Вторичные радиолокационные станции УВД

Назначение, состав и тактико-технические характеристики трассового радиолокатора Лира-1

Перспективные радиолокационные станции УВД

7.1. Первичные обзорные РЛС

Первичный трассовый радиолокатор 1Л118 (ЛИРА-1) предназначен для использования в составе систем управления воздушным движением (УВД)

Типовой состав оборудования РЛС 1Л118 входит: приёмо-передающая кабина, выносное оборудование (ВО), аппаратура первичной и вторичной обработки информации, аппаратура автоматизации средств отображения (КАСО), комплект соединительных кабелей.

Тактические характеристики РЛС 1Л118:

Параметры зоны видимости РЛС по одиночной цели с эффективной отражающей поверхностью (ЭОП) >10м², при вероятности обнаружения Р_обн=0,8, вероятности ложной тревоги Р_л.т. = 10 ^-6 (в режиме редкого запуска):

№ п/п	Высота полёта (м)	Дальность обнаружения (км)
	10 000
	12 000
	20 000

Зона обнаружения по углу места (градусов) ………………0,3°...40°

Зона обнаружения по азимуту (градусов) …………………0°...360°

Предусмотрена возможность коррекции параметров зоны видимости по углу места за счет изменения наклона (градусов):

- луча нижней антенны в пределах …………от -(4,5°±0,5°) до (4,5°±0,5°)

- луча верхней антенны в пределах …………от -0,5° до (12,5°±0,5°)

Период обзора пространства, (секунд)………………………..10/20

Среднеквадратичная ошибка измерения координат целей (при визуаль-

ном съеме информации с экрана индикатора):

- дальности не более, (метров)………………………………….1000

- азимута не более, (градусов)……………………………………..1

Среднеквадратичная ошибка измерения координат целей

(при съеме информации с выхода экстрактора):

- дальности не более, (метров)………………………………….. 300

- азимута не более, (градусов)…………………………………0.167

Разрешающая способность по:

- дальности не более, (метров)…………………………………1000

- азимуту не более, (градусов)……………………………………1

Коэффициент подавления отражений от местных предметов

не менее 25дБ

Коэффициент подавления несинхронной импульсной помехи (НИП):

- в амплитудном канале……………………………………………20

- в когерентном канале …………………………………………….10

Дистанционное управление и контроль обеспечиваются на

расстоянии (метров) …………………………………………….…100

Электропитание РЛС -от трехфазной промышленной сети 220В 50Гц

Время включения оборудования, (минут)………………………….5

Мощность, потребляемая по первичной сети, не более (кВт). 50

Наработка оборудования РЛС на отказ не менее, (часов)…….750

Оборудование полностью сохраняет свою работоспособность при:

- изменении температуры в диапазоне, (градус С) …..-50...+50

- относительной влажности при температуре +25°С, (%) …98

- на высоте относительно уровня моря, (метров)…………..1000

- скорости ветра до, (метров/секунду)……………………………25

Основные технические характеристики РЛС

Диапазон рабочих частот, (МГц) ……………………………2710...3100

Число приемопередающих каналов …………………………… 6

Режимы работы приемопередающих каналов:

- РЕДКИЙ 1, (Р1), постоянный период на одной из частот запуска, (Гц) ………… ………………………………300, 313,326, 341,358, 375,333;

- РЕДКИЙ 2, (Р2), шестипериодная вобуляция периода следования зондирующих импульсов со средней частотой запуска, (Гц) … ……333;

- ЧАСТЫЙ), восемнадцатипериодная вобуляция периода следования зондирующих импульсов при средней частоте запуска, (Гц)… …1000;

- РЕДКИЙ 2 - ЧАСТЫЙ, (Р2-Ч), группа передатчиков, сопряженных с нижней антенной, работает в режиме Р2, а другая группа, сопряженная с верхней антенной, - в режиме Ч.

