17.Функциональная схема рлс и характеристики основных трактов

Функциональная схема РЛС (рис. 4.1) может быть разбита на отдельные функциональные каналы (передающий, приемный), канал АПЧ (система АПЧ), каналы синхронизации, развертки, стабилизации и управления антенной.

После включения РЛС во всех режимах, кроме режима «Готовность», напряжение питания 115В 400 Гц через схему включения, обеспечивающую задержку на 4 мин, необходимые для прогрева катодов электровакуумных приборов, подается на магнитно-тиристорный модулятор, состоящий из двух сжимающих каскадов. В сжимающих каскадах происходит последовательное формирование модулирующих импульсов по форме и напряжению. Каждый каскад представляет собой модулятор с полным разрядом емкости, в котором в качестве коммутаторов используются тиристоры и нелинейные индуктивности. Выходной импульс модулятора отрицательной полярности поступает на катод магнетрона. Генерируемые при этом импульсы СВЧ колебаний поступают только на излучатель антенны благодаря использованию устройства защиты приемника, состоящего из двух циркуляторов и разрядника защиты приемника.

Одновременно с импульсом модулятора формируется старт-импульс, запускающий синхронизатор и схему ВАРУ.

Энергия отраженного от цели сигнала воспринимается антенной и через волноводный тракт, второй циркулятор и погашенный разрядник поступает на балансный смеситель УПЧ, на второй вход которого подается сигнал гетеродина, выполненного на лампе обратной волны (ЛОВ).

При наличии сигналов на обоих входах смесителя УПЧ, на его выходе образуется сигнал промежуточной частоты 30 МГц, который усиливается четырехкаскадным ПУПЧ и подается на вход основного УПЧ.

В режиме «Контур» на ПУПЧ подается импульс ВАРУ, уменьшающий зависимость амплитуды отраженного сигнала от дальности.

Для увеличения динамического диапазона приемника шестикаскадный УПЧ выполнен по схеме суммирующего усилителя, обладающего ЛАХ.

При увеличении амплитуды входных сигналов каскады УПЧ последовательно, начиная с последнего, переходят в режим детектирования и видеоимпульсы, образованные при этом, суммируются в специальном усилителе, на который подаются также импульсы, выделяемые на детекторе. С выхода суммирующего видеоусилителя сигнал подается на вход видеоусилителя ВУ.

При переходе от одного режима к другому схема ВУ видоизменяется. Так, например, в режиме «Земля» амплитудная характеристика представляет собой характеристику трехтонового видеоусилителя.

На входе ВУ имеются усилители «Фон» и «Выделение», представляющие собой соответственно ограничители «сверху» и «снизу», благодаря чему характеристика имеет две ступени, что и обеспечивает получение контрастного трехтонового изображения.

В режиме «Контур» схема ВУ изменяется таким образом, что сильные сигналы подавляются и поэтому зоны облачности, опасные для навигации самолетов, просматриваются в виде темных контуров на светлом фоне неопасных зон. В смесителе сигналы «Фон» и «Выделение» складываются с импульсами масштабных меток и подаются на оконечный ВУ.

Оконечный ВУ состоит из двух каскадов, на один из которых подаются видеоимпульсы, а на второй импульсы подсвета, генерируемые в синхронизаторе. При действии импульса подсвета ВУ открывается и образующиеся на его выходе импульсы отрицательной полярности подаются на катод ЭЛТ, ранее запертый напряжением источника +54 В. При этом ЭЛТ открывается и на развертке появляется радиолокационное изображение.

Для удержания спектра сигнала в пределах полосы пропускания приемника используется устройство автоматической подстройки частоты (ЛОВ), поддерживающее промежуточную частоту равной 30 МГц.

Во время генерации зондирующего импульса незначительная часть его мощности через направленный ответвитель подается на вход балансного смесителя АПЧ, на второй вход которого поступают непрерывные колебания ЛОВ. Выделяемые на балансном смесителе импульсы промежуточной частоты усиливаются в УПЧ канала АПЧ и поступают на дискриминатор, настроенный на частоту 30 МГц. На выходе дискриминатора возникают видеоимпульсы, полярность которых зависит от отклонения промежуточной частоты балансного смесителя АПЧ относительно 30 МГц в меньшую либо в большую сторону, а их амплитуда зависит от степени этого отклонения.

