Тракт прийому сигналів у відповідь

1.

Тема 15.
Наземний радіолокаційний запитувач
1Л-24.
Заняття № 6 Тракт прийому сигналів у відповідь.

2.

Питання заняття
1. Призначення, склад і технічні характеристики тракту.
2. Принцип роботи приймального пристрою ІІІ діапазону.
3. Особливості побудови і роботи приймального пристрою
VІІ діапазону.

3.

Призначення, склад і технічні характеристики
тракту
При прийомі сигналів відповіді можна виділити 4 канали їх
проходження:
Канал проходження сигналів відповіді, що були прийняті
основною антеною ІІІд (основний канал ІІІд);
Канал проходження сигналів відповіді, що були прийняті
антеною ПБП ІІІд (канал придушення або додатковий канал
ІІІд);
Канал проходження сигналів відповіді, що були прийняті
основною антеною VIIд (основний канал VІІд);
Канал проходження сигналів відповіді, що були прийняті
антеною ПБП VIIд (канал придушення або додатковий канал
VIIд).

4.

Приймальний пристрій (бл. У0030100) забезпечує:
прийом, підсилення та амплітудне детектування сигналів
відповіді в обох діапазонах;
дешифрацію в амплітудно-модульованому імпульсі (АМІ)
ІІІд кодової частоти в кодових фільтрах;
фазову обробку сигналів відповіді ІІІд з метою “відсікання”
сигналів, що були прийняті з напрямків бокових пелюсток;
послаблення активної шумової перешкоди (АШП) в обох
діапазонах;
розподіл сигналу відповіді VIIд на підканали за частотами f2
та f3 з подальшою їх роздільною обробкою;
постійний автоматичний контроль за наявністю вихідних
сигналів блоку з індикацією на світлодіодах, а також пошук
несправних елементів блоку (субблоків, комірок тощо).

5.

До складу блоку У0030100 входять:
Приймач ІІІ діапазону;
Приймач VІІ діапазону;
Схема перемикання і контролю;
Органи управління, контролю і сигналізації.

6.

Технічні характеристики.
1. Робочі частоти:
на вході приймача: в ІІІд – f1 в VIIд – f2 та f3
проміжні: в ІІІд – f1пр=42МГц в VIIд – f2пр=36МГц, f3пр=48МГц.
2. Припустима нестабільність частоти сигналу:
в ІІІд – 4МГц в VIIд – 1МГц.
3. Смуга пропускання: в ІІІд – 16МГц в VIIд – 5МГц.
4. Чутливість приймача, не гірше: в ІІІд – 111дБ/Вт в
VIIд – 112дБ/Вт.
5. Динамічний діапазон 50дБ.
6. Коефіцієнт придушення АШП 6дБ.
7. Амплітуда вихідних сигналів Uвих= 2,4÷5В.
8. Приймальний пристрій ІІІд забезпечує дешифрацію АМІ з
кодовими частотами модуляції від 2 до 7.

7.

Принцип роботи приймального пристрою ІІІд
Схема приймача – двоканальна. Обидва канали ідентичні і
виконані за супергетеродинною схемою з одинарним
перетворенням частоти сигналу.
Кожний канал складається з підсилювача високої частоти
(ПВЧ), змішувача та підсилювача проміжної частоти (ППЧ).
Гетеродин,
фазовий
детектор,
амплітудно-фазовий
перетворювач та автокомпенсатор є спільними для обох
каналів.

8.

107-А
f1АМІ
103
Змішувач
СФ
ППЧ
Дешифратор
АМІ
110
ППЧ
ППЧ
Т062
Uосн
ПВЧ
Гетеродин
Uпбл
ПВЧ
АФП
ШАРП
105
f1ГІ
f1ГІ
ФД,
ПП
Перемикач
108
106
ППЧ
СФ
Змішувач
ППЧ
105
ППЧ
ЧАРП
АК
f1
112
f1ГІ
ШАРП
ПП
114
Структурна схема приймального пристрою IIIд

9.

Сигнали відповіді, прийняті основною і додатковою
антенами, мають однакову структуру (АМІ та два ГІ на
несучій частоті f1), але різну інтенсивність, яка буде залежати
від напрямку прийому сигналів. Сигнали в обох каналах
надходять до підсилювачів високої частоти (ПВЧ), що
призначений для підсилення сигналу на високій частоті та
захисту входу приймача від відносно потужних сигналів
передавача. Захист входу здійснюється обмежувачем, що
зібраний на двох комутаційних діодах 2А310А. При
перевищенні сигналом на вході певного рівня, що
визначається динамічним діапазоном приймача, діоди
відкриваються і шунтують вхід приймача. Конструктивно
ПВЧ обох каналів виконані в одному субблоці (У0030106).

