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



Дата13.03.2017
Размер101.8 Kb.
ТипЛекция


Лекция 6
УСТРОЙСТВО И ФУНКЦИОНИРАНЕ НА ЕЛЕМЕНТИТЕ НА СИСТЕМАТА ЗА ВТОРИЧНА РАДИОЛОКАЦИЯ

(СВРЛ)
Ц. С. Карагьозов
В летищните РЛК за УВД в София, Варна и Бургас в качеството на вторичен радиолокатор се използва ВРЛ SIR-M на фирмата SELEX - SI (Италия).

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.


1. Вторичен радиолокатор „SIR – M”.

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.

Основните функционални елементи на радиолокатора са:

  • 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).

Основните особености на ВРЛ SIR са следните:

  • 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.

Максималното разстояние на действие на ВРЛ „SIR – М”, в зависимост от размерите на използваната антена, е от 430 до 600 km.

Антенна система. Радиолокаторът може да работи с всякакви антени, използвани във ВРЛ. Най-често употребяваните антени формират сумарна и разликова диаграми на насоченост, показани на фиг. 2.

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


Всички използвани антени са широколентови, предвидени за работа на честота 1010 – 1110 МHz. Поляризацията на излъчваните колебания е вертикална. Препоръчват се антени, условно обозначавани като А-1, А-2 и А-3. Техните основни параметри са:




А-1

А-2

А-3

- ширина на ДН на ниво 3 dB спрямо максимума, grad:










в хоризонтална плоскост

7

4,5

2,35

във вертикална плоскост

50

28

50

- габаритни размери:










дължина

2,85

4,16

8,2

дълбочина

0,47

0,46

0,47

височина

0,49

0,63

0,52


Фидерният тракт осигурява:

  • 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.).

Предавателно устройство. В качеството на ЗГ се използва стабилизиран кварцов автогенератор, изработващ хармонични колебания с честота 128,75 MHz. След 8-кратно умножение по честота в УЧ, тези колебания се подават на УМ, управляван от модулатора М. Кодът за модулатора се формира от ГР, в зависимост от смисъла на запитването (за номер на полета или за височина).

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.



Приемникът е изпълнен по суперхетеродинна схема с едно преобразуване на честотата. Междинната честота тук е 60 MHz и това е разликата между честотите на излъчване на ВРЛ и отговарящото устройство на ВС.

Филтърът (Ф) на входа на приемника, заедно с преселектора, осигурява подавянето на смущенията по огледален канал не по-малко от 100 dB. В приемника има ВАРУ. Възможно е индивидуално установяване на дълбочината на АРУ на осем участъка от разстоянието, покриващи целия диапазон от възможни закъснения на сигнала на отговора. Лентата на пропускане на приемника е 8 – 10 MHz, а чувствителността му е 87 dB/W при отношение на мощността на сигнала и шума 8dB.

Апаратурата за декодиране и преобразуване (АДП) декодира (разшифрова) сигнала на отговора (видеосигналите от амплитудния детектор), преобразува го в цифров код и усилва сигналите преди предаването им в кабела за транслация в КДП или в центъра за управление. Тук се извършва и бланкиране на сигналите с цел изключване на тези от тях, които съответстват на ВС, намиращи се извън границите на зоната за еднозначното измерване на разстоянието от първичния радиолокатор.

Апаратурата на вградената система за контрол (ВСК) позволява осъществяване на текущ контрол на параметрите на ВРЛ един път за всеки период на повторение на запитващия сигнал преди запускането на предавателя и изработва сигнали за несъответствие на параметрите на радиолокатора на зададените норми на тези параметри.
2. Самолетни отговарящи устройства (СОУ).

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.

За повишаване на надеждността на СОУ, неговото оборудване често е дублирано, като изключение в това отношение правят антенната система и пулта за управление. Наложила се е тенденцията за обединяване на апаратурата на СОУ в едноблокова конструкция. Този подход и използването на съвременна елементна база позволяват съществено намаляване на масата и габаритите на СОУ, снижаване на консумираната мощност и увеличаване на надеждността им.

