Реферат: Радиолокационная Головка Самонаведения

Государственный комитет РФ по высшему образованию

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

_____________________________________________________________Кафедра радиоэлектронных устройствРАДИОЛОКАЦИОННАЯ ГОЛОВКА САМОНАВЕДЕНИЯ

Санкт-Петербург

2002


2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЛГС.

2.1 Назначение

Радиолокационная головка самонаведенияустанавливается на ракете класса «земля-воздух» для обеспечения наконечном этапе полета ракеты автоматического захвата цели, ее автосопровожденияи выдачи сигналов управления на автопилот (АП) и радиовзрыватель (РБ).

2.2 Технические характеристики

РЛГС характеризуется следующими основнымитактико-техническими данными:

1. зона поискапо направлению:

— по азимуту      ± 10°

— по углу места  ± 9°

2. времяобзора зоны поиска 1,8 — 2,0 сек.

3. времязахвата цели по углу 1,5 сек (не более)

4.маμмальные углы отклонения зоны поиска:

— по азимуту       ± 50°  (не менее)

— по углу места  ± 25°  (не менее)

5.маμмальные углы отклонения равносигнальной зоны:

— по азимуту      ± 60°  (не менее)

— по углу места  ± 35°  (не менее)

6. дальностьзахвата цели типа самолета ИЛ-28 с выдачей сигналов управления на (АП) привероятности не ниже 0,5 -19 км, а при вероятности не ниже 0,95 -16 км.

7 зона поискапо дальности 10 — 25 км

8. рабочийдиапазон частот f± 2,5%

9. средняямощность передатчика 68 Вт

10.длительность ВЧ-импульса 0,9 ± 0,1 мксек

11. периодследования ВЧ-импульсов Т ± 5%

12.чувствительность приемных каналов — 98дб (не менее)

13.потребдяемамощность от источников питания:

— от сети 115 в 400 Гц    3200 Вт

— от сети 36 в 400 Гц        500 Вт

— от сети 27                       600 Вт

14.вес станции – 245 кг.

3. ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ И ПОСТРОЕНИЯ РЛГС

3.1 Принцип действия РЛГС

РЛГС представляет собой радиолокационную станцию 3-хсантиметрового диапазона, работающую в режиме импульсного излучения. При самомобщем рассмотрении РЛГС может быть разбита на две части: — собственнорадиолокационную часть и автоматическую часть, обеспечивающую захват цели, ееавтоматическое сопровождение по углу и дальности и выдачу сигналов управленияна автопилот и радиовзрыватель.

Радиолокационная частьстанции работает обычным образом. Высокочастотные электромагнитные колебания,генерируемые магнетроном в виде очень коротких импульсов, излучаются с помощьюостронаправленной антенны, принимаются той же антенной, преобразуются иусиливаются в приемном устройстве, проходят далее в автоматическую частьстанции — систему углового сопровождения цели и дальномерное устройство.

Автоматическая часть станции состоит из трехследующих функциональных систем:

1.   системы управленияантенной, обеспечивающей управление антенной во всех режимах работы РЛГС (врежиме «наведение', в режиме „поиск“ и в режиме»самонаведение", который в свою очередь, подразделяется на режимы«захват» и «автосопровождение»)

2.   дальномерного устройства

3.   вычислителя сигналовуправления, подаваемых на автопилот и радиовзрыватель ракеты.

Система управления антенной в режиме «автосопровождение»работает по так называемому дифференциальному методу, в связи с чем в станцииприменена специальная антенна, состоящая из сфероидального зеркала и 4-хизлучателей, вынесенных на некоторое расстояние перед зеркалом.

При работе РЛГС на излучение формируется одно-лепестковаядиаграмма направленности с маμмумом совпадающим с осью антенной системы.Это достигается за счет разной длины волноводов излучателей — имеется жесткийсдвиг по фазе между колебаниями разных излучателей.

При работе на прием диаграммы направленности излучателей сдвинутыотносительно оптической оси зеркала и пересекаются на уровне 0,4.

Связь излучателей с приемопередающим устройствомосуществляется через волноводный тракт, в котором имеются два последовательновключенных ферритовых коммутатора:

·    коммутаторосей (ФКО), работающий с частотой 125 Гц.

·    коммутаторприемников (ФКП), работающий с частотой 62,5 Гц.

Ферритовые коммутаторы осей переключают волноводныйтракт таким образом, что сначала подключают к передатчику все 4 излучателя,формируя одно-лепестковую диаграмму направленности, а затем к двухканальномуприемнику, то излучатели, создающие две диаграммы направленности, расположенныев вертикальной плоскости, то излучатели, создающие две диаграммы направленностив горизонтальной плоскости. С выходов приемников сигналы попадают на схемувычитания, где в зависимости от положения цели относительно равносигнальногонаправления, образованного пересечением диаграмм направленности данной парыизлучателей, вырабатывается разностный сигнал, амплитуда и полярность которогоопределяется положением цели в пространстве (рис. 1.3).

