RU35688U1 - Корабельная трехкоординатная радиолокационная станция и антенное устройство для нее - Google Patents

Description

Описание полезиой модели

Корабельная трехкоординатиая радиолокационная станция и антенное

устройство для нее.

Полезная модель относится к области радиолокации, в частности к корабельным радиолокационным станциям (РЛС). Предлагаемая РЛС может использоваться для обнаружения воздушных и надводных целей и выдачи целеуказания.

Известна корабельная РЛС (патент Великобритании № 2177566), в которой для увеличения числа отраженных от цели импульсов предлагается излучать два или несколько лучей, разнесенных в горизонтальной плоскости на угол, соизмеримый с шириной луча. Недостатком такого решения является то, что оно не приводит к увеличению темпа обновления информации.

Паиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели является корабельная трехкоординатная РЛС Военно-Морских сил США AN/SPS-48E По данным справочника The Naval Institute Guide to World Naval Weapons Sistems 1997-1998. РЛС AN/SPS-48E представляет собой одноканальную станцию, работающую только в одном участке диапазона частот. РЛС AN/SPS-48E осуществляет обзор пространства в вертикальной плоскости сканированием одного или группы лучей при круговом электромеханическом вращении антенны в горизонтальной плоскости. Антенное устройство представляет собой волноводную щелевую решетку. Стабилизация луча диаграммы направленности антенны по бортовой и килевой качкам осуществляется электронным способом. В зависимости от режима работы РЛС передающее устройство генерирует в соответствующих лучах высокую, среднюю или низкую излучаемз о мощность. Основными недостатками РЛС AN/SPS-48E являются относительно низкий темп обновления информации и наличие интерференционных провалов при обнаружении целей, летящих под малыми углами места. Указанные недостатки могут привести к снижению устойчивости сопровождения, снижению дальности и точности выдачи целеуказания.

Целью полезной модели является создание радиолокационной станции с повышенным темпом обновления информации, высокими точностями измерения координат цели и выдачи целеуказания, с повышенной дальностью обнаружения, в том числе малоразмерных низколетяш,их целей. Указанная цель достигается двухканальным, в отличие от прототипа, построением РЛС, при котором излучение зондирующих сигналов и прием отраженных от цели сигналов производится двумя самостоятельными каналами. Оба частотных канала идентичны по построению и работают в двух разнесенных поддиапазонах частот Б - диапазона при общем приемо-передающем тракте. Каждый канал имеет приемо-передающую антенну, передающее и приемное устройство высокочастотных сигналов. Независимая работа РЛС в двух разнесенных поддиапазонах частот обеспечивается за счет введения в ее состав двух устройств суммирования и разделения частотных каналов. Приемо-передающие антенны радиолокационных каналов развёрнуты относительно друг друга так, что излучаемые ими сигналы направлены во взаимно противоположенных направлениях, и установлены на общем стабилизированном корпусе вместе с антенной системы государственного опознавания. Полная механическая стабилизация оси вращения антенн радиолокационных каналов и системы государственного опознавания устраняет влияние качек корабля на характеристики РЛС. Высокая точность выдачи целеуказания достигаются за счёт формирования диаграмм направленности с низким уровнем боковых лепестков. Работа РЛС двумя частотными каналами позволяет исключить глубокие интерференционные провалы при обнаружении воздушных целей, летящих под малыми углами места и повысить в два раза темп обновления информации.

Обзор пространства осуществ.Г1яется двумя радиолокационными каналами путем электронного сканирования лучей в вертикальной плоскости и механического вращения антенн в горизонтальной плоскости. Сканирование в вертикальной плоскости осуществляется за счет изменения частоты излучаемых сигналов по специальным программам, соответствующим

установленным режимам работы. Профаммы сканирования задают очередность следования лучей и виды зондирующих сигналов. Для реализации необходимого энергетического потенциала и требуемой точности измерения дальности применяются сложные зондирующие сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Управление длительностью импульса, частотой повторения, мощностью и видом излучаемых сигналов, осуществляемое устройством отображения информации и управления режимами, позволяет оптимизировать распределение излучаемой энергии в пространстве и эффективно использовать средства помехозащиты в зависимости от пространственного расположения помех. Для повышения эффективности использования в РЛС автоматизировано большинство операций по включению, взаимодействию различных устройств, контролю работоспособности и поиску неисправностей, управлению сканированием, выбору вида сигнала и метода его обработки. С этой же целью, в зависимости от задачи, которую в текущее время решает станция, применяются различные режимы обзора пространства - алгоритмы перемещения лучей, формирования и обработки сигналов. Для проведения регулировки приемо-передающих устройств без излучения сигналов в эфир предусмотрена возможность отключения передающих устройств от антенн и подключение их к «эквиваленту.

Основные устройства РЛС и их взаимодействие показаны на фигуре 1.

РЛС состоит из следующих устройств в порядке, показанном на фиг. 1:

1- антенна первого канала;

2- антенна второго канала;

3- первое устройство суммирования и разделения частотных каналов;

4- антенна государственного опознавания;

5- многоканальное вращающееся сочленение;

6- волноводное поворотное сочленение;

9- второе устройство суммирования и разделения частотных каналов;

10-антенный нереключатель первого канала;

11- устройство автоматической регулировки усиления первого канала;

12- селектор движущихся целей;

13- устройство автоматической регулировки усиления второго канала;

14-антенный переключатель второго канала;

15- устройство защиты приемника первого канала;

16- передающее устройство первого канала;

17- устройство ограниченоня и согласованной фильтрации;

18- передающее устройство второго канала;

19- устройство защиты приемника второго канала;

20- сверхвысокочастотное приемное устройство первого канала;

21- аттенюатор первого канала;

22- устройство стробирования однозначных сигналов;

23- аттенюатор второго канала;

24- сверхвысокочастотное приемное устройство второго канала;

25- устройство бланкирования сигналов;

26- устройство формирования ЛЧМ сигналов;

27- устройство отображения информации и управления режимами;

28- устройство обработки информации;

29- устройство детектирования и размножения сигналов;

30- устройство управления приводами;

Антенное устройство представляет собой вращающийся в горизонтальной плоскости и механически стабилизированный по бортовой и килевой качке корпус, на котором размещены конструктивно аналогичные антенны первого 1 и второго 2 радиолокационных каналов, развернутые излучающими поверхностями в противоположенные стороны, и антенна системы госопознавания 3. На фиг. 1 устройство приводов и стабилизации показано в позиции 7.

Сигналы запуска поступают от устройства отображения и управления режимами 27 в устройство формирования ЛЧМ-сигнала 26. Сформированные в соответствии с заданной программой обзора ЛЧМ-сигналы поступают на устройства 20 и 24, состоящие из сверхвысокочастотного (СВЧ) приемника, гетеродина и устройства формирования сигнала сверхвысокой частоты, далее сигналы поступают в передающие устройства 16 и 18. Передающие устройства первого и второго частотных каналов идентичны по построению и представляют собой 3-х каскадные усилительные цепочки. В первом каскаде использована лампа бегущей волны, а во втором и третьем - амплитрон. СВЧсигналы усиливаются в усилительной цепочке при подаче на них импульсов высокого напряжения от высоковольтных модуляторов, входящих в состав передающего устройства. При отсутствии модулирующих импульсов амплитронные усилители второго и третьего каскадов передатчика пропускают СВЧ-сигналы с незначительным затуханием, что даёт возможность оперативно зшравлять излучаемой мощностью.

Зондирующие сигналы передающих устройств первого и второго каналов проходят через переключатели 10 и 14, суммируются в устройстве 9, проходят через переключатель 8 , поворотное сочленение 6, вращающиеся сочленение 5 и поступают в антенное устройство, где после разделения в устройстве 4 поступают на антенны 1 и 2. Плоские волноводно-щелевые антенны 1 и 2 состоят из волноводных линеек с излучающими щелями на узкой стенке, которые соединены с входящими в состав антенн волноводными делителями мощности, выполненными в виде синусоидальных волноводов с использованием волноводно-коаксиальных направленных ответвителей. Электронное сканирование лучей в зонах обзора по углу места обеспечивается за счет дискретного изменения несущей частоты каждого из каналов. Для проведения регулировочных работ без излучения сигналов в эфир предусмотрена возможность отключения передающих устройств от антенн и подключение их к «эквиваленту с помощью устройства 8, включающего в себя переключатель и «эквивалент.

Отраженные от целей радиолокационные сигналы принимаются антеннами 1 и 2, суммируются в устройстве 4, проходят через вращающиеся сочленение 5, поворотное сочленение 6, переключатель 8, устройство 9, переключатели 10 и 14 и устройства 15 и 19 поступает в приемные устройства 20 и 24. Для преобразования принятых сигналов на промежуточную частоту в приемнике используется тот же гетеродин, что и в преобразователе, осуществляющем перенос спектра промежуточной частоты в сигналы СВЧ диапазона на передачу. Из устройств 20 и 24 сигнал на промежуточной частоте поступает в устройства И и 13, в котором осуществляется временная регулировка усиления и автоматическая стабилизация уровня собственных щумов и помех. Далее сигналы поступают в устройство 12, в котором производится компенсация пассивных помех и выделение сигналов от подвижных целей на нижних лучах зоны обзора, с выхода которого сигналы подаются на вход устройства 17 для борьбы с щирокополосной импульсной помехой и согласованной фильтрации сложных сигналов. Сигналы отраженные от целей на верхних лучах зоны обзора непосредственно с выхода устройств 11 и 13 поступают на вход устройства 17. Затем сигналы поступают на устройства стробирования однозначных сигналов 22, и бланкирования сигналов 25. Для отображения надводной обстановки (нижние лучи зоны обзора) в оба канала введены аттенюаторы 21 и 23 на которые сигнал поступает с устройства 11 и далее передается на устройства 17 и 25. После этого сигналы поступают на устройство детектирования и размножения сигналов 29, и далее - на устройство обработки информации 28, устройство отображения информации и управления режимами станции 27 и к другим потребителям информации. Устройство 28 является автоматизированным рабочим местом оператора начального ввода и сопровождения целей. В состав устройства отображения и управления режимами РЛС 27 входят пульт управления и блок отображения информации. Управления режимами вращения и стабилизации осуществ.гаяется устройством 30.

Claims (6)

1. Корабельная трехкоординатная радиолокационная станция, содержащая антенну первого канала, антенну системы государственного опознавания, вход-выход которой связан с входом-выходом многоканального вращающегося сочленения, антенный переключатель первого канала, выход которого через устройство защиты приемника первого канала соединен с первым входом сверхвысокочастотного приемного устройства первого канала, первый выход которого соединен с входом передающего устройства первого канала, выход которого соединен с входом антенного переключателя первого канала, а второй выход сверхвысокочастотного приемного устройства первого канала соединен с входом устройства автоматической регулировки усиления первого канала, первый выход которого соединен с входом селектора движущихся целей, последовательно соединенным с устройством ограничения и согласованной фильтрации, устройством стробирования однозначных сигналов и устройством бланкирования сигналов, второй вход которого подключен к выходу аттенюатора первого канала, второй выход которого соединен с вторым входом устройства ограничения и согласованной фильтрации, третий вход которого подключен к второму выходу устройства автоматической регулировки усиления первого канала, третий выход которого соединен с входом аттенюатора первого канала, при этом выход устройства бланкирования сигналов соединен с входом устройства детектирования и размножения сигналов, первый выход которого является выходом радиолокационной станции, второй выход соединен с входом устройства отображения информации и управления режимами, а третий выход соединен с входом устройства обработки информации, последовательно соединенным с устройством отображения информации и управления режимами и устройством формирования линейно-частотно-модулированных сигналов, первый выход которого соединен с вторым входом сверхвысокочастотного приемного устройства первого канала, отличающаяся тем, что в нее введены антенна второго канала, устройство приводов и стабилизации, устройство управления приводами, первое устройство суммирования и разделения частотных каналов, первый вход-выход которого связан с антенной первого канала, второй вход-выход которого связан с антенной второго канала, а третий вход-выход через многоканальное вращающееся сочленение, волноводное поворотное сочленение и устройство переключения режимов “эквивалент” - “антенна” связан с первым входом-выходом второго устройства суммирования и разделения частотных каналов, второй вход-выход которого связан с входом-выходом антенного переключателя первого канала, а третий вход-выход связан с входом-выходом антенного переключателя второго канала, выход которого соединен через устройство защиты приемника второго канала с первым входом сверхвысокочастотного приемного устройства второго канала, первый выход которого соединен с входом передающего устройства второго канала, выход которого соединен с входом антенного переключателя второго канала, а второй выход сверхвысокочастотного приемного устройства второго канала соединен с входом устройства автоматической регулировки усиления второго канала, первый выход которого соединен с входом селектора движущихся целей, второй выход соединен с четвертым входом устройства ограничения и согласованной фильтрации, а третий выход соединен с входом аттенюатора второго канала, первый выход которого соединен с пятым входом устройства ограничения и согласованной фильтрации, а второй выход с третьим входом устройства бланкирования сигналов, при этом второй выход устройства формирования линейно-частотно-модулированных сигналов соединен с вторым входом сверхвысокочастотного приемного устройства второго канала, а второй выход устройства отображения информации и управления режимами соединен с входом устройства управления приводами, выход которого соединен с входом устройства приводов и стабилизации, которое механически связано с волноводным поворотным сочленением и многоканальным вращающимся сочленением.

2. Станция по п.1, отличающаяся тем, что передающие устройства первого и второго радиолокационных каналов представляют собой 3-х каскадные усилительные цепочки, и в первом каскаде использована лампа бегущей волны, а во втором и третьем - амплитроны.

3. Станция по п.1, отличающаяся тем, что сверхвысокочастотные приемные устройства первого и второго радиолокационных каналов состоят из сверхвысокочастотного приемника, гетеродина и устройства формирования сигнала сверхвысокой частоты.

4. Станция по п.1, отличающаяся тем, что для проведения регулировочных работ без излучения сигналов в эфир предусмотрена возможность отключения передающих устройств от антенн и подключение их к “эквиваленту”.

5. Антенное устройство для корабельной трехкоординатной радиолокационной станции, содержащее приемо-передающую антенну, установленную на корпусе с возможностью кругового вращения в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что, с целью увеличения темпа обновления информации и повышения точности определения параметров движения целей, введена вторая конструктивно аналогичная приемо-передающая антенна, работающая в другом поддиапазоне частот, установленная совместно с первой на корпусе таким образом, что излучаемые антеннами сигналы направлены во взаимно противоположном направлении, при этом введены приводные устройства для механической стабилизации по бортовой и килевой качке корпуса, на котором установлены антенны.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что, с целью снижения уровня боковых лепестков диаграммы направленности антенн в вертикальной плоскости, они выполнены в виде N линеек горизонтально ориентированных волноводно-щелевых излучателей, каждый из которых соединен с синусоидальным волноводом через волноводно-коаксиальный направленный ответвитель.