Министерство образования и науки российской федерации сибирский федеральный университет
 Скачать 1.71 Mb.
|
|
2.2.4. Фидерный тракт РЛС Фидерный тракт предназначен для передачи высокочастотных колебаний от генератора СВЧ к антенне при передаче и эхо-сигналов от антенны к блоку ШУВЧ при приеме. Высокочастотный токосъемник (блок 2) Высокочастотный токосъемник предназначен для передачи высокочастотной энергии от неподвижного линейного фидера к делителю мощности, вращающемуся вместе с антенной. 2.2. Антенно-фидерная система радиолокационной станции П-18Р 61 Блок представляет собой коаксиально-вращающееся сочленение контактного типа с волновым сопротивлением 75 Ом и выполнен в виде жесткой коаксиальной линии. Передача высокочастотной энергии происходит путем непосредственного контактирования подвижной и неподвижной частей токосъемника. К высокочастотным разъемам Фи Ф подключаются соответственно линейный фидер и фидер, соединяющий токосъемник с делителем мощности. Антенный коммутатор (блок 3) Антенный коммутатор [1, рис. 2.16] предназначен для автоматического подключения антенны к генератору (при передаче) или к приемному устройству (при приеме. Антенный коммутатор выполнен на четвертьволновых отрезках коаксиальных линий с искровыми разрядниками. Антенный коммутатор состоит из передающего и приемного трактов. В передающем тракте коммутатора основными элементами являются разрядники блокировки передатчика РИ1 и РИ2, которые включены в разрыв внутреннего провода коаксиальной линии Э1–Э2. Приемный тракт антенного коммутатора включен параллельно передающему тракту и представляет собой две последовательно включенные цепочки защиты приемника. Первую цепочку защиты образуют два параллельно включенных разрядника РИЗ и РИ4 и резонансная линия Э. Вторую цепочку защиты образуют два параллельно включенных разрядника РИ5 и РИ6 и резонансная линия Э. Емкостные шлейфы С1–С4 позволяют компенсировать индуктивность выводов горящих разрядников РИ3–РИ6. С генератора на антенный коммутатор при передаче поступает импульс высокой частоты большой мощности. Под воздействием этого импульса все разрядники в коммутаторе загораются. Разрядники РИ1 и РИ2, имея малое сопротивление разрядного промежутка, обеспечивают прохождение высокочастотной энергии в антенну. Разрядники РИ3, РИ4, РИ5, РИ6 при горении замыкают на малое сопротивление резонансные линии Э и Э, представляющие собой четвертьволновые отрезки. Малое сопротивление замкнутых по высокой частоте точек пересчитывается через четверть длины волны (за счет свойства четвертьволновых отрезков) в бесконечно большое входное сопротивление. Это значительно уменьшает уровень мощности, просачивающейся через них на вход блока ШУВЧ. При приеме мощность отраженных сигналов очень мала, поэтому разрядники не загораются. Вследствие малой межэлектродной емкости разрядников в закрытом состоянии передающий тракт отключается, а при Глава 2. Тракт генерирования и излучения зондирующего сигнала радиолокационной станции ПР нятые сигналы проходят по приемному тракту без искажений и с минимальными потерями. Индикатор мощности (блок 42) Индикатор мощности предназначен для измерения мощности генератора РПУ и КБВ АФС. Кроме того, в блоке расположены элементы связи с блоком 90 и системой АПЧ. Погрешности измерения мощности и КБВ +15 и +20 % соответственно. В схему измерения мощности и КБВ [1, рис. 2.17] входят НО Э1а, фильтр У, детектор Д и балансный усилитель Л с измерительным прибором ИП1. Отсчет величины мощности и КБВ осуществляется по градуировочному графику. Для раздельного выделения сигналов, пропорциональных падающей и отраженной волне в антенно-фидерном тракте, служит НО Э1а, который состоит из основной линии и направленного элемента связи. В качестве основной линии применен коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, последовательно включенный в тракт антенно-фидерной системы. Направленный элемент связи состоит из зонда и рамки, нагруженной на резисторе R4. Зонд введен в основную линию и обеспечивает электрическую связь, а рамка – магнитную (через поперечные щели в экране, установленном на основной линии. Такая система является направленной. Если для волны одного направления ЭДС, наводимые электрическими магнитным полем, будут складываться, то для волны обратного направления они будут вычитаться, те. на волну обратного направления система не будет реагировать. Положения рамки направленного элемента связи (ПАДАЮЩ. и ОТРАЖЕН, при котором выходное напряжение НО пропорционально соответственно падающей и отраженной волнам в антенно-фидерном тракте, фиксируются при заводской регулировке. Сигнал с НО Э1а через фильтр нижних частот У подается на детектор Д. Фильтр нижних частот выполнен по схеме многозвенного фильтра на элементах и вместе с конденсатором С НО Э1а обеспечивает подавление высших гармоник сигнала генератора. Детектор собран по схеме амплитудного (пикового) детектора с открытым входом. Резистор R12 обеспечивает согласование входного сопротивления детектора с волновым сопротивлением фильтра У. Нагрузкой детектора является конденсатор С, а также резистор R13 и конденсатор С, которые подключаются переключателем В (в положениях МОЩНОСТЬ и КБВ). Конденсаторы Си С заряжаются до напряжения, близкого к амплитудному значению высокочастотного импульса. Напряжение с нагрузки де 2.2. Антенно-фидерная система радиолокационной станции П-18Р 63 тектора подается на управляющую сетку левой половины лампы Д балансного усилителя. Балансный усилитель выполнен по мостовой схеме. В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала потенциометром R21 (УСТ. НУЛЯ) устанавливается равенство токов в плечах лампы Л (нуль по шкале микроамперметра. Переменный резистор R20 (УСТ. 100) служит для установки необходимой чувствительности индикатора при измерениях КБВ (100 делений при положении КБВ переключателя В. При подаче напряжения на сетку лампы Л баланс моста нарушается и через микроамперметр протекает ток. Благодаря линейности амплитудных характеристик детектора Д и балансного усилителя показания микроамперметра пропорциональны амплитуде падающей (отраженной) волны в антенно- фидерном тракте. Связь с блоком 90 и системой АПЧ обеспечивает НО Э1б. Схема ответвителя Э1б аналогична схеме ответвителя Э1а. Конденсатор в схеме ответвителя Э1б отсутствует. Зондирующий импульс генератора с ответвителя Э1б через разъем ФЗ подается на вход блока 90 и смеситель АПЧ (в блоке 5), а через резисторы и разъем Ф – на частотомер, который при необходимости может быть подключен к этому разъему для измерения частоты генератора РПУ. Контрольный задержанный сигнал блока 90 через блок 72, разъем Фи резистор R2 подается на ответвитель Э1б и далее через антенный коммутатор на вход приемника. 2.3. Система настройки на эквивалент СНСЭ предназначается для • скрытой настройки РЛС на заданную программу фиксированных частот при работе на эквивалент антенны без излучения в пространство • настройки РЛС на заданную программу фиксированных частот в случае отсутствия отражения от местных предметов • проверки приемоиндикаторного тракта РЛС и устройства защиты от помех. В состав системы СНСЭ входят следующие блоки • эквивалент антенны (блок 43); • индикатор входных сопротивлений (блок 72); • блок настройки (блока также отдельные элементы, расположенные в индикаторе мощности и КБВ (блок 42). Глава 2. Тракт генерирования и излучения зондирующего сигнала радиолокационной станции ПР Эквивалент антенны (блок 43) создает для генератора РПУ нагрузку, эквивалентную АФС. Индикатор входных сопротивлений (блок 72) служит для сравнения входных сопротивлений АФС и эквивалента антенны. Блок настройки (блок 90) формирует высокочастотные сигналы, имитирующие импульсы, отраженные от местных предметов или целей, и создает калиброванные высокочастотные импульсные напряжения, используемые для контроля чувствительности приемника и измерения частоты блока 50. Кроме того, в блоке настройки имеется кварцевый гетеродин, используемый для проверки стабильности частоты гетеродина приемника блоки когерентного гетеродина устройства защиты от ПП. Для обеспечения скрытой настройки РЛС при смене программы фиксированных частот предварительно производится настройка эквивалента методом сравнения входных сопротивлений АФС и эквивалента с помощью мостовой схемы блока 72 и сигнала с блока 90 [1, рис. 2.18]. Настройка эквивалента заключается в установке величины входного сопротивления эквивалента, равного входному сопротивлению антенны, и обеспечивается изменением длин двухшлейфового высокочастотного трансформатора Э2а и Э2б на определенной частоте диапазона. Настройка эквивалента производится на всех частотах заданной