Радиолокационная Головка Самонаведения

системе подстройки применен клистрон с двойным управлением по частоте -

электронным (в небольшом диапазоне частот) и механическим (в большом

диапазоне частот) система АПЧ также подразделяется на электронную и

электромеханическую систему подстройки частоты. Напряжение с выхода

электронной АПЧ подается на отражатель клистрона и осуществляет электронную

подстройку частоты. Это же напряжение поступает на вход схемы

электромеханической подстройки частоты, где преобразуется в переменное

напряжение, и далее подается на обмотку управления двигателя, который

осуществляет механическую подстройку частоты клистрона. Для нахождения

правильной настройки гетеродина (клистрона), соответствующей разностной

частоте порядка 30 МГЦ, в АПЧ предусмотрена схема электромеханического

поиска и захвата. Поиск происходит во всем диапазоне перестройки частоты

клистрона при отсутствии сигнала на входе АПЧ. Система АПЧ работает лишь во

время излучения зондирующего импульса. Для этого питание 1-гo каскада узла

АПЧ осуществляется продифференцированным старт-импульсом.

С выходов УПЧЛ видеоимпульсы цели поступают в синхронизатор на схему

суммирования (СХ "+") в узле СИ и на схему вычитания (СХ "-") в узле СО.

Импульсы цели с выходов УПЧЛ 1-го и 2-го каналов, промодулированные

частотой 123 Гц (с этой частотой осуществляется коммутация осей), через

эмиттерные повторители ЗП1 и ЗП2 попадают на схему вычитания ( СХ "-"). С

выхода схемы вычитания разностный сигнал, полученный в результате вычитания

сигналов 1-го канала из сигналов 2-го канала приемника, попадает на

ключевые детекторы (КД-1, КД-2), где осуществляется его селективное

детектирование и разделение сигнала ошибки по осям "?" и "?". Разрешающие

импульсы, необходимые для работы ключевых детекторов, формируются в

специальных схемах в этом же узле. На одну из схем формирования разрешающих

импульсов (СФРИ) поступают импульсы интегрированной цели из узла "СИ"

синхронизатора и опорное напряжение 125– (I) Гц, на другую - импульсы

интегрированной цели и опорное напряжения 125 Гц – (II) в противофазе.

Разрешающие импульсы формируются из импульсов интегрированной цели в момент

положительного полупериода опорного напряжения.

Опорные напряжения 125 Гц –(I), 125 Гц – (II), сдвинутые относительно

друг друга на 180, необходимые для работы схем формирования разрешающих

импульсов (СФРИ) в узле СО синхронизатора, а также опорное напряжение по

каналу "?" вырабатывается путем последовательного деления на 2 частоты

повторения станции в узле КП-2 (коммутация приемников) синхронизатора.

Деление частоты производится с помощью делителей частоты, представляющих

собой RS-триггеры. Схема формирования импульса запуска делителей частоты

(О?З) запускается задним фронтом продифференцированного отрицательного

импульса ограничения времени приема (Т= 250 мксек), который поступает с

дальномера. Со схемы выдачи напряжения 125 Гц - (I), и 125 Гц – (II) (СВ)

снимается импульс синхронизации с частотой 125 Гц , поступающий на делитель

частоты в узле УФ-2 (ДЧ).Кроме этого напряжение 125 Гц поступает на схему

формирования сдвига на 90 относительно опорного напряжения. Схема

формирования опорного напряжения по каналу (TOH ?) собрана на триггере.

Импульс синхронизации 125 Гц подается на схему делителя в узле УФ-2, с

выхода этого делителя (ДЧ) снимается опорное напряжение "?" с частотой 62,5

Гц, подаваемое в узел УС и также в узел КП-2 для Формирования сдвинутого на

90 градусов опорного напряжения.

В узле УФ-2 также формируются импульсы тока коммутации осей с частотой

125 Гц и импульсы тока коммутации приемников с частотой 62,5 Гц, (рис.

4.4).

Разрешающий импульс открывает транзисторы ключевого детектора и

конденсатор, являющийся нагрузкой ключевого детектора, заряжается до

напряжения, равного амплитуде результирующего импульса, приходящего со

схемы вычитания. В зависимости от полярности приходящего импульса заряд

будет носить положительный или отрицательный знак. Амплитуда результирующих

импульсов пропорциональна углу рассогласования между направлением на цель и

направлением равносигнальной зоны, поэтому напряжение до которого заряжен

конденсатор ключевого детектора, является напряжением сигнала ошибки.

[pic]

С ключевых детекторов сигнал ошибки с частотой 62,5 Гц и амплитудой,

пропорциональной углу рассогласования между направлением на цель и

направлением равносигнальной зоны, поступают через ЗП (ЗПЗ и ЗПЧ) и

видеоусилители (ВУ-3 и ВУ-4) на узлы УС-? и УС-? системы управления

антенной (рис. 6.4).

[pic]

Импульсы цели и шумы УПЧЛ 1-го и 2-го каналов подаются также на схему

сложения СХ+ в узла (СИ) синхронизатора, в котором осуществляется временная

селекция и интегрирование. Временная селекция импульсов по частоте

повторения используется для борьбы с несинхронными импульсными помехами.

Защита РЛС от несинхронных импульсных помех может быть осуществлена путем

подачи на схему совпадения не задержанных отраженных сигналов и тех же

сигналов, но задержанных на время, точно равное периоду повторения

излучаемых импульсов. При этом через схему совпадения пройдут лишь те

сигналы период следования которых точно равен периоду следования излучаемых

импульсов.

С выхода схемы сложения импульс цели и шумы через фазоинвертор (?1) и

эмиттерный повторитель (ЗП1) поступают на каскад совпадения. Схема

суммирования и каскад совпадения являются элементами замкнутой системы

интегрирования с положительной обратной связью. Схема интегрирования и

селектор работают следующим образом. На вход схемы (?) поступают импульсы

суммированной цели с шумами и импульсы интегрированной цели. Их сумма

поступает на модулятор и генератор (МиГ) и на УЛЗ. В данном селекторе

используется ультразвуковая линия задержки. Она состоит из звукопровода с

электромеханическими преобразователями энергии (пластины кварца). УЛЗ могут

использоваться для задержки как ВЧ импульсов (до 15 МГц), так и

видеоимпульсов. Но при задержке видеоимпульсов происходит значительное

искажение формы сигнала. Поэтому в схеме селектора сигналы, подлежащие

задержке, вначале преобразуются с помощью специального генератора и

модулятора в ВЧ импульсы с частотой заполнения 10 МГц. С выхода УЛЗ

задержанный на период повторения РЛС импульс цели поступает на УПЧ-10, с

вывода УПЧ-10 задержанный и продетектированный на детекторе(Д) сигнал через

ключ (КЛ) (УПЧ-10) подается на каскад совпадения (КС), на этот же каскад

подается суммированный импульс цели.

На выходе каскада совпадения получается сигнал, пропорциональный

произведению выгодных напряжений, поэтому импульсы цели, синхронно

поступающие на оба входа КС, легко проходят каскад совпадения, а шумы и

несинхронные помехи сильно подавляются. С выхода (КС) импульсы цели через

фазоинвертор (?-2) и (ЗП-2) снова поступают на схему (?), замыкая тем самым

кольцо обратной связи, кроме тoгo, интегрированные импульсы цели поступают

в узел СО, на схемы формирования разрешающих импульсов ключевых, детекторов

(ОФРИ 1) и (ОФРИ 2).

Интегрированные импульсы с выхода ключа (КЛ) помимо каскада совпадения

поступают на схему защиты от несинхронной импульсной помехи (СЗ), на второе

плечо которой поступают импульсы суммированной цели и шумы с (3П 1). Схема

защиты от несинхронной помехи представляет собой схему совпадения на

диодах, которая пропускает наименьшее из двух синхронно действующих на ее

входах напряжении. Так как интегрированные импульсы цели всегда значительно

больше суммированных, а напряжение шумов и помех сильно подавляется в схеме

интегрирования, то в схеме совпадения (СЗ), по существу, происходит

селекция суммированных импульсов цели импульсами интегрированной цели.

Получаемый в результате импульс "прямой цели" обладает той же амплитудой и

формой, что и суммированный импульс цели, в то время как шумы и

несинхронные помехи подавляются. Импульс прямой цели поступает на временной

дискриминатор схемы дальномера и узел автомата захвата, системы управления

антенной. Очевидно, что при использовании данной схемы селекции необходимо

обеспечить весьма точное равенство времени задержки в УЛЗ и периода

следования излучаемых импульсов. Это требование можно выполнить путем

использования специальных схем формирования импульсов синхронизации, в

которых стабилизация периода повторения импульсов осуществляется УЛЗ схемы

селекции. Генератор импульсов синхронизации расположен в узле МПС - 2 и

является блокинг-генератором (ЗВГ) с собственным периодом автоколебаний,

немного больше времени задержки в УЛЗ, т.е. больше 1000 мкс. При включении

РЛС, первый импульс ЗВГ дифференцируется и запускает БГ-1, с выхода

которого снимается несколько импульсов синхронизации:

. Отрицательный импульс синхронизации Т=11 мкс подается вместе с

импульсом селекции дальномера на схему (СУ), которая формирует

импульсы управления узла СИ на время действия которых открывается

каскад манипуляции (КМ) в узле (СИ) и происходит работа каскада

сложения (СХ +) и всех последующих. В результате импульс

синхронизации БГ1 проходит через (СХ +), (? 1), (ЭП-1), (?), (МиГ),

(УЛЗ), (УПЧ-10), (Д) и задержанный на период повторения РЛС

(Тп=1000мкс), запускает ЗБГ передним фронтом.

