Перейти на главную страницу
Высокая разрешающая способность по дальности и азимуту обеспечивается в связи с использованием миллиметрового диапазона длин волн. Для обеспечения высокой разрешающей способности по дальности станция должна работать короткими импульсами, а индикатор иметь достаточно большой диаметр экрана и небольшие масштабы развертки. Для получения высокой разрешающей способности по азимуту РЛС ОЛП имеет узкую ДНА в горизонтальной плоскости. Координаты дальность и азимут, измеряемые РЛС ОЛП, равноценны при определении взаимного расположения объектов, поэтому разрешаемое расстояние по углу должно быть примерно равно разрешаемому расстоянию по дальности.
Для обеспечения хорошего кругового обзора всего летного поля и уменьшения мертвой зоны обзора РЛС ОЛП устанавливают на вышках высотой в несколько десятков метров непосредственно на аэродроме. Все объекты, находящиеся на земной поверхности и наблюдаемые из точки размещения РЛС ОЛП под различными углами места удалены от радиолокатора на расстояние r=h/sin, где h - высота установки антенны РЛС.
Уменьшение длительности импульса и времени восстановления приемника позволяет уменьшить минимальную дальность действия.
Диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости имеет форму cosec2 и ширину луча 48°, ширина луча антенны в горизонтальной плоскости 0,2°.
В горизонтальной плоскости пределы зоны обзора составляют 360° благодаря круговому вращению антенны в горизонтальной плоскости. В гражданской авиации применяется импульсная РЛС ОЛП «Обзор-2», структурная схема которой приведена на рис. 6.1.
Основными составными частями РЛС ОЛП являются антенный пост и аппаратура КДП. Антенный пост является собственно радиолокатором-источником радиолокационной информации.
Аппаратура КДП включает в себя аппаратуру приема радиолокационной информации с антенного поста, ее преобразование в телевизионный сигнал и отображение на двух рабочих индикаторах. Кроме того, в состав РЛС входят устройства телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС).
Рис. 6.1. Структурная схема РЛС ОЛП
Продетектированные сигналы усиливаются до уровня, обеспечивающего работу аппаратуры кодирования и трансляции, расположенной в шкафу синхронизации (ШС), и после преобразования совместно с синхроимпульсами и сигналами углового положения антенны, вращающейся со скоростью 60 об/мин, по двум независимым каналам транслируются на КПД. Одновременно эти сигналы для контроля качества преобразования подаются на контрольный индикатор, расположенный в стойке контроля (СК).
Устройства управления обеспечивают возможность управления аппаратурой РЛС дистанционно с КДП, централизованно из антенного поста, а также с каждого из устройств антенного поста.
В режимах дистанционного и централизованного управления, устройства управления обеспечивают возможность автоматического включения аппаратуры РЛС по сигналам с панелей дистанционного или централизованного управления. В этих режимах осуществляется автоматическое включение резервных комплектов аппаратуры по сигналам от устройств встроенного контроля.
На КДП радиолокационная информация, синхроимпульсы и сигналы углового положения антенны поступают на шкаф управления и распределения ШУР, где они разделяются, преобразуются и поступают на шкафы графеконных преобразователей ШГП. В ШГП радиолокационная информация преобразуется в телевизионный сигнал и через шкаф управления и распределения подается на два рабочих телевизионных индикатора (ТИК) и на стойку выносного контрольного устройства (ВКУ) и телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС) для отображения на контрольном телевизионном индикаторе.
Включение резерва аппаратуры антенного поста в работе предусмотрено при централизованном или дистанционном режимах управления РЛС и в зависимости от типа аппаратуры осуществляется автоматически, полуавтоматически или вручную.
Автоматически включение резерва в работу производится по сигналам отказа устройств с помощью устройства логической автоматизации.
Функциональная схема РЛС обзора летного поля
Функциональная схема РЛС ОЛП представлена на рис 6.2. Высокочастотные сигналы формируются в передатчике РЛС с момента поступления импульса
запуска, поступающего с выхода блоков синхронизации соответствующего комплекта. ВЧ-сигналы через устройства контроля и ВЧ-тракт передатчика поступают на волноводный переключатель БВЧ, затем в антенну и излучаются в пространство. Выход второго комплекта шкафа приемо-передатчика подключен к эквиваленту антенны.
