misle.ru страница 1страница 2
скачать файл
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Э.А. Лутин

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Часть 1

Для студентов IV и V курсов



специальности 160905

всех форм обучения

Москва – 2008

ФЕДЕРАЛЬНАЯ АВИАЦИОННАЯ СЛУЖБА РФ

ДЕПАРТАМЕНТ ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Кафедра технической эксплуатации

радиотехнического оборудования воздушных судов

Э.А. Лутин


Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Часть 1

Для студентов IV и V курсов

специальности 160905

всех форм обучения

Москва – 2008

СОДЕРЖАНИЕ



  1. Лабораторная работа № 1 «Изучение принципов построения штатной радиолокационной КИА»..................……………………………….. 6

  2. Лабораторная работа № 2 «Изучение принципов построения бортовой метеонавигационной РЛС «Гроза»..............………………………. . 26

  3. Лабораторная работа № 3 Изучение принципа действия и проверка работоспособности обзорного радиолокатора ДРЛ-7СМ……………….36

  4. Лабораторная работа № 4 Изучение принципа действия и проверка работоспособности системы СДЦ радиолокатора ДРЛ-7СМ……………44

  5. Лабораторная работа № 5 Изучение передающих устройств первичного и вторичного каналов радиолокатора ДРЛ -7СМ…………………………..52

  6. Лабораторная работа № 6 "Изучение принципов построения радиопередающего устройства РЛС "Гроза"..............……………………56

  7. Лабораторная работа № 7 "Исследование приемного устройства радиолокационной станции "Гроза"................………………………… 68

4

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АПЧ - автоматическая подстройка частоты

АРМ - автоматическая регулировка мощности

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

ВАРУ - временная автоматическая регулировка усиления

ВТ - вращающийся трансформатор

ГСВЧ - генератор сверхвысоких частот

ДНА - диаграмма направленности антенны

ИАЧХ - импульсная амплитудно-частотная характеристика

ИЭ - измерительный элемент

КПД - коэффициент полезного действия

КСВН - коэффициент стоячей волны

КИА - контрольно-измерительная аппаратура

ЛАХ - логарифмическая амплитудная характеристика

ЛОВ - лампа обратной волны

МНРЛС - метеонавигационная радиолокационная станция

ППП - переключатель прием-передача

ПУПЧ - предварительный усилитель промежуточной частоты

ПЧ - промежуточная частота

РИП - радиолокационный измерительный прибор

РЛС - радиолокационная станция

РРУ - ручная регулировка усиления

СВЧ - сверхвысокая частота

ТТВУ - трехтоновый видеоусилитель

УПТ - усилитель постоянного тока

УПЧ - усилитель промежуточной частоты

ЧД - частотный детектор

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка

ЭОП - эффективная отражающая поверхность

ЭТХ - эксплуатационно-технические характеристики

СДЦ - селекция движущихся целей

ДРЛ - диспетчерский радиолокатор

5

ВРЛ - вторичный радиолокатор



АФУ - антненно-фидерное устройство

АОРЛ - аэродромный обзорный радиолокатор

6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1



ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ШТАТНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ КИА

Цель работы:

1. Ознакомление с принципами построения и работы приборов типа РИП-3 и ГР-11А.

2. Привитие практических навыков по их применению.

Объект исследования:


  1. Радиолокационный измерительный прибор типа РИП-3.

  2. Пульт контроля метеонавигационной РЛС «Гроза» ГР-11А.

План работы:

  1. Выполнение домашнего задания.

  2. Практическая подготовка РИП-3 и работе.

  3. Проверка ряда параметров РЛС «Гроза» с использованием приборов РИП-3 и ГР-11А.

  4. Оформление отчета.

  5. Защита отчета.

Домашнее задание:

  1. Изучить по рекомендуемой литературе назначение, структурную схему и особенности использования приборов ГК4-19А и ГР-11А.

  2. Определить основные параметры РЛС "Гроза", подлежащие проверке с помощью приборов РИП-3 и ГР-11А.

  3. Подготовить форму отчета.

Указания:

  1. Студент составляет индивидуальный отчет.

  2. Студенты, не представившие форму отчета, к выполнению работы не допускаются.

7


  1. Литература для выполнения домашнего задания:

а) Радиолокационный измерительный прибор РИП-3. Техническое описание.

б) Пульт контроля МНРЛС "Гроза" ГР-11А. Техническое описание.

в) Давыдов П.С. "Авиационная радиолокация"; Справочник. М.; Транспорт, 1984.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1. Радиолокационный измерительный прибор типа РИП-3

Прибор РИП-3 предназначен для проверки и настройки метеона-вигационных РЛС в полевых и лабораторных условиях. Прибор обеспечивает измерение частоты, мощности спектра СВЧ-импульсов передатчика, чувствительности и полосы пропускания приемника, контроль точности автоподстройки частоты и качества согласования элементов антенно-фидерного тракта РЛС. Кроме того, имеется возможность исследования амплитудных и частотных характеристик отдельных каналов и устройств, входящих в состав РЛС.