10.

Змішувачі кожного каналу знижують несучу частоту сигналу
відповіді до проміжної за допомогою частоти гетеродину: fпр=f1fг і виконані за схемою балансного змішувача на НВЧ- діодах
2А104АР.
Режекторні фільтри змішувачів виконані у вигляді відрізків
смугових ліній і призначені для виділення fпр та запобігання
проникнення ВЧ гармонік до ланцюгів проміжної частоти.

11.

Змішувачі обох каналів конструктивно розташовані в с/б
У0030107-А, до складу якого входять також смугові фільтри
(преселектори), поділювач потужності сигналу гетеродину та
атенюатор в ланцюгу гетеродину. Смугові фільтри призначені
для послаблення сигналів дзеркальних та комбінаційних
частот на вході змішувачів. Контроль роботи с/блоку
здійснюється вимірюванням падіння напруги на резисторах
R1÷R4 в ланцюгах навантаження змішувальних діодів по
постійному струму.

12.

Принцип роботи гетеродину заснований на генеруванні
кварцовим автогенератором високостабільного за частотою
гармонійного коливання з наступним помноженням частоти у
10 разів. Для придушення неробочих гармонік на виході
помножувача
встановлений
трьохланковий
фільтр.
Конструктивно гетеродин виконаний у вигляді одного
субблока У0030108. Контроль працездатності здійснюється
шляхом вимірювання струму в ланцюгу автозміщення діоду
Д1 (помножувач на 10).
Сигнали відповіді обох каналів на f1пр надходять до
двокаскадних попередніх підсилювачів проміжної частоти
(ППЧ-І). З виходів ППЧ-І сигнали обох каналів надходять
паралельно до автокомпенсатора активної перешкоди (АКП f1)
та амплітудно-фазового перетворювача (АФП).

13.

Принцип роботи АФП.
АФП перетворює амплітудні розбіжності сигналів на вході у
фазові, шляхом обчислення їх суми (U ) та різниці (U ).
Якщо співвідношення амплітуд сигналів відповіді на вході І
та ІІ каналів буде UI>UІІ, що відповідає прийому сигналів з
головного напрямку, то різниця фаз 1 між U та U буде
завжди менше 90 (випадок “а”). При прийомі сигналів з
напрямку бокових пелюсток співвідношення амплітуд буде
UIІ>UІ і різниця фаз буде більше 90 (випадок “б”).
“а”
“б”

14.

Після перетворення АФП сигнали U та U надходять до
трьохкаскадних підсилювачів проміжної частоти (ППЧ-ІІ)
відповідно першого та другого каналів для подальшого
підсилення до необхідної величини.
До входу ППЧ-ІІ надходить напруга часового автоматичного
регулювання підсилення (ЧАРП), яка призначена для
підвищення динамічного діапазону приймача в ближній зоні та
послаблення сигналів, що були прийняті з бокових пелюсток
ДН. Два останні каскади ППЧ-ІІ охоплені схемою шумового
автоматичного регулювання підсилення (ШАРП), що
призначена для підтримання постійного рівня шумів на виході
приймача. Пристрій ШАРП забезпечує стабілізацію рівня
шумів та кількості хибних спрацьовувань при перебільшенні
зовнішньою шумовою перешкодою рівня власних шумів
приймача на 20дБ.

15.

ППЧ-I обох каналів та АФП конструктивно виконані в
одному субблоці У0030103. Змінюючи рівень ШАРП за
допомогою потенціометрів R36 та R35 можна регулювати
коефіцієнт підсилення ППЧ-ІІ першого та другого каналів
підсилення відповідно. З виходів ППЧ-ІІ обох каналів сигнали
U та U через фазообертачі надходять до фазового детектора,
де порівнюються за фазою.
Фазообертачі призначені для усунення фазової похибки, що
виникає внаслідок розкиду параметрів елементів апаратури
обох каналів, тобто їх не ідентичності.

16.

Фазовий детектор (ФД) видає негативні відеоімпульси, якщо
різниця фаз сигналів на вході буде менше 90 (прийом з
головного напрямку) та позитивні відеоімпульси, якщо різниця
фаз вхідних сигналів буде більше 90 (прийом з напрямку
бокових пелюсток), амплітудно-фазова характеристика ФД
показана на рис.

