10.Конструкция рлс, взаимосвязь рлс с подсистемами ас овд
Аппаратура радиолокационного комплекса, состоящего из первичного и вторичного радиолокационных каналов и АПОИ, размещается в перевозимых кузовах-фургонах (контейнерах) и на опорно-поворотном устройстве (ОПУ). ОПУ выполняется в различных вариантах и позволяет устанавливать его на ровной поверхности, на насыпях, эстакадах или металлических башнях. Контейнеры с аппаратурой устанавливаются рядом с башней ОПУ и соединяются с антенной волноводными, коаксиальными и кабельными трактами. Волноводные и коаксиальные тракты прокладываются на специальных регулируемых подставках над уровнем земли.
Антенная система устанавливается на поворотной платформе кабины приводов. Вращение может осуществляться от двух независимых приводов, каждый из которых обеспечивает вращение со скоростью 6 или 3 об/мин. Внутри кабины приводов размещаются токосъемник, блоки вращающихся переходов первичного и вторичного каналов, основной и резервный датчики азимута и кабельная коробка.
Контейнер представляет собой кузов-фургон бескаркасной конструкции, смонтированный из панелей армированного пенопласта. Толщина панелей стен и крыши 30 мм, наружная обшивка - дюралюминиевый лист толщиной 1 мм. Монтаж оборудования в кузове производится креплением его к полу, а также к панелям стен и крыши в местах специальных закладок. На позиции кузова-фургоны устанавливаются на специальных подставках.
Радиопрозрачное укрытие антенны представляет собой сборно-разборную стеклотекстолитовую оболочку в виде усеченной сферы. Наружный габарит по горизонтальному сечению большого круга вписывается в окружность диаметром 22,2 м. Горизонтальная плоскость усечения проходит на 3,5 м ниже центра сферы.
Контейнерное исполнение РЛК позволяет комплектовать его из отдельных сборочных единиц-модулей, которые обеспечивают получение нескольких вариантов РЛК с различными технико-экономическими показателями. Эти варианты различаются применением одного или двух первичных каналов, одного или двух ОПУ, большого (15X10,5 м) или малого (03x7 м) отражателей антенной системы и т. д.
Взаимосвязь РЛК с АС ОВД показана на рис. 1.23.
РЛК обеспечивает выдачу радиолокационной информации с помощью аппаратуры передачи данных (АПД) в районную АС ОВД и в два районных центра ОВД. Дистанционное управление РЛК осуществляется только из ГАС
Рис. 1.23. Взаимосвязь РЛК с оборудованием РЦ ОВД
ОВД по телекодовому и телефонному каналам. Автоматические УКВ радиопеленгаторы типа АРП-75 «Клен» устанавливаются на расстоянии до 3-4 км от РЛК. Для сопряжения РЛК с АРП используется аппаратура сопряжения, входящая в комплект оборудования АРП. Радиолокационный комплекс обеспечивает также выдачу радиолокационной информации на аппаратуру отображения неавтоматизированных систем управления воздушным движением с помощью оборудования кабельной трансляции.
Глава 2 вторичные радиолокаторы для управления воздушным движением
11.Общие характеристики врл
Система вторичной радиолокации служит для определения -координат самолетов (дальность-азимут), получения, декодирования, обработки и преобразования дополнительной информации о номере и высоте полета самолетов, а также для получения другой информации.
Установившееся и принятое наименование системы вторичной" радиолокации связано с использованием вторичной станции, устанавливаемой на борту самолета и выполняющей роль ответчика на зондирующие импульсы запросчика. При этом сам запросчик называют вторичным радиолокатором.
Рис.2.1. Блок-схема ВРЛ
Подобный способ радиолокационного зондирования с активным ответом позволяет снизить энергетические затраты наземного оборудования или существенно увеличить дальность действия, улучшить характеристики помехозащищенности радиолокатора.
Подобный способ радиолокационного зондирования с активным ответом позволяет:
снизить энергетические затраты наземного оборудования,
существенно увеличить дальность действия,
улучшить характеристики помехозащищенности радиолокатора.
Система вторичной радиолокации позволяет получать, помимо координатной и дополнительную информацию, содержащую бортовой номер самолета, значение текущей высоты полета и величину вектора скорости, сигналы бедствия и пр. Причем содержание и объем передаваемой информации могут меняться. Несмотря на то, что локационные системы с активным ответом получили развитие уже в 40-е годы, до настоящего времени они рассматриваются как вспомогательное средство для управления воздушным движением, так как наличие летательных аппаратов, не оборудованных ответчиками; не позволяет достоверно оценивать воздушную обстановку. По этой причине все существующие ВРЛ подразделяются на встроенные и первичные радиолокаторы или предусматривается их обязательное сопряжение с первичным локатором. Особую роль приобретают ВРЛ в связи с интенсивным развитием автоматизированных систем ОВД, внедрение которых невозможно без использования активного локационного канала.
