır; K 1 - A - K 2 veya K 1 - K 2 -A. Algılama bölgesinin bu oluşum ilkesi şunları sağlar:

· 1 aralığının ilk bölümündeki yerel nesnelerden kaynaklanan girişimi bastırmak için dikey düzlemde maksimum algılama elde edin;

· Ana sinyallerin toplamının kullanıldığı hava sahası alanını en aza indirin. SDC + Ekle. SDC ve dolayısıyla SDC sisteminin hız özelliklerinin etkisini azaltmak (bölüm II);

SDC sistemi tarafından tamamen ortadan kaldırılmayan "melek" tipi parazitlerin varlığında, ek bir ışın sinyalinin kullanılması tavsiye edilir (K 2'de bölüm 111).<А).

SDC sisteminde alım ve yerel sinyal işleme için iki ışınlı bir AP'nin radarında birleşik kullanımı, SDC sisteminde çift dönemler arası çıkarma ve 50 ile yerel nesnelerden kaynaklanan girişimin 45-56 dB kadar tamamen bastırılmasını sağlar. Üç kat çıkarma ile -55 dB.

Dikkate alınan algılama bölgesi oluşturma ilkesinin, hem tek frekansta hem de frekans ayrımı ile çift frekanslı radar çalışma modunda uygulanabileceği belirtilmelidir.

İki frekanslı mod arasındaki fark, algılama bölgesini oluştururken, SDC sistemindeki işlenmemiş sinyallerin toplamlarının Ana A A + Ana B - A ve Add a -A + Add b -A ve SDC'de kullanılmasıdır. sistem yalnızca bir frekans kanalının sinyallerini verir (önde gelen A, Şekil 1.1).

Açıklanan tespit bölgesi oluşturma yönteminin, belirli çalışma koşullarında parazit durumuna bağlı olarak radarın yapısını ve parametrelerini kontrol etme fikrine dayandığını görmek kolaydır. Aynı zamanda yönetim katı bir programa göre yürütülür. Girişim ortamının bir ön analizinden ve K 1 , K 2 sınırlarının belirlenmesinden sonra . ve A, algılama bölgesinin menzilinin dört bölümü arasında, radarın yapısı sabit bir konfigürasyon kazanır ve radarın çalışması sırasında değişmez.

Diğer modern radarlarda, radarın bir parazit ortamına dinamik olarak uyarlanması fikrini uygulayan daha esnek bir algılama bölgesi oluşturma yöntemi kullanılır. Bu yöntem örneğin ATCR-22 ve ATCR-44 radarlarında kullanılır. Bu durumda, menzildeki tüm algılama bölgesi iki eşit bölüme (1 ve 11) bölünür. Yerel nesnelerden gelen girişimin en büyük etkisi ile karakterize edilen Bölüm 1, menzilde (16 öğe) daha küçük öğelere bölünmüştür.Azimutta 360 ° 'ye eşit görüntüleme alanı da 5,6 ° (64 sektör) temel sektörlere bölünmüştür. . Sonuç olarak, radarın maksimum menzilinin ilk yarısındaki yatay düzlemdeki görüş alanının tamamı 16*64=1024 hücreye bölünmüştür. Üç tarama periyoduna eşit bir çalışma döngüsü sırasında, parazit durumu analiz edilir ve radarın özel bir hafıza cihazında 1024 hücrenin her birindeki girişim düzeyi hakkında bilgi içeren bir güncel girişim haritası oluşturulur. Bu bilgilere dayanarak, AP'nin ana ve ek huzmelerinde alınan sinyallerin ağırlıklı bir toplamını oluşturmak için ağırlık katsayıları bu hücrelerin her biri için ayrı ayrı seçilir. Sonuç olarak, dikey düzlemdeki radar algılama bölgesi karmaşık bir konfigürasyon kazanır: farklı hücrelerdeki algılama bölgesinin alt kenarı farklı bir eğime sahiptir (-0,5; 0,1; 0,5 veya 1°). Aralığın ikinci yarısında (bölüm II), yalnızca uzun fardan alınan sinyal kullanılır.

Radar algılama bölgesini oluşturmak için dikkate alınan iki yöntemin karşılaştırılması, ilk yöntemde DND'nin ana ve ek ışınlarının sinyallerinin kombinasyonunun bir video frekansında ve ikinci yöntemde - gerçekleştirildiğine dikkat edilmelidir. yüksek frekans. İkinci durumda, sinyalleri toplama işlemi, algılama bölgesinin alt kenarının şekillendiricisi olan özel bir cihazda gerçekleştirilir (FNK, Şekil 1.1). Bu durumda, toplam sinyalin daha fazla işlenmesi için, SDC sistemi dahil olmak üzere bir alıcı kanal kullanılır. İlk yöntem, ekipmanı zorlaştıran iki alıcı kanal gerektirir. Ek olarak, ikinci yöntem, SDC sisteminin yeteneklerini daha eksiksiz kullanır, çünkü bu sistemde, birinci yöntemde olduğu gibi sadece ana kanalın sinyali değil, radarın her iki frekans kanalının sinyalleri de işlenir. Listelenen avantajların yanı sıra, algılama bölgesini oluşturmanın ikinci yöntemi, yaygın olarak kullanılmasını zorlaştıran önemli bir dezavantaja sahiptir:

sinyallerin yüksek bir frekansta toplanması, bu sinyallerin oluşumunda yüksek doğruluk ve kararlılık gerektirir. Radarın çalışması sırasında bu gerekliliğin ihlali, iki ışınlı bir anten modelinin kullanılması nedeniyle yerel nesnelerden kaynaklanan girişimin bastırılma derecesinde bir azalmaya yol açabilir.

Blok şeması şekil 2'de gösterilen radarın çalışma prensibini düşünün. 1.1. Bu radar çok yönlü azimut modunda çalışarak hava hedeflerinin tespitini sağlar ve bu hedeflerin slant menzilini ve azimutunu ölçer. Çok yönlü görüş, parabolik bir reflektörden ve ana ve ek olmak üzere iki korna beslemesinden oluşan radar anteninin mekanik dönüşü nedeniyle gerçekleştirilir. Dikdörtgen zarflara sahip periyodik bir radyo darbeleri dizisi, bir araştırma sinyali olarak kullanılır. Bu durumda radar anteninin yön özelliklerinin yatay düzlemde kullanılması esas alınarak genlik yöntemi ile hedef azimutu, hedeften yansıyan sinyalin gecikmesi ölçülerek ise zaman yöntemi ile menzil ölçümü yapılır. tarama sinyali emisyon anına göre.