программы, при этом эквивалент и АФС (блоки 1, 2 и 4) соединяются с блоком 72. Высокочастотный сигнал необходимой частоты с блока 90 подается на вход мостовой схемы блока 72 через переключатель В в положении ИЗМЕРЕНИЕ. Далее через вспомогательную линию Э, служащую для симметрирования плеч моста, и индуктивные ответвители Э и Э сигналы в противофазе подаются в основную линию Э. При равенстве сопротивлений нагрузок, подключенных к блоку 72, в точке А амплитуда сигнала с блока 90 будет минимальной. Высокочастотный сигнал с выхода блока 72 (точка А) подается на вход настроенного на частоту блока 90 приемного устройства, с выхода которого видеосигнал поступает на ИК (блок 56). По величине амплитуды сигнала на экране блока производится оценка равенства входного сопротивления эквивалента и антенны. Минимальная амплитуда сигнала с блока 90 на экране блока 56 соответствует равенству входных сопротивлений АФС и эквивалента. Настроенный эквивалент антенны с помощью высокочастотного кабеля переключается на разъем Ф блока 42, переключатель В блока 72 устанавливается в положение КОНТРОЛЬ и по сигналу с блока 90 производится настройка всех систем станции. В этом случае специальные высокочастотные сигналы с блока 90 через переключатель В блока 72 в положении КОНТРОЛЬ, через рези 2.3. Система настройки на эквивалент 65 стор R2 и ответвитель Э1б блока 42 поступают в основной тракт приема и подаются на вход приемного устройства. При работе РПУ часть энергии зондирующего импульса через ответвитель Э1б блока 42 поступает на блок 90 для формирования задержанного высокочастотного сигнала с частотой, равной частоте сигнала РПУ, а также в канал АПЧ приемного устройства. Во всех случаях, когда имеется возможность включения РПУ, СНСЭ обеспечивает точную настройку и проверку работоспособности РПУ, приемного и индикаторного устройств, устройства защиты от ПП и системы АПЧ с последующим переходом для работы станции на антенну, как правило, без дополнительной подстройки систем. Однако при дальнейшей работе целесообразно произвести подрегулировку систем для получения их оптимальных параметров. В отдельных случаях, когда отсутствует возможность включения РПУ, СНСЭ не обеспечивает проверку работоспособности системы АПЧ, полную проверку параметров устройства защиты от пассивных помехи точную настройку передающего устройства на заданную частоту, поэтому при включении генератора необходима подстройка всех систем станции. Контрольные вопросы. Исходя из каких требований выбирают схему построения радио- передающего устройства РЛС 2. Каково назначение и состав РПУ РЛС 3. Перечислите основные технические характеристики передатчика РЛС. 4. Какой принцип работы РПУ заложен в РЛС П 5. Каковы особенности конструкции колебательной системы генератора СВЧ 6. Каким образом происходит установление колебаний в генераторе СВЧ 7. Каким образом обеспечивается связь генератора СВЧ с нагрузкой 8. Как осуществляется стабилизация частоты генератора СВЧ 9. При помощи каких устройств и каким образом осуществляется защита генератора СВЧ 10. Каково назначение и принцип работы модулятора РПУ? 11. Из каких элементов состоит модулятор РПУ? 12. Каким образом реализуется схема формирования модулирующего импульса 13. При помощи чего и как обеспечивается формирование импульсов поджига? 14. На каких элементах выполнена защита модулятора РПУ и для чего они служат Глава 2. Тракт генерирования и излучения зондирующего сигнала радиолокационной станции ПР 15. Как осуществляется питание модулятора 16. Каково назначение АФС Пи что входит в её состав 17. Каковы основные параметры АФС и чем они характеризуются 18. Как работает АФС на передачу высокочастотного радиоимпульса 19. Как работает АФС на приём высокочастотного радиоимпульса 20. Какие элементы входят в состав антенной системы 21. Каковы конструктивные особенности построения антенной системы РЛС 22. Что является излучающим элементом антенны, принцип его работы. Каким образом осуществляется распределение мощности излучения между этажами антенны и волновыми каналами в каждом этаже 24. Каково назначение фидерного тракта и его составных элементов 25. Перечислите технические характеристики фидерного тракта. 26. Каково назначение и принцип работы антенного коммутатора фидерного тракта 27. Назначение и принцип работы индикатора мощности. 