Реферат: Радиолокатор

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".

4.2. Режим "Готовность"

При нажатии клавиши "РЛС" на пульте через четыре минуты локатор готов к работе, но передатчик, приемник и антенна не работают.

4.3. Режим "Земля"

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.

4.4. Режим "Метео"

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.

4.5. Режим "Контур"

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.

4.6. режим "Снос"

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.

Если направление антенны не совпадает с направлением ве­ктора путевой скорости, то для случая, земля облучается в пределах дуги а, б, в. Составлявшие ве­ктора путевой скорости в направлении этих точек будут различ­ны. Соответственно различными оказываются и доплеровские ча­стоты Fg(a), Fg (б) и Fg(в). Между ними возникают бие­ния детектор выделяет колебания разностной - вторичной доплеровской частоты Fg(а, б, в). Это напряжение после усиле­ния вместе с сигналом изображения вызывает яркостную модуля­цию линии развертка. Однако при наличии указанного выше не­совпадения величина Fg(а, б, в) велика, и глаз не обнаружива­ет мелькания яркости.

Если поворачивать антенну до тех пор, пока диаграмма на­правленности расположится симметрично относительно вектора путевой скорости, то составляющие путевой скорости (скорости сближения о точками Г и Е) будут равны. Вторичные доплеровские частоты в этом случав имеет минимальное значе­ние. При этом частота и скорость движения блес­ток на линии развертки также становятся минимальными.

Таким образом, по минимуму вторичных доплеровских час­тот определяется направление вектора путевой скорости, а угол, на который при этом пришлось отвернуть антенну от продольной оси самолета (от линии курса), и есть угол сноса. Угол сноса отсчитывается по азимутальной шкале индикатора напра­вления антенны.

В режиме "Снос" на масштабах дальностей до 30,50 и 125 км используется веерная диаграмма направленности, что обес­печивает наблюдение блесток по всей линии развертки дально­сти.

Скорость поворота антенны регулируется потенциометром, связанным с ручкой "Контраст", однако потенциометр "Конт­раст" из схемы видеоусилителя отключается. Ручное управление поворотом антенны включается при помощи нажимных клавишей.