Bir radar kanalının çalışmasını daha ayrıntılı olarak ele alalım. Senkronizasyon sistemi (SS), vericinin M modülatörünün girişine beslenen radar tetik darbeleri üretir. Modülatör M, tetik darbelerinin etkisi altında, "ana osilatör - güç amplifikatörü" şemasına göre yapılan radar vericisinin son yükselticisine (OU) beslenen güçlü modülasyon darbeleri üretir. Kuvars rezonatör tarafından stabilize edilen bir radyo frekansı üreteci (RFG), son amplifikatörde yükseltilen ve modülatör darbeleri (M) ile genliği modüle edilen f a frekansı ile sürekli harmonik salınımlar üretir. Sonuç olarak, op-amp'in çıkışında bir taşıyıcı frekansı f a ve dikdörtgen bir zarfa sahip bir dizi güçlü tutarlı radyo darbeleri oluşur. Anten anahtarı (AP) ve BSRS sinyallerinin güç toplama ve ayırma birimi aracılığıyla bu radyo darbeleri, radar anten cihazına girer ve anten tarafından hedefe doğru yayılır.

BSRS, AP ve düşük gürültülü URC blokları aracılığıyla tabanın ana ışını boyunca alınan f a taşıyıcı frekansı ile hedeften yansıyan radyo darbeleri, alt kenar şekillendiricinin (FNK) girişlerinden birine beslenir. . BRS ve URC sinyallerini ayırmak için blok boyunca DND'nin ek bir ışını yoluyla alınan aynı frekans fd'ye sahip radyo darbeleri, FNC'nin ikinci girişine beslenir. FNC'nin çıkışında, ana ve ek ışınların sinyallerinin ağırlık toplamının bir sonucu olarak, radar alıcısının girişine beslenen bir toplam sinyal oluşur. Toplama sırasında ağırlıklandırma katsayılarının seçimini belirleyen kontrol sinyali, dijital sinyal işleme ve radar uyarlama sisteminden FNC'nin kontrol girişine beslenir. Alıcı cihazda, ara frekans yükselticisinde sinyalin frekans dönüşümü, amplifikasyonu ve frekans seçimi ile genlik ve faz dedektörleri kullanılarak algılama gerçekleştirilir. Genlik dedektörünün çıkışından gelen video sinyali A, FDS sistemini atlayarak dijital işleme sistemine gider ve faz dedektörünün çıkışından gelen FDS video sinyali, dijital sistemin bir parçası olan FDS sisteminin girişine girer. sinyal işleme sistemi Frekans dönüştürücünün ve alıcının faz detektörünün çalışması için gerekli olan fa1 ve fa2 referans frekanslarına sahip sinyaller, ortak bir ana DFG tarafından oluşturulur. Bu nedenle, bu radarda gerçekten tutarlı bir SDC yöntemi uygulanmaktadır.

Radarın analog bölümünde meydana gelen yukarıda açıklanan ana işlemlere ek olarak, radarın normal çalışmasını sağlayan bir dizi yardımcı işlem vardır. Bunlar, örneğin, çeşitli otomatik alıcı kazanç kontrollerini içerir:

geçici otomatik kazanç kontrolü,

gürültü otomatik kazanç kontrolü,

· Uyarlanabilir bir gürültü azaltıcı devresinin yardımıyla IF'nin otomatik kademeli kazanç kontrolü.

BALL dışındaki bu ayarlar, alınan radar sinyalinin dinamik aralığının sıkıştırılmasını ve dijital sinyal işleme ve uyarlama sisteminin dinamik aralığı ile eşleşmesini sağlar. SHARU yardımıyla, radar alıcısının çıkışındaki gürültü seviyesi dengelenir.

Radar anten besleme sistemi şunları sağlar:

yayılan salınımların polarizasyonunun düzgün ayarlanması için cihazlar,

· İletilen gücün ölçerleri, tarama sinyalinin frekansı ve şekli.

Magnetron tabanlı vericiler kullanan sözde tutarlı radarlarda, alıcı ayrıca bir magnetron otomatik frekans kontrol sistemi içerir. Bu sistem, magnetronun frekansını ayarlamaya ve SDC sistemi için referans salınımları üreten uyumlu yerel osilatörü fazlandırmaya hizmet eder.

Sabit bir frekans farkı sağlamak için gerçekten uyumlu olduğu düşünülen radarda f bir Ve f b iki frekans kanalı, kanal A'nın DRG'sinin salınımlarının etkisi altında (bkz. Şekil 1.1), kanal B'de frekanslarla salınımların olduğu özel bir frekans kaydırma üreteci kullanılır. f b Ve f b1, frekanslara göre kaydırıldı f bir Ve f a1 .

Radarın dijital kısmı, dijital sinyal işleme ve radar uyarlama sisteminin girişi ile başlar. Bu sistemin ana işlevleri şunlardır:

alınan sinyali çeşitli parazit türlerinden temizleme,

radarın belirtilen performans özelliklerini sağlamak için yararlı bilgilerin seçimi,

mevcut girişim durumunun analizi,

çalışma modlarının ve radar parametrelerinin otomatik kontrolü (adaptasyon fonksiyonu).

Alıcının çıkışından gelen giriş video sinyalleri A, SDC ve Meteo, analogdan dijitale dönüştürücüler kullanılarak dijital forma dönüştürülür. Bu durumda, bu sinyallerin zamanında örneklemesi ve genliğinde çok düzeyli niceleme gerçekleştirilir.