. Отрицательный импульс запирания УПЧ-10 Т = 12 мкс запирает ключ (КЛ)

в узле СИ и тем самым препятствует попаданию импульса синхронизации

БГ-1 в схему (КС) и (СЗ).

. Отрицательный дифференцированный импульс синхронизации запускает

схему формирования импульса запуска дальномера (С?ЗД) импульс

запуска дальномера синхронизирует временной модулятор (ВМ), а также

через линию задержки (ЛЗ) поступают на схему формирования импульса

запуска передатчика С?ЗП. В схеме (ВМ) дальномера по фронту импульса

запуска дальномера формируются отрицательные импульсы ограничения

времени приема f = 1 кГц и Т =250 мкс. Они подаются назад в узел МПС-

2 на ЗБГ для исключения возможности срабатывания ЗБГ от импульса

цели, кроме того задним фронтом импульса ограничения времени приема

запускается схема формирования строб-импульса АРУ (СФСИ), а строб-

импульсом АРУ - схема формирования импульсов манипуляции (С?М). Эти

импульсы подаются в радиочастотный блок.

Сигналы ошибки с выхода узла (СО) синхронизатора поступают в узлы

углового сопровождения (УС ?, УС ?) системы управления антенной на

усилители сигнала ошибки (УСО и УСО ). С выхода усилителей сигнала ошибки

сигналы ошибки поступают на парафазные усилители (ПФУ), с выходов которых

сигналы ошибки в противоположных фазах подаются на входы фазового детектора

- (ФД 1). На фазовые детекторы подаются также опорные напряжения с выходов

ФД 2 мультивибраторов опорных напряжений (МВОН), на входы которых подаются

опорные напряжения с узла УФ-2 (канал ? ) или узла КП-2 (каналу ? )

синхронизатора. С выходов фазовых детекторов напряжения сигналов, ошибки

подаются на контакты реле подготовки захвата (РПЗ). Дальнейшая работа узла

зависит от режима работы системы управления антенной.

5. ДАЛЬНОМЕР

В дальномере РЛГС 5Г11 применена электрическая схема измерения

дальности с двумя интеграторами. Данная схема позволяет получить большую

скорость захвата и сопровождения цели, а также выдавать дальность до цели и

скорость сближения в виде постоянного напряжения. Система с двумя

интеграторами осуществляет запоминание последней скорости сближения при

кратковременном пропадании цели.

Работа дальномера может быть описана следующим образом. Во временном

дискриминаторе (ВД) временная задержка импульса, отраженного от цели,

сравнивается с временной задержкой импульсов сопровождения ("Ворот"),

создаваемой электрическим временным модулятором (ВM),в который входит схема

линейной задержки. Схема автоматически обеспечивает равенство между

задержкой ворот и задержкой импульса цели. Так как задержка импульса цели

пропорциональна расстоянию до цели, а задержка ворот пропорциональна

напряжению на выводе второго интегратора, то в случае линейной зависимости

между задержкой ворот и этим напряжением, последнее будет пропорционально

расстоянию до цели.

Временной модулятор (ВМ), кроме импульсов "ворот", Формирует импульс

ограничения времени приема и импульс селекции дальности, причем, в

зависимости от того находится ли РЛГС в режиме поиска или захвата цели

меняется его длительность. В режиме "поиск" Т = 100мкс, а в режиме "захват"

Т = 1,5мкс.

6. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АНТЕННОЙ

В соответствии с задачами, выполняемыми СУА, последняя может быть

условно разбита на три отдельные системы, каждая из которых выполняет

вполне определенную функциональную задачу.

1. Система управления головкой антенны. В нее входит:

. узел УГА

. схема запоминания по каналу "?" в узле ЗП

. привод - электродвигатель типа СД-10а, управляемый посредством

электромашинного усилителя типа УДМ-3А.

2. Система поиска и гиростабилизации. В нее входят:

. узел ПГС

. выходные каскады узлов УС

. схема запоминания по каналу "?" в узле ЗП

. привод на электромагнитных поршневых муфтах с датчиком угловых

скоростей (ДУСос) в цепи обратной связи и узла ЗП.

3. Система углового сопровождения цели. В нее входят:

. узлы: УС ?, УС ?, A3

. схема выделения сигнала ошибки в узле СО синхронизатора

. привод на электромагнитных порошковых муфтах с ДУСом в обратной

связи и узла ЗП.

Рассмотрение работы СУА целесообразно провести последовательно, в

порядке выполнения ракетой следующих эволюций:

1. "взлет",

2. "наведение" по командам с земли

3. "поиск цели"

4. "предварительный захват"

5. "окончательный захват"

6. "автоматическое сопровождение захваченной цели"

С помощью специальной кинематической схемы блока обеспечивается

необходимый закон движения зеркала антенны, а следовательно и перемещение

характеристик направленности по азимуту (ось ?) и наклону (ocь ?)

(puc.8.4).

Траектория движения зеркала антенны зависит от режима работы системы. В

режиме "сопровождение" зеркало может совершать только простые движения по

оси ? - на угол 30°, и по оси ? - на угол 20°. При работе в режиме "поиск",

зеркало совершает синусоидальное колебание относительно оси ?н (от привода

оси ?) с частотой 0.5 Гц и амплитудой ± 4°, и синусоидальное колебание

относительно оси ? (от профиля кулачка) с частотой f = 3 Гц и амплитудой ±

4°.

[pic]

Таким образом обеспечивается просмотр зоны 16"х16" т.к. угол отклонения

характеристики направленности в 2 раза больше угла поворота зеркала

антенны.

Кроме того, просматриваемая зона перемещается по осям (приводами

соответствующих осей) командами с земли.

7. РЕЖИМ "ВЗЛЕТ"

При взлете ракеты зеркало антенны РЛГС должно находиться в нулевом

положении "слева-вверху", что обеспечивается системой ПГС (по оси ? и по

оси ?).

8. РЕЖИМ "НАВЕДЕНИЕ"

В режиме наведения положение луча антенны (? =0 и ? =0) в пространстве

задается с помощью управляющих напряжений, которые снимаются с

потенциометров и узла гиростабилизации зоны поиска (ГС) и заводится

соответственно в каналы узла ПГС.

После вывода ракеты в горизонтальный полет, в РЛГС через бортовую

станцию подачи команд (СПК) подается разовая команда "наведение". По этой

команде узел ПГС удерживает луч антенны в горизонтальном положении,

разворачивая его по азимуту в направлении, задаваемом командами с земли

"доворот зоны по "?".

Система УГА в этом режиме удерживает голову антенны в нулевом положении

относительно оси "?".

9. РЕЖИМ "ПОИСК".

При сближении ракеты с целью до расстояния примерно равного 20-40 км,

через СПК на станцию подается разовая команда "поиск". Эта команда

поступает в узел (УГА), при этом происходит переключение узла в режим

скоростной следящей системы. В этом режиме на вход усилителя переменного

тока (УС) узла (УГА) поступает сумма фиксированного сигнала частоты 400 Гц

(36В) и напряжение скоростной обратной связи с токогенератора ТГ-5А. При

этом вал исполнительного двигателя СД-10А начинает вращаться с

фиксированными оборотами, и через кулачковый механизм заставляет качаться

зеркало антенны относительно штока (т.е. относительно оси "?") с частотой 3

Гц и амплитудой ± 4°. Одновременно двигатель вращает синусный потенциометр

- датчик (СПД), выдающий напряжение "заводка" с частотой 0,5 Гц на

азимутальный канал системы ПГС. Это напряжение подается на суммирующий

усилитель (УС) узла (КС ?) и далее на привод антенны по оси. В результате

этого зеркало антенны начинает совершать колебания по азимуту с частотой

0,5 Гц и амплитудой ± 4°.

[pic]

Синхронное качание зеркала антенны системами УГА и ПГС, соответственно

по углу места и азимуту, создает поисковое движение луча, показанное на

рис. 3.4.

В режиме "поиск" выходы фазовых детекторов узлов (УС - ? и УС - ?)

контактами обесточенного реле (РПЗ) отключены от входа суммирующих

усилителей (СУ).

В режиме "поиск" на вход узла (ЗП) по каналу "?" поступает напряжение

отработки "?н" и напряжение с гироазимута "?г", по каналу "?" - напряжение

обработки "?п".

10. РЕЖИМ "ПОДГОТОВКА ЗАХВАТА".

Для уменьшения времени обзора поиск цели в РЛГС осуществляется с

большой скоростью. В связи с этим в станции применяется двухступенчатая

система захвата цели, с запоминанием положения цели при первом обнаружении,

с последующим возвратом антенны в запомненное положение и вторичным

окончательным захватом цели, после которого уже следует ее

автосопровождение. Как предварительный, так и окончательный захват цели

осуществляете схемой узла A3.

При появлении цели в зоне поиска станции видеоимпульсы "прямой цели" со

схемы защиты от несинхронных помех узла (СИ) синхронизатора начинают

поступать через усилитель сигнала ошибки (УСО) узла (АЗ) на детекторы (Д-1

и Д-2) узла (A3). При достижении ракетой дальности, на которой отношение

сигнал/шум оказывается достаточным для срабатывания каскада реле подготовки

захвата (КРПЗ), последний вызывает срабатывание реле подготовки захвата

(РПЗ) в узлах (УС ? и УС ?). Автомат захвата (A3) при этом сработать не

может, т.к. он отпирается напряжением со схемы (АПЗ), которое подается

только через 0,3 сек после срабатывания (АПЗ) (0,3 сек - время, необходимое

для возврата антенны в точку, где была первоначально обнаружена цель).

Одновременно со срабатывании реле (РПЗ):

. от узла запоминания(ЗП) отключаются входные сигналы "?п" и "?н"

. со входов узлов (ПГС) и (УГА) снимаются напряжения, управляющие

поиском

. узел запоминания (ЗП) начинает выдавать запомненные сигналы на входы

узлов (ПГС) и (УГА).

Для компенсации ошибки схем запоминания и гиростабилизации на входы

узлов (ПГС) и (УГА) одновременно с запомненными напряжениями с узла (ЗП)

подается напряжение качания (f = 1,5 Гц), вследствие чего, при возвращении

антенны в запомненную точку происходит качание луча с частотой 1,5 Гц и

амплитудой ± 3° .

В результате срабатывания реле (РПЗ) в каналах узлов (УС ) и (УС ) на

вход приводов антенны по каналам "?" и "?" одновременно с сигналами с ПГС

подключаются выходы узлов (УС), в результате чего приводы начинают

управляться также и сигналом ошибки системы углового сопровождения.

Благодаря этому при повторном попадании цели в диаграмму направленности

антенны система сопровождения втягивает антенну в равносигнальную зону,

облегчая возврат в запомненной точку, повышая, таким образом, надежность

захвата.

11. РЕЖИМ "ЗАХВАТА"

По истечении 0,4 сек после срабатывания реле подготовки захвата,

снимается блокировка. В результате этого, при повторном попадании цели в

диаграмму направленности антенны происходит срабатывание каскада реле

захвата (КРЗ), который вызывает:

. срабатывание реле захвата (РЗ) в узлах (УС "?" и УС "?") отключающих

сигналы, поступающие с узла (ПГС). Система управления антенной

переходит в режим автоматического сопровождения цели

. срабатывание реле (РЗ) в узле УГА. В последнем происходит отключение

сигнала, поступающего с узла (ЗП) и подключение потенциала "земли".

Под воздействием появившегося сигнала система УГА возвращает зеркало

антенны в нулевое положение по оси "?п". Возникающий при этом,

вследствие увода равносигнальной зоны антенны с цели, сигнал ошибки

отрабатывается системой СУД, по основным приводам "?" и "?". Во

избежание срыва сопровождения, возврат антенны к нулю по оси "?п"

производится с пониженной скоростью. При достижении зеркалом антенны

нулевого положения по оси "?п". срабатывает система фиксации

зеркала.

12. РЕЖИМ "АВТОМАТИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ЦЕЛИ"

С выхода узла СО со схем видеоусилителей (ВУЗ и ВУ4) разделенный по

осям "?" и "?" сигнал ошибки частотой 62,5 Гц поступает через узлы УС "?" и

УС "?" на фазовые детекторы. На фазовые детекторы также заводится опорное

напряжение "?" и "?" , поступающее со схемы триггера опорных напряжений

(ТОН "?") узла КП-2 и схемы формирования импульсов коммутации (С?ИКМ "П")

узла УФ-2. С фазовых детекторов сигналы ошибки поступают на усилители (СУ

"?" и СУ "?") и далее на приводы антенны. Под воздействием поступившего

сигнала привод поворачивает зеркало антенны в сторону уменьшения сигнала

ошибки, осуществляя тем самым слежение за целью.

[pic]

[pic]

[pic]

-----------------------

[1] Рисунок расположен в конце всего текста. Схема разбита на три части.

Переходы выводов из одной части в другую, обозначены цифрами.

Страницы: 1, 2