17.

Пороговий пристрій на виході ФД спрацьовує у разі
перевищення негативним вихідним сигналом певного рівня
(Uпорогу), що відповідає різниці фаз сигналів U та U менше 2
(ширині робочої фазової зони). Ширина фазової зони
обирається виходячи з міркувань співвідношення амплітуд
сигналів на вході приймача 20lgUI /UII 12дБ (від –50 до +50 ).
Крім ФД і порогового пристрою до складу субблоку У0030110
входять фазообертачі і трьохкаскадний ППЧ-ІІ обох каналів.
З виходу порогового пристрою відеосигнали позитивної
полярності надходять на схему перемикання і контролю.
Вихід з ФД називається ВИХІД ПБП.

18.

Одночасно з поданням на АФП сигнали відповіді на f1пр із
двох каналів ППЧ-І надходять до автокомпенсатора активної
перешкоди АКП f1, який призначений для автоматичної
компенсації активної шумової перешкоди, виділення на її фоні
сигналів відповіді , подальшого їх підсилення та перетворення
у відеоімпульси.
На виході АКП сигнал детектується та надходить до
формувача вихідних імпульсів (Ф), що являє собою пороговий
пристрій, формувач та схему ШАРП.

19.

На виході (Ф) шумові сплески перетворюються у нормовані
за амплітудою відеоімпульси. Кількість цих імпульсів визначає
число хибних спрацьовувань порогового пристрою. При
збільшенні кількості імпульсів на виході (Ф) зростає
проінтегрований сигнал на виході підсилювача постійного
струму та збільшується поріг. Таким чином стабілізується
рівень хибної тривоги. З виходу (Ф) сигнал також надходить на
схему перемикання і контролю. Автокомпенсатор та формувач
конструктивно виконані у субблоці У0030112.
Вихід з автокомпенсатора називається ВИХІД АК.

20.

З другого виходу АКП сигнал через підсилювач, що працює
в смузі робочих частот АМІ, і детектор надходить до
дешифратора АМІ. ДШ АМІ виділяє сигнал на виході одного з
шести кодових фільтрів при наявності певної ознаки коду
відповіді (ОКВ2÷ОКВ7) з місцевого або дистанційного пульту
управління. З виходу ДШ АМІ сформований за амплітудою та
тривалістю відеосигнал надходить до ШДПр (бл.701) і схеми
перемикання і контролю, на інші входи якої надходять
сигнали з виходів ФД та АКП.
ДШ АМІ конструктивно виконаний в ком. ТО-62А.

21.

Особливості побудови і роботи приймального
пристрою VIIд
Відмінності приймача VIIд від приймача ІІІд полягають в
наступному:
В приймачі VIIд відсутній ПВЧ внаслідок більш високої
енергії сигналу відповіді в VIIд. Захист входу приймача
здійснюється шунтуванням входів змішувачів за допомогою
ВЧ - вимикачів на час дії посилки запиту. ВЧ - вимикачі
виконані на смугових лініях з використанням комутаційних
діодів 2А518Б-4.
АФП працює в режимі підсилювача, оскільки в VIIд захист
від відповідей з бокових пелюсток ДН здійснюється на
“передачу” (випромінюється імпульс ПБП). Для цього
перемикач “ПРЕОБРАЗ – ВЫКЛ” на шасі блока повинен бути
встановлений в положення ВЫКЛ.

22.

Внаслідок наявності у сигналі відповіді двох частот f2 та f3
розподіл сигналів на частотні підканали для подальшої
обробки здійснюється у смугових фільтрах на виході ППЧ ФД
та входах АКП f2 та АКП f3. З цієї причини в приймачі VIIд є
два ФД та два АКП.
На схему перемикання та контролю з виходів фазових
детекторів та з виходів автокомпенсаторів сигнали надходять
за двома лініями (f2пбп, f3пбп, f2ак, f3ак).
В приймачі VIIд відсутній дешифратор АМІ.

23.

101-А
СФ
103
ППЧ
Зм.
АК f2
104
ППЧ
U
ППЧ,
111
105
ПФ
UI
АФП
ВЧ
UII
Гетеродин
міст
U
СФ
f2
ФД,
ПП
f2
f3
f2
102
Зм.
ШАРУ
ППЧ
ППЧ
ППЧ,
Перемикач
f3
ПФ
ВАРУ
АК f3
113
ШАРУ
ПП
114
Структурна схема приймального пристрою VIIд
f3

24.

Схема перемикання і контролю (с/бл У0030105) призначена для:
підключення до вихідних шин блока сигналів, що надходять з
ВИХОДУ ПБП або АК в ІІІд або в VIIд;
безперервного оперативного контролю наявності вихідних
сигналів блоку з індикацією на світлодіодах;
формування сигналу справності блоку для місцевого пульту
управління;
формування імпульсів ЧАРП.
Склад схеми:
пристрій контролю наявності перешкоди;
перемикач виходів приймача (АК і ПБП);
пристрій контролю.

25.

Алгоритм роботи схеми.
В кожному такті роботи НРЗ в приймальні канали ІІІд або
VIIд через направлені відгалужувачі заводяться контрольні
сигнали відповіді з імітатора (бл.801) певної амплітуди і на
певній дальності відносно моменту початку обробки прийнятих
сигналів (“0” дистанції). Ділянка дистанції, на якій очікується
поява КСВ, обирається оператором довільно з точки зору
зручності спостереження контрольного кільця імітатора на
екрані. Амплітуда сигналу встановлюється атенюатором бл.801
на 3дБ (2 рази) вище рівня власних шумів приймача.

26.

Схема перемикання постійно “слідкує” за наявністю
контрольного сигналу на виході ФД ІІІд або VIIд. При
наявності КСВ певної амплітуди на виході незахищеного
каналу ПБП (ознака відсутності активної перешкоди)
перемикач підключає до вихідної шини блоку канал ПБП. У
разі дії на вході приймача АШП, напруга ШАРП в каналі ПБП
в значній мірі зменшує його коефіцієнт підсилення,
намагаючись повернути рівень шуму, що зріс за рахунок
АШП, у початкове положення. При цьому значно зменшується
амплітуда КСВ і на виході порогового пристрою ФД, тобто на
виході ПБП сигнал відсутній. В цьому випадку перемикач
підключає до вихідної шини блоку канал АК. При чому, такий
алгоритм виконується незалежно від причин, за яких зник
сигнал на виході ПБП (вихід з ладу імітатора або дуже малий
рівень його потужності на вході, вихід із ладу елементів схеми
каналу ПБП, тощо), а не тільки при наявності АШП.

27.

Пристрій контролю наявності перешкоди аналізує
наявність сигналів з виходу ПБП приймача (ІІІд або VIIд) та
подає керуючі потенціали у вигляді “лог 0” та “лог 1” на
перемикач виходів, що безпосередньо здійснює комутацію
сигналів на вихід блоку. Пристрій контролю “слідкує” за
наявністю сигналів на вихідних шинах, формує сигнал
справності з індикацією на світлодіоді.
До складу схеми контролю наявності перешкоди входять:
вхідні схеми збігу “И“ (У1, У2, У3, У4);
схема диз’юнкції “ИЛИ” (У5, У6);
RS-тригери У7, У8;
вихідна схема збігу У9;
суматор У10;
інвертор У11.

28.

Схема перемикання і контролю
ГИf1ФД
ГИf1
1
S
T
ГИf1АКП
У1
f2
У5
R
У7
У9
f3
1
S
У10
T
У3
У4
контр.
У6
R
f2ФД
1
1
АМІ
1
У12
ВИХ. ГІ
У13 У18
У2
У8
У11
1
У14
ВИХ. f2
f2АКП
У15 У19
f3ФД
f3АКП
1
У16
У17 У20
ПЕРЕТВОРЮВАЧ
ПЕРЕМИКАЧ
"НЕИСПРАВ. ПБЛ"
ВИХ. f3

29.

На вхід схеми контролю наявності перешкоди в ІІІд або в
VIIд сигнали надходять парами:
f1пбп з ФД та f1амі з ДШ АМІ або f1ак з АК та (Ф) та f1амі з ДШ
АМІ в ІІІд – до У1, У3;
f2пбп та f3пбп з ФД або f2ак та f3ак з АК в VIIд – до У2, У4.
Крім того, на схему подається строб контролю та команди
керування: “ПБЛ”, ”АК”, “+5В ИМИТ ВЫКЛ”.
На вході перемикача виходів (У12÷У20) одночасно присутні
сигнали з виходів АК та ПБП в ІІІд або в VIIд.
Імпульс контролю має тривалість 40мкс та визначає
ділянку дистанції, на якій очікується поява контрольних
сигналів відповіді. Він випереджає КСВ на 3мкс. Саме по
наявності контрольних сигналів з виходу ПБП робиться
висновок про відсутність перешкоди на виході приймача,
оскільки реальних відповідних сигналів може не бути за
різними причинами (немає літаків в зоні пізнавання, чужий
літак і т.і.).

30.

Принципи роботи схеми в ІІІ діапазоні.
Строб контролю надходить до вхідних схем збігу У1÷У4 і
своїм продиференційованим переднім фронтом встановлює
RS-тригери в нульовий стан. Це момент початкової установки.
На виході схеми збігу У9 буде сигнал “лог 0”, що подається на
суматор У10. На двох інших входах суматора також будуть “лог
0”, оскільки сигнали “ПБЛ” з перемикача “ОСЦИЛ ІІ” в
положенні РАБОТА та “+5В ИМИТ ВЫКЛ” при бойовій роботі
являють собою нульовий потенціал. Сигнал “лог 0” на виході
суматора У10 забороняє проходження сигналів із виходу ПБП
через У12 на вихідну шину “ВЫХ І ГИ” і через інвертор У11
дозволяє проходження сигналів з виходу АК через У13 на вихід
блоку. Отже, в момент початкової установки схема переводить
блок в режим АК. При цьому загорається світлодіод НЕИСПР.
ПБЛ. Такий стан може зберігатись скільки завгодно, якщо
контрольні сигнали з виходу ФД будуть відсутні.

31.

У разі одночасного надходження двох сигналів КСВ f1пбп та
f1амі спрацьовують схеми збігу У1 та У3, які встановлюють
обидва тригера У7, У8 у стан “лог 1”. Сигнали “лог 1” із
виходів тригерів надходять до двох входів схеми збігу У9, на
третій вхід якої з перемикача “ОСЦИЛ ІІ” через інвертор
також надходить високий потенціал. Сигнал “лог 1” з виходу
схеми збігу через суматор У10 та інвертор У11 встановлює
комутатор У12, У13, У18 в положення, при якому до вихідної
шини “ВЫХ І ГИ” підключається вихід ПБП та відключається
вихід АК. Блок переходить в режим ПБП і світлодіод “ПБЛ”
гасне. При цьому сигнали виходу ДШ АМІ проходять на
вихідну шину “ВЫХ І” транзитом, минаючи комутатор. Робота
в VIIд аналогічна вище описаній.

32.

Пристрій контролю (У21÷У31) побудований аналогічно
пристрою контролю наявності перешкоди. До його входів
надходять попарно сигнали з вихідних шин блока “ВЫХ І ГИ”
та “ВЫХ І” (в ІІІд) або “ВЫХ 2” та “ВЫХ 3” (в VIIд).
При наявності на вході схеми контролю одночасно пари
вихідних сигналів світлодіод “НЕИСПР 0301” не горить, а до
місцевого
пульту
управління
надходить
постійний
потенційний сигнал “ИСПР 301” за рівнем “лог 1”.
У разі вимикання імітатора, сигнал “+5В ІМІТ ВИМКН”
блокує роботу схеми контролю наявності перешкоди та
пристрій контролю. При цьому перемикач примусово
встановлюється в режим ПБП і світлодіоди “НЕИСПР. 0301”
та “НЕИСПР. ПБЛ” не горять.

33.

Команди управління ПБП та АК, що надходять з перемикача
ОСЦИЛ ІІ забезпечують примусове встановлення блоку в
режим ПБП та АК відповідно незалежно від наявності вхідних
сигналів, що використовуються при проведенні технічного
обслуговування та вимірювання параметрів приймача.
Перемикач
“ОСЦИЛ
І”
дозволяє
здійснювати
осцилографічний контроль наявності і форми сигналів в
контрольних точках, що позначені на схемі. Одночасно цей же
перемикач (положення з чорною маркіровкою) дозволяє
здійснювати пошук несправних ділянок схеми шляхом
“заведення” в певні точки схеми тестового пілот-сигналу і
оцінки його проходження на вихід за допомогою світлодіода
“НЕИСПР 0301”.

34.

В якості тестового сигналу використовується шумовий
сигнал, який генерується тунельним діодом при надходженні
на нього стробу “ КОНТР”. Перевірка здійснюється
починаючи з останніх каскадів приймача. При нормальній
роботі ділянки схеми починаючи з точки підключення
контрольного стробу світлодіод “НЕИСПР 0301” не повинен
горіти.