Радиолокационная аппаратура радиовысотомера

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА РАДИОВЫСОТОМЕРА Вся радиолокационная аппаратура радиовысотомера размещена в прицепах ВI и ВII.

Схема расположения аппаратуры прицепа ВI.

Схема расположения аппаратуры прицепа ВII.

радиовысотомер тракт частота амплитудный Рассмотрим функциональные связи радиовысотомера по отдельным трактам, системам.

Тракт запуска и масштабных отметок дистанции Синхронизация работы приемо-передающей аппаратуры, индикаторной аппаратуры и системы вычитания осуществляется с помощью импульсов запуска, которые вырабатывает блок запуска и масштабных отметок дистанции ДД-07, размещенный в шкафу Д-2. Частота повторения импульсов запуска зависит от выбранного на блоке ЦП-05 шкафа И-7 режима запуска.

На передающую аппаратуру поступает импульс запуска С-3, на системы вычитания и защиты от несинхронных помех — С-7, С-21. на индикаторную аппаратуру — С-6, на сопрягаемые системы — С-2, С-4 и С-25.

При сопряжении радиовысотомера с дальномером блок ДД-07 запускается импульсами запуска дальномера через блок сопряжения ЛП-35.

Масштабные отметки дистанции (10 и 50 км) поступают (с блока ДД-07) на индикатор высоты ИВ-06М и индикатор кругового обзора ИКО-02.

Тракт зондирующих импульсов Импульс запуска С-3 с блока ДД-07 поступает на запуск модулятора, расположенного в шкафу П-03. Модулятор вырабатывает короткий высоковольтный импульс, который поступает на высокочастотный генератор (катод магнетрона). Высокочастотный генератор вырабатывает мощный высокочастотный импульс электромагнитных колебаний (зондирующий импульс), который через фазовый трансформатор ПКП-02, волноводный переключатель АК-05, ферритовый циркулятор ФЦ-01, волноводный короткозамыкатель ЗВ-01, волноводное вращающееся сочленение АВ-04 поступает в облучатель АО-17 и затем излучается антенной АЗ-17 в пространство.

Фазовый трансформатор служит для согласования выхода магнетрона передатчика с волноводным трактом, что обеспечивает стабильность частоты генерируемых магнетроном высокочастотных колебаний и отдачу в волноводный тракт максимальной мощности.

Волноводный переключатель АК-05 предназначен для направления энергии одного из передатчиков на ферритовый циркулятор ФЦ-01, который предназначен для автоматического переключения системы радиовысотомера с передачи на прием и обратно.

Волноводный короткозамыкатель работает в том случае, когда энергия от передатчика направляется на эквивалент. В этом случае выход на антенную систему закорачивается, что исключает просачивание мощности в антенную систему.

Волноводное вращающееся сочленение АВ-04 соединяет неподвижную часть волноводного тракта с подвижной, обеспечивая качание облучателя совместно с отражателем антенны. Для повышения электрической прочности волноводов вращающегося сочленения блоком дегидратора создается избыточное давление.

Радиовысотомер имеет двухканальное передающее устройство, т. е. имеется два высокочастотных генератора и общий модулятор.

К антенно-волноводному тракту может быть подключен только дин из генераторов. Управление каналами производится с блока ЦП-05 с помощью переключателя КАНАЛ I—КАНАЛ II.

При переключении каналов коммутируются:

выход модулятора к соответствующему генератору;

выход включенного высокочастотного генератора (через блок АK-05) к антенно-волноводному тракту.

Одновременно с переключением высокочастотных генераторов производится перестройка местного гетеродина ВГ-12 и преселекторов блоков смесителей PC-18.

Тракт приема и индикации отраженных сигналов В радиовысотомере имеются:

приемный тракт эхо-сигналов основного радиолокационного канала;

приемный тракт сигналов системы подавления бокового ответа (ПБО);

приемный пеленгационный тракт.

Рассмотрим каждый из этих трактов.

Тракт эхо-сигналов основного радиолокационного канала Отраженная от целей высокочастотная энергия (эхо-сигнал) попадает на рабочую поверхность отражателя, далее на облучатель и в волноводный тракт.

По волноводному тракту (через волноводное вращающееся сочленение АВ-04, волноводный короткозамыкатель ЗВ-01, ферритовый циркулятор ФЦ-01) эхо-сигнал поступает на УВЧ № 1, где усиливается по высокой частоте и затем (через преселектор) поступает на смеситель сигналов PC-18 № 1, на который поступает также напряжение с местного гетеродина ВГ-12.

Функциональная схема радиовысотомера ПРВ-13.

Далее эхо-сигнал на промежуточной частоте усиливается предварительным УПЧ ИСД-02 № 1, с выхода которого поступает на блок приемника РП-07, где происходит основное усиление по промежуточной частоте, детектирование (амплитудное и фазовое) и усиление по видеочастоте.

Приемное устройство РП-07 имеет два канала: амплитудный и когерентный. Последний используется для выделения целей на фоне пассивных помех и имеет два выхода — К1 и К2.

С амплитудного выхода блока РП-07 сигнал поступает на блок приемника системы ПБО (РО-02) и транзитом через него проходит на блок защиты от несинхронных помех ФП-02. Если блок ФП-02 включен, то в нем происходит подавление несинхронной импульсной помехи. При выключенном блоке эхо-сигнал транзитом проходит на выход и далее (через блок электронной коммутации эхо-сигналов ЭК-03 и блок сопряжения и управления ДЛ-06) поступает на индикаторы ИВ-06М и ИКО-02.

С двух когерентных выходов РП-07 сигналы поступают соответственно на блоки вычитания КВ-01 № 1 и КВ-01 № 2.

С общей нагрузки блоков вычитания сигналы поступают на индикаторы.

Субблок коммутации ЭК-03 позволяет иметь на индикаторе воздушную обстановку:

по амплитудному каналу на выбранном масштабе;

по когерентному каналу;

совмещенную обстановку амплитудного и когерентного каналов, т. е. до определенной дальности ЭХО-КОГЕРЕНТНОЕ и далее ЭХО-АМПЛИТУДНОЕ.

Управление коммутацией каналов, А и К производится с блока ЦП-05 переключателем КОГЕР.—АМПЛ.—СМЕШ.

Тракт подавления бокового ответа (ПБО)

Тракт ПБО предназначен для подавления импульсных сигналов, принятых боковыми лепестками диаграммы направленности основной антенны A3−17.

Подавление импульсных сигналов, принятых боковыми лепестками, производится путем вычитания сигналов тракта ПБО из сигналов основного радиолокационного тракта. Для этого используется антенная система ПБО АЗ-26, которая имеет диаграмму направленности, соразмерную в угломестной и азимутальной плоскостях с боковыми лепестками диаграммы направленности антенны АЗ-17. Сигналы, принятые антенной АЗ-26 через коаксиальное вращающееся сочленение АВ-03, коаксиальный переключатель РК-01, поступают на УВЧ № 2, идентичный блоку УВЧ № 1, и через преселектор на смеситель сигналов PC-18 № 2, куда поступает также напряжение с местного гетеродина ВГ-12. По промежуточной частоте эхо-сигналы усиливаются предварительным УПЧ (блок ИСД-02 № 2), с выхода которого поступают на блок приемника РО-02. В блоке РО-02 происходит усиление и преобразование сигналов вспомогательного канала в видеоимпульсы, а затем вычитание сигнала, принятого вспомогательной системой, из сигнала, принятого основной системой, в результате чего «отсекаются» сигналы, принятые боковыми лепестками диаграммы направленности основной антенны.

Сигнал, обчищенный от помехи, с выхода блока РО-02 поступает на индикаторы.

При выключении блока РО-02 отключается вспомогательный канал, а сигналы основного канала транзитом проходят через блок РО-02 на индикаторы радиовысотомера. Таким образом, функционирование системы ПБО обеспечивается совместной работой основного приемного канала со вспомогательным высокочастотным каналом и блоком РО-02.

Пеленгационный канал Пеленгационный канал является частью пеленгационной аппаратуры РЛК 64Ж6 или 5Н87. В радиовысотомере он предназначен для определения пеленга по углу места.

Как видно из функциональной схемы, пеленгационный канал радиовысотомера представляет собой совокупность двух каналов: основного и вспомогательного.

Сигнал активной шумовой помехи принимается основной антенной АЗ-17 по главному и боковым лепесткам ее диаграммы направленности, Этот сигнал проходит основной высокочастотный приемный канал, где усиливается по высокой частоте, преобразуется в сигнал промежуточной частоты в блоке ИСД-02 № 1 и разделяется на два выхода. С выхода № 1 сигнал поступает, как указывалось выше, на РП-07, а с выхода № 2 — на приемник пеленгационного канала ИЛП-02.

Блок ИЛП-02 представляет собой двухканальный приемник с широким динамическим диапазоном входных сигналов и логарифмической амплитудной характеристикой усиления. Такой приемник обладает свойством плавно изменять коэффициент усиления в зависимости от амплитуды входного сигнала. Этим достигается почти постоянная амплитуда сигналов при больших изменениях входных сигналов, что в свою очередь резко сужает сектор засвета на экранах от активных помех и повышает точность определения пеленга на постановщики помех.

Принятый сигнал усиливается в УПЧ, детектируется, усиливается видеоусилителем, и поступает в аппаратуру РЛК, где проходит дальнейшую обработку.

Однако из-за приема помех боковыми лепестками диаграммы возможна неоднозначность определения пеленга. Чтобы устранить ее, используется канал устранения ложного пеленга. Он работает от антенны АЗ-26, диаграмма направленности которой охватывает все боковые лепестки диаграммы направленности основного канала как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Сигнал, принятый антенной АЗ-26, проходит вспомогательный высокочастотный канал, усиливается, преобразуется в сигнал промежуточной частоты и поступает на ИСД-02 № 2, где опять усиливается и разделяется на два выхода: один (№ 1) — на РО-02, а второй (№ 2) — на второй канал СУЛП приемника ИЛП-02. В ИЛП-02 этот сигнал, аналогично сигналу основного канала, усиливается по промежуточной частоте, детектируется, усиливается видеоусилителем и поступает в РЛК.

Система измерения и передачи высоты В состав системы входят:

датчик угла места (ДУ-12М);

индикатор высоты (ИВ-06М);

блок сопряжения и формирования маркера высоты (ЦК-04).

Как уже отмечалось выше, для определения высоты необходимо решить уравнение.

Н_{ц = h + Дh = Дн sinИ + Дн²/(2Rз.э.), где}

'Это уравнение решается в шкафу индикатора высоты ИВ-06.

Для решения первого слагаемого уравнения на индикатор высоты подается напряжение, пропорциональное синусу угла наклона антенны, которое снимается с датчика угла места ДУ-12М.

Датчик угла размещен на оси качания антенны и представляет собой потенциометр, ползунок которого механически связан с осью качания антенны.

Под воздействием напряжения угла места линия развертки на экране индикатора высоты перемещается синхронно с качанием антенны.

Для решения второго слагаемого уравнения линия развертки искривляется в виде параболы.

Принцип определения высоты Парабола учитывает поправку на кривизну Земли. Для отсчета высоты в индикаторе ИВ-06М вырабатываются 17 масштабных отметок высоты с ценой деления:

на масштабе 8,5 км — 0,5 км;

на масштабе 17 км — 1 км;

на масштабе 34 км — 2 км;

на масштабе 85 км — 5 км.

Вид экрана индикатора высоты Кроме того, в нем с помощью блока ЦК-04 вырабатывается маркер высоты. При качании антенны и развертки на экране ИВ-06М высвечиваются масштабные отметки высоты. Каждая пятая из них имеет большую яркость. Диаграмма направленности антенны радиовысотомера в вертикальной плоскости узкая. Поэтому в момент облучения цели в определенном месте экрана индикатора высветится отметка в виде вертикальной черточки. Съем высоты цели с экрана индикатора производится путем интерполяции середины отметки цели относительно масштабных отметок высоты.

Система перестройки рабочей частоты и Система перестройки рабочей частоты предназначена для быстрой перестройки приемных устройств радиовысотомера с одновременным переключением передающего устройства с одного литерного магнетрона на другой.

Для того чтобы изменить рабочую частоту приемных устройств, необходимо одновременно перестроить:

местный гетеродин ВГ-12;

преселектор основного высокочастотного приемного канала РС-18 № 1;

преселектор вспомогательного высокочастотного канала PC-18 № 2.

Изменение частоты местного гетеродина при перестройке производится путем одновременного перемещения плунжеров анодного и сеточного контуров гетеродина. Это выполняет кулачковый механизм перестройки ЛГ-01, укрепленный на шасси блока ВГ-12.

Перестройка преселектора как основного, так и вспомогательного каналов, производится перемещением плунжера внутри контура блока PC-18 механизмом ЛР-06.

Система перестройки рабочей частоты состоит из трех маломощных следящих систем, т. е. для каждого подстроечного элемента имеется своя следящая система.

Для управления системами используются задающие устройства:

потенциометрические датчики — для системы перестройки гетеродина;

сельсины, расположенные в блоке ДП-05, — для системы перестройки преселекторов.

Дистанционная перестройка с одной частоты на другую производится с блока ЦП-05, местная перестройка — со шкафа ЦМ-23. При этом в следящих системах включаются датчики соответствующего канала. В результате в цепях управления возникают сигналы, которые усиливаются соответствующими усилителями блока ДП-05 и подаются на исполнительные двигатели блоков ВГ-12, PC-18 № 1 и № 2.

Исполнительные двигатели вращаются до тех пор, пока подстроечные элементы каждой системы не займут определенного положения, соответствующего новой частоте.

На время перестройки рабочей частоты импульсы запуска снимаются с передающего устройства. Время перестройки 2 с.

Система качания Система качания антенны предназначена для управления движением антенной системы по углу места в различных режимах.

Режим КАЧАНИЕ 30° обеспечивает качание антенны с амплитудой 15° и частотой 30 периодов в минуту. При этом биссектриса сектора качания может быть плавно установлена в пределах 13—17°.

Режим КАЧАНИЕ 6° обеспечивает качание антенны с амплитудой 3° и частотой 72 периода в минуту около любой биссектрисы в пределах сектора по углу места от +1 до +27°.

Режим ОСТАНОВ обеспечивает установку антенны при ручном управлении на любой угол места от —2 до +30°.

Режим ПРОГРАММА обеспечивает ступенчатое перемещение антенны по углу места на 40—60'.

Число ступенек может быть 0, 1, 2, что соответствует одно-, двухили трехвитковому круговому обзору. По окончанию программы антенна устанавливается в исходное положение по углу места.

Система качания антенны представляет собой силовой следящий гидропривод. Переключение режимов качания осуществляется с помощью кнопочного переключателя на столике блока управления ЛЦ-09. В блоке ЛЦ-09 находятся датчики грубого и точного отсчета, определяющие заданное положение антенны по углу места.

Приемные датчики грубого и точного отсчета, определяющие действительное положение антенны по углу места, расположены в блоке ГС-02.

Датчики и приемники соединены по трансформаторной схеме и вырабатывают сигнал рассогласования между заданным и действительным положениями антенны по углу места. Предварительное усиление сигнала рассогласования осуществляется в блоке ГВ-01, представляющем собой электронный усилитель. Преобразование электрического сигнала в гидравлический и дальнейшее усиление его по мощности происходит в насосной цепи ТН-02, которая приводит в движение исполнительный механизм ГИ-03.

Блок ГИ-03, состоящий из двух силовых гидроцилиндров, преобразует гидравлический сигнал во вращательное движение, которое через систему рычагов, образующих параллелограмм, передается на ось качания антенны. Параметры двигателя определяются заданным режимом и сигналом рассогласования.

Система вращения Система вращения радиовысотомера служит для обеспечения поворота кабины по азимуту в различных режимах работы. В систему вращения входят:

субблок датчиков грубого отсчета (ГО), точного отсчета (ТО) и переключатель режимов блока ЛЦ-09;

блок приемников ГО и ТО — ДФ-09;

блок усиления ЛУВ-01;

блок задания режимов азимутального сканирования ВЗ-01;

блок электромашинного усилителя ЛМП-01;

редуктор вращения кабины.

В радиовысотомере предусмотрены следующие режимы вращения антенны по азимуту:

ручное управление, обеспечивающее установку антенны по азимуту на любой угол с точностью ±20';

секторный обзор пространства со скоростями 54 и 135 град/мин при плавно меняющейся величине сектора от 10 до 170°; биссектриса сектора может устанавливаться на любой азимут;

круговой обзор со скоростями 6 и 10 об/мин.

Вращение кабины осуществляется силовой электромеханической следящей системой, в которой используется двигатель постоянного тока, на который поступает напряжение от электромашинного усилителя, Для получения необходимой точности передачи угла в системе вращения применена двухканальная система (грубый и точный каналы).

Датчиками угла в системе вращения служат два сельсина-датчика — грубый и точный, связанные между собой редуктором с коэффициентом редукции 1:23.

На опорно-поворотном устройстве повозки КЛУ-10 смонтирован блок ДФ-09, в котором находятся два сельсина-приемника, связанных тем же передаточным отношением 1:23.

Сигнал управления (рассогласования) возникает в результате разности угловых положений сельсин-датчиков относительно сельсин-приемников. Усиление сигналов управления системой вращения происходит в блоках ЛЦ-09, ЛУВ-01 (усилительно-релейная часть схемы), ВЗ-01 (формирование сигналов при работе в секторных режимах). Напряжение на выходе блока ЛУВ-01 имеет величину, зависящую от режима работы или степени рассогласования между сельсин-датчиками и сельсин-приемниками. Полярность напряжения зависит от того, в какую сторону должна поворачиваться кабина. Это напряжение поступает на электромашинный усилитель ЛМП-01, усиливается до нужного значения, после чего оно поступает на исполнительный двигатель. Последний через редуктор связан с поворотным устройством кабины. Сельсин-датчики, задающие угол поворота, размещены в блоке ЛЦ-09 и связаны с рукояткой ручного управления вращением по азимуту и азимутальными шкалами грубого и точного отсчетов.

При переходе в секторные режимы в цепи, соединяющие сельсин-датчики и сельсин-приемники блока ДФ-09, включаются дифференциальные сельсины, находящиеся в блоке ВЗ-01, которые вращаются с определенными скоростями шаговым двигателем.

Система вращения радиовысотомера представляет собой комбинированную следящую систему, которая при отработке больших углов рассогласования (более 10°) первоначально работает в разомкнутом режиме по оптимальной программе; при уменьшении угла рассогласования (меньше 10°) система замыкается и работает как обычная двухканальная следящая система, обеспечивая необходимую точность отработки.

Круговой обзор со скоростями вращения 6 и 10 об/мин осуществляется системой в разомкнутом режиме.

Управление вращением при сопряжении с дальномерами переводится с блока ЛЦ-09 на блок ДЛ-06. При этом задающими сельсинами служат сельсины блока ДЛ-Об.

Аппаратура сопряжения Радиовысотомер электрически сопрягается с дальномерами 5Н87, 64Ж6, П-35М, П-14 и системами АСУ АРТУ-1, АПН КАСКАД-М, АСПД-1М и АСУРК-1М. В состав аппаратуры сопряжения входят:

индикатор кругового обзора ИКО-02;

блок огибающих и отметок азимута ДО-02;

блок управления ДЛ-06;

блок сопряжения ЦК-04;

блок сопряжения ЛП-35.

Индикатор ИКО-02 при совместной работе с дальномерами используется для целеуказания оператору высотомера. На экране индикатора отображается воздушная обстановка по данным сопрягаемого дальномера и высвечивается маркер, определяющий направление радиолуча радиовысотомера в азимутальной плоскости. При совмещении на ИКО-02 маркера с отметкой от цели автоматически разворачивается кабина ВI и радиолуч высотомера направляется на цель. На индикаторе ИВ-06М маркер высвечивается в виде вертикальной линии и указывает цель, высоту которой необходимо определить. Управление вращением, а, следовательно, и маркером по азимуту осуществляется кнюппельным устройством блока ДЛ-06.

При сопряжении высотомера с дальномером П-35М используется блок сопряжения ЛП-35. В нем расположены усилитель импульсов запуска дальномера и повторитель вращения. Последний обеспечивает сопряжение синхронно-следящей передачи (ССП) вращения дальномера с ССП высотомера.

На экране ИКО-02 может отображаться обстановка по данным радиовысотомера, когда он используется в режиме дальномера.

Для сопряжения радиовысотомера с аппаратурой КАСКАД-М (прицеп 54) используются блок сопряжения ЦК-04 и датчик угла места ДУ-15.

При этом радиовысотомер обслуживает посты УСД КАСКАД-М поочередно. Управление вращением кабины и измерение высоты целей осуществляют операторы УСД. Для работы индикаторов высоты постов УСД используется выходное напряжение, снимаемое с датчика угла ДУ-15.

При неточном развороте антенны радиовысотомера на азимут цели (когда оператор не видит отметки цели, дальность до которой ему указана маркером) оператор радиовысотомера имеет возможность корректировать азимут антенны в пределах ±3° ручкой ПОИСК блока ЦК1−02.

При сопряжении с аппаратурой АСПД — (прицеп 2БУ) полное управление радиовысотомером (включение и управление всеми системами) и определение высоты ведется оператором индикатора ИСВ АСПД-1М.

При сопряжении с аппаратурой АСУРК:

на шасси блока ИКК-01 переключатель СОПРЯЖЕНИЕ—РЛС ставится в положение СОПРЯЖЕНИЕ;

переключатель АВТОНОМНО—ВЫКЛ. на шасси блока ИВ-06М — в положение ВЫКЛ.;

переключатель ВЫСОТА—УГОЛ на передней панели ИВ-06М — в положение УГОЛ.

Вместо датчика угла ДУ-12М устанавливается линейный датчик ЛД-01. В этом случае развертка на индикаторе высоты линейная. На экране высвечиваются эхо-сигналы и маркер угла. Оператор радиовысотомера совмещает маркер угла с серединой отметки от цели и нажимает выключатель на ЦК-04 ВЫДАЧА ДАННЫХ. При этом на систему АСУРК поступает напряжение угла места цели в виде двоичного кода.

Система управления, защиты и контроля (СУЗИК)

Система предназначена для обеспечения нужной последовательности автоматического включения аппаратуры высотомера, автоматического отключения аппаратуры в случаях аварийного режима, световой и звуковой сигнализации при авариях, световой сигнализации при неисправностях в аппаратуре.

Основная аппаратура защиты и управления смонтирована в шкафу автоматики ЦМ-23 и в блоке автоматики системы жидкостного и воздушного охлаждения (ЖВО) ЦВ-01.

Последовательность включения аппаратуры задается с помощью реле времени. Оно устанавливает необходимые интервалы времени между включением охлаждения, накала ламп, анодных напряжений. Цикл работы реле времени — 7 мин, что определяется максимальной выдержкой времени между включением накала и анодного напряжения на тиратроны модулятора передающего устройства.

Включение аппаратуры может производиться дистанционно с панели блока ЦП-05 в шкафу И-7 или непосредственно в прицепах с панели щитка ИЩ-03 в прицепе ВII и шкафа ЦМ-23 в прицепе ВI.

При возникновении неисправности в каком-либо из устройств, нарушающей работу этого устройства или станции, срабатывает соответствующая система автоматической защиты. Она отключает аппаратуру и подает световой и звуковой сигналы аварии на блок дистанционного управления ЦП-05 и шкаф ЦМ-23. При этом на панели шкафа ЦМ-23 срабатывает световая сигнализация, указывающая место неисправности.

При неисправностях в вентиляторах шкафа ПК-3, радиаторе жидкостного охлаждения (ЖО), а также в вентиляторах № 1 или № 2, допускающих работу станции в целом, на блок ЦП-05 подается световой сигнал о неисправности в той или иной системе, а сама неисправная система отключается.

При срабатывании анодной защиты передатчика имеется возможность повторного включения передатчика с блока ЦП-05 или шкафа ЦМ-23.

Питание релейных схем осуществляется постоянным напряжением 27 и 110 В.

Включение и защита блоков питания шкафов К-3, Д-2, И-7 и вентиляции прицепа ВII осуществляется с помощью аппаратуры, размещенной в щитке ИЩ-03 прицепа ВII.

Система электропитания В качестве первичного электропитания используется трехфазное напряжение 220 В 400 Гц основного или резервного агрегата АД-30, либо напряжение сети через ВПЛ-30. Вторичное электропитание накальных и анодных цепей осуществляется от блоков питания, размещенных в шкафах аппаратуры радиовысотомера.