Устройство и работа

4.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

В основу работы радиолокационной станции П-19Ш положен им­пульсный метод радиолокации. Дистанция до цели определяется по временному запаздыванию эхо-сигнала, а направление на цель — по положению антенны в момент обнаружения.

Для защиты РЛС от несинхронных помех (мешающие излучения, частота повторения которых не равна частоте повторения запуска РЛС) применено устройство вычитания, выполненное на потенциалоскопе и пропускающее только сигналы, частота повторения которых равна частоте повторения запуска РЛС. Защита от несинхронных по­мех может применяться во всех режимах работы РЛС.

Для выделения движущихся целей на фоне неподвижных и мало­подвижных образований (облака дипольных помех, местные предметы, гидрометеоры) применяется устройство селекции движущихся целей (СДЦ).

В устройстве СДЦ используются ультразвуковые линии задержки, время задержки равно периоду повторения зондирующих импульсов. Для увеличения вероятности обнаружения воздушных целей при­меняется накопление эхо-сигналов. При работе в режиме накопления используются элементы устройства СДЦ. Накопление эхо-сигналов достигается задержкой предыдущего эхо-сигнала на период повторе­ния и сложения его с последующим эхо-сигналом.

При обзоре пространства, частично пораженного пассивными по­мехами (в том числе местными предметами), применяется режим стробирования, то есть РЛС работает в амплитудном режиме, а в секторе, пораженном пассивной помехой, автоматически переключается в когерентный режим.

Рассмотрим взаимодействие систем и устройств РЛС по структурной схеме, приведенной на рис. 1 (см. раздел «Иллюстрации»).

Мощный зондирующий импульс передатчика проходит через антенный переключатель и антенно-фидерным устройством излучается пространство. Часть отраженной от цели энергии принимается антенной и через антенный переключатель подается на вход приемника. В приемнике эхо-сигналы усиливаются и преобразуются в видеоимпульсы амплитудным либо фазовым детекторами, в зависимости от режима работы. В амплитудном режиме видеоимпульсы поступают на индикатор кругового обзора через устройство подавления несинхронных помех. В режиме накопления видеоимпульсы с амплитудного детектора поступают на схему накопления и далее через устройство подавления несинхронных помех на ИКО.

В когерентном режиме с фазового детектора видеоимпульсы, со­держащие информацию об изменении фазы эхо-сигнала относительно зондирующего импульса, поступают в устройство СДЦ, с выхода кото­рого сигналы целей поступают на ИКО через устройство подавления несинхронных помех.

На ЭЛТ ИКО осуществляется визуальная индикация эхо-сигналов. Информация о целях выдается на сопрягаемые системы и через аппа­ратуру съема и передачи данных (АСПД) транслируется по радио­линии или по проводам на командные пункты.

Синхронизация работы всех устройств РЛС осуществляется бло­ком импульсов запуска и отметок дистанции. Для перестройки и авто­матической подстройки частоты магнетронного генератора примене­на электромеханическая система перестройки и автоподстройки час­тоты. Управление работой РЛС производится с помощью автоматики системы управления, коммутации и контроля.

4.2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ

Радиолокационная станция может работать в любом из четырех режимов: амплитудном («А>); когерентном («К»); амплитудном с накоплением («Н»); стробирования режимов амплитудного и коге­рентного («С») — смешанном.

Основным режимом работы РЛС является режим «Н>, в котором вероятность обнаружения максимальная. Режим " К" используется при обзоре пространства, пораженного пассивной помехой. Режим " С" предназначен для обзора пространства, частично пораженного пассивной помехой, так как в этом случае когерентный режим, при котором вероятность обнаружения минимальна, используется только в областях, пораженных помехой. Режим " А" используется для нас­тройки и контроля РЛС и как резервный при неисправностях, не позволяющих работать в режиме накопления.

4.2.1. Работа РЛС в амплитудном режиме

Рассмотрим работу РЛС в амплитудном режиме по структурной схеме, приведенной на рис. 2.