Рабочий частотный диапазон – сантиметровый;

величина максимальной некалиброванной выходной мощности на нагрузке с КСВН 1,5 - не менее 3 мВт;

стабильность частоты - ± 1 МГц;

обеспечивается измерение средней мощности к мощности непрерывных колебаний на фланце прибора от 1 до 250 мВт с погрешностью не более ± 2,0 дБ.

При работе в качестве генератора имеются режимы:

модуляция меандром в частотой 1000 Гц ± 20%;


8

модуляция прямоугольными импульсами длительностью 0,5; 1 и 2 мкс и частотой повторения от 300 до 7500 Гц;



модуляция треугольными импульсами, обеспечивающими девиацию от 1 до 10 МГц;

модуляция пилообразным напряжением, обеспечивающим девиацию от 2 до 20 МГц с частотой повторения 5 - 75 Гц;

модуляция внешними прямоугольными импульсами отрицательной полярности длительностью от 0,5 до 10 мкс, частотой повторения от 300 до 7500 Гц и амплитудой 20 – 70 В;

выдается синхронизирующий импульс положительной и отрицательной полярности длительностью 1 мкс и амплитудой не менее 25 В на нагрузке 1 к0м и 50 пФ;

внешний запуск осуществляется импульсами любой полярности длительностью от 0,5 до 10 мкс и амплитудой 4 ¸ 150 В;

задержка СВЧ-импульса относительно запускающего плавно регулируется от 2,0 до 300 мкс в режимах внешнего и внутреннего запуска;

в качестве анализатора спектра прибор обеспечивает измерение спектров в полосе от 2 до 20 МГц.

На рис. 1.1 приведена структурная схема прибора радиолокационного измерительного РИП-3.

Генераторная секция прибора, построенная на клистроне, обеспечивает в диапазоне частот 8000 - 9680 МГц мощность порядка 25 - 150 мВт. В приборе предусмотрена система автоматической регулировки мощности, позволявшая свести колебания мощности по диапазону порядка 8 дБ к величине сравниваемой с погрешностью установки опорного уровня. Сигнал с выхода генератора поступает на твердотельный аттенюатор-переключатель, выполненный на р-i-n диодах и предназначенный для автоматической стабилизации опорного уровня
9

мощности в диапазоне частот, а также для переключения выхода генератора на коаксиальный разъем , расположенный на передней панели прибора, в режиме выдачи некалиброванной мощности. В стационарном режиме уровень сигнала собственного генератора после аттенюатора-переключателя составляет порядка 3 мВт.

Частотомер прибора связа с 50-омной полосковой линией передачи двумя щелями связи, разнесенными друг от друга на расстояние 2 l по длине полосковой линии.

Ответвитель, имеющий развязку между каналами 6 дБ, разветвляет сигнал в равных отношениях с уровнем, несколько превышающим 1 мВт, в двух направлениях: на поляризационный аттенюатор (и выходной фланец прибора) и на 3 дБ-делитель, в каждое из плеч которого включены диодная и термисторная секции. Термисторная секция является датчиком СВЧ-мощности в схеме термисторного измерителя мощности. С выхода диодной секции сигнал поступает на схему усилителя системы АРМ, работающего по методу вырезки. Оконечный каскад усилителя представляет собой усилитель постоянного тока, служащий для управления характеристикой ослабления

p-i-n аттенюатора в режиме АРМ.

С выхода частотомера продетектированный сигнал поступает на вход усилителя частотомера, схема которого обеспечивает измерение частоты как непрерывных, так и импульсных сигналов СВЧ.

Формирователь модулирующих импульсов и модулятор обеспечивают работу генератора в режиме внутренней и внешней модуляции, внутреннего и внешнего запуска, а также внутриимпульсной частотной модуляции.

Генератор развертки обеспечивает развертку луча на экране ЭЛТ и, совместно с модулятором, свипирование частоты клистронного генератора в режиме ИАЧХ и анализа спектра.

10

Рис. 1.1 Структурная схема

прибора радиолокационного измерения РИП-3

11

В режиме измерений характеристик (мощности и частоты) внешнего сигнала внутренний генератор отключается. Внешний сигнал через поляризационный аттенюатор и направленный ответвитель поступает на 3 дБ-делитель (детекторную и термисторную секции) и на вход частотомера. Уровень мощности внешнего сигнала отсчитывается в децибелах по отношению к уровню 1 мВт.



В режиме анализа спектра сигнал от генератора поступает на диодный преобразователь, работающий в режиме смесителя.

Внешний импульсный сигнал подается на смеситель по цепи:

поляризационный аттенюатор, 6 дБ-ответвитель, 3 дБ-делитель, диодная секция ответвителя.

Необходимая развязка между сигнальным входом и гетеродином обеспечивается р-i-n аттенюатором, направленным ответвителем и поляризационным аттенюатором.



Указание: При изучении органов управления использовать лицевую панель прибора, исключая всякие переключения и вращение органов управления.

