Передающая система РЛС. Канал обзора (передатчик обзора)

НАЗНАЧЕНИЕ.

Система передающая предназначена для формирования и генерирования мощных СВЧ сигналов в импульсном режиме с линейно частотной модуляцией и в режиме квазинеприрывного излучения, гетеродинирующего сигнала для приемной системы, а также генерирования сигнала подсвета цели в режиме ЛРК, КНИ-К и непрерывном ре жиме.

Передающее устройство служит для формирования радиочастотного зондирующего импульса с заданными характеристиками. Применяются два типа построения передающих устройств: с использованием мощного автогенератора СВЧ колебаний (однокаскадная схема) и с использованием усилителей мощности СВЧ колебаний (многокаскадная схема).

Передающее устройство первого типа представляет собой автогенератор СВЧ, который преобразовывает энергию источника питания в энергию электромагнитных СВЧ колебаний заданной мощности и частоты.

Рабочая частота такого передатчика изменяется с помощью устройства управления частоты, осуществляющего перестройку автогенератора.

ДОСТОИНСТВА:

простота

компактность

экономичность (дешевизна)

НЕДОСТАТКИ:

трудно обеспечить необходимую стабильность частоты

трудно обеспечить быструю перестройку частоты.

В передающем устройстве второго типа формирование зондирующих сигналов осуществляется путем усиления колебаний малой мощности поступающие от задающего устройства.

Для обеспечения необходимого усиления используется несколько усилителей соединенных последовательно или параллельно и образующих усилительную цепочку.

ДОСТОИНСТВА:

легко обеспечить стабильность частоты

быстро осуществляется перестройка частоты

можно формировать сложные сигналы.

НЕДОСТАТКИ:

большой вес, значительные габариты

сложность устройства, высокая стоимость.

Передающая система состоит из:

передатчика ОБЗОРА-О;

передатчика ПОДСВЕТА-П.

КАНАЛ ОБЗОРА. СОСТАВ.

ШКАФ Р-2К.

Р-2КИ - оконечный усилитель мощности.

Р-2КМ - модулятор.

Р-20К-1,Р-20К-111 - блоки питания.

ШКАФ Р-2Г.

Устройство ВЧ.

Р-18ГМ - блок питания

Фильтр.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ.

Диапазон рабочих частот определяет диапазон рабочих частот РЛС и характеризуется:

количеством частот и их разносом

скоростью и программой перестройки

точностью установки и стабильностью

Высокая точность установки fраб позволяет уменьшить полосу пропускания приемника и тем самым повысить его чувствительность, что ведет к увеличению дальности обнаружения и повышению помехозащищенности. Стабильность fраб влияет на качество работы СДЦ.

Зондирующие сигналы различаются:

по типу:

простые не модулированные узкополосные

сложные с внутриимпульсной модуляцией (ЛЧМ)

когерентные, у которых фаза меняется по известному закону или не меняется

не когерентные, фаза у которых меняется случайным образом от импульса к импульсу

с постоянной частотой следования

с переменным периодом (частотой) следования.

по структуре:

форма и длительность огибающей

вид внутри импульсной модуляции

частотный спектр.

Средняя выходная мощность передатчика "Обзора:

в режиме ИМП - не менее 1,0КВт;

в режиме КНИ - не менее 1,0КВт.

Увеличение энергии зондирующего сигнала может осуществляться либо увеличением мощности в импульсе, либо увеличение длительности импульса. В первом случае возникает опасность появления электрических пробоев в волноводном тракте из-за высокой пиковой мощности.

Использование сложных сигналов большой длительности позволяет получить необходимую энергию зондирования, при относительно малой импульсной (пиковой) мощности.

Время готовности к работе - не более 3 мин.

Время непрерывной работы передатчика

"Обзора" - 24 часа.

Количество частот передатчика "Обзора" - 4.

Количество программ - 6.

ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ.

Блок Р-19М1:

1. Тумблер "Изл. О" - включение передатчика "О".

2. Переключатель "Литер О" - выбор частоты передатчика "О".

3. Тумблер "КНИ-ИМП-СДЦ" - включение режима работы передатчика "О".

4. Табло "ГОТ-О" - готовность к работе передатчика "О" на излучение.

5. Тумблер "ИЗЛ-О" - работа передатчика "О" на излучение.

