Рассмотрим структурную схему ещё одного моноимпульсного вторичного радиолокатора, который получил широкое распространение во всём мире и в котором также используется амплитудный способ выделения информации об азимутальном положении цели. Таким радиолокатором является радиолокатор SIR-M и одна из его модификаций SIR-M/I, разработанная фирмой AMS (Alenia Marconi Systems). Модификация SIR-M/I отличается от SIR-M тем, что в ней предусмотрена возможность работы в режиме S.
Структурная схема вторичного моноимпульсного радиолокатора SIR-Mприведена на рис. 4.
Антенна LVA типа ALE-9 устанавливается обычно над антеннами G-33 диапазона S или антеннами G-7 и G-14 диапазона L первичных радиолокаторов, разработанных компанией Selenia. Возможен также вариант автономной установки антенны. После фильтров, настроенных на 1030 и 1090 МГц, принятые ВЧ – сигналы Σ, Δ и Ω через трёхканальный вращающийся переход, расположенный в ОПУ, поступают на автоматический коммутатор, переключающий основной (А) и резервный (В) комплекты оборудования радиолокатора. После коммутатора сигналыразностного канала антенны поступают непосредственно в приёмник Δ, а сигналы суммарного и ненаправленного каналов – в приёмники Σ и Ω через направленные ответвители и антенные переключатели, выполненные на циркуляторах типа Y.
Направленные ответвители предназначены для отвода части мощности сигналов в систему автоматического встроенного контроля параметров радиолокатора. В ОПУ кроме трёхканального вращающегося ВЧ-перехода, двигателя и редуктора, расположен 12-разрядный датчик углового положения антенны, выдающий «малые азимутальные импульсы» (МАИ) и сигналы «Север». Эти сигналы подаются на экстракторы, где из них с помощью сигналов точного азимута ΔφЦ, получаемых за счёт использования моноимпульсного метода вторичной радиолокации, формируются сигналы азимутального положения цели.
Вращающийся переход выполнен по упрощённой схеме, которая не требует высокой стабильности фазовых характеристик суммарного и разностного каналов, так как в радиолокаторе SIR-M использован амплитудный, а не фазовый метод определения азимута цели.
Коммутатор комплектов оборудования может управляться вручную или автоматически. Через него проходят не только ВЧ-сигналы, но и все видеосигналы, запускающие импульсы для контрольных индикаторов и других блоков. Для автоматического переключения коммутатора используются сигналы встроенной системы контроля параметров радиолокатора.
В режиме запроса необходимая несущая частота 1030 МГц генерируется кварцевым гетеродином. Далее сигналы этой частоты поступают в программированный передатчик. Модуляция радиочастоты 1030 МГц осуществляется в возбудителе, для чего на него из экстрактора, который обрабатывает сигналы и управляет отдельными устройствами, поступают модулирующие импульсы Р1, Р2 и Р3. Временной интервал между импульсами, их чередование и частота повторения определяются выбранным режимом работы радиолокатора. Возможны шесть режимов работы: 1; 2; 3/А; В; С; D и три варианта их непрерывного чередования: единичный (х, х, х…), двойной (ху, ху, ху…), тройной (xyz, xyz, xyz…), где x, y и z – один из выбранных режимов работы. Возможно изменение чередования режимов от сканирования к сканированию.
Сигналы частоты 1030 МГц из возбудителя поступают также на генератор тестов и на смесители суммарного, разностного и ненаправленного каналов приёмника. В генераторе тестов формируются контрольные сигналы частоты 1090 МГц, имитирующие сигналы бортовых ответчиков. Тестовыми сигналами контролируется работоспособность и настраиваются приёмники и экстракторы основного и резервного комплектов радиолокатора.
Кроме импульсов Р1, Р2 и Р3 также из экстрактора на программированный передатчик поступают управляющие сигналы. Управляющие сигналы вырабатываются в так называемой «карте мощности», которая расположена в экстракторе. Карта представляет собой запоминающее устройство, разделённое на 128 секторов, каждый из которых соответствует определённому азимутальному сектору контролируемого пространства. Управляющие сигналы позволяют оперативно изменять выходную мощность передатчика для любого из 128 азимутальных секторов в пределах 0…1,6 кВт ступенями с затуханием 0; 3; 6; 12 и ∞ дБ. Выбор затухания определяется помеховой ситуацией в каждом азимутальном секторе.
Программированный передатчик выполнен на полупроводниковой элементной базе. Для развязки выходных цепей программированного передатчика и фидерной системы использован Y-циркулятор. После циркулятора включён быстродействующий переключатель, направляющий импульсы запросов Р1 и Р3 в суммарный канал АФУ, а импульс Р2 – в ненаправленный канал, предназначенный для подавления сигналов боковых лепестков ДНА по запросу.
Трёхканальный приёмник радиолокатора кроме обычных функций логарифмирует сигналы и детектирует фазу сигналов суммарного и разностного каналов. Последняя операция необходима для определения знака азимутальной поправки угла отклонения цели от электрической оси ДНА. Сигналы промежуточной частоты суммарного и разностного каналов используются также для образования сигнала log Δ/Σ с информацией об абсолютном значении отклонения азимутального положения цели от равносигнального направления оси ДНА. Сигнал log Δ/Σ получается вычитанием предварительно скорректированных по фазе сигналов log Σ из сигналов log Δ.
Функциональная схема радиочастотной части приёмника радиолокатора приведена на рис. 4.
Сигналы каналов Σ, Δ, Ω и соответствующие тестовые сигналы поступают в преселекторы, настроенные на среднюю частоту 1090 МГц.
Для предупреждения выгорания малошумящих СВЧ-усилителей в случае больших входных сигналов предусмотрены цепи активной и пассивной защиты, выполненные на p-i-n диодах. Для активной защиты СВЧ-усилителей в момент излучения сигналов запроса на устройство защиты подаются бланкирующие импульсы.
Тестовые сигналы формируются в генераторе контрольных сигналов, который состоит из генератора непрерывных колебаний 1090 МГц и модулятора, на который из экстрактора на нерабочем участке периода повторение импульсов подаются тестовые видеосигналы.
Предусмотрена возможность имитации двух целей в каждом периоде повторения импульсов. Имитированные цели могут передвигаться в пространстве по определённым траекториям.
После СВЧ-усилителя с коэффициентом шума не хуже 5 дБ принятые сигналы в диапазоне 1090 МГц с помощью сигнала гетеродина с частотой 1030 МГц, поступающего из возбудителя передатчика, преобразуются в смесителях на промежуточную частоту 60 Мгц. Сигнал промежуточной частоты усиливается с одновременным логарифмированием и последующим амплитудным детектированием. До амплитудного детектирования сигналы промежуточной частоты поступают на фазовый детектор (ФД), в котором определяется знак отклонения цели от азимутального положения электрической оси суммарной ДНА.
Поскольку точность определения азимута цели амплитудным угловым дискриминатором зависит от идентичности амплитудных характеристик суммарного и разностного каналов приёмников, в них предусмотрено автоматическая коррекция параметров усилителей. Это осуществляется с помощью устройства управление амплитудой и фазой принятых сигналов. Устройство обеспечивает автоматическое выравнивание коэффициентов передачи каналов в границах разности между каналами ± 3 дБ. Краткосрочная и долгосрочная стабильность усиления при любых условиях не выходит за пределы ± 0,5 дБ.
Управление усилением каналов осуществляется с помощью контрольных импульсов, которые в каждом новом периоде приёма ответных сигналов перед началом рабочего участка периода подаются в суммарный и разностный каналы на частоте 1090 МГц. Контрольные импульсы вводятся в преселекторы, проходят весь приёмный тракт и после амплитудного детектирования поступают на схемы сравнения. Контрольный импульс суммарного канала сравнивается с эталонным сигналом. Полученный сигнал рассогласования управляет усилением приёмника суммарного канала.
Для управления коэффициентом усиления разностного канала используется сигнал рассогласования, полученный после вычитания контрольных видеоимпульсов на выходах суммарного и разностного каналов.
Так осуществляется не только стабилизация коэффициентов усиления обоих каналов, но и точная подстройка коэффициентов усиления каналов между собой, что очень важно для моноимпульсного метода определения азимуту цели амплитудным угловым дискриминатором.
С выходов приёмников после амплитудного детектирования в суммарном Σ, ненаправленном Ω и дифференциальном Δ/Σ каналах, а также после фазового детектора сигналы log Σ, log Δ/Σ, log Ω и «Знак» поступают в экстрактор для дальнейшей обработки.
Экстрактор представляет собой разработанный компанией Alenia быстродействующий компьютер VERA, используемый в радиолокаторе как процессор обработки сигналов и контроллер управления параметрами и процессами основных узлов оборудования. Быстродействие процессора – 5 млн. операций в секунду. Часть операций выполняется аппаратным методом, часть – встроенными программами.
Экстрактор выполняет такие основные функции:
– квантует и фильтрует необработанные видеосигналы;
– форматирует сообщения, предназначенные для использования в аппаратуре самого процессора;
– генерирует сигналы синхронизации;
– вычисляет координаты отметок целей;
– форматирует сообщения, предназначенные для использования внешними потребителями радиолокационной информации;
– управляет системой встроенного контроля;
– управляет автоматическим переключателем комплектов радиолокатора.
Структурная схема экстрактора приведена на рис. 5.
Экстрактор содержит два процессора:
– процессор сигналов, работающий в реальном времени;
– процессор обработки сигналов отметок целей, управления и синхронизация.