Все органы управления и контроля прибором расположены на передних панелях. Ниже приводится перечень органов управления и контроля с указанием их функций и обозначений на лицевой панели:

ручка переключателя с маркировкой РОД РАБОТЫ предназначена для выбора режима работы прибора. Переключатель имеет пять положений;

положение СПЕКТР позволяет наблюдать спектр радиоимпульсов;

положение ИАЧХ позволяет наблюдать частотные характеристики четырехполюсников;

положение НГ обеспечивает работу прибора в режиме непрерывной генерации;

положение ИМП обеспечивает работу прибора в режиме импульсной модуляции;

12

положение ВНЕШ.СИГН. позволяет контролировать частоту и мощность внешнего СВЧ-сигнала;



ручка переключателя с маркировкой МОДУЛЯЦИЯ позволяет получить модуляцию клистрона короткими импульсами 0,5 мкс, 1 мкс, 2 мкс, меандром и внешними модулирующими импульсами;

ручка с маркировкой ЗАПУСК определяет вид запуска прибора;

ручка с маркировкой ЧАСТОТА регулирует частоту внутренних запускающих импульсов;

ручка о маркировкой ЗАДЕРЖКА регулирует величину задержки радиочастотном импульса по отношению к запускающему;

гнезда с маркировкой СИНХРОИМПУЛЬСЫ ЗАДЕРЖ. - НЕЗАДЕРЖ. служат для выдачи соответственно задержанных и незадержанных синхронизирующих импульсов;

переключатель с маркировкой СИНХРОИМПУЛЬСЫ

служит для установки, полярности синхронизирующих импульсов;

ручка и шкала с маркировкой УСТ. ЧАСТОТЫ служат для установки частоты генератора;

ручка и акала с маркировкой ИЗМЕР. ЧАСТОТЫ служат для настройки частотомера;

ручка с маркировкой ЧУВСТ. частотомера Ñ ÑÑ служит для регулировки чувствительности схемы усилителя частотомера;

ручка с маркировкой УСТ. МОЩНОСТИ Ñ ÑÑ служит для установки калиброванного уровня мощности;

ручка и шкала с маркировкой ОСЛАБЛЕНИЕ, служит для установки ослабления поляризационного аттенюатора;

ручка с маркировкой > O < Ñ ÑÑ служит для плавной подстройки нуля индикатора термисторного моста;

переключатель с маркировкой КАЛИБРОВКА ИЗМЕР. служит для калибровки уровня мощности 1 мВт внешнего и внутреннего сигнала;

13

переключатель с маркировкой ИНДИКАТОР вместе со стрелочным прибором служит для индикации настройки частотомера и измерения непрерывной и средней импульсной мощности;



ручка с маркировкой ДЕВИАЦИЯ регулирует амплитуду пилообразного напряжения либо амплитуду треугольного импульсе, подаваемых на отражатель клистрона;

ручка с маркировкой ОТРАЖАТЕЛЬ плавно регулирует напряжение на отражателе клистрона;

переключатель с маркировкой ЗОНА позволяет наблюдать зону генерации клистрона и настраивать его по частотной метке;

ручка с маркировкой ЧУВСТ. плавно регулирует чувствительность стрелочного прибора;

ручка с маркировкой РАЗВЁРТКА регулирует частоту развертки осциллографической трубки;

ручка с маркировкой > У регулирует коэффициент усиления вертикального усилителя;

ручка с маркировкой ¤ служит для регулировки яркости изображения на экране трубки;

ручка с маркировкой служит для фокусировки луча осциллографической трубки;

ручка с маркировкой обеспечивает вертикальную центровку изображения на экране ЭЛТ;

ручка с маркировкой обеспечивает горизонтальную центровку изображения на экране ЭЛТ;

гнездо с маркировкой служит для подачи импульсов в режиме внешнего запуска и внешней модуляции, а также для подачи сигнала на вход усилителя вертикального отклонения при исследовании частотных характеристик четырехполюсников;

гнездо с маркировкой служит для выдачи некалиброванной СВЧ-

14

мощности.



На задней панели измерительного блока расположены разъемы для соединений с блоком питания и счетчик наработки времени типа ЭСВ-2,5 - 12,6, а также разъем УПР напряж., служащий для подачи управляющего напряжения непосредственно на отражатель клистрона.

На левой боковой части блока имеется волноводный выход калиброванной СВЧ-мощности, который является входом для внешнего СВЧ. Сечение волновода 28,5 х 12,6 мм.

На передней панели блока питания расположены тумблер включения напряжения питания, лампочка индикации напряжения питания.

На задней панели блока питания расположены предохранители, колодка переключателя напряжения сети, корпусная клемма и розетка подключения кабелей от сети к измерительному блоку.

2. Пульт контроля ГР-11А

Пульт контроля ГВПА предназначен для оценки работоспособности РЛС "Гроза" при предполетных и послеполетных проверках и для выявления неисправностей с локализацией до блока.

Пульт контроля выполнен в виде переносного моноблока, на лицевой панели которого расположены стрелочный индикатор, таблица контролируемых параметров РЛС «Гроза», индикаторные лампы и органы управления. На задней стенке расположен выносной генератор шума и соединительный кабель для контроля чувствительности приемника.

