Использование ЛЧМ сигналов при построении приемника радиолокационной станции сопровождения (стр. 4 из 5)
Изменяя напряжение управления с помощью потенциометра, частота регулируемого гетеродина 38 меняется в пределах ±6кГц тем самым добиваются компенсации движения пассивной помехи.
1.6.4 Блок сжатия ЛЧМ сигнала в РЛС 9S35М1
Блок обеспечивает усиление поступающих по двум каналам сигналов с оптимальным фильтром (ОФ), сжатия ЛЧМ сигналов на ОФ, квазивесовую обработку сжатых сигналов, детектирование сжатых сигналов в амплитудном и квадратурном фазовом детекторах, работу в амплитудном ( АР) или фазовом ( ФР) режимах, поддержание заданного уровня шумовой помехи, работу в режиме видеокомпенсации и выдачу команды «+27 В ПОМЕХА».
Технические характеристики.
1.Коэффициент усиления в Iи II канале:
-амплитудный режим, не менее - 94 дБ
- фазовый режим - 85± 4 дБ.
2.Уровень ограничения сигнала в I и II канале:
- амплитудный режим, не менее - 5 В
- фазовый режим не менее - ± 9 В
3.Длительность сжатого импульса по уровню 0,5
("Масштаб 50") - 1,7±0,33 мкс
4.Порог АРУимп.:
- амплитудный режим - 2,5±0,25В
- фазовый режим - 5±0,5 В
5.Диапазон РРУ, не менее - 70 дБ
6.Порог АРУ по шумам:
- амплитудный режим - 1,1÷1,4 В
- фазовый режим - 0,08±0,12В.
7.Порог АРУ по шумовой помехе:
- амплитудный режим -2,5±0,25 В
- фазовый режим - 1±0,1В.
Состав блока сжатия ЛЧМ:
- усилители ПЧ (УПЧ) регулируемые (У2) - 2 шт.;
- двухканальные оптимальные фильтры (ОФ)
для сжатия ЛЧМ сигнала (У4) - 2 шт.;
- усилители квазивесовой обработки (УПЧ-кво) (У14) - 2 шт.;
- квадратурные фазовые детекторы (У18) - 2 шт.
- гетеродин 38 (У1) - 1 шт.;
- усилители АРУ - 2 шт.
Кроме того блок содержит: видеоусилители (6 шт.), формирователь, коммутаторы, согласующие фильтры и компенсирующие усилители, узел СХИП.
Рис. 6 Функциональная схема блока сжатия ЛЧМ.
Блок сжатия содержит два идентичных канала, поэтому работу блока рассмотрим на примере I канала (Рис.6).
После усиления принятого сигнала на частоте fo в высокочастотном приемнике и преобразования его в промежуточную частоту 28МГц + Fд, сформированный ЛЧМ сигнал, длительностью 50 или 100 мкс с девиацией частоты внутри импульса 0,9 МГц поступает на смеситель 28/10 узла У2 усилителя ПЧ регулируемого блока сжатия ЛЧМ сигнала, где производится согласование спектра ЛЧМ сигнала с дисперсионной характеристикой оптимального фильтра, для чего на 2-й выход смесителя 28/10 (УПЧ регулируемого) подается напряжение гетеродина 38 (У1) с частотой 38 МГц.
Эта же частота 38МГц используется в блоке формирования ЛЧМ (Рис.4).
На выходе смесителя (УПЧ рег.) получается ЛЧМ сигнал, согласованный с дисперсионной характеристикой ОФ на рабочей частоте 10,0МГц. С выхода смесителя 28/10 ЛЧМ сигнал поступает на управляемый делитель, используемый для работы различных схем АРУ по шумам и импульсу или шумовой помехе и ограничитель. Коэффициент усиления УПЧ рег. (У2) уменьшается дискретно на 20 дБ по команде «+ 27 В ПОМЕХА» или «+ 27В СДЦ». В результате на выходе узла У2 устанавливается соотношение сигнал / шум - 26 дБ в штатном режиме и 6 дБ в режимах СДЦ и сопровождения источника шумовой помехи.
С выхода У2 сигнал, через коммутатор, поступает на двухканальный оптимальный фильтр У4 для сжатия. Коммутация сигналов в режимах" Масштаб 100" и " Масштаб 50" для двухканального ОФ осуществляется аналогично как и в блоке формирования ЛЧМ сигнала.
Сигналы с оптимального фильтра с целью снижения уровня боковых лепестков поступают на узел квазивесовой обработки УПЧ-кво (У14).
Для обеспечения заданного уровня сигналов при диапазоне 26 дб в амплитудном режиме АР усиление УПЧ-кво увеличивается на 20 дБ по команде «+ 27В ПОМЕХА». На выходе У14 получается сигнал частотой 10 МГц длительностью 1,7мкс (Рис.7) с уровнем боковых лепестков на линейном участке характеристики не более 14 дБ. Сигнал с УПЧ-кво (У14) подается на квадратурный детектор У18 для обеспечения работы в режиме СДЦ, а также на амплитудный детектор для работы в амплитудном режиме.
В амплитудном режиме сигнал с видеоусилителя У20 и реле поступает в систему индикации, углового сопровождения и ЦСИД.
При работе блока сжатия в режиме ЦСДЦ в квадратурном фазовом детекторе (У18) происходит разложение сигнала на квадратурные составляющие и фазовое детектирование. Для разложения сигнала на квадратурные составляющие в узле (У18) предусмотрены цепочки LR и CR, сдвигающие опорное напряжение на ±45º. С выходов квадратурного детектора составляющие сигнала, через видеоусилители У16, У22 и контакты реле поступают на выходы sin и cos блока сжатия и далее в схему выделения сигнала ошибки.
Таким образом в амплитудном режиме усиление узла УПЧ регулируемого обеспечивает необходимый динамический диапазон до сжатия сигнала, а усиление УПЧ-кво - необходимый уровень шума на выходе блока.
В фазовом режиме усиление узла УПЧ рег. уменьшается на 20 дБ, обеспечивая входной динамический диапазон.
Блок сжатия ЛЧМ имеет в каждом канале узел АРУ У8, в который входят плата «АРУ по сигналу» и плата «АРУ по шумам». По команде «+27В Помеха» плата «АРУ по сигналу» работает по шумовой помехе.
При переходе в режим работы " Помеха" в амплитудном режиме происходит уменьшение усиления в УПЧ рег на 20 дБ и, соответственно, увеличение усиления на 20 дБ в УПЧ-кво, тем самым увеличивая динамический диапазон до сжатия и сохраняя в каналах уровень шумов.
В блоке предусмотрена возможность ручной регулировки усиления (РРУ). РРУ включается по команде" +27В вкл. РРУ".
При подаче команды ВИДЕО КОМПЕНСАЦИЯ (ВК) Iканал работает в режиме АРУш, а II в режиме РРУ.
При подаче команды СДЦ усиление УПЧ рег. уменьшается в 10 раз для увеличения динамического диапазона в режиме СДЦ, одновременно увеличивается усиление схемы АРУш с целью обеспечения одинакового уровня шумов на входе схемы АРУш в амплитудном и фазовом режиме.
Рис.7
Таким образом, в РЛС 9S35М1, две цели будут различимы, если задержка между ними составляет более 1,7 мкс, что соответствует реальной дальности между целями менее 200 м.
В рассмотренной главе представлено решение одной проблемы связанной с повышением разрешения по дальности с использованием ЛЧМ сигнала. Оставаясь на сегодняшний день самой совершенной РЛС, она тем не менее, уступает по своим параметрам многофункциональным РЛС и прежде всего по возможности одновременной работы по нескольким целям.
2. Общие сведения о многофункциональных РЛС
2.1 Назначение и задачи решаемые МРЛС
Радиотехнические системы (РТС) с телеуправлением и самонаведением обладают определенными преимуществами и недостатками. РТС с телеуправлением обеспечивают управление объектами на любой дальности, но с увеличением дальности увеличиваются ошибки наведения.
РТС с самонаведением обеспечивают хорошую точность на конечных участках наведения, но по дальности действия ограничиваются возможностями бортовых координаторов.
Сочетание преимуществ различных способов управления позволяет получить РТС с комбинированным управлением [2].
Комбинированным управлением называется комбинация нескольких
способов управления полетом управляемого объекта.
Комбинирование может быть последовательным, параллельным, смешанным.
Наиболее перспективным является - смешанное комбинирование, так как оно наиболее полно использует все достоинства каждого способа на всех участках полета. Ограничивает применение, сложность аппаратуры.
Все преимущества и достоинства комбинированного способа управления не могут быть полно реализованы при размещении элементов системы управления РТС на различных объектах. Необходимо преимущества и достоинства комбинированного способа управления подкрепить уменьшением времени реакции, повышением уровня автоматизации всех процессов обработки информации (как радиолокационной, так и командной) управления радиотехнической системы.
Одним из известных направлений решения данной проблемы – это применение многофункциональных РЛС (МРЛС).
МРЛС в процессе функционирования обеспечивает выполнение всех задач от момента обнаружения целей, до их уничтожения с заданной эффективностью, а именно:
поиск, обнаружение, опознавание и определение координат всех целей;
анализ воздушной обстановки, точное определение координат сопровождаемых целей.
Для этого необходимо:
1)увеличить дальность обнаружения целей, помехозащищённость от всех видов помех;
2)осуществить обнаружение, опознавание, сопровождение и определение координат нескольких целей одновременно;
3)обеспечить высокую степень автоматизации управления процессами боевой работы и малое время реакции, высокую надежность систем и их живучесть, высокую маневренность и мобильность.
Увеличение дальности обнаружения может быть достигнуто:
-увеличением средней мощности передатчика, путем повышения импульсной мощности, увеличения длительности импульсов, увеличения частоты следования импульсов, применения ЛЧМ;
-увеличением коэффициента усиления антенны;
-уменьшением потерь при квазиоптимальной обработке радиолокационных сигналов.
Одновременное обнаружение и сопровождение нескольких целей может достигаться за счет применения фазированных антенных решеток и СЦВМ в РЛС.
Высокая помехозащищенность МРЛС от активных помех достигается реализацией:
-метода компенсации активных помех;
-пространственной селекции по ширине ДН;
-временной и частотной селекции целей путем стробирования по дальности и узкополосной фильтрации на промежуточной частоте отраженных эхо-сигналов;
-нескольких типов сигналов;
-аппаратуры анализа помех, обеспечивающих включение необходимых мер защиты;