Министерство образования и науки российской федерации сибирский федеральный университет
 Скачать 1.71 Mb.
|
|
4.2.6. Формирование масштабных отметок дальности Калибратор (блок 18) формирует масштабные ОД и строб визирной развертки для ВИКО. Кроме того, блок формирует километровые дистанционные отметки для работы сопрягаемого изделия в режиме внешней синхронизации. Блок состоит из канала формирования ОД и канала формирования строба визира [1, рис. 4.12]. В состав канала формирования ОД входят ГПИ, генератор кварцевый ударный, формирователь однокилометровых отметок, четыре делителя частоты, схема совпадения, схема управления, два управляемых формирователя, схема формирователя ОД, усилитель. Длительность работы канала формирования отметок калибратора в каждом такте определяет импульсы ГПИ, который формирует на выходах 1 и 2 импульсы соответственно положительной и отрицательной полярности амплитудой 10 В. Длительность импульсов соответствует третьему масштабу дальности и регулируется в небольших пределах потенциометром ДЛИТ. Фронт импульсов ГПИ совпадает с запускающим импульсом «–НД» (начало дистанции) – [1, риса. Срез импульсов ГПИ определяется внутренними параметрами схемы ГПИ, а при несимметричном запуске импульсом «КД» (конец дистанции. Импульс ГПИ управляет работой кварцевого генератора ударного возбуждения, который генерирует колебания синусоидальной формы с частотой кварца (кв = 149,858 кГц) в стробе, определяемом длительностью импульсов ГПИ, и равной частоте следования однокилометровых ОД [1, рис. 4.13, б. Формирователь вырабатывает однокилометровые ОД положительной полярности амплитудой 10 В, длительностью 0,5 мкс [1, рис. 4.13, в, поступающие на делитель частоты на два. С этого делителя двухкилометровые отметки [1, рис. 4.13, г поступают на один вход схемы совпадения и на делитель на пять, вырабатывающий стробирующие импульсы десятикилометровых отметок [1, рис. 4.13, д. 4.2. Индикаторная система радиолокационной станции П-18Р 149 Стробирующие импульсы десятикилометровых отметок поступают на второй вход схемы совпадения, где нормируются по длительности двухкилометровыми отметками [1, рисе. Кроме того, стробирующие импульсы десятикилометровых отметок поступают на делитель частоты на пять, который вырабатывает строб пятидесятикилометровых отметок. При поступлении стробов пятидесятикилометровых отметок на делитель частоты на два вырабатываются стробы стокилометровых отметок. Делители частоты отметок дальности устанавливаются в исходное состояние вначале каждого такта работы калибратора импульсами ГПИ, поступающими с усилителя. Стробы пятидесяти и стокилометровых отметок используются в схеме управления для создания управляющих напряжений формирователей. В зависимости от управляющих напряжений формирователи вырабатывают из десятикилометровых отметок, поступающих со схемы совпадения, пачку отметок ОД, 50, 100 км с разделением их по амплитуде. С выходов управляемых формирователей отметки ОД, 50, 100 км поступают в блоки 19 и 25 для замешивания в комплексные сигналы ВИКО и ИКО и на выходные усилители, предназначенные для получения отметок необходимой полярности и амплитуды. Для формирования отметок ОД при работе с сопряженными изделиями используется схема формирования ОД, на которую с делителя на 5 (10 км) подаются импульсы отрицательной полярности. Делители частоты каждый такт работы станции устанавливаются в исходное состояние импульсами ГПИ, поступающими через усилитель. Для формирования визирной развертки на экране ВИКО используются стробы визира, формируемые каналом, состоящим из схемы формирования импульса «КД2»; схемы формирования импульса «КД2М»; делителя частоты импульсов «КД2М»; формирователя стробов визира. Импульс «КД2» представляет собой увеличенный по длительности в схеме формирования импульс «КД» [1, рис. 4.14, б. Увеличение длительности импульса «КД» необходимо для устойчивого выделения в схеме формирования импульса «КД2М», так как он получается при совпадении импульсов «КД2» и «КДМ» (конец дистанции малого периода) [1, рис. 4.14, г. Импульсы «КД2М» используются для запуска канала азимутальных отметок блока 17 и делителя частоты импульсов «КД2М». С делителя частоты импульсов «КД2М» снимается импульс, запускающий формирователь строба визира. Задний фронт ОА и строба визира определяется импульсом «КД1», приходящим с ГПИ. Вследствие того, что импульсы «КДМ» следуют через такт повторения, то и импульсы «КД2М» также следуют через такт. Использование импульсов «КД2М» позволяет формировать ОА и строб визира при несимметричном запуске только в большом периоде повторения. Это дает возможность получать на экране Глава 4. Система отображения информации радиолокационной станции ПР 150 ИКО и ВИКО ОА и визирную развертку на ВИКО, неменяющиеся по длине в зависимости от несимметрии запуска. Для того чтобы исключить пропуск азимутальных отметок при совпадении их со стробом визира, на вход формирователя стробов визира подаются положительные импульсы азимутальных отметок, которые запрещают прохождение строба визира в момент прихода азимутальной метки. 