Пульт контроля позволяет проверить следующие параметры радиолокатора «Гроза»:

напряжения + 10, - 10, - 25, - 165 и + 120 В;

работоспособность системы гидростабилизации,

ток магнетрона; мощность передатчика;

токи кристаллов балансных смесителей;

15

старт-импульс; напряжение выхода АПЧ,



чувствительность приемного тракта.

Погрешности измерений составляет:

для параметров, определяемых постоянными напряжениями  4%;

для переменных напряжений  20%;

для старт-импульсов  5%;

для чувствительности  3 дБ.

Пульт контроля имитирует старт-импульсы и позволяет проверить индикаторный тракт при выключенном передатчике. Генератор старт-импульсов вырабатывает импульсы отрицательной полярности амплитудой 6,5  1,5 В с частотой следования 350  60 Гц, при нагрузке на генератор 200 Ом. Питание пульта осуществляется напряжением 115 В 400 Гц и 27 В. Масса пульта не превышает 6,5кг.

16

Рис. 1.2 Структурная схема пульта
В состав схемы входят следующие основные узлы:

генератор шума п/проводниковый (ГШП) для измерения чувствительности приемника;

панель контроля параметров;

коммутирующие устройства;

стрелочный индикатор;

контрольный разъем для подключения к РЛС.

Измерение чувствительности приемника основано на сравнении уровня собственных и суммарных шумов на выходе приемного устройства. Суммарные шумы появляются в результате подачи на вход приемного тракта от ГШП такой мощности, при которой амплитуда шумов на выходе удваивается по сравнению с амплитудой собственных шумов приемника. В приборе суммарные шумы приводятся делителем к величине собственных шумов приемника. Таким образом, пульт контроля, калиброванный на
17

минимально предельную чувствительность приемника, даст одинаковые

показания в режимах собственных и суммарных шумов. Если в режиме суммарных шумов показания прибора будут меньше по сравнению с режимом собственных шумов, то это является критерием для отбракования приемника.

Основными элементами панели контроля параметров являются блокинг-генератор, работающий в автоколебательном режиме, и схема порогового измерения амплитуды старт-импульса. Первый осуществляет выработку старт-импульса при неработающем передатчике. В схеме измерения старт-импульса производится сравнение амплитуды поступающего старт-импульса с заданным пороговым уровнем. Нормальным условием является превышение амплитуды старт-импульса над пороговым значением. Наряду с этим в панели контроля производится измерение уровня шумов, входного напряжения усилителя гидростабилизации и питающих напряжений. Коммутирующее устройство позволяет производить поочередный контроль параметров РЛС. Стрелочный прибор предназначен для индикации величин измеряемых параметров. С помощью контрольного разъема пульт подключается к проверяемому радиолокатору.

Все органы управления расположены на лицевой панели пульта. Слева на панели расположен стрелочный индикаторный прибор, на шкале которого нанесены сектора различного цвета. Под стрелочным прибором расположены две клавиши самоконтроля. Левая клавиша позволяет проверить исправность источников питания лавинно-пролетного диода, а правая клавиша - исправность электронной и измерительной частей схемы пульта контроля.

В правой части панели расположена таблица с перечнем контролируемых параметров. Таблица разбита на три колонки. В первой колонке приведены параметры РЛС, которые проверяются без СВЧ-излучения.


18

Во второй и третьей колонках проверяемые параметры основного и резервного приемопередатчиков. В каждой строке после наименования параметра указывается шифр блока, подлежащего замене в случае выхода стрелки прибора за пределы соответствующего сектора. Под каждой колонкой таблицы расположены сигнальная лампа, клавиши и переключатели, с помощью которых осуществляется контроль параметров РЛС, приведенных в соответствующих колонках таблицы.


ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Домашнее задание

При выполнении домашнего задания студент обязан зарисовать в форме отчета структурные схемы приборов РИП-3 и ГР-11А.



Лабораторная остановка

Представляет собой испытательный стенд РЛС "Гроза" и изучаемые контрольные приборы.



Проведение лабораторного исследования

Реализуется на учебных образцах РЛС "Гроза" и приборах РИП-3 и ГР-11А.



1. Подготовка к работе прибора РИП-3

Экспериментальная часть предпыолагает практическую отработку процесса подготовки прибора к работе и его включение в отдельных режимах непосредственно каждым студентом, последовательно от пункта к пункту.

Прежде чем приступить к работе с прибором, необходимо изучить эксплуатационную документацию на него.

Проверить и при необходимости переключить блок питания на нужное напряжение сети. Переключение производится при помощи колодки

19

переключателя после снятия защитного колпачка.



Соединить кабелем питания измерительный блок с блоком питания. Корпус прибора заземлить.

Поставить тумблер на блоке питания в положение выключено. Подключить блок питания к сети с помощью сетевого шнура.

Плавную секцию измерительного аттенюатора поставить в положение 25 дБ.

На не калиброванный выход СВЧ-сигнала подключить согласованную нагрузку.

Ручку > O < поставить в среднее положение.

Переключатель РОД РАБОТЫ поставить в положение ВНЕШ.СИГН.

При работе прибор должен быть защищен от непосредственного воздействия атмосферных осадков и брызг.

Перед включением прибора необходимо ручки УСТ.МОЩНОСТИ, ЧУВСТВ. ¤ повернуть до отказа против часовой стрелки.

После этого включить тумблер в положение СЕТЬ и дать прибору прогреться в течение 3-4 мин.

Ручками ¤ , отрегулировать на экране ЭЛТ четкую линию развертки, ручками установить линию развертки посредине экрана.



2. Установка частоты внутреннего генератора

Для установки частоты внутреннего генератора необходимо выполнить следующие операции:

ввести плавную секцию аттенюатора поляризационного в положение 25 дБ;

подключить к прибору испытуемое устройство;

ручки потенциометров ОТРАЖАТЕЛЬ, ЧУВСТ.,

ЧУВСТ. ЧАСТОТОМЕРА, УСТ.МОЩНОСТИ поставить в среднее

20

положение;



ручку потенциометра ДЕВИАЦИЯ повернуть до отказа против часовой стрелки;

переключатель РОД РАБОТЫ поставить в положение НГ;

ручкой ИЗМЕР.ЧАСТОТЫ установить требуемую частоту по шкале частотомера;

переключатель ИНДИКАТОР поставить в положение ЧАСТОТА;

вращая ручку УСТ.ЧАСТОТЫ, добиться увеличения до максимума показаний стрелочного индикатора, что произойдет в момент настройки генератора на частоту частотомера. При необходимости ручками ЧУВСТ. ЧАСТОТОМЕРА, УСТ.МОЩНОСТИ, ЧУВСТ. увеличить или уменьшить показания стрелочного прибора до величины, удобной для наблюдения.

В случае, когда не требуется большая точность установки частоты, пользуются показаниями декадного счетчика.

В режиме импульсной модуляции частота внутреннего генератора устанавливается аналогично.

3. Работа прибора

в режиме выдачи калиброванного уровня мощности
Для получения калиброванного уровня мощности необходимо выполнить следующие операции:

установить частоту внутреннего генератора по методике, изложенной в разделе 2;

расстроить частотомер на несколько десятков малых делений шкалы;

переключатель РОД РАБОТЫ поставить в положение ВНЕШ.СИГН. При этом срывается генерация внутреннего генератора;

переключатель ИНДИКАТОР поставить в положение МОЩНОСТЬ, а переключатель КАЛИБРОВКА ИЗМЕР. - в положение ИЗМЕР.;

21

ручками > О < скорректировать ноль термисторного измерителя мощности при максимальной чувствительности стрелочного прибора;



переключатель КАЛИБРОВКА ИЗМЕР. поставить в положение ВНУТР. При этом стрелка индикатора отклонится на какую-то величину, соответствующую уровню мощности 1 мВт. Ручкой ЧУВСТ. установить стрелку индикатора в положение, удобное для отсчета (например. 75 делений);

переключатель КАЛИБРОВКА ИЗМЕР. поставить в положение ИЗМЕР., при этом стрелка индикатора возвратится в ноль;

включить внутренний генератор, переводя переключатель РОД РАБОТЫ в положение НГ;

ручками УСТ.МОЩНОСТИ установить стрелку индикатора в положение, соответствующее уровню 1 мВт, т.е. на 75 делений;

вывести ступенчатую и плавную секции аттенюатора в положение минимального ослабления. При этом на выход прибора подаются непрерывные колебания с уровнем мощности 1 мВт.

(Периодически рекомендуется проверять нуль и калибровку индикатора мощности, как это было описано выше).

При переходе в режим импульсной модуляции калиброванный уровень 1 мВт импульсной мощности обеспечивается автоматически.

Установка уровня калиброванной как непрерывной, так и импульсной мощности от 0 до 11О дБ ниже 1 мВт производится с помощью поляризационного аттенюатора.

На выходе прибора можно получить некалиброванный уровень мощности выше 1 мВт, который регулируется ручкой УСТ. МОЩНОСТИ в небольших пределах. В этом случае операции по калибровке уровня мощности отпадают.

С коаксиального разъема на передней панели прибора снимается не калиброванный уровень мощности, который также регулируется ручкой

22

УСТ.МОЩНОСТИ в обратном направлении в небольших пределах.



  1. Работа прибора в режиме импульсной модуляции

Для работы прибора в режиме импульсной модуляции необходимо отрегулировать частоту и мощность высокочастотных колебаний в режиме НГ согласно разделам 2 и 3. Затем перевести переключатель РОД РАБОТЫ в положение ИМП.

Переключатель ЗАПУСК поставить в положение ВНУТР., если запуск производится от собственного задающего генератора, или в положение ВНЕШ., если для запуска будут использованы внешние импульсы. В последнем случае подать запускающие импульсы любой полярности на гнездо . Амплитуда запускающего импульса должна быть не менее 4 В.

Переключатель МОДУЛЯЦИЯ ставится в одно из выбранных положений, соответствующих длительности прямоугольного импульса 0,5 мкс, 1 мкс или 2 мкс. Частота повторения модулирующих импульсов устанавливается ручкой ЧАСТОТА в пределах от 300 до 7500 Гц.

С помощью потенциометра ЗАДЕРЖКА может быть внесена задержка высокочастотного импульса по отношению к запускающему от 2 до 300 мкс. При этом следует учитывать, что величина задержки не может быть больше обратной величины частоты следования запускающих импульсов.

Для запуска внешних устройств на гнезда ЗАДЕРЖ. и НЕЗАДЕРЖ. выдаются соответственно задержанные и не задержанные синхронизирующие импульсы. Полярность синхроимпульсов меняется с помощью тумблера



.

Для перехода в режим модуляции меандром необходимо перейти на внутренний запуск, а переключатель МОДУЛЯЦИЯ поставить в положение . Задержанный синхроимпульс в этом случае не выдается.

При внешней модуляции амплитуда модулирующих импульсов должна быть не менее 4 В, а длительность - не менее 0,5 мкс. Импульсы любой

23

полярности подаются на гнездо , при этом переключатель МОДУЛЯЦИЯ переводится в положение ВНЕШ. При внешней модуляции задержка не действует и задержанный синхроимпульс не выдается.



Для получения частотно-импульсной модуляции переключатель МОДУЛЯЦИЯ ставится в одно из положений 0,5 , 1 или 2 мкс, а переключатель ЗАПУСК - в положение ВНУТР. Ручку потенциометра ДЕВИАЦИЯ повернуть до отказа по часовой стрелке. В этом случае прибором выдаются высокочастотные импульсы с частотной модуляцией.

При переходе в режим импульсных колебаний мощность в импульсе остается равной мощности непрерывных колебаний. Частота высокочастотных колебаний при переходе в режим импульсной модуляции может уйти, но не более 3 мГц. Если требуется максимальная точность, то установку частоты повторяют в режиме импульсной модуляции. Для этого необходимо:

ручку ДЕВИАЦИЯ повернуть до отказа против часовой стрелки;

ручкой ИЗМЕР. ЧАСТОТЫ установить требуемую частоту по шкале частотомера;

переключатель ИНДИКАТОР поставить в положение ЧАСТОТА;

осторожно вращая ручку УСТ.ЧАСТОТЫ, добиться увеличения до максимума показания стрелочного индикатора. При необходимости ручкой ЧУВСТ. ЧАСТОТОМЕРА увеличить или уменьшить показания стрелочного прибора до величины, удобной для наблюдения. Пользоваться для этой цели ручками УСТ.МОЩНОСТИ и ЧУВСТ. я этом случае нельзя, иначе нарушится калибровка уровня мощности;

расстроить частотомер на несколько десятков малых делений шкалы.

По выполнении пунктов 1,2,3 и 4 всеми студентами учебной бригады выключить прибор РИП-3.

Все органы управления на передней панели РИП-3 установить в исходное состояние.

24

5. Работа с пультом контроля ГР-11А

Перед проверкой параметров радиолокатора с использованием пульта ГР-11А необходимо:

поставить все галетные переключатели пульта контроля в левое крайнее положение;

поставить переключатель режима радиолокатора в положение "Земля";

включить радиолокатор нажатием клавиши "РЛС" на передней панели индикатора РЛС "Гроза";

включить ГР-11А поворотом левого переключателя из положения "ВЫКЛ." в положение "1".

Далее необходимо убедиться в исправности пульта контроля, для чего осуществляется поочередное нажатие клавиш самоконтроля, расположенных под индикаторным прибором ГР-11А. При этом стрелка прибора должна войти в сектор того цвета, в который окрашена нажатая клавиша.

Несовпадение стрелки с указанным положением, свидетельствует о неисправности пульта контроля.

Проверка параметров радиолокатора осуществляется путем поочередного нажатия каждой из трех клавиш и переключения соответствующих переключателей в требуемые положения. При нажатии каждой из клавиш загорается сигнальная лампа, которая информирует о подключении измерительной части прибора к галетному переключателю, расположенному под ней. Галетный переключатель в каждом своем положении имеет метку определенного цвета, указывающую, в каком по цвету секторе должна находиться стрелка прибора и порядковый номер контролируемого параметра, совпадающего с номером таблицы. При нормальной работе пульта контроля провести контроль величин постоянных напряжения по левой таблице параметров в положении галетного переключателя от «1» до «6» включительно. Результат зафиксировать: «в

25

норме», «не в норме».



Оформление отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать:




  1. Ф.И.О. студента, гр., шифр в правом верхнем углу.

  2. Наименование работы. в

  3. Краткие сведения об изученных приборах.

  4. Структурные схемы приборов РИП-3 и ГР-11А.

  5. Результаты проведенных измерений.

  6. Выводы по работе.


Указание: при защите лабораторной работы студент должен быть готов отвечать на все контрольные и дополнительные вопросы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ


  1. Назначение и основные характеристики приборов РИП-3, ГР-11А.

  2. Структурная схема приборов РИП-3 и ГР-ПА.

  3. Начальное положение органов управления приборов.

  4. Порядок подготовки РИП-3 к работе.

  5. Порядок подключения приборов к исследуемым образцам РЛС.

  6. Работа РИП-3 в режиме импульсной модуляции.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Помимо литературы, рекомендуемой для выполнения домашнего задания, при подготовке к лабораторной работе следует использовать:

1. Радиолокационные системы летательных аппаратов: Под ред. П.С.Давыдова. М.: Транспорт, 1977.

2. Метеонавигационная РЛС «Гроза». Техническое описание.

26

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2



ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ

БОРТОВОЙ МЕТЕОНАВИГАЦИОННОЙ РЛС "ГРОЗА"



Цель работы:

Изучение функциональной схемы, основных ЭТХ, состава и конструктивных особенностей метеонавигационной РЛС "Гроза". Привитие практических навыков в работе с радиолокатором.



Объект исследования:

Метеонавигационная РЛС "Гроза".



План работы:

  1. Выполнение домашнего задания и подготовка отчета.

  2. Отработка включения РЛС.

  3. Проверка параметров РЛС.

  4. Оформление отчета.

  5. Защита работы (сдача зачета по работе).

Домашнее задание:

  1. Изучить по рекомендуемой литературе назначение, основные ЭТХ и структурную схему РЛС "Гроза".

  2. Изучить порядок включения РЛС "Гроза".

  3. Наметить параметры, характеризующие работоспособность РЛС.

  4. Подготовить форму отчета.

  5. Изобразить в отчете укрупненную структурную схему РЛС и занести последовательность ее включения.

27

Указания



  1. Студент составляет индивидуальный отчет.

  2. Студент, не представивший к началу работы форму отчета, к выполнению работа не допускается.

  3. Литература для выполнения домашнего задания:

а) Метеонавигационный радиолокатор "Гроза-154". Техническое описание.

б) Приданов В.Г. Метеонавигационная РЛС "Гроза". Рига: РКИИГА, 1983.


1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ РЛС "ГРОЗА"
Радиолокатор типа "Гроза" представляет собой импульсную РЛС со сканирующей в азимутальной плоскости антенной и индикатором с секторным растром. По своим эксплуатационно-техническим характеристикам относится ко П классу метеонавигационных РЛС и предназначен для использования на средних магистральных и тяжелых самолетах местных воздушных линий. В зависимости от типа самолета, на котором устанавливается РЛС ее комплектность и технические характеристики отдельных блоков могут изменяться при идентичности технических решений. Станция предназначена для обнаружения в передней полусфере воздушного судна зон активной грозовой деятельности и мощности кучевой облачности с повышенной турбулентностью; получение радиолокационного изображения земной поверхности с целью решения навигационных задач; обнаружение препятствий (горные массивы, вершины и высотные постройки); измерения угла сноса воздушного судна. Вся информация отображается на визуальном индикаторе, позволяющем определить полярные координаты наблюдаемых объектов (азимут, дальность).
28

В состав станции входят следующие основные блоки:

ГР1У - антенный блок;

ГР7С - привод и система стабилизации антенны;

ГР2Р - блок приемопередатчика;

ГР4В - индикаторный блок.

Все блоки, за исключением антенного, расположены в герме-тизированной части самолета. Антенный блок и часть волноводного тракта размещены под носовым обтекателем самолета.
2. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ
Основные характеристики приведены применительно к модификации «Гроза-154».

Дальность обнаружения:

особо крупных промышленных центров - 350 км;

областных городов - 250 км;

грозовой и кучево-дождевых зон - 200 км;

крупных водных ориентиров - 170 км;

Диапазон длин волн З см;

Импульсная мощность 9 квт;

Длительность импульса - 3,5 мкс;

Частота повторения импульсов - 400 Гц;

Чувствительность приемника - 100 дБ/мВт;

Сектор азимутального обзора в передней полусфере - ± 100°;

Частота азимутального обзора - 7-13 кач/мин;

Ширина ДН в азимутальной плоскости на уровне 0,5 Ри - 3°


29

Основными рабочими режимами являются: "Земля", "Метео", "Контур", "Снос".

В режиме "Земля" на масштабах «30», «50» и «125» км осуществляется обзор земной поверхности косекансквадратичной ДН в вертикальной плоскости» На масштабе 250 км производится попеременный обзор земной поверхности узкой и косекансквадратичной ДН в вертикальной плоскости. Смена форм ДН производится при изменении направления перемещения антенны. На масштабе 375 км обзор ведется только узкой ДН антенны. В этом режиме на экране индикатора воспроизводится радиолокационное изображение впереди лежащей земной поверхности с расположенными на ней объектами. В режиме "Метео" используется узкая (~4°) ДН в обоих плоскостях, и на экране индикатора отображается радиолокационное изображение воздушной обстановки в пространстве, ограниченном азимутальными углами ± 100° относительно оси самолета и углами места ± 2° относительно плоскости горизонта. В режиме "Контур" выявляются внутри отражений от грозовых зон и кучево-дождевой облачности наиболееопасные участки для пролета самолета. Данные участки отображаются на экране индикатора в виде затемненных областей внутри ярких отметок от обнаруженных грозовых зон.

В режиме работы "Снос" осуществляется измерение угла сноса самолета методом остановленной антенны. В этом случае, вручную управляя антенной и используя амплитудную модуляцию отраженного от земной поверхности сигнала спектром вторичных доплеровских частот, добиваются положения антенны, при котором частота модуляции будет минимальной. Отсчет величины угла сноса ведется по азимутальной шкале индикатора.

Во всех режимах осуществляется гидростабилиэация ДН антенны по крену и тангажу.
30

3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РЛС

Радиолокатор "Гроза" построен по типовой одноканальной схеме импульсной РЛС, укрупненный вариант которой изображен на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Структурная схема РЛС “Гроза”


Синхронизация всех устройств станции осуществляется модулятором с частотой бортовой сети 400 Гц. Пусковые импульсы с магнитно-импульсного двухзвенного модулятора поступают на запуск магнетронного генератора, синхронизатора и схемы временной автоматической регулировки усиления. Под воздействием пускового импульса генератор СВЧ вырабатывает мощный высокочастотный сигнал длительностью 3,5 мкс, который через переключатель прием-передача (ППП) поступает в антенну

31

и излучается в пространство. Антенна параболического типа формирует узкий луч в горизонтальной плоскости и два типа диаграммы направленности - узкую или веерную - в вертикальной плоскости. Узкая ДН формируется основным отражателем антенны при вертикальной поляризации излучаемых колебаний. Для формирования веерной ДН используется дополнительный козырек в верхней части основного зеркала, выполненный из стекловолокна, сформированного горизонтально расположенными проводниками. При горизонтальной поляризации излучаемых колебаний козырек совместно с нижней частью основного зеркала формирует веерную ДН. Смена вида поляризации осуществляется ферритовым переключателем, расположенным в волноводном тракте перед облучателем.



Отраженный сигнал принимается антенной и через ППП и разрядник защиты приемника проходит на основной балансный смеситель. С его выхода сигнал промежуточной частоты (ПЧ) усиливается в предварительном усилителе ПЧ и далее в основном УПЧ. Для согласования динамических диапазонов принимаемого сигнала (~60-70 дБ) и индикатора на ЭЛТ (~15 дБ) в основном УПЧ используется логарифмическая амплитудная характеристика (ЛАХ). После детектирования сигнал усиливается в трехтоновом видеоусилителе (ТТВУ) и поступает на индикатор. Одной из причин введения ТТВУ является нивелирующее свойство ЛАХ, приводящее к снижению контрастности. В индикаторе используется яркостная индикация отметок с секторной разверткой луча. Для облегчения распознавания степени опасности гидрометеообразований используют метод контурной индикации, когда наиболее опасные зоны индуцируются в виде темных (иезасвеченных) областей на экране ЭЛТ.

Для создания секторной развертки луча используется ключевая схема, один из элементов которой жестко связан с механизмом азимутального привода антенны.


32

Одновременно с запуском передатчика модулятор запускает синхронизатор и схему ВАРУ. Транзисторная схема синхронизатора с использованием элементов счетной техники вырабатывает импульсы запуска развертки, импульс подсвета прямого хода луча и масштабные метки дальности 10, 25 и 50 км. В зависимости от выбранного масштаба 30, 50, 125, 250 или 375 км используется соответствующий номинал мм дальности. Формируются эти метки с помощью генератора с контуром ударного возбуждения, причем используются три сменных контура, по числу номиналов меток.

Схема ВАРУ, выполненная на базе разряда емкости, обеспечивает независимый от дальности уровень сигнала на выходе приемника путем соответствующего изменения коэффициента усиления приемника. Для поддержания высокой чувствительности приемника при его сравнительно узкой полосе пропускания в 2 МГц осуществляется стабилизация значения ПЧ = 30 МГц с помощью системы АПЧ. АПЧ двухканального типа, разностная, работающая в режиме подстройки управляет частотой гетеродина, собранного на лампе обратной волны. Использование ЛОВ обусловлено тем, что она имеет одну зону генерации, широкий диапазон перестройке, почти линейную настроечную характеристику со сравнительно малой крутизной 2,5 МГц/В. Последнее определяет хорошую точность настройки.

Механизмы привода антенны обеспечивают:

автоматическое качание антенны в требуемом секторе;

ручное управление антенной в горизонтальной и вертикальной плоскостях в заданных секторах;

стабилизацию луча ДН в пространстве при эволюциях самолета по крену и тангажу в заданных пределах;

привод синхронно и синфазно с качанием антенны вращающегося импульсного трансформатора, входящего в состав схемы формирования развертки луча ЭЛТ.

33

Питание радиолокатора от бортовой сети однофазное 115 В 400 Гц, трехфазное 200 В 400 Гц, трехфазное 36 В 400 Гц и постоянное 27 В.



4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА НА СТАНЦИИ

4.1. Описание лабораторной установки

Радиолокатор "Гроза" размещается на специализированном лабораторном стенде совместно с пультом контроля ГР-11А.


скачать файл

следующая страница >>
Смотрите также: