Применение магнетронных генераторов большей мощности в радиолокационных системах (стр. 10 из 19)

Цепочки из С1 и С2 служат для ускорения процесса спада тока. Диодные мосты М1 и М2 служат для фиксации начала развёртки в определённой точке экрана ЭЛТ при любых длительностях развертки и азимутальных положениях антенны за счёт того, что после запирания ПП1 и ПП2 прекращается прохождение прямого тока через них, и они оказываются закрытыми для токов отклоняющих катушек.

Ток в отклоняющих катушках становится при этом практически равным нулю, а запасённая в них энергия рассеивается до прихода следующего коммутирующего импульса на ставшем большим по величине сопротивлении диодных мостов. Этим и обеспечивается не зависящая от длительности и азимутального угла фиксация начала развёртки на экране ЭЛТ.

Устройство синхронизации.

Устройство синхронизации предназначено для формирования следующих калибрационных и управляющих сигналов: ключевого импульса управления схемой развёртки, импульса подсвета линии развёртки и калибрационных меток дальности.

Длительность вырабатываемых синхронизатором ключевых импульсов управления развёрткой и импульсов подсвета, задержка их относительно стартового импульса, а также период следования калибрационных меток дальности определяются выбранным режимом работы и диапазоном развёртки.

Функциональная схема устройства синхронизации приведена на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 Функциональная схема устройства синхронизации

Работа синхронизатора начинается с приходом старт-импульсов с передатчика. Старт-импульс запускает блокинг-генератор запускающих импульсов синхронизатора, отрицательным импульсом которого открывается ключевое устройство генератора меток. В состав генератора, кроме ключевого устройства, входит задающий генератор, схема формирования (усилитель-ограничитель) и блокинг-генератор меток. В момент открытия ключевого устройства возникает генерация в задающем генераторе, причём первый полупериод генерируемого синусоидального напряжения всегда имеет отрицательную полярность, а величина периода определяется выбранной длительностью развёртки. Колебания задающего генератора преобразуются схемой формирования в прямоугольные импульсы, передним фронтом которых запускается блокинг-генератор меток дальности. С выхода блокинг-генератора метки дальности поступают для смешивания с принятым сигналом и одновременно на счётчик импульсов синхронизатора. Счётчик импульсов состоит из трёх включенных последовательно триггеров.

Эпюры напряжений синхронизатора для каждой из развёрток 50, 125 и 250 км приведены на рис. З.4.

Коммутируя запуск третьего триггера счётчика с плеча "в" на плечо "г" второго, можно получить на его выходах импульсы, положительный фронт которых совпадает с 4-, 6- и 9-й меткой, т.е. задержан относительно первой метки дальности (и, следовательно, старт-импульсов) на требуемый для любой развёртки интервал.

При первых четырёх длительностях развёртки импульсы начала развёртки, которыми являются импульсы задающего блокинг-генератора, а также импульсы конца развёртки, полученные дифференцированием первого положительного фронта импульса третьего триггера, поступают на ключевой триггер, который формирует импульсы управления развёрткой.

На развёртке "З75" импульс управления развёрткой снимается непосредственно с 3-го триггера счётчика. Через эмиттерный повторитель синхронизатора импульсы управления развёрткой поступают на схему формирования развёртки. Импульсы подсвета по длительности и задержке относительно старт-импульса всегда совпадают с импульсами развёртки. Они снимаются с выхода того же эмиттерного повторителя и подаются в видеоусилитель станции.

Рисунок 3.4 - Эпюры напряжений синхронизатора

Ключевой триггер синхронизатора импульсом конца развёртки опрокидывается в положение, при котором запирается ключевое устройство генератора меток. Генерация меток прекращается и возобновляется лишь с приходом следующего старт-импульса от передатчика.

Одновременно с подачей на ключевой триггер каждый импульс задающего блокинг-генератора (импульс начала каждого цикла работы) подаётся на триггеры счётчика для сброса их в исходное состояние.

При определённых значениях частоты напряжения 115 В сети питания станции, от которого осуществляется синхронизация приёмо-передатчика, на развёртке "375" 9-я метка дальности может оказаться в следующем периоде повторения импульсов передатчика, что приведёт к сбою синхронизации. Во избежание этого на развёртке "375" от ключевого триггера синхронизатора отключается импульс конца развёртки и он опрокидывается в исходное состояние следующим старт-импульсом передатчика.

Частота следования импульсов ключевого триггера при этом становится в 2 раза меньше частоты следования старт-импульсов РЛС, а длительность развёртки автоматически уменьшается таким образом, что её конец совпадает со старт – импульсом следующего периода повторения, а не с 9-й меткой дальности.

Видеоусилитель.

Видеоусилитель (ВУ) РЛС "Гроза" может иметь три различные амплитудные характеристики в зависимости от режима работы станции.

При работе в режиме "Земля" ВУ является "трёхтоновым" и имеет ступенчатую амплитудную характеристику, представленную на рис. 3.5,а.

"Трёхтоновый" ВУ (рис.3.6) состоит из двух параллельных каналов усиления; усилителя фона с ограничением сигналов, превышающих фиксированный уровень, и усилителя выделения с регулируемым уровнем отпирания. После прохождения через каналы фона и выделения сигналы смешиваются в смесителе, где к ним подмешиваются калибрационные метки дальности, и далее суммарный сигнал усиливается по напряжению оконечным усилителем.

Рисунок 3.5 - Амплитудные характеристики видеоусилителя

Основным назначением усилителя фона является повышение контрастности водных ориентиров на фоне незастроенных участков земной поверхности за счёт ограничения и выравнивания по амплитуде сигналов, отражённых от них.

Выделение сигналов от средних и крупных городов и промышленных центров, служащих ориентирами, производится усилителем выделения, уровень начала срабатывания которого может регулироваться от уровня ограничения фона вверх в широких пределах регулятором "Контраст", расположенным на лицевой панели индикатора.

Регулировка яркости радиолокационного изображения осуществляется изменением усиления ВУ.

Рисунок 3.6 –Структурная схема "трёхтонового видеоусилителя"

Это позволяет одновременно и пропорционально уменьшать яркость наблюдаемого видеосигнала и смешанных с ним калибрационных меток дальности. При этом регулировка усиления выходных каскадов ВУ не изменяет уровней ограничения фона. Напряжение запирания ЭЛТ остаётся неизменным при всех регулировках и стабилизировано специальной цепочкой стабилитронов. Его установка производится специальным регулятором "Установка яркости" таким образом, чтобы при минимальной яркости изображения (при наблюдении ночью), шумы незначительно засвечивали экран.

Общее усиление ВУ выбрано таким образом, чтобы с помощью ручки "Яркость" обеспечивалась возможность максимального использования всей модуляционной характеристики ЭЛТ (т.е. всех её яркостных возможностей) при наблюдении отражений от объектов любых классов.

При работе РЛС в режиме "Метео" и "Снос" ВУ имеет обычную линейную амплитудную характеристику во всём диапазоне возможных входных сигналов (рис. 3.5,б).

В режиме "Контур" амплитудная характеристика ВУ имеет излом, после которого становится падающей с большой крутизной (см.рис.14,в). При превышении амплитуды входного сигнала определённой величины он полностью пропадает на выходе ВУ.

Импульс подсвета осуществляет управление работой ВУ во всех режимах работы. С окончанием импульса подсвета ключевое устройство оконечного усилителя запирается и сигналы на выход усилителя не проходят, какой бы амплитуды на входе они не были. Этим достигается полное отсутствие мешающих засветок экрана при обратном ходе развёртки.

Вывод для повышения дальности радиолокатора необходимо заменить магнетрон МИ-422 мощность которого составляет до 10кВт на магнетрон, на магнетрон МИ-322 мощность которого составляет 16кВт, что в свою очередь приведет к увеличению дальности обнаружения в 1,5 раза.