/>

Синхронно с ферритовымкоммутатором осей в РЛГС работает схема выделения сигналов управления антенной,с помощью которой вырабатывается сигнал управления антенной по азимуту и поуглу места.

Коммутатор приемников переключает входы приемныхканалов с частотой 62,5Гц. Коммутация приемных каналов связана с необходимостьюусреднения их характеристик, так как дифференциальный метод пеленгации целитребует полной идентичности параметров обоих приемных каналов. Дальномерноеустройство РЛГС представляет собой систему с двумя электронными интеграторами.С выхода первого интегратора снимается напряжение, пропорциональное скоростисближения с целью, с выхода второго интегратора — напряжение, пропорциональноедальности до цели. Дальномер осуществляет захват ближайшей цели в диапазоне10-25км с последующим ее автосопровождением до дальности 300 метров. Надальности 500 метров с дальномера выдается сигнал, служащий для взводарадио-взрывателя (РВ).

Вычислитель РЛГС является счетно-решающимустройством и служит для Формирования сигналов управления, выдаваемых РЛГС наавтопилот (АП) и РВ. На АП подаётся сигнал, представляющий проекции вектораабсолютной угловой скорости луча визирования цели на поперечные оси ракеты. Этисигналы используются для управления ракетой по курсу и тангажу. На РВ свычислителя поступает сигнал, представляющий проекцию вектора скоростисближения цели с ракетой на полярное направление луча визирования цели.

Отличительными особенностями РЛГС по сравнению с другимианалогичными ей по своим тактико-техническим данным станциями являются:

1.   применение в РЛГСдлиннофокусной антенны, характеризующейся тем, что Формирование и отклонениелуча осуществляется в ней с помощью отклонения одного довольно легкого зеркала,угол отклонения которого вдвое меньше угла отклонения луча. Кроме того, в такойантенне отсутствуют вращающиеся высокочастотные переходы, что упрощает ееконструкцию.

2.   использование приемника слинейно-логарифмической амплитудной характеристикой, что обеспечиваетрасширение динамического диапазона канала до 80 дб и, тем самым, делаетвозможным пеленгацию источника активной помехи.

3.   построение системыуглового сопровождения по дифференциальному методу, обеспечивающему высокуюпомехозащищенность.

4.   применение в станцииоригинальной двухконтурной замкнутой схемы компенсации рыскания, обеспечивающейвысокую степень компенсации колебаний ракеты относительно луча антенны.

5.   конструктивное выполнениестанции по так называемому контейнерному принципу, характеризующемуся целымрядом преимуществ в отношении снижения общего веса, использовании отведенногообъема, уменьшении межблочных связей, возможности применения централизованнойсистемы охлаждения и т.п.

 

3.2 Отдельные функциональные системы РЛГС

РЛГС может быть разбита на ряд отдельныхфункциональных систем, каждая из которых решает вполне определенную частнуюзадачу (или несколько более или менее близких между собой частных задач) икаждая из которых в той или иной мере оформлена в виде отдельнойтехнологической и конструктивной единицы. Таких Функциональных систем в РЛГСчетыре:

3.2.1 Радиолокационная часть РЛГС

Радиолокационная часть РЛГС состоит из:

·    передатчика.

·    приемника.

·    высоковольтноговыпрямителя.

·    высокочастотнойчасти антенны.

Радиолокационная часть РЛГС предназначена:

·    длягенерирования высокочастотной электромагнитной энергии заданной частоты (f±2,5%) и мощности 60 Вт,которая в виде коротких импульсов (0,9 ± 0,1 мксек) излучается в пространство.

·    дляпоследующего приема отраженных от цели сигналов, их преобразования в сигналыпромежуточной частоты (Fпч=30МГц), усиления (по 2-м идентичным каналам), детектирования и выдачи на другиесистемы РЛГС.

 

3.2.2. Синхронизатор

Синхронизатор состоитиз:

·    узла манипуляцииприема и синхронизации (МПС-2).

·    узла коммутацииприемников (КП-2).

·    узла управленияферритовыми коммутаторами (УФ-2).

·    узла селекции иинтегрирования (СИ).

·    узла выделениясигнала ошибки (СО)

·    ультразвуковойлинии задержки (УЛЗ).

Назначением этой части РЛГС является:

·    формированиеимпульсов синхронизации для запуска отдельных схем в РЛГС и импульсовуправления приемником, узлом СИ и дальномером (узел МПС-2)

·    формированиеимпульсов управления ферритовым коммутатором осей, ферритовым коммутаторомприемных каналов и опорного напряжения (узел УФ-2)

·    интегрированиеи суммирование принятых сигналов, нормирование напряжения для управления АРУ,преобразование видеоимпульсов цели и АРУ в радиочастотные сигналы (10 МГц) дляосуществления задержки их в УЛЗ (узел СИ)

·    выделениесигнала ошибки, необходимого для работы системы углового сопровождения (узелСО).

