2.7 Антенное устройство рлс 9с18м1. Волноводно-фидерное

устройство

Назначение, состав, технические характеристики антенного устройства

Назначение

Антенное устройство 19.01предназначено для:

• направленного излучения сигналов;

• приема эхо-сигналов основного канала станции, формирования сигнала канала автоматической компенсации помех (АКП) и передачи их к приемному устройству;

• направленного излучения сигналов основных каналов НРЗ 3 и 7 диапазонов и сигнала подавления боковых лепестков (ПБЛ)7диапазона;

• приема ответных сигналов основных каналов НРЗ 3 и 7 диапазонов, сигнала ПБЛ 7 диапазона, формирование сигнала ПБЛ диапазона.

Состав (рис.26):

• диодно-резисторная сборка 19.01.00.01 – (96шт.);

• стабилизированный источник питания Д5.01.00.04;

• вентилятор охлаждения блоков аппаратуры управления 19.01.00.14;

• вентилятор охлаждения фазовращателей 19.01.00.15;

• нагрузка 77.01.02.02 – 2 шт;

• ферма 19.01.01;

• распределитель 19.01.02;

• излучатель ОК РЛС 19.01.03 –91 шт.;

• фазовращатель 70.01.04.00А – 96 шт.;

• антенна АКП 19.01.05;

• антенна НРЗ 19.01.06;

• нестабилизированный источник питания Д5.01.07;

• блок управления СВО 19.01.11.00;

• блок сопряжения и контроля 19.01.20;

• блок коммутаторов ОК 19.01.21;

• блок коммутаторов ОК и АКП 19.01.22;

• блок управления и контроля 19.01.25.

Технические характеристики

Антенное устройство представляет собой фазированную антенную решетку с пассивными излучателями, обеспечивающие синхронное сканирование нескольких ДНА в угломестной плоскости.

Диаграмма направленности (ДН) основного канала (ОК) представляет собой узкий луч шириной по иоколо 1,6⁰, сканирующий в угломестной плоскости. Работа ОК может осуществляться на одной из фиксированных частот рабочего диапазона, поляризация сигнала вертикальная.

ДН автокомпенсационного канала (АКП) имеет провал в направлении главного максимума ОК и перекрывает боковые лепестки ОК РЛС в азимутальной и угломестной плоскостях.

ДН канала АКП сканирует в угломестной плоскости в тех жепределах, что и луч ОК РЛС. Частота и поляризация канала АКП одинаковы с частотой и поляризацией ОК станции.

ДН основных каналов НРЗ 3 и 7 диапазонов в угломестной плоскости имеет косеконсную форму, а в азимутальной плоскости – узкий луч.

ДН каналов ПБЛ 3 и 7 диапазонов имеет провал в направлении главного максимума ОК и перекрывает боковые лепестки ОК НРЗ.

Устройство и работа элементов антенного устройства по функциональной схеме (рис. 26)

Форма антенного устройства (19.01.01)представляет собой коробчатую балку с опорами. Изготовлена из труб, швеллеров, угольников.

Волноводный распределитель мощности (19.01.02)представляет собой волноводный делитель мощности на направленных связях с 91выходом и предназначен для распределения по определенному закону энергии, поступившей в режиме приема на линейные излучатели ОК и волноводный тракт ОК и канала АКП.

Распределитель представляет собой магистральный алюминиевый волновод сечением 24х48 мм, к широкой стенке которого припаяны узкой стенкой 91волноводный отрезок 24х46 мм, отрезки связаны с магистральным волноводом через щели в общих стенках. Размерами щелей обеспечивается требуемое амплитудное распределение.

Линейный излучатель (19.01.03). Вкачестве линейного излучателя ОК используется антенна бегущей волны на Ш-волноводе. Ш-волновод является неизлучающей линией. Это вызвано тем, что поля, распространявшиеся в двух половинках Ш-волновода, равны по величине, но противоположны по фазе. Поэтому они компенсируются в раскрыве Ш-волновода. Чтобы вызвать излучение, необходимо нарушить баланс полей, распространявшихся в двух половинках волновода. Это достигается помещением в Ш-волновод металлических неоднородностей в виде прямоугольных брусков. Меняя размеры неоднородностей, можно регулировать величину излучаемой СВЧ мощности. Излучающие неоднородности размещены в Ш-волноводе в шахматном порядке.

В целях обеспечения пылебрызгозащиты Ш-волновод закрывается крышкой из стеклоэпоксидной ткани.

Фазовращатель (70.01.04.00А). В нем имеется блок ЕФ2.244.051, который являетсядискретным проходным фазовращателем на 19-тиpin-диодах. Он предназначен для управления фазой, идущей от передатчика или отраженной волны.

Необходимый фазовый сдвиг достигается путем переключения диодов из состояния прямого смещения (J_пр=200 мА) в состояние обратного смещения (минус 220 В в режиме передачи и минус22 В в режиме приема).

Фазовращатель содержит 4 разряда: 22,5⁰, 45⁰, 90⁰, 180⁰, комбинации из которых дают необходимые 16фазовых состояний от 0до 337,5⁰с дискретом 22,5⁰и ошибкой ±12⁰.Вход и выход блока имеют коаксиальные фланцевые СВЧ разъемы. Фазовращатели установлены в полотне ОК между распределителем и линейными излучателями.

