Что означает параметр tупр в рлс

Основные технические и тактические характеристики РЛС, пояснить их связь.

1.2. Технические характеристики РЛС

Технические характеристики РЛС – это система показателей, описывающая основные параметры устройств, входящих в состав РЛС. Система включает в свой состав те параметры РЛС, которые оказывают существенное влияние на возможность и качество решения задач радиолокации. К основным техническим характеристикам РЛС относятся:

1.Несущая частота f0или рабочая длина волны l излучаемых колебаний (см, дм или м диапазон).

2. Вид и параметры зондирующего сигнала:

— длительность импульсаτи;

— период повторения импульсов Tи или частота следования зондирующих импульсов Fи;

— вид огибающей, закон внутриимпульсной модуляции.

5. Чувствительность приёмника Рпр мин.

6. Параметры антенной системы:

— коэффициент усиления антенны Gа;

— форма и ширина диаграммы направленности антенны в азимутальной и угломестной плоскостях qb, qe;

-число оборотов в минуту, совершаемых антенным лучом n.

1.3. Тактические характеристики РЛС

Систему показателей, используемых для оценки боевых возможностей РЛС и проведения тактических расчетов, принято называть тактическими характеристиками РЛС. Основными из них являются:

— состав выдаваемой информации;

— зона обзора (форма зоны и её параметры);

— точность выдаваемой информации;

— разрешающие способности по измеряемым координатам;

— маневренные характеристики (время развёртывания и свёртывания, время включения и выключения, мобильность ).

Состав выдаваемой информации определяется, главным образом, требованиями потребителей информации и решаемыми задачами. В общем случае информация, выдаваемая РЛС, должна содержать следующие сведения:

— пространственные координаты целей;

— государственную и индивидуальную принадлежность;

— характеристику цели (одиночная или групповая) и по возможности количественный состав групповой цели;

— виды создаваемых помех и их интенсивность.

Зона обзора. Зоной обзора РЛС называется область пространства, в

пределах которой РЛС способна осуществляется наблюдение за радиолокационными объектами. Размеры зоны обзора определяются техническими характеристиками РЛС.

Рисунок 1.4. Вид зоны обзора импульсной РЛС кругового обзора в угломестной (вертикальной) плоскости

Форму зоны в угломестной плоскости в РЛС обнаружения и наведения обычно выбирают такой, чтобы для углов места e_min 0 (рис.1.5).

Рисунок 1.5. Вид зоны обзора импульсной РЛС кругового обзора в азимутальной (горизонтальной) плоскости

Верхняя граница зоны обзора по дальности : .

Минимальная дальность, начиная с которой одноантенная РЛС принимает эхо-сигналы от целей: ,

где tв-времяпереключения антенного переключателя (восстановлениечувствительности приёмника).

Минимальная дальность, на которой невозможно принять эхо-сигнал, часто называют «мёртвой зоной». Эхо-сигналы от целей, находящихся в «мёртвой зоне», утрачиваются.

Точность выдаваемой информации.ПрименительнокРЛС обнаружения и наведения под точностью выдаваемой информации понимают точность измерения координат и параметров движения цели. Точность измерения координат является важнейшим показателем РЛС. Она характеризуется ошибкой измерения, представляющей собой разность между истинным и измеренным значением координаты. Поскольку эта разность – случайная величина, то для количественной оценки точности чаще всего используют среднюю квадратическую ошибку измерения.

Разрешающие способности по измеряемым координатам. Разрешение осуществляется по выходному сигналу системы обработки принимаемых эхо-сигналов, несущему информацию о координатах и скорости цели. Различия двух целей по дальности, угловым координатам и радиальным скоростям проявляются, соответственно, в разном времени запаздывания эхо-сигналов, различном направлении прихода и в неодинаковых доплеровских смещениях несущей частоты. Разрешение целей может быть основано на разделении эхо-сигналов по любому из указанных параметров:

– разрешающая способность по дальности;

— разрешающая способность по азимуту;

— разрешающая способность по углу места;

— разрешающая способность по радиальной скорости.

Разрешающая способность существенно влияет на возможности РЛС по определению группового состава обнаруженных целей и помехозащищённости станции от маскирующих пассивных помех.

Помехозащищённость. Помехозащищённость – это свойство РЛС выполнять свои задачи с допустимым снижением качества в условиях помех. В условиях действия различного рода помех РЛС прежде всего должна обеспечивать показатели качества обнаружения (D,F), на уровне не хуже заданного, и точность измерения координат.

Информационная способность. Информационной способностью РЛС называют максимальное количество целей, по которым РЛС может одновременно выдавать информацию заданного качества при установленной дискретности (периоде обновления). Потенциальные возможности РЛС по информационной способности определяются количеством раздельно наблюдаемых целей. Так, импульсный дальномер может одновременно выдавать информацию по тысяче целей. Его информационная (пропускная) способность равна отношению разности максимальной и минимальной дальности к разрешающей способности по дальности:

Надёжность. Надёжность РЛС – это свойство РЛС сохранять во времени способность выполнять свои задачи в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки. Наиболее распространёнными показателями надёжности РЛС являются: средняя наработка на отказ То, интенсивность отказов и вероятность безотказной работы.