3.2.3. Дальномер

Дальномер состоит из:

·    узлавременного модулятора (ЕМ).

·    узлавременного дискриминатора (ВД)

·    двухинтеграторов.

Назначением этой части РЛГС является:

·    поиск,захват и сопровождение цели по дальности с выдачей сигналов дальности до цели искорости сближения с целью

·    выдачасигнала Д-500 м

·    выдачаимпульсов селекции для стробирования приемника

·    выдачаимпульсов ограничения времени приема.

3.2.4. Система управления антенной (СУА)

Система управления антенной состоит из:

·    узла поиска и гиростабилизации (ПГС).

·    узла управления головкой антенны (УГА).

·    узла автомата захвата ( A3 ).

·    узла запоминания (ЗП).

·    выходных узлов системы управления антенной (УС) (по каналу φи каналу ξ).

·    узла электрической пружины (ЗП).

Назначением этой части РЛГС является:

·    управлениеантенной при взлете ракеты в режимах наведение, поиск и подготовка к захвату(узлы ПГС, УГА, УС и ЗП)

·    захватцели по углу и ее последующее автосопровождение (узлы A3, ЗП, УС, и ЗП)

4. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ УГЛОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯЦЕЛИ

В функциональной схемесистемы углового сопровож­дения цели отраженные импульсные сигналы высокой час­тоты,принятые двумя вертикальными или горизонталь­ными излучателями антенны, черезферритовый коммутатор (ФКО) и ферритовый коммутатор приемных каналов — (ФКП)поступают на входные фланцы радиочастотного приемного блока. Для уменьшенияотражений от детекторный секций смесителей (СМ1 и СМ2) и от разрядников защитыприем­ника (РЗП-1 и РЗП-2) в течение времени восстановления РЗП, ухудшающихразвязку между приемными каналами, перед разрядниками (РЭП) поставленырезонансные ферритовые вентили (ФВ-1 и ФВ-2). Отраженные импульсы, поступившиена входы радиочастотного приемного блока, через резо­нансные вентили (Ф A-1 и Ф В-2) подаются насмесители (CM-1и СМ-2) соответствующих каналов, где смешиваясь с колебаниями клистронногогенератора, преобразуются в импульсы промежуточной частоты. С выходовсмесителей 1-го и 2-го каналов импульсы промежуточной частоты поступают напредварительные усилители промежуточной частоты соответствующих каналов — (узелПУПЧ). С выхода ПУПЧ усиленные сигналы промежуточной частоты поступают на входлинейно-логарифмического усилителя промежуточ­ной частоты (узлы УПЧЛ).Линейно-логарифмические усилители промежуточной частоты производят усиление,детек­тирование и последующее усиление по видеочастоте пос­тупивших с ПУПЧимпульсов промежуточной частоты.

Каждый линейно-логарифмическийусилитель состоит из следующих функциональных элементов:

·    Логарифмическогоусилителя, в состав которого входит УПЧ (6 каскадов)

·    Транзисторов(ТР) для развязки усилителя от линии сложения

·    Линиисложения сигналов (ЛС)

·    Линейногодетектора (ЛД), который в диапазоне входных сигналов порядка 2-15дб даетлинейную зависимость входных сигналов от выходных

·    Суммирующегокаскада (Σ), в котором происходит сложение линейной и логарифмическойсоставляющей характеристики

·    Видеоусилителя(ВУ)

Линейно-логарифмическая характеристика приемниканеобходима для расширения динамического диапазона приемного тракта до 30 дб иустранения перегрузок, обусловленных действием помех. Если рассматриватьамплитудную характеристику, то на начальном участке она линейна и сигналпропорционален входному, при возрастании входного сигнала приращение выходногосигнала уменьшается.

Для получения логарифмической зависимости в УПЧЛприменен метод последовательного детектирования. Первые шесть каскадовусилителя работают как линейные усилители при малых уровнях входных сигналов икак детекторы — при больших уровнях сигналов. Видеоимпульсы, образующиеся придетектировании, с эмиттеров транзисторов УПЧ поступают на базы транзисторовразвязки, на общей коллекторной нагрузке которых происходит их сложение.

Для получения начального линейного участкахарактеристики, сигнал с выхода УПЧ подается на линейный детектор (ЛД). Общаялинейно-логарифмическая зависимость получается в результате сложениялогарифмической и линейной амплитудной характеристики в каскаде сложения.