В основе всех систем ВРЛ лежит канал связи между наземной аппаратурой (запросчиком) и бортовой аппаратурой (ответчиком) (рис. 2.1). На вход ответчика поступают запросы координат, бортового номера и текущей информации (высота, остаток топлива и др.). Вид запросной информации закодирован во временных интервалах между импульсами запросных посылок. Передача запросных посылок осуществляется с помощью направленной антенны, вращающейся в горизонтальной плоскости. Таким образом, самолеты, находящиеся в зоне действия системы под разными азимутами, облучаются последовательно в разные моменты времени. В течение времени, пока самолет находится в пределах ширины главного лепестка ДНА, на вход бортового ответчика поступает несколько десятков запросов. Для того чтобы ответчик не запускался от запросов, поступающих по боковым лепесткам ДНА, современные вторичные радиолокаторы имеют систему подавления боковых лепестков.
Запрос, принятый бортовым ответчиком, расшифровывается, обрабатывается формируется ответный сигнал, содержащий запрашиваемую информацию.
На каждый запрос ответчик выдает ответную посылку, общее число которых, следовательно, определяется интенсивностью запросного потока. Максимальное число ответов ограничивается энергетическими возможностями бортового передатчика и составляет в секунду N0 = 1200.
Приемник ВРЛ усиливает ответный сигнал и направляет его в дешифратор и далее на аппаратуру отображения КДП. Дополнительная информация, поступающая по каналу вторичной радиолокации, после кодирования может отображаться на цифровом индикаторе, на совмещенном план-индикаторе диспетчера, а также поступать в аппаратуру первичной обработки информации. В АС ОВД ответный сигнал после дополнительной обработки в АПОИ поступает на вычислительный комплекс.
Вторичный канал в автоматизированных системах ОВД играет определяющую роль, и общая тенденция развития этого направления технических средств просматривается на будущее. Сейчас можно выделить два основных направления совершенствования радиолокаторов с активным ответом. Первое - модернизация существующих ВРЛ, улучшение их тактико-технических и эксплуатационных характеристик. Унифицированный ВРЛ с повышенными тактико-техническими характеристиками, предназначенный для работы в аэродромных и трассовых системах ОВД, призван удовлетворить потребность системы ОВД различных классов в зонах со средней интенсивностью на период до 2010 г. Второе направление создание принципиально новой системы ВРЛ, а именно ВРЛ с дискретно-адресным запросом.
В настоящее время основными массовыми источниками информации для автоматизированных систем ОВД останутся ВРЛ с обычным (неселективным) запросом. Работая в составе существующих н разрабатываемых АС ОВД типа «Старт», «Старт-2», «Теркас» и других вторичный канал должен сопрягаться с соответствующей аппаратурой КДП.
Главными направлениями проводимых работ по улучшению технических характеристик ВРЛ, повышению эксплуатационной надежности являются: повышение вероятности получения информации, что связано с уменьшением синхронных и несинхронных помех, расширение объема информации, улучшение зоны видимости ВРЛ и т. д. Решение этих задач может быть осуществлено:
повышением эффективности подавления боковых лепестков,
оптимизации системы кодирования запросных посылок,
использования плоской антенной решетки,
изменения логики очистки,
введения вобуляции частоты следования и другими техническими мероприятиями.
Вторичный радиолокатор ближайшего будущего с традиционным принципом работы - это высоконадежная комплексная система:
имеющая антенну с вертикальным раскрывом,
одноканальный передатчик, построенный на твердотельных элементах,
приемный тракт, выполненный на гибридных интегральных микросхемах, микрополосковых линиях с использованием методов термовакуумного напыления элементов;
это - мощная многофункциональная аппаратура обработки и декодирования ответных сигналов, роль которой выполняет АПОИ.
В основе работы ВРЛ лежит моноимпульсный метод радиолокации. Его средний ресурс должен быть около 100 000 ч, при наработке на отказ Т 2500 ч.
Рассматривая технический уровень отечественной системы вторичной радиолокации, следует сказать об интенсивном развитии и совершенствовании бортовой аппаратуры. В настоящее время самолеты ГА оснащаются ответчиками вторичного канала типов СО-72М (ТУ-154, ИЛ-62), СО-69 (ЯК-40). Из приведенного сравнения видно, что информационная способность и функциональные возможности отечественных ответчиков значительно шире зарубежных аналогов. Так, в режиме ответа ОВД передаются три информационных слова по 20 бит, в режиме RBS -два слова по 12 бит. Отечественные ответчики имеют два канала: для работы по нормам ИКАО и стандарту ОВД.