İşleme sisteminin ilk işlevi, aşağıdaki dijital cihazlar kullanılarak gerçekleştirilir:

· SDC sisteminin dönemler arası (ikili veya üçlü) çıkarılması için cihazlar;

· senkronize olmayan girişimin ve bir önceki sondaj periyodunun yansıyan sinyallerinin bastırılması için video bağdaştırıcı;

· LOG-MPV-AntiLOG cihazları, menzili ve azimutu genişletilmiş hedeflerden (özellikle meteorolojik oluşumlardan kaynaklanan parazit) kaynaklanan parazitin arka planına karşı yararlı bir sinyali izole etmek için;

· meteorolojik oluşumların konturları hakkında bilgi elde etmek için sinyallerin çıkarılmasına yönelik cihazlar.

İşleme sisteminin ikinci işlevini gerçekleştirirken, aşağıdaki cihazlar kullanılır:

· görüş alanını hücrelere bölmek ve sistem belleğini tahsis etmek için sektörleştirme cihazı;

· dinamik bir girişim haritası oluşturmak için girişim eşleştiricisi;

· Mevcut parazit durumunun analizinin gerçekleştirildiği alınan sinyallerin parametrelerinin analizörleri (ara frekans yolundaki sinyal seviyesi analizörleri, yanlış alarmların sıklığı, meteorolojik oluşumlardan gelen sinyallerin parametreleri, vb. .);

Mevcut girişim durumu hakkında bilgi depolamak için rastgele erişim belleği;

aşağıdakileri belirleyen, radarın çalışma modları ve parametreleri için kontrol sinyalleri üretmek için kontrol cihazları:

FNC için ağırlık katsayılarının seçimi,

mod A veya SDC seçimi,

LOG-MPV-AntiLOG cihazını etkinleştirme veya devre dışı bırakma,

yanlış alarmların seviyesini dengelerken algılama eşiğinin ayarlanması,

· Görüş alanının her bölümü veya hücresi için sinyal işlemenin diğer parametreleri ayrı ayrı.

Cihaz S (bkz. Şekil 1.1), iki radar frekans kanalının sinyallerini birleştirir. Bu cihazın çıkışından APOE'ye iki birleşik sinyal iletilir: A sinyali (veya SDC) ve Meteo sinyali. Kendi APOS'larını içermeyen radarlarda, bu sinyaller dijitalden analoğa dönüştürücüler kullanılarak analog forma dönüştürülür ve radar, kontrol göstergesi (CI) ve geniş bant iletişim hattı SLS ile arayüzlenmiş APOC'nin girişlerine iletilir. İkincisi, radar bilgilerinin ham biçimde, yani APOI'yi atlayarak otomatik olmayan bir ATC sisteminin görüntüleme ekipmanına iletilmesini sağlar.

Birincil bilgi işleme ekipmanı, genellikle çeşitli radar türleri ile arabirim oluşturan evrensel bir ekipmandır. Bu ekipmanda, hava hedeflerinden gelen sinyalleri tespit etmek ve koordinatlarını ölçmek ve ayrıca birincil radardan gelen bilgileri ikincil radardan gelen bilgilerle birleştirmek için işlemler gerçekleştirilir. APOI'nin çıkışından, radar bilgisi dijital biçimde APD merkezine dar bant veri iletim ekipmanı APD kullanılarak iletilir. Ek olarak, aynı bilgiler birincil radarın CI kontrol göstergesine gönderilir. APOI, CI ve SLS aracılığıyla bağlanan görüntüleme ekipmanını senkronize etmek için, SS senkronizasyon sistemi tarafından üretilen sinyallerin yanı sıra anten besleyici sisteminden gelen birincil radar tabanının mevcut azimut yönünün sinyali kullanılır. Evrensel APOE'lerde, genellikle, birincil ve ikincil radarların çalışma zaman modlarından bağımsız olarak, sinyallerin en uygun hızda işlenmesine ve verilmesine izin veren otonom bir senkronizör sağlanır. Bunu yapmak için, APOI'nin girişinde, belirtilen radarların saat darbeleri ve açısal bilgi sinyalleri tarafından kontrol edilen tampon bellekler sağlanır. APOI'deki diğer işlemler, otonom APOI eşleyici tarafından üretilen kontrol sinyalleri kullanılarak gerçekleştirilir.

Göz önünde bulundurulan muhtemel radarın önemli bir özelliği, analog tolerans kontrolü ve dijital cihazların ve radar sistemlerinin test kontrolünü sağlayan otomatik yerleşik kontrol (AVC) sisteminin kullanılmasıdır.

Yapısal olarak, radar ayrı montaj birimlerinden yapılır - modüller, belirli kombinasyonlarda monte edildiğinde, radarın menzil, güvenilirlik ve maliyet açısından farklılık gösteren birkaç versiyonunu alabilirsiniz. Bu, belirli kullanım koşullarını dikkate alarak radar ekipmanının rasyonel kullanımını sağlar.

Herhangi bir radarın iletim yolu, bir verici, bir besleme sistemi ve bir antenden oluşur. Radyo verici cihaz, güç kaynaklarının enerjisini yüksek frekanslı (HF) salınımların enerjisine dönüştürerek ve bu salınımların parametrelerini kontrol ederek sondaj sinyalleri oluşturmak üzere tasarlanmıştır. Bunu yapmak için verici genellikle bir güç kaynağı, bir modülatör (kontrol cihazı) ve bir jeneratör içerir.

Güç kaynağı, AC veya DC şeklinde güç sağlar. İkinci durumda, güç kaynağı, yüksek voltajlı bir doğrultucu şeklinde yapılır. Her iki kaynak türü de hava radarlarında uygulama bulmuştur.

Modülatör, RF sinyal zarfının parametrelerini kontrol eder.

Jeneratör, parametreleri modülatörün kontrol sinyalleri tarafından belirlenen güçlü bir RF sinyali üretir.

Birinci grup - sürekli radyasyon ile (modülasyon olmadan ve yayılan salınımların genlik, frekans ve fazda modülasyonu ile). Bu tür vericiler, bir uçağın yer hızını ve sürüklenme açısını belirlemek (Doppler frekans değişimi ile), radar bilgisi yayınlamak vb. için tasarlanmış hava radar sistemlerinde kullanılır.

