Лекция №11

Передающая система РЛС МЕТЕОРИТ-2 имеет два передатчика: малой мощности (0,7 мкс при мощности 1 кВт) и передатчик большой мощности (1,5 мкс при 200кВт). Передатчик малой мощности необходим для уменьшения мертвой зоны, а величина мертвой зоны определяется:

, где

м – т.е. зона, в которой не видно радиозонд.

Точность регистрации угловых координат – , частоты – 1 Гц, средняя квадратическая ошибка , м – ошибка по дальности.

Радиолокатор работает в режиме радиозонда и в режиме уголкового отражателя. Дальность сопровождения отражателя с уголком 500 мм – 60 км, у МЕТЕОРИТА с такими же параметрами – 40 км.

У радиозонда преобразователь сопротивления в частоту (5) формирует импульсы прямоугольной формы, частота которых зависит от подключения . Электронный коммутатор (3) обеспечивает заданную длительность и последовательность подключения датчиков и опорного сопротивления. Импульсы с выхода преобразователя воздействую на работу генератора СВЧ, и своими отрицательными импульсами образуют паузу в излучении СВЧ АГ. Длительность паузы у МАРЗ-2-1 – мкс, у МАРЗ-2-2 - мкс. Частота следования импульсов, излучаемых СВЧ АГ, зависит от сопротивления датчиков, а, следовательно, от значений измеряемых метеорологических величин.

Генератор суперирующих импульсов генерирует синусоидальные колебания частотой кГц. Воздействуя синусоидальными колебаниями ГСИ на генератор СВЧ, синусоидальные колебания ГСИ модулируют сверхвысокую частоту по амплитуде, частотой 800 кГц. Воздействия на СВЧ АГ генератором суперирующих импульсов и импульсами с ПСЧ образуют двойную амплитудную модуляцию. СВЧ АГ и ГСИ образуют сверхрегенеративный приемо-передатчик (СРПП), обеспечивающий формирование ответного сигнала в виде кратковременной паузы в излучении сигналов СВЧ, равной длительности зондирующего импульса РЛС.

Источник питания радиозонда вырабатывает 2 напряжения: 9,5 и 28 Вт с помощью батареи разового действия.

Стабилизатор напряжение в течение всего полета поддерживает в заданных пределах стабилизацию тока и напряжения.

Для обеспечения необходимой точности измерений и проверки в полете стабильности ПСЧ, подключается высокостабильное сопротивление , на которое не оказывает влияние ни температура, ни влажность.

Структурная схема сигналов излучения радиозонда МАРЗ-2 (рис.1):

Система зондирования АВК-1(аэрологический вычислительный комплекс) и радиозонд МРЗ-3А.

По принципу действия АВК-1 не отличается от РЛС МЕТЕОРИТ-2, АВК-1 выполнен на новой элементной базе, где отсутствуют ламповые схемы, а элементной базой служат микросхемы и полупроводники. Данная система работает только в режиме радиозондирования, что обеспечивает малое значение излучаемой мощности и уменьшение санитарной зоны облучения.

Система АВК предназначена для произведения температурно-ветрового зондирования с автоматической обработкой данных и выдачей телеграммы по коду КН-03, КН-04; телеграмма – слой, приземный слой, а так же итоговая телеграмма ТАЭ-3.

АВК обеспечивает проверку работоспособности систем РЛС с помощью специальной программы функционального контроля, в которой предусмотрен автоматический тестовый и ручной контроль. Программное обеспечение осуществляет подготовку к выпуску радиозонда, сопровождение, прием сигналов, автоматическую обработку данных зондирования с выдачей информации на видеоконтрольное устройство (ВКУ) и АЦПУ.

В качестве вычислительной машины используется специальная мини ЭВМ АРГОН-15 или микро ЭВМ типа IBM.

В АВК имеются следующие средства контроля:

1) имитатор сигналов радиозонда МРЗ-3А;

2) встроенная апертура ГШ;

3) индикаторы сигналов в трактах РЛС.

Перед полетом осуществляется проверка работоспособности программного обеспечения в режиме «РАБОТА» или в режиме имитирующего полет радиозонда.

В отличие от системы зондирования МЕТЕОРИТ и МЕТЕОРИТ-2, в АВК используется круговая поляризация (у МЕТЕОРИТ и МЕТЕОРИТ-2 – вертикальная поляризация (излучатель в виде спирали – и вертикальная, и горизонтальная поляризация).

В состав АВК входят следующие системы:

- передающая: Щ-10, антенно-фидерная система Щ-20;

- приемная: Щ-30, система отображения информации Щ-40, система измерения дальности Щ-50, система управления РЛС и автоматической обработки информации Щ-60, система управления антенной и измерения координат Щ-70, система электропитания Щ-80, система автоматического функционального контроля Щ-90.

Технические характеристики станции:

1) несущая частота МГц;

2) диаметр параболической антенны 1,8 м;

3) ширина диаграммы направленности ;

4) дальность действия от 70 м до 300 км;

5) импульсная мощность малого передатчика 1 кВт, длительность – 0,5 мкс (уменьшается );

6) импульсная мощность большого передатчика 25 кВт, длительность – 1,1 мкс;

7) промежуток частоты приемной системы 30 МГц и 100 МГц;

8) чувствительность приемного тракта – 130 Дб/Вт (10^-13 Вт);

9) средняя погрешность измерений угловых координат , наклонной дальности м;

10) диапазон измерения длительности периода телеметрического сигнала в мкс от 1500 до 60000;

11) электропитание – 3 фазы: 220 В, 400 Гц от специального преобразователя.

Структурная схема АВК:

Передающая система Щ-10 располагает двумя передатчиками: . Включение передатчика осуществляется с пульта устройства сопровождения.

Синхронизация работы передатчиков производится с помощью импульсов запуска передатчиков, вырабатывающихся в системе измерения дальности Щ-50.

Управление переключателем передатчиков производится системой обработки и управления Щ-60.

До 5 км по дальности работает передатчик малой мощности, после – включается передатчик большой мощности.

Антенно-фидерная система: спиральный излучатель фокальной плоскости параболического отражателя позволяет принимать сигналы радиозонда, когда антенна РЛС находится в районе зенита.

В передающей системе часть мощности СВЧ сигнала передатчика подается на волномер и на устройство автоматической подстройки частоты передатчика и приемника. Кроме того, часть этой мощности используется для контроля работы РЛС.

Приемная система Щ-30 имеет УВЧ, который усиливает сигнал от радиозонда на частоте 1782 МГц. Коэффициент усиления усилителя ̴ 100. Последующее усиление сигналов радиозонда осуществляется в начале на промежуточной частоте 100 МГц, а затем – 30 МГц.

Система управления антенной (Щ-70) – диаграмма направленности вращается со скоростью 37 об./с, индикация положения антенны и радиозонда производится на видеоконтрольном устройстве ВКУ в аналоговой форме; управление антенны осуществляется в 2 режимах – ручное управление и автоматическое.

Система отображения информации (Щ-40) – предназначена для оперативного представления радиолокационной телеметрической и контрольной информации в аналоговой и цифровой формах на телевизионном экране, а также для регистрации на бумажной ленте массива информации (данные наземных метеопараметров, рассчитываемых ЭВМ в процессе зондирования атмосферы и результаты зондирования (рис. 2).