07 ноября 2014

Составляющие радиолокационной станции

В статье рассмотрены основные комплектующие радиолокационной станции — РЛС.

рлс furuno far.jpgБазовый состав РЛС

Любая радиолокационная система строится на базе двух основных блоков: антенны и дисплея.

Приемопередатчик может либо встраиваться в корпус редуктора антенного блока, либо размещаться в собственном корпусе. Первый вариант, как правило, встречается чаще. 

Во многих современных моделях РЛС блок управления представляет собой самостоятельное устройство и не встраиваться в блок дисплея. Это делается для того, чтобы пользователь смог самостоятельно подобрать дисплей, подходящий ему по размеру и другим характеристикам либо подключить РЛС к уже используемому на судне монитору. В этом случая конфигурация системы РЛС называется "черный ящик" (англ. black box, то есть система без дисплея).

Теперь рассмотрим подробнее состав основных блоков радиолокационной станции.

Антенный блок

  1. Антенный блок РЛС Furuno.JPGМагнетрон генерирует радиоимпульсы в X- либо в S-диапазоне частот. X-диапазон (9410 ± 30 МГц) характеризуется короткими волнами, небольшой и легкой антенной, большим затуханием импульсов, чем в S-диапазоне. S-диапазон (3050 ± 20 мГц) характеризуется длинными волнами, большой антенной и проникновением импульсов сквозь осадки. 

    Выходная мощность магнетрона варьироваться в зависимости от размера РЛС: в крупных она может быть до 60 кВт, а небольших — от 1 кВт.

  2. Модулятор представляет собой устройство, контролирующее правильную работу магнетрона. Модулятор обеспечивает одинаковую частоту передачи импульсов магнетроном и соблюдение необходимого временного интервала между импульсами.

  3. Переключатель приема/передачи (циркулятор) обеспечивает РЛС возможность передавать радиоимпульсы и принимать отраженные эхосигналы с использованием одной антенны. Циркулятор состоит из постоянного магнита и ферритового сердечника.

  4. Fururno FR-8062.jpgАнтенна передает радиоимпульсы и принимает отраженные эхосигналы.

    Большинство антенн вращается с постоянной частотой 24 оборотов в минуту. Однако многие современные радиолокационные антенны могут вращаться с различной частотой в зависимости от используемой шкалы дальности. Это предусмотрено для того чтобы, оптимизировать радиолокационное обнаружение. Так, радиолокационная станция FURUNO FR-8062 поддерживает три скорости вращения антенны. 

    На большинстве судов применяется антенна с щелевой решеткой — с рядом прорезей, которые расположены через определенные интервалы и под определенными углами. Через прорези передаются радиоимпульсы и проходят отраженные эхосигналы.

    Длина решетки влияет на ширину луча в горизонтальной плоскости — на способность РЛС определять пеленг на цель. Чем длиннее решетка, тем более точно РЛС может определить пеленг. Например, решетка длиной 50 см дает ширину луча в горизонтальной плоскости 5 градусов, а длиной 300 см–0,75 градусов. Для многих РЛС доступны на выбор антенны разных размеров, которые подбираются исходя из потребностей клиента. Так, для моделей Furuno FR-7062 и Fururno FR-8062 доступны антенны длиной 4 фута и 6 футов, для моделей Furuno FAR-2817Furuno FAR-2827 и Furuno FAR-2827W — 4, 6,5 и 8 футов.

  5. Ограничитель защищает контуры приемника от повреждения в случае, если РЛС своего судна принимает импульсы от РЛС другого судна. В этом случае ограничитель ослабляет их, чтобы защитить ИС СВЧ диапазона.

  6. Интегральная схема сверхвысокочастотного диапазона (ИС СВЧ диапазона) состоит из гетеродина и схемы смесителя. Встраивание этих компонентов в ИС улучшает качество, надежность, чувствительность и коэффициент шумов.

  7. Усилитель ПЧ усиливает сигнал промежуточной частоты, выводимый от ИС СВЧ диапазона.

Блок дисплея

дисплей_рлс.JPG

  1. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует принимаемые аналоговые сигналы ПЧ в цифровые, что необходимо для обработки и отображения этих сигналов блоком дисплея.

  2. Процессор включает в себя вычислительные, запоминающие устройства и интегральные схемы. Широкое применение цифровых технологий позволяет процессору производить высокоскоростную обработку данных.

  3. Блок управления оснащен различными кнопками и другими органами управления, необходимыми для настройки радиолокационного изображения. При любом изменении настройки с помощью органа управления соответствующий отклик практически сразу появляется на дисплее. 
По материалам Furuno