Импульсы дискриминатора после усиления общим и одним из каналов двухканального усилителя, каждый из которых усиливает импульсы только одной полярности, подаются на пиковый детектор, преобразующий импульсное напряжение в постоянное соответствующей величины и знака, которое через катодный повторитель подается на вход регулирующей схемы.

Регулирующая схема вырабатывает постоянное напряжение (400 В), поступающее на замедляющую систему и определяющее частоту колебаний ЛОВ. Регулирование прекращается, когда промежуточная частота точно совпадает с частотой настройки дискриминатора.

Рис.4.1. Функциональная схема РЛС «Гроза».

Канал синхронизации тактируется старт-импульсами, образующимися в модуляторе одновременно с выходными импульсами. Старт-импульс с частотой 400 Гц запускает входной блокинг-генератор (БГ), обеспечивающий нормирование выходных импульсов по форме и амплитуде. Импульсы БГ запускают ключевой триггер, вырабатывающий прямоугольные импульсы, используемые для формирования развертки и запуска схемы формирования меток Импульсы триггера, длительность которых дискретно переключается в зависимости от используемого масштаба развертки, коммутируют транзисторный ключ LC-генератора, выполненного на принципе генератора с контуром ударного возбуждения. Частота колебаний этого генератора точно соответствует частоте повторения масштабных меток на каждом масштабе, а фаза строго привязана к началу генерации. Гармонические колебания LC-генератора подаются на усилитель-ограничитель, преобразующий их в прямоугольные колебания (меандр), которые далее укорачиваются и запускают БГ меток.

Импульсы меток поступают в канал видеоусилителя и на счетчик импульсов, обеспечивающий счет количества меток и генерирующий импульс сброса ключевого триггера после возникновения последней метки данного масштаба развертки. При этом управляющий триггер возвращается в исходное состояние, прекращается генерация масштабных меток и заканчиваются импульсы развертки и подсвета.

В РЛС «Гроза» используется развертка с неподвижной отклоняющей системой, магнитный поток которой вращается синхронно с антенной. С выхода ключевого триггера канала синхронизации импульс, предназначенный для формирования развертки через эмиттерный повторитель (ЭП) импульса подсвета, поступает на усилитель, усиливается и коммутирует ключевые транзисторы, нагрузкой которых являются роторная обмотка импульсного вращающегося трансформатора (ВТ) и масштабный дроссель. Ключевые транзисторы открываются, и напряжение питания ключей +40 В создает в их нагрузке, имеющей индуктивный характер, экспоненциально нарастающий ток, начальный участок которого линеен. Скорость нарастания тока в роторной обмотке ВТ зависит от индуктивности масштабного дросселя, которая изменяется при переходе от одного масштаба развертки к другому. Ток, протекающий в роторе ВТ, трансформируется в статорные обмотки, последовательно соединенные с отклоняющими катушками, результирующий магнитный поток которых отклоняет луч. Так как ротор ВТ вращается синхронно с антенной, то токи в статорных обмотках имеют форму линейно нарастающих импульсов, модулированных по амплитуде: в одной статорной обмотке по закону синуса угла поворота антенны, в другой по закону косинуса. Суммарное магнитное поле в отклоняющей системе трубки получается таким, что луч отклоняется от ее условного центра на постоянную величину и вращается синхронно с антенной.

Для уменьшения искажения изображения при кренах и тангаже самолета в РЛС «Гроза» используется стабилизация плоскости обзора антенны. Сигналы, пропорциональные крену и тангажу, преобразуются сельсинами-трансформаторами в однофазное напряжение частоты 400 Гц, пропорциональной амплитуды. Эти сигналы через согласующие вращающиеся трансформаторы М40 поступают на вход решающего устройства на основе вращающегося трансформатора (ВТ). С выхода ВТ сигнал коррекции поступает для управления антенной в вертикальной плоскости.

Для работы всех узлов функциональной схемы РЛС требуются источники питания. Поэтому в состав радиолокатора входят узлы питания различных блоков, состоящие из выпрямителей и преобразователей напряжения.