Функциональная схема когерентно-импульсной РЛС

Изучение конкретной функциональной схемы когерентно-импульсной РЛС позволит проиллюстрировать студенту взаимодействие ее систем и устройств: антенно-волноводной системы, передатчика, приемника, устройств обеспечения когерентности и др.

АФС

Антенно-фидерный тракт показан упрощенно. Он состоит из зеркальной антенны с запитывающим устройством ицыркулятора. На входе приемника может стоять разрядник для дополнительной защиты приемника от мощных импульсов передатчика.

 Передатчик

 Передатчик на перестраиваемомом магнетроне. Перестройка выполнена на механическом электроприводе. Он перемещает поршень СВЧ камеры магнетрона.

 Для работы магнетрона необходимы высоковольтный источник питания и импульчный  модулятор.

Местный гетеродин

Местный гетеродин содержит маломощный генератор СВЧ и стабилизирующий резонатор.

Как правило, эти элементы монтируются на тяжелой платформе, защищенной от акустического шума и вибраций. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Частота может перестраиваться поршнем резонатора.

Приемник

Тракт приемника начинается со смесителя приемника, куда поступают отраженные сигналы и напряжение местного гетеродина.   Смеситель обычно совмещен с предварительным усилителем промежуточной частоты (ПУПЧ). С него усиленный сигнал по кабелю поступает на основной усилитель промежуточной частоты (ОУПЧ). ОУПЧ имеет амплитудный и фазовый детекторы.

АПЧ

Требования к кратковременным уходам частоты местного гетеродина велики (см. лекцию 3.4.). Поэтому автоматическая подстройка частоты работает по магнетрону. Часть мощности передатчика от ответвителя и местного гетеродина поступают на смеситель АПЧ.  Усилитель промежуточной частоты АПЧ содержит частотный детектор. Если частоты передатчика и местного гетеродина не будут равны промежуточной частоте, на выходе частотного детектора появится напряжение. Оно усилится и поступит на двигатель сервопривода. Двигатель перестроит поршень магнетрона и подстроит частоту до нужного значения.

Канал когерентного гетеродина

 Радиоимпульс передатчика начинает генерацию СВЧ колебаний с произвольной фазы. Таковы свойства магнетрона. Поэтому  пассивные помехи от местности будут иметь случайную (шумовую) начальную фазу и очень широкий спектр, попадающий в полосу фильтра СДЦ. Подавления местности не будет.

 Для того, чтобы зафиксировать начальную фазу магнетрона, применяется когерентный гетеродин (КГ).

 Часть мощности передатчика поступает на смеситель КГ, Усиленный импульс передатчика на промежуточной частоте подается на КГ. Когерентный гетеродин запоминает фазу передатчика. Отраженные сигналы и напряжение когерентного гетеродина становятся взаимно когерентными.

Система СДЦ

 В когерентно-импульсной РЛС пассивные помехи от местности на длине волны 2-5 см имеют низкочастотную модуляцию в области 4-20 Гц. Таким образом при периоде следования зондирующих импульсов порядка 200 мкс, на выходе фазового детектора ФД предыдущий импульс мало отличается от текущего. Если импульс задержать на период следования Т_п и вычесть из текущего, то на выходе вычитающего устройства можно получить нуль. Сигналы от местности будут подавляться и не наблюдаться на экране РЛС.

 Допплеровские частоты сигналов, отраженных от самолетов составляют 1-2кГц. Поэтому на выходе ФД предыдущий импульс сильно отличается от текущего. На выходе вычитающего устройства образуется сигнал движущейся цели, который и наблюдается на экране радара.