Рлс исследования атмосферы Земли
 Скачать 3.42 Mb.
|
|
Метеорологические РЛСт исследования атмосферы Земли. Метеорологический радиолокатор МРЛ-5. Метеорологический радиолокатор МРЛ-5 (рис.1) — двухволновый высокопотенциальный метеорологический радиолокатор. Выпускается в передвижном и стационарном вариантах. В передвижном варианте МРЛ-5 размещается в унифицированном прицепе ПАУ-1, разделенном на два отсека: индикаторный и приемопередающий. На крыше прицепа под ветрозащитной оболочкой установлена антенная система. В стационарном варианте МРЛ-5 размещается на втором этаже типового здания для МРЛ-5 либо на верхнем этаже нетиповых зданий в двух изолированных комнатах. МРЛ-5 имеет ряд особенностей, обусловленных его метеорологическим назначением: 1) два раздельных канала — 3 см (I канал) и 10 см (II канал), каждый из которых обладает высоким потенциалом (энергетическим); режим штормооповещения может осуществляться на каждом из каналов, а режим обслуживания градозащиты реализуется главным образом при совместной работе обоих каналов; 2) антенная система с параболическим отражателем и двухдиапазонным облучателем, формирующая узкие диаграммы направленности; применение такой антенны обеспечивает получение высокой разрешающей способности по угловым координатам и совмещение диаграмм направленности обоих диапазонов с высокой точностью, что дает возможность получить необходимую точность измерения горизонтальных и вертикальных параметров радиоэха; система помещена под радиопрозрачный купол, обеспечивающий защиту приводов от ветровых нагрузок и от воздействия атмосферных явлений; 3) приемные устройства I и II каналов, каждое из которых обладает высокой чувствительностью и широким динамическим диапазоном входных сигналов; высокая чувствительность приемных устройств позволяет увеличить дальность обнаружения метеообъектов, а широкий динамический диапазон обеспечивает высокую точность количественных измерений, 4) универсальная система индикации (рис.2), обеспечивающая возможность наблюдения и регистрации радиоэха от метеорологических объектов: Совмещенные индикаторы ИКО/ИДВ (основной и для фоторегистрации) с широким набором масштабов разверток, обеспечивающие измерения, наблюдения и фоторегистрацию радиоэха в горизонтальной и вертикальной плоскости; Двухлучевой индикатор типа А на базе осциллографа CI-55 для наблюдения радиоэха метеообъектов в координатах амплитуда—дальность; 5) аппаратура преобразования угловой информации, обеспечивающая: выдачу азимута метеоцелей в географических и артиллерийских координатах с высокой точностью (0,1°), вычисление высоты и горизонтальной дальности, а также сопряжение с аппаратурой автоматической обработки метеоинформации; 6) устройство автоматического выделения градовых очагов; 7) световое табло, обеспечивающее оперативный съем и фоторегистрацию даты, времени номера наблюдаемого канала, знак нормы энергетического потенциала РЛС, уровень изоэха через 6 дБ, масштаб, азимут (в географических и артиллерийских единицах), угол наклона антенны, горизонтальную и наклонную дальность, высоту выбранной на индикаторе цели; 8 ) устройство контроля чувствительности приемных устройств, мощности передающих устройств и энергетического потенциала станции в целом; 9) управляемые СВЧ-аттенюаторы на р—i—n-диодах, обеспечивающие измерение мощностей радиоэха и их коррекцию на квадрат расстояния; 10) специальная фоторегистрирующая аппаратура для документирования картин радиоэха; 11) система электроснабжения, которая предусматривает питание аппаратуры либо от промышленной трехфазной сети 50 Гц 380 В, либо от автономной трехфазной сети 50 Гц 220 В, вырабатываемой дизельной электростанцией ЭСД-20. В первом случае напряжение сети понижается с помощью входящего в состав аппаратуры трансформатора ТЗ-16 380/220, а при использовании автономного источника питания трансформатор включается в обратном направлении только для питания кондиционера. На выходе трансформатора подключен стабилизатор напряжения СТС-16, обеспечивающий всю аппаратуру стабилизированным напряжением 220 В 50 Гц. Структурная схема радиолокатора представлена на рис.3. Отличительные особенности МРЛ-5 по сравнению с МРЛ-2 1. Имеется два диапазона: I канал —λ= 3,2 см, II канал —λ = 10 см; это обеспечивает режим градозащиты. 2. Приемные устройства имеют чувствительность выше, чем приемные устройства МРЛ-2. В отличие от МРЛ-2 коррекция сигнала на квадрат расстояния производится по высокой частоте на р—i—n-диодах. 3. Для измерения мощности отраженного сигнала применяется система ступенчатого изоэха с клавишным переключателем, которая в отличие от МРЛ-2 построена на внесении затухания в волноводный тракт по высокой частоте на р—i—n-диодах, что повышает точность измерений. 4. Особенностью антенны МРЛ-5 является совмещение двух рабочих каналов в одном антенном блоке. Антенна состоит из большого и малого параболических отражателей и сдвоенного, двухдиапазонеого облучателя. Большой параболический отражатель представляет собой параболоид вращения с круговым раскрывом. Диаметр раскрыва отражателя 4500 мм. Фокусное расстояние отражателя 1900 мм. Апертура отражателя выполнена из сплошного металлического листа. Малый параболический отражатель представляет собой также параболоид вращения с круговым раскрывом. Диаметр раскрыва отражателя 1400 мм. Фокусное расстояние отражателя 590 мм. Рабочая поверхность малого отражателя выполнена из двух слоев поляризованной ткани, в которую вмонтирована сетка параллельных проводников. Малый отражатель является прозрачным для волн II канала и эквивалентен металлической поверхности для волн I канала. Описанная конструкция обеспечивает режим градозащиты с одинаковыми диаграммами направленности в обоих каналах, равными 1,5°. При переходе к режиму штормооповещения малый отражатель снимается; при этом оба рупора облучают всю поверхность большого отражателя, в результате чего диаграмма направленности I канала сужается до 0,5°, а диаграмма II канала остается практически неизменной и равной 1,5°. Поляризация поля антенны в I канале — вертикальная, во II канале— горизонтальная. 5. В отличие от МРЛ-2 в системах управления антенной используются двигатели постоянного тока серии МИ-32ФТ, управление которыми осуществляется через электромашинные усилители серии ЭМУ-12А. Применение их существенно упростило силовую часть системы электропривода. 6. Электропривод МРЛ-5 позволяет решать в отличие от МРЛ-2, следующий круг задач: вращение по азимуту (I программа) с регулируемой скоростью от 0 до 6 об/мин; сканирование по углу места (II программа) в пределах от — 1 до 95° и обратно с регулируемым периодом сканирования от 24 до 72 с; сканирование в секторе как по азимуту, так и по углу места, (выбираемом) в любом углу с величиной сектора 45° и регулируемым периодом от 12 до 36 с; режим ручного доворота с регулируемыми скоростями от 0 до 36° в секунду по азимуту и от 0 до 15° в секунду по углу места; средняя квадратическая ошибка в отработке заданных углов в позиционном режиме не превышает Ѓ}0,1°, что повышает точность измерения координат метеообъектов.  7. В передающих устройствах осуществляется плавный подъем высокого напряжения, стабилизация режима работы при изменении напряжения сети, автоматическое снижение напряжения при пробоях и пропусках магнетрона, что повышает надежность аппаратуры. 8. Контрольно-измерительная аппаратура обеспечивает оперативный контроль энергетического потенциала радиолокатора. 9. МРЛ-5 от отличие от МРЛ-2 имеет два идентичных индикатора ИКО/ИДВ (метеоролога и фоторегистрации). Для увеличения разрешающей способности, улучшения визуального и количественного анализа метеообразований в индикаторе применена электронно-лучевая трубка типа 45 ЛМ1В с диаметром экрана 450 мм. Индикатор ИКО/ИДВ совмещает в себе функции индикатора кругового обзора в полярных координатах азимут—наклонная дальность (ИКО) и индикатора в прямоугольных координатах горизонтальная дальность—высота (ИДВ). Выбор режима работы индикатора осуществляется оператором с панели управления индикатором.Индикатор обеспечивает воспроизведение видеосигналов I и II каналов РЛС или их отношения. На экране индикатора на масштабах до 100 км отображается подвижная мерцающая метка маркера дальности для точного отсчета дальности до метеообразования (с точностью +- 100 м). 10. В качестве индикатора типа А используется двухлучевой осциллограф CI-55, на экране которого могут индицироваться любые радиоэхо. 