4.2.7. Формирование отметок азимута Формирование импульсов ОА обеспечивается блоком 17, который предназначен для формирования азимутальных импульсов ОА5, ОА10, ОА30, ОА0. В состав блока входят • механизм сельсинов M1 и М • канал формирования ОА5; • канал формирования ОА10; • канал формирования ОА30; • канал формирования ОА0; • схема формирования импульса запуска РФК. Датчиком для формирования азимутальных импульсов 5° (или 10°) и 30° является СД М блока 28. Напряжение обмоток с этого сельсина подается на роторные обмотки дифференциального сельсина M1 блока формирователя азимутальных импульсов (блок 17) [1, рис. 4.15]. Со статорных обмоток С, Си С сельсина напряжения через нормально замкнутые контакты реле Р поступают на детекторы и фильтры канала формирователя 5° азимутальных импульсов (ОА5). Формирование азимутальных импульсов происходит в момент прохождения изменяющихся по синусоидальному закону напряжений со статор- ных обмоток сельсина M1 блока 17 через нулевые (минимальные) значения. Для получения пятиградусных азимутальных импульсов ОА5 те импульса за один оборот антенны) ось СД М блока 28 с помощью зубчатой передачи вращается враз быстрее вала антенны, что позволяет (при использовании напряжения каждой фазы раздельно с учетом двух нулевых значений в каждой фазе за 1 оборот сельсина) получить 72 нуля (12 3 2 = 72). На выходе детектора и фильтра канала формирования ОА5 образуются отрицательные полуволны напряжения, смещенные на 120° в каждой из трех фаз [1, риса б, в. Пороговые устройства в зависимости от установленного уровня начального смещения формируют три последовательности импульсов [1, риса. Индикаторная система радиолокационной станции П-18Р 151 б, в в момент прохождения полуволн напряжений, близких к нулевому значению, которые затем дифференцируются [1, рис. 4.16, г, и отрицательные импульсы, соответствующие переднему фронту импульсов пороговых устройств, подаются на диодный смеситель. С общей нагрузки смесителя импульсы, соответствующие началу каждой пятиградусной азимутальной отметки, подаются в канал формирования ОА10, а через формирующее устройство – на схемы совпадения с импульсами ОА10, ОА15, усилитель ОА5 (ОА10) и далее на выходные каскады блока. Формирующее устройство осуществляет привязку импульсов ОА5 к импульсам запуска РЛС и формирует длительность импульсов ОА5. Начало импульса ОА5 определяется импульсом «КД2М», конец – импульсом «КД1», поступающими с блока 18 [1 рис. 4.16, де. Сформированные по длительности импульсы ОА5 [1 рис. 4.16, ж являются задающими импульсами, так как к ним привязываются повремени формирования и длительности с помощью схем совпадения все азимутальные импульсы, которые выдаются с блока. Канал формирования азимутальных импульсов ОА10, соответствующих 10° угла поворота антенны, представляет собой делитель частоты входных импульсов ОА5 на два [1, рис. 4.17, в. Схема совпадения обеспечивает привязку импульсов ОА10 к запуску РЛС и нормирование их по длительности путем совпадения со сформированными импульсами ОА5 [1, рис. 4.17, г. Сформированные импульсы ОА10 поступают в канал формирования тридцатиградусных импульсов ОА30, а через переключатель – на усилитель ОА5 (10), с выхода которого импульсы поступают через усилитель на блока через эмиттерный повторитель – на блоки 19, 20 и 25. Формирование тридцатиградусных азимутальных импульсов производится при совпадении импульсов ОА15 и ОА10, для чего в канал формирования ОА30 подаются импульсы, соответствующие 15° угла поворота антенны, с выхода первого порогового устройства канала формирования ОА5 на схему совпадения [1, рис. 4.17, д. На второй вход схемы совпадения поступают нормированные по длительности импульсы ОА10. При совпадении импульсов ОА15 и ОА10 (а совпадать они будут через 30°) формируется импульс ОА30 [1, рисе и через переключатель поступает на блока через эмиттерный повторитель – на блоки 19, 20 и 25. Потенциометр АМПЛ. ОА30 блока позволяет