В связи с необходимостьюиметь достаточно стабильный уровень шумов приемных каналов. В каждом приемномканале применена система инерционной автоматической регулировки усиления пошумам (АРУ). Для этой цели выходное напряжение с узла УПЧЛ каждого каналапоступает на узел ПРУ. Через предварительный усилитель (ПРУ), ключ (КЛ) этонапряжение поступает на схему выработки ошибки (СВО), в которую вводится такжеопорное напряжение «уровень шумов» с резисторов R4, R5, величина которыхопределяет, уровень шумов на выходе приемника. Разница между напряжением шумови напряжением опоры является выходным сигналом видеоусилителя узла АРУ. Послесоответствующего усиления и детектирования сигнал ошибки в виде постоянногонапряжения подается на последний каскад ПУПЧ. Для исключения работы узла АРУ отразличного рода сигналов, которые могут иметь место на входе приемного тракта(АРУ должно работать только по шумам), введена коммутация как системы АРУ, таки клистрона блока. Система АРУ нормально заперта и открывается лишь на времястроб-импульса АРУ, который расположен вне зоны приема отраженных сигналов(через 250 мксек после импульса запуска ПРД). Для того, чтобы исключить влияниеразличного рода внешних помех на уровень шумов, генерация клистрона срываетсяна время работы АРУ, для чего строб-импульс поступает также и на отражательклистрона (через выходной каскад системы АПЧ). (рис 2.4)[1]

Необходимо отметить, что срыв генерации клистрона вовремя работы АРУ приводит к тому, что составляющая шумов, которая создаетсясмесителем, не учитывается системой АРУ, что приводит к некоторойнестабильности общего уровня шумов приемных каналов.

На узлы ПУПЧ обоих каналов, которые являютсяединственными линейными элементами приемного тракта (по промежуточной частоте)заводятся почти все управляющие и коммутирующие напряжения:

·    Регулирующие напряжения АРУ;

·    Импульсыманипуляции — кратковременные отрицательные импульсы, совпадающие с фронтом испадом строб-импульса АРУ, предназначенные для запирания приемника в моментыкоммутации клистрона, так как это вызывает появление паразитных сигналов навыходе приемников (рис. 3.4)

·    Импульссупрессии (старт-импульс), предназначенный для подавления зондирующего импульсав приемном тракте. Для лучшего подавления зондирующего импульса старт-импульсзаводится также на вход 1-го каскада видеоусилителя в узле УПЧЛ в противофазе сприходящими паразитными сигналами от зондирующих импульсов.

/>

В радиочастотном приемномблоке РЛГС находится также схема автоматической подстройки частоты клистро­на(АПЧ), в связи с тем, что в системе подстройки при­менен клистрон с двойнымуправлением по частоте — эле­ктронным (в небольшом диапазоне частот) имеханическим (в большом диапазоне частот) система АПЧ также подраз­деляется наэлектронную и электромеханическую систему подстройки частоты. Напряжение свыхода электронной АПЧ подается на отражатель клистрона и осуществляетэлектронную подстройку частоты. Это же напряжение поступает на вход схемыэлектромеханической подстройки частоты, где преобразуется в переменноенапряжение, и далее подается на обмотку управления двигателя, которыйосуществляет механическую подстройку частоты клистрона. Для нахожденияправильной настройки гетеродина (клис­трона), соответствующей разностнойчастоте порядка 30 МГЦ, в АПЧ предусмотрена схема электромеханического поиска изахвата. Поиск происходит во всем диапазоне перестройки частоты клистрона приотсутствии сигнала на входе АПЧ. Система АПЧ работает лишь во время излучениязондирующего импульса. Для этого питание 1-гo каскада узла АПЧосуществляется продифференцированным старт-импульсом.

С выходов УПЧЛ видеоимпульсы цели поступают в синхронизатор насхему суммирования (СХ "+") в узле СИ и на схему вычитания (СХ"-") в узле СО. Импульсы цели с выходов УПЧЛ 1-го и 2-го каналов,промодулированные частотой 123 Гц (с этой частотой осуществляется коммутацияосей), через эмиттерные повторители ЗП1 и ЗП2 попадают на схему вычитания ( СХ"-"). С выхода схемы вычитания разностный сигнал, полученный врезультате вычитания сигналов 1-го канала из сигналов 2-го канала приемника,попадает на ключевые детекторы (КД-1, КД-2), где осуществляется его селективноедетектирование и разделение сигнала ошибки по осям "ξ" и"φ". Разрешающие импульсы, необходимые для работы ключевыхдетекторов, формируются в специальных схемах в этом же узле. На одну из схемформирования разрешающих импульсов (СФРИ) поступают импульсы интегрированнойцели из узла «СИ» синхронизатора и опорное напряжение 125– (I) Гц, на другую — импульсыинтегрированной цели и опорное напряжения 125 Гц – (II) в противофазе.Разрешающие импульсы формируются из импульсов интегрированной цели в моментположительного полупериода опорного напряжения.