11. При работе станции в режиме градозащиты с помощью устройства обработки видеосигналов производится выдача на индикаторы сигнала, пропорционального логарифму отношения отражаемостей метеоцелей на л = 3,2 см и 10 см и полученное отношение видеосигналов, выраженное в децибелах, выводится на стрелочный прибор. 12. Датчиками угловой информации по азимуту и углу места являются фотоэлектрические преобразователи вал—код (линейные и функциональные), соединенные точной зубчатой безлюфтовой передачей с валами. Циклические коды с преобразователей поступают в шкаф угловой информации, где преобразуются в двоичные функциональные коды, используемые для выработки разверток на индикаторах для выяснения координат, а также для индикации на световом табло и для использования в аппаратуре ААОМ (аппаратуре автоматической обработки метеоинформации). 13. В МРЛ-5 имеется световое табло, отображающее: календарь (число, месяц, год); время (часы, минуты); характеристики каждого из двух работающих каналов (номер канала, ступень затуханий системы изоэха, допусковый контроль потенциала, факт включения коррекции на квадрат расстояния); координаты и параметры цели (масштаб дальности развертки, азимут, угол места, высота цели, наклонная дальность, горизонтальная дальность). 14. В МРЛ-5 для фоторегистрации используется автоматический фотоаппарат ПАУ-376-1, управляемый дистанционно. Он не требует специального тубуса для затемнения и обеспечивает фоторегистрацию открытого экрана индикатора и светового табло при включенном освещении на рабочих местах оператора. Емкость кассеты — 900 кадров. 15. Аппаратура МРЛ-5 выполнена на полупроводниковых приборах с широким применением интегральных микросхем и элементов счетно-вычислительной техники на стандартных платах с печатным монтажом. Блоки, шкафы, узлы максимально унифицированы. Все это облегчает эксплуатацию аппаратуры и повышает надежность ее работы. 16. Вследствие применения питания от сети частотой 50 Гц не требуется механических преобразователей (в частоту 400 Гц — ВПЛ130 МД или ПС4-15, ПСЧ-30 в МРЛ-2), что существенно облегчает эксплуатацию изделия. 17. Диаметр ветрозащитной оболочки МРЛ-2 составляет 400 см, МРЛ-5 — 600 см.  1.2 Допплеровский метеорологический радиолокатор ДМРЛ-С Доплеровский метеорологический радиолокатор ДМРЛ-С предназначен для: -отображения распределения различных метеорологических данных (отражаемости, скорости, ширины спектра, а также в режиме двойной поляризации: дифференциальной отражаемости, фазы, коэффициента кросскорреляции и линейного деполяризационного отношения) на различных высотных уровнях по типу псевдо-САРРГ; -расчета и отображения вертикального профиля скорости, направления ветра до высоты верхней границы обнаружения метеообъектов и других доплеровских продуктов; -расчета и отображения интенсивности осадков за любой интервал времени; -определения опасных явлений погоды (град, гроза, шквальные усиления ветра, интенсивный дождь и снег, сильная турбулентность)}; -отображения скорости и направления перемещения облачных систем; -выдачи радиолокационной информации в необходимых кодограммах. Основным отличием ДМРЛ-С от аналогов является применение сложных сигналов и технологии сжатия импульсов с уровнем сжатия боковых лепестков ниже 60 дБ, достигнутое за счет использования последних достижений цифровой техники. Это позволило сократить излучаемую импульсную мощность с сотен до десятков киловатт и повысить потенциал РЛС за счет увеличения длительности сигналов. Кроме того, это дало возможность исключить систему наддува тракта и высоковольтные блоки с напряжениями выше 12 кВ, что повысило эксплуатационные характеристики локатора.  ДМРЛ-С комплектуется абонентскими пунктами локальных пользователей, оборудованием для передачи данных, автономным источником электропитания (по отдельному заказу), ИБП и ЗИП. Высокие эксплуатационные характеристики ДМРЛ-С обеспечиваются применением высоко- надежных элементов, в том числе многолучевого клистрона с низкой импульсной мощностью, современных технологий обработки сигналов, что позволяет максимально полно использовать возможности локатора как в оперативной работе для систем УВД, так и для других, в том числе научно- исследовательских целей. ДМРЛ-С имеет автоматизированную систему контроля и управления, в том числе с удаленного терминала. |