28. Назначение системы настройки на эквивалента антенные состав. 3.1. Приемное устройство радиолокационной станции П-18Р 67 Г лава ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ПР. АППАРАТУРА ЗАЩИТЫ ОТ ПОМЕХ 3.1. Приемное устройство радиолокационной станции ПР 3.1.1. Общие сведения о приемных устройствах 3.1.1.1. Обобщенная структурная схема приемного устройства Тракт приема и выделения сигналов из помех предназначен для передачи энергии принимаемых антенными системами сигналов на входы приемных устройств РЛС, усиления принятых колебаний и фильтрации выделения) сигналов целей на фоне помех. К помеховым сигналам в радиолокации относятся собственные шумы приемных устройств и внешние естественные и преднамеренные шумы. Поскольку при приеме сигналов всегда воздействуют помехи, то одной из основных функций тракта приема и выделения сигналов является оптимальное (в смысле выбранного критерия) выделение полезного сигнала. Качество выполнения данной функции определяется структурой полезных и помеховых сигналов, их интенсивностями, а также располагаемыми априорными сведениями о параметрах наблюдаемых сигналов. В состав тракта приема и выделения сигнала входят приемники устройства защиты от помеха также антенна и часть высокочастотного тракта, участвующая в канализации принятых сигналов от антенны к приемнику. Почти все радиолокационные приемники строятся по супергетеродинной схеме [1, рис. 3.1]. Дело не только в том, что усиление на промежуточной частоте более стабильно и реализуется проще, чем на СВЧ, но также ив том, что относительная полоса частот, занимаемая полезным сигналом на промежуточной частоте, получается больше, что упрощает согласованную фильтрацию. Кроме того, частоту гетеродина в супергетеро- Глава 3. Приемное устройство радиолокационной станции ПР. Аппаратура защиты от помех динном приемнике можно менять вслед за любым изменением частоты передатчика без подстройки усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Указанные преимущества оказались настолько значительными, что другие типы приемников (прямого усиления, супергенеративные, регенеративные, детекторные) практически не применяются. ШУВЧ – самостоятельный структурный элемент приемного устройства, в котором происходит усиление принятого сигнала во всем частотном диапазоне РЛС. ШУВЧ представляет собой двухкаскадный широкополосный усилитель с низким собственным коэффициентом шума и значительным коэффициентом усиления по мощности. Использование ШУВЧ дает возможность получить достаточно низкий коэффициент шума всего приемного устройства, который определяется в основном коэффициентом усиления по мощности первого каскада и его коэффициентов шума. При передаче высокочастотной энергии от антенны к приемнику потери в тракте высокой частоты достигают 3 дБ. Одним из путей решения задачи снижения этих потерь является максимально возможное приближение ШУВЧ к антенне. Усилитель высокой частоты (УВЧ) – самостоятельный структурный узел приемника, в котором происходит усиление сигнала на его несущей частоте. Он должен обеспечивать предварительную частотную избирательность в области частотного диапазона РЛС и максимальную чувствительность приемника. Для этого он должен иметь максимальный коэффициент усиления по мощности. УВЧ подключается к антенне с помощью пассивных элементов, объединенных общим названием тракт высокой частоты на прием или входные цепи. Преобразователь частоты (смеситель) осуществляет перенос спектра входных сигналов в область промежуточных частот. Основными его параметрами можно считать коэффициенты шума и передачи мощности, влияющие на чувствительность тракта, а также динамический диапазон по сигнальному входу и значение промежуточной частоты, влияющие насте- пень подавления приема по зеркальному каналу и электромагнитную совместимость. Основное усиление радиолокационных сигналов осуществляется на промежуточной частоте. УПЧ представляет собой многокаскадный усилитель с линейными фильтрами, формирующими частотную характеристику требуемого вида. Для обеспечения линейной обработки сигналов принимаются меры по расширению динамического диапазона УПЧ, например, с помощью систем ШАРУ. Детектор и видеоусилитель (ВУС) осуществляют соответственно детектирование сигнала и его усиление на видеочастоте. 