Антенно-волноводная система

Антенно-волноводная система обеспечивает работу метеороло­гического радиолокатора градозащиты и штормооповещения МРЛ-5 в двух рабочих диапазонах радиоволн и предназначается для передачи высокочастотных импульсов электромагнитной энер­гии от передатчиков к антенне, излучения в пространство, приема отраженных сигналов и передачи их к приемникам.

В состав антенно-волноводной системы входят:

- двухдиапазонная антенна;

- волноводный тракт 1 канала;

- волноводный тракт II канала.

Особенностью антенны радиолокатора является совмещение двух рабочих каналов в одном антенном блоке. Антенна состоит из большого и малого параболических отражателей и сдвоенного, двухдиапазонного облучателя. Большой параболический отражатель представляет собой параболоид вращения с круглым раскры­вом. Диаметр раскрыва отражателя 4500 мм. Фокусное расстоя­ние отражателя 1900 мм. Рабочая поверхность отражателя выпол­нена из сплошного металлического листа.

Малый параболический отражатель представляет собой также параболоид вращения с круговым раскрывом. Диаметр раскрыва отражателя 1400 мм. Фокусное расстояние отражателя 590 мм. Рабочая поверхность малого отражателя выполнена из двух слоев поляризованной ткани, в которую вмонтирована металлизирован­ная сетка параллельных проводников. Благодаря такой структуре ткани она прозрачна для волн, поляризация которых ортого­нальна проводникам сетки, и отражает волны с поляризацией параллельной проводникам. Таким образом, малый отражатель является прозрачным для волн II канала и эквивалентен металлической поверхности для волн I канала.

Двухдиапазонный облучатель состоит из большого рупора с входным волноводом сечением 72х34 мм, в который встроен малый рупор так, чтобы продольные оси рупоров совпадали, что обеспечивает совпадение центров их излучения.

Малый отражатель закреплен так, что его фокальная ось со­впадает с фокальной осью большого отражателя, и фокусные точки обоих отражателей также совпадают.

Описанная конструкция обеспечивает режим градозащиты с одинаковыми диаграммами направленности в обоих каналах, равными 1,5°. При переходе к режиму штормооповещения малый отражатель снимается, при этом оба рупора облучают всю поверх­ность большого отражателя, в результате чего диаграмма направ­ленности I канала сужается до 0,5°, а диаграмма направленности II канала практически остается неизменной и равной 1,5°.

Волноводный тракт I канала выполнен на основе прямоуголь­ного волновода сечением 28,5х 12,6 мм и включает в себя ферри­товый циркулятор, рециркулятор, разрядник, направленный ответ­витель, ответвитель АПЧ, измерительную секцию, два вращаю­щихся перехода, герметизирующие секции, детекторную секцию и соединительные волноводы. Для повышения электрической проч­ности, а также предотвращения попадания в тракт пыли и влаги передающая часть волноводного тракта выполнена герметичной и в ней системой наддува поддерживается избыточное давление воздуха, равное 1,6∙10⁵ Па (1,6 атм).

Волноводный тракт II канала выполнен на основе прямоуголь­ного волновода сечением 72х34 мм и включает в себя волновод­но-коаксиальный переход, герметизирующие секции, ферритовый циркулятор, разрядник, волноводно-коаксиальный переход, на­правленный ответвитель, коаксиальный аттенюатор, детекторную секцию, два вращающихся перехода и соединительные волноводы. Передающая часть волноводного тракта герметизирована и в ней системой наддува поддерживается избыточное давление 0,5·10⁵ Па. Вращающиеся переходы обоих каналов объединены и выполнены в виде двухканальных переходов.

Антенно-волноводная система в режиме градозащиты имеет следующие основные параметры:

- ширина диаграммы направленности на уровне 0,707 (по полю) в рабочем диапазоне I и II канала в плоскостях Е и Н 1,5°;

- уровень боковых лепестков в рабочем диапазоне I канала не более -23 дБ и в рабочем диапазоне II канала не более

-25 дБ;

- коэффициент усиления антенны в рабочем диапазоне I канала 40 дБ и в рабочем диапазоне II канала 39 дБ;

- поляризация поля антенны - линейная (в I канале - вер­тикальная, во II канале - горизонтальная);

- коэффициент стоячей волны в волноводном тракте I канала не более 1,5, а в волноводном тракте II канала не более 1,3;

- потери в тракте I канала в режиме передачи составляют 2,3 дБ, а в режиме приема - 3,5дБ;

- потери в тракте II канала в режиме передачи составляют 1,9 дБ, а в режиме приема - 3,2 дБ.

Антенна в режиме штормооповещения имеет следующие основ­ные параметры:

- ширина диаграммы направленности на уровне 0,707 (по полю) в рабочем диапазоне I канала в плоскостях Е и Н 0,5° и в рабочем диапазоне II канала в плоскостях Е и Н 1,5°;

- уровень боковых лепестков в рабочем диапазоне I канала не более -23 дБ, и в рабочем диапазоне II канала не более -25 дБ;

- коэффициент усиления антенны в рабочем диапазоне 1 канала 49 дБ и в рабочем диапазоне II канала 40 дБ.

Электропривод антенной системы состоит из двух систем управления по азимуту и по углу места. В качестве исполни­тельных двигателей в обеих системах используются двигатели по­стоянного тока серии МИ-32ФТ мощностью 0,76 кВт. Управление ими осуществляется через электромашинные усилители серии ЭМУ-12А. В качестве задающих устройств в системе исполь­зуются вращающиеся трансформаторы и программное устрой­ство. Устройство управления выполнено на полупроводниковых и интегральных элементах. В системе используются интегральные схемы «Логика-2», «Исток», интегральные ключи. Для преобразо­вания информации, поступающей с программного устройства, ис­пользуется преобразователь код-аналог, выполненный на инте­гральных ключах МОП-структуры.

Применение серийно выпускаемых электромашинных усилите­лей существенно упростило силовую часть системы электропри­вода. Электропривод антенны имеет следующие тактико-техниче­ские данные и позволяет решить следующий круг задач:

- вращение по азимуту (I программа) с регулируемой скоро­стью от 0 до 6 об/мин;

- сканирование по углу места (II программа) в пределах от -1 до +95° и обратно с регулируемым периодом сканирования от 24 до 72 с;

- сканирование в секторе как по азимуту, так и по углу ме­ста, выбираемом в любом углу, с величиной сектора 45° и регу­лируемым периодом от 12 до 36 с;

- автоматический программный обзор пространства двух видов:

а) автоматический круговой обзор со ступенчатым изменением угла наклона с шагом 0,5; 1,5; 3º;

б) автоматическое вертикальное сканирование по углу места с дискретным изменением азимута в верхнем и нижнем положе­ниях с шагом 0,5; 1,5; 3º;

- режим ручного доворота с регулируемыми скоростями 0-36º в секунду по азимуту и 0-15º в секунду по углу места;

- средняя квадратическая ошибка в отработке заданных уг­лов в позиционном режиме не превышает ±0,1°.

Все управление осуществляется с панели управления приводом.