А) з прямим перетворенням сигналу; б) з прямим перетворенням сигналу гетеродинуванням; в) тракт прямого посилення; г) супергетеродин Прокоментувати:

вгору

вгору

Радіолокаційні системи

Радіолокаційні станції представляють собою технічні засоби, що реалізують радіолокаційні принципи виявлення цілей і вимірювання координат та параметрів їх руху. Структурна схема імпульсної радіолокаційної станції (РЛС) подана на рисунку 1.

Рисунок 1. Структурна схема імпульсної РЛС

 

Вузли й елементи, що входять до складу РЛС, мають таке призначення:

1. Джерело первинного електроживлення – для живлення всіх систем і пристроїв радіолокатора.

2. Блок синхронізації та запуску – для узгодження за часом роботи окремих елементів радіолокатора. Він виробляє короткі відеоімпульси, що подаються на всі елементи РЛС, які потребують одночасного запуску, формує високостабільні імпульси запуску передавача та імпульси синхронізації гетеродина приймального пристрою.

3. Передавальний пристрій – для генерування потужних коротких імпульсів струму надвисокої частоти в заданому діапазоні радіохвиль та з заданими параметрами.

4. Пристрій захисту від пасивних завад – для придушення сигналів від місцевих предметів та від пасивних завад.

5. Пристрій пеленгації – для забезпечення визначення кутової координати ПАЗ.

6. Пристрій захисту від активних завад – для придушення активних завад (АЗ).

7. Антенний комутатор – для автоматичного перемикання антенно-фідерної системи з передачі на прийом і назад та узгодження виходу передавального пристрою і входу приймального пристрою з антенною системою. (Захист приймального пристрою від потужних зондувальних імпульсів передавального пристрою).

8. Антенна система – для спрямованого випромінювання та прийому електромагнітної енергії надвисокої частоти.

9. Приймальний пристрій – для підсилення та перетворення прийнятих сигналів, що надходять з антени, до виду і величини, необхідних для відображення на індикаторному пристрої.

10. Індикаторний пристрій – для візуального спостереження за сигналами, відбитими від об’єктів, що знаходяться в зоні виявлення РЛС, і вимірювання їхніх поточних координат: похилої дальності, азимута і висоти (у радіовисотомірах та трикоординатних РЛС).

11. НРЗ-П (наземний радіолокаційний запитувач системи «Пароль») – для визначення державної належності виявлених радіолокатором об’єктів (літаків, кораблів тощо).

При увімкненні РЛС на всі її пристрої по кабелях поступає відповідне електроживлення.

Блок запуску (синхронізації) виробляє короткі відеоімпульси, що одночасно запускають передавач, запитувач (НРЗ-П) та індикатори, які відіграють роль вимірювача часу затримки відбитого від цілі імпульсу щодо зондувального імпульсу.

Передавальний пристрій формує потужний короткочасний імпульс струму НВЧ.

У РЛС РТВ використовується одна антена для передачі та прийому радіосигналів. Розділення випромінених та прийнятих сигналів високочастотних коливань забезпечується за допомогою швидкодіючого автоматичного антенного комутатора (АК), що почергово підключає антену до передавача та приймача. У режимі випромінювання АК підключає до антени передавач, у режимі прийому – приймач. Він же здійснює розв’язку між приймачем і передавачем. Антенний комутатор, при надходженні потужного НВЧ імпульсу струму від передавача, дозволяє його проходження через фідерну лінію до антени на випромінювання та одночасно закриває шлях проходження цього імпульсу на вхід приймача.

В антені потужний НВЧ імпульс струму перетворюється на імпульс електромагнітної енергії і випромінюється в простір спрямованим променем, форма якого визначається діаграмою спрямованості антени (ДСА). Форма діаграми спрямованості антени залежить від геометричних розмірів антени та амплітудно-фазового розподілу струму в полотні антени.

Після закінчення дії імпульсу передавача антенний комутатор відключає антену від передавача і підключає її до приймача.

При опроміненні об’єктів імпульсом електромагнітної енергії частина її відбивається від них у напрямку РЛС і приймається антеною. Антена перетворює відбитий від об’єкта імпульс електромагнітної енергії на імпульс струму НВЧ, що по фідерній лінії через антенний комутатор подається на вхід приймального пристрою.

Приймальний пристрій, настроєний на частоту випроміненого радіоімпульсу, здійснює прийом відбитого від об’єкта НВЧ коливання, підсилює слабкі ехосигнали і перетворює їх на відеоімпульс, що подається для відображення на індикаторний пристрій. Якщо отримувачем радіолокаційної інформації є людина-оператор, то вихідним пристроєм є індикатор кругового огляду (ІКО) РЛС. Якщо отримувачем інформації є обчислювальна машина, то використовується автоматичний вихідний пристрій дискретної дії, який перетворює аналогову інформацію про ціль, що міститься у відбитому сигналі, на числовий код.

Для захисту РЛС від активних шумових завад використовується багатоканальний автокомпенсатор, на основний канал (вхід) якого надходить суміш корисних сигналів та завад, що діють в напрямку основної пелюстки ДСА, а на допоміжні канали прийому – активні шумові завади, що діють по бічних пелюстках ДСА.

Для захисту РЛС від пасивних завад використовуються схеми селекції рухомих цілей та пристрій черезперіодної компенсації.

Прийнятий сигнал, очищений від активних і пасивних завад, надходить на виявлювач-вимірювач, де приймається рішення про наявність цілі та автоматичне вимірювання її координат.

Індикаторний пристрій перетворює відеоімпульс на світлову енергію яскравої або амплітудних відміток екранів електронно-променевих трубок. Поява такої відмітки на екрані трубки ІКО вказує на наявність об’єкта в зоні виявлення РЛС, а її положення щодо центра екрана і напрямку на північ дає можливість відповідно визначити координати цілі: похилу дальність і азимут.

У сучасних РЛС окрім первинної обробки (виявлення цілі і визначення її координат) можливе проведення вторинної обробки отриманої інформації, результатом якої є формування траєкторій цілей.

Отримана в результаті функціонування РЛС інформація про радіолокаційні цілі і завадову обстановку передається по лініях зв’язку на командний пункт підрозділів та частин РТВ.

Рисунок 1. Структурна схема імпульсної РЛС

 

Вузли й елементи, що входять до складу РЛС, мають таке призначення:

1. Джерело первинного електроживлення – для живлення всіх систем і пристроїв радіолокатора.

2. Блок синхронізації та запуску – для узгодження за часом роботи окремих елементів радіолокатора. Він виробляє короткі відеоімпульси, що подаються на всі елементи РЛС, які потребують одночасного запуску, формує високостабільні імпульси запуску передавача та імпульси синхронізації гетеродина приймального пристрою.

3. Передавальний пристрій – для генерування потужних коротких імпульсів струму надвисокої частоти в заданому діапазоні радіохвиль та з заданими параметрами.

4. Пристрій захисту від пасивних завад – для придушення сигналів від місцевих предметів та від пасивних завад.

5. Пристрій пеленгації – для забезпечення визначення кутової координати ПАЗ.

6. Пристрій захисту від активних завад – для придушення активних завад (АЗ).

7. Антенний комутатор – для автоматичного перемикання антенно-фідерної системи з передачі на прийом і назад та узгодження виходу передавального пристрою і входу приймального пристрою з антенною системою. (Захист приймального пристрою від потужних зондувальних імпульсів передавального пристрою).

8. Антенна система – для спрямованого випромінювання та прийому електромагнітної енергії надвисокої частоти.

9. Приймальний пристрій – для підсилення та перетворення прийнятих сигналів, що надходять з антени, до виду і величини, необхідних для відображення на індикаторному пристрої.

10. Індикаторний пристрій – для візуального спостереження за сигналами, відбитими від об’єктів, що знаходяться в зоні виявлення РЛС, і вимірювання їхніх поточних координат: похилої дальності, азимута і висоти (у радіовисотомірах та трикоординатних РЛС).

