Структурная схема радиопередающего устройства импульсной РЛС и взаимодействие элементов

При изучении первого учебного вопроса занятия было отмечено, что радиопередающие устройства РЛС строятся по однокаскадной и многокаскадной схемам. Рассмотрим структурную схему однокаскадного передатчика применительно к импульсным РЛС (слайд 4).

Примечание. Состав передатчика рассказать по схеме с одновременной характеристикой элементов. Указать, что высоковольтный выпрямитель, модулятор, генератор СВЧ с элементами управления и защиты образует тракт генерирования, а антенна, фидерная линия и антенный переключатель – тракт излучения.

 

Источник питания

Источник питания состоит из первичного источника (промышленная сеть или ДЭС) и высоковольтного выпрямителя. Высоковольтный выпрямитель повышает первичное напряжение до десятков киловольт с последующим выпрямлением в напряжение постоянного тока.

 

Синхронизатор запуска

Синхронизатор запуска обеспечивает одновременный запуск передатчика, разверток индикаторов и аппаратуры селекции движущихся целей, а также других систем РЛС. Синхронизатор запуска определяет период повторения зондирующих импульсов.

Примечание. Так как система синхронизации была изучена в Т3, то путем опроса студентов повторить принцип формирования импульсов запуска.

 

Модулятор передатчика

Модулятор передатчика управляет работой генератора СВЧ. В большинстве случаев модулятор строится по схеме накопления энергии в паузах между импульсами синхронизатора и трансформацией ее генератору СВЧ во время запуска передатчика. Как правило, управляющее устройство состоит из подмодулятора и модулятора. Подмодулятор усиливает импульсы запуска до величины, необходимой для включения модулятора. В некоторых РЛС подмодулятор выполняет функции синхронизатора запуска всех систем РЛС.

 

Генератор СВЧ

Генератор СВЧ вырабатывает мощные зондирующие импульсы СВЧ, длительность и форма огибающей которых определяется формой импульса модулятора. В метровом диапазоне волн используются ламповые генераторы, а в сантиметровом – магнетронные или амплитронные. (Принцип построения генераторов СВЧ будет рассмотрен в занятиях 5 и 6 данной темы.)

Система управления, защиты и контроля (СУЗиК)

Является общей для всей РЛС. Роль СУЗиК для передатчика сводится к включению, защите передатчика в аварийных случаях и контролю за параметрами и работой передатчика.

 

Тракт излучения

Тракт излучения состоит из антенн, антенного переключателя и фидерных линий передачи энергии СВЧ. Антенна РЛС предназначена для преобразования тока СВЧ генератора в энергию электромагнитных волн и направленного излучения их в пространство. В импульсных РЛС антенна используется также для приема электромагнитной энергии эхо-сигналов, преобразования ее токи СВЧ и передачи в радиоприемное устройство станции.

Антенный переключатель подключает к антенне генератор СВЧ передатчика на время излучения и приемник во время приема отраженных сигналов.

Фидерная линия обеспечивает канализацию энергии генератора СВЧ к антенне, а энергии отраженных сигналов к приемнику.

 

Работа радиопередающего устройства РЛС по структурной схеме заключается в следующем. При включении источника питания его энергия накапливается в модуляторе. Синхронизатор запуска вырабатывает импульсы запуска малой амплитуды, которые подаются в подмодулятор и в индикаторы РЛС для запуска разверток по дальности (включается электронный секундомер для измерения времени задержки). Импульсы запуска усиливаются в подмодуляторе до величины, необходимой для управления модулятором (сотни вольт). Усиленные импульсы запуска с подмодулятора выдаются на модулятор, который подключает накопленную энергию источников питания к генератору СВЧ. Энергия модулятора подводится к генератору СВЧ в виде высоковольтного напряжения требуемой амплитуды (десятки киловольт), длительности и формы. С приходом модулирующего импульса генератор СВЧ вырабатывает мощные импульсы СВЧ, которые через антенный переключатель, фидерную линию подводятся к антенне и излучаются в пространство в виде энергии электромагнитного поля. Длительность и форма зондирующего импульса определяются параметрами модулятора, а амплитуда и частота – параметрамигенератора СВЧ.

Часть энергии генератора через антенный переключатель подводится к системам СДЦ и АПЧ для обеспечения их работы.

С приходом следующего импульса запуска процессы повторяются.

Эпюры напряжений, поясняющие принцип работы передатчика (слайд 5).

В некоторых РЛС передатчики строятся по многокаскадной схеме с задающим генератором (возбудителем) и со сложным зондирующим сигналом (двухчастотным или линейно – частотной модуляцией).

В Ы В О Д Ы

1. Однокаскадный передатчик РЛС состоит из высоковольтного выпрямителя, модулятора, генератора СВЧ и антенно–фидерной системы.

2. Радиопередающее устройство связано:

- по цепям запуска с синхронизатором РЛС;

- по цепям управления с СУЗИК;

- часть энергии генератора СВЧ отводится для работы систем СДЦ и АПЧ.

3. Радиопередающее устройство РЛС является сложным радиотехническим устройством и требует от студентов прочных знаний по основам электрорадиоцепей.

Третий учебный вопрос.

Требования, предъявляемые к радиопередающим устройствам РЛС

Требования к радиопередающим устройствам вытекают из их назначения. Передатчики РЛС предназначены для формирования зондирующих сигналов, с помощью которых определяются координаты целей. Поэтому к передатчику РЛС предъявляются следующие требования.