Опорные напряжения 125 Гц –(I), 125 Гц – (II), сдвинутые относительнодруг друга на 180, необходимые для работы схем формирования разрешающихимпульсов (СФРИ) в узле СО синхронизатора, а также опорное напряжение по каналу"φ" вырабатывается путем последовательного деления на 2 частотыповторения станции в узле КП-2 (коммутация приемников) синхронизатора. Делениечастоты производится с помощью делителей частоты, представляющих собой RS-триггеры. Схемаформирования импульса запуска делителей частоты (ОΦЗ) запускается заднимфронтом продифференцированного отрицательного импульса ограничения времениприема (Т= 250 мксек), который поступает с дальномера. Со схемы выдачинапряжения 125 Гц — (I),и 125 Гц – (II)(СВ) снимается импульс синхронизации с частотой 125 Гц, поступающий наделитель частоты в узле УФ-2 (ДЧ).Кроме этого напряжение 125 Гц поступает насхему формирования сдвига на 90 относительно опорного напряжения. Схемаформирования опорного напряжения по каналу (TOH φ) собрана натриггере. Импульс синхронизации 125 Гц подается на схему делителя в узле УФ-2,с выхода этого делителя (ДЧ) снимается опорное напряжение "ξ" счастотой 62,5 Гц, подаваемое в узел УС и также в узел КП-2 для Формированиясдвинутого на 90 градусов опорного напряжения.

В узле УФ-2 также формируются импульсы тока коммутации осей счастотой 125 Гц и импульсы тока коммутации приемников с частотой 62,5 Гц, (рис. 4.4).

Разрешающий импульсоткрывает транзисторы ключевого детектора и конденсатор, являющийся нагрузкойключевого детектора, заряжается до напряжения, равного амплитудерезультирующего импульса, приходящего со схемы вычитания. В зависимости отполярности приходящего импульса заряд будет носить положительный илиотрицательный знак. Амплитуда результирующих импульсов пропорциональна углурассогласования между направлением на цель и направлением равносигнальной зоны,поэтому напряжение до которого заряжен конденсатор ключевого детектора,является напряжением сигнала ошибки.

/>


С ключевых детекторовсигнал ошибки с частотой 62,5 Гц и амплитудой, пропорциональной углурассогласования между направлением на цель и направлением равносигнальной зоны,поступают через ЗП (ЗПЗ и ЗПЧ) и видеоусилители (ВУ-3 и ВУ-4) на узлы УС-φи УС-ξ системы управления антенной (рис. 6.4).

/>

Импульсы цели и шумы УПЧЛ 1-го и 2-го каналовподаются также на схему сложения СХ+ в узла (СИ) синхронизатора, в которомосуществляется временная селекция и интегрирование. Временная селекцияимпульсов по частоте повторения используется для борьбы с несинхроннымиимпульсными помехами. Защита РЛС от несинхронных импульсных помех может бытьосуществлена путем подачи на схему совпадения не задержанных отраженныхсигналов и тех же сигналов, но задержанных на время, точно равное периодуповторения излучаемых импульсов. При этом через схему совпадения пройдут лишьте сигналы период следования которых точно равен периоду следования излучаемыхимпульсов.

С выхода схемы сложения импульс цели и шумы черезфазоинвертор (Φ1) и эмиттерный повторитель (ЗП1) поступают на каскадсовпадения. Схема суммирования и каскад совпадения являются элементамизамкнутой системы интегрирования с положительной обратной связью. Схемаинтегрирования и селектор работают следующим образом. На вход схемы (Σ)поступают импульсы суммированной цели с шумами и импульсы интегрированной цели.Их сумма поступает на модулятор и генератор (МиГ) и на УЛЗ. В данном селектореиспользуется ультразвуковая линия задержки. Она состоит из звукопровода сэлектромеханическими преобразователями энергии (пластины кварца). УЛЗ могутиспользоваться для задержки как ВЧ импульсов (до 15 МГц), так и видеоимпульсов.Но при задержке видеоимпульсов происходит значительное искажение формы сигнала.Поэтому в схеме селектора сигналы, подлежащие задержке, вначале преобразуются спомощью специального генератора и модулятора в ВЧ импульсы с частотойзаполнения 10 МГц. С выхода УЛЗ задержанный на период повторения РЛС импульсцели поступает на УПЧ-10, с вывода УПЧ-10 задержанный и продетектированный надетекторе(Д) сигнал через ключ (КЛ) (УПЧ-10) подается на каскад совпадения(КС), на этот же каскад подается суммированный импульс цели.

На выходе каскадасовпадения получается сигнал, пропорциональный произведению выгодных напряжений,поэтому импульсы цели, синхронно поступающие на оба входа КС, легко проходяткаскад совпадения, а шумы и несинхронные помехи сильно подавляются. С выхода(КС) импульсы цели через фазоинвертор (Φ-2) и (ЗП-2) снова поступают насхему (Σ),замыкая тем самым кольцо обратной связи, кроме тoгo, интегрированные импульсыцели поступают в узел СО, на схемы формирования разрешающих импульсов ключевых,детекторов (ОФРИ 1) и (ОФРИ 2).