11. НРЗ-П (наземний радіолокаційний запитувач системи «Пароль») – для визначення державної належності виявлених радіолокатором об’єктів (літаків, кораблів тощо).

При увімкненні РЛС на всі її пристрої по кабелях поступає відповідне електроживлення.

Блок запуску (синхронізації) виробляє короткі відеоімпульси, що одночасно запускають передавач, запитувач (НРЗ-П) та індикатори, які відіграють роль вимірювача часу затримки відбитого від цілі імпульсу щодо зондувального імпульсу.

Передавальний пристрій формує потужний короткочасний імпульс струму НВЧ.

У РЛС РТВ використовується одна антена для передачі та прийому радіосигналів. Розділення випромінених та прийнятих сигналів високочастотних коливань забезпечується за допомогою швидкодіючого автоматичного антенного комутатора (АК), що почергово підключає антену до передавача та приймача. У режимі випромінювання АК підключає до антени передавач, у режимі прийому – приймач. Він же здійснює розв’язку між приймачем і передавачем. Антенний комутатор, при надходженні потужного НВЧ імпульсу струму від передавача, дозволяє його проходження через фідерну лінію до антени на випромінювання та одночасно закриває шлях проходження цього імпульсу на вхід приймача.

В антені потужний НВЧ імпульс струму перетворюється на імпульс електромагнітної енергії і випромінюється в простір спрямованим променем, форма якого визначається діаграмою спрямованості антени (ДСА). Форма діаграми спрямованості антени залежить від геометричних розмірів антени та амплітудно-фазового розподілу струму в полотні антени.

Після закінчення дії імпульсу передавача антенний комутатор відключає антену від передавача і підключає її до приймача.

При опроміненні об’єктів імпульсом електромагнітної енергії частина її відбивається від них у напрямку РЛС і приймається антеною. Антена перетворює відбитий від об’єкта імпульс електромагнітної енергії на імпульс струму НВЧ, що по фідерній лінії через антенний комутатор подається на вхід приймального пристрою.

Приймальний пристрій, настроєний на частоту випроміненого радіоімпульсу, здійснює прийом відбитого від об’єкта НВЧ коливання, підсилює слабкі ехосигнали і перетворює їх на відеоімпульс, що подається для відображення на індикаторний пристрій. Якщо отримувачем радіолокаційної інформації є людина-оператор, то вихідним пристроєм є індикатор кругового огляду (ІКО) РЛС. Якщо отримувачем інформації є обчислювальна машина, то використовується автоматичний вихідний пристрій дискретної дії, який перетворює аналогову інформацію про ціль, що міститься у відбитому сигналі, на числовий код.

Для захисту РЛС від активних шумових завад використовується багатоканальний автокомпенсатор, на основний канал (вхід) якого надходить суміш корисних сигналів та завад, що діють в напрямку основної пелюстки ДСА, а на допоміжні канали прийому – активні шумові завади, що діють по бічних пелюстках ДСА.

Для захисту РЛС від пасивних завад використовуються схеми селекції рухомих цілей та пристрій черезперіодної компенсації.

Прийнятий сигнал, очищений від активних і пасивних завад, надходить на виявлювач-вимірювач, де приймається рішення про наявність цілі та автоматичне вимірювання її координат.

Індикаторний пристрій перетворює відеоімпульс на світлову енергію яскравої або амплітудних відміток екранів електронно-променевих трубок. Поява такої відмітки на екрані трубки ІКО вказує на наявність об’єкта в зоні виявлення РЛС, а її положення щодо центра екрана і напрямку на північ дає можливість відповідно визначити координати цілі: похилу дальність і азимут.

У сучасних РЛС окрім первинної обробки (виявлення цілі і визначення її координат) можливе проведення вторинної обробки отриманої інформації, результатом якої є формування траєкторій цілей.

Отримана в результаті функціонування РЛС інформація про радіолокаційні цілі і завадову обстановку передається по лініях зв’язку на командний пункт підрозділів та частин РТВ.