|
| |
|
Слаботочка Книги Малая дальность действия РЛС Д а с отразилась на выборе не только несущей частоты (потери в атмосфере не играют большой роли при малой Дмакс). о и длительности т 0,02 мкс (отсюда высокая разрешающая способность по дальности АДмин = 3 м) и частоты следования Fo = 14,4 кГц (скважность q = 3330). ИКО, применяемый в станции, работает на ЭЛТ с = 400 мм и Q$ = 1000. Независимо от погоды и условий видимости на экране индикатора видны контуры, са oieroB и транспорта и их взаимное расположение на летном поле., По сведениям зарубежной печати, ужеразработана РЛС управления воздушным движением, которая рассчитана на взлет и посадку до 80 самолетов в с. I § 76. Назначение и основные особенности судовых РЛС Судовые РЛС устанавливаются на морских и речных судах торгово-пассажирского и военного флотов. О насыщенности кораблей радиолокационной аппаратурой можно судить по тому, что даже портовые буксиры имеют РЛС, а на линкоре или авианосце число их достигает более тридцати пяти. В их состав входят станции навигационного типа, предназначенные для кораблевождения по радиолокационной информации, полученной в процессе обзора надводной и береговой поверхности; станции наблюдения за воздушным противником; станции корректировки стрельбы корабельных орудий; станции управления торпедной стрельбой; станции наведения управляемых снарядов и др. [78]. Обратимся к наиболее специфичным судовым РЛС, а именно, предназначенным для навигации и обнаружения низкорасположенных целей. Навигационная РЛС определяет истинный курс и истинную скорость корабля по радиолокационным ориентирам, а также с помощью допплеровского измерителя скорости. Особенности этих РЛС следующие. 1. Работа любой судовой РЛС, особенно навигационной, сильно зависит от гидрометеорологических условий. На морях и океанах наблюдаются повышенная влажность, частые туманы и низкая облачность, возможно обледенение. Это влечет за собой значительное поглощение и рассеивание волн в гидрометеорах и, как следствие, понижение дальности действия РЛС. 2. Для устранения помех от гидрометеоров применяют круговую поляризацию волн. Кроме того, для устранения пассивных помех от морских волн в приемник вводят временную регулировку усиления, а амплитудную характеристику УПЧ подчиняют логарифмическому закону. 3. Рассматриваемые станции двухкоординатные, поскольку они предназначены для радиолокационного наблюдения за надводными и береговыми целями. Это обстоятельство упрощает систему обзора пространства. Имеется возможность применить круговой или секторный обзор плоским вертикальным лучом при скорости вращения антенны от 15 до 80 об/мин. 4. Дальность действия этих РЛС в значительной степени ограничивается низким расположением надводных и береговых объектов, а также антенн радиолокаторов. Задача осложняется тем, что обнаружение низкорасположенных целей требует малого угла наклона нижнего лепестка ДНА, для чего высота антенны РЛС должна во много раз превышать длину рабочей волны. По этим причинам антенну РЛС кругового обзора размещают на мачте корабля, но с подъемом антенны на большую высоту расширяется мертвая зона (антенна облучает более удаленные цели) и возрастают потери энергии вследствие удлинения волноводного тракта. Наконец, антенна должна быть размещена так, чтобы избежать затенения ее диаграммы направленности мачтами и, грузовыми стрелами. 5. Судовые РЛС работают в условиях килевой и бортовой качки корабля. Луч антенны, наклоняясь, может миновать цель. В связи с этим возникает необходимость расширения сектора обзора по углу места до 15-30°, несмотря на то, что угол места наблюдаемых целей, в том числе и низколетящих самолетов, не превышает 1-2° в зоне обзора. В некоторых РЛС влияние качки корабля компенсируют стабилизацией платформы с помощью гироскопов и следящего привода, но это значительно сложнее, чем расширение диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости, и потому применяется редко. 6. Выбор ширины диаграммы в горизонтальной плоскости 2фо,5 определяется требованиями линейной разрешающей способности по азимуту между соседними кораблями (десятки метров) и высокой точности измерения их азимутов (менее Г). В полной мере эти требования пока удовлетворить не удается, так как невозможно разместить на мачте корабля антенну, линейные размеры которой превышали бы длину рабочей волны Я в тысячи раз. Однако в применяемых на практике корабельных навигационных РЛС получают сравнительно узкие по азимуту диаграммы: 2фо,5 = 0,15-2,5°. Меньший предел соответствует Я = 8 мм, больший - Я = 10 см. Более короткие радиоволны не используются из-за чрезмерно больших потерь в атмосфере, насыщенной гидрометеорами. 7. Судовые РЛС работают в сравнительно большом диапазоне дальностей - до 60-миль (1 морская миля равна 1852 м). Вместе с тем требуется хорошее разрешение и точное измерение координат близкорасположенных целей. Это заставляет вводить много шкал дальности и при переходе с одной шкалы на другую менять параметры радиоимпульсов. На шкалах в десятые доли мили применяются радиоимпульсы, длительность Тц которых составляет десятые-сотые доли микросекунды и даже наносекунды; частота следования Fo велика - до 6000 Гц, длина волны К мала - 3,2 см или 8 мм. На шкалах больших дальностей Тц - 1 мкс, F - около 500 Гц и Я - до 10 см. Обычно уменьшается во столько раз, во сколько Тц увеличивается, чтобы средняя мощность магнетронного генератора оставалась постоянной. Импульсная, мощность передатчика, в зависимости от дальности действия РЛС, имеет величину от единиц до 100 киловатт [46, т. 31. § 77. Выходные устройства судовых РЛС Выходным устройством большинства судовых РЛС служат индика- торы с ЭЛТ. Как правило, это ИКО, поскольку они в наибольшей мере соответствуютуговому обзору, применяемому в навигационных РЛС. Для более точного определения координат используют секторный индикатор со смещенным центром. Особое значение приобретают ориентировка и стабилизация изображения на экране, а также индикация относительного и истинного движения целей. Ориентировка производижя по курсу или по норду. В первом случае курсовая черта, соответствующая диаметральной плоскости ко-  fS ф- Курсовая , черта 0 20° К(2)  Курсовая черта Курсовая черта(2)  Рис. 10.4. Взаимное расположение корабля и цели (о) н изображение нх на экране ИКО при ориентировке по курсу (б) и норду (в). рабля (К), неизменно направлена от центра развертки вверх. Пусть истинный курс (ИК) корабля, который измеряется курсовым углом (КУ) относительно северного меридиана Л, увеличился от ик1 = 35 дэ ИКг = 60°, а курсовой угол цели М соответственно уменьшился от ку1 = 45° до КУг = 20° (рис. 10.4, а); тогда при ориентировке по курсу отметка цели на экране ИКО из положения Af i попадет в положение Afj, повернувшись на угол 45° - 20° = 25° (рис. 10.4,6). При ориентировке по норду (рис. 10.4, б) с вертикальным направлением на экране постоянно совпадает направление на север, и поэтому отметка данной цели остается неподвижной (ее пеленг а = 80°), но изображение курсовой черты поворачивается из положения / (35°) в положение 2 (60°). При ориентировке по курсу изображение на экране индикатора соответствует картине, которая наблюдается с мостика судна. Такой режим целесообразно применять при операциях расхождения судов. Если требуется сопоставление с навигационными картами, то удобнее ориентировка по норду, к тому же это исключает размывание изображения на экране, вызванное изменением курса корабля. В современ- ных судовых РЛС предусматривают как первый, так и второй вид ориентировки. Стабилизация изображения по норду осуществляется с помощью следящей системы, которая управляется от судового гирокомпаса и поворачивает отклоняющие катушки ИКО на угол, равный по величине и обратный по знаку приращению КУ судна. Индикаторы относительного движения. Одной ориентировки по норду недостаточно, чтобы изображениена экране индикатора отражало истинное движение целей: ведь отметка движутДегося корабля (К), находясь в центре экрана, неподвижна, а отметки неподвижных целей (допустим, /, 4 на рис. 10.5, а) перемещаются по экрану, так как на-  Рис. 10.5. Изображение на экранах индикаторов относительного (а) и истинного (б) движения корабля. встречу этим целям (или от них ) плывет корабль. При такой индикации очертания берегов и имеющихся на них навигационных ориентиров получаются размытыми. Индикаторы истинного движения (ИИД) свободны от перечисленных недостатков. В них (рис. 10.5, б) начало развертки дальности перемещается по экрану согласно направлению и скорости движения корабля К, на котором установлена данная РЛС. По следу отметки К видно, в каком направлении плывет корабль (на рис. 10.5, б в направлении юг-север); по форме других отметок можно судить о том, каким целям они соответствуют - неподвижным (/, 4) или движу-жимся {2, 5, 5) и каково направление вектора скорости последних. Кораблевождение облегчается также ясными и четкими изображениями берегов и навигационных ориентиров. В блок ЭЛТ индикатора (рис. 10.6) вводятся видеоимпульсы целей, меток дальности и курса (/) - от видеоусилителя-смесителя к модулятору трубки; импульсы развертки - от соответствующего канала к одной паре отклоняющих катушек ЭЛТ {2); импульсы смещения начала развертки - от вычислительного устройства ИИД к формирователю токов другой пары катушек (3); импульсы электронного визира- от соответствующего, формирователя ко второй дополнительной паре катушек {4). ИИД требует такого смещения начала развертки, чтобы оно компенсировало движение судна. Для этого к вычислительному устройству ИИД подводятся данные о скорости судна -от лага; о КУ-от гирокомпаса; о скорости и направлении течения - от соответствующего датчика. После расчета северной и восточной составляющих полной скорости судна производится интегрирование этой скорости во времени. Результат выражает составляющие пути, проходимого .судном в направлениях юг -север и запад-восток. В блоке ЭЛТ пропорционально этим составляющим генерируются токи, которые питают одну из вспомогательных пар взаимно перпендикулярных катушек. В итоге получается необходимое смещение начала развертки. Синхронизатор Видеоусилители --Ж-I- Канал раэВертни Формирователь метан дальности Форшрователб отметни курса Формирователь электронного визира Блок ЭЛТ Вычислительно Устройство Ст лага i: кОт с:У1Пчи,\л I скор-70 и тсчени.) От гирокомпаса Рис. 10.6. Функциональиая-схема смещения начала развертки в инликаторе истинного движения корабля. Движение своего корабля сопровождается приближением его отметки К к краю экрана; В нужный момент срабатывает устройство сигнализации. Реагируя на сигнал, оператор ручным способом перемещает начало развертки в нужную точку. Начинается новый цикл интегрирования скорости судна. Электронный визир формируется на дополнительной развертке, центр которой совпадает с началом основной развертки. Тем самым исключаются ошибки отсчета, вызванные смещением начала развертки. В корабельных РЛС все шире используются автоматические выходные устройства. § 78. Технические и эксплуатационные характеристики некоторых судовых РЛС [46, 86, 53, 55] Для удобства размещения и эксплуатации на корабле судовые РЛС составляют из отдельных приборов (блоков), которые обычно имеют индексы: А - антенно-волноводное устройство, П - приемопередаю- щее устройство, И - индикаторное устройство, В - выпрямительное устройство (источник питания), Г - устройство сопряжения с гирокомпасом (имеется не во всех РЛС). Приемопередатчик желательно размещать как можно ближе к антенне, чтобы избежать больших потерь в длинном волноводном тракте. Вместе с тем индикаторы нельзя выносить за пределы ходовой или штурманской рубки, где расположены другие навигационные приборы. Следовательно, блоки РЛС должны быть расположены в разных помещениях, и все управление станцией и контроль за ее работой должны осуществляться с пульта индикаторного устройства. Все блоки Снабжаются амортизаторами для ослабления тряски и вибрации аппаратуры. Принимаются меры и к тому, чтобы помещения, в которых размещена радиолокационная аппаратура, отапливались и были сухими. Приводим данные судовой навигационной станции типа Океан . Станция двухдиапазонная (Я = 3,2 и 10 см). Это во многом разрешает противоречия в выборе длины волны. На больших дальностях (до 64 миль) РЛС преимущественно работает на волне 10 см, а при меньших дальностях - на волне 3,2 см. Приемопередатчики для волн 3 и 10 см отдельные, а общая антенна в виде параболического отражателя размерами 3300 мм по горизонтали и 700 мм по вертикали облучается двумя пирамидальными рупорами, вынесенными из поля излучения отражателя. Один рупор работает при Я = 3,2 см, а другой -при %. = = 10 см. Антенна совершает круговой или секторный обзор, вращаясь со скоростью 16 об/мин. Вращающийся переход волноводно-коаксиаль-ного типа выполнен таким образом, что сигналы с различными длинами волн разветвляются по отдельным каналам [46, 86). Диаграмма направленности антенны имеет ширину на уровне половинной мощности: 15° в вертикальной плоскости; 0,7 (при % = 3,2 см) и 2,5° (при Я, = 10 см) в горизонтальной плоскости. Боковые лепестки ослаблены по сравнению с главным не менее чем на 25-28 дБ. Параметры радиоимпульсов: Ти.= 0,1 - 1 мкс; Fa = 845 Гц на дальностях 1-32 мили и = 422 Гц на дальностях до б4 миль, fc = 910 Гц при секторном обзоре; Ри = ЮО кВт; чувствительность приемника 10-1* Вт. . Кроме основного индикатора имеется упрощенный. Основной индикатор рассчитан на ориентацию по курсу и по норду, а также на режимы относительного и истинного движения. Как всегда, в режиме истинного движения ориентация производится только по норду. В состав выходных устройств РЛС, кроме индикаторов, входят блок вычислителя и прибор для записи параметров движения как своего, так и соседних судов, что необходимо для решеция задачи их расхождения. Станция позволяет осуществить ручной захват цели с последующим автоматическим сопровождением ее по дальности и азимуту. Предусмотрена сигнализация о появлении надводной цели в заданном секторе. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [48] 49 50 51 52 53 54 55 |