Режим излучения зондирующих сигналов и приема отраженных сигналов

Включение режима осуществляется постановкой переключателя «АНТЕННА-НАГРУЗКА» в положение «А».

Импульс электромагнитной энергии от магнетрона через волно­вод с подкачкой поступает к ответвителю АПЧ. Незначительная часть этой энергии ответвляется к смесителю АПЧ, а основная часть через ферритовый антенный переключатель (рис.12) подводится к переключателю «АН­ТЕННА-НАГРУЗКА» (рис.14) и далее через волноводную измерительную секцию, гибкий волновод, азимутальный вращающийся переход (рис.15), поворотное сочленение и угломестный вращающийся переход подается к переклю­чателю «ПОИСК-ПЕЛЕНГ» (рис.16), который направляет энергию к облучателю поиска или к облучателю пеленга (рис.17).

Ферритовый переключатель защищает входные устройства приемной системы от падения на них мощного прямого сигнала от магнетрона, обеспечивает беспрепятственное прохождение в приемную систему отраженных от цели сигналов и защищает магнетрон от воздействия отраженной волны.

Общий вид и принципиальная схема переключателя приведены на рис.12, 13.

Основными элементами переключателя (рис.12) является: щелевые мосты 1, 5, секция с ферритовыми пластинами 2 и фазовращатель 4.

Щелевой мост представляет собой конструкцию из двух волноводов, имеющих общую узкую стенку. Электромагнитная связь между волноводами осуществляется при помощи окна. В центре окна имеется винт 8. Размеры окна выбраны так, что если в одно из плеч щелевого моста попадает электромагнитная волна, то ее энергия делится пополам между противоположными плечами, в которых волны оказываются сдвинутыми по фазе на 90⁰, а в соседнее плечо энергия не поступает.

Секция с ферритом представляет собой сдвоенный волновод, к общей стенке которого приклеены симметрично с двух сторон две ферритовые пластины.

Намагничивание ферритовых пластин осуществляется постоянным магнитом 3.

Размеры пластин подобраны так, что при данном постоянном подмагничивающем поле, при работе переключателя на передачу, пластины в каналах I и II дают фазовый сдвиг электромагнитной волны 90⁰ и 0⁰ соответственно. При изменении направления распространения волны на обратное пластина, расположенная в канале II, сдвигает фазу волны на 90^0, а пластина в канале I дает нулевой фазовый сдвиг. Потери в каждой пластине не превышают 0, 3 дБ.

В одном из плеч второго щелевого моста параллельно узкой стенке расположена фторопластовая пластина (фазовращатель).

Расстояние пластины от стенки подобрано так, что сдвиг фазы волны в волноводе с фазовращателем составляет 90⁰ и не зависит от направления распространения электромагнитной волны.

При работе переключателя на передачу сигнал поступает в плечо I. Первый щелевой мост делит энергию сигнала пополам и обеспечивает сдвиг фазы волны, поступающей в канал II, на 90⁰ .

В канале I сигнал, распространяясь через секцию с ферритом, получает сдвиг фазы в 90⁰ и далее 90⁰ за счет фазовращателя.

В канале II фаза волны не изменяется.

Таким образом, ко второму щелевому мосту сигналы из I и II каналов приходят сдвинутыми между собой по фазе на 90⁰ . При распространении энергии через второй щелевой мост фаза электромагнитной волны, поступающей из канала II в канал I и обратно, изменяется на 90⁰ . Следовательно, на выход канала I поступают два сигнала равной мощности и в одинаковой фазе, которые складываются и направляются к антенне.

Сигналы на выходе канала II оказываются сдвинутыми на 180⁰

(в противофазе), и в этом направлении энергия распространяться не будет.

Создаваемая ферритовым переключателем развязка (не менее 10 дБ) между магнетроном и приемником недостаточна для защиты приемной системы от повреждения мощным импульсом передатчика, поэтому вход приемной системы дополнительно защищается разрядником.

При работе на прием сигнал из антенны поступает в плечо 3 переключателя. Щелевой мост делит энергию сигала пополам между каналами I и II, сдвигает фазу сигнала, поступающего в канал II, на 90⁰ . В канале II фаза сигнала сдвигается еще на 90⁰ при прохождении ферритовой пластины. В канале I фаза сигнала сдвигается на 90⁰ фторопластовой пластиной, ферритовая пластина в канале I фазу не сдвигает. После прохождения второго щелевого моста сигналы складываются в фазе в плече 2 и поступают в приемную систему.

В плечо 1 энергия принятого сигнала не идет, так как сигналы из каналов I и II приходят сюда в противофазе.

С помощью измерительной секции в процессе работы передатчика возможно измерение генерируемой мощности. Для этого к измеритель­ной секции подключается измеритель мощности типа М2-3/1.

Наличие гибкого волновода исключает поломки элементов волно­водного тракта при движении ЗСУ, а азимутальный и угломестный вращающиеся переходы обеспечивают передачу электромагнитной энер­гии при разворотах антенны по азимуту и углу места. Поворотное сочленение позволяет переводить антенну из походного положения в боевое и обратно.

Положение переключателя «ПОИСК-ПЕЛЕНГ» зависит от положения тумблеров «ПОИСК-ПЕЛЕНГ», «РЕЖИМ I - РЕЖИМ II» и кнопок «АВТОМАТ», «НАВЕДЕНИЕ» на пульте управления оператора поиска. При постановке тумблеров в положение «ПЕЛЕНГ» или «РЕЖИМ II» в любом случае пе­реключатель будет подключать волноводную систему к облучателю пе­ленга, при постановке тумблеров в положение «ПОИСК» или «РЕЖИМ I» при нажатой кнопке «АВТОМАТ» к волноводной системе будет подклю­чен облучатель пеленга, при нажатой кнопке «НАВЕДЕНИЕ» – облуча­тель поиска.

В последнем случае возможно измерение чувствительности при­емной системы через ответвитель (14).

Облучатели излучают электромагнитную энергию в виде сфери­ческой волны, которая с помощью двухзеркальной решетчатой системы (рис.20) преобразуется в плоскую и излучается в пространство узким лучом (рис.21). Если к волноводной системе подключен облучатель поиска, то проис­ходит качание (сканирование) диаграммы направленности антенны (ДНА) по углу места в секторе 15^о, а если облучатель пеленга – коническое развертывание (сканирование) ДНА (рис.22). Сканирование ДНА в режиме поиска осуществляется вращением запитывающего рупора облу­чателя поиска, а в режиме пеленга– вращением облучателя пеленга специальными электродвигателями.

Если в зоне действия ДНА есть цель, то в промежутках между излучением зондирующих импульсов, на вход антенны поступают отра­женные от цели сигналы, называемые эхо-сигналами.

Они представляют собой радиоимпульсы, задержанные по времени относительно зондирующих в зависимости от дальности до цели (чем больше дальность до цели, тем больше время задержки t_з). Амплитуда эхо-сигналов тем меньше, чем больше дальность до цели. Несущая частота эхо-сигналов отли­чается от несущей частоты зондирующих импульсов на доплеровскую прибавку F_дц (знак прибавки зависит от приближения или удаления цели, «+» и «-» соответственно). Если цель неподвижна, то допле­ровская прибавка частоты отсутствует.

В режиме автосопровождения, если цель несколько смещена с оптической оси антенны (т.е. находится не на равносигнальном нап­равлении) эхо-сигналы представляют собой радиоимпульсы от одной цели, огибаю­щая которых изменяется с частотой вращения пеленгового облучате­ля 63 Гц. В этой огибающей заключена информация о смещении цели от равносигнального направления. Ее фаза определяет направление смещения, амплитуда–величину смещения (это не относится к зависающему вертолету–в эхо-сигнале от вертолета имеется доплеровская прибавка частоты за счет турбинно­го эффекта, возникающего при вращении винтов вертолета).

Эхо-сигналы принимаются антенной и поступают в облучатель поиска или пеленга в зависимости от режима работы РЛС. Далее, че­рез волноводное устройство эхо-сигналы поступают к ферритовому антенному переключателю, который направляет их на вход приемной системы. Входом приемной системы является разрядник защиты прием­ника РР-187.