регулировать в необходимых пределах амплитуду выходного импульса. Датчиком для формирования азимутального импульса ОА0 (Север) служит СД М блока 28, ротор которого через редуктор вращается в два раза медленнее вала антенны. Напряжение синхронизации с СД подается на СП М блока 17, работающий в трансформаторном режиме. Такое подключение сельсинов обеспечивает одно нулевое (минимальное) значение Глава 4. Система отображения информации радиолокационной станции ПР 152 напряжения роторной обмотки за один оборот антенны, что соответствует формированию одного импульса ОА0 за один оборот антенны. Канал формирования ОА0 выдает импульс в момент совпадениями- нимального напряжения на выходе детектора с импульсом ОА15. Привязка импульса ОА0 к запуску станции и формирование его длительности производятся за счет соответствующего формирования импульсов ОА15, нормирование которого выполняется на схеме совпадения 1. Применение формирующих импульсов ОА15 исключает ложные срабатывания схемы совпадения 2. Нормированный по длительности импульс ОА0 со схемы совпадения поступает через усилитель на блок 18, кроме того, через переключатель и эмиттерный повторитель – на блоки 19, 20 и 25. Потенциометр блока АМПЛ. ОА0 обеспечивает регулировку амплитуды импульса ОА0. Необходимо отметить, что при начальном включении станции после первого включения вращения в течение некоторого времени (до одного оборота антенны) возможна ошибка в формировании импульсов ОА30 на 15°, так как в канал формирования ОА30 могут быть выданы ложные импульсы ОА10 из-за произвольной установки триггера делителя импульсов ОА5 на два в момент включения вращения станции. Однако, с приходом первого импульса ОА0, а равно и всех последующих, устанавливается истинный отсчет импульсов ОА10 путем установки триггера в нулевое положение импульсом, соответствующим началу ОА0. Таким образом, устанавливается истинный отсчет не только импульсов ОА10, но и, как следствие, импульсов ОА30. Работа блока формирователя азимутальных импульсов была рассмотрена без учета реверса вращения антенны. Однако, как это следует из временных диаграмм, без принятия специальных мер формирование импульсов ОА5, а следовательно, и ОА10, ОА30 и ОА0, будет производиться с ошибкой, равной длительности импульса на выходе пороговых устройств, практически равной 5°. Для уменьшения этой ошибки предусмотрена коммутация статорных обмоток сельсина M1 блока 17 с помощью реле Р. При изменении направления вращения антенны изменяется полярность напряжения на выходе тахогенератора (ТГ) М блока 31, поляризованное реле Р блока 17 срабатывает и замыканием своих контактов обеспечивает срабатывание реле Р и Р. Реле Р, срабатывая, переключает источник смещения пороговых устройств (с резистора R1 на резистор R2 блока. Одновременно реле Р за счет коммутации фаз Си С сельсина M1 изменяет последовательность импульсов на входе пороговых устройств и, как следствие, уменьшает ошибку формирования азимутальных импульсов при реверсе вращения. Сведение к минимуму ошибки достигается увеличением длительности им 4.2. Индикаторная система радиолокационной станции П-18Р 153 пульсов с пороговых устройств путем изменения напряжения смещения с резистора R2. Раздельная регулировка напряжения смещения на пороговые устройства с помощью резисторов R1 и R2 блока вызвана необходимостью компенсировать неидентичность параметров электроэлементов каналов формирования сигналов ОА при изменении направления вращения антенны. Контрольные вопросы. Какая информация о целях, обнаруживаемых РЛС, содержится в радиолокационных сигналах 2. Каковы назначение и классификация индикаторных устройств 3. Почему в РЛС с круговым обзором получили наибольшее распространение ИКО? 4. Что используется в ИКО для определения координат целей 5. Какие способы в ИКО применяются для поворота и изменения напряженности магнитного поля 6. Какой принцип используется для поворота и изменения напряженности магнитного поля неподвижной отклоняющейся системы ИКО? 7. Назначение и характеристики индикаторной системы РЛС ПР. 8. В каких режимах может работать индикаторная система РЛС 9. Что входит в состав ИКО и ВИКО РЛС, их технические характеристики. Как формируется развёртка на ИКО по структурной схеме 11. Чем достигается фокусировка электронного луча ИКО? 12. Формирование и порядок прохождения комплексного сигнала на ИКО (ВИКО). 13. Для чего в РЛС используется индикатор контроля (блок 56)? 14. Состав ИКО и назначение его элементов. 15. Каким образом формируется радиально-круговая развертка ИКО? 16. Как осуществляется фокусировка электронного луча ИКО? 17. Как формируется и для чего используется сигнал ориентирования в РЛС 18. По каким цепям осуществляется питание ЭЛТ ИКО? 19. Каковы особенности работы ВИКО? 20. Для чего в ВИКО формируется визирная развертка 21. На каком принципе производится шифрация сигналов в ВИКО? 22. Как производится дешифрация кодов в ВИКО? 23. Как работает индикатор контроля (блок 56) по функциональной схеме 24. Где и как формируются масштабные отметки дальности ИКО? 25. Как и где формируются отметки азимута на ИКО? Глава 5. Система вращения, качания антенны и синхронно-следящего привода РЛС ПР 154 Глава СИСТЕМА ВРАЩЕНИЯ, КАЧАНИЯ АНТЕННЫ И СИНХРОННО-СЛЕДЯЩЕГО ПРИВОДА РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ПР Системы вращения и наклона антенн предназначены для осуществления обзора пространства в горизонтальной плоскости с заданными параметрами зоны обзора. Различные условия боевой обстановки (обнаружение РЛС низколетящих, высотных, малоразмерных и маневрирующих целей в простых условиях или в условиях активных и пассивных помех) требуют применения гибких методов обзора пространства, изменения скорости вращения, остановки антенны на заданном направлении или изменения направления сканирования в заданном секторе. 5.1. Общие сведения о системах вращения 5.1.1. Назначение, режимы работы и классификация систем вращения антенны В соответствии с предъявляемыми требованиями в РЛС РТВ используются следующие основные режимы работы СВНА: • круговое вращение с постоянной заданной скоростью • установка антенны на заданный азимут • сканирование в заданном азимутальном секторе. Круговое вращение с постоянной скоростью используется в дальномерах. Выбор скорости вращения обусловлен дискретностью информации, условиями получения требуемого количества эхо-сигналов в пачке и техническими условиями реализации СВНА. Возможность изменения скорости вращения в этом режиме позволяет полнее использовать возможности РЛС по обнаружению воздушных объектов. Системы вращения антенн РЛС РТВ классифицируют по двум признакам. Общие сведения о системах вращения схеме построения контура управления вращением (привода вращения типу исполнительного двигателя. Контур привода вращения антенных систем может быть разомкнутого, замкнутого, комбинированного, следящего и неследящего типов. В составе СВНА используют следующие типы исполнительных двигателей постоянного тока переменного тока гидродвигатели. Применение двигателей постоянного тока позволяет обеспечить необходимый пусковой момент при меньшем токе якоря, а также технически простую реализацию режимов плавного и многоступенчатого изменения скорости вращения. Двигатели переменного тока не требуют преобразователей тока, обеспечивают достаточную стабильность скорости вращения в условиях переменной ветровой нагрузки. В тоже время использование такого типа двигателя предъявляет жесткие требования по нагрузке на электростанцию, также для них достаточно сложно осуществить плавное изменение скорости вращения. Тактико-технические требования, предъявляемые к точности и периоду обновления информации, необходимой для обеспечения боевых действий РТВ, определяются содержанием и условиями задач управления. Для удовлетворения требований, предъявляемых к информации, СВНА должны удовлетворять жестким требованиям к следующим основным параметрам • скорость обзора пространства в азимутальной плоскости • точность определения угловых координат • устойчивость к внешним воздействиям • простота технической реализации • эксплуатационная надежность • габариты и масса • время отработки заданного угла рассогласования (быстродействие СВА). Связь между техническими требованиями, предъявляемыми к СВНА, и техническими параметрами РЛС обусловлена следующими основными факторами. Для обеспечения требуемой дальности обнаружения, количество не- когерентно накапливаемых импульсов, отраженных от цели за время облучения, должно быть не менее заданной величины. В среднем эта величина составляет 10...40 импульсов. Время облучения цели определяется выражением обл а Δβ , ω Р t = Глава 5. Система вращения, качания антенны и синхронно-следящего привода РЛС ПР 156 где Р – ширина ДНА в азимутальной плоскости по уровню половинной мощности а – угловая скорость вращения антенны. При заданной частоте повторения зондирующих импульсов п число импульсов в пачке 0,5 имп П обл П а Δβ ω Р N F Из этого выражения следует вывод, что угловая скорость вращения антенны 0,5 а П имп Δβ ω Р F N ≤ С другой стороны, ограничение угловой скорости обзора пространства приводит к уменьшению частоты обновления информации, что отрицательно сказывается на качестве информации, особенно при проводке скоростных и маневрирующих целей. Потенциальная точность измерения азимута определяется, как известно, формой характеристики направленности G(β), G(ε) и энергетическим отношением сигнал/помеха в пачке отраженных от цели сигналов. Следовательно, высокие требования к точности определения угловых координат могут быть удовлетворены за счет сужения ДНА. Сужение ДНА можно осуществить за счет увеличения габаритных размеров антенны, что, как известно, приводит к увеличению веса антенны. Кроме того, увеличение габаритов антенны приводит к увеличению ветровых нагрузок (внешних воздействий. Инструментальные ошибки при измерении угловых координат обусловлены погрешностями систем вращения, передачи угла поворота антенны, а также погрешностями формирования угловых масштабных отметок, запаздыванием координатной информации за время измерения координат и др. Следовательно, допустимая суммарная ошибка σ, обусловленная влиянием указанных факторов, будет определять выбор таких систем, которые смогут обеспечить необходимые требования к точности определения угловых координат. Обычно принимается, что динамическая ошибка системы при заданной скорости вращения не должна превышать 10...30 угл. мина статическая ошибка в режиме ручного управления – 20 угл. мин. Немаловажное значение имеет устойчивость систем вращения к внешним воздействиям. Внешние воздействия представляют собой ветровые нагрузки на антенное устройство, изменение температуры окружающей среды, а следовательно, и изменение вязкости смазок в редукторах вращающихся устройств, изменение питающих напряжений и т. д. Возмущающие воздействия приводят к изменению скорости вращения и качания антенны, к снижению точности работы систем в установившемся режиме. 5.1. Общие сведения о системах вращения. Схемы систем вращения антенн Наиболее простая схема СВНА неследящего разомкнутого типа содержит последовательно включенные электродвигатель, редуктор и реле коммутации. СВНА разомкнутого типа с исполнительным двигателем постоянного тока применяется для сканирования сравнительно легкими антеннами. Двигатель постоянного тока через редуктор вращает антенну РЛС. Регулировка скорости вращения осуществляется изменением тока якоря двигателя, а реверс антенны – изменением полярности питания. В качестве задающего устройства используется потенциометр, с помощью которого задается напряжение, пропорциональное требуемой скорости вращения антенны [1, рис. 5.1]. Это напряжение усиливается и через усилитель мощности, выполненный на основе ЭМУ, поступает на исполнительный двигатель, который вращает антенну. Для повышения точности установки скорости вращения в подсистеме управления вращением используют следящую систему по скорости, те. реализуют следящую систему управления вращением замкнутого типа. Вариант построения такой схемы представлен в [1, рис. 5.2]. Основное отличие этой схемы от предыдущей состоит в том, что навалу антенны имеется ТГ, который вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости вращения антенны. Это напряжение поступает на обмотку возбуждения ЭМУ, где вычитается из входного напряжения управления. В таких системах уменьшены ошибки по отслеживанию заданной скорости, увеличена реакция на изменение задающего воздействия. Однако, по-прежнему, эта система имеет максимально большую статическую ошибку слежения (те. вообще не отслеживает заданного азимута. В ряде случаев в РЛС необходимо обеспечить синхронное вращение нескольких антенных систем. Для этого подсистема управления вращением должна представлять собой следящую систему, отслеживающую заданный азимут (следящая система по положению. Простейшая следящая система такого типа состоит из СД и СП, на которые подается опорное напряжение. Если требуются большие мощности для отслеживания задаваемого азимута, то применяют схемы с электромашинными усилителями (ЭМУ) и электродвигателями [1, рис. 5.3]. В этой схеме при появлении рассогласования между СД и СП появляется напряжение рассогласования, поступающее на усилитель мощности, усиливается и далее подается на обмотку возбуждения ЭМУ, который вырабатывает напряжение управления двигателем постоянного тока. Двигатель постоянного тока через редуктор вращает СП в сторону уменьшения рассогласования Глава 5. Система вращения, качания антенны и синхронно-следящего привода РЛС ПР 158 |