Длительность огибающей зондирующих импульсов в режимах:

- РЕДКИЙ 1 и РЕДКИЙ 2, (мкс)…………………………… 2,4...3,1

- ЧАСТЫЙ, (мкс)…………………………………………… 0,9...1,2

Средняя мощность магнетронных генераторов:

- передающих каналов 1, 3,4, 5, 6, (Вт) ……………………700

- передающего канала 2, (Вт)……………………………… 600

КСВ волноводных трактов каждого из каналов не более 1,45

Антенная система состоит из двух антенн, формирующих одинаковые диаграммы направленности в вертикальной плоскости типа Соsес²

- нижняя сопряжена с каналами ………………………… 1, 2, 3

- верхняя сопряжена с каналами ………………………… 4, 5, 6

Ширина ДН антенн в горизонтальной плоскости (по уровню З дБ):

- для каналов 1, 2,4, 5 не более (градусов) ……………………1

- для каналов 3 и 6 не более (градусов) ……………………… 1.5

Ширина ДН антенн в вертикальной плоскости, (градусов).. 0.3...28

Размеры отражателей антенн, (метров) …………………….9,7х3

Фокусное расстояние отражателей антенн, (мм)……………2500

Чувствительность приемных устройств не менее, (дБ/мВт)…-87

Коэффициент шума каждого приемника, не более ………….5

Промежуточная частота, (МГц) ………………………………30

Полоса пропускания трактов промежуточной частоты, (МГц).1±0.25

7.2. Аэродромные РЛС

7.2.1 Аэродромный радиолокационный комплекс S-диапазона «УРАЛ»

АРЛК "Урал" предназначен для использования в качестве источника радиолокационной информации о воздушной обстановке в зоне аэропортов.

В состав АРЛК «Урал» входят твердотельный первичный радиолокатор (ПРЛ) S диапазона и встраиваемый канал моноимпульсного вторичного радиолокатора (МВРЛ), антенны которых располагаются на одном опорно-поворотном устройстве и обеспечивают одновременный синхронный круговой обзор пространства.

7.2.1 Техническое описание АРЛК «УРАЛ».

Для обеспечения требуемой зоны обзора и повышения эффективности функционирования в условиях пассивных помех в АРЛК «Урал» используется двулучевая антенна (ВЛ и НЛ), которая обладает высоким коэффициентом усиления и высокой крутизной нижней кромки диаграммы направленности. В каждом канале установлены управляемые поляризаторы с возможностью выбора линейной или круговой поляризации, что позволяет организовать обработку метеорологической информации.

В антенном модуле, который устанавливается на мачте высотой до 32 метров, располагаются высокочастотные элементы приемных устройств каналов ПРЛ и МВРЛ. Антенный модуль связан с аппаратным контейнером волноводно-фидерным трактом.

Передающее устройство модульное и выполнено на транзисторных усилителях мощности с воздушным охлаждением. С целью увеличения дальности действия РЛК имеется возможность установки 8, 12 или 16 модулей.

Для обеспечения требований по минимальной дальности, точности и разрешающей способности по дальности в АРЛК «Урал» для зоны ВЛ используется короткий (1мкс) зондирующий монохроматический импульс. В зоне НЛ для обеспечения максимальной дальности обнаружения используется цифровое формирование и сжатие сложного зондирующего импульса с частотной модуляцией (75 мкс).

Надежность работы обеспечивается резервированием всех модулей, при этом обнаружение неисправностей и переключение осуществляется встроенной системой контроля и управления.

РЛК «Урал» не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, информация о правильности функционирования всех подсистем транслируется на терминал дистанционного контроля и управления (ТДУ). На мониторе ТДУ также отображается как аналоговая, так и цифровая радиолокационная информация, передаваемая на КДП.

Технические характеристики.

Основные характеристики ПРЛ
Частотный диапазон	2700 - 2900 МГц
Инструментальная дальность обнаружения по цели с ЭОП более 15 м^2	³100 км
Минимальная дальность обнаружения	£1,5 км
Среднеквадратичная ошибка определения координат не более	0,15^o / 80 м
Разрешающая способность не более	2^o / 225 м
Антенна
Коэффициент усиления антенны	34 / 33 дБ
Ширина диаграммы направленности в азимутальной плоскости	1,3^o
Диаграмма направленности в вертикальной плоскости	от 0,3^o до 45^o (cosec^2)
Поляризация	линейная / круговая
Передатчик
Число усилительных модулей передатчика	8 / 16
Имульсная мощность твердотельного передатчика	7 / 14 кВт
Длительность имульса
Короткого	1 мкс
Длинного	75 мкс
Коэффициент сжатия импульса
Сигнальный процессор
Цифровое сжатие ЛЧМ сигналов	+
Боковые лепестки при сжатии	< 50 дБ
Подпомеховая видимость	> 45 дБ
Процессор траекторных данных
Максимальное количество треков