Работа РЛС синхронизируется блоком импульсов запуска и отметок дистанции (Д-75). Импульс запуска подается на передающее устройство, которое вырабатывает мощный зондирующий радиоимпульс. Зондирующий импульс по коаксиальному фидеру подается на антенный переключатель, выполненный на ферритовых циркуляторах и предназначенный для обеспечения совместной работы передающего и приемного каналов РЛС на общую антенну. Далее зондирующий импульс через высокочастотный токосъемник (ТВ5-76), соединяющий неподвижную часть фидерного тракта с вращающейся, поступает на облучатели антенного устройства через коммутатор фазы Ю-60 и излучается в окружающее пространство.

При наличии в облучаемом объеме пространства отражающих объектов, часть энергии зондирующего импульса отражается от них и принимается антенным устройством.

Эхо-сигнал, пройдя через высокочастотный токосъемник ТВ5-76 и антенный переключатель, поступает на вход электростатического усилителя (ЭСУ). Усиленный эхо-сигнал подается на смеситель сиг­нала МС-61. На второй вход смесителя поступает напряжение кварцованного местного гетеродина М-60 частотой, отличной от частоты эхо-сигнала на 30 МГц. С выхода смесителя эхо-сигнал, преобразо­ванный в частоту 30 МГц, поступает на 7-каскадный усилитель промежуточной частоты ЕУ-71, имеющий коэффициент усиления 3 • 10⁵ Усиленный эхо-сигнал детектируется амплитудным детектором и через блок защиты от несинхронных помех ФП-71 поступает на ИКО П-71 для визуальной индикации и определения координат цели.

Для синхронного вращения развертки ИКО предназначен блок сельсин-датчиков СД-71, механически связанный с осью вращения антенны. Мощность передающего устройства контролируется измери­телем мощности ИМ-71.

Для перестройки и поддержания постоянной частоты магнетрон­ного генератора (передающее устройство) используется система АПЧ, управляющий сигнал на которую подается со смесителя АПЧ и фа­зирующего импульса ЕС-60.

Коэффициент шума приемного устройства контролируется с по­мощью блока Ч-60.

4.2.2. Работа РЛС в когерентном режиме

Когерентный режим предназначен для обнаружения движущихся Целей на фоне неподвижных и малоподвижных образований. Этот режим называют также селекцией движущихся целей (СДЦ). Устрой­ство СДЦ реализует фазовые различия эхо-сигналов движущихся и неподвижных целей.

Рассмотрим работу РЛС в когерентом режиме по структурной схеме, приведенной на рис. 3, не останавливаясь на узлах, общих для когерентного и амплитудного режимов. С выхода УПЧ (ЕУ-71) эхо-сигналы поступают на фазовый детектор.

На второй вход фазового детектора поступает напряжение когерентного гетеродина через субблок компенсации влияния ветра. Субблок компенсации влияния ветра нужен, чтобы путем небольших изменений частоты когерентного гетеродина компенсировать изменение фазы эхо-сигналов от целей, движущихся за счет ветра. Изменение частоты производится вручную, а компенсация контролируется по ИКО до минимальной отметки малоподвижной цели.

На когерентный гетеродин со смесителя АПЧ и фазирующего им­пульса (ЕС-60) через усилитель-дискриминатор ЕА-71 подается на­пряжение промежуточной частоты, несущее информацию о фазе зон­дирующего импульса, «навязывая> таким образом фазу зондирую­щего импульса когерентному гетеродину.

При наличии больших областей пространства, пораженных пассив­ными помехами, передвигающимися с разными радиальными скоростями, применяется внешнее фазирование, то есть эхо-сигналы с вы­хода УПЧ подаются на когерентный гетеродин. Любой эхо-сигнал длительностью более 2 мкс «навяжет» свою фазу гетеродину и, сле­довательно, скомпенсируется. На экране ИКО будут наблюдаться только внешние кромки областей, пораженных помехой, и быстро движущиеся цели.

С выхода фазового детектора видеоимпульсы, амплитуда которых пропорциональна сдвигу фаз между напряжениями эхо-сигналов и фазирующим напряжением, подается на преобразователь видеоим­пульсов ВМ-70, который преобразует их в радиоимпульсы. Преобра­зование необходимо, чтобы пропустить эхо-сигнал через ультразву­ковую линию задержки, в зависимости от частоты повторения зон­дирующих импульсов.

