СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение 2
2. Назначение 2
3. Основные технические данные 2
4. Режим работы 3
4.1. Принцип работы 3
4.2. Режим "Готовность" 3
4.3. Режим "Земля" 3
4.4. Режим "Метео" 3
4.5. Режим "Контур" 3
4.6. режим "Снос" 3
5. КОМПЛЕКТНОСТЬ АППАРАТУРЫ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМА 3
5.1. Комплектность аппаратуры 3
5.2. Структурная схема 3
6. Особенности построения отдельных блоков и функциональных узлов 3
6.1. Антенна 3
6.2. Приемо-передающий блок 3
6.3. Индикаторный блок 3
6.4. Связь локатора с бортовым навигационным вычислителем 3
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 3
Лабораторная работа "Изучение самолетного радиолокатора" имеет своей целью изучение современного радионавигационного метеолокатора "Гроза", который устанавливается на авиалайнерах типа И2Г-62, 17-134, ТУ-154, ТУ-144. Локатор "Гроза" имеет несколько режимов работы и позволяет решать ряд навигационных задач. Как радиосистема локатор имеет оригинальные схемные и конструктивные решения. Изучение РЛС "Гроза", включающее измерение основных технических параметров, является полезным при освоении курсов "Радиотехнические системы" и "Радионавигационные системы".
2. Назначение
Самолетная радиолокационная станция "Гроза" представляем собой метеорологический радиолокатор, предназначенный для обнаружения гидрометеообразований, опасных для прохождения самолета, а также для наблюдения на экране электроннолучевого индикатора радиолокационного изображения местности, лежащей перед самолетом.
Кроме того, локатор дает возможность: определять координаты радиолокационных ориентиров (курсовой угол и дальность) и по ним судить о месте нахождения самолета; предупреждать столкновения о другими самолетами и о горными вершинами; определять грозовые зоны, опасные для пролета самолета; совершать полет по радиолокационным ориентирам, как по приводным радиостанциям; обнаруживать аэродромы посадки и определять направление взлетно-посадочных полос; определять угол сноса и путевую скорость самолета.
3. Основные технические данные
1) Дальность обнаружения при высоте полета 7 км
- зон грозовой облачности 200 км,
- особо крупных промышленных центров 350 км,
- незастроенной местности и водоемов 170 км,
- горных массивов и отдельных вершин 150 км;
2) Рабочая частота 9370±30 МГц
3) Мощность в импульсе 9 кВт;
4) Частота повторения импульсов 400 Гц;
5) Длительность импульсов 3,5 мкс;
6) Диаграмма направленности антенны:
- узкий луч, угол раствора 30;
- веерный луч, (вертикальная плоскость) 300;
7) Сектор азимутального обзора ±l000;
8) Пределы углов, при которых обеспечивается стабилизация плоскости обзора;
- по углу крена ±150;
- по углу тангажа ±50;
9) Чувствительность приемника 130 дБ/Вт;
10) Полоса пропускания приемника 1,8 + 2,0 МГц;
11) Промежуточная частота 30 МГц;
12) Масштабы разверток дальности:
0-30 км, метки через 10 км,
0-50 км, метки через 10 км,
0 - 125 км, метка через 25 км,
0 - 250 км, метки через 50 км,
200 - 375 км, метки через 50 км;
13) Режимы работы: "Готовность", "Земля", "Метео", "Контур", "Снос";
14) Максимальная ошибка определения угла сноси 1,50;
15) Суммарная масса блоков 45 кг;
16) Потребляемая мощность:
- сеть 115 в, 400 Гц 390 ВА,
- сеть 36 в, 4UO Гц 17 ВА,
- сеть 27 в, постоянный ток 80 ВА.
РЛС "Гроза" является импульсным радиолокатором сантиметрового диапазона, способным решать различные навигационные задачи. Принцип работы состоит в направленном излучении мощных радиоимпульсов, приема и усиления, отраженных от наземных или воздушных объектов сигналов и их яркостной индикации на электронно-лучевой трубке. Измерение угла сноса основано на использовании эффекта вторичных доплеровских частот (см. ниже).
При совместной работе РЛС с бортовым навигационным вычислителем на экране формируется электронное перекрестие, соответствующее ожидаемым координатам радиолокационного ориентира, введенным в вычислитель. При совпадении отметки от ориентира с перекрестием производится коррекция показаний навигационного вычислителя по данным измерений на РЛС "Гроза".
В локаторе предусмотрено пять режимов работы: "Готовность", "Земля", "Метео", "Контур", "Снос".
При нажатии клавиши "РЛС" на пульте через четыре минуты локатор готов к работе, но передатчик, приемник и антенна не работают.