İkinci grup - bir mikrosaniyenin kesirlerinden yüzlerce milisaniyeye kadar RF darbeleri süresi ve birkaç ila yüz binlerce arasında bir görev döngüsü ile darbeli bir radyasyon modunda çalışan vericiler. Bu tür vericilerde, RF salınımlarının genlik, frekans ve faz modülasyonu hem tek bir darbede hem de bir darbeler dizisinde kullanılabilir. Ek olarak, belirli modülasyon türleri (darbe süresi, darbe kodu vb.) da kullanılabilir.

Tek kademeli jeneratörlü bir vericinin yapısal diyagramı

Makale, çalışma prensibini ve geminin radarının genel yapısal şemasını ele almaktadır. Radar istasyonlarının (RLS) çalışması, radyo dalgalarının yayılma yolunda bulunan çeşitli engellerden yansıması olgusunun kullanımına dayanır, yani radarda, yankı olgusu nesnelerin konumunu belirlemek için kullanılır. Bunu yapmak için, radarda bir verici, bir alıcı, özel bir anten dalga kılavuzu cihazı ve yankı sinyallerinin görsel olarak gözlemlenmesi için ekranlı bir gösterge bulunur. Böylece, bir radar istasyonunun çalışması şu şekilde temsil edilebilir: radar vericisi, ufuk boyunca sürekli dönen dar bir ışınla uzaya gönderilen belirli bir şekle sahip yüksek frekanslı salınımlar üretir. Yankı sinyali şeklinde herhangi bir nesneden yansıyan titreşimler alıcı tarafından alınır ve gösterge ekranında gösterilirken, ekranda nesneye olan yönü (kerteriz) ve gemiden uzaklığını hemen belirlemek mümkündür.
Bir nesneye olan yön, o anda nesneye gelen ve nesneden yansıyan dar bir radar ışınının yönü ile belirlenir.
Nesneye olan mesafe, radyo darbelerinin c = 3 X 108 m/sn hızında yayılması koşuluyla, bir araştırma darbesinin gönderilmesi ile yansıyan darbenin alınma anı arasındaki kısa zaman aralıkları ölçülerek elde edilebilir. Gemi radarları, ekranda gemiyi çevreleyen seyir durumunun bir görüntüsünün oluşturulduğu çok yönlü görünürlük göstergelerine (PPI) sahiptir.
Limanlara, bunlara yaklaşımlara ve kanallara veya karmaşık çim yollara kurulan kıyı radarları geniş bir dağıtım alanı bulmuştur. Onların yardımıyla, gemileri limana getirmek, gemilerin çim yol boyunca hareketini kontrol etmek, zayıf görüş koşullarında kanal yapmak mümkün hale geldi ve bunun sonucunda gemilerin bekleme süresi önemli ölçüde azaldı. Bazı limanlardaki bu istasyonlar, görüntüyü radar istasyonunun ekranından limana yaklaşan gemilere ileten özel televizyon verici ekipmanı ile desteklenir. İletilen görüntüler, geleneksel bir televizyon alıcısı tarafından gemide alınır ve bu, navigatörün görüşün zayıf olması durumunda gemiyi limana getirmesini çok daha kolaylaştırır.
Kıyı (liman) radarları, liman memuru tarafından gemilerin liman suyu alanındaki veya ona yaklaşan hareketlerini izlemek için de kullanılabilir.
Dairesel görüş göstergeli bir gemi radarının çalışma prensibini ele alalım. Çalışmasını açıklayan basitleştirilmiş bir radar blok diyagramı kullanacağız (Şekil 1).
SI üreteci tarafından üretilen tetik darbesi, tüm radar birimlerini başlatır (senkronize eder).
Tetikleme darbeleri vericiye ulaştığında, modülatör (MOD), bir magnetron üretecine (MG) beslenen birkaç onda bir mikrosaniye süreli dikdörtgen bir darbe üretir.

Magnetron, 70-80 kW gücünde, dalga boyu 1=3,2 cm, frekans /s = 9400 MHz olan bir tarama darbesi üretir. Magnetron darbesi, özel bir dalga kılavuzu aracılığıyla bir anten anahtarı (AP) aracılığıyla antene beslenir ve dar yönlü bir ışınla uzaya yayılır. Kirişin yatay düzlemdeki genişliği 1-2° ve dikey düzlemde yaklaşık 20°'dir. Dikey eksen etrafında 12-30 rpm hızında dönen anten, gemiyi çevreleyen tüm alanı ışınlar.
Yansıtılan sinyaller aynı anten tarafından alınır, böylece AP dönüşümlü olarak anteni vericiye, ardından alıcıya bağlar. Anten anahtarından yansıyan darbe, klistron üretecinin (KG) bağlı olduğu karıştırıcıya beslenir. İkincisi, f Г=946 0 MHz frekanslı düşük güçlü salınımlar üretir.
Mikserde, salınımların eklenmesinin bir sonucu olarak, bir ara frekans fPR \u003d fG-fС \u003d 60 MHz tahsis edilir, bu daha sonra ara frekans amplifikatörüne (IFA) gider, yansıyan darbeleri yükseltir. IF'nin çıkışındaki bir detektör yardımıyla, güçlendirilmiş darbeler, bir video karıştırıcı (VS) yoluyla bir video yükselticiye beslenen video darbelerine dönüştürülür. Burada amplifiye edilirler ve bir katot ışını tüpünün (CRT) katoduna beslenirler.
Katot ışını tüpü, özel olarak tasarlanmış bir vakum tüpüdür (bkz. Şekil 1).
Üç ana bölümden oluşur: odaklama cihazlı bir elektron tabancası, saptırıcı bir manyetik sistem ve sonradan parlama ekranlı bir cam şişe.
Elektron tabancası 1-2 ve odaklama cihazı 4 yoğun, iyi odaklanmış bir elektron ışını oluşturur ve saptırma sistemi 5 bu elektron ışınını kontrol etmeye yarar.
Elektron ışını saptırma sisteminden geçtikten sonra, elektron bombardımanına tutulduğunda parıldama özelliğine sahip özel bir maddeyle kaplı ekrana 8 çarpar. Tüpün geniş kısmının iç tarafı özel bir iletken tabaka (grafit) ile kaplanmıştır. Bu katman, tüpün (7) ana anotudur ve yüksek bir pozitif voltaj kontağına sahiptir. Anot 3 - hızlandırıcı elektrot.
CRT ekranındaki parlak noktanın parlaklığı, "Parlaklık" potansiyometresi kullanılarak kontrol elektrodu 2 üzerindeki negatif voltajı değiştirerek kontrol edilir. Normal durumda, tüp, kontrol elektrodu 2 üzerindeki negatif voltaj nedeniyle bloke edilir.
Dairesel görünüm göstergesinin ekranında ortamın görüntüsü aşağıdaki gibi elde edilir.
Radyasyonun başlamasıyla eş zamanlı olarak, tarama darbesinin vericisi, bir multivibratör (MB) ve testere dişi darbeleri üreten bir testere dişi akım üretecinden (STC) oluşan tarama üretecini başlatır. Bu darbeler, alıcı senkro 6'ya bağlı bir dönme mekanizmasına sahip olan saptırma sistemine 5 uygulanır.
Eşzamanlı olarak, kontrol elektroduna (2) dikdörtgen bir pozitif voltaj darbesi uygulanır ve kilidini açar. CRT saptırma sisteminde artan (testere dişi) bir akımın ortaya çıkmasıyla, elektron ışını tüpün merkezinden kenarına doğru düzgün bir şekilde sapmaya başlar ve ekranda parlak bir tarama yarıçapı belirir. Işının ekran boyunca radyal hareketi çok zayıf görülür. Yansıtılan sinyalin geldiği anda ızgara ile kontrol katodu arasındaki potansiyel artar, tüpün kilidi açılır ve radyal hareket yapan ışının mevcut konumuna karşılık gelen bir nokta ekranda parlamaya başlar. Ekranın merkezinden parlak noktaya olan mesafe, nesneye olan mesafeyle orantılı olacaktır. Saptırma sistemi dönme hareketine sahiptir.
Saptırma sisteminin dönme mekanizması, antenin (9) senkro-sensörü ile senkronize iletim ile bağlanır, bu nedenle, saptırma bobini, CRT'nin boynu etrafında antenle (12) senkronize ve aynı fazda döner. CRT ekranında yarıçap görünür.
Anten döndürüldüğünde, tarama çizgisi de döner ve gösterge ekranında farklı yönlerde bulunan çeşitli nesnelerden yansıyan impulslara karşılık gelen yeni bölümler parlamaya başlar. Antenin tam bir dönüşü için, CRT ekranının tüm yüzeyi, yalnızca karşılık gelen yataklarda yansıtıcı nesneler varsa aydınlatılan birçok radyal tarama çizgisiyle kaplıdır. Böylece, damarı çevreleyen durumun tam bir resmi tüp ekranında yeniden üretilir.
CRT ekranında çeşitli nesnelere olan mesafelerin yaklaşık ölçümü için, PKD ünitesinde üretilen elektronik aydınlatma ile ölçek halkaları (sabit aralıklı daireler) uygulanır. Radardaki mesafeyi daha doğru bir şekilde ölçmek için, hareketli menzil dairesi (MCD) adı verilen özel bir telemetre cihazı kullanılır.
CRT ekranında herhangi bir hedefe olan mesafeyi ölçmek için, telemetre kolunu çevirerek, PKD'yi hedef işaretiyle birleştirmek ve mesafe bulucu koluna mekanik olarak bağlı sayacın mil ve onda biri cinsinden bir okuma almak gerekir.
Yankılara ve mesafe halkalarına ek olarak, rota işareti 10 CRT ekranında aydınlatılır (bkz. Şekil 1). Bu, antenin maksimum radyasyonunun teknenin çapsal düzlemiyle çakışan yönü geçtiği anda CRT'nin kontrol ızgarasına pozitif bir darbe uygulayarak elde edilir.
CRT ekranındaki görüntü, geminin DP'sine (pruva stabilizasyonu) veya gerçek meridyene (kuzey stabilizasyonu) göre yönlendirilebilir. İkinci durumda, tüpün saptırma sistemi de cayro pusula ile senkronize bir bağlantıya sahiptir.

6.1. BİR PULS VERİCİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Darbe navigasyon radarının bir parçası olan verici, senkronizasyon devresi tarafından ayarlanan, kesin olarak tanımlanmış bir frekansa sahip ultra yüksek frekanslı (UHF) elektriksel salınımların güçlü kısa süreli darbelerini üretmek için tasarlanmıştır.

Radar vericisi bir mikrodalga frekans üreteci (UHF), bir alt modülatör, bir modülatör ve bir güç kaynağı içerir. Radar vericisinin blok şeması Şek. 6.1.

alt modülatör- belirli bir süre ve genlikte darbeler üretir.

Darbe modülatörü - mikrodalga jeneratörünün salınımlarını kontrol etmek için tasarlanmıştır. Modülatör, belirli bir süre boyunca mikrodalga radyo darbeleri üreten bir magnetronun girişine beslenen yüksek voltajlı video darbeleri üretir. Darbe modülatörlerinin çalışma prensibi, darbeler arasındaki zaman aralığında özel bir enerji depolama cihazında enerjinin yavaş birikmesine ve ardından enerjinin modülatörün yüküne hızlı bir şekilde aktarılmasına, yani. darbe süresine eşit bir süre için magnetron üreteci.

SHHF olarak magnetronlar ve yarı iletken mikrodalga jeneratörleri (Gann diyotları) kullanılır.

Darbe modülatörünün blok şeması, Şek. 6.2.

Anahtarlama cihazı açıldığında, depolama cihazı, güç kaynağını aşırı yükten koruyan bir sınırlayıcı (direnç) aracılığıyla sabit bir voltaj kaynağından şarj edilir. Cihaz kapatıldığında, depolama cihazı yüke (magnetron) boşaltılır ve anot-katot kıskaçlarında belirli bir süre ve genlikte bir voltaj darbesi oluşturulur.

Sürücü olarak, kondansatör şeklinde bir kapasitans veya uzun (yapay) bir hattın ucundaki açık kullanılabilir. Anahtarlama cihazları - bir elektron tüpü (önceden piyasaya sürülen radarlar için), bir tristör, doğrusal olmayan bir endüktans.

