Лекция 6 устройство и функциониране на елементите на системата за вторична радиолокация

В трасовите РЛК за УВД, разположени на позиция на Черни връх и във Върбица, в качеството на вторичен радиолокатор се използва ВРЛ CMSSR-401 на фирмата CARDION. Същият се използва и на летище Пловдив.

При цялото си многообразие, самолетните отговарящи устройства, независимо от производителите и типа на използващите ги самолети, са напълно съвместими с всички вторични радиолокатори.

По този начин системата за вторична радиолокация е унифицирана и нейните основни параметри, съгласно нормите на ICAO, са задължителни за всички наземни ВРЛ и бордови отговарящи устройства (ОУ):

• 
  честота на излъчване на ВРЛ 1030 MHz;
  
• 
  честота на излъчване на ОУ 1090 MHz;
  
• 
  междинна честота на ВРЛ и ОУ 60 MHz;
  
• 
  използвани запитващи и отговарящи кодове.
  

Вторичният радиолокатор (ВРЛ) SIR е предназначен за получаване на координатна информация (азимут и разстояние) и допълнителна информация (номер на полета, височина и др). за въздухоплавателните средства (ВС).Този радиолокатор, производство на фирмата SELENIA (Италия), е представител на ново поколение ВРЛ, изпълнени изцяло на полупроводникови елементи и широко използващи цифровата техника при обработване на сигналите.

Структурната схема на ВРЛ „SIR – М” е представена на фиг. 1.

Фиг. 1. Структурна схема на ВРЛ „SIR- М”

В структурната схема за обозначаване на основните елементи са използвани следните съкращения:

• 
  АС – антенна система;
  
• 
  ПК – превключвател на комплектите;
  
• 
  НО – насочен отклонител:
  
• 
  УМЧ усилвател на междинна честота;
  
• 
  ГР – генератор на режимите;
  
• 
  ВСК – вградена система за контрол;
  
• 
  ФНЧ – филтър за ниски честоти;
  
• 
  См – смесител;
  
• 
  М – модулатор;
  
• 
  УМ – усилвател на мощност;
  
• 
  Цирк. – циркулатор;
  
• 
  Ф – филтър;
  
• 
  ЗГ – задаващ генератор;
  
• 
  УЧ – умножител на честота;
  
• 
  АДП – апаратура за декодиране и преобразуване на сигналите;
  
• 
  Д – детектор;
  
• 
  КДП – командно-диспечерски пункт;
  
• 
  АПОИ – апаратура за първична обработка на информацията.
  

• 
  антенна система;
  
• 
  фидерен тракт (ПК, НО, ФНЧ, Цирк.);
  
• 
  предавателно устройство (ЗГ, УЧ, УМ, М, ГР);
  
• 
  приемно устройство (Ф, См, УМЧ, Д);
  
• 
  АДП;
  
• 
  апаратура за захранване;
  
• 
  апаратура за управление;
  
• 
  вградена система за контрол (ВСК).
  

• 
  пълно съответствие с препоръките на ICAO;
  
• 
  управление на изходната мощност на предавателя по зададена програма в зависимост от ъгловото положение на антената с цел снижаване на мощността, излъчвана в направленията на ефективните местни отражатели;
  
• 
  модулна конструкция и пълен обхват от ВСК, облекчаващи текущия контрол и ремонт;
  
• 
  висока надеждност, характеризираща се със средно време на наработка до отказ (за единия канал) 2500 h и време за отстраняване на неизправност не повече от 10 min.
  

Фиг. 2. Диаграми на насоченост на антената на ВРЛ SIR (дължина на антената 3 m) в хоризонтална плоскост: 1 – сумарна ДН, 2 – разликова ДН.

• 
  подключване на работещия канал към антената (чрез ПК);
  
• 
  въвеждане на контролните сигнали от ВСК към входните вериги на радиолокатора;
  
• 
  развързване на предавателния и приемния трактове (НО, ФНЧ, Цирк.).
  

УМ е изпълнен във вид на модули, всеки един от тях с мощност около 0,5 kW. При 8 модула мощността на предавателя е около 3,4 kW, а при 4 модула – около 1,8 kW. При пълен отказ на всички модули, към антената може да бъде включен директно модулаторът, при което излъчваната мощност е около 150 – 300 W. Изходната мощност на предавателя може да бъде снижавана на 3, 6 или 12 dB стъпалообразно в зададени азимутални сектори с цел намаляване на отраженията от местни предмети или на страничните листове на ДН. ФНЧ служат за отслабване на излъчването на хармониците на основната честота. С тяхна помощ излъчваната мощност на честотата на втората хармонична се намалява с 25 dB, а на третата – с 40 dB.

СОУ са предназначени за автоматическо предаване към вторичния радиолокатор на информация, необходима за управление на движението на въздухоплавателните средства (ВС). Те предават отговарящи сигнали на запитващите сигнали, излъчени от вторичния радиолокатор или вградения вторичен канал на обзорния първичен радиолокатор и заедно с последния образуват системата за вторична радиолокация (СВРЛ). В някои СОУ е предвиден също така режим за работа с вторичен радиолокатор за кацане.

Основните съставни елементи на СОУ са:

• 
  приемник на запитващите кодови съобщения;
  
• 
  дешифратор на запитващите кодове;
  
• 
  шифратори на координатния код и кодовете на допълнителната информация;
  
• 
  пулт за управление.
  

Обобщената структурна схема на типово СОУ е представена на фиг. 3.

В структурната схема на фиг. 3 са приети следните обозначения:

• 
  АС – антенна система;
  
• 
  РФ – разделителен филтър;
  
• 
  Прм – приемник;
  
• 
  Дш – дешифратор;
  
• 
  ШКК – шифратор на координатния код;
  
• 
  ШИК – шифратор на информационните кодове;
  
• 
  Прд – предавател;
  
• 
  ВСК – вградена система за контрол.
  

Фиг. 3. Обобщена структурна схема на СОУ

В СОУ функционира вградена система за контрол (ВСК), която проверява неговата работоспособност. За тази цел тя формира контролен код, правилността на преминаването на който по тракта на СОУ е свидетелство за неговата работоспособност. Мястото на въвеждане на контролния код определя дълбочината на контрола. В най-простия случай се проверява само работата на дешифратора и шифраторите.

Параметрите на СОУ се регламентират от регионални стандарти и нормали, основна от които е Arins-718 . Съгласно тази нормала СОУ трябва да отговаря на следните изисквания:

СОУ трябва да изработва отговарящи сигнали с коефициент на отговора к_ОТГ ≥ 0,9, когато в течение на 2 ± 0,7 μs след приемане на импулса Р1 не се приема никакъв друг импулс, или амплитудата на импулса Р3 е по-малка от амплитудата на импулса Р1 с не повече от 1 dB. Отговарящ сигнал се генерира още в следните случаи:

• 
  амплитудата на Р1 е по-голяма от амплитудата на Р2 с 6 dB;
  
• 
  амплитудата на импулсите на запитващия код превишава с 10 dB амплитудата на случайните импулси, възприемани като импулси Р1, Р2 и Р3;
  
• 
  амплитудата на приемания сигнал е в границите 0 – 50 dB спрямо минималното ниво на запускане на СОУ.
  

При подавяне на сигналите от страничните листове на ДН е необходимо СОУ да се запушва (в не по-малко от 99% от случаите), когато в диапазона 3 – 50 dB спрямо минималното ниво на сработване на СОУ амплитудата на Р2 е равна или по-голяма от амплитудата на Р1, а Р2 следва Р1 с интервал 2 ± 0,15 μs. Времето за запушване на СОУ в този случай е не повече от 35 ± 10 μs, считано от задния фронт на импулса Р2.

Ако интервалът между Р1 и Р3 се различава от номиналния с повече от 1 μs, СОУ трябва да сработва в не повече от 10% от тези случаи. Защитното време на СОУ е не повече от 125 μs.

Регламентираната носеща честота на запитващите кодове е 1030 ± 0,2 MHz.

Номиналната чувствителност на приемника при к_ОТГ ≥ 0,9 е не по-лоша от – 106 dB/W.

Регламентираната носеща честота на отговарящите сигнали е 1090 ± 3 MHz.

Импулсната мощност на предавателя е 500 – 1000 W (27 – 30 dB/W).

Продължителността на импулсите в отговарящия код е 0,35 – 0,55 μs, а продължителността на фронта и спада на тези импулси е съответно 0,05 – 0,1 μs и 0,05 – 0,2 μs.

Максималните загуби в антенно-фидерния тракт на СОУ не трябва да превишават 3 dB.

СОУ трябва да има автоматическо устройство за вграден контрол с предаване на контролния код във високочестотния тракт на приемника. Честотата на контролните кодове е не повече от 450 /s.

• 
  антена – 0,4 – 0,8 kg;
  
• 
  блок на СОУ – 2,4 – 6 kg;
  
• 
  пулт за управление – 0,4 – 0,8 kg.
  

1. 
   Бакулев П.А. Радиолокационные системы.Учебник для вузов. М.,”Радиотехника”, 2004.
   
2. 
   Давыдов П. С., Сосновский А. А., Хаймонович И. А. Авиационная радиолокация. Справочник. 2001.