2.5.2. Формирование зоны обнаружения в рлс метрового диапазона волн

Как уже отмечалось, из соображений рационального распределения в пространстве излучаемой энергии оптимальной формой ДНА обзорных РЛС в вертикальной плоскости является косекансная. В метровом диапазоне волн, используемом в РЛС дежурного режима, сформировать ДНА косекансного типа затруднительно.

Во-первых, в метровом диапазоне волн сложно одновременно узкую ДНА в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для этого антенная система должна иметь большие до нескольких десятков метров размеры раскрыва в обеих плоскостях. Поэтому, как правило, на излучение формируют не веер лучей, а одну широкую в вертикальной плоскости ДНА, причем весьма далекую от косекансной формы вследствие влияния земли и ограниченных размеров антенны. Форма ДНА на прием зависит от количества измеряемых координат воздушных объектов: в двухкоординатных РЛС используется одна приемо-передающая антенна, и ДНА на излучение и на прием одинакова. В трехкоординатных РЛС ДНА угломестного канала на прием формируется либо в виде быстро сканирующего в вертикальной плоскости узкого луча, либо в виде веера лучей. Но и в том и в другом случае ширина ДНА угломестного канала на прием в горизонтальной плоскости значительно больше, чем ширина ДНА на изучение (рис.2.28). При таком построении обеспечивается формирование требуемой ДНА при приемлемых массогабаритных характеристиках антенной системы, представляющей собой две антенны примерно одинакового размера с различной ориентацией.

Во-вторых, в формировании ДНА принимает участие поверхность земли. При этом позиция РЛС должна удовлетворять определенным требованиям. Радиус ровной площадки определяется соотношением:

R  23,3 h²_a/ ,

где h_a - высота фазового центра антенны над поверхностью земли. Допустимая величина неровностей площадки определяется критерием Релея:

,

где - угол скольжения падающей электромагнитной волны.

Лепестковый характер ДНА вследствие интерференции прямой и отраженной от земли электромагнитной волны (рис.2.29), вызывает необходимость принятия мер для исключения (уменьшения глубины) провалов в ДНА. На практике находят применение следующие способы формирования беспровальных ДНА.

1. Наклон электрической оси антенны.

При этом наряду с уменьшением глубины провалов снижается значение коэффициента усиления в направлениях максимумов ДНА (рис.2.30). Обычно выбирают угол наклона, равный 4...6.

2. Использование разнесенных по высоте антенн.

Данный способ применяется в РЛС дежурного режима с невысоким энергетическим потенциалом, в которых используются антенны типа "волновой канал" с небольшими вертикальными размерами. Электрические оси этих антенн ориентируются вдоль линии горизонта.

Поскольку направление максимумов ДНА зависит от отношения h_а/, то верхнию и нижнюю антенны располагают таким образом, чтобы провалы в результирующей диаграмме направленности одной антенны перекрывались лепестками диаграммы направленности другой антенны (рис.2.31). Обе антенны запитываются от общего передатчика. Поскольку электромагнитные поля в соседних лепестках одной из антенн противофазны (на рис.2.31 это условно показано знаками “+” и “-”), то при синфазном питании антенн могут появиться провалы в новых направлениях. Во избежание этого антенны запитываются со сдвигом фаз = 90 либо в процессе обзора пространства производится коммутация с синфазного подключения на противофазное.

Основные технические решения в РЛС дежурного режима.

В построении РЛС дежурного режима так же как и РЛС боевого режима существует два направления - использование этих РЛС в составе РЛК в сочетании с ПРВ и создание трехкоординатных РЛС, что определяет технические особенности станций данного типа. Рассмотрим эти особенности.

1. Горизонтальные размеры антенных систем достигают 30 м. В двухкоординатных РЛС дежурного режима обычно применяются параболические зеркальные антенны ажурного типа с А_эф =100...150 м² и уровнем боковых лепестков -(20...23) дБ. Для повышения защищенности РЛС от АШП используется пять-шесть вспомогательных антенн в сочетании с автокомпенсаторами. В трехкоординатных РЛС применяются две плоские, ортогонально ориентированные антенные решетки (АР). Отдельные части (фрагменты) раскрыва такой АР используются для решения задач пространственной селекции сигналов. Конструкция плоской АР является более жесткой, чем зеркальных антенн.

Антенные системы весьма чувствительны к обледенению, поэтому их снабжают средствами электрообогрева, что значительно усложняет конструкции антенн. Антенны НРЗ в МДВ практически несовместимы с основной антенной системой, поэтому они размещаются также на отдельной повозке.

2. Передающие устройства строят по схеме “возбудитель-усилитель мощности”. В качестве усилителей используются мощные вакуумные приборы (триоды либо многокаскадные - эндотроны, обеспечивающие Р_ср = 3...5 кВт.) Вместе с модулятором передающее устройство составляет до 30...40% общего объема аппаратуры, занимая в РЛС отдельный прицеп. Для повышения энергетического потенциала в РЛС могут использоваться ЛЧМ и ФКМ сигналы большой длительности.

3. Приемные устройства являются многоканальными, что позволяет обеспечить защиту от помех и измерение угла места. Некоторые из высокочастотных и коммутирующих приборов могут размещаться непосредственно на антенной системе. Для РЛС нового парка характерны широкое применение цифровых устройств первичной обработки сигналов, включение в состав РЛС спецвычислителей и устройств вторичной обработки информации, аппаратуры диагностики неисправностей.

В целом РЛС дежурного режима, использующие метровый диапазон волн, по принципам построения и составу аппаратуры более просты, а следовательно, дешевле и надежнее, чем РЛС боевого режима.