En basiti, depolama kapasitörlü modülatör devresidir. Böyle bir modülatörün devresi, bir enerji depolama cihazı olarak şunları içerir: bir anahtarlama cihazı olarak bir depolama kapasitörü: bir anahtarlama (modüle edici veya deşarj) lambasının yanı sıra bir sınırlayıcı direnç ve bir magnetron jeneratörü. İlk durumda, deşarj lambası kontrol ızgarasındaki negatif voltajla bloke edilir (devre bozulur), depolama kapasitörü şarj edilir.

Lambanın kontrol ızgarasına bir süre ile pozitif polariteye sahip dikdörtgen bir voltaj darbesinin alt modülatöründen uygulandığında t ve deşarj lambasının kilidi açılır (devre kapalıdır) ve depolama kondansatörü magnetron üzerine deşarj olur. Magnetronun anot-katot terminallerinde, magnetronun etkisi altında mikrodalga salınım darbeleri ürettiği modüle edici bir voltaj darbesi oluşturulur.

Deşarj lambasının kontrol ızgarasına pozitif bir voltaj etki ettiği sürece magnetron üzerindeki voltaj olacaktır. Bu nedenle, radyo darbelerinin süresi, kontrol darbelerinin süresine bağlıdır.

Depolama kapasitörlü darbe modülatörünün önemli bir dezavantajı vardır. Bir radyo darbesinin üretilmesi sırasında kapasitörün yükü tüketildiğinden, üzerindeki voltaj ve bununla birlikte yüksek frekanslı salınımların gücü hızla düşer. Sonuç olarak, hafif bir azalma ile sivri uçlu bir radyo darbesi üretilir. Süresi boyunca gücü yaklaşık olarak sabit kalan dikdörtgen darbelerle çalışmak çok daha karlı. Depolama kondansatörü serbest uçta açık yapay bir uzun hat ile değiştirilirse, açıklanan jeneratör tarafından dikdörtgen darbeler üretilecektir. Hattın dalga empedansı, güç terminallerinin yanından RF salınım üretecinin direncine eşit olmalıdır, örn. anot voltajının anot akımına oranı

6.2. DOĞRUSAL VE MANYETİK MODÜLATÖRLER

Uygulamada, enerji depolayan modülatörler kullanılır. doğrusal modülatörler. Böyle bir modülatörün devre şeması (Şekil 6.3) şunları içerir: şarj diyotu V1, şarj indüktörü L1, depolama hattı LC darbe trafosu T, tristör V2, şarj zinciri C1, R1.

Tristör kapatıldığında, hat şu şekilde şarj edilir: V1, L1 gerilime kadar E. Kondansatör aynı anda şarj olur. C1 bir direnç aracılığıyla R1.

Tristöre bir tetik darbesi uygulandığında ( zi) pozitif polarite, tristörün kilidi açılır, içinden akan deşarj akımı tristörün direncini azaltır ve depolama hattı darbe transformatörünün birincil sargısına deşarj olur. Sekonder sargıdan alınan modüle edici voltaj darbesi magnetrona beslenir. Üretilen darbenin süresi parametrelere bağlıdır LCçizgiler:

Uygulamada, lineer olmayan endüktans bobinleri şeklindeki anahtarlama cihazları manyetik darbe modülatörleri. Doğrusal olmayan indüktör, minimum kayıpla özel bir ferromanyetik malzemeden yapılmış bir çekirdeğe sahiptir. Böyle bir çekirdek doymuşsa, manyetik geçirgenliğinin küçük olduğu ve böyle bir bobinin endüktif direncinin minimum olduğu bilinmektedir. Aksine, doymamış durumda, çekirdeğin manyetik geçirgenliği büyük bir değere sahiptir, bobinin endüktansı artar ve endüktif direnç artar.

Doğrusal modülatör devresinde kullanılan elemanlara ek olarak, manyetik modülatör devresi (Şekil 6.4) doğrusal olmayan bir indüktör (boğma bobini) içerir. L1, depolama kondansatörü C1, doğrusal olmayan trafo T1, depolama kondansatörü C2 ve darbe trafosu T2.

Tristör kapatıldığında kondansatör şarj olur C1 voltaj kaynağından E ve gaz kelebeği çekirdeği L1 doygunluğa manyetize edilmiştir. Tristörün kilidi açıldığında, kondansatör C1 transformatörün birincil sargısına boşaltılır T1. İkincil sargıda indüklenen voltaj kapasitörü şarj eder. C2. Şarjın sonunda, çekirdek T1 doymuş ve kondansatör C2 darbe transformatörünün birincil sargısına boşaltılır.

Modülasyon darbesinin süresi, kapasitörün boşalma süresi ile belirlenir. C2. Gerekli durumlarda 0,1 μs'yi aşan darbe süresi ile pratikte kondansatör yerine C2 bir biçimlendirme hattı içerir. Daha sonra modüle edici darbelerin süresi, lineer modülatör devresine benzer şekilde hat parametreleri tarafından belirlenir.

6.3. ALTMODÜLATÖR KASKADLAR

Bir deşarj (modüle edici) lambasının bir depolama kondansatörüne sahip bir devrede çalışması, tetikleyici bir darbe yükseltici içeren özel bir alt modülatör devresi tarafından kontrol edilir; darbe frekansı bölme modunda çalışan bir birinci beklemede bloke edici osilatör; sabit süreli ve genlikte kontrol voltajı darbeleri üreten ve deşarj lambasının çalışmasını kontrol eden ikinci engelleme osilatörü. Böyle bir alt modülatör şeması, vericinin farklı tekrarlama oranları ve farklı tarama darbeleri süreleriyle çalışmasını sağlar.

Tristörlerin kontrol elemanı olarak kullanıldığı lineer ve manyetik modülatörlerin çalışması, genellikle bir tetikleyici darbe yükseltici, bir bekleme bloke edici jeneratör, tristör giriş devresini bloke edici jeneratör ile eşleştiren bir emitör takipçisi içeren bir ana osilatör tarafından kontrol edilir. çıktı.

Pirinç. 6.5. Ocean radarının alt modülatörünün şeması

Şek. 6.5, eski eleman tabanına rağmen hala çalışır durumda olan Okean radar alt modülatörünün şematik bir diyagramını göstermektedir.

Bu devrenin dört aşaması vardır:

Tetik amplifikatörü (lambanın sol yarısı L1 6N1P yazın),

Beklemede bloke edici jeneratör (lambanın sağ yarısı L1),

L2 tip TGI1-35/3,

Tiratronda çıkış aşaması L3 TGI1-35/3 yazın.

Modülasyon darbelerinin süresine bağlı olarak (0,1 veya 1 μs), tiratron çalışır L2 veya tiratron L3. İlk durumda, depolama hattının şarjı 1 şarj direnci ile oluşur R1.İkinci durumda, depolama hattı 2 direnç yoluyla şarj R2.

Çıkış aşamaları dirençlerle yüklenir. R3 Ve R4 tiratronların katot devresinde paralel olarak bağlanır L1 Ve L2. Depolama hatları boşaldığında, bu dirençler üzerinde belirli bir süre boyunca 1250 V genliğe sahip bir voltaj darbesi oluşturulur.

Modülatörün bir alt modülatör aşaması olarak bloke edici bir osilatör kullanılır. Düşük bir çıkış direnci elde etmek için bloke edici jeneratörün çıkışında bir katot izleyici bulunur.

6.4. MAGNETRON JENERATÖR ÖZELLİKLERİ

Magnetron, elektromanyetik kontrollü iki elektrotlu bir elektrovakum cihazıdır. Santimetre dalga aralığında çok boşluklu magnetronlar kullanılır. Böyle bir magnetronun cihazı, Şekil 1'de gösterilmektedir. 6.6.

11 10

Pirinç. 6.6. Magnetron cihazı Şek. 6.7. paketlenmiş magnetron

Magnetron tasarımının temeli anot bloğudur. 1 silindirik rezonatörler olan, çevre çevresinde çift sayıda oluğun işlendiği büyük bir bakır silindir biçiminde 2.

Bloğun merkezinde silindirik bir ısıtmalı oksit katot bulunur. 10 yeterli emisyon akımı elde etmek için önemli bir çapa sahip olan. Rezonatörler, etkileşim alanı adı verilen magnetronun iç boşluğu ile dikdörtgen yuvalar kullanarak iletişim kurar. 9. Katot, tutucularla magnetronun içine sabitlenmiştir. 12 , aynı anda akım çıkışları olarak hizmet veren 11. Tutucular, bir flanş üzerine monte edilmiş silindirik borulardaki cam bağlantılardan geçer. Flanş üzerindeki kalınlaşmalar, yüksek frekanslı enerjinin filaman uçlarından salınmasını önleyen yüksek frekanslı bir bobin görevi görür. Koruma diskleri katodun her iki yanında bulunur 4 Elektronların etkileşim alanından magnetronun uç bölgelerine sızmasını önleyen. Anot bloğunun uç tarafında iletken demetleri vardır. 3 anot bloğunun bağlantı bölümleri.

Magnetronu soğutmak için dış yüzeyinde bir fan tarafından üflenen kanatçıklar bulunur. Soğutma kolaylığı, bakım güvenliği ve yüksek frekanslı enerjinin çıkarılmasını kolaylaştırmak için anot bloğu topraklanır ve katoda yüksek voltajlı negatif polarite darbeleri uygulanır.

Magnetrondaki manyetik alan, güçlü bir manyetik alan oluşturan özel alaşımlardan yapılmış kalıcı mıknatıslar tarafından oluşturulur.

Magnetron, bir bakır tel halkası aracılığıyla harici yüke bağlanır. 8 , bir ucu rezonatörlerden birinin duvarına lehimlenir ve diğer ucu iç tele bağlanır 7 bir cam kavşaktan geçen kısa bir koaksiyel hat 6 dalga kılavuzuna 5 . Magnetrondaki mikrodalga salınımları, karşılıklı olarak birbirine dik olan sabit elektrik ve manyetik alanlar tarafından kontrol edilen bir elektron akışı tarafından uyarılır.

Magnetron jeneratörü radarları, yüksek zorlayıcı güce sahip alaşımlardan yapılmış kalıcı mıknatıslar kullanır. İki manyetik sistem tasarımı vardır: harici manyetik sistemler ve "paket" manyetik sistemler. Dış manyetik sistem, kutup parçaları arasına bir magnetron yerleştirilmiş sabit bir yapıdır.

Manyetik sistemin magnetron tasarımının ayrılmaz bir parçası olduğu paketlenmiş magnetronlar, gemi navigasyon radarlarında yaygınlaştı. Paketlenmiş magnetronlar için kutup parçaları uçlardan magnetronun içine girer (Şekil 6.7). Bu, kutuplar arasındaki hava boşluğunu ve dolayısıyla manyetik devrenin direncini azaltır, bu da manyetik devrenin boyutunu ve ağırlığını azaltmayı mümkün kılar. Magnetron jeneratörlerinin şemaları, Şek. 6.8, bir; 6.8b.

Magnetron jeneratör devresinin yapısı şunları içerir: bir magnetron, bir filaman transformatörü ve magnetronun anot bloğu için bir soğutma sistemi. Magnetron üreteç devresi üç devre içerir: mikrodalga, anot ve filaman. Mikrodalga akımları, magnetronun rezonans sisteminde ve bununla ilişkili harici yükte dolaşır. Darbeli anot akımı, modülatörün pozitif terminalinden magnetronun anot-katodundan negatif terminale akar. ifade ile tanımlanır

Pirinç. 6.8. Magnetron jeneratörlerinin şemaları

Nerede ben... anot akımının ortalama değeri, A;

F ve - sıklık darbe tekrarı, imp / s;

t ve - darbe süresi, s;

α – darbe şekil faktörü (dikdörtgen için darbeler bire eşittir).

Filament devresi, filaman transformatörünün sekonder sargısından oluşur. tr ve katot ısıtma filamanları. Tipik olarak, magnetron filaman voltajı 6,3 V'tur, ancak katot gelişmiş elektron bombardımanı modunda çalıştığı için, ısıtma filamanının tam besleme voltajı, magnetron anoduna yüksek bir voltaj uygulanmadan önce sadece katodu ısıtmak için gereklidir. Yüksek anot voltajı açıldığında, filaman voltajı genellikle bir direnç kullanılarak otomatik olarak 4 V'a düşürülür. R, filaman transformatörünün birincil sargısına dahildir. Devrede (Şekil 6.8, a), modülatör çıkışından magnetron katoduna negatif polariteye sahip bir modüle edici voltaj darbesi beslenir.

Filament trafosunun jeneratör mahfazasına göre sekonder sargısı yüksek voltaj altındadır. Benzer şekilde, devrede (Şekil 6.8, b), darbe transformatörünün sekonder sargısının bir ucu ITr gövdeye ve diğer uç - akkor transformatörün sekonder sargısının terminaline bağlanır. Bu nedenle, filament transformatörün sekonder sargısı ile mahfaza arasındaki ve sargılar arasındaki yalıtım, magnetronun tam anot voltajı için tasarlanmalıdır. Modüle edici darbelerin şeklinde gözle görülür bir bozulmaya neden olmamak için, filaman transformatörünün sekonder sargısının kapasitansı mümkün olduğu kadar küçük olmalıdır (birkaç on pikofaraddan fazla olmamalıdır).

6.5. VERİCİ CİHAZ RLS "NAYADA-5"

Naiad-5 radarının verici cihazı, P-3 cihazının (alıcı-verici) bir parçasıdır ve aşağıdakiler için tasarlanmıştır:

araştırma mikrodalga darbelerinin oluşumu ve üretimi;

gösterge, alıcı-verici, anten cihazının tüm blok ve düğümlerinin zamanında senkronize ve eş fazlı çalışmasının sağlanması.

Şek. 6.9, Naiad-5 radar alıcı-vericisinin vericisinin bir blok diyagramını gösterir.

Verici cihazın yapısı şunları içerir: ultra yüksek frekanslı bir blok; verici modülatörü; modülatör filtresi; saat üreteci; P - 3 cihazının bloklarına ve devrelerine güç sağlayan doğrultucu cihazlar.

Naiad-5 radar alıcı-vericisinin blok şeması şunları içerir:

Stabilizasyon sinyali oluşturma yolu, ikincil senkronizasyon darbelerinin oluşumu ve göstergeye girmenin yanı sıra, verici modülatörünün otomatik stabilizasyon kontrol ünitesi aracılığıyla fırlatma için tasarlanmıştır. Bu senkronizasyon darbelerinin yardımıyla, tarama darbeleri, CRT göstergesindeki taramanın başlangıcı ile senkronize edilir.

Darbe oluşturma yolunun araştırılması, mikrodalga darbeleri üretmek ve bunları dalga kılavuzu aracılığıyla anten cihazına iletmek için tasarlanmıştır. Bu, mikrodalga üretecinin voltaj modülatörü tarafından darbe modülasyonunun yanı sıra eşleşen blokların ve düğümlerin kontrol ve senkronizasyon darbelerinin oluşturulmasından sonra gerçekleşir.

Video Sinyali Oluşturma Yolu, yerel bir osilatör ve karıştırıcılar kullanarak yansıyan mikrodalga darbelerini ara frekans darbelerine dönüştürmek, bir video sinyali oluşturmak ve yükseltmek için tasarlanmıştır ve bu sinyal daha sonra göstergeye girer. Tarama darbelerini anten cihazına ve yansıyan darbeleri video sinyali üretim yoluna iletmek için ortak bir dalga kılavuzu kullanılır.

Kontrol ve güç ayarları yolu, cihazın tüm blokları ve devreleri için besleme voltajları üretmek ve ayrıca güç kaynaklarının, fonksiyonel blokların ve istasyonun birimlerinin, magnetronun, yerel osilatörün, tutucunun vb. performansını izlemek için tasarlanmıştır.

6.6. VERİCİLERİN TASARIM ÖZELLİKLERİ

Yapısal olarak, bir alıcı ile birlikte radar vericileri, her ikisi de ayrı bir yalıtılmış cihaza yerleştirilebilir. alıcı-verici, yani anten ünitesinde.

Şek. 6.10, ayrı bir cihazda bulunan modern bir ve iki kanallı otomatikleştirilmiş radar istasyonu "Row" un (dalga boyu aralığının 3.2 ve 10 cm'si) alıcı-vericilerinin görünümünü gösterir. Ana teknik özellikler tablo 6.1'de gösterilmektedir.

20 kW veya daha fazla darbe gücüne sahip 3 cm aralığındaki (P3220 R) alıcı-vericiler, filaman olmayan alan katotlu magnetronlar temelinde üretilir. Bu magnetronlar, 10.000 saatten fazla çalışma süresine sahiptir, anında kullanılabilirlik sağlar ve vericiyi büyük ölçüde basitleştirir.

Pirinç. 6.10. Otomatik radar "Ryad" alıcı-vericileri

Başta katı hal mikrodalga cihazları, mikroişlemciler olmak üzere modern gemi navigasyon radarlarına mikroelektroniklerin yaygın şekilde girmesi, modern sinyal işleme yöntemleriyle birlikte kompakt, güvenilir, ekonomik ve kullanımı kolay alıcı-vericiler elde etmeyi mümkün kılmıştır. Hacimli dalga kılavuzu cihazlarının kullanımını ortadan kaldırmak ve dalga kılavuzlarında yansıyan sinyallerin iletilmesi ve alınması sırasındaki güç kayıplarını ortadan kaldırmak için, verici ve alıcı yapısal olarak anten ünitesinde ayrı bir modül şeklinde bulunur ki buna bazen denir. tarayıcı(bkz. şekil 7.23). Bu, alıcı-verici modülünün hızlı bir şekilde ayrılmasını ve ayrıca toplu değiştirme yöntemiyle onarımların yapılmasını sağlar. Bu tür alıcı-vericiler için gücün açılıp kapatılması uzaktan sağlanmaktadır.

Şek. 6.11, bir monoblok şeklinde yapılmış kıyı radarı (BRLS) "Baltika-B" anten verici-alıcı cihazını göstermektedir. Radar "Baltika-B", gemi trafik kontrol sistemlerinde (VTS) ve ayrıca liman sularında, yaklaşma kanallarında ve çim yollarda kıyı radarı olarak kullanılır.