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


Антенната система (АС) е предназначена за приемане и излъчване на сигналите. ДН на АС е ненасочена в хоризонтална плоскост. Във вертикална плоскост ДН трябва да осигурява работата на СОУ в границите на ± 300 спрямо хоризонталната плоскост.

Разделителния филтър (РФ) изключва прякото проникване на сигнала от предавателя в приемния тракт и предотвратява шунтирането на АС от малкото изходно съпротивление на предавателя в режим на приемане. Този РФ представлява безконтактен антенен комутатор (превключвател). Изпълнен е на отрязъци от дълги линии и представлява съчетание от насочени филтри и отклонители (носещата честота на приеманите сигнали е 1030 MHz, а на излъчваните сигнали – 1090 MHz).

Приемникът (Прм) е от обикновен суперхетеродинен тип, с едно преобразуване на честотата и с кварцово стабилизиран хетеродин. Особеност на приемника е големият динамически диапазон на входните сигнали (повече от 50 dB), приемани от ВС. За отстраняване на претоварването на приемника се използват УМЧ с логаритмична амплитудна характеристика. УВЧ в приемника не се използва. За намаляване на възможните изкривявания на сигналите, лентата на пропускане на УМЧ се разширява до 10 MHz при междинна честота от 60 MHz.

Дешифраторът (Дш) служи за декодиране на кода на запитването и изработване на сигнали за включване на съответния шифратор на координатен и информационен сигнали. Декодирането (определяне на смисловото съдържание) на кода на запитването се осъществява с помощта на линии за задръжка и логически схеми.

Шифраторите на координатния и информационния кодове са предназначени за изработване на съответния код на отговора и са изпълнени на линии за задръжка и съответните логически схеми. Едно от основните изисквания към тракта “декодиране на запитването – кодиране на отговора” е постоянството на задръжката на сигнала в СОУ, т.е. постоянството на времето между предния фронт на импулса Р3 на кода и предния фронт на първия импулс от кода на отговора. Нестабилността на тази задръжка непосредствено се отразява на точността на измерване на разстоянието до ВС (нестабилност на тази задръжка от 1 μs съответства на грешка в определяне на разстоянието от 150 m).

Предавателят (Прд) служи за окончателно формиране на отговарящите кодове на носеща честота 1090 MHz съгласно изискванията на ICAO. Той се състои от задаващ генератор на носеща честота, управляем модулатор и усилвател на мощност. Предвидени са органи за регулиране и настройка и за поддържане на стабилността на носещата честота.

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 кОТГ ≥ 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.

Броят на отговарящите сигнали за 1 sec трябва да бъде от 500 до 1200.

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 кОТГ ≥ 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.



Регламентирани значения на масата на отделните елементи на СОУ:

  • антена – 0,4 – 0,8 kg;

  • блок на СОУ – 2,4 – 6 kg;

  • пулт за управление – 0,4 – 0,8 kg.

Електрозахранването на СОУ е предвидено от мрежа с напрежение 115 V ± 10% и честота 300 – 1000 Hz.


ЛИТЕРАТУРА:

  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.



Каталог: tadmin -> upload -> storage
storage -> Литература на факта. Аналитизъм. Интерпретативни стратегии. Въпроси и задачи
storage -> Лекция №2 Същност на цифровите изображения Въпрос. Основни положения от теория на сигналите
storage -> Лекция 5 система за вторична радиолокация
storage -> Толерантност и етничност в медийния дискурс
storage -> Ethnicity and tolerance in media discourse revisited Desislava St. Cheshmedzhieva-Stoycheva abstract
storage -> Тест №1 Отбележете невярното твърдение за подчертаните думи
storage -> Лекции по Въведение в статистиката
storage -> Търсене на живот във вселената увод
storage -> Еп. Константинови четения – 2010 г някои аспекти на концептуализация на богатството в руски и турски език


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница