Основные технические характеристики

1.6.1 Основные технические характеристики

1.Динамический диапазон (дБ)

режим ЛЧМ - не менее 70

режим КНИ - не менее 80

2.Диапазон доплеровских частот (кГц) - от -17 до +60

3.Коэффициент шума (дБ) - не более 7,5

4.Уровень сигнала на выходе приемника ЛЧМ (В)

амплитудный режим - 2,25 ÷ 2,75

фазовый режим - 4,5 ÷ 5,5

5.Уровень шумов на выходе приемника ЛЧМ (В)

амплитудный режим - 1,1 ÷1,4

фазовый режим - 0,08 ÷ 0,12

6.Длительность ЛЧМ сигнала (мкс) - 100 (50)

7.Девиация частоты внутри ЛЧМ сигнала (кГц) - 900

8.Длительность сжатого импульса в приемнике

ЛЧМ (мкс) - 1,7 ± 0,33

9.Перекрытие доплеровского диапазона

приемника КНИ (кГц) - от 2,5 до 22,5

10.Коэффициет усиления приемника КНИ - более 110000

Рассмотрим более детально формирование и использование ЛЧМ сигнала в приемной системе[1, c 36, c 40].

1.6.2 Использование ЛЧМ сигнала

В РЛС для решения проблемы получения максимальной дальности при малой мощности сигнала увеличили длительность импульса. Как видно из графика (Рис.2) энергия сигнала Е_s (энергетическая емкость) зависит от длительности и мощности импульса. При равных параметра цели, максимальная дальность Д_max для обоих случаев будет одинаковая [3].

Рис. 2

При этом:

Е_s1 = Е_s2 ,

где Е_{s 1} ≈Р₁*t_и1 , а Е_{s 2} ≈Р₂*t_и2 ,

а скважность сигналов q₁= ; q₂=

Уравняв обе половины, получили:

Следовательно при увеличении скважности, для сохранения заданной дальности обнаружения необходимо увеличивать мощность сигнала. При уменьшении скважности – мощность можно понизить.

Минимальная мощность отраженного сигнала, которая будет различима на фоне шума определяется как:

Р_{пр min}=ν Р_ш ;

Р_ш =N_o*Δf_э

Где, ν – коэффициент различимости,

Р_ш - мощность шума,

N_o –спектральная плотность шума,

Δf_э –эффективная полоса пропускания.

Таким образом, для первого случая предъявляются высокие требования к надежности оконечного усилителя мощности и защите волноводов от электрического пробоя. Во втором случае – ухудшаются характеристики по разрешению по дальности.

Для решения этой проблемы в РЛС используются дисперсионные ультразвуковые линии задержки (ДУЛЗ). Свойство их таково, что радиоимпульсы на разной частоте, проходят линию задержки с разным временем [3].

ДУЛЗ- представляет собой элемент по которому распространяются ультразвуковые колебания. Дисперсионной она считается, если время задержки в этой линии зависит от частоты ультразвуковых колебаний (Рис. 3).

Таким образом при подаче на вход ДУЛЗ, короткого прямоугольного импульса, имеющего линейчатый спектр, на выходе ДУЛЗ будет получен «растянутый» радио импульс с частотой заполнения меняющейся по линейному закону.

И на оборот, при подаче на вход ДУЛЗ импульса с ЛЧМ, при этом низкие частоты должны поступить первыми, произойдет сжатие импульса по длительности.

Рис. 3

1.6.3 Блок формирования ЛЧМ сигнала в РЛС 9S35М1

Блок формирования ЛЧМ сигнала обеспечивает формирование ЛЧМ радиоимпульса на промежуточной частоте, видеоимпульса для модуляции передатчика и опорного когерентного напряжения для обеспечения работы приемника в режиме СДЦ [1 c.40].

Технические данные:

-длительность ЛЧМ сигнал -100(50) мкс;

-девиация частоты внутри ЛЧМ сигнала -900 кГц;

-амплитуда ЛЧМ сигнала -0,5 В;

-средняя частота сигнала -28 МГц;

-амплитуда ИЗП не менее -2,5 В;

-длительность ИЗП -100 (50)мкс;

-длительность фронтов ИЗП, не более -0,5 мкс

-амплитуда опорного напряжения -0,7 В;

частота опорного напряжения -10 МГц.

Состав (Рис.4):

-гетеродин – 10 (У1);

-двухканальный оптимальный фильтр (ОФ) формирования ЛЧМ сигнала (У2);

-смеситель 10/28 для переноса ЛЧМ сигнала на промежуточную частоту (У6);

-смеситель 10/28/10 для преобразования опорного когерентного напряжения(У8);

Рис.4 Функциональная схема блока формирования ЛЧМ

-УПЧ-28 для компенсации затухания ОФ (У4);

-гетеродин 38, регулируемый для компенсации пассивных помех (У7);

-формирователь Фр (У5) импульсов возбуждения ДУЛЗ и импульсов запуска передатчика;

-коммутатор каналов ОФ и согласующие фильтры Ф1, Ф2.

Для формирования ЛЧМ сигнала и опорного когерентного с ним напряжения используется напряжение кварцевого генератора узла У1 (Гетеродин - 10) частотой 10МГц (Рис. 5 эпюра 1).

Рис. 5

Чтобы исключить аппаратную задержку сигнала на средней частоте ОФ (t_з =142,8±0,5) мкс (в режиме "Масштаб 50") при формировании ЛЧМ сигнала и при последующем сжатии его в блоке формирования ЛЧМ и обеспечить совмещение сжатого импульса с "нулем" отсчета дальности, возбуждение оптимального фильтра производится опережающим импульсом «Т_о-296» , «Т_о-584» поступающим из блока системы синхронизации (эпюра 2). Импульс «Т_о-296» при прохождении через инвертор и схему формирования колоколообразного импульса в формирователе Фр формирует видеоимпульс длительностью 0,3-0,4 мкс, необходимый для получения радиоимпульса возбуждения ОФ (эпюра 3).

Полученный радиоимпульс длительностью 0,3-0,4 мкс поступает в на вход Гетеродина 10 (У1).

На выходе манипулятора Гетеродина 10 из непрерывного колебания кварцевого генератора формируется радиоимпульс с частотой заполнения 10,0МГц, соответствующей рабочей частоте ОФ (эпюра 4).

После усиления радиоимпульс подается на ОФ, на выходе которого получается отклик длительностью около 100мкс (эпюра 5) для «Масштаба 50 км», с изменяющейся в соответствии с дисперсионной характеристикой ОФ частотой внутри отклика (ЛЧМ отклик).

В режиме «Масштаб 50» полученный ЛЧМ отклик (радиоимпульс) подается через согласующий фильтр на вход смесителя 10/28 (У6).

В режиме «Масштаб 100» радиоимпульс с выхода узла Гетеродин 10 (У1) проходит через два последовательных оптимальных фильтра (ОФ-1, ОФ-2). Таким образом, полученный ЛЧМ сигнал, увеличивается по длительности (при той же девиации частоты) до 200 мкс и уменьшается по амплитуде. На выходе ОФ-2 имеем сигнал с внутриимпульсной ЛЧМ с линейным участком длительностью 100мкс и девиацией частоты 900кГц.

Дальнейшее прохождение сигнала в цепях блока в режиме «Масштаб 100» не отличается от прохождения в режиме "Масштаб 50".

Перенос ЛЧМ отклика на промежуточную частоту станции 28МГц производится в смесителе 10/28 (У6) с помощью автономного кварцевого генератора 18МГц. Усиленный на частоте 28МГц отклик подается на манипулятор в УПЧ-28 (У4), который обеспечивает формирование из полного отклика ОФ ЛЧМ сигнал с заданными параметрами. Манипулятор открывается положительным импульсом "Строб ДУЛЗ" с Фр (эпюра 6).

Импульс "Строб ДУЛЗ" формируется из импульса стробирования ДУЛЗ, поступающего из системы синхронизации на формирователь Фр, что необходимо для точной установки частоты 28МГц в середине импульса 50мкс.

Полученный на выходе манипулятора узла СМ 10/28 ЛЧМ сигнал усиливается и подается в (эпюра 7) передающее устройство.

Для синхронной работы передающего и приемного устройства в блоке формирования ЛЧМ сигнала из строба ДУЛЗ с помощью формирователя Фр вырабатывается импульс запуска передатчика ИЗП ЛЧМ, поступающий в подмодулятор передатчика «О».

Кроме этого когерентное напряжение 10 МГц с Гетеродина -10 используется в качестве опорного напряжения в блоке сжатия принятого ЛЧМ сигнала. Для этого, непрерывное синусоидальное напряжение кварцевого генератора узла У1 частотой 10 МГц, поступающее на смеситель 10/28 узла У8, куда также поступает синусоидальное напряжение кварцевого генератора частотой 18 МГц из узла У6, что обеспечивает введение начальной фазы генератора частоты 18 МГц и последующее вычитание ее на фазовом детекторе блока сжатия ЛЧМ.

Преобразованный на частоту 28МГц сигнал поступает через полосовой фильтр на смеситель 28/10 У8, куда через контакты реле поступает напряжение кварцевого генератора частотой 38 МГц из блока сжатия ЛЧМ для последующей компенсации его случайной начальной фазы на фазовом детекторе блока сжатия.

При работе в условиях пассивных помех и для исключения влияния скорости ветра, предусмотрен режим КОМПЕНСАЦИИ ВЕТРА. В этом случае по команде «+27В ВКЛ КОМП ВЕТРА» через контакты реле по входу смесителя 10/28/10 узла У8 подключается напряжение регулируемого кварцевого гетеродина частотой 38 МГц узла У7.

Изменяя напряжение управления с помощью потенциометра, частота регулируемого гетеродина 38 меняется в пределах ±6кГц тем самым добиваются компенсации движения пассивной помехи.