Рассмотрим структуру и форматы сигналов, передаваемых no ; каналам «Земля - борт - земля». Сигнал запроса ВРЛ построен на базе интервально-временного кода. На рис. 2.2, а приведена эпюра сигналов запросного кода. Бортовой ответчик срабатывает при наличии на его входе первого, и третьего импульсов (P1, Р3). Второй импульс Р2 используется для подавления ответов на запросы по боковым лепесткам в трехимпульсной схеме подавления. При изменении кода меняется интервал между первым н третьим импульсами в соответствии с новым значением .
Излучение запросных сигналов производится в любом сочетании кодов в порядке, установленном с помощью генератора режимов. Выбор последовательности чередования режимов запроса является сложной оптимизационной задачей, определяющей в общем случае качественные характеристики системы ВРЛ. Решая ее, стремятся обеспечить минимальную загрузку информационного канала «Земля - борт - земля» при постоянном расширении объема передаваемой информации, обеспечить отсутствие пропусков в координатных пакетах и совместимость существующих и новых ответчиков.
Рис. 2.2. Форматы запросных и ответных кодов ИКАО
В настоящее время рекомендуется использовать пять основных и три дополнительных режима работы запросчиков ВРЛ. Основные режимы работы: А, 1/А, С/2, 3/2, 3/1; дополнительные: 2/С, D/2; 4 (знак дроби обозначает совмещенный код в порядке следования - числитель, знаменатель, причем латинская буква соответствует режиму стандарта ИКАО, а цифра - отечественному режиму ОВД). Для. получения информации о бортовом номере и высоте одновременно от международных и отечественных ответчиков достаточно осуществить двойное чередование режимов. "Использовавшееся до недавнего времени в ВРЛ типа «Корень» тройное чередование режимов А-С/2-В/1 имеет ряд недостатков. В частности, при этом имеют место пропуски в ответных пакетах, что ухудшает точность определения середины пакета и, как следствие, уменьшает эффективность очистки от несинхронных помех.
Отличие формата ответного кода ИКАО и ОВД более существенно. Так, по нормам ИКАО вся информационная посылка о бортовом номере или высоте передается четырьмя группами импульсов (А, В, С, D) по три импульса в каждой группе (12 кодовых позиции), расположенными во временном интервале 20,3 ±0,1 мкс, ограниченном опорными импульсами F1 и F2. Тринадцатая позиция, центральная, зарезервирована для использования в перспективных системах ОВД. Таким образом, база информационного слова при кодировании по стандартам ИКАО составляет 20,3 мкс, что позволяет различать самолеты, разнесенные на 3 км по дальности.
Длительность всех импульсов составляет и = 0,45±0,1 мкс. Поскольку тремя импульсами можно передать в двоично-десятичной коде число только от нуля до семи, то максимальное десятичное число, которое можно передать четырьмя группами импульсов, равно 7777. Причем общее количество передаваемых сообщении в двоичной системе счисления при использовании всех 12 информационных позиций равно 212 - 4096.
При этом группа А передает тысячи, группа В - сотни, С- десятки, группа D - единицы номера рейса (рис.2.2). В качестве примера на рис. 2.22,б показана структура ответного сигнала при передаче номер рейса 1534. Передача номера рейса производится натуральным двоичным кодом с формированием импульса на символ 1 и отсутствие его на символ 0.
Рис. 2.3. Структура ответного кода ОВД
Структура ответных сигналов в режиме ОВД представлена на рис. 2.3,а. Ответ бортового передатчика включает два импульса координатного кода (рис. 2.3,б), три импульса ключевого кода (рис. 2.3, в), двадцать информационных импульсов (рис. 2.3, г). Для передачи сообщения используется натуральный двоично-десятичный четырехразрядный код с активной паузой, т. е. импульс передается как на символ 1, так и на 0, но сдвинутым на 4 мкс. Таким образом, каждому разряду отводится 8 мкс. Всего в информационной посылке содержится 40 позиций (20 разрядов), и длительность, занимаемая дополнительной информацией, с учетом ее повторения б = 320 мкс. Координатные сигналы (РК1, РК3) передаются на каждый запрос ВРЛ. При передаче сигнала «Бедствие» за 6 мкс от РКз излучается дополнительный импульс РК2.
На первых этапах внедрения вторичного канала, когда и качестве индикаторов дополнительной информации использовались лишь цифровые табло («Номер ТМ-ГА), применялся режим опознавания. По запросу диспетчера ответчик в этом режиме вместо координатного кода выдавал код, позволяющий идентифицировать отметку самолета на ИКО. Современные индикаторы воздушной обстановки, применяемые в АСУ, позволяют отобразить формуляр с дополнительной информацией рядом с отметкой от цели. Поэтому режим опознавания в АС ОВД не используется.
Ключевой код подготавливает аппаратуру обработки ВРЛ к приему той пли иной ответной информации.