Интегрированные импульсы свыхода ключа (КЛ) помимо каскада совпадения поступают на схему защиты отнесинхронной импульсной помехи (СЗ), на второе плечо которой поступают импульсысуммированной цели и шумы с (3П 1). Схема защиты от несинхронной помехипредставляет собой схему совпадения на диодах, которая пропускает наименьшее издвух синхронно действующих на ее входах напряжении. Так как интегрированныеимпульсы цели всегда значительно больше суммированных, а напряжение шумов ипомех сильно подавляется в схеме интегрирования, то в схеме совпадения (СЗ), посуществу, происходит селекция суммированных импульсов цели импульсамиинтегрированной цели. Получаемый в результате импульс «прямой цели»обладает той же амплитудой и формой, что и суммированный импульс цели, в товремя как шумы и несинхронные помехи подавляются. Импульс прямой цели поступаетна временной дискриминатор схемы дальномера и узел автомата захвата, системыуправления антенной. Очевидно, что при использовании данной схемы селекциинеобходимо обеспечить весьма точное равенство времени задержки в УЛЗ и периодаследования излучаемых импульсов. Это требование можно выполнить путемиспользования специальных схем формирования импульсов синхронизации, в которыхстабилизация периода повторения импульсов осуществляется УЛЗ схемы селекции.Генератор импульсов синхронизации расположен в узле МПС — 2 и являетсяблокинг-генератором (ЗВГ) с собственным периодом автоколебаний, немного большевремени задержки в УЛЗ, т.е. больше 1000 мкс. При включении РЛС, первый импульсЗВГ дифференцируется  и запускает БГ-1, с выхода которого снимается несколькоимпульсов синхронизации:

·    Отрицательныйимпульс синхронизации Т=11 мкс подается вместе с импульсом селекции дальномера на схему(СУ), которая формирует импульсы управления узла СИ на время действия которыхоткрывается каскад манипуляции (КМ) в узле (СИ) и происходит работа каскадасложения (СХ +) и всех последующих. В результате импульс синхронизации БГ1проходит через (СХ +), (Φ 1), (ЭП-1), (Σ), (МиГ), (УЛЗ), (УПЧ-10),(Д) и задержанный на период повторения РЛС (Тп=1000мкс), запускает ЗБГ переднимфронтом.

·    Отрицательныйимпульс запирания УПЧ-10 Т = 12 мкс запирает ключ (КЛ) в узле СИ и тем самым препятствуетпопаданию импульса синхронизации БГ-1 в схему (КС) и (СЗ).

·    Отрицательныйдифференцированный импульс синхронизации запускает схему формирования импульса запуска дальномера(СΦЗД) импульс запуска дальномера синхронизирует временной модулятор (ВМ),а также через линию задержки (ЛЗ) поступают на схему формирования импульсазапуска передатчика СΦЗП. В схеме (ВМ) дальномера по фронту импульса запускадальномера формируются отрицательные импульсы ограничения времени приема f = 1 кГц и Т =250 мкс. Ониподаются назад в узел МПС-2 на ЗБГ для исключения возможности срабатывания ЗБГот импульса цели, кроме того задним фронтом импульса ограничения времени приемазапускается схема формирования строб-импульса АРУ (СФСИ), а строб-импульсом АРУ- схема формирования импульсов манипуляции (СΦМ). Эти импульсы подаются врадиочастотный блок.

Сигналы ошибки с выхода узла (СО) синхронизаторапоступают в узлы углового сопровождения (УС φ, УС ξ) системыуправления антенной на усилители сигнала ошибки (УСО и УСО ). С выходаусилителей сигнала ошибки сигналы ошибки поступают на парафазные усилители(ПФУ), с выходов которых сигналы ошибки в противоположных фазах подаются навходы фазового детектора — (ФД 1). На фазовые детекторы подаются также опорныенапряжения с выходов ФД 2 мультивибраторов опорных напряжений (МВОН), на входыкоторых подаются опорные напряжения с узла УФ-2 (канал φ ) или узла КП-2(каналу ξ ) синхронизатора. С выходов фазовых детекторов напряжениясигналов, ошибки подаются на контакты реле подготовки захвата (РПЗ). Дальнейшаяработа узла зависит от режима работы системы управления антенной.

5. ДАЛЬНОМЕР

В дальномере РЛГС 5Г11 применена электрическая схемаизмерения дальности с двумя интеграторами. Данная схема позволяет получитьбольшую скорость захвата и сопровождения цели, а также выдавать дальность доцели и скорость сближения в виде постоянного напряжения. Система с двумяинтеграторами осуществляет запоминание последней скорости сближения прикратковременном пропадании цели.

Работа дальномера можетбыть описана следующим образом. Во временном дискриминаторе (ВД) временнаязадержка импульса, отраженного от цели, сравнивается с временной задержкойимпульсов сопровождения («Ворот»), создаваемой электрическимвременным модулятором (ВM), вкоторый входит схема линейной задержки. Схема автоматически обеспечиваетравенство между задержкой ворот и задержкой импульса цели. Так как задержкаимпульса цели пропорциональна расстоянию до цели, а задержка воротпропорциональна напряжению на выводе второго интегратора, то в случае линейнойзависимости между задержкой ворот и этим напряжением, последнее будетпропорционально расстоянию до цели.

