Описание упрощенной структурной схемы РЛС и принципов ее работы

Для упрощения описания принципов построения и работы РЛС "АОРЛ - 85" целесообразно привести упрощенную обобщенную структурную функциональную схему, которая изображена в приложении.

Антенно-фидерное устройство РЛС формирует в пространстве диаграмму направленности по косекансоидальному закону. Это обеспечивает значительное сужение динамического диапазона входного сигнала при отражении волны от дальних и ближних целей. Антенна состоит из зеркала двойной кривизны и двух рупорных облучателей. Облучатели формируют основной и дополнительные лучи диаграммы направленности. При этом основной (нижний) луч используется для излучения СВЧ энергии и ее приема, как по первичному, так и по вторичному каналам. Дополнительный луч используется только на прием и только по первичному каналу.

Зона действия верхнего луча регулируется по дальности в пределах 0…50 км с дискретом в 10 км. Использование дополнительного (верхнего) луча увеличивает зону обзора РЛС в вертикальной плоскости и позволяет реализовать эффективные алгоритмы подавления отражений от местных предметов.

В состав антенного устройства входит преобразователь "вал-код", с которого снимается азимутальная информация в виде соответствующих меток. Эти метки поступают в блок синхронизации и сопряжения и используются при обработке отраженных сигналов. Передача электромагнитной энергии между вращающейся антенной и не подвижным узлами приемопередающей системы осуществляется с помощью блока вращающихся переходов.

Запускающие импульсы поступают из блока синхронизации и сопряжения первичного канала в блок приемного устройства соответствующего комплекта, где формируется радиочастотный сигнал длительностью 29 мкс с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). С блока приемного устройства ЛЧМ сигнал поступает на вход передатчика первичного канала на предварительный усилитель мощности передатчика. В качестве усилителя мощности модулирующего сигнала в РЛС "АОРЛ-85" использована лампа бегущей волны средней мощности. Выходной усилитель мощности СВЧ выполнен на амплитроне, сигнал с которого через соответствующее развязывающее устройство поступает в антенное.

Сигнал, отраженный от цели, воспринимается антенной РЛС. Каждый из приемников первичного канала имеет два входа: один для сигналов, поступающих от облучателя нижних углов, а второй - от облучателя верхних углов. Коммутация этих входов производится по высокой частоте с помощью коммутаторов, размещенных в приемных устройствах. Управление коммутатором - временное. Оно производится специальным импульсом переключения. Длительность импульса переключения может изменяться в зависимости от положения переключателя, размещенного на лицевой панели шкафа синхронизации и сопряжения. При этом сигналы от облучателя верхних углов могут подаваться до различных значений рабочей дальности 0, 10, 20, 30, 40 и 50 км. Эта дальность устанавливается в зависимости от рельефа местности: чем более он гористый, тем больше должна быть зона верхних углов. Верхние углы наряду с положительным качеством (уменьшение мощности отраженных сигналов от местных предметов) понижают видимость низколетящих целей. Поэтому наиболее приемлема рабочая дальность по верхним углам до 20 км.

Принятый сигнал проходит через циркуляр и коммутатор ВЧ, который служит для защиты входных целей приемника, и поступает на вход каскада УВЧ. Указанные узлы находятся в блоке передатчика первичного канала соответствующего комплекта. После усиления сигнал поступает в приемное устройство первичного канала, где он преобразуется в промежуточную частоту, усиливается и в оптимальном фильтре сжимается до величины, не более 3 мкс по уровню 0,5. При сжатии амплитуда полезного сигнала увеличивается относительно среднего уровня шумов примерно в 8 раз по мощности.

Далее полезный сигнал на промежуточной частоте поступает на вход системы СДЦ, где проходит обработку в дискретно-аналоговом фильтре. В результате обработки выделяются сигналы от движущихся целей и подавляются сигналы от местных предметов и низкоскоростных метеообразований. С выхода приемного устройства первичного канала обработанный сигнал через блок сопряжения поступает на вход АПОИ "ВУОКСА".

Одновременно видеосигнал с блока сопряжения поступает в соответствующий блок синхронизации и сопряжения, откуда через блок сигналов аппаратуры КДП подается на индикатор кругового обзора.

Вторичный канал РЛС работает по принципу излучения запросных и приема ответных сигналов на частотах международного и отечественного диапазонов.

Форматы запросных и ответных сигналов соответствуют как отечественным стандартам, так и нормам ИКАО.

В состав вторичного канала входят модули передатчика, приемника и дешифратора.

Облучатель вторичного канала конструктивно совмещен с облучателем первичного канала. Для борьбы с сигналами боковых лепестков во вторичном канале используются антенны подавления, которые с соответствующей аппаратурой обеспечивают подавление по запросу и ответу для каждого из диапазонов. Два раздельных приемника в каждом диапазоне одновременно обрабатывают сигналы двух каналов - основного и канала подавления. В результате совместной обработки на выходе вторичного канала присутствует только сигнал от основного луча ДН антенны.

В РЛС при ответе для подавления сигналов боковых лепестков ДН используется метод фазовой окраски. При этом методе амплитудные различия между сигналами основного и бокового лепестков ДН преобразуются по высокой частоте в фазовые. После усиления сигналов в трактах приемников их фазовые различия снова преобразуются в амплитудные, после чего поступают в схемы обработки. Этот метод позволяет получить более высокий коэффициент подавления боковых лепестков ДН, поскольку фазовые характеристики приемников имеют большую стабильность, чем амплитудные.

Сигналы, полученные с выходов приемников вторичных каналов в УВД и RBS, поступают на коммутатор и далее на дешифратор АПОИ. Сигналы канала УВД подаются также на контрольный индикатор, в состав которого входит соответствующий дешифратор. При этом декодируется только координатная информация.

На колонке привода антенной системы РЛС расположены преобразователь "вал-код", метки азимутальной информации (МАИ) в виде кода и сигнал "Север". Угловая информация используется для обработки полезных сигналов, юстировки антенны РЛС в северном направлении, а также формирования синусно-косинусных напряжений для развертки контрольного индикатора кругового обзора (КИКО).

Заключение

При выполнении курсовой работы были изучены основные принципы построения и эксплуатации аэродромных радиолокационных средств на примере "АОРЛ-85".

Были рассмотрены назначения, состав, размещение и эксплуатационно-технические характеристики данной РЛС, а также требования ИКАО к аэродромным радиолокационным средствам.

В ходе ознакомления с эксплуатационно-техническими характеристиками данной РЛС и с требованиями ИКАО, выявились некоторые несоответствия:

разрешающая способность "АОРЛ - 85" по дальности (первичный канал) составляет 800 м и по азимуту 7º, а по ИКАО по дальности 230 м или 1% от R_max и по азимуту 4º.

частота обновления информации (время обзора)"АОРЛ - 85" 6 с, требование ИКАО 4 с.

Рекомендовано, в связи с увеличением интенсивности, и еще более ужесточить требования ИКАО и соответственно, либо модернизировать старое оборудование, либо разрабатывать новые модели.