3.1. Приемное устройство радиолокационной станции ПР. Технические параметры приемного устройства и их влияние на боевые возможности РЛС К основным техническим параметрам приемного устройства относятся чувствительность, или коэффициент шума избирательность коэффициент усиления полоса пропускания динамический диапазон. Ухудшение любой из перечисленных характеристик приводит к увеличению потерь энергии принимаемого сигнала (снижению отношения сигнал/шум) в томили ином элементе тракта. Поэтому, выбирая структуру построения тракта приема выделения сигналов из помехи параметры его элементов, стремятся обеспечить минимизацию потерь в тракте при приемлемых конструктивных, технологических и экономических показателях. Чувствительность приемного устройства Чувствительность современных радиолокационных приемников ограничивается в основном уровнем собственных шумов и составляет 10 –12 …10 –15 Вт. На практике для характеристики приемных устройств пользуются понятиями предельной и реальной (пороговой) чувствительности. Предельная чувствительность определяется выражением пред 0 ш ш a П ( 1) P kT K t = ⋅ + − , где 23 1,38 10 k − = ⋅ Дж/град – постоянная Больцмана T 0 – абсолютная температура (на практике при расчетах выбирается T 0 – 290 Ка а – относительная температура антенны Ш – коэффициент шума П Ш – эквивалентная шумовая полоса приемного канала. Таким образом, предельная чувствительность определяется мощностью полезного сигнала в антенне, при которой отношение сигнал/шум на выходе линейной части приемного канала оказывается равным единице. Реальная, или пороговая, чувствительность пор = пред, где γ – коэффициент различимости, который рассчитывается из условия обеспечения значений вероятности правильного обнаружения D и ложной тревоги F с учетом суммарных потерь сигнала в реальном приемном тракте обработки и отображения. На практике γ может составлять от единиц до десятков децибел. Коэффициент шума определяет предельную чувствительность приемного канала при оптимальной полосе пропускания, поэтому получение как можно меньшего коэффициента шума целесообразно в любом случае. Коэффициент шума определяется отношением мощности полезного сигнала С к мощности шума Ш на входе приемного канала к отношению мощности полезного сигнала и шума на выходе линейной части приемного канала Глава 3. Приемное устройство радиолокационной станции ПР. Аппаратура защиты от помех Ш вх Ш C Ш вых ( / ) ( / ) P P K P Общий коэффициент шума приемного устройства зависит от параметров его отдельных каскадов и будет определяться по формуле Ш Ш 3 Ш Ш1 1 вх 1 2 вх 1 1 P P P K q K q K K K q K K q − − = + + + , где K P1 (2, 3, …) – коэффициент усиления каскада q вх (2, 3, …) – коэффициент согласования последующего каскада с предыдущим. На основании приведенного соотношения можно сделать следующие выводы • коэффициент шума всегда больше единицы • при больших коэффициентах усиления мощности первых каскадов общий коэффициент шума практически не зависит от коэффициентов шума последующих звеньев тракта • при большом коэффициенте усиления мощности первого звена минимальный общий коэффициент шума обеспечивается при минимальном коэффициенте шума первого звена. Параметрические и молекулярные охлаждаемые усилители имеют Ш < 1,5. Однако их использование не всегда целесообразно и возможно в РЛС РТВ. Поэтому на практике используют УВЧ (каскад, в основном определяющий значение Ш приемника) на неохлаждаемых усилителях со значением Ш = 3…5. Избирательность и полоса пропускания приемного устройства Избирательностью приемного устройства называется его способность выделять полезные сигналы из смеси сигналов и помех. Свойство приемника выделять полезные сигналы основывается на использовании отличий сигнала от помехи амплитудных, частотных, временных, ас учетом антенны – пространственных, поляризационных, фазовых. Временная избирательность заключается в отпирании приемника только на время прихода полезного сигнала, что, в принципе, возможно лишь при импульсном методе радиолокации. Частотная избирательность приемного устройства количественно характеризует его способность выделять из всех радиочастотных колебаний и радиопомех, действующих на его входе, радиочастотный сигнал, соответствующий частоте настройки приемного устройства. Частотная избирательность обеспечивается в основном при помощи резонансных контуров, полосовых фильтров и других элементов, позволяющих получить требуемую частотную характеристику приемника. 