Характеристики МВРЛ-СВК	АТС RBS	ВРЛ УВД
трасса/аэродром
Зона действия
максимальная дальность, км	465/250
минимальная дальность, км	1,0
максимальная высота, км	20/12
угол места, град	0,3... 45
Количество целей
за обзор	400/200
в луче	30/15
Точность измерений (1 СКО)
азимут, град	0,08	0,12
дальность, м
Разрешающая способность
азимут, град	1,0	1,5
дальность, м
Вероятность обнаружения,не менее	0,98
Достоверность кода	0,98
Ложные сообщения
% от общего числа сообщений	0,1
Подавление отражений
количество фиксированных отражателей	1... 64
количество временных отражателей	1... 64

Структурная схема АРЛС «Урал».

. Параметры электропитания.

Напряжение: 230В/400В ± 10%, трехфазное.

Частота: 50Гц ± 5%. Энергопотребление (вместе с системой обеспечения тепловых режимов): 10 КВт.

7.3.1 Вторичная РЛС «ЛИРА-ВА»

РЛС «Лира-ВА» представляет собой вторичный радиолокатор встраиваемый в радиолокационные комплексы (РЛК) и предназначенный для сбора радиолокационной информации (РЛИ) о воздушной обстановке от бортовых ответчиков воздушных судов (ВС) по стандартам ИКАО и России.

Технические характеристики ВРЛ

ВРЛ обеспечивает запрос, получение и передачу информации, выдаваемой бортовыми ответчиками ВС в соответствии с нормами ИКАО в соответствии с ГОСТ 21800-89 и ГОСТ Р 51845-2001.

Зона обзора ВРЛ во всех режимах при нулевых углах закрытия с вероятностью обнаружения Р_обн = 0,95, вероятностью ложных тревог по собственным шумам приемника Р_лт = 10^-6 и частоте запросных сигналов не более 300 Гц составляет:

– минимальная дальность обнаружения, км, не более 1,0;

– максимальная дальность обнаружения, км, не менее 450;

– максимальная высота обнаружения, м, не менее 20000;

– максимальный угол места, град, не менее 45;

– минимальный угол места, град, не более 0,25.

Среднеквадратическая ошибка измерения координат ВС,

без учета ошибок приемоответчика, не более:

– по азимуту (УВД/RBS), град 0,12/0,1;

– по дальности, м 50.

Разрешающая способность не хуже:

- по азимуту, град 3,5;

- по дальности, м 150.

Максимальная импульсная мощность на выходе шкафа ВРЛ не менее 1,8 кВт.

Чувствительность по срабатыванию приемных трактов каналов УВД и RBS по входу приемника ВРЛ не хуже минус 110 дБ/Вт.

Автоматизированная система управления и контроля (АСКУ) обеспечивает:

- перевод аппаратуры в режим местного управления;

- автоматическую и ручную реконфигурацию комплектов аппаратуры;

- установку различных режимов чередования запросных кодов, параметров сигнала внутреннего запуска (частота, вобуляция), уровня выходной мощности передающего устройства, параметров ВАРУ;

- передачу информации о техническом состоянии аппаратуры и индикацию ее на местной панели управления.

Электропитание ВРЛ от сети 220 В 50 Гц и ± 27 В.

Время готовности при включении ВРЛ не более 1 мин.

Конструкция и аппаратное построение ВРЛ обеспечивают:

- срок службы, лет, не менее 15;

- ресурс, ч, не менее 120000;

- среднюю наработку на отказ, ч, не менее 20000;

- среднее время восстановления, мин, не более 30;

- гарантийный срок эксплуатации два года.

-

Структурная схема ВРЛ приведена на рисунке 7.4.

В состав аппаратуры ВРЛ входят:

- антенно-фидерная система;

- шкаф приемо-передатчика;

- контрольный ответчик "Лира-КО".

Контрольный ответчик «ЛИРА-КО» предназначен для проверки работоспособности ВРЛ по эфиру

Рис. 7.4 Структурная схема ВРЛ «Лира-1»

7.3.2 Моноимпульсный вторичный радиолокатор «Крона» 1.

Общие сведения

Моноимпульсный вторичный радиолокатор (МВРЛ) «КРОНА» изготовлен с использованием прогрессивных технологий:

- высокочастотные узлы приемника, передатчика выполнены по тонкопленочной технологии, в герметичных конструкциях, заполненных инертным газом;

- излучатели и устройства диаграммообразующей системы антенны выполнены на полосковых линиях, заполненных диэлектриком;

- кабели между антенной и колонной привода, между колонной привода и запросчиком, внутри антенной системы изготовлены с использованием методов, исключающих пайку разъемов к кабелям ВЧ;

- в аппаратуре обработки используются сигнальные процессоры, ПЛИСы и высокопроизводительные ЭВМ фирмы Advantech;

- высокочастотные и механические конструкции, работающие на открытом воздухе, имеют конструктивное исполнение, устойчивое к суровым условиям окружающей среды (проверены в условиях северных, южных морей, а также пустынь Центральной Азии).

В МВРЛ «КРОНА» используется моноимпульсная технология, полностью твердотельный запросчик и антенна с большой вертикальной апертурой. Система имеет возможность модернизации до режима S через доукомплектование аппаратуры и дополнение программного обеспечения. При этом изменения во всей аппаратуре не требуется.

Технические характеристики:

1. ВРЛ формирует запросные сигналы в режимах RBS и УВД, в соответствии с требованиями ИКАО и ГОСТ 21800-89.

2. ВРЛ обрабатывает ответные сигналы в режимах RBS и УВД.

3. Зона обзора:

- минимальный угол места не более 0,5⁰;

- максимальный угол места не менее 45⁰;

- минимальная дальность не более 1 км;

- максимальная дальность не менее 400 км.

Указанная зона обеспечивается при нулевых углах закрытия и уровне ложных тревог Р_{л. т.}=10^-6.

4. Рабочие частоты:

- по каналу запроса 10300,1 МГц (в УВД и RBS);

- по каналу ответа RBS 10903 МГц;

- по каналу ответа УВД 7401,8 МГц.

Поляризация на частотах 1030 и 1090 МГц – вертикальная, на частоте 740

МГц – горизонтальная.

5. Вероятность получения дополнительной информации при нахождении ВС в главном лепестке диаграммы направленности антенной системы (ГЛДН) и при отсутствии мешающих запросных сигналов – не менее 0,98.

6. Среднеквадратическая ошибка измерения координат на выходе цифрового канала:

- по дальности 50 м;

- по азимуту 4,8^́΄ для RBS;

6^΄ для УВД.

7. Разрешающая способность:

- по дальности 100 м в режиме RBS;

150 м в режиме УВД;

- по азимуту 0,6⁰ в режиме RBS;

0,9⁰ в режиме УВД.

8. Импульсная мощность по каналам запроса и подавления ≥ 2 кВт.

9. Чувствительность приемников суммарного, разностного каналов и каналов

подавления не хуже -116 дБ/Вт.

10. Антенная система имеет следующие параметры:

- уровень боковых лепестков диаграмм направленности суммарного и

разностного каналов -24 дБ;

- ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости антенны

суммарного канала на f=1090 МГц 3⁰; на f=740 МГц 3,5⁰.

11.Скорость вращения: 6 оборотов/мин для трассового

и 15 об/мин для аэродромного вариантов МВРЛ.

12. Частота повторения импульсов 150…300 Гц.

13. Антенная система обеспечивает работу ВРЛ при скорости ветра

до 30 м/с с обледенением до 5 мм и без обледенения до 40 м/с.

14. Питание: 3 фазы 380 В, частота 50 Гц по двум независимым кабелям:

Р_потр. 20 кВт – полная потребляемая мощность с подогревом и кондиционерами;

Р_потр. 6 кВт – потребляемая мощность радиоэлектронной аппаратуры (РЭА)

с вращением антенны.

15. Среднее время наработки на отказ 4000 часов.

Принцип работы МВРЛ «КРОНА»

Передатчик вырабатывает в/ч сигналы по двум выходам: в каналы запроса и подавления (МД и ОД), которые через коммутируемые тракты ВЧ и вращающиеся переходы, поступают на антенну и излучаются в пространство (рис.7.5).

Антенная система (АС) – плоская фазированная антенная решетка (ФАР)

с излучателями. При излучении АС формирует на f=1030 МГц две диаграммы направленности (ДН): суммарную (МД) и подавления (МД), в которых передаются запросы на самолетные ответчики УВД и RBS.

При приеме АС формирует 3 ДН: суммарную , разностную и подавления , на двух частотах, для режимов RBS и УВД. Масса антенны 450 кг. Размеры 80019010 см.

Антенная система представляет 2 линейные антенные решетки в горизонтальной плоскости размером 780150 см. АС состоит из 34 элементов излучения, каждый из которых представляет собой плоский вертикальный модуль 1,5 м длиной.

Принятые антенной системой от ответчиков воздушных судов сигналы ОД и МД, по соответствующим каналам в/ч трактов, вращающиеся переходы, поступают на переключатели комплектов, которые коммутируют принятые сигналы на входы приемников ОД и МД основного комплекта.

В приемнике ПРМ МД производится обработка сигналов в диапазоне RBS (1090 МГц), а в ПРМ ОД – в диапазоне УВД (740 МГц). В приемниках осуществляется усиление сигналов, преобразование на промежуточную частоту (f_пр), детектирование, обнаружение, подавление сигналов принятых по боковым лепесткам ДНА (БЛДН) суммарного канала, преобразование сигналов суммарного и разностного в код отклонения от равносигнального направления (РСН) для определения азимута ВС. Сигналы обнаружения, цифровой код амплитуды канала и цифровой код величины отклонения от РСН поступают в процессор ответов (ПрО)где происходит первичная обработка РЛИ..

Полученная информация с ПрО поступает на процессор вторичной обработки (ПВО или ГПР – главный процессор радиолокатора).

ПВО осуществляет:

- сравнение вновь принятой РЛИ с полученной на предыдущих обзорах;

- фильтрацию ложной радиолокационной информации; - формирование информационных кодограмм и передачу их потребителям;

- формирование кодов управления усилением приёмников (ВАРУ) и кодов

управления мощностью передатчика.

Информация со шкафа запросчика через модемы по ТЛФ кабелям связи передаётся потребителям (в АС УВД и терминалы).

Передатчик МВРЛ имеет 3 режима работы:

1 - режим совмещенного запроса УВД и RBS;

2 - режим раздельных запросов УВД и RBS;

3 - режим совмещенного запроса с запросом путевой скорости.

В каждом шкафе запросчика имеется по 2 приемника – ПРМ ОД и ПРМ МД. Структура построения обоих приемников одинаковая. Отличаются они только входной частотой. Для ПРМ ОД f_с=740 МГц, для ПРМ МД f_с=1090 МГц. В каждом приемнике имеется 3 независимых, развязанных между собой канала: суммарный (), разностный () и подавления (). Приемники усиливают, преобразовывают сигналы и решают задачи первичной обработки сигналов. Их технические характеристики следующие:

- промежуточная частота f_пр = 60 МГц;

- полоса пропускания П = 8 МГц (на уровне 3 дБ);

- динамический диапазон Д 70 дБ;

- чувствительность приемника не хуже -116 дБ/Вт;

- коэффициент шума К_ш 4 дБ;

- избирательность по зеркальному каналу (60 дБ).

Устройство контроля ПРМ (УК) построено на основе микро-ЭВМ и обеспечивает:

- контроль исправности узлов ПРМ и передачу результатов контроля на

контроллер АСК;

- управление модулем контрольного генератора;

контроль чувствительности суммарного, разностного каналов и канала подавления;

-контроль идентичности (линейности, крутизны передаточных характеристик) суммарного и разностного каналов и их коррекцию на ОЗУ;

- реализацию канала преобразования разности амплитуд и каналов в угловое отклонение от РНА () при контроле.

Все контрольные измерения производятся на нерабочей дальности локатора после подачи импульса «ИМП. КОНТР», приходящего из секции синхронизации через устройство сопряжения ПРМ.

Устройство сопряжения ПРМ (УС) принимает сигналы синхронизации: ЗАП. ПрО (НД УВД, НД RBS), ИМП. КОНТР., СЕВЕР, ЗАП. ВАРУ и стробы режимов запроса БН, ТИ, ТрС, А, С. В УС 14 - разр. двоичный код азимута преобразуется в 8 - разрядный двоичный код.

Дата добавления: 2014-01-11