Радиоприемное устройство (РПУ)

Радиоприёмное устройство предназначено для приёма, преобразования, усиления и формирования сигналов, отраженных целей и принятых антенной, до величин, необходимых для нормальной работы индикаторного устройства.

Функционально РПУ построено по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты.

 

 

РПУ состоит из следующих функциональных узлов.

1. Устройство защиты приёмника.

2. Усилитель высокой частоты.

3. Преобразователь частоты.

4. Усилитель промежуточной частоты.

5. Видео усилитель.

6. Устройство автоматической регулировки частоты клистронного гетеродина (АПЧ).

7. Схема автоматической временной регулировки усиления.

Радиолокационные станции работают в диапазоне СВЧ. Назначение радиолокационной станции определяет схему ее приемника, его конструкцию и качественные показатели, от которых зависят основные параметры радиолокационной станции (дальность действия, точность, определения координат цели, разрешающая способность). Удачная конструкция и схема приемника могут значительно улучшить параметры радиолокационной станции.

Импульсная работа радиолокационных станций в диапазоне СВЧ предъявляет ряд специфических требований к их приемникам.

Радиоимпульсы, отраженные от дальних целей, поступают на вход приемника с амплитудой в несколько микровольт. Их мощность измеряется тысячными и миллионными долями микроватта.

Напряжение отраженных сигналов на выходе приемника представляют собой видеоимпульсы с амплитудой в несколько десяток вольт. Мощность выходных видеоимпульсов должна быть порядка долей ватта.

Для неискаженного усиления слабых радиоимпульсов с последующим преобразованием их в видеоимпульсы прямоугольной формы приемник радиолокационной станции должен обладать высокой чувствительностью и иметь широкую полосу пропускания. Если в приемнике связи полоса пропускания составляет несколько килогерц, то в радиолокационном приемнике она измеряется десятками долями и единицами мегагерц.

Большой коэффициент усиления радиолокационного приемника и широкая полоса пропускания являются причиной сильного влияния на его работу внутренних шумов. Радиолокационные приемники чаще всего выполняются по супергетеродинной схеме. Основные элементы приемника имеют следующее назначение:

Устройство защиты приёмника. Требуемая для защиты приёмника изоляция от передатчика должна составлять не менее 60÷80дБ, а суммарная энергия, просачивающаяся через защитное устройство, незначительна и не должна превышать 1мВт. Ферритовый антенный переключатель (ФАП) и устройство защиты приёмника (УЗП) объединены в одной конфигурации. Структура построения ФАП обеспечивает развёртку приёмника и передатчика до 40дБ. Дополнительную развязку, до 80дБ обеспечивает

 

широкополосный разрядник защиты приёмника (РЗП) представляет собой вакуумно-герметичную резонаторную структуру, заполненную газом. При воздействии

СВИ электрического поля высокого уровня мощности возникает внутри РЗП газовый разряд, в результате чего входное сопротивление разрядника значительно падает, а вносимое или затухание резко возрастает.

Входная цепь служит для согласования волнового сопротивления антенного фидера с входным сопротивлением приемника. Чаще всего представляет собой одиночный колебательный контур. При помощи входной цепи на входе первого каскада приемника стараются получить, возможно, большее превышение сигнала над уровнем внутренних шумов.

Преобразователь частоты осуществляет преобразование радиоимпульсов высокой частоты в радиоимпульсы промежуточной частоты. Он состоит из смесителя и гетеродина. Преобразование частоты в РПУ, производится с помощью кристаллических диодных смесителей, размещённых в специальных волноводных секциях к которым подводятся непрерывные колебания СВЧ от гетеродина, отраженные сигналы от антенны или ослабленные сигналы магнетрона.

УПЧ (усилитель промежуточной частоты) усиливает импульсы промежуточной частоты до величины, необходимой для нормальной работы детектора. В этом усилителе происходит основное усиление принимаемых сигналов. Коэффициент усиления данного усилителя может доходить до сотен тысяч, а число каскадов до 12 и даже более. В качестве ламп применяются исключительно высокочастотные пентоды с большой крутизной характеристики. Усиление импульсов промежуточной частоты поступающих из смесителя производится УПЧ. От качества работы УПЧ зависят дальность радиолокационного наблюдения и разрешающая способность.

УВЧ (усилитель высокой частоты) предназначен для усиления входного сигнала высокой частоты поступающего на вход приёмника. Данный сигнал отражается от целей.

Детектор осуществляет преобразование радиоимпульсов в видеоимпульсы.

Видеоусилитель. Под видеоусилителем понимается совокупность каскадов, включенных между УПЧ и индикаторным устройством. Он предназначен для усиления видеоимпульсов по амплитуде и трансляции их в индикаторное устройство, служит для увеличения амплитуды видеоимпульсов, полученных на нагрузке детектора, до величины, обеспечивающей нормальную работу индикатора. В оконечном каскаде видеоусилителя обычно происходит согласование выходного сопротивления видеоусилителя с входным сопротивлением фидера, при помощи которого приемник соединяется с индикатором.

 

 

Смесители в сантиметровых приемниках выполняются на полупроводниковых диодах, а в качестве гетеродинов используются отражательные клистроны. Эти элементы представляют высокочастотный блок приемника, который располагается в непосредственной близости от антенного переключателя станции.

 

 

Рис. 3.1. Структурная схема ЗГ РЛС

 

1.3.2. Разработка, окончательный выбор технических параметров РЛС

 

На основании проведённых расчетов составляется табл. 1.5, которая в дальнейшем используется в качестве исходных данных при выполнении следующего этапа проектирования, выбора и расчета функциональных узлов РЛС и их составных элементов.