3.1. Приемное устройство радиолокационной станции П-18Р 71 Об амплитудно-частотной избирательности приемного канала впер- вом приближении можно судить по форме амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Характеризуется частотная избирательность нормированной АЧХ y(f) [1, рис. 3.2] трактов высокой (преселектора) и промежуточных частот и приемника в целом 0 ( ) ( ) , K f y где K(f) – коэффициент усиления приемного устройства в диапазоне частот коэффициент усиления на основной частоте. Основная избирательность супергетеродинного приемника определяется трактом промежуточной частоты, те. УПЧ (последнего УПЧ при многократном преобразовании частоты. Количественно избирательность приемника σ( Δf) оценивается величиной ослабления при заданной частотной расстройке Δf [1, рис. 3.2]: 0 1 (Δ ) (Δ ) (Δ ) K f y f K Избирательность приемника обратно пропорциональна его нормированной АЧХ. Зависимость σ(Δf) называют характеристикой избирательности, а конкретное значение при фиксированной расстройке ( Δf = const) – избирательностью приемника. Ширина характеристики избирательности, отсчитанная по уровню σ(Δf) = 0,707, определяет полосу пропускания приемника П. Максимально возможное отношение сигнал/шум может быть обеспечено, если АЧХ УПЧ с точностью до константы повторяет амплитудно- частотный спектр сигнала. В силу сложности технической реализации устройств с требуемыми АЧХ на практике используют УПЧ с АЧХ, близкими к прямоугольным. Полоса пропускания такого УПЧ должна составлять Пи. При этом обеспечиваются минимальные потери в отношении сигнал/шум (0,8 дБ) и наилучшая избирательность. Динамический диапазон приемного устройства Под динамическим диапазоном (ДД) приемного устройства понимают диапазон возможных значений входного сигнала, при котором обеспечивается линейное усиление сигнала (приемное устройство работает с допустимой величиной нелинейных искажений. Минимальный уровень входного сигнала ограничивается уровнем внутренних шумов приемника, те. предельной чувствительностью. Максимальный уровень ограничен допустимыми нелинейными искажениями в каскадах приемника. По ам- Глава 3. Приемное устройство радиолокационной станции ПР. Аппаратура защиты от помех плитудной характеристике приемного устройства [1, риса определяется ДД приемника (дБ вх.max вх.max вх вх.min вх.min ДД 10lg 20lg P U P U = = , где P вх. min (U вх. min ) – минимальный уровень входного полезного сигнала, равный предельной чувствительности для приемных устройств радиолокационных сигналов P вых. min (U вых. min ) – максимальный уровень входного полезного сигнала, при котором наступают процентные нелинейные искажения на выходе канала (для радиолокационных приемников P вх. max берется такой величины, при которой дифференциальный коэффициент усиления канала уменьшается на заданную величину, равную 1 дБ. Динамический диапазон приемного устройства определяется его амплитудной характеристикой, представляющей собой зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды или мощности входного сигнала. На этой характеристике [1, риса можно выделить следующие участки первый участок (0, U вх. min ), соответствующий малым входным сигналам, маскируемым внутренними шумами второй участок (U вх. min , U' вх. max ), характеризуемый качественным усилением сигналов (на этом участке дифференциальный коэффициент усиления вых вх U U ∂ ∂ [1, рис. 3.3, б отклоняется от максимального значения не более чем на 1 дБ третий участок (U' вх. max , U'' вх. max ), на котором усилительные способности устройства ухудшаются, появляются незначительные амплитудно-фазовые искажения, однако в ряде случаев приемное устройство может считаться работоспособным четвертый участок (U вх > U'' вх. max ), соответствующий большим искажениям сигналов. Относительное изменение уровней помехи полезных сигналов на входе приемника в обычных условиях может составлять 80–100 дБ. Еще сложнее дело обстоит при работе в условиях сложной помеховой обстановки, когда диапазон изменения входных воздействий может составлять 140–160 дБ. Для увеличения ДД применяют ряд мер, основными из которых являются выбор схем УВЧ с линейной характеристикой в широком диапазоне входных сигналов применение схем автоматической регулировки усиления (АРУ) различных типов применение усилителей слога- рифмическими амплитудными характеристиками и т. д. Наибольшее распространение получили схемы АРУ с обратной связью. Для придания цепям АРУ пороговых свойств, те. их включения только при определенной амплитуде сигнала, цепи АРУ запирают принудительным смещением и отпирают только после того, как напряжение сигнала превысит напряжение запирания. Подобные системы АРУ называют задержанными. 