6. Переключатель "Частоты 1,2,3" - смена частоты повторения в режиме КНИ.

7. Тумблер "ИЗЛ-П" - включение передатчика "П".

8. Табло "ГОТ-П" - готовность к работе передатчика "П".

9. Табло "ИЗЛ-П" - работа передатчика "П" на излучение.

Блок Р-19КМ:

1. Тумблер "ИЗЛ-УПР с КП-ВЫКЛ" - выбор режима работы включением передатчика "О".

2. Табло "УПР ИЗП с КП" - управление излучением производится с КП.

3. Табло "ВЫКЛ. ИЗЛ" - излучение выключено.

4. Переключатель "Барабан 1-4" - выбор узла задающих генераторов

передатчика "П".

5. Переключатель "Литер 1-; " - выбор частоты "П" в одном из барабанов.

6. Табло "Бар КП","Литер КП" - рекомендуемая частота "П".

Блок Р-36:

1. Тумблер "Оптимизатор "О" ("П") - автоматический вывод на режим передатчиков "О" и"П".

2. Потенциометр "Рег. мощн. fо (fп) - ручной вывод на режим передатчиков "О" и "П".

3. Переключатель "Т. К.28-Р-2Г-мощн"П" - для проверки режимов работы передатчиков.

УСТРОЙСТВО КАНАЛА "ОБЗОР".

Передатчик "О" работает на любом одном из 4 литеров. Он имеет два идентичных канала, каждый из которых обеспечивает работу на двух литерах (Рис.1). Первый канал работает на литерах 1,2 - второй на литерах 3,4. Для перекрытия всего диапазона (24 литерных точки) используется 6 программных (сменных) шкафов Р-2Г и 6 программных (сменных) блоков Р-2КИ. Установленная программа контролируется на табло бл. Р-19М1. Переключение литеров внутри программы дистанционное и осуществляется с бл. Р-19М1. Переход с канала на канал осуществляется в ручную в приборе Р-20К-II бл. Р-2КИ переключением питания выходного усилителя мощности.

Передатчик "О" работает в двух режимах:

в ИР с ЛЧМ

в режиме КНИ.

Рис.1. Структурно-функциона ьная схема передатчика ОБЗОРА

РАБОТА КАНАЛА "ОБЗОРА" В ИР с ЛЧМ.

Сигнал с задающего генератора 1 (2,3,4) на частоте f (o) - 28 МГц в зависимости от выбранного литера через щелевой мост 1 (2) подается на:

усилитель 1 (2) с выхода которого усиленный сигнал в качестве сигнала 1-го гетеродина через щелевой мост 3 поступает на ВЧ блоки Р-7М1;

преобразователь частоты 1 (2), куда одновременно поступает 28-МГц с ЛЧМ с бл. Р-3 - IM1, прошедший усилители бл. Р-2ГК.

С выхода преобразователя сигнал на частоте f (o) с ЛЧМ поступает на ВХОД 1 (2) бл. Р-2КИ.

С выхода бл. Р-2КИ мощный импульсный сигнал СВЧ (ВЫХОД "О") подается в бл. Р-1А.

Импульсная модуляция сигнала в бл. Р-2КИ осуществляется модулирующими импульсами (ИМП. МОД), поступающими с бл. Р-2КМ. Временная расстановка модулирующих импульсов определяется импульсами запуска передатчика, поступающими на прибор Р-2КП с бл. Р-3-1М1.

РАБОТА КАНАЛА "ОБЗОРА" В РЕЖИМЕ КНИ.

Работа передатчика "О" в реж. КНИ отличается от работы в ИР с ЛЧМ тем, что на преобразователи 1 (2) поступает сигнал 28МГц с автогенератора бл. Р-2ГК, а временная расстановка модулирующих импульсов определяется импульсом запуска передатчика поступающими на прибор Р-2КП с бл. Р-8-1.

Для формирования ИЗП в реж. КНИ с устройства ВЧ (в бл. Р-2ГК) поступает сигнал 6 МГц (меандр.) в бл. Р-8-1. Режим излучения (ИР с ЛЧМ или КНИ) устанавливается с бл. Р-19М1.

Включение канала производится по командам с устройства временных задержек Р-2РЩП и командам с бл. Р-19М1.

По команде 27В 2ПРЕДВА. ВКЛ 0с бл. Р-19М1 включается бл. Р-2ГК, по команде +27В 2ЗАД.3 МИН 0с Р-2РЩП, прошедшей блокировки устройства охлаждения Р-2УО и бл. Р-1А, напряжения питания подаются на задающий генератор 1 (2,3,4), усилитель 1 (2) и преобразователь 1 (2), включается блок Р-20К-III и подается напряжение питания 3 КВ на бл. Р-2КМ и Р-2КИ.

При наличии напряжения с бл. Р-20К-III и исправности коммутатора АНТ-ЭКВ блока Р-1А, блок Р-2КИ выдает на бл. Р-19М1 сигнал готовности +27В ГОТ К ИЗЛ О, разрешающий включение высокого напряжения.

По команде +27В ВКЛ ИЗЛ О приходящей с бл. Р-19М1 на бл. Р-20К-I, последний выдает команду 27В ВКЛ КАН О на включение импульсных цепей блока Р-2КМ.

При включении бл. Р-2КМ выдает сигнал 27В ЕСТЬ ИМП МОД в бл. Р-20К-I, разрешающий включение высокого напряжения.

Блок Р-20К-I выдает высокое напряжение в бл. Р-2КИ.

ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВА ВЧ.

Устройство ВЧ является задающим генератором передатчика обзора и первым гетеродином приемного канала, может работать на одном любом из четырех литеров и состоит из следующих элементов:

Задающий генератор 1 (2,3,4) выполнен на приборе КГ-16 (отражательный клистрон).

Задающие генераторы настроены на частоту fo-28 и поочередно подключаются к смесителю (преобразователю) с помощью схемы переключения.

К задающему устройству предъявляются следующие требования:

высокая стабильность частоты

когерентность формируемой последовательности импульсов

возможность формирования простых и сложных зондирующих сигналов (ЛЧМ).

Отражательный клистрон (Ри.2) - маломощный генератор СВЧ колебаний. Принцип его работы основан на преобразовании энергии постоянного электронного потока в энергию СВЧ - колебаний при кратковременном взаимодействии потока с СВЧ - полем.

В отличии от пролетного клистрона, в отражательном клистроне имеется только один резонатор, который должен выполнять две функции:

модулировать скорость электронного потока

отбирать СВЧ - энергию от модулированного по плотности электронного потока.

Чтобы обеспечить выполнение обеих функций, необходимо вернуть в резонатор электронный поток, прошедший через сетки резонатора при движении от катода. Поток поворачивают с помощью отражателя, имеющего отрицательный потенциал Uотр по отношению к катоду.

В пространстве между резонатором и катодом электроны тормозятся до нулевой скорости и начинают обратное движение к резонатору под действием того же электрического поля, которое для них теперь является ускоряющим.

Так как поле резонатора в определенные моменты времени является ускоряющим, для пролетающих через него электронов, а для других тормозящим, то произойдет формирование сгустков электронного потока.

Рис. 2 Отражательный клистрон.

Сгруппированный электронный поток (Рис.3) возвращаясь в резонатор в момент тормозящего полупериода часть своей энергии отдаст полю резонатора, тем самым поддержит колебания в резонаторе. При этом следует помнить, что полупериод поля ускоряющий для электронов идущих от катода, одновременно будет тормозящим для электронов идущих от отражателя.

Рис.3

Усилитель 1 (2) выполнен на приборе КУ-143-1 (АБ, ВГ, ДЕ) (клистронный усилитель).

Клистронный усилитель (пролетный клистрон) (Рис.4) используется для генерирования и умножения частоты в диапазоне сантиметровых и дециметровых волн.

Действия их основаны на управлении электронными пучками по скорости.

Электроны двигающиеся от катода к коллектору на первоначальном этапе обладают одинаковой скоростью. Если на вход усилителя подан ВЧ сигнал, то электроны пролетая сетки входного резонатора, взаимодействуют с переменных полем, которое обеспечивает, в один момент времени увеличение скорости пролетающих электронов, в другой момент - уменьшение скорости.

Рис. 4 Пролетный клистрон.

Таким образом под воздействием входного сигнала происходит модуляция скоростей в электронном луче. В положительный полу-период, когда ВЧ потенциал сетки входного резонатора положительный, электроны ускоряются, в отрицательный - замедляются. Следовательно, источник входного сигнала не расходует мощность на модуляцию скорости электронов.