Материал: РНП Конспект Демиденко 2010

61

б) блок формирования временного интервала tзад; в) блок счетчика дистанции с цифровым отсчетом;

г) блок формирователя импульса ПКД.

Рис.7.15. Функциональная схема формирования ПКД цифровым способом

Генератор тактовых импульсов вырабатывает опорные тактовые импульсы с частотой f=8,09 МГц, (что соответствует D=0,01 мили), которые подаются в схему совпадения. На эту же схему поступает прямоугольный импульс Uви из блока

формирования временного интервала tзад, длительность которого определяется

выведенным для оператора потенциометром управления ПКД.

С выхода схемы совпадения последовательность импульсов (Uсс) подается в блок счетчика дистанции с цифровым отсчетом, на индикаторе которого

отображается дистанция до цели с точностью отсчета, определяемой частотой тактовых импульсов (в данном примере - 0,01 миля). Одновременно фронтом импульса временного интервала формируется импульс ПКД короткой длительности.

7.3. Формирование отметки курса

Практически все современные НРЛС обладают двумя видами ориентации – относительно диаметральной плоскости судна и относительно истинного меридиана

(соответственно ориентация по “КУРСу” и по “СЕВЕРу”).

В любом из указанных видов ориентации необходимо формировать отметку курса (ОК). На рис.7.16 в качестве примера приведена одна из схем, с помощью

достигается путем регулировки контактной группы “К” в блоке антенны. В некоторых НРЛС в качестве контакта “К” используется геркон.

63

Зондирующие импульсы судовой РЛС через всенаправленную антенну А, через антенный переключатель АП поступают на вход приемника, состоящего из

видеодетектора ВД и видеоусилителя ВУ. Усиленные сигналы с выхода приемника подаются на пороговое устройство ПУ. В случае превышения сигналом порогового уровня производится запуск кодирующего устройства КУ. В некоторых случаях

между пороговым и кодирующим устройствами помещается схема анализа регулярности следования импульсов запроса, которая повышает

помехоустойчивость ответчика. В КУ предусматривается возможность изменения кодовой комбинации импульсов, соответствующей буквам кода Морзе.

В соответствии с кодовой последовательностью запускается передатчик, состоящий из модулятора М и СВЧ-генератора перестраиваемой частоты Г. Далее ответные СВЧ-сигналы через всенаправленную антенну А излучаются в пространство и достигают запрашивающей РЛС. В современных РМО в качестве

модулятора используются мощные транзисторы, а в качестве СВЧ-генератора широкое применение получили лавинопролетные диоды и диоды Ганна.

Перестройка частоты осуществляется изменением емкости р—п - перехода варикапа, включенного в колебательный контур генератора.

Для приема запросных и излучения ответных сигналов могут быть использованы и две антенны. Одна подключается к приемнику, а вторая – к передатчику. В этом случае в РМО отсутствует антенный переключатель.

Необходимый режим качания частоты задается генератором пилообразного

напряжения ГПН, работающим в автоколебательном режиме. Управление его работой осуществляется схемой принятия решения СПР, которая по заранее заданному алгоритму включает РМО в активный режим или переключает в режим ожидания.

Контроль полосы излучаемых колебаний осуществляется с помощью двух

резонаторов высокой добротности Р1 и Р2, настроенных на крайние частоты рабочего диапазона. Когда рабочая частота достигает частоты настройки одного из резонаторов, происходит изменение направления качания частоты СВЧ-генератора.

Схема блокировки СБ вырабатывает импульсы, запирающие приемник на

время обработки запросного и излучения ответного сигналов. Тем самым

предотвращаются самовозбуждение ответчика и искажение ответного сигнала запросными импульсами других РЛС.

Поскольку ответный сигнал излучается с некоторой задержкой, обусловленной

прохождением сигналов по цепям ответчика, он воспроизводится на расстоянии,

большем фактического. Иногда для улучшения наблюдения ответного сигнала

относительно отметок берега вводится дополнительная задержка. Время задержки

указывается на картах и в лоциях для каждого РМО и учитывается при определении расстояний. Кроме того, указываются координаты ответчика, код его ответного

сигнала, минимально допустимое приближение к нему и другие параметры. Недостаток РМО с качанием частоты - невозможность освободиться от их

сигналов, когда надобность в них отпадает. Этот недостаток устраняется при

переходе на фиксированную частоту ответа, находящуюся вне полосы частот, отведенной для работы РЛС.

Применение РМО с фиксированной частотой ответа (РМО-Ф) обеспечивает: раздельное и совместное наблюдение радиолокационных эхо-сигналов и

сигналов ответчика на экране ИКО; раздельную и совместную обработку этих сигналов на ЭВМ; высокую степень опознавания;

высокую защищенность ответных сигналов от помех на рабочей частоте НРЛС.

64

Для работы РМО-Ф выделены полосы частот: в трехсантиметровом диапазоне волн 9300…9320 МГц; в десятисантиметровом — 2900…2920 МГц. Эти полосы

находятся на краю диапазона частот, отведенного для судовых НРЛС. Это сделано для того, чтобы при приеме сигналов РМО-Ф мог быть использован антенно-

волноводный тракт НРЛС. Специальная приставка (дополнительный гетеродин) обеспечивает прохождение сигналов по приемному тракту НРЛС. Для эксплуатирующихся НРЛС такая модернизация не вызывает трудностей даже в

судовых условиях, а в современных НРЛС прием сигналов РМО-Ф предусмотрен заводом-изготовителем.

В 1980 г. ИМО рекомендовано использование РМО-Ф для обозначения характерных точек пологих берегов, навигационных ограждений, подходов к портам, береговых объектов. Ответчики разделены на два типа:

А — ближнего действия (до 10 миль); В — дальнего действия (10—30 миль).

Выбор типа запрашиваемого маяка осуществляется автоматически в зависимости от установленной на ИКО шкалы дальности. Это достигается селекцией зондирующих импульсов РЛС по длительности в приемнике РМО-Ф. Структурная

схема РМО-Ф и принцип работы незначительно отличаются от РМО с качанием частоты (см. рис. 8.1).

Опыт эксплуатации РМО с качанием частоты позволил выявить недостатки такой системы:

слабую наблюдаемость ответных сигналов в условиях интенсивных помех от

моря, гидрометеоров и окружающих объектов;

наличие секторных и круговых засветок на экране ИКО РЛС, “маскирующих” эхосигналы;

малую степень распознавания сигналов.

Массовое и бесконтрольное применение РМО могло привести к чрезмерному

засорению радиолокационного изображения. Поэтому вопросы использования СВРЛ

специально рассматривались Подкомитетом по безопасности мореплавания ИМО. В соответствии с рекомендациями ИМО Международная ассоциация маячных служб регламентировала технические характеристики и область применения РМО с качанием частоты.

Их применение ограничено навигационным обеспечением береговых и

плавучих знаков, опасностей. В исключительных случаях разрешена их установка на судах, стесненные в маневрировании или перевозящие опасные грузы.

Все РМО разделены на три класса: большой дальности (до 25 миль);

средней дальности (8—15 миль);

малой дальности (до 6 миль).

РМО большой дальности предусматривается устанавливать на береговых навигационных знаках на высоте более 30 м над уровнем моря, средней дальности

— на плавучих маяках, навигационных знаках или на береговых знаках на высоте менее 30 м над уровнем моря, малой дальности — на буях или знаках, ограждающих входы в порты, фарватеры.

8.1.Радиолокационный ответчик

Радиолокационный ответчик (РЛО или SART – аббревиатура английских слов Search and Rescue Radar Transponder) обеспечивает определение местоположения

судов, терпящих бедствие, посредством передачи сигналов, которые на экране

радиолокационной станции представлены серией точек, расположенных на равном

расстоянии друг от друга в радиальном направлении. РЛО работает в диапазоне

65

9,2 9,5 ГГц [14].

РЛО может быть запущен любой НРЛС X-диапазона (3,2 см) в пределах дальности приблизительно 8 морских миль (НРЛС S – диапазона не могут обнаруживать РЛО) [14,22]. Каждый импульс НРЛС, излучаемый антенной и

принятый РЛО может запустить передатчик РЛО для передачи ответа. Приемник РЛО сканирует диапазон возможных частот со скоростью 0,4 мкс, а при получении

сигнала от НРЛС время сканирования по диапазону увеличивается до tс = 7,5 мкс. Этот процесс повторяется двенадцать законченных циклов, что в целом составляет tобщ= 95 мкс (см. рис.8.2).

В некоторый момент частота РЛО будет соответствовать тактовой частоте НРЛС в пределах ширины полосы пропускания радиолокационного приемника РЛО.

Если РЛО находится в пределах дальности, на развертке радиолокационного индикатора будут отображаться 12 меток, одинаково расположенных примерно на

расстоянии 0,64 морских мили друг от друга.

количество точек ответа и отличить РЛО от других целей, при поиске РЛО предпочтительно использовать шкалу дальности 6 или 12 миль. Такой выбор

обусловлен тем, что общая длина сигнала ответа РЛО, состоящая из 12 точек,

может увеличиваться приблизительно до 9,5 миль от позиции РЛО.

На каждом борту любого пассажирского судна и грузового судна валовой вместимостью 500 per. тонн и более должно иметься, по крайней мере, два РЛО. На судах валовой вместимости от 300 до 500 per. тонн должен быть, по крайней мере,

один РЛО.

РЛО должны быть установлены в таких местах, откуда они могут быть быстро перенесены в спасательную шлюпку или плот. Высота установленной антенны ответчика должна быть, по крайней мере, на 1 метр выше уровня моря. При этом он обеспечивает нормальную работу на расстоянии не менее 5 морских миль при запросе судовой НРЛС, антенна которой установлена на высоте 15 метров и не менее 30 морских миль при запросе авиационного радара с мощностью импульса не

менее 10 кВт, установленного на борту летательного аппарата, находящегося на высоте 1000 м.

Эксплуатационные требования к РЛО изложены в Резолюции А. 697(17) ИМО.

Всоответствии с выдержками из этой Резолюции РЛО должен:

-обеспечивать ручное включение и выключение, индикацию в режиме готовности,

иметь плавучий линь;

-выдерживать сбрасывание в воду с высоты 20 метров;

-быть водонепроницаемым на глубине 10 метров не менее 5 минут;

-оборудован визуальными или звуковыми средствами для определения нормальной работы и предупреждения терпящих бедствие о том, что РЛО приведен в действие

НРЛС;