Глава 3 антенно-фидерное устройство и система настройки эквивалента

§ 1. Назначение и технические характеристики

Антенно-фидерное устройство предназначено:

для передачи высокочастотной энергии передатчика к антенне с последующим ее преобразованием в энергию электромагнитных волн и излучением в заданном направлении;

для приема энергии отраженных сигналов, преобразования ее в энергию токов СВЧ и передачи на вход приемника;

для защиты приемного устройства от мощных зондирующих импульсов СВЧ передатчика.

Основными параметрами АФУ являются:

коэффициент направленного действия антенны (КНД = 900);

коэффициент бегущей волны (КБВ) не менее 0,6 (во всем диапазоне работы передатчика).

Коэффициент направленного действия и коэффициент бегущей волны влияют на дальность обнаружения целей. КНД входит в ос­новное уравнение радиолокации, поэтому зависимость Д_обн от КНД выразится зависимостью

D_обн ≡ .

Данный параметр АФУ является конструктивным. Оператив­ным же параметром является КБВ, который характеризует вели­чину импульсной мощности генератора СВЧ в антенне (согласо­ванность выходного сопротивления генератора СВЧ с нагрузкой). При отсутствии согласования КБВ уменьшается, в АФУ образуют­ся отраженные или стоячие волны и часть импульсной мощности генератора расходуется на тепло, а также излучение, не достигая антенны. Таким образом, КБВ через импульсную мощность гене­ратора СВЧ в антенне РЛС влияет на дальность обнаружения целей.

Прочность антенно-мачтового устройства рассчитана на работу с вращением антенны при скоростях ветра до 30 м/с и работу без вращения антенны при скорости ветра до 45 м/с.

§ 2. Состав и принцип работы афу

1. Состав афу

Антенно-фидерное устройство РЛС П-14Ф включает в себя (рис. 3.1):

антенну (блок 111);

токосъемник (блок 112);

переключатель АНТЕННА – ЭКВИВАЛЕНТ (блок 16);

направленные ответвители Э5 и Э6;

антенный коммутатор (блок 113);

высокочастотные фидеры Ф1 и Ф2;

устройство обогрева зеркала антенны.

Антенна предназначена для направленного излучения и приема импульсов электромагнитной энергии СВЧ. При излучении антенна преобразует энергию импульсов тока высокой частоты генератора в энергию импульсов радиоволн, излучаемых в окружающее пространство в определенном направлении. При приеме антенна преобразует энергию импульсов радиоволн, отражаемых от объектов, в энергию импульсов тока высокой частоты, поступающих на вход приемника.

В РЛС П-14Ф применена параболическая антенна, состоящая из зеркала-рефлектора и облучателя.

Рис. 3.1. Структурная схема АФУ

Зеркало-рефлектор (рис. 3.2) представляет собой часть поверхности параболоида вращения, в фокусе которого находится электрический центр облучателя.

Зеркало выполнено в виде сборной металлической конструкции. В целях уменьшения массы и ветрового сопротивления отражающая поверхность зеркала образуется системой горизонтальных проводников, которая по отражающим свойствам эквивалентна сплошной металлической поверхности. Основными элементами зеркала являются вертикальная и горизонтальная фермы, плоские фермы, кронштейны, обвязочные трубы и тросы.

Размеры отражателя:

горизонтальный размер 32 м;

вертикальный размер 11 м;

расстояние верхнего края зеркала над землей 16 м;

расстояние нижнего края зеркала над землей 5 м;

высота мачты АМУ 23 м.

Облучатель (рис. 3.3) состоит из трех симметричных полуволновых излучателей I, II, III, симметрирующего устройства, переключателя излучателей и рефлекторов.

Блок токосъемников осуществляет передачу энергии от неподвижной части АФУ к подвижной. Включает в себя три токосъемника – один высокочастотный и два низкочастотных (рис. 3.4).

Высокочастотный токосъемник представляет собой коаксильно-вращающееся сочленение и предназначен для передачи высокочастотной энергии от неподвижного линейного фидера к антенному фидеру и наоборот.

Низкочастотный токосъемник обогрева зеркала антенны представляет собой коллектор, выполненный из шести латунных колец, укрепленных на текстолитовых кольцах.

Низкочастотный токосъемник сканирования представляет собой коллектор, собранный из 14 латунных дисков.

Переключатель АНТЕННА – ЭКВИВАЛЕНТ предназначен для подключения выхода генератора СВЧ к антенне или эквиваленту антенны в положениях АНТЕННА или ЭКВИВАЛЕНТ, а так же для настройки системы эквивалента антенны в положении ИЗМЕРЕНИЕ. Конструктивно представляет собой (рис. 3.5) корпус, на котором смонтированы все узлы и детали (вращающийся ротор, штурвал, отверстия для кабелей).

Направленные ответвители Э5 и Э6 предназначены для отбора импульсной мощности генератора СВЧ к блоку ИКБМ для ее измерения и в тракт АПЧ приемника (блок 115). Конструктивно представляют (рис. 3.6) собой индуктивно-емкостную связь в ВЧ фидере генератора.

Антенный коммутатор обеспечивает возможность работы РЛС на одну антенну путем ее автоматического подключения к генератору СВЧ или приемнику. Состоит из передающего и приемного трактов (рис. 3.7) и в своей работе использует свойства четвертьволновых отрезков, замкнутых или разомкнутых на конце.

Высокочастотные фидеры предназначены для передачи энергии генератора СВЧ и отраженных эхо-сигналов. Состоят из антенного Ф1 и линейного Ф2 фидеров, выполненных из кабеля РКС 15/38.

Устройство обогрева зеркала антенны предназначено для предотвращения механических повреждений антенны во время гололеда, когда за счет обледенения элементов конструкции ветровая нагрузка и масса зеркала могут превысит допустимые нормы.

Обогрев позволяет своевременно снять гололед с горизонтальных проводников антенны путем пропускания через них переменного тока порядка 11 -13 А.