Конструкция блока позволяет производить смену pin-диодов только в заводских условиях. Блок работает с принудительным воздушным охлаждением при скорости потока воздуха 3 м/с. Управление блоком осуществляется с блоков аппаратуры управления подачей смещения наpin-диоды.

Особенностью pin-диода является то, что он в отличие отp-n-p диодов имеет только один материал с собственной проводимостью. В этом материале создаются непересекающиеся области высокой концентрации неосновных носителей заряда. Эти области разделены тонкой зоной. Высокая локальная концентрация неосновных носителейp иnдостигается за счет точного введения различных примесей.

Антенна АКП (19.01.05).В блок конструктивно объединены семь линейных излучателей, шесть фазовращателей, полосковый делитель мощности, жесткая коаксиальная линия.

Излучающим элементом АКП являются линейные излучатели из алюминиевого сплава длиной 1000мм. Линейные излучатели через фазовращатели соединены с полосковым делителем мощности. Вместо седьмого фазовращателя установлена жесткая коаксиальная линия.

Нагрузка (77.01.02.02)предназначена для поглощения остаточной СВЧ мощности в волноводном распределителе. Субблок представляет собой отрезок волновода сечением24х48 ммс поглотителем, изготовленным на основе ферроэпоксида, в виде неотражающего клина. Размеры и профиль поглотителя выбраны из условий наилучшего и равномерного рассеяния мощности по длине нагрузки. Корпус нагрузки имеет ребра для увеличения поверхности охлаждения.

Габаритные размеры нагрузки 60х120х190мм.

Масса 1,8кг.

Антенна НРЗ представляет собой плоскую антенную решетку с расположенными на общем рефлекторе излучателями 3 и 7 диапазонов волн.

Решетка содержит 16вертикальных рядов излучающих элементов 7 диапазона и 8рядов излучателей 3диапазона. Расстояние по горизонтали между излучающими элементами 7 диапазона составляет 180мм, между элементами 3 диапазона360мм. Излучающие элементы 7 и 3 диапазонов представляют собой полосковые полуволновые вибраторы, оканчивающиеся ВЧ разъемами. В целях обеспечения пылебрызгозащиты каждая линейка излучателей закрывается стеклотканью. Для исключения взаимного влияния 3-7 диапазонов между ними установлены7пассивных излучателей 3 диапазона, нагруженных на отрезки кабелей.

Излучатели через высокочастотные кабели соединены с делителями мощности. Делители мощности предназначены для создания требуемого амплитудного распределения решетки. Делители выполнены на симметричных полосковых линиях. Входы и выходы делителей мощности представляют собой ВЧ разъемы.

Формирование диаграмм направленности

ДН ОК в азимутальной плоскости формируется линейными волноводными излучателями, за счет определенного закона амплитудного распределения вдоль линейного излучателя.

Ш-волновод по своей сущности является антенной бегущей волны.

ДН в угломестной плоскости осуществляется за счет определенного амплитудного распределения в волноводном распределителе мощности. Фазовое распределение создаётся с помощью фазовращателей, в которых устанавливается (с точностью до половины дискрета) необходимая фаза тока сигналами, поступающими с блоков аппаратуры управления. Изменение фазового распределения вдоль линейных излучателей по заданной программе позволяет перемещать луч ОК станции по углу места (рис.24, 25).

Работа устройства по каналам

Основной канал. Зондирующий импульс, сформированный передающим устройством, по волноводному тракту поступает на вход волноводного распределителя мощности, где мощность распределяется между 91излучателем, проходит фазовращатели, где получает сдвиг по фазе∆φ_i.Величина вносимого фазового сдвига различна для каждого из 91сигналов. Их величина определяется положением максимума ДН в угломестной плоскости и зависит от фазового состояния фазовращателей. Проходя линейные излучатели, зондирующий импульс излучается в пространство. В режиме приема отраженный от цели эхо-сигнал принимается 91линейным излучателем, проходит в обратном порядке все элементы волноводного тракта и поступает на вход волноводно-фидерного устройства.

Канал АКП. Функциональная схема канала АКП отображает прием эхо-сигналов РЛС и передачу их к приемному устройству для подавления боковых лепестков антенны ОК в угломестной и азимутальной плоскостях.

В угломестной плоскости эхо-сигнал, принятый полотном ОК, выделяется в Е-плече суммарно-разностного устройства волноводного распределителя мощности, затем поступает на волноводный делитель мощности, этот же делитель используется для прохождения сигнала от АКП в азимутальной плоскости.

В азимутальной плоскости эхо-сигнал принимается семью линейными излучателями блока антенны АКП, поступает на фазовращатели, проходит полосковый делитель мощности, где объединяется и поступает на волноводный делитель. Далее сигнал АКП через волноводно-фидерное устройство поступает на вход приемного устройства.

Канал НРЗ. Сигнал запросаVII диапазона от передающего устройства НРЗ через волноводно-фидерное устройство поступает на вход X1 полоскового делителя мощности антенны ОК НРЗ, и далее через ВЧ кабели на излучатели.

Сигнал «ПЕЛЕНГ» VIIдиапазона от передающих устройств НРЗ через волноводно-фидерное устройство поступает на вход Х2 делителя мощности, и далее на два центральных излучателя Х9, Х10.

Ответный сигнал принимается антенной ОК двумя излучателями, проходит фидерный тракт в обратном порядке и поступает на вход приемного устройства НРЗ, блок У0020400.

Основная ДНА