Далее преобразованный эхо-сигнал идет по двум каналам: задер­жанному и незадержанному. В незадержанном канале радиоимпульс проходит через фильтр канала, затем детектируется и поступает на сумматор канала. В задержанном канале радиоимпульс задер­живается на период повторения линий задержки, проходит фильтр канала, детектируется, усиливается усилителем задержанного канала (чтобы скомпенсировать затухание линии задержки) и поступает на второй вход сумматора канала в противоположной полярности.

В сумматоре происходит вычитание предыдущего и последующего импульсов. Остаток, если он есть, снова подается на преобразователь видеоимпульсов, преобразуется в радиочастоту, но отличную от частоты канала I и по задержанному каналу II и незадержанному каналу II поступает на сумматор II канала, с которого остаток вычитания через блок защиты от несинхронных помех ФП-71 поступает на ИКО.

Для работы схем СДЦ требуется высокая стабильность частоты повторения зондирующих импульсов, что достигается применением той же линии задержки. Генератор пусковых импульсов вырабатывает импульсы, синхронизирующие блок импульсов запуска и отметок дис­танции Д-75, одновременно эти импульсы преобразуются в радиоим­пульсы преобразователем видеоимпульсов ВМ-70, задерживаются линией задержки и запускают генератор пусковых импульсов, обеспе­чивая высокую стабильность частоты запуска.

При работе РЛС в когерентном режиме блок строб-импульсов и контрольный осциллограф (0-71) выдает на субблок компенсации ветра стробы начала дистанции регулируемой длительности 10-70 км), на время которых субблок компенсации ветра отключается и происходит компенсация местных предметов.

4.2.3. Работа РЛС в амплитудном с накоплением режиме

Работу РЛС в амплитудном с накоплением режиме рассмотрим по структурной схеме, приведенной на рис. 4, не останавливаясь на элементах, обших для всех режимов.

В режиме накопления полностью задействован канал I схемы СДЦ, бота которого описана ранее, а здесь рассмотрим динамический процесс накопления.

С амплитудного детектора видеоимпульсы эхо-сигнала поступают на преобразователь видеоимпульсов, где преобразуются в радиочастоту канала I.

Первый эхо-сигнал цели проходит: линию задержки, где задержи­вается точно на период повторения, фильтр канала I, усилитель радио­импульсов, детектор схемы накопления, видеоусилитель и далее идет в два адреса: через блок защиты от несинхронных помех на ИКО и на преобразователь видеоимпульсов. В это же время на преобразователь видеоимпульсов приходит второй эхо-сигнал, так как первый задержан точно на период повторения. На входе преобразователя видеоимпульсов первый и второй эхо-сигналы складываются и снова проходят преобра­зователь видеоимпульсов, линию задержки, фильтр, усилитель, детектор, видеоусилитель и подаются на ИКО и вход преобразователя, где скла­дываются с третьим эхо-сигналом и т.д. до тех пор, пока зондирующие импульсы облучают цель.

Кроме того, с кольца накопления эхо-сигнал подается на сумматор. На один вход задержанный эхо-сигнал с усилителя радиоимпульсов через детектор, на второй вход незадержанный эхо-сигнал через фильтр канала I и детектор. С сумматора остаток поступает через дифферен­циальный усилитель на усилитель радиоимпульсов, поддерживая его коэффициент усиления на постоянном уровне. Синхронизация блока импульсов запуска и отметок дистанции такая же как и в когерентном режиме.

4.2.4. Работа РЛС в режиме стробирования (смешанном)

Режим стробирования применяется для автоматического перевода РЛС из амплитудного режима в когерентный, при обзоре пространства,
частично пораженного пассивной помехой. Предусмотрено стробирование в двух зонах, ограниченных азимутальными секторами и кольцами
дальности. Границы секторов стробируемых зон устанавливаются оператором вручную, положение кольца дальности внутри каждого сектора
устанавливается изменением задержки начала строба и длительности
строба. Выработка стробов и управление ими осуществляется в блоке
0-71. Кроме того, предусмотрено стробирование начала дистанции для
компенсации местных предметов на начальном участке дистанции.

Рассмотрим работу РЛС в режиме стробирования по структурной схеме, приведенной на рис. 5.

В состав блока сельсин-датчиков СД-71 входит сельсин-датчик схемы стробирования. Напряжение сельсин-датчика подается на сельсин-приемник в блоке 0-71, вращая его ротор синхронно с вращением антенны.

