Прямоугольно-растровая развертка

Индикаторы с прямоугольно - растровой разверткой применяются в РЛС в качестве индикаторов секторного типа и позволяют одновременно определить дальность и одну из угловых координат цели, например азимут.

Для получения развертки такого вида необходимо, чтобы луч периодиче­ски обегал всю поверхность экрана. Эта задача решается с помощью 2-х взаимно перпендикулярных отклоняющих катушек, питаемых линейно-возрастающими токами (рис.3.82). Эти токи осуществляют отклонение электронного луча на экра­не индикатора в 2-х направлениях:

- вертикально - вдоль оси азимута;

- горизонтально - вдоль оси дальности.

Таким образом, на экране формируется растровая геометрическая фигу­ра, образованная совокупностью строк. Число строк равно числу периодов строчной развертки (вдоль оси дальности) за время прямого хода кадровой раз­вертки (вдоль оси угловой координаты).

Если известны такие величины, как период повторения строчной развертки (Т стр.) и время прямого хода кадровой развертки (tпр.х.), то число строк в растре определяется следующей формулой: N= t_пр.х/T _стр.

В соответствии с рисунком 3.82, катушки L_b(e) обеспечивают отклонение луча на экране индикатора вдоль оси угловой координаты b(e), а перпендикулярная им пара катушек L_D обеспечивает создание на экране развертки дальности. На­чало этой развертки, т.е. моменты времени t_o,t₁,...,t_n, должны соответствовать моменту излучения антенной импульсов электромагнитной энергии, т.е. зондирующих импульсов. Длительность прямого хода тока, изменяющегося по пилообразному закону и протекающего в катушках L_D, должна определяться дальностью, отображаемой на экране индикатора.

Закон изменения тока I_b в паре катушек также пилообразен. Нарастание этого тока должно соответствовать по времени перемещению диаграммы на­правленности антенны в секторе обзора.

t

Рис. 3.82. Прямоугольно-растровая развертка.

Рассмотрим принцип получения растровой прямоугольной развертки. Для получения этой развертки в индикаторе имеются два генератора напряжения U_D и U_b. Генератор формирования напряжения развертки дальности запускаются импульсом запуска передатчика (импульс начала отсчета дальности D₀) и вырабатывает линейно нарастающее напряжение, период повторения которого T_n.D равен периоду повторения зондирующих импульсов T_n. Это напряжение в дальнейшем подаётся на отклоняющие катушки L_D, вызывающие отклонение электронного луча в горизонтальном направлении. Генератор формирования напряжения U_b формирует линейно нарастающее напряжение, период которого равен периоду перемещения луча антенны в секторе обзора радиолокационного визира. Это напряжение создаёт линейно нарастающий ток в отклоняющих катушках L_b вызывающие отклонение электронного луча в вертикальном направлении.

В исходном состоянии электронный луч находится в левой нижней части экрана трубки. С поступлением импульса генератора развертки дальности U_D начинает нарастать ток в катушках L_D, вызывая отклонение электронного луча вправо. Пусть одновременно с этим на генератор напряжения U_b поступил импульс запуска, совпадающий по времени с моментом нахождения луча антенны на границе сектора обзора. С течением времени начинает нарастать напряжение U_b вызывая нарастание тока в катушках L_b. Магнитное поле этих катушек оказывает воздействие на поток электронов, отклоняя его вверх. Таким образом, за время от 0 до t₁ в катушках L_D ток нарастает от нуля до максимума и в катушках L_b от 0 до U_b1. Таким образом, электронный луч под действием магнитного поля будет перемещаться вверх экрана под некоторым углом к вертикали. Величина напряжения U_Dmax выбрана такой, чтобы в момент действия этого напряжения луч находился в правой части экрана, вычерчивая на нем линию, соответствующую развертке дальности. После окончания прямого хода напряжения U_D луч быстро возвратится в левую часть экрана, что будет соответствовать обратному ходу развертки дальности. Не трудно видеть, что луч после возвращения в левую часть экрана окажется не в той же точке. Он сместится вверх на некоторое расстояние, пропорциональное величине U_b1. С поступлением очередного импульса запуска D₀ электронный луч под действием магнитного поля катушек начинает очередное движение вправо по экрану, вычерчивая новую линию развертки дальности. Так при этом ток в катушках будет большим по сравнению с током в интервале времени 0-t₁, то новая линия развертки дальности сместится вверх относительно предыдущего положения. С началом следующего цикла будет получена новая линия развертки дальности, смещенная вправо на интервал одного периода повторения импульсов D₀ и т.д.

Индикаторы типа "Дальность-угол" применяются в визирах, осуществляющих обзор в некотором секторе по азимуту или углу места. Эти индикаторы имеют развертку растрового (телевизионного) типа и применяются в визирах с линейным пилообразным перемещением луча антенны.

Рис.3.83. Двухмерный индикатор "Дальность-азимут".

На рисунке 3.83 изображен индикатор «Дальность-азимут», в состав которого входят: ЭЛТ, две пары отклоняющих катушек L_D и L_b, генераторы напряжений U_D и U_b, формирующие напряжения разверток, усилитель сигналов, схема формирования меток, источники питания.

На экране индикатора могут быть высвечены электронные метки различного назначения, вырабатываемые схемой формирования меток. Так, для отсчета азимута создаются метки путем подсвета соответствующих разверток дальности. Для этого формируется прямоугольные импульсы, длительность которых равна длительности одного периода напряжения U_D. Импульс подается на управляющий электрод трубки, увеличивая интенсивность электронного луча на время одного периода развертки дальности. Число таких меток может быть получено в соответствии с принятой шкалой отсчета азимута.

Метки дальности создаются путем формирования импульсов малой длительности, период повторения которых пропорционален цене деления электронной шкалы дальности.

Сигналы от целей в виде импульсов низкой частоты поступают на усилитель сигналов и далее подаются на управляющий электрод или катод ЭЛТ в зависимости от их полярности. За время каждого периода развертки дальности на индикатор поступают импульсы от целей, находящихся на одном направлении. Так, если цель находится в секторе обзора на направлении 1, то за время облучения цели, пропорционально ширине направленности антенны и скорости w_a, будет принят пакет импульсов, каждый из которых вызывает увеличение яркости свечения экрана на одной и той же дальности, образуя отметку цели. Ее положение на экране по азимуту будет соответствовать положению луча антенны в секторе обзора на направлении цели. Координаты цели могут быть определены по шкале или электронным меткам дальности и азимута.

Вывод: Система индикации предназначена для представления оператору визуальной информации необходимой для ведения боевой работы. Для решения этой задачи на индикаторах отображается как первичная так и вторичная информация.

Применение индикаторов в РЛС позволяет осуществлять наблюдение и оценку воздушной обстановки, определение координат воздушных объектов и выдавать данные целеуказания по дальности и азимуту.

2. Система радиолокационного опознавания.

Блок-схема радиолокационного опознавания приведена на рисунке 3.84. В составе РЛС содержится часть аппаратуры, а именно, наземный радиолокационный запросчик (НРЗ).

Аппаратура запросчика обеспечивает посылку запросного сигнала, прием и автоматическую дешифрацию кодированных ответных сигналов, а также формирование и выдачу отметок сигналов опознавания для наблюдения на экранах индикаторов. Антенно-фидерное устройство запросчика совмещено с соответствующими элементами РЛС. Зеркало антенны РЛС используется для формирования диаграммы направленности запросчика.

Рис. 3.84. Блок-схема радиолокационного опознавания.

При поступлении импульса запуска шифратор вырабатывает кодированный сигнал, который служит для модуляции передатчика. Кодирование запросного сигнала проводится, чтобы исключить запуск ответчика противником или посторонними радиолокационными устройствами.

Высокочастотные импульсы с передатчика через антенный переключатель, высокочастотный токосъемник, фидерную систему поступают на облучатель антенны и излучаются в пространство в направлении опознаваемой цели.

Запросные сигналы принимаются и декодируются приемником ответчика, установленного на самолете. При соответствии запроса заранее установленному коду ответчик автоматически излучает кодированный ответный сигнал «Я СВОЙ САМОЛЕТ». Кодирование ответного сигнала необходимо, чтобы затруднить имитацию ответных сигналов противником.

Ответный сигнал, принятый антенной, через фидерную систему и антенный переключатель передается на вход приемного устройства. В приемнике ответный сигнал преобразуется, усиливается, детектируется. Усиленный приемником сигнал подается на дешифратор, и, если коды запросчика и ответчика совпадают, с выхода дешифратора на индикаторы РЛС выдаются сигналы опознавания.

Кроме основной радиолокационной аппаратуры РЛС обнаружения целей может комплектоваться средствами связи, электростанцией, тренировочным устройством и т. п.

Система опознавания должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Для того чтобы все наблюдаемые цели были опознаны, система должна иметь дальность действия и разрешающую способность не меньше, чем РЛС обнаружения.

2. Необходимо исключить возможность распознавания кодов и имитацию сигналов, особенно ответных, противником.

3. Пропускная способность системы должна удовлетворять максимально возможное количество запросных и ответных сигналов в реальных условиях.

Вывод: Система радиолокационного запроса позволяет определить в пространстве свои самолеты и осуществлять борьбу только с целями представляющие противника.

Тема № 4: Основы радиоэлектронной защиты РЭС войсковой ПВО.