Радиолокация
f 1 + D f, и в приемнике выделится сигнал биений с
частотой Df.
Эта частота тем выше, чем больше расстояние до цели. Частотно - модулированные
локаторы нашли свое применение в авиации, на судах, а также для выполнения операции
стыковки космических кораблей на орбите, обеспечивающие очень хорошую точность
определения дистанции.
Наибольшее распространение получил импульсный способ определения
дальности. Работой импульсного локатора управляет генератор импульсов (ГИ),
следующих с относительно невысокой частотой повторения - порядка сотен
импульсов в секунду. Мощные импульсы подаются на генератор высокой частоты
(ГВЧ), вырабатывающий очень мощные короткие импульсы высокочастотных (ВЧ)
колебаний. Через антенный переключатель (АП) ВЧ импульс поступает в антенну и
излучается. После излучения импульса антенна подключается ко входу приемника
(Пр).
Одновременно с излучением импульса запускается генератор развертки
(ГР), вырабатывающий линейно нарастающее пилообразное напряжение. Оно поступает
на пластины горизонтального отклонения электронно - лучевой трубки, экран
которой и является т.н. экраном РЛС.
Усиленный и продетектированный сигнал с выхода приемника подается на
пластины вертикального отклонения. Что же можно наблюдать на экране? Прежде
всего в самом начале линии развертки появится мощный импульс сигнала ВЧ
генератора, который служит началом шкалы дальности. Спустя некоторое время,
нужное для распространения волн, придут сигналы от целей. Луч к этому времени
переместится правее. Чем дальше цель, тем дальше от начала развертки окажутся
отраженные импульсы. А их амплитуда будет соответствовать интенсивности
отраженного сигнала. По ней в какой - то мере можно судить о величине цели.
Определять дальность на экране импульсного локатора достаточно просто: под линией
развертки можно расположить шкалу. Но, поскольку такой способ уж очень
несерьезен, в схему локатора ввели масштабные генераторы меток. Шкалу дальности
стал рисовать электронный луч параллельно со своим основным назначением -
индикацией целей. Генератор развертки совершенствовался, например достигнута
возможность «растянуть» по горизонтали любое место линии развертки, чтобы
подробнее рассмотреть отраженные сигналы в заданном интервале дальностей. У
описанного индикатора ( он получил название «индикатор типа «А») есть существенный
недостаток: он дает только дальность, а направление на цель надо определять по
шкалам поворотного устройства антенны. Поэтому очень скоро был разработан
другой индикатор (тип В), используемый в РЛС кругового обзора. Антенна этой
станции вращается вокруг вертикальной оси, «просматривая» все азимутальные
направления от 0 до 360 градусов. Структурная схема РЛС и порядок работы
остаются прежними, но индикатор кругового обзора (ИКО) выполнен совсем по -
другому. Пилообразное напряжение развертки подается на специальный кольцевой отклоняющий
электрод, и линия развертки проходит по радиусу - от центра к краю экрана. Она
поворачивается синхронно с антенной. Для поворота линии развертки на обычные
отклоняющие пластины X и Y подают синусоидальные переменные напряжения в
квадратуре, т.е. на одну пару пластин - косинусоидальное напряжение, а на
другую синусоидальное. Частоты этих напряжений равны частоте вращения антенны и
составляют доли герца. Луч при этом описывал бы круги на экране, но , поскольку
имеется еще напряжение радиальной развертки на кольцевом электроде,
изменяющееся значительно быстрее с частотой повторения излучаемых импульсов,
луч чертит линию развертки, вращающуюся вместе с вращением антенны.
Сигнал с выхода приемника подается на управляющий электрод (сетку) ЭЛТ
и заставляет луч увеличивать яркость при наличии отраженных импульсов. Таким
образом, на экране ИКО луч «рисует» радиолокационную карту местности. Место расположения
самой РЛС соответствует центру экрана. Локатор кругового обзора хорошо подходит
для морской навигации, дальнего обнаружения воздушных целей, диспетчерского
контроля в аэропортах. Теперь все чаще переходят к секторному обзору, при котором
антенна «осматривает» не весь горизонт, а только нужную его часть. Большие
наземные РЛС снабжают индикаторами нескольких типов: кругового обзора для
обнаружения целей и контроля обстановки, типа А для точного определения
дальности и т.д. Если, например, диаграмма направленности антенны может
«качаться» еще и по углу места (для этого обычно не наклоняют всю антенну,
достаточно «качать» ее облучатель ), то применяют в дополнение к ИКО индикатор
«дальность - высота». В нем луч развертывается по радиусу и «качается» в некотором
секторе синхронно с антенной, а координаты выбраны прямоугольными. Такой
индикатор наглядно покажет и высоту цели.
5. Конструкции отдельных элементов РЛС .
Мощный генератор высокой частоты для
локаторов, работающих в диапазоне метровых волн, выполняется на электронных
лампах, как правило, триодах. Но колебательный контур, состоящий из катушки и
конденсатора, уже не пригоден, поскольку катушка для частот в десятки и сотни
мегагерц должна быть маленькой, а это несовместимо с высокой мощностью
колебаний. Поэтому катушка вырождается в отрезок двух
проводной линии, выполненной из толстых медных трубок. Линия на
страивается передвижным короткозамкнутым мостиком. Симметричная линия
лучше всего совмещается с двухтактным генератором :
Конденсатора в контуре нет - его роль выполняют междуэлектродные
емкости ламп. Через них осуществляется и обратная связь. Часть переменного
анодного напряжения через емкость анод - катод возбуждает другой контур -
линию, включенную между катодами ламп. Ее настройкой подбирают нужную для
возбуждения колебаний фазу напряжения обратной связи. Сетки ламп заземляют по
высокой частоте. Отбор мощности ВЧ колебаний осуществляют петлей связи,
расположенной вблизи анодной линии. Напряжение анодного питания подают на
короткозамкнутый мостик этой линии через ВЧ дроссель (катушку индуктивности),
изолирующий источник питания от ВЧ колебаний. Генератор будет работать в
импульсном режиме, если его питать не постоянным анодным напряжением, а мощными
высоковольтными импульсами. Они генерируются в устройстве с тиратроном -
газоразрядной лампой, поджигаемой управляющим импульсом. Пока тиратрон погашен,
накопительный конденсатор С заряжается через дроссель с большой индуктивностью
L от высоковольтного источника. Ток заряда невелик, а время заряда может
достичь периода повторения импульсов. Короткий запускающий импульс поджигает
тиратрон, и генератор ВЧ оказывается подключенным к накопительному
конденсатору, заряженному до высокого потенциала (десятки киловольт).
Генерируется очень короткий радиоимпульс, причем анодный ток ВЧ генератора
может достичь десятков ампер. Заряд конденсатора расходуется в течение
нескольких микросекунд или даже долей микросекунды, генерация прекращается, и
тиратрон гаснет. Конденсатор С снова начинает медленно заряжаться через
дроссель L. Если бы ВЧ генератор работал при такой мощности несколько дольше,
то электроды лампы неминуемо расплавились бы , выгорели или испарились. Только
благодаря краткости импульсов ничего этого не происходит, а средняя мощность
генератора оказывается для него невысокой и вполне безопасной.
Страницы: 1, 2, 3