Установка азимутальных секторов определяется положением соответствующих замыкателей микроконтактов, установленных на оси ротора сельсин-приемника. Когда антенна входит в сектор стробирования, начинает работать схема выработки стробов дальности в блоке 0-71(строб начала дистанции вырабатывается постоянно).

Стробы управляют коммутатором сигналов в блоке 0-71. Стробы начала дистанции одновременно подаются на схему компенсации влияния ветра, отключая ее.

4.3. РАБОТА РЛС С КОМПЛЕКТУЮЩЕЙ АППАРАТУРОЙ

Рассмотрим работу РЛС с комплектующей аппаратурой, к которой относятся: аппаратура съема и передачи данных (АСПД) с радиостанциями; наземный радиолокационный запросчик (НРЗ) — 1Л23-6; выносной индикатор кругового обзора (ВИКО).

4.3.1. Работа РЛС с аппаратурой АСПД

Аппаратура съема и передачи данных (АСПД) предназначена для съема радиолокационной информации и передачи ее на командные пункты. Она сопрягается с РЛС через субблок сопряжения СС-71 блока С-71, с которого на АСПД выдаются следующие сигналы:

• запуска и отметок дистанции;
• эхо-сигналы;
• отметки азимута;
• отметки опознавания.

Для синхронного вращения развертки индикаторов АСПД в блоке сельсин-датчиков СД-71 имеется СКВТ.

При работе РЛС с антенно-мачтовым устройством (АМУ) на его сельсин-датчики подается опорное напряжение с АСПД и напряже­ние ССП грубого и точного каналов поступает через пульт ПОС-73 на АСПД для синхронизации вращения развертки индикатора АСПД.

4.3.2. Работа РЛС с ВИКО

Выносной индикатор кругового обзора (ВИКО) предназначен для воспроизведения радиолокационной обстановки на командном пункте и для дистанционного управления РЛС. Он подключается к РЛС кабелями и может быть расположен на расстоянии до 300 м от РЛС. На ВИКО подаются: импульсы запуска;

· эхо-сигналы;

· сигналы опознавания;

· отметки дистанции;

· импульсы азимутальных отметок;

· трехфазное переменное напряжение 220 В 400 Гц.

Дистанционное управление РЛС осуществляется с пульта ПД-73, встроенного в ВИКО. С пульта ПД-73 предусмотрено управление в следующем объеме:

· запуск и остановка агрегата и регулирование напряжения питания;

· управление вращением и доворотом антенны;

· управленние включением и выключением питания;

· включение опознавания;

· переключение волн;

· управление радиомерцанием;

· переключением режимов, масштабов и частоты повторения;

· регулирование компенсации влияния ветра, усиления приемника;

· сигнализацию отсутствия обдува шкафов и аварии передатчика;

· контроль тока магнетронного генератора;

· включение БАРУ, блока защиты от несинхронных помех ФП-71.

4.3.3. Работа РЛС с НРЗ (1Л23-6)

Наземный радиозапросчик предназначен для определения госу­дарственной принадлежности воздушных целей в системе радиолока­ционного опознавания КРЕМНИЙ-2, КРЕМНИЙ-2М, ПАРОЛЬ-4.

Включение запросчика осуществляется автономно либо с пульта Л211. Управление и контроль работы запросчика производится через пульты Л211 и ПОЗ-72. Передатчик запросчика синхронизируется импульсами запуска РЛС. Ответные сигналы опознавания или бедствия принимаются антенной и поступают на НРЗ, где дешифруются, и ответный сигнал подается на индикаторы.

4.4. СОПРЯЖЕНИЕ РЛС С ВНЕШНИМИ СИСТЕМАМИ

Для расширения диапазона применения РЛС П-19Ш и увеличения скорости передачи радиолокационной информации потребителям РЛС может сопрягаться со следующими системами и комплексами:

· антенно-мачтовыми устройствами (АМУ): 1РЛ82, 1РЛ82М, 1РЛ82М1;

· высотомерами ПРВ-9А, ПРВ-16;

· комплексом МВП-1;

· комплексом С-125;

· комплексом С-75;

· системой ВОЗДУХ-1М;

· комплексом К-1;

Сопряжение производится кабелями длиной 300 м.