Антенно-фидерное устройство  РСП-6М2.

ВЕДЕНИЕ

Целью группового занятия является изучение устройства, принципа работы, основных параметров, применение и особенности эксплуатации антенно-фидерных устройств РСП-6М2, РСБН-4Н и ПАР-10.

Антенно-фидерное устройство  РСП-6М2.

АФУ ПРЛ-6М2, предназначена для излучения мощных и приема отра­женных радиоимпульсов по каналам курса (К) и глиссады (Г), а также приема сигналов самолетного ответчика.

В состав АФУ ПРЛ-6М2 входит:

1. канал секторного обзора (антенна курса, антенна глиссады, волноводный тракт);

2. канал подавления по запросу (антенна подавления канала курса, антенна подавления канала глиссады, волноводный тракт);

3. канал приема ответа.

Прием и излучение сигналов по К и Г осуществляется в сантиметровом диапазоне волн, что позволяет получить узкие диаграммы направленности антенн по сравнению с ДРЛ-6М2. При этом вместо фидерных линий передачи (как в ДРЛ-6М2) используются волноводы. Это позволяет увеличить передаваемую мощность, уменьшить затухание, при этом КСВ£1,25 против КСВ£1,67 для фидерных линий. Применяются волноводы прямоугольного сечения (волна Н₁₀). Для построения вращающихся и качающихся переходов находят широкое применение волноводы круглого сечения (волна Е₀₁). В прямоугольных волноводах (рис.1 а, б) обычно выполняются соотношения между размерами сторон, диаметром и длиной волны.

Для прямоугольного волновода:

а » 0,8×l;

в »  0,3…0,35×l.

Для круглого волновода:

l_КР = 1,31×d.

Ширина диаграмм направленности антенн равны:

Антенна курса:       горизонтальная плоскость - 2Q^Г_0.5к= 0,7⁰;

                                 вертикальная плоскость  - 2Q^В_0.5к= 3,0⁰.

Антенна глиссады:  горизонтальная плоскость - 2Q^Г_0.5г= 4,0⁰;

                                 вертикальная плоскость  - 2Q^В_0.5г= 0,5⁰.

Антенна подавления канала курса                                 - 2Q_0.5пк= 5,0⁰.

Антенна подавления канала глиссады                 - 2Q_0.5пг= 3,5⁰.

Антенна приема ответа: горизонтальная плоскость - 2Q^Г_0.5о= (75…80)⁰;

                                  вертикальная плоскость - 2Q^В_0.5о= 19⁰.

Углы обзора пространства увеличены и составляют:

Ф_АЗ = 35⁰ (± 17,5⁰);

Ф_УМ = 9⁰ (-1…+8)⁰.

Благодаря узким диаграммам направленности обеспечивается хорошая раз­решающая способность по угловым координатам.

Антенны К и Г последовательно записываются от передатчика сектор­ного обзора через коммутатор антенн (рис.2).

Рис.2. Цикличность работы КА ПРЛ-6М2

Одинаковая вероятность обнаружения при секторном обзоре по К и Г обеспечивается одинаковой скоростью перемещения лучей диаграммы на­правленности антенн. При этом, в моменты близкие к реверсу привода ( ско­рость перемещения близка к нулю) антенны отключаются от передатчика. На время переключения приемники К и Г запираются, что защищает от пробоя их входные каскады.

При выходе из строя передатчика секторного обзора может использо­ваться передатчик канала подавления. Такая возможность повышает надеж­ность системы.

Скорость качания антенн – 30 качаний в минуту.

Конструктивно антенны основного канала по курсу и глиссаде пред­став­ляют собой зеркальные антенны, выполненные в виде несимметрич­ных выре­зок из параболоида вращения с рупорными облучателями. Размер зеркала:

    антенна курса (АК)          –  1,1_м^В´3,5_м^Г;

    фокусное расстояние АК –  1,32 м;

антенна глиссады (АГ)              –  0,5_м^Г´5,0_м^В;

фокусное расстояние АГ –  1,05 м.

Облучатели АК и АГ конструктивно схожи и представляют собой двухрупорные облучатели энергия к которым подводится в соотношении 1:1 для канала глиссады и 5:1 для канала курса. К верхнему рупору облучателя АК подводится большая часть энергии. Такое распределение энергии позволяет создать ДН АК с большей крутизной в области малых углов, что снижает интенсивность отражений от земной поверхности. Облучатели формируют линейно поляризованную волну. Между каналом К и Г используется поляризационная развязка. В АК – поляризация вертикальная, в АГ – гори­зонтальная. Это позволяет повысить помехозащищенность ПРЛ-6М2. Перед раскрывом рупора устанавливается поляризационная решетка, предназна­ченная для преобразования электромагнитного поля с линейной поляризацией в поле с круговой или, преимущественно, с эллиптической поляризацией. Такое преобразование электромагнитной волны необходимо для решения за­дачи борьбы с отражениями от гидрометеоров. Электромагнитная волна с круговой поляризацией после отражения от объекта сложной формы (само­лета) преобразуется в электромагнитную волну с различными поляризацион­ными составляющими, т.е. несферическая цель обладает свойством преобра­зовывать падающее электромагнитное поле с круговой поляризацией в отра­женное электромагнитное поле со сложной поляризацией. Гидрометеоры могут рассматриваться с определенной степенью допущения, как комплекс сферических капель. Отражаясь от таких объектов, электромагнитное поле с круговой поляризацией преобразуется в электромагнитное поле с эллиптиче­ской поляризацией, однако направление вращения плоскости поляризации изменяется на противоположное (за счет обратного движения волны). Таким образом, из-за различий в свойствах отражения электромагнитных волн воз­душными судами и гидрометеорами возникают поляризационные различия в сигналах, отраженных от этих объектов. Следовательно, применяя поляри­зационную селекцию сигналов на приемной стороне (поворачивая соответ­ствующим образом поляризационную решетку), можно выделить полезные сигналы и существенно подавить сигналы гидрометеоров. В зависимости от характера гидрометеоров практическое ослабление отраженного от них сиг­нала может составлять 20…25 дБ, однако ослабляется на 6…8 дБ и полезный сигнал. Общий выигрыш в отношении полезных и мешающих сигналов дос­тигает 12…19 дБ. Для исключения потерь в простых метеоусловиях целесооб­разно работать с линейной поляризацией (пластины решетки перпендикулярны вектору напряженности электрического поля Е). Управление поляризационной решеткой – дистанционное электромеханическое.

    Угол поворота решетки равен 0⁰ – линейная поляризация.

    Угол поворота решетки равен 45⁰ – круговая поляризация.

    Другой угол поворота решетки – эллиптическая поляриза­ция.

Конструкция антенн подавления аналогична конструкции антенн ос­нов­ного канала – это тоже зеркальные антенны с габаритными размерами:

    антенна подавления канала курса (АПК)             –  1,1_м^В´0,4_м^Г;

фокусное расстояние АПК                          –  0,35 м;

    антенна подавления канала глиссады (АПГ) –  0,4_м^В´0,5_м^Г;

фокусное расстояние АПГ                           –  0,35 м.

    Антенна приема активного ответа представляет собой волноводно-щелевую антенную решетку, состоящую из вертикального ряда 5 продольных щелей (рис.3), прорезанных в широкой стенке прямоугольного волновода. Запитка вы­полняется при помощи штыря, расположенного в середине задней широкой стенки волновода. Высота антенны приема активного ответа 1,47 м. Щели про­резаны слева и справа от осевой линии волновода на расстоянии l/2. Это сделано для обеспечения синфазной запитки и уменьшения габаритных размеров антенны. Ширина щелей и их расположение относительно оси антенны задают необходимое амплитудное распределение электромагнитного поля и обеспечи­вают получение диаграммы направленности необходимой формы.

Структурная схема АВС ПРЛ-6М2

На схеме обозначены:

АК, АПК – антенны основного канала и канала подавления курса;

АГ, АПГ –  антенны основного канала и канала подавления глиссады;

КС         –  качающиеся сочленения;

ВП        –  вращающийся переход;

ЭА        –  эквивалент антенны;

НО        –  направленные ответвители;

Ц           –  циркуляторы.

Рассмотрим работу АВС в ПАСС режиме. Мощные радиоимпульсы от ПРД секторного обзора через НО1 и Ц1, НО2 поступают на коммутатор передатчиков. Часть энергии СВЧ через НО1 поступает на схему АПЧ ПРМ, а также через НО2 на эхорезонатор.

При использовании ПРД секторного обзора СВЧ энергия с выхода коммутатора ПРД через ВП1 и коммутатор антенн последовательно поступает либо на АК, либо на АГ (через ВП4, КС2 или ВП3, КС1). Порядок работы коммутатора антенн поясняется рис.2.

В режиме приема отраженные сигналы принимаются антеннами АК, или АГ и по элементам волноводного тракта, Ц1, РЗП1 поступают в ПРМ ПРЛ-6М2.

При выходе из строя ПРД секторного обзора с помощью коммутатора ПРД подключается ПРД подавления, использующийся в ПАСС режиме, как "горячий" резерв. Антенны подавления при этом не работают. Эхорезонатор – перестраиваемый прибор, использующийся при настройке ПРЛ-6М2, когда часть его энергии через НО2 и Ц1 подается после окончания зондирующего импульса на вход ПРМ, обеспечивая проверку работоспособности приемного тракта. Принцип работы АВС ПРЛ-6М2 в режимах СДЦ и СДЦ+ПАСС ана­логичен работе АВС в режиме ПАСС.

При АКТ режиме работы АВС работает в режиме передачи запросных сигналов и приема ответных и отраженных сигналов. Импульс подавления формируется в ПРД подавления. Этот мощный радиоимпульс через НО3, Ц2, НО4, КП, ВП2 поступает в коммутатор антенн и канализируется в антенну подавления канала курса (АПК) или канала глиссады (АПГ) и излучается в пространство. Через 2,4 мкс ПРД секторного обзора формирует кодовую пару запросных сигналов, которые через РО1, Ц1, НО2, КП, ВП1 поступают в КА. КА в соответствии со своим циклом работы канализирует СВЧ-энергию

Рис.4. Структурная схема АВС ПРЛ-6М2

в АК или АГ. Запросный сигнал излучается в пространство вслед за ИП. От­ветные сигналы СО принимаются антенной приема ответных сигналов ААО и по коаксиальному кабелю подаются к ПРМ НПО. Отраженные от ВС сигналы проходят через волноводный тракт тем же путем, что и в режимах ПАСС и СДЦ, и поступают на вход ПРМ ПК.

Вывод: Таким образом в данном вопросе мы изучили устройство, принцип работы, основные параметры, применение и особенности эксплуатации антенно-фидерного устройства РСП-6М2.