СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЕРЕДАТЧИКОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПОСАДКИ РСП-10МН И GCA-22AL

АННОТАЦИЯ

 В данной статье был проведен анализ радиопередающих устройств двух радиолокационных систем посадки РСП-10МН и GCA-22AL и были указаны основные достоинства и недостатки присущих к данным радиолокационным станциям.

ABSTRACT

 In this article, an analysis of the radio transmitting devices of two radar landing systems RSP-10MN and GCA-22AL was carried out and the main advantages and disadvantages inherent in these radar stations were indicated.

Ключевые слова: Радиолокационная система посадки РСП-10МН, магнетронный генератор, модулятор, ПРЛ

Keywords: RSP-10MN radar landing system, magnetron generator, modulator, PRL.

Передающее устройство диспетчерского радиолокатора радиолокационной системы посадки РСП-10МН является составной частью радиолокационной станции РЛС, от работы которого зависят важнейшие тактические и технические показа­тели: точ­ность определения координат ВС, разрешающая способность по дально­сти, обеспечение заданных вероятностей правильного обнаружения (РПО) и ложной тревоги (РЛТ), минимальная дальность обнаружения ВС (Дмин). До недавнего времени характерным было в диспетчерском радиолокаторе при­менение пе­редающего устройства на базе модулятора с частичным разря­дом накопи­теля энергии. Это было обусловлено рядом причин: возможно­стью полу­чения коротких по длительности зондирующих импульсов, имеющих хо­рошую прямоугольную форму, необходимостью формирова­ния кодиро­ванных запросных сигналов в активном режиме работы, сниже­нием эффекта электронной перестройки частоты магнетрона в период ге­нерирования импульса и сравнительной простотой построения [1]. При этом в качестве оконечного каскада и одновременно возбудителя ис­пользовался магне­тронный генератор, подмодулятор, модулятор. Импульсная мощность передатчика составляет 200 кВт (Рисунок 1).

  Рисунок 1. Структурная схема передатчика ДРЛ РСП-10МН

Основным недостатком магнетрона является его невысокая стабильность, которая не позволяет получать высоко когерентные последовательности импульсов для защиты от пассивных помех и местных предметов, невозможность межпериодной перестройки по частоте, невозможность внутриимпульсной модуляции по частоте или фазе, что позволяет импульсному сигналу сжиматься при соответствующей обработке, достаточно высокий уровень паразитных колебаний, достаточно жесткие ограничения по средней мощности, по минимальной (менее 100 нс) и максимальной (более 100 мкс) длительности сигналов (частота сигнала внутри импульса зависят от возможности импульсного модулятора поддерживать на необходимом уровне амплитуду модулирующего импульса) [3].

Передатчик GCA-22AL

Передающее устройство радиолокационной системы посадки (Ground control approach 22- automatic landing) в полностью твердотельном исполнении и предназначено для формирования и усиления зондирующих сигналов до заданного уровня мощности.

Оно имеет в своем составе [2]:

• Субблок модулятора первичного радиолокатора (ПРЛ);
• Твердотельный передатчик ПРЛ (выполнен на базе транзисторных модулей импульсных усилителей мощности, размещенных на общей плите радиатора);
• Фильтр внеполосных излучений.

Формирование зондирующих импульсов (ЗИ ПРЛ) на частоте 30 МГц, определенной структуры (вида) и длительности выполняется в блоке ЦОС, с выхода которого они поступают на субблок модулятора ПРЛ (Рисунок 2).

В модулятора ПРЛ зондирующий импульс переносится на рабочую частоту ПРЛ (в диапазоне 1250-1350 МГц) путем суммирования с частотой гетеродина ПРЛ (1400-1500 МГц), который конструктивно размещен в субблоке модулятора, фильтрации несущей частоты и усиления сигнала по мощности до уровня менее 1 Вт.

Сформированный зондирующий сигнал (ЗС) малой мощности поступает для окончательного усиления на передатчик ПРЛ. Зондирующий сигнал (ЗС ПРЛ), усиленный в передатчике ПРЛ до заданного уровня мощности, через фильтр внеполосных частот поступает на антенно-фидерную систему для излучения в пространство. Сигналы стробов (Строб ПРЛ), которые формируются в блоке цифровой обработки сигналов (ЦОС), открывают импульсные усилители передатчика и обеспечивают защиту приемника ПРЛ от перегрузки на время излучения зондирующего сигнала. Импульсная мощность передатчика составляет 4 кВт.   

Рисунок 2. Структурная схема передающее устройство ПРЛ GCA-22AL

Твердотельный передатчик обладает преимущества перед вакуумными устройствами, среди которых можно назвать следующие:

• время готовности снизу не ограничивается временем нагрева катода, для которого требуется определенная мощность, нет ограничения на время эксплуатации;
• работа при значительно меньших уровнях напряжения (сотни вольт, а не десятки киловольт), что позволяет уменьшать габариты и массу, не требует применения для изоляции специальных материалов и масел, нестандартных деталей;
• наработка на отказ значительно превышает аналогичный показатель для вакуумных устройств с аналогичными характеристиками;
• невозможность получения от одного каскада требуемой мощности приводит к необходимости их группирования, что само по себе повышает надежность всего устройства в целом, так как отказ одного каскада приводит лишь к некоторой деградации, а не к отказу всего устройства в целом, кроме того, пиковые мощности относительно низкие, так как суммирование может происходить в пространстве, что позволяет использовать маломощные переключатели передача-прием для активных фазированных антенных решеток (АФАР);
• широкополосность твердотельного передающего устройства в разы превосходит аналогичные показатели вакуумного СВЧ устройства, в связке твердотельное передающее устройство — антенная система — приемное устройство наименьшей полосой пропускания обладает антенная система, тогда как при использовании вакуумного передающего устройства ограничения возникают и на уровне самого передающего устройства.

Это достигается применением больших по длительности сигналов с фазовой или частотной внутриимпульсной модуляцией при относительно невысоких пиковых мощностях. Недостатки больших по длительности сигналов – большая мертвая зона.

Выход – формирование повторно в течении периода повторения сигнала для просмотра ближней мертвой зоны (на время длительности импульсного сигнала просмотра основной дальности). Так как просматривается ближняя зона, то энергетические показатели импульса могут быть снижены, может применяться сигнал с другим видом или законом внутриимпульсной модуляции.

Фактическая реализация такого решения часто не дает преимуществ, кроме надежности, однако замена автогенератора позволяет значительно повысить многие характеристики станции, прежде всего помехозащищенность от различного типа помех и разрешающую способность по дальности.

Заключение

Появление в середине ХХ века полупроводниковых устройств-транзисторов, открыло новую эру радиоэлектроники. Поэтому выбор передающего устройства с требуемыми характеристиками определяет структуру построения всей станции, реализацию режимов ее боевого применения.

Список литературы:

1. Радиолокационная система посадки РСП-10МН https://lektsii.net/.
2. Техническое описание РСП-10МА.
3. Шумилин М.С., Головин О.В., Радиопередающие устройства.