Отраженные сигналы с выхода антенны по тому же тракту через устройство контроля поступают на вход приемника. Развязка между выходом передатчика и входом приемника обеспечивается волноводным переключателем.
С выхода приемника РЛС продетектированные и усиленные сигналы поступают на шкаф синхронизации, куда поступают также сигналы угловой информации в параллельном коде (коде Грея) с датчиков угла, установленных на колонне привода вращения антенны и механически связанных с ней.
С выхода блока кодирования и трансляции информации смесь видеосигналов с синхроимпульсами и кодами углового положения антенны через схему переключений поступает на кабельную линию трансляции информации и на блок кодирования информации стойки контроля. Декодированные и сформированные в блоке декодирования информации сигналы поступают на контрольный индикатор кругового обзора, на экране которого также присутствует азимутально-дальномерная электронная сетка.
Рис. 6.2. Функциональная схема РЛС ОЛП
В шкафу синхронизации вырабатываются сигналы синхронизации и стробирования, определяющие синхронность работы всего изделия, а также преобразовываются сигналы угловой информации, используемые для формирования развертывающих напряжений в ИКО и ТИКО.
Устройства шкафа синхронизации (ШС) обеспечивают синхронность работы всех устройств РЛС. Сигналы синхронизации, угловой информации и видеосигналы поступают на ИКО, на экране которого отображается наземная обстановка на летном поле.
Декодированная видеоинформация через шкаф управления и распределения (рис. 6.1) поступает на входы трех шкафов графеконного преобразователя, куда поступают и сигналы управления ШГП.
В ШГП происходит преобразование радиолокационной информации в телевизионный сигнал. Два ШГП являются рабочими, а третий-резервный.
Особенности построения РЛС ОЛП в основном связаны с применением восьмимиллиметрового диапазона волн, оказывающего существенное влияние на структуру антенного поста и приемо-передатчика.
Антенная система предназначена для излучения электромагнитной энергии в пространство и приема отраженных от цели сигналов. Благодаря узкой ДН в горизонтальной плоскости (0,2°) антенна обеспечивает высокую разрешающую способность по азимуту. Коэффициент усиления антенны - не менее 60000.
Скорость вращения антенны 60 об/мин; уровень боковых лепестков - не более — 20 дБ; ДН в вертикальной плоскости - косекансная. Антенна может работать при вертикальной, круговой или эллиптической поляризации поля. Управление поляризацией дистанционное. Отражатель облучается Е-плос-костным рупором, помещенным в фокусе отражателя.
Поляризационная решетка, расположенная перед раскрывом рупорного облучателя, может поворачиваться параллельно плоскости раскрыва на +180° со скоростью до 2 об/мин.
В случае, когда угол между пластинами и раскрывом облучателя составляет 45% антенна излучает (принимает) поле круговой поляризации.
Поле круговой поляризации используется для подавления помех от метеообразований (дождь, снег и т. п.).
При использовании круговой поляризации имеет место не полное подавление отражений от метеообразований, и можно говорить только о приеме существенно ослабленного поля, поэтому при отсутствии метеообразований используется линейная поляризация.
Приемник и передатчик (рис. 6.3) связаны между собой общей системой автоматики и управления, которая обеспечивает как работу приемо-передающих устройств в целом, так и индивидуальное включение и выключение приемника и передатчика.
Рис. 6.3. Структурная схема ШПП
ВЧ сигнал передатчика генерируется магнетронным генератором. В подмодуляторе вырабатывается импульс управления модулятором необходимой длительности и амплитуды. В модуляторе импульс подмодулятора усиливается до амплитуды, необходимой для нормальной работы магнетронного генератора. Магнетронный генератор генерирует высокочастотные импульсы.
Уменьшенные по мощности на 50 дБ сигналы передатчика поступают через ВЧ-тракт на ответвитель с ослаблением 10 дБ и далее в приемник для работы системы АПЧ и на устройство контроля частоты и огибающей ВЧ импульсов.
Чтобы не допустить попадания высокочастотной мощности передатчика на вход приемника, между входом последнего и плечом 3 циркулятора установлен разрядник защиты приемника.
На приемник (рис. 6.4) также поступают синхронизирующие импульсы, необходимые для запуска соответствующих устройств и контроля работоспособности приемника.
Рис. 6.4. Структурная схема приемника ОЛП
Избирательность по зеркальному каналу приема, дБ/Вт, не менее..........50
Максимальное выходное напряжение, В, не менее......................................3
Напряжение шумов, В:........................................................................... ......0,3
Глубина ВАРУ, дБ.....................................................................................до 40
Приемник ОЛП представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты, автоматическими регулировками усиления ВАРУ и ШАРУ, автоматической подстройкой частоты первого гетеродина и непрерывным самоконтролем работоспособности. В канале приема осуществляются усиление, селекция, преобразование, детектирование принятых сигналов и их трансляция на аппаратуру КДП.
Канал АПЧ осуществляет подстройку частоты первого гетеродина так, чтобы разность частот между магнетроном передатчика и клистроном гетеродина составляла 700 МГц.
- для воздушного судна, транспортного средства 5000 м
- для одного человека 2000 м
б) минимальный радиус обнаружения в плоскости земли 50 м
в) разрешающая способность: по дальности 16 м
по азимуту 0,8 град.
г) погрешность измерения координат: по дальности – не более 20 м
по азимуту – не более 30 мин
3. Угол обзора в горизонтальной плоскости 360 град.
4. Длина волны 3,2 см
5. Поляризация горизонтальная или вертикальная
6. Среднее время наработки на отказ не иене 2000 ч
Средний ресурс до предельного состояния не менее 80000 ч
7. РЛС ОЛП «Аксай» обеспечивает работоспособность в условиях:
- изменение температуры окружающей среды: от – 50 до +50 град.
- относительная влажность воздуха при температуре 25 град 98%.
- воздействие ветровых нагрузок со скоростью воздушного потока до 30 м/с.
8. Питание от трехфазной сети напряжением 323 – 418 В частотой 50 Гц.
6.2. Метеорологические РЛС
Метеорологические РЛС служат для анализа метеорологической обстановки с целью повышения безопасности и регулярности навигации при УВД. При этом используются радиолокаторы сантиметрового и миллиметрового диапазонов, позволяющие наблюдать и исследовать облака и осадки, а также турбулентные атмосферные образования. Это возможно благодаря тому, что в указанных диапазонах волн уровень отраженных от атмосферных образований сигналов достаточен для их обнаружения.
Метеорологические РЛС позволяют непрерывно наблюдать за атмосферными образованиями в области пространства радиусом до нескольких сотен километров, измерять характеристики этих образований и классифицировать их, получать горизонтальные и вертикальные разрезы атмосферы, определять структуру облачных слоев и измерять их высоту. Информация, полученная метеорологическими РЛС, передается в метеослужбу аэропорта и руководителю полетов и используется при организации и управлении воздушным движением. Промышленностью выпускаются метеорологические РЛС типов МРЛ-1, МРЛ-2 и МРЛ-5.
Оптимальными при обнаружении ближней и дальней границ дождя на больших расстояниях являются волны длиной 2...3 см. На небольших расстояниях наиболее эффективна длина волны, лежащая в области миллиметровых волн. Только при обнаружении дальней границы очень сильных дождей на расстоянии 250 км оптимальными становятся волны длиной 4...5 см.
Обнаружение различных атмосферных образований вызывает необходимость использования в метеорологических РЛС одновременно нескольких длин волн (например, 2 см, 3 см, 8 мм, 4 мм, 2 мм).
Рассмотрим структурную схему метеорологической РЛС (рис. 6.5).
ПРМ канала 1
ИМ
Привод антенны
ИМОС
ПРМ канала 2
ИА
ИМ
Пульт руководителя полетов
ПРД канала 2
АП
Синхронизатор
Антенная система выполнена в виде круглого параболического отражателя, в фокусе которого размещен рупорный облучатель. Ввиду того, что для обоих каналов применяется общая антенна, ширина диаграммы направленности получается различной для каналов 1 и 2. В станции используется игольчатая диаграмма направленности с круглым сечением. Ширина диаграммы направленности в миллиметровом диапазоне 13 секунд, а в сантиметровом 44 секунды. Антенна может вращаться в горизонтальной плоскости в пределах 360° и качаться в вертикальной плоскости в пределах 1...105°. За исключением высокочастотной аппаратуры, все остальные устройства являются общими для обоих каналов станции.
В метеорологических РЛС применяются три типа индикаторов: индикатор кругового обзора (ИКО), индикатор дальность-высота (ИДВ) и амплитудный индикатор (ИА).
Схема формирования сигналов Изо-Эхо позволяет на экране ИКО выделять области наиболее интенсивных атмосферных образований. Индикатор имеет масштабы дальности 25, 100 и 300 км.
Индикатор «Дальность - высота» имеет масштабы по высоте 2,5; 5; 10 и 20 км и по дальности 5, 10, 20, 40 км.
В качестве ИА используется двухлучевой амплитудный индикатор, который имеет две линии развертки, смещенные друг относительно друга по вертикали. Масштабы дальности по одной развертке равны 0,5, 1; 5; 10; 20; 40 и 100 км, а по другой -5, 10, 20, 100, 300 км. Двухлучевой амплитудный индикатор позволяет наблюдать сигналы каналов 1 на одной развертке и сигналы канала 2 - на другой. Для повышения дальности обнаружения малоинтенсивных атмосферных образований сигналы, принятые по каналу 2 станции, подаются на накопительное устройство Н, связанное с самописцем.
Так как мощность принимаемого радиолокатором сигнала зависит не только от эффективной площади рассеяния гидрометеора и расстояния до него от РЛС, но также и от мощности излучаемого сигнала и коэффициента шума приемного устройства, то для правильного ее измерения в состав радиолокатора входят измерители мощности излучаемого ИМ и отраженного ИМОС сигналов каналов 1 и 2 станции и измеритель коэффициента шума ИКШ.
Метеорологический радиолокатор имеет следующие режимы работы.
Метеорологический радиолокатор используется для обнаружения и наблюдения различных атмосферных образований, измерения их координат и количественных характеристик. Наблюдение за состоянием атмосферы в зоне действия станции осуществляется в сантиметровом диапазоне волн в режимах кругового или ступенчатого обзора. По индикатору кругового обзора наблюдают за обнаруженными гидрометеорами и измеряют их координаты (азимут и удаление). По характеру отметок на ИКО, а также на ИДВ и ИА может быть произведена классификация атмосферных образований на очаги гроз, ливней и зоны обложных осадков.
Максимальная дальность обнаружения ливней и гроз 250...300 км, а интенсивных обложных осадков 100 км. По ИКО можно определить скорость и направление перемещения гидрометеоров по центру метеообразования за определенный интервал времени.
Наблюдение за вертикальной структурой атмосферных образований осуществляется в горизонтальной плоскости в направлении интересующего гидрометеора, и включается режим вертикального обзора. Радиолокатор работает поочередно на миллиметровом и сантиметровом диапазонах волн. По ИВД определяются высота облачных слоев и вертикальная протяженность на удалении до 40 км.
Измерение нижней границы облаков с помощью метеорологического радиолокатора становится невозможным при выпадении осадков. Влияние осадков уменьшается в световом диапазоне волн. Поэтому в состав метеорологической РЛС входит светолокатор, работающий в световом диапазоне, который используется для получения более надежных данных о нижней границе облачных слоев.
Мощность принимаемого сигнала может быть определена по ИА. Более точно средняя мощность любого отраженного сигнала, выделенного на ИА с помощью строба, определяется измерителем мощности отраженного сигнала. Интенсивность осадков может быть оценена по ИКО с помощью схемы «Изо-Эхо».
Метеорологический радиолокатор градозащиты и штормового оповещения МРЛ-5 предназначен для обнаружения зон облаков, гроз и градовых очагов в облаках. Метеорологическая информация, получаемая от радиолокатора МРЛ-5, используется для обслуживания пунктов активных воздействий на градовые очаги с целью предотвращения градобитий, штормового оповещения аэропортов и крупных населенных пунктов.
Метеорологический радиолокатор производит: обнаружение градовых очагов в облаках, измерение их координат и определение физических характеристик; обнаружение и определение местоположения очагов гроз и ливневых осадков в радиусе до 300 км; определение горизонтальной и вертикальной протяженности метеообразований; определение верхней границы облаков любых форм и их нижней границы при отсутствии выпадающих из них осадков; измерение средней мощности радиоэхо от облачных образований и т.д.
Радиолокатор МРЛ-5 работает в следующих режимах:
- режим обзора (режим автоматического кругового обзора от 0 до 360° с регулируемой частотой вращения 0...6 об/мин; режим автоматического вертикального сканирования от 1 до 95°;
- режим ручного управления с регулируемыми скоростями 0...36°/с по азимуту и 0...75°/с по углу места; режим автоматического секторного сканирования в диапазоне 45° по азимуту и углу места);
- программный режим двух видов (автоматический круговой обзор со ступенчатым изменением угла места через 0,5; 1,5 и 3°) и автоматическое вертикальное сканирование со ступенчатым изменением азимута через 0,5; 1,5 и 3°).
Основные технические характеристики МРЛ-5
Ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0,5 по мощности в обеих плоскостях в градусах:
канал 1 в режиме штормооповещения и градозащиты………….1,5
Уровень боковых лепестков ДНА менее 20 дБ в обоих каналах:
несущая частота. МГц:
канал 1...........................................................................9595 ± 15
канал 2 …………………………………...…………2950 ± 15. Импульсная мощность передатчика, кВт, не менее:
канал 1...............................................................................250
канал 2 ……………………………………………..…….800 Длительность зондирующего импульса, мкс …….………….1 и 2
Частота повторения зондирующих импульсов, Гц 500 и 250
Предельная чувствительность приемного устройства, дБ/Вт, не менее:
канал 1......................................................................................-136
канал 2......................................................................................-139
Динамический диапазон приемного устройства, дБ, не менее:
канал 1...............................................................................................70
канал 2 ………………………………………………… .160
Типы индикаторов: два совмещенных индикатора
ИКО-ИДВ и типа А
Масштабы индикатора:
в режиме ИКО (дальность), км................................25, 50, 100 и 300
в режиме ИДВ (дальность-высота)....6,25/12,5, 12,5/2, 25/50 и 50/100
Погрешность коррекции мощности отраженных сигналов по дальности, дБ:
от 10 до 100 км при частоте повторения 500 Гц........± 1
от 30 до 300 км при частоте повторения 250 Гц…….±2
Погрешность отсчета координат:
по углу места,………… ……………………………….........± 0,1
по высоте и дальности, км……………… ………………….±0,2
Мощность, потребляемая аппаратурой от трехфазной
сети 220/380 В, 50 Гц, кВ А................................ .............18
Интенсивность радиоэхо метеоцелей и их координаты, измеренные на любом канале, позволяют определить тип метеоцели и обнаружить опасные метеорологические образования.
Определение количественных характеристик градовых очагов производится автоматически с помощью специальной измерительной аппаратуры.
Индикация углового положения антенны и вычисление координат цели осуществляются цифровыми вычислительными устройствами. Предусмотрено сопряжение радиолокатора МРЛ-5 с аппаратурой автоматической обработки радиолокационной метеоинформации, а также размещение в составе
аппаратуры автоматического пеленгатора гроз.
Система управления обеспечивает работу радиолокатора на одном из двух режимов управления: «Работа» и «Настройка».
Цифровая аппаратура угловой информации и вычисления координат обеспечивает информацию на световом табло угла места и азимута с точностью до десятых долей градуса, а также наклонной, горизонтальной дальности и высоты цели, выбранной с помощью маркера дальности на экране индикатора с точностью до 200 м.
Устройство обработки, размещенное в пульте метеоролога, определяет логарифм отношения мощности радиоэхо обоих каналов радиолокатора и производит его индикацию на стрелочном приборе. Значение этого отношения используется для определения диаметра градовых частиц.
Устройство обработки формирует также разностный видеосигнал обоих каналов радиолокатора, который воспроизводится на индикаторах для опознавания градового очага. Управление устройством производится с его лицевой панели. Фоторегистрирующая аппаратура, состоящая из камеры и командного прибора, предназначена для документирования результатов наблюдений метеоцели. Аппаратура действует синхронно с вращением и сканированием антенны.
В состав аппаратуры радиолокатора входит радиостанция УКВ связи, с помощью которой сообщаются координаты градового очага на соответствующую орудийную установку. Управление станцией осуществляется с пульта управления, установленного рядом со столом метеоролога.
Аппаратура рассчитана на работу при температуре воздуха 5...40 °С, отрицательной влажности воздуха 90... 95% при температуре + 30 °С.
Литература
1. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. - М.: Радиотехника, 2007.
2. Кузнецов А.А., Козлов А.И., Криницин В.В. и др. Радиолокационное оборудование автоматизированных систем УВД. - М.: Транспорт, 1995.
Введение……………………………………………………………….. |
3 |
|
4 |
Тактические характеристики РЛС…………………………………… |
4 |
Нормы ИКАО на тактико-технические характеристики РЛС……… |
7 |
Методы защиты приемного тракта РЛС от помех…………………… |
10 |
|
|
движением………………………………………………………………. |
15 |
Первичные трассовые РЛС………………………………...................... |
15 |
Первичные аэродромные РЛС…………………………………………. |
35 |
Посадочные радиолокационные станции…………………………….. |
45 |
|
48
|
Состав ВРЛ……………………………………………………………… |
51 |
Антенно-фидерная система ВРЛ………………………………………. |
54 |
Передающее устройство ВРЛ……………………...…………………... |
55 |
Аппаратура декодирования и обработки информации ВРЛ………… |
56 |
Дешифраторы каналов УВД и RBS…………………………………… |
57 |
Приемное устройство ВРЛ…………………………………………….. |
58 |
Перспективные системы вторичной радиолокации…………………. |
62 |
|
77 |
информации…………………………………………………………….. |
81
|
Аппаратура первичной обработки информации……………………... |
81 |
Устройство квантования сигналов ПРЛ……………………………… |
86 |
Устройство обработки и объединения сигналов ПРЛ и ВРЛ……….. |
87 |
Устройство управления, контроля и трансляции АПОИ……………. |
90 |
Радиолокационные системы, обеспечивающие безопасную работу аэропортов…………………………………………................................. |
91
|
Радиолокационные станции обзора летного поля…………………… |
91 |
Метеорологические РЛС……………………………….……………… |
99 |
Литература……………………………………………………………… |
106 |
Ас увд, использованием последних достижений вычислительной техники, более современными радиоэлектронными средствами управления воздушным движением, навигации, посадки и связи
02 10 2014
6 стр.
Все младшие скауты на Джамбори собираются в одном подлагере для прохождения программы и делятся на группы по 5-7 человек. Если в отряде, приехавшем на Джамбори 2-3 младших скаута,
10 10 2014
1 стр.
Нервные стволы, соединяясь между собой, образуют первичные пучки сплетения: верхний (С5 и С6), средний (С7), нижний (С8, Thl, Th2). Первичные пучки сплетения располагаются в надк
01 10 2014
1 стр.
Мастерские, специализирующиеся на рихтовке и окраске, делятся на следующие группы
06 10 2014
1 стр.
В международной конвенции «О предупреждении преступления геноцида и наказании за него» под геноцидом понимаются следующие действия
25 12 2014
1 стр.
В международной конвенции «О предупреждении преступления геноцида и наказании за него» под геноцидом понимаются следующие действия
25 12 2014
1 стр.
В зависимости от внутреннего строения и производственных признаков плоды подразделяют на следующие группы: семечковые, косточковые, ягоды, орехоплодные, тропические и субтропически
25 12 2014
1 стр.
Клинико-рентгенологические и морфологические изменения в легких дают основание рассматривать следующие группы острых инфекционных деструкций легких
27 09 2014
6 стр.