Электромагнитная совместимость.Электромагнитной совместимостью радиоэлектронных средств называют их свойство выполнять в заданной электромагнитной обстановке свои задачи без ухудшения качественных показателей. РЛС не должна создавать помехи другим радиоэлектронным средствам (РЛС, системам связи и управления). РЛС должна противостоять воздействию помех, создаваемых другими радиоэлектронным средствами.

Источник

Основные параметры РЛС и их выбор

Каждая РЛС характеризуется тактическими и техническими показателями.

Тактические показатели РЛС характеризуют возможности ее боевого применения. Требования, предъявляемые к тактическим показателям, определяются назначением РЛС. Технические параметры РЛС определяют ее работу в целом. Технические параметры РЛС выбираются таким образом, чтобы обеспечить заданные тактические показатели, определяемые условиями боевого применения РЛС.

К тактическим показателям относятся:

1. Дальность действия. Под дальностью действия понимают максимальные удаления цели от РЛС, при котором обеспечивается ее обнаружение с заданной вероятностью.

2. Зона обзора. Зоной обзора называется область пространства, в пределах которой осуществляется наблюдение целей. Зона обзора ограничивается максимальной и минимальной дальностью действия и сектором обзора в горизонтальной и вертикальной плоскостях. минимальная дальность действия определяется временем после излучения, в течение которого РЛС не способна принимать сигналы.

3. Период обзора (Т_обз.). Периодом обзора называется отрезок времени, необходимый для однократного перемещения луча по всей зоне обзора. Чем меньше Т_обз., тем меньше скачки отметки цели по экрану индикатора РЛС и выше точность измерения координат цели. Т_обз = К·α_стр/ΩА

4. Мертвая зона. Мертвой зоной называется ближайшая к станции область пространства, в пределах которой она не обеспечивает обнаружение целей, вследствие невозможности приема и регистрации отраженного импульса отдельно от зондирующего. В этом случае время прохождения радиоволн до цели и обратно становится меньше длительности импульса, и отраженный импульс поступает в антенну еще до окончания импульса передатчика. D_min = c(τ_и + τ_в)/2

5. Разрешающая способность. Разрешающей способностью называется способность РЛС обеспечивать раздельное наблюдение и определение координат близко расположенных целей. Различают разрешающую способность по дальности, по угловым координатам и по скорости. Разрешающая способность РЛС по дальности – это минимальное расстояние ΔD (м) между двумя целями, находящимися в одном направлении, при котором сигналы этих целей еще регистрируются раздельно в выходном устройстве РЛС.

Разрешающая способность РЛС по угловой координате – это минимальный угол между направлениями на две равноудаленные цели, при котором возможно раздельное наблюдение целей.

Разрешающая способность по скорости Δv– это минимальная разница скоростей двух целей, наблюдаемых раздельно, при условии равенства их дальностей и угловых координат.

Для улучшения разрешающей способности по дальности, скорости и угловым координатам необходимо: 1) Применять зондирующие сигналы малой длительности (или с широким спектром). 2)Применять сигналы с узким спектром (или большой длительности). 3)Применять узкие характеристики д/направленности.

6. Помехозащищенностью РЛС называется способность надежно работать в условиях помех.

Помехоустойчивостью называется способность РЛС сохранять свои основные параметры в заданных пределах при воздействии помех определенного типа. Под скрытностью РЛС понимают качественный показатель, характеризующий трудность обнаружения ее работы и определения основных параметров.

7. Надежность. Надежностью РЛС называется ее способность выполнять свои функции в течение определенного времени в заданных условиях эксплуатации.

К техническим показателям относятся:

1. Несущая частота РЛС. ƒ = c/λ Рабочей частотой РЛС называется частота ЭМК, генерируемых ее ПРД. Длина волны РЛС связана с рабочей частотой соотношением λ = c/ƒ.

При выборе рабочей длины волны РЛС принимаются во внимание следующие соображения.

1) Учитывается эффективность отражения радиоволн от цели. Эффективность отражения имеет место лишь тогда, когда длина волн значительно меньше линейных размеров цели. С этой точки зрения λ желательно выбирать короче.

2)Учитывается разрешающая способность РЛС по угловым координатам.

3)Учитываются условия распространения УКВ. Все предыдущие соображения диктовали необходимость укорочения длины волн, однако, это укорочение не может быть неограниченным, так как оно связано с ростом поглощения энергии УКВ в атмосфере.

2. Длительность импульса. Длительность импульса – это время, в течение которого ПРД РЛС генерирует колебания. При выборе τ_n руководствуются следующими основными соображениями:

1)При ↓ τ_n улучшается разрешающая способность по дальности и повышается точность измерения дальности ΔD. 2)При ↑ τ_n возрастает энергия импульса и дальность действия РЛС.

3. Частота повторения импульсов. Выбор частоты повторения импульсов Fп зависит в основном от скорости обзора пространства и максимальной дальности действия РЛС. 1)Период повторения импульсов Тп должен быть не менее времени запаздывания отраженного сигнала от максимально удаленной цели. 2)С другой стороны, частота повторения импульсов должна быть достаточно большой, чтобы за время облучения цели на нее попадало не менее 5-10 импульсов.

4. Импульсная мощность. Мощностью в импульсе Ри называется мощность, развиваемая ПРД РЛС во время излучения радиоимпульса.Мощность импульсов Ри для увеличения дальности обнаружения следует брать больше. Однако, большее значение Ри импульсной мощности требует применения громоздкого ПРД и модулятора, а также связано с опасностью пробоя в антенно-фидерной системе станции

5. Реальная чувствительность.

Под реальной чувствительностью понимают такую минимальную мощность при входе ПРМ, которая превышает мощность собственных шумов ПРМ, приведенных к его выходу Рвх, в определенное число раз Кр:Реальная чувствительность современных ПРМ РЛС = 10 вт = Р_{вх прм min .} Дальнейшее увеличение чувствительности предполагается за счет применения малошумящих УВЧ с использованием ЛБВ, параметрических и молекулярных усилителей.

Источник

Контрольная работа №1 за VI курс по предмету: «радионавигационные приборы»

3. Навигационные параметры РЛС. Минимальная дальность действия, разрешающая способность по расстоянию. Технические параметры РЛС

^ Рис. 9. Диаграмма направ-ленности антенны судовой РЛС в вертикаль­ной плоскости
Минимальная дальность дей­ствия (R_min)- Она определяется наименьшим расстоянием, нахо­дясь ближе которого невозмож­но обнаружить объекты и опре­делить их координаты. Измеряет­ся R_min в метрах, обычно огова­ривается — при какой высоте антенны и какой отражающей поверхности объекта эти данные получены.

Зависит R_min от длительности излучаемых импульсов, длины волноводного тракта, высоты установки антенны и ее диаграммы на­правленности в вертикальной плоскости.

Чем короче излучаемые импульсы, тем раньше можно начинать прием отраженных импульсов, следовательно меньше R_min:

Уменьшаться минимальное расстояние будет и при укорочении волноводного тракта, так как на прохождение импульсов от прие­мопередатчика в антенну (и обратно) потребуется меньше време­ни. Увеличение быстродействия антенного переключателя, т. е. со­кращение времени переключения антенны от передатчика на приемник, также уменьшает Rmin

Уменьшение высоты установки антенны и увеличение ширины луча антенны в вертикальной плоскости (рис. 9.) уменьшает R_min. Следует помнить, что при очень широком луче будет умень­шаться усиление антенны, а ее установка на меньшей высоте при­ведет к уменьшению горизонта РЛС.

В современных РЛС значение минимальной дальности лежит в пределах 10—80 м.

В некоторых случаях отождествляют понятия минимальная дальность и мертвая зона РЛС. Последняя включает в себя все пространство вокруг антенны, попадающее в радиус, равный R_min. Более правильно в мертвую зону включать и участки окру­жающего пространства, которые затеняются частями собственного судна и проявляются на экране индикатора в виде мертвых сек­торов.

^ Разрешающая способность по направлению. Определяется минимальным углом между двумя объектами, расположенными на одном расстоянии от РЛС, при котором они различаются порознь на экране индикатора. Измеряется в градусах и зависит от ширины луча антенны в горизонтальной плоскости и диаметра пят­на электронного луча на экране индикатора.

Рис. 10. Разрешающая способность по направлению

При более узком луче (рис. 10, а) объекты, находящиеся на одинаковом расстоянии от РЛС, но расположенные на различных, близких друг к другу, направлениях, облучаются при пово­роте антенны порознь. Импульсы, отраженные от этих объектов, принимаются отдельно, и на экране радиолокатора появляются два раздельных эхо-сигнала. При более широком луче (рис. 10, б) два отдельных объекта облучаются одновременно, в результате че­го на экране появляется один общий эхо-сигнал с большим угло­вым размером.

Обычно считается, что разрешающая способность по направле­нию равна ширине луча антенны или несколько меньше ее. Поэто­му для улучшения разрешающей способности необходимо увели­чивать размеры антенны или укорачивать длину волны.

Влияние диаметра пятна индикатора проявляется в следующем. Экран индикатора не ограничивает разрешающей способности по направлению в том случае, когда угловой размер пятна меньше, чем ширина луча антенны (рис. 10, б). При постоянном диаметре пятна его угловой размер увеличивается по мере приближения к центру индикатора. Поэтому ограничение разрешающей способ­ности по направлению получается более заметно в центральной ча­сти экрана. Практически из-за конечного размера пятна при воз­можной ширине луча антенны ограничение разрешающей способ­ности наступает на расстоянии ближе 1/5 радиуса экрана. В сов­ременных РЛС разрешающая способность по направлению на ос­новной части экрана численно равна приблизительно 0,7—2°, при­чем худшее значение относится в основном к РЛС 10-сантиметро­вого диапазона.

^ Разрешающая способность по расстоянию. Определяется мини­мальным расстоянием между объектами, расположенными в од­ном направлении, при котором они различаются порознь на экра­не индикатора при заданной вероятности. Она измеряется в мет­рах и зависит от длительности излучаемых импульсов и диаметра пятна луча на экране.

Влияние длительности импульсов можно пояснить следующим образом. Два удаленных друг от друга объекта, находящихся на одном направлении, дадут на экране раздельные эхо-сигналы в том случае, когда импульс, отраженный от ближнего объекта, за­кончится к моменту прихода импульса, отраженного от более даль­него. Поэтому время запаздывания второго импульса должно быть больше длительности импульса t_и.

Разрешающее расстояние ΔD) — минимальное, на которое мо­гут быть удалены друг от друга раздельно видимые объекты, чис­ленно равно половине пути, пройденного радиоволной за время t_и:

Если расстояние между объектами меньше ΔD, отраженные импульсы сливаются и объекты порознь не обнаруживаются (рис. 11). Величина разрешающей способности численно равна разре­шающему расстоянию, и чем меньше ΔD), тем лучше разрешающая способность.

Рис. 11. Разрешающая способность РЛС по расстоянию

Экран индикатора не ограничивает разрешающей способности по дальности в том случае, когда диаметр пятна меньше, чем протя­женность импульса по радиусу экрана. Протяженность импульса по радиусу зависит как от t_и, так и от скорости отклонения луча по радиусу экрана. Поэтому для получения максимально возмож­ной разрешающей способности по дальности при данной длитель­ности импульса применять шкалы большей дальности нецелесооб­разно. Например, при t_и=0.1 мкс шкала дальности должна быть не более 2,5 миль. В современных РЛС разрешающая способность по расстоянию изменяется в пределах 15—20 м на ближних шка­лах дальности, до 150 м и более — на дальних, причем обычно ого­варивается, что эти данные получены при вероятности 0,5.

^ Точность определения направления. Она характеризуется вели­чиной ошибки, с которой производится отсчет курсового угла или пеленга на экране индикатора; ошибки измеряются в градусах. Ошибки в отсчете направления возникают из-за наличия ошибок в самом приборе и ограниченной разрешающей способности зрения наблюдателя. Следует различать случайные ошибки, причины ко­торых точно учесть невозможно, и систематические ошибки, повто­ряющиеся или изменяющиеся при измерениях по известному за­кону.

Обычно допускают, что величина ошибки распределяется по нормальному закону, и пользуются понятием случайной средней квадратичной ошибки σ, а также максимальной (предельной) ошибки, равной Зσ. Кроме того, широко используется ошибка оп­ределенной вероятности, которая показывает, при каком проценте измерений ошибка не превышает данного значения, например для 50, 85 и 95% наблюдений вероятностные ошибки будут соответст­венно равны σ, 1,44 σ и 2 σ.

Случайные ошибки измерения направления возникают из-за сме­щения центра развертки в процессе работы аппаратуры, наличия

помех, ошибок наблюдателя, особенно при измерениях вблизи центра экрана и т.д. Систематические ошибки могут быть вызва­ны несовпадением центра механического визира с центром экрана, погрешностью визира, смещением отметки курса или неточным со­гласованием с гирокомпасом, ошибками гирокомпаса, радиолока­ционной девиацией и др.

Положение эхо-сигнала на экране по направлению относитель­но положения антенны в пространстве воспроизводится с ошибкой в несколько раз меньшей, чем ширина луча антенны. Следова­тельно, при точной установке на экране исходного направления для отсчета (диаметральная плоскость судна или меридиан) точ­ность определения направления будет не хуже, чем разрешающая способность РЛС по направлению.

В современных РЛС ошибка измерения направления по меха­ническому визиру обычно не более l—1,5° и по электронному ви­зиру — не более 0,5—1,0°.

^ Точность определения расстояния. Она характеризуется величи­ной ошибки, с которой производится отсчет дистанции на экране индикатора; измеряется в метрах или процентах от расстояния и указывается — при какой вероятности получены эти данные.

Случайные ошибки измерения расстояния могут возникать из-за изменения режима работы блоков развертки, НКД и ПКД, оши­бок наблюдателя и др. Систематические ошибки возможны из-за неточной установки цены НКД и нуля ПКД, нелинейности разверт­ки луча на экране индикатора и других причин.

При практически возможной линейности развертки и хорошем согласовании ее начала с моментом излучения импульса положе­ние эхо-сигнала на экране отображает действительное положение объекта по расстоянию с ошибкой не более длины импульса. Од­нако при снятии отсчета ошибка может быть увеличена.

Определение расстояния по ПКД дает более высокую точность, чем по НКД. Точность определения с помощью ПКД зависит от точности совмещения его с эхо-сигналом, в свою очередь завися­щей от масштаба шкалы дальности (на крупномасштабных шка­лах точность больше).

Практически в современных РЛС точность отсчета расстояния по ПКД лежит в пределах 0,5—3% измеряемой дальности.

Измерение расстояния с помощью НКД дает сравнительно не­высокую точность, если эхо-сигналы расположены между НКД. Число НКД обычно не более пяти на всю шкалу, а отсчет рас­стояния точнее, чем до 0,1—0,2 от цены деления НКД, взять невоз­можно. Поэтому точность определения по НКД не лучше 3—5% дальности используемой шкалы. Следует помнить, что при наличии нелинейности развертки скорость перемещения луча по радиусу неодинакова, поэтому точность определения по НКД уменьшается, а все изображение искажено (сжато у края экрана).

^ Частота поступления информации характеризуется числом повторений или обновлений изображения на экра­не в единицу времени. Выбор частоты поступления информации определяет­ся необходимостью иметь обновляю­щееся изображение на экране индика­тора без заметных скачков, поэтому при большей скорости судна она долж­на быть более высокой.

Различимость отдельных эхосигналов на экране РЛС зависит от многих данных, в том числе от яркости луча и длительности послесвечения. Так как применяющиеся трубки имеют сравнительно небольшой диапазон из­менения яркости луча, то для лучшего распознавания эхосигнала целесооб­разно накапливать яркость изображе­ния при накладывании эхоимпульсов друг на друга за счет увеличения по­слесвечения. Однако при очень дли­тельном послесвечении перемещаю­щиеся эхосигналы будут оставлять за собой светящийся след, который может закрывать другие объекты. Практиче­ски послесвечение выбирают таким, что­бы за время одного оборота антенны яркость изображения на экране умень­шалась несущественно. Яркость луча выбирают такой, при которой отсут­ствует расфокусировка луча и не об­разуется ореол вокруг пятна.

В простейшем случае частота пов­торения информации определяется ча­стотой вращения антенны. Следова­тельно, информация о всех объектах

поступает обычно не чаще, чем один раз за 3. 4 с. Возможность непрерыв­ного наблюдения на экране в течение этого времени обеспечивается длитель­ным послесвечением экрана индикато­ра, которое дает возможность наблю­дать «след» движущихся объектов на протяжении нескольких оборотов ан­тенны.

В некоторых РЛС при наличии в них специальных запоминающих уст­ройств обновление информации может происходить значительно реже, однако протяженность «следов» при этом мо­жет быть существенно увеличена.

^ Помехозащищенность РЛС опреде­ляет возможность сохранения работо­способности РЛС при воздействии раз­личных помех. При этом должно быть оговорено, в каких пределах обеспечи­ваются отдельные навигационные ха­рактеристики.

Помехозащищенность зависит от энергетического потенциала РЛС, уровня сигнал — шум на выходе при­емника, его динамического диапазона, величины боковых лепестков антенны, эффективности устройств подавления помех от волн, дождя, соседних РЛС и др.

^ Технические параметры РЛС

Технические характеристики и па­раметры определяются особенностями построения как РЛС в целом, так и ее отдельных блоков (приборов). В связи с этим целесообразно рассмотреть их отдельно для приемопередающего уст­ройства (которое включает в себя пе­редатчик, антенну, приемник) и отдель­но для индикаторного устройства.

Особо следует выделить характери­стики, которые определяют эксплуата­ционные показатели РЛС в целом.

Рассмотрим параметры приемопе­редающего устройства.

2. Длительность излучаемых (зон­дирующих импульсов t_и изменяется в пределах l,0. 0,05 мкс.

3. Частота повторения импульсов F (от нескольких сотен до нескольких тысяч импульсов в секунду).

4. Период повторения импульсов T=1/F (от нескольких тысяч до не­скольких сотен микросекунд).

5. Импульсная мощность излучения Ри, которая определяется средней мощ­ностью за время действия импульса (от 3. 5 кВт до 50. 80 кВт).

6. Средняя мощность излучения Рср, определяемая за время периода повторения, от нескольких ватт до не­скольких десятков ватт.

Соотношение между импульсной и средней мощностями излучения, как это видно из рис 12, определяется сле­дующим образом:

7
Рис. 12. Импульсная и средняя мощности излучения
. Усиление антенны G — число, ко­торое показывает, во сколько раз мощ­н
ость на единицу площади объекта больше от направленной антенны, чем от ненаправленной (при одинаковой мощности излучения); находится в пре­делах l..2 тыс. ед. и более и зависит от ширины луча антенны в горизон­тальной и вертикальной плоскостях.

8. Ширина луча антенны у опреде­ляется углом, в пределах которого мощность излучения не снижается до уровня менее половины ее значения в главном направлении (рис. 13). Диаг­рамма направленности радиолокацион­ных антенн имеет лепестковый харак­тер, причем в главном лепестке излу­чается не менее 95% всей мощности. Поэтому, пренебрегая боковыми лепе­стками, уровень которых в десятки и сотни раз меньше уровня главного ле­пестка, можно в большинстве случаев считать, что антенна всю энергию из­лучает в пределах угла у:

где γ—ширина луча, град.; λ—длина вол­ны, см: D—линейный размер антенны в дан­ной плоскости, см.

Коэффициент (50. 75) определяет­ся типом антенны и ее конструкцией. В современных РЛС применяется уз­кий луч в горизонтальной плоскости (0,7. 2°) и широкий — в вертикальной (15. 25 0 ).

Рис. 13. Диаграмма направленности антенны РЛС

Рис. 14. Влияние шумов приемника на экране:

а—осциллографа; б—индикатора РЛС

11. Полоса пропускания приемника Δf определяется полосой частот, кото­рую пропускает приемник при доста­точно равномерном усилении. При ши­рокой полосе хорошо усиливаются кратковременные импульсы, но боль­шой уровень собственных шумов при­емника затрудняет обнаружение сла­бых импульсов. При узкой полосе уро­вень шумов небольшой, но принимае­мые импульсы усиливаются плохо (ам­плитуда небольшая, фронты завали­ваются). При какой-то оптимальной полосе Δfoпт искажения импульса не­значительны, а его амплитуда выделя­ется над шумом наилучшим образом. На рис. 14, а, б показаны виды им­пульсов на фоне шумов на экране ос­циллографа и на экране РЛС для трех различных значений полосы пропуска­ния. Величина оптимальной полосы Δfопт (измеряемой в мегагерцах) опре­деляется только длительностью им­пульсов (измеряемой в микросекун­дах):

В современных РЛТ полоса пропус­кания приемника находится в преде­лах от 14 до 12. 18 МГц.

Рассмотрим параметры и характе­ристики индикаторного устройства РЛС.

Тип индикации. Используется в большинстве случаев ИОД. Часть РЛС, кроме того, имеет ИИД; переход от одного типа индикации к другому возможен в любой момент времени. При наличии в РЛС ИИД дополнитель­но указывается:

на каких шкалах используется ре­жим ИИД (обычно не более 8—12 миль);

с какой точностью обеспечивается движение центра развертки по экрану (3. 5% — по скорости, l. 2°—по кур­су) и др.

Вид ориентировки изобра­жения. Обычно в РЛС применяется выбираемая самим судоводителем ориентировка изображения либо на экране индикатора, либо по меридиану (северу), либо по курсу (диаметраль­ной плоскости). Переход от одного ви­да ориентировки к другому возможен обычно мгновенно. В некоторых РЛС, предназначенных для малых судов, имеется только ориентировка по кур­су. Ориентировка «стабилизированный курс» применяется редко. В режиме ИИД, как правило, используется ори­ентировка по меридиану, но имеются РЛС, в которых при этом используется ориентировка по курсу.

Диаметр экрана индикатора. Используются ЭЛТ с круглым эк­раном с диаметром от 110 до 450 мм. Центр развертки обычно устанавлива­ется в центре экрана, но в некоторых РЛС предусмотрено в режиме ИОД смещение центра развертки на ⅔ ра­диуса экрана (либо фиксированное в нескольких направлениях, либо плав­ное — в любую точку).

Масштаб изображения и количество шкал дальности. Масштаб изображения определяется диаметром экрана и применяемой шкалой дальности. Наиболее крупно­масштабная шкала имеет дальность не менее 0,25. 0,4 мили (масштаб не крупнее 1:2500), максимальная даль­ность шкалы — 64 мили (масштаб не мельче 1:500000). Количество шкал дальности не менее пяти-шести, при­чем обычно в современных РЛС масш­табы соседних шкал отличаются в 2 раза.

Качество экрана ЭЛТ. Оп­ределяется диаметром пятна луча на экране ЭЛТ и яркостью его послесве­чения. Чем меньше диаметр пятна, тем более мелкие детали радиолокационно­го изображения (при данном масшта­бе) могут различаться на экране. В ин­дикаторных ЭЛТ на радиусе экрана укладываются в среднем 250—300 от­дельных пятен. Яркость послесвечения луча достаточна для нормального наб­людения изображения на экране лишь при наличии над ним тубуса или в неос­вещенном помещении. В РЛС, исполь­зующих специальные телевизионные преобразователи, изображение на эк­ране может наблюдаться в условиях нормальной освещенности помещения.

Характеристики устройств для измерения координат. Для определения расстояния исполь­зуются НКД в количестве трех—пяти на шкалу дальности. В последних РЛС число НКД на всех шкалах делают одинаковым (например, четыре). Обычно ПКД может быть установлен на любую дальность, но в некоторых РЛС он имеет ограничения либо около нуля, либо на больших расстояниях. Отсчет измеренного расстояния (с точ­ностью до 0,01 мили) выдается на ме­ханическом счетчике или цифровом электронном табло.

Отсчет направления по механичес­кому визиру выдается с точностью до 1°, по электронному визиру — до 0,5°.

В некоторых РЛС электронный ви­зир направления имеет возможность изменять свою длину в соответствии

с установкой ПКД; иногда начало та­кого визира можно устанавливать в любую точку экрана.

Ниже приведены характеристики дополнительных устройств для преду­преждения столкновений судов:

тип устройства и решаемые им за­дачи (автоматизация прокладки, оцен­ка ситуации, выбор маневра и т. д.);

количество обрабатываемых эхо-сигналов встречных судов;

степень автоматизации процессов, связанных с выбором и обработкой эхосигналов и др.

Эксплуатационные характеристики РЛС.

Состав комплекта. Обычно в РЛС имеются три основных прибора (приемопередатчик, индикатор, антен­на) и силовая часть (преобразователь напряжения судовой сети переменного или постоянного тока в напряжение повышенной частоты 400 Гц). Иногда в комплект входят дополнительные блоки (питания, сопряжения одних приборов с другими, управления и т. д.). Кроме того, могут быть и такие комплектации, в которых имеются работающие на дру­гих волнах приемопередатчики, дубли­рующие и дополнительные индикаторы и т. д.

Масса, габариты и потреб­ляемая мощность определяются техническими характеристиками РЛС и в первую очередь размером экрана в индикаторе, мощностью передатчи­ка, шириной луча антенны, а также применяемой элементной базой (ра­диолампы, транзисторы, интегральные схемы). Современные РЛС имеют об­щую массу аппаратуры от нескольких десятков до нескольких сотен и более килограмм. Потребляемая мощность— от нескольких сотен ватт до несколь­ких киловатт.

Надежность и ремонтопри­годность аппаратуры опреде­ляются наработкой на один отказ (не менее 250. 500 ч) и временем восста­новления работоспособности (обычно задается 30 мин). В РЛС более ран­него выпуска в ЗИП придаются от­дельные элементы россыпью, в более современных — обычно запасные бло­ки. При достаточно высокой надежности аппаратуры комплект запчастей на судне может быть весьма упрощен­ным, ремонт осуществляется на их базе.

Стоимость РЛС определяется как техническими, так и эксплуатаци­онными показателями, перечисленны­ми выше. Отпускная цена РЛС может быть от нескольких тысяч до несколь­ких десятков тысяч рублей. Следова­тельно, судовые РЛС являются доро­гостоящим оборудованием и эксплуа­тироваться должны таким образом, чтобы станция была работоспособна в течение всего срока, на который она рассчитана (8. 10 лет).

РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ «Печора-2»

Судовые навигационные радиолока­ционные станции кругового обзора се­рии «Печора» предназначены для уста­новки на судах второй и третьей групп по классификации Регистра СССР.

Серия состоит из двух модифика­ций: «Печора-1» и «Печора-2». Стан­ция «Печора-1» работает только в ре­жиме относительного движения, ком­плектуется антенной с шириной диа­граммы направленности в горизонталь­ной плоскости 1,9° и индикатором на ЭЛТ диаметром 230 мм. Станция «Пе­чора-2» имеет антенну с диаграммой направленности в горизонтальной пло­скости 0,8° и индикатор на ЭЛТ диа­метром 310 мм. Кроме того, РЛС «Пе­чора-2» предусматривает сопряжение с прибором истинного движения (при­бор Д), что обеспечивает ей режим

относительного и истинного движения, сопряжения с устройством «Ольха» для безопасного расхождения судов, а также укомплектована накладным отражательным планшетом, позволяю­щим решать задачи по расхождению судов.

^ Технические и навигационные ха­рактеристики. Все станции серии «Пе­чора» имеют максимальную дальность 48 миль, работают на волне 3,2 см (частота излучения 9370 МГц), излу­чают радиоимпульсы мощностью не менее 12 кВт. РЛС имеют по 8 шкал дальности: 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 16,0;

32,0; 48,0 миль, цена деления меток дальности соответственно по шкалам дальности: 0,25; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0;

В станциях возможна ориентировка изображения по курсу и по меридиану, на шкалах l. 8 миль возможно смеще­ние центра развертки до 2/3 радиуса экрана в любую точку. Для измерения угловых положений объектов имеются механический и электронный визиры направления. Измерения расстояний осуществляют с помощью МД и ПВД. Отсчет направления электронного ви­зира и ПВД выдается на электронных цифровых табло.

РЛС имеет радиоприемник с лога­рифмической амплитудной характерис­тикой, чувствительность приемника не хуже 120 дБ/Вт. В качестве гетероди­на используется генератор на диоде Ганна с ручной и автоматической под­стройкой частоты. Промежуточная час­тота 60 МГц. Для борьбы с помехами от волн и атмосферных осадков слу­жат ВРУ и МПВ.

РЛС имеет максимальную даль­ность обнаружения при вероятности 0,8 и при высоте антенны 15 м: не ме­нее 20 миль для берега высотой 60 м;

не менее 10 миль для судна вместимо­стью 5000 регистровых тонн, не менее 3 миль для среднего морского буя без радиолокационного отражателя.

Разрешающая способность по даль­ности не хуже 25 м. Разрешающая способность по направлению для се­рии «Печора-1» не хуже 2°, для серии «Печора-2» не хуже 1°. Предельная погрешность измерения направления с помощью механического визира 1°, с помощью электронного визира — 0,8°.

Инструментальная погрешность средства измерения дальности не бо­лее 25 м.

Погрешность индикации движения отметки своего судна в режиме ИД:

по скорости не более ±5%, по углу не более ±2,5°.

Элементная база — транзисторы и интегральные схемы. Для получения высокой точности передачи углового положения антенны на индикатор, формирования ЭВН и обеспечения со­пряжения с дополнительными прибора­ми в РЛС применены схемы цифрово­го представления и сохранения угла.

Мощность, потребляемая от борто­вой сети: при напряжении 200 В, час­тоте 50 Гц — 620 Вт, при постоянном напряжении 27 В — 480 Вт.

Время, необходимое для приведе­ния станции в работу, не превышает

4 мин. Время непрерывной работы станций не ограничено.

В комплект РЛС серии «Печора-2» входят следующие приборы:

прибор А — антенное устройство (3);

прибор П—приемопередатчик (2);

Кроме того, в комплект РЛС «Пе­чора-2» могут дополнительно входить:

прибор Д — устройство истинного движения;

прибор «Ольха» — устройство для оценки безопасного расхождения су­дов.

Функциональная схема. Прибор П содержит: тракт временной синхронизации; передатчик; тракт СВЧ и УПЧ, образующие приемник.

Прибор А включает: антенное устройство А с вращающимся перехо­дом ВП, фотоэлектронный растровый преобразователь ФРП и мотор враще­ния антенны М,

В состав прибора И входят: тракт угловой синхронизации, тракт времен­ной развертки, тракт ввода информа­ции, тракт визира и меток дальности (ВМД), тракт ЭЛТ.

При описании схемы использованы в основном обозначения, принятые в техдокументации РЛС. Некоторые из блоков упрощены и получили допол­нительные обозначения. В построении блоков РЛС «Печора» имеется много общего с РЛС «Наяда-5», поэтому опи­сание некоторых из блоков даны в кратком виде.

Приемопередающее уст­ройство. Временная синхронизация работы станции осуществляется от за­дающего генератора ЗГ, который выра­батывает запускающие импульсы с час­тотой следования 3400 имп/с. С помо­щью делителя частоты в блоке управ­ления синхронизацией УС частота сле­дования импульсов запуска приводится к 1700 или 850 имп/с. Изменение час­тоты производится с пульта управле­ния переключателем шкал дальности ШД. Кроме того, в блоке УС осуще­ствляется необходимая временная за­держка импульсов для синхронизации прибора И, ВРУ, схемы УПЧ и запус­ка модулятора передатчика.

При поступлении запускающих им­пульсов / на модулятор передатчика МП в нем формируются импульсы вы­сокого напряжения, длительность ко­торых переключается переключателем ШД. Магнетронный генератор МГ под действием импульсов модулятора 2 вырабатывает импульсы СВЧ 3, кото­рые с помощью ферритового циркулятора ФЦ тракта СВЧ поступают через вращающийся переход ВП на антенну и излучаются в пространство. Отра­женные от объектов импульсы 4 коле­баний СВЧ принимаются той же ан­тенной в паузах между импульсами передатчика и направляются в смеси­тель СМ1, где с помощью непрерыв­ных колебаний 5, вырабатываемых ге­теродином на диоде Ганна ГГ, преоб­разуются в импульсы промежуточной частоты 6. В каскадах блока УПЧ, имеющих линейно-логарифмическую характеристику, эти колебания усили­ваются и одновременно детектируются. С выхода УВЧ видеоимпульсы 7 по­ступают в индикатор. Для защиты УПЧ от излучаемого импульса осуще­ствляется его запирание импульсом подавления, который формируется в УПЧ под действием импульса 8 из блока УС. Для поддержания постоян­ства промежуточной частоты в автома­тическом режиме имеется схема АПЧ, которая вырабатывает управляющее напряжение для гетеродина. Это на­пряжение перестраивает гетеродин ГГ до тех пор, пока разностная частота генератора Ганна и магнетрона на сме­сителе СМ2 не станет равной номи­нальному значению 60 мГц. В режиме ручной регулировки для управления частотой гетеродина используется на­пряжение с потенциометра РПЧ, рас­положенного на панели управления.

Для передачи на индикатор дан­ных об угловом положении антенны используется фотоэлектронный растро­вый преобразователь ФРП, установ­ленный на валу антенны. Он выраба­тывает на оборот антенны две серии по 1800 импульсов, сдвинутых на 90°, и специальный «нулевой» импульс, по­являющийся при совпадении направ­ления излучения антенны с диамет­ральной плоскостью судна. Используется «нулевой» импульс для формирования импульса отметки курса и «обнуления» счетчика угла антенны.

^ Управление РЛС. Органы уп­равления. Перед управлением РЛС необходимо изучить символику органов уп­равления согласно следующим обоз­начениям:

^ Порядок работы с РЛС.

Включение РЛС в работу и регули­ровку в процессе работы производят в следующем порядке.

1. Подать на станцию напряжение бортовой сети. В приборе питания дол­жны загореться контрольные лампы.

2. Включить станцию. Для этого переключатель «Откл.-готовность-ра­бота» на пульте управления прибора И установить в положение «Работа». На экране появится радиально-круговая развертка и вспомогательные мет­ки: отметка курса, метки дальности и электронный визир направления.

3. Установить необходимую яркость подсветки шкал, «Яркость развертки», ЭВН, ВД, МД, ОК.

4. Проверить возможность переме­щения метки визира дальности и конт­роля по цифровому табло «Мили».

5. Проверить возможность переме­щения ЭВН и обеспечение контроля на табло «ЭВН-градусы». Помнить, что ЭВН имеет две скорости переме­щения в любую сторону.

6. Проверить работу схемы ориен­тировки изображения и провести со­гласование РЛС с гирокомпасом. Для этого переключатель «Согласование-курс-север» поставить в положение «Согласование». С помощью ЭВН вы­ставить на табло значение истинного курса по репитеру гирокомпаса.

7. Проверить смещение начала развертки. Поставить переключатель шкал дальности на одну из шкал в пределах 8 миль. Нажать кнопку «Смещение центра» и ручками «Сме­щение X» и «Смещение У» проверить перемещение центра развертки в лю­бую сторону до Уз радиуса экрана ЭЛТ.

8. Через 4 мин с момента подачи питания автоматически включается передатчик, о чем сигнализирует крас­ная сигнальная лампочка «Высокое напряжение передатчика» на пульте управления прибора И, и на экране появляется изображение объектов в зоне обзора станции. Отрегулировать регуляторы «Усиление», «Волны» и при необходимости «Дождь».

9. Если схема АПЧ имеет недоста­точную настройку, то нужно вклю­чить РПЧ, по изображению на экране ЭЛТ произвести ее подстройку.

10. При необходимости отключить передатчик, переключатель «Откл.-го­товность-работа» перевести в положе­ние «Готовность».

11. Выключить станцию переводом переключателя «Откл.-готовность-ра­бота» в положение «Откл.» и отклю­чить напряжение бортсети.

Источник