В этом режиме осуществляется обзор земной поверхности при различной максимальной дальности. На дальностях до 30,50 и 125 км используется веерная диаграмма направленности. На дальности до 250 км диаграмма используется поочередно: веерная при движении антенны по часовой стрелке и узкая - при обратном движении. Узкая диаграмма дополняет веерную, что увеличивает дальность действия РЛС. На дальностях 200 - 375 км используется узкая диаграмма.
При высоте полета 7 км нижний край узкого луча падает на землю на расстоянии 200 км от самолета. На дальностях с масштабом 30 км включается схема ВАРУ, ослабляющая влияние боковых лепестков и исключающая засветку экрана сильными сигналами от близких ориентиров.
Для повышения контрастности изображения схема видеоусилителя изменяется так, что изображение становится трех - тоновым:
- темный тон- сигнал на выходе отсутствует (отраженна от гладкой водной поверхности); экран не светится или слегка освещен шумами приемника;
- светлый тон - экран освещается за счет слабых сигналов, возникающих при отражениях от незастроенной местности; экран почти весь слегка равномерно освещен;
- яркий тон - на экране на фоне местности появляются яркие отметки, возникающие при отражении от радиолокационных ориентиров (города, железнодорожные узлы, корабли, мосты и пр.). С помощью ручки управления "Контраст" можно выделить только сильные сигналы или более слабые.
Режим предназначен для обнаружения различных гидрообразований в атмосфере, грозовых фронтов, и т.п. Кроме этого, он используется для определения достаточности превышения самолета над горными вершинами и для обнаружения других самолетов, находящихся на том же эшелоне.
В режиме "Метео" на всех масштабах дальности используется узкая диаграмма направленности антенны, которая охватывает по вертикали на расстоянии 10 км от самолета-700 м; 30 км от самолета-2100 м; 50 км от самолвта-3500 м.
На экране, ближе к центру, располагаются зоны облачности, находящиеся вблизи самолета. Чем больше плотность облачности, тем больше турбулентность движения частиц в ней, тем больше коэффициент отражения и тем ярче изображается эта облачность на экране. В режиме "Метео" просматривается вся метеорологическая обстановка на эшелоне полета, а при наклоне антенны вниз или вверх на несколько градусов можно выбрать наиболее безопасный эшелон движения.
Горные вершины просматриваются на экране в виде ярких отметок, за которыми располагаются тени, возникающие вследствие того, что участки местности, лежащие за вершиной, оказываются экранированными и не облучаются. По мере приближения самолета к горной вершине ее изображение перемещается к центру экрана, размеры отметки уменьшаются и яркость ослабляется. Если превышение самолета над вершиной составляет более 600 м, то, не доходя до первого десятикилометрового кольца дальности, отметка от вершины исчезает, (отражатель выходит из диаграммы). Это является признаком безопасности полета. Если же превышение самолета над вершиной недостаточно для безопасного полета, то отметка от вершины будет просматриваться и на меньших расстояниях, и экипаж должен предпринять обходной маневр.
Обнаружение других самолетов из-за малой эффективной отражающей поверхности (особенно на встречных курсах) производится только на расстояниях 10-15 км.
Чтобы исключить ослабление отметок от самолетов и горных вершин под действием сигналов ВАРУ, схема ВАРУ в данном режиме не работает.
Режим предназначен для выделения зон облачности, опасных для прохождения самолета. Возможность выделения опасных зон основана на том, что интенсивность сигнала, отраженного от них, значительно больше, чем интенсивность сигнала, отраженного от неопасных зон. Используемый метод выделения опасных зон называется методом контурной индикации или методом "Изо-эхо". В схеме видеоусилителя сильные сигналы, полученные от опасных зон наблюдаемого пространства, подавляются. В соответствующем месте экрана появляются темные области, контрастно выделяющиеся на светлом фоне, образованном отражениями от неопасных зон.
В режиме "Контур" используется только узкая диаграмма направленности, работает схема ВАРУ, которая исключает возможность ошибочной оценки неопасной, но близко расположенной облачности, дающей сильный сигнал, воспринимаемый так же, как от опасной облачности. Регулятор "Контрастность" при выделении зон из схемы видеоусилителя отключается. Никакие регулировки в режиме "Контур" не производятся.
Режим позволяет определять угол сноса самолета. Для этого применяется метод наблюдения на экране индикатора колебаний вторичных доплеровских частот. Колебания этих частот образуются в результате биений частот доплеровского спектра, получаемого при отражении радиоволн от поверхности значительных размеров. Вследствие амплитудной модуляции отраженного сигнала спектром вторичных доплеровских частот на линии развертки получаются яркостные блестки. Метод основан на том, что при совпадении азимутального направления диаграммы антенны с направлением линии фактического пути самолета вторичная доплеровская частота оказывается минимальной и соизмеримой с частотой развертки. Поэтому блестки хорошо наблюдаются при этом на экране.