Временной модулятор (ВМ), кроме импульсов«ворот», Формирует импульс ограничения времени приема и импульсселекции дальности, причем, в зависимости от того находится ли РЛГС в режимепоиска или захвата цели меняется его длительность. В режиме «поиск» Т= 100мкс, а в режиме «захват» Т = 1,5мкс.

6. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АНТЕННОЙ

В соответствии с задачами, выполняемыми СУА,последняя может быть условно разбита на три отдельные системы, каждая изкоторых выполняет вполне определенную функциональную задачу.

1.   Система управленияголовкой антенны. В нее входит:

·    узелУГА

·    схемазапоминания по каналу "ξ" в узле ЗП

·    привод- электродвигатель типа СД-10а, управляемый посредством электромашинногоусилителя типа УДМ-3А.

2.   Система поиска игиростабилизации. В нее входят:

·    узелПГС

·    выходныекаскады узлов УС

·    схемазапоминания по каналу "φ" в узле ЗП

·    приводна электромагнитных поршневых муфтах с датчиком угловых скоростей (ДУСос) вцепи обратной связи и узла ЗП.

3.   Система угловогосопровождения цели. В нее входят:

·    узлы:УС φ, УС ξ, A3

·    схемавыделения сигнала ошибки в узле СО синхронизатора

·    приводна электромагнитных порошковых муфтах с ДУСом в обратной связи и узла ЗП.

Рассмотрение работы СУА целесообразно провестипоследовательно, в порядке выполнения ракетой следующих эволюций:

1.   «взлет»,

2.   «наведение»по командам с земли

3.   «поискцели»

4.   «предварительныйзахват»

5.   «окончательныйзахват»

6.   «автоматическоесопровождение захваченной цели»

С помощью специальной кинематической схемы блока обеспечиваетсянеобходимый закон движения зеркала антенны, а следовательно и перемещениехарактеристик направленности по азимуту (ось φ) и наклону (ocь ξ) (puc.8.4).

Траектория движения зеркала антенны зависит от режима работысистемы. В режиме «сопровождение» зеркало может совершатьтолько простые движения по оси φ — на угол 30°, и по оси ξ — на угол 20°.При работе в режиме «поиск», зеркало совершает синусоидальноеколебание относительно оси φн (от привода оси φ) счастотой 0.5 Гц и амплитудой ± 4°, и синусоидальное колебание относительно осиξ (от профиля кулачка) с частотой f = 3 Гц и амплитудой ± 4°.

/>

Таким образом обеспечивается просмотр зоны16«х16» т.к. угол отклонения характеристики направленности в 2 разабольше угла поворота зеркала антенны.

Кроме того,просматриваемая зона перемещается по осям (приводами соответствующих осей) командами с земли.

7. РЕЖИМ «ВЗЛЕТ»

При взлете ракеты зеркало антенны РЛГС должнонаходиться в нулевом положении «слева-вверху», что обеспечиваетсясистемой ПГС (по оси φ и по оси ξ).

8. РЕЖИМ «НАВЕДЕНИЕ»

В режиме наведения положение луча антенны (ξ =0и φ =0) в пространстве задается с помощью управляющих напряжений, которыеснимаются с потенциометров и узла гиростабилизации зоны поиска (ГС) и заводитсясоответственно в каналы узла ПГС.

После вывода ракеты в горизонтальный полет, в РЛГСчерез бортовую станцию подачи команд (СПК) подается разовая команда«наведение». По этой команде узел ПГС удерживает луч антенны вгоризонтальном положении, разворачивая его по азимуту в направлении, задаваемомкомандами с земли «доворот зоны по „φ“.

Система УГА в этом режиме удерживает голову антенныв нулевом положении относительно оси „ξ“.

9. РЕЖИМ „ПОИСК“.

При сближении ракеты с целью до расстояния примерно равного 20-40км, через СПК на станцию подается разовая команда „поиск“. Этакоманда поступает в узел (УГА), при этом происходит переключение узла в режимскоростной следящей системы. В этом режиме на вход усилителя переменного тока(УС) узла (УГА) поступает сумма фиксированного сигнала частоты 400 Гц (36В) инапряжение скоростной обратной связи с токогенератора ТГ-5А. При этом валисполнительного двигателя СД-10А начинает вращаться с фиксированными оборотами,и через кулачковый механизм заставляет качаться зеркало антенны относительноштока (т.е. относительно оси „ξ“) с частотой 3 Гц и амплитудой ±4°. Одновременно двигательвращает синусный потенциометр — датчик (СПД), выдающий напряжение»заводка" с частотой 0,5 Гц на азимутальный канал системы ПГС. Этонапряжение подается на суммирующий усилитель (УС) узла (КС φ) и далее напривод антенны по оси. В результате этого зеркало антенны начинает совершатьколебания по азимуту с частотой 0,5 Гц и амплитудой ± 4°.

/>

Синхронное качание зеркала антенны системами УГА и ПГС,соответственно по углу места и азимуту, создает поисковое движение луча,показанное на рис.3.4.

В режиме «поиск»выходы фазовых детекторов узлов (УС — φ и УС — ξ) контактами обесточенного реле (РПЗ) отключены от входасуммирующих усилителей (СУ).

В режиме «поиск» на вход узла (ЗП) по каналу "φ" поступаетнапряжение отработки "φн" и напряжение с гироазимута "φг", по каналу "ξ" — напряжениеобработки "ξп".

10. РЕЖИМ «ПОДГОТОВКА ЗАХВАТА».

Для уменьшения времени обзора поиск цели в РЛГСосуществляется с большой скоростью. В связи с этим в станции применяетсядвухступенчатая система захвата цели, с запоминанием положения цели при первомобнаружении, с последующим возвратом антенны в запомненное положение ивторичным окончательным захватом цели, после которого уже следует ееавтосопровождение. Как предварительный, так и окончательный захват целиосуществляете схемой узла A3.

При появлении цели в зоне поиска станции видеоимпульсы«прямой цели» со схемы защиты от несинхронных помех узла (СИ)синхронизатора начинают поступать через усилитель сигнала ошибки (УСО) узла(АЗ) на детекторы (Д-1 и Д-2) узла (A3). При достижении ракетой дальности, накоторой отношение сигнал/шум оказывается достаточным для срабатывания каскадареле подготовки захвата (КРПЗ), последний вызывает срабатывание реле подготовкизахвата (РПЗ) в узлах (УС φ и УС ξ). Автомат захвата (A3) при этом сработать не может, т.к. онотпирается напряжением со схемы (АПЗ), которое подается только через 0,3 секпосле срабатывания (АПЗ) (0,3 сек — время, необходимое для возврата антенны вточку, где была первоначально обнаружена цель).

Одновременно со срабатывании реле (РПЗ):

·    отузла запоминания(ЗП) отключаются входные сигналы "ξп" и "φн"

·    совходов узлов (ПГС) и (УГА) снимаются напряжения, управляющие поиском

·    узелзапоминания (ЗП) начинает выдавать запомненные сигналы на входы узлов (ПГС) и(УГА).

Для компенсации ошибки схем запоминания и гиростабилизации навходы узлов (ПГС) и (УГА) одновременно с запомненными напряжениями с узла (ЗП)подается напряжение качания (f= 1,5 Гц), вследствие чего, при возвращении антенны в запомненную точкупроисходит качание луча с частотой 1,5 Гц и амплитудой ± 3° .

В результате срабатыванияреле (РПЗ) в каналах узлов (УС ) и (УС ) на вход приводов антенны по каналам"φ" и "ξ" одновременно ссигналами с ПГС подключаются выходы узлов (УС), в результате чего приводыначинают управляться также и сигналом ошибки системы углового сопровождения.Благодаря этому при повторном попадании цели в диаграмму направленности антеннысистемасопровождения втягивает антенну в равносигнальную зону, облегчая возврат взапомненной точку, повышая, таким образом, надежность захвата.

11. РЕЖИМ «ЗАХВАТА»

По истечении 0,4 сек после срабатывания релеподготовки захвата, снимается блокировка. В результате этого, при повторномпопадании цели в диаграмму направленности антенны происходит срабатываниекаскада реле захвата (КРЗ), который вызывает:

·    срабатываниереле захвата (РЗ) в узлах (УС "φ" и УС "ξ") отключающих сигналы, поступающие с узла (ПГС). Системауправления антенной переходит в режим автоматического сопровождения цели

·    срабатываниереле (РЗ) в узле УГА. В последнем происходит отключение сигнала, поступающего сузла (ЗП) и подключение потенциала «земли». Под воздействиемпоявившегося сигнала система УГА возвращает зеркало антенны в нулевое положениепо оси "ξп". Возникающий приэтом, вследствие увода равносигнальной зоны антенны с цели, сигнал ошибкиотрабатывается системой СУД, по основным приводам "φ" и "ξ". Во избежание срывасопровождения, возврат антенны к нулю по оси "ξп" производится спониженной скоростью. При достижении зеркалом антенны нулевого положения по оси"ξп". срабатываетсистема фиксации зеркала.

12. РЕЖИМ «АВТОМАТИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ЦЕЛИ»

С выхода узла СО со схем видеоусилителей (ВУЗ и ВУ4)разделенный по осям "φ" и "ξ" сигнал ошибкичастотой 62,5 Гц поступает через узлы УС "φ" и УС "ξ"на фазовые детекторы. На фазовые детекторы также заводится опорное напряжение"φ" и "ξ", поступающее со схемы триггера опорныхнапряжений (ТОН "φ") узла КП-2 и схемы формирования импульсовкоммутации (СΦИКМ «П») узла УФ-2. С фазовых детекторов сигналыошибки поступают на усилители (СУ "φ" и СУ "ξ") идалее на приводы антенны. Под воздействием поступившего сигнала приводповорачивает зеркало антенны в сторону уменьшения сигнала ошибки, осуществляятем самым слежение за целью.


/>/>

/>/>

/>/>

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике