Взаимодействие систем РЛС по структурной схеме в различных режимах

РЛС 35Н6 является одной из наиболее совершенных РЛС, находящихся на вооружении. В ней реализованы современные методы формирования зондирующих сигналов, обработки эхосигналов и защиты от помех с широким использованием цифровой вычислительной техники.

Основными особенностями построения РЛС 35Н6 являются особенности построения ее систем и подсистем.

Передающая система построена по многокаскадной схеме "задающий генератор - усилитель мощности" (ЗГ - УМ). Такая схема построения обеспечивает:

высокую стабильность частоты зондирующего сигнала (изменения сопротивления АФС не сказывается на работе ЗГ благодаря наличию усилителя мощности);

возможность мгновенного изменения несущей частоты путем электронного переключения нескольких ЗГ;

когерентность излучаемых импульсов в процессе формирования зондирующего сигнала и возможность реализации истинной внутренней когерентности, при которой взаимно синхронизированы частота повторения импульсов, промежуточная и несущая частоты;

относительную простоту реализации кодофазовой внутриимпульсной модуляции зондирующего сигнала.

РЛС 35Н6 является РЛС маловысотного поля, что предъявляет к системе СДЦ повышенные требования. Для увеличения вероятности обнаружения маловысотных целей в условиях сильных отражений от местных предметов необходимо, чтобы система СДЦ обеспечивала коэффициент подавления сигналов, отраженных от подстилающей поверхности, не менее 40 дБ. Это обуславливает необходимость формирования в РЛС зондирующих сигналов в виде когерентной последовательности импульсов и когерентной обработки отраженных эхосигналов, что лучше всего обеспечивается истинной внутренней когерентностью реализованной в РЛС.

Высокая стабильность частоты зондирующих сигналов достигается построением передающей системы по схеме генератора с независимым возбуждением, что обеспечивает возможность применения всех мер стабилизации частоты в маломощном возбудителе (ЗГ).

Достоинством схемы генератора с независимым возбуждением является то, что:

задающий генератор работает на сравнительно низкой частоте и имеет кварцевую стабилизацию частоты;

отпадает необходимость применения АПЧ;

значительно улучшаются характеристики системы защиты от пассивных помех;

наличие нескольких ЗГ обеспечивает большие возможности защиты РЛС от прицельных по частоте АТТТП.

В передающей системе для формирования частоты зондирующего сигнала используется принцип умножения частоты опорного напряжения. Это же опорное напряжение используется в системе синхронизации для формирования синхронизирующих импульсов и временных шкал, а также для формирования гетеродинного сигнала и напряжения промежуточной частоты, которое используется в системе обработки сигналов при фазовом детектировании эхо сигналов на промежуточной частоте.

Высокая стабильность периода посылок серий из 8 импульсов обеспечивается формированием импульсов синхронизации из высокостабильного опорного напряжения.

Для стабилизации закона изменения фаз от дискрета к дискрете в зондирующем КФМ сигнале в передающей системе приняты следующие меры:

в возбудителе сигналы формируются из непрерывного стабильного по частоте напряжения со стабильным периодом вырезок;

исключены случайные искажения начальных фаз импульсов при их усилении в каскадах усилителя мощности;

применена схема фазового манипулятора, осуществляющего фазовую манипуляцию сигнала, в соответствии с действующим законом, обладающая высоким быстродействием и малыми искажениями сигнала.

Усилитель мощности передающей системы построен по последовательно-параллельной схеме, которая обладает следующими достоинствами:

в качестве базового усилителя используется унифицированный элемент;

базовый усилительный элемент маломощный, что позволяет использовать низковольтные питающие напряжения, а в качестве самого усилительного элемента использовать твердотельный прибор (транзистор);

усилитель мощности, как совокупность базовых маломощных усилительных элементов, не требует специальной системы охлаждения;

надежность усилителя мощности достаточно высокая, так как надежность первых каскадов обусловлена тем, что они усиливают достаточно слабые сигналы, а надежность последних каскадов обусловлена параллельной схемой усиления.

При разработке РЛС, предназначенной для обнаружения и проводки маловысотных целей, особенно остро встает проблема создания АФС с требуемыми характеристиками, тем более что антенное устройство любой РЛС в основном определяет ее боевые возможности.

При проектировании РЛС 35Н6 было принято решение на использование хорошо зарекомендованного себя антенного устройства РЛС П-19 и антенно-мачтового устройства 1РЛ-82МЗ, что не противоречило тактико-техническому заданию и сократило сроки разработки РЛС 35Н6.

В соответствии с назначением и особенностями функционального построения структурная схема РЛС 35Н6 имеет следующий вид (рис. 1).

В режиме передачи зондирующий сигнал РЛС формируется передающей системой построенной по схеме "ЗГ-УМ". С целью обеспечения высокой стабильности частоты зондирующего сигнала в возбудителе передающей системы осуществляется кварцевая стабилизация частоты. В составе возбудителя находится формирователь гетеродинных частот ФГЧ состоящий из десяти

кварцевых генераторов частоты fгi, i=1...10.

ФГЧ обеспечивает защиту РЛС от прицельной активной помехи перестройкой передающей системы на одну из десяти фиксированных частот свободную от помех по сигналу управления СУ с рабочего места оператора РМО. Несущая частота РЛС foi получается путем сложения в смесителе СМ сигнала гетеродинной частоты fгiс сигналом промежуточной частоты fпр, который поступает на смеситель с формирователя промежуточной частоты ФПЧ. Формирование кодофазоманипулированных радиоимпульсов осуществляется в кодофазовом манипуляторе КФМ, на который подается напряжение несущей частоты с выхода смесителя и видеоимпульсный модулирующий код с устройства формирования опорной последовательности УФОП. Сформированный по спектру кодофазоманипулированный сигнал подается с выхода КФМ на вход коммутатора К2, который в режиме передачи транслирует КФМ сигнал низкой мощности на последовательно соединенные предварительный усилитель мощности ПУМ и усилитель мощности УМ для формирования зондирующего сигнала требуемой мощности. Затем сформированный КФМ сигнал через ферри-товый циркулятор антенного переключателя АП поступает в антенно-фидерную систему и излучается в заданное направление зоны обзора. Вращение АФС в азимутальной плоскости осуществляется электромеханическим опорно-поворотным устройством ОПУ. Развертывание АФС производится с помощью механизма подъема МП. Часть зондирующего сигнала с усилителя мощности ПРДС и отраженные от неоднородностей АФС сигналы подаются на входы датчика контроля мощности ДКМ, который контролирует уровень мощности зондирующего сигнала и КБВ в АФС, а при отказах ПРДС или АФС выдает сигнал "Авария".

Коммутатор К2 обеспечивает передачу КФМ сигнала на ПУМ в режиме передачи или на управляемый аттенюатор пилот сигнала АттПС в режиме проверки работоспособности приемного тракта РЛС. Пилот сигнал с АттПС вводится в приемный тракт РЛС на вход малошумящего усилителя МШУ высокой частоты через направленный ответвитель НО.

Отраженный от цели эхосигнал принимается АФС и через антенный переключатель и полосовой фильтр ПФ, который осуществляет предварительную селекцию сигналов в полосе частот fо1…fо10 с ослаблением вне полосы на 40 дБ, поступает через направленный ответвитель НО на вход малошумящего усилителя. МШУ выполняет роль УВЧ, в котором осуществляется усиление сигнала на одной из несущих частот fоi. Усиленный МШУ эхосигнал через коммутатор К1, управляемый сигналом управления СУ, подается на один из полосовых фильтров ПФ1 или ПФ2, соответствующий рабочей частоте РЛС и обеспечивающий защиту СПУС от помехи по "зеркальному" каналу, а затем через управляемый аттенюатор ВАРУ поступает на вход смесителя преобразователя частоты ПЧ. В смесителе ПЧ осуществляется перенос спектра эхосигнала на промежуточную частоту fпр. Для этого на второй вход смесителя ПЧ с формирователя гетеродинных частот ФГЧ подается сигнал гетеродинной частоты fгiсоответствующей частоте зондирующего сигнала fоi.

Далее эхосигнал преобразованный на промежуточную частоту усиливается УПЧ, который входит в состав ПЧ и поступает на входы фазовых детекторов ФД. На вторые входы фазовых детекторов подается опорное напряжение на промежуточной частоте fпрс формирователя промежуточной частоты ФПЧ передающей системы. В фазовых детекторах осуществляется перенос спектра эхосигнала с промежуточной частоты на видеочастоту и разделение тракта обработки на два квадратурных канала: амплитудный и когерентный.

В РЛС 35Н6 реализованы три режима обработки эхосигналов: амплитудный, когерентный и амплитудно-когерентный (смешанный).

В амплитудном режиме принятый эхосигнал после квадратурного фазового детектирования подвергается бинарному квантованию (двухразрядному аналого-цифровому преобразованию) с частотой дискретизации 2,4 МГц, т. е. преобразуется в последовательный двоичный код. Квантованный сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя АЦП поступает на знакоцифровой коррелятор ЗЦК, в котором осуществляется сжатие КФМ сигнала до длительности дискретаравной 0,83мкс. Выбранная частота дискретизации обеспечивает получение двух выборок на интервале корреляции, что позволяет снизить потери, обусловленные несовпадением максимумов корреляционной функции принятого сигнала с отсчетами дальности. Для обработки эхосигнала в ЗЦК на него также подается копия закона кодофазовой модуляции зондирующего сигнала с устройства формирования опорной последовательности УФОП.

С выхода ЗЦК сжатый эхосигнал подается на устройство обнаружения состоящее из устройства критерийной обработки УКО, некогерентного накопителя НКН и порогового обнаружителя ПО, где осуществляется его некогерентное накопление и критерийная обработка, обеспечивающая устранение неоднозначности измерения дальности и защиту от несинхронных импульсных помех (НИП). В случае наличия сигнала одновременно на выходе некогерентного накопителя и устройства критерийной обработки он подается на пороговый обнаружитель, в котором сравнивается с адаптивным порогом и при превышении его сигнал претерпевает регенерацию по длительности до величины, соответствующей ширине ДНА, а затем через коммутатор КЗ управляемый УКО подается на устройство адаптивной коммутации каналов УАКК.

Так как сигнал амплитудного канала содержит не только эхосигналы целей, но и сигналы отраженные от местных предметов и дипольных отражателей, то он используется для формирования с помощью устройства формирования карты местных предметов КМП стробов переключения режимов работы РЛС. Для этого на КМП подаются сигналы с амплитудного выхода ЗЦК и сельсина-датчика СД вращения антенны. Стробы с выхода КМП подаются на УАКК, в котором осуществляется автоматическая коммутация амплитудного и когерентного каналов в смешанном режиме работы РЛС.

Эхосигналы с выхода УАКК подаются на устройства сопряжения УС, а с них на кодознаковые индикаторы КЗИ рабочего места оператора РМО или вы­носного рабочего места оператора ВРМО, а также на сопрягаемые системы. Параллельно через устройства сопряжения потребителям РЛИ выдается информация опознавания от наземного радиолокационного запросчика НРЗ.

В когерентном режиме работы РЛС принятый эхосигнал после квадратурного фазового детектирования подвергается аналогоцифровому преобразованию в АЦП, в котором он преобразуется в параллельный 11-разрядный код в каждой дискрете дальности с частотой дискретизации 1,2 МГц. С выхода АЦП когерентного канала цифровой код сигнала поступает на цифровую систему селекции движущихся целей ССДЦ. В системе СДЦ код сигнала обрабатывается в устройстве однократной ЧПК, а затем поступает на когерентновесовой накопитель, в котором осуществляется когерентное накопление сигналов в течение восьми периодов повторения. Выходной сигнал когерентновесового накопителя системы СДЦ подается на вход ЗЦК, где подвергается сжатию, а затем сжатый сигнал с выхода ЗЦК подается повторно в систему СДЦ, где квадратуры сигнала объединяются и подаются на устройство, осуществляющие бланкирование остатков от дипольных помех.

С выхода системы СДЦ эхосигналы когерентного канала поступают на последующую обработку на устройство обнаружения, в котором они обрабатываются аналогично обработке сигналов амплитудного канала.

В амплитудно-когерентном (смешанном) режиме работы РЛС амплитудная и когерентная обработка сигналов осуществляется параллельно. Сжатие сигналов амплитудного и когерентного каналов производится в режиме разделения по времени. При этом в каждом из девяти периодов зондирование производится формирование одного сжатого сигнала амплитудного канала и одного сжатого сигнала когерентного канала.

Выбор сигнала, выдаваемого потребителям РЛИ и на систему отображения информации (КЗИ РМО и ВРМО), осуществляется с использованием информации, вырабатываемой устройством формирования карты местных предметов КМП. В каждой азимутально-дальностной дискрете КМП производится выработка строба разрешения выдачи на отображение сигнала амплитудного канала, если в ней отсутствует сигналы, отраженные от местных предметов и других пассивных помех. В противном случае на систему отображения подается сигнал когерентного канала. Таким образом, в смешанном режиме работы РЛС осуществляется выдача сигналов амплитудного или когерентного каналов на систему отображения и сопрягаемые системы в зависимости от конкретной помеховой обстановки.