Принцип построения высокочастотной части антенно-волноводной системы, с поворотом вектора поляризации (стр. 1 из 2)

Контрольная работа по теме:

Принцип построения высокочастотной части антенно-волноводной системы, с поворотом вектора поляризации

РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ 9S35М1

Антенно-волноводная система

НАЗНАЧЕНИЕ.

АВС предназначена:

- для формирования ДН (диаграммы направленности) на прием и передачу;

- для перемещения ДН в пространстве;

- для канализации (передачи) электромагнитной энергии от передатчика к антенне и от антенны к приемнику.

СОСТАВ.

Антенно-волноводная система имеет:

- высокочастотную часть;

- электромеханическую часть.

ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЧАСТЬ ИМЕЕТ:

- параболическое решетчатое зеркало - АН-2;

- рефлектор с поляризационными решетками - АН4;

- рупорный облучатель канала "Обзор" и канала "Подсвет" - АН3;

- волноводный тракт;

- приемный тракт;

- вибраторные облучатели канала НРЗ;

- компенсационные антенны;

- компенсационные антенны НРЗ.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСАЯ ЧАСТЬ ИМЕЕТ:

- силовой редуктор азимута;

- силовой редуктор угла места;

- приборный редуктор азимута;

- приборный редуктор угла места;

- координатор;

- прибор питания;

- прибор управления ферритовым коммутатором.

ОСНОВНЫЕ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

1. Ширина ДН канала "ОБЗОРА"

- по азимуту -1,15º;

- по углу места - 2,8º.

2. Ширина ДН канала " ПОДСВЕТА"

- по азимуту - 1,4º;

- по углу места - 2,9º.

3. Коэффициент усиления

- на передачу канала " ОБЗОРА" - 6000

- на прием канала " ОБЗОРА" - 4000

-РСН - 2000

- на передачу канала " ПОДСВЕТА" - 4300.

4. Перемещение луча в пространстве

- по азимуту - ±60º

- по углу места - -10º +80º

5. Скорость перемещения луча по азимуту

- в широкой зоне - 200º/сек

- в узкой зоне - 60º/сек.

6.Время реверса луча по азимуту - 0,15 сек.

РАБОТА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЧАСТИ

Волноводная система выполняет следующие функции:

- одновременную канализацию электромагнитной энергии по каналам "О" и "П" с выхода РПДУ на вход суммарного канала облучателя;

- передачу электромагнитной энергии от облучателя на вход I, II приемника (бл. Р-7М1) в режиме ОБЗОР;

- амплитудную суммарно-разностную обработку сигналов с трех выходов облучателя, обеспечивающую пеленгацию цели методом скрытого сканирования (режим СОПРОВОЖДЕНИЕ);

- работу на эквивалент ЭКВ по каналам ОБЗОР и ПОДСВЕТ.

Передающие каналы волноводной системы герметичны и работают при избыточном давлении воздуха Р=1,5 атм., необходимом для обеспечения электропрочности АВС. Повышенное давление обеспечивает пневмосистема (бл. Р-56).

Элементы волноводной системы, работающие при высоком уровне мощности, включены в СЖО, обеспечивающую необходимый тепловой ре жим работы блока.

РАБОТА НА ПЕРЕДАЧУ В РЕЖИМЕ ОБЗОР

Электромагнитная энергия с выхода РПДУ (блок Р-2КИ) поступает через секцию контрольную (У6) поступает на вход 2 циркулятора Э22 и через выход 1 поступает на электромеханический коммутатор КР-3 (У4) тракта волноводного (Рис. 1).

Рис. 1 - Структурная схема АВС

Коммутатор КР-3 обеспечивает переключение режимов АНТЕННА-ЭКВИВАЛЕНТ управляющим напряжением +27В с блока Р-19М1.

В режиме ЭКВИВАЛЕНТ вся энергия поступает через волновод Э16 на вход нагрузки Э14 (ЭКВИВАЛЕНТ), где преобразуется в рабочем теле в тепловую энергию, которая рассеивается СЖО.

Контрольная секция У6 содержит термодатчик, в котором под действием электромагнитной энергии возникает термо-ЭДС, величина которого зависит от средней мощности поля. По величине тока, измеренного прибором, в блок Р-36 поступает значение средней мощности передатчика "О", индицируемой на стрелочном приборе блока.

Одновременно с волновода Э16 выводится на ПКР электромагнитный сигнал для контроля выходных параметров передатчика.

В режиме "АНТЕННА" энергия поступает через коммутатор У4 на вход суммарного канала "Σ" облучателя.

В раскрыве облучателя (Ан3) при этом возбуждается волна с горизонтальной поляризацией. Горизонтально - поляризованная сферическая волна, возбужденная облучателем, находящимся в фокусе параболического зеркала, преобразуется системой зеркал (параболическое зеркало - плоский рефлектор) в вертикально–поляризованную плоскую волну, которая излучается в пространство.

Горизонтально-поляризованная волна, излученная рупором облучателя, попадает на внутреннюю поверхность параболического зеркала.

Структура зеркала такова, что такая (горизонтально поляризованная) волна не проходит через зеркало, а отражается обратно и попадает на рефлектор с поляризационной решеткой.

Горизонтально поляризованная волна Е_г, попадая на поляризационную решетку, раскладывается на параллельную Е₁ и перпендикулярную Е₂ составляющую (Рис. 2,а).

Составляющая Е₁, отражаясь от поляризационной решетки, взаимодействует с перпендикулярной составляющей Е’₂ предыдущего полупериода. Тем самым формируя вертикально поляризованную волну Е_в.

Для перпендикулярной составляющей Е₂, поляризационная решетка является радиопрозрачной и составляющая Е₂ без потерь проходит расстояние между поляризационной решеткой и рефлектором, равное четверти длины волны, что по времени соответствует четверти периода (т.е. на П/4).

За это время, волна Е₂ успевает осуществить доворот своей фазы на 90 град. Отражаясь от не прозрачного рефлектора, волна Е₂ меняет свой знак на противоположный, что соответствует сдвигу фазы еще на 180 град (т.е. на П/2), и проходя расстояние, равное четверти длины волны, между рефлектором и поляризационной решеткой, обеспечивает доворот своей фазы еще на 90 град и попадает на решетку как волна Е’₂ с общим набегом фазы 360 град.

Рис. 2 - Изменение вектора поляризации

Общее время, затраченное на прохождение волной Е₂ от поляризационной решетки до рефлектора и обратно, составляет половину периода (П/4+П/4 = П/2). Но за это время, горизонтально поляризованная волна Е_г изменит свою фазу на 180 град ( Е"_г) (Рис.2,б).

Такая волна Е"_г, также раскладывается на две составляющие параллельную Е"₁ и перпендикулярную Е"₂. При чем составляющая Е"₂ проходит через поляризационную решетку и попадает на рефлектор.

А составляющая Е"₁ взаимодействует с составляющей Е’₂ предыдущего полупериода. В результате такого взаимодействия формируется вертикально-поляризованная волна Е"_г, которая отражается от решетки и проходит через параболическое решетчатое зеркало, которое для такой волны является радиопрозрачным и излучается в пространство.

Формируется узконаправленная однолепестковая (игольчатого типа) диаграмма направленности.

В режиме ОБЗОР, на прием, по суммарному "Σ" каналу формируется аналогичная ДН как и на передачу. Принятая по "Σ" каналу электромагнитная энергия проходит через электромеханический коммутатор У4 на выход 1 ферритового циркулятора Э22 (циркулятор прием-передача) и с выхода 2 поступает через секцию фазирования на вх.2 ферритового коммутатора У3 (О-С обзор-сопровождение). По принципу действия ферритовый коммутатор У3 аналогичен 4-х плечевому ферритовому циркулятору Э22 и отличается тем, что постоянный магнит заменен электромагнитом.

Управляя магнитным полем, можно обеспечить следующие режимы работы:

1) Коммутировать энергию ЭМ поля (в зависимости от полярности управляющего напряжения) со входа 2 (У3) только на выход 1, либо только на выход 2 (т.е. в режиме ОБЗОР подключать тот или другой каналы приемника). При этом ЭМЭ на вход 1 коммутатора У3 не поступает, т.к. коммутатор У2 находится под напряжением с пульта управления ферритовым коммутатором (ПУФК) и обеспечивает запирание сигнала на 20 дБ;

2) Поровну распределять энергию входных каналов (У3) (входы 1,2) между выходными каналами (выходы 1,2), при этом ферриты полностью размагничиваются, снимается напряжение с Y- коммутатора (У2) при этом затухание коммутатора становится равным 0,5 дБ - режим СОПРОВОЖДЕНИЕ.

В режиме ОБЗОР ЭМЭ с входа 2 коммутатора У3 поступает на выход 1(2) и проходя через Y- циркулятор Э8 (Э9) и фильтр Э9 (Э10) подается на вход 1(2) приемника бл. Р-7М1. Циркуляторы Э9, Э10 обеспечивают защиту АВС от сигнала, отраженного от входных цепей бл. Р-7М1. Отраженная от бл.Р-7М1 энергия поглощается в нагрузках Э19 и Э20, подключенных к соответствующим Y- циркуляторам.

Фильтры Э9 и Э10 служат для защиты приемника от сигнала частоты подсвета.

Работа в режиме СОПРОВОЖДЕНИЕ

В режиме СОПРОВОЖДЕНИЕ формирование РСН осуществляется методом сканирования - смещения максимума приемной ДНА относительно направления излучения, определяемого положением рефлектора, а так же суммированием однолепестковой суммарной и 2-х лепестковых разностных ДН, формируемых на выходах 3-х канального облучателя. Суммирование осуществляется в коммутаторе «О-С» (У3) при переводе его в режим СОПРОВОЖДЕНИЕ (ферриты полностью размагничены).

Отраженная от цели волна, вертикальной поляризации, проходя параболическое зеркало, падает на рефлектор, отражается с поворотом вектора поляризации на 90 град., и направляется на параболическое зеркало, отражается от него и фокусируется на облучателе, формируя на его выходах следующие ДН:

- на выходе Σ (суммарного) канала -однолепестковая ДН -Σ

- на выходе I ( азимутальный) канал -двухлепестковая ДН - β

- на выходе II(угломестный) канал -двухлепестковая ДН - ε

Энергия, принятая по суммарному каналу, через коммутатор КР-3 поступает на циркулятор Э22, а затем на секцию фазирования (Э11) и далее на вход 2 коммутатора «О-С» (У3). Секция фазирования представляет собой механический фазовращатель тромбонного типа.