3.1. Приемное устройство радиолокационной станции П-18Р 73 Уровень внешних помех в РЛС может сильно изменяться в зависимости от направления антенны, длины волны и т. д. Для выравнивания уровня выходных шумов в приемниках используют АРУ по шумам или ШАРУ. Быстродействие системы ШАРУ согласуют с темпом обзора так, чтобы система успевала отработать изменение уровня шумового фона. Схема ШАРУ представляет собой статическую систему автоматического регулирования коэффициента усиления УПЧ. Продетектированный детектором ШАРУ) выходной шум УПЧ сглаживается узкополосным фильтром, благодаря чему на выходе фильтра выделяется напряжение, пропорциональное среднему уровню шума. Это напряжение усиливается в усилителе постоянного тока (УПТ) и подается на первые 2–3 каскада УПЧ для регулировки их коэффициентов усиления. Чем больше уровень помехи на выходе УПЧ, тем больше величина регулируемого напряжения на выходе схемы ШАРУ и тем меньше коэффициент усиления УПЧ. Чтобы реагировать на изменения уровня помехи, которые возникают, прежде всего, вследствие ведения обзора пространства, схема ШАРУ должна быть достаточно быстродействующей, что обеспечивается выбором постоянной времени сглаживающего фильтра. Быстродействие, однако, не должно быть очень высоким, чтобы схема не срабатывала по полезному сигналу и не ухудшала отношение сигнал-помеха. Особенность схем ШАРУ заключается в том, что сих помощью стабилизируется не уровень входного полезного сигнала, а интенсивность шумового фона. Для исключения влияния отраженных полезных сигналов на работу системы ШАРУ используется временное стробирование шумов, и регулирование осуществляется по шумовым сигналам, принимаемым на временных интервалах, соответствующих максимальным задержкам полезных сигналов. ШАРУ целесообразно использовать в тех случаях, когда на РЛС воздействуют непрерывные помеховые сигналы, близкие к стационарным. Применение систем ШАРУ в этих условиях обеспечивает стабилизацию уровня ложной тревоги при обнаружении полезных сигналов. Это, в свою очередь, обеспечивает стационарность потока ложных целей и тем самым исключает перегрузки вычислительных средств, с помощью которых осуществляется траекторная обработка информации. Динамический диапазон приемно-индикаторного тракта при введении схемы ШАРУ или применении УПЧ с логарифмической амплитудной характеристикой расширяется до 50–60 дБ. Для уменьшения маскирующего действия отражений от подстилающей поверхности и местных предметов применяют временную АРУ (ВАРУ. Суть ее заключается в том, что по мере увеличения дальности до участка подстилающей поверхности усиление приемника плавно (по заранее составленной программе) увеличивается, доходя до максимального значения Глава 3. Приемное устройство радиолокационной станции ПР. Аппаратура защиты от помех на дальности, где отражения от подстилающей поверхности и местных предметов не наблюдаются. Необходимость автоматической обработки сигналов в условиях изменяющегося во времени помехового фона требует обеспечения стабильности уровня ложной тревоги в каждом элементе разрешения пространства. Нестабильность вероятностей ложных тревог приводит к перегрузке вычислительных средств вторичной обработки, неустойчивому сопровождению целей и появлению ложных траекторий. Использование систем ВАРУ позволяет регулировать лишь средние значения ПП в зависимости от дальности до цели. Система ШАРУ инерци- онна и фиксирует уровень помехового фона лишь в среднем. Усилители с нелинейными амплитудными характеристиками исключают значительные выбросы сигналов, в определенной степени способствуют стабилизации уровня ложных тревог, однако полностью не решают эту задачу, поскольку их главное назначение состоит в расширении динамического диапазона при минимальных амплитудно-фазовых искажениях полезных сигналов. Фиксирование уровня ложных тревог в РЛС решается с помощью схем автоматического регулирования порога обнаружителя. |