4. Приемная система
4.1. Общие сведения о приемной системе
4.1.1. Назначение и состав
Приемная система предназначена для усиления отраженных от цели импульсов СВЧ - энергии, преобразования их по частоте и дальнейшего усиления до величины, необходимой для нормальной работы системы СДЦ, индикаторной системы и системы управления антенной, а также для компенсации шумовой помехи, принятой по боковым лепесткам основной антенны. Упрощенная структурная схема приемной системы представлена на рис. 4.1.
Рис. 4.1.
Приемная система выполнена по супергетеродинной схеме с усилителем высокой частоты и включает в свой состав: два входных канала - основной и дополнительный, предназначенные для усиления по высокой частоте, преобразования на промежуточную частоту и предварительного усиления соответственно отраженного от цели сигнала и помехи, принятых основной антенной и помехи принятой дополнительной антенной; автокомпенсатор, который посредством специальной обработки устраняет шумовую помеху в основном канале; два выходных канала - обнаружения и сопровождения, предназначенные для дальнейшего усиления по промежуточной частоте отраженных от цели сигналов, их детектирования и усиления по низкой частоте до величины, необходимой для нормальной работы оконечных устройств.
Функциональные элементы приемной системы конструктивно объединены в блоки, а также представлены отдельными узлами и устройствами.
Таким образом, в состав приемной системы входят:
— входные устройства основного и дополнительного каналов;
— предварительные усилители промежуточной частоты основного и дополнительного каналов (блоки 3РС-31);
— блок усилителей промежуточной частоты (блок 3РС-32);
— автокомпенсатор (блок 2 РС-33);
— преобразователь (узел РС-32-3).
4.2. Принцип действия приемной системы по функциональной схеме
Функциональная схема приемной системы представлена на рис. 4.2.
Принятые антенной импульсы СВЧ - энергии поступают на усилитель высокой частоты (УВЧ) основного канала приемной системы.
Усиленный УВЧ сигнал через циркулятор 1 (узел РС-13-8), фильтр зеркальной частоты (узел 2РС-13-9), циркулятор 2 (узел РС-13-8), электрически управляемый аттенюатор РС-13-18 поступает на смеситель (узел РС-13-17) предварительного усилителя промежуточной частоты (ПУПЧ) (блока 3РС-31).
Циркулятор 1 исключает возможность попадания в УВЧ отраженной волны, возникающей при неполном согласовании волноводного тракта с фильтром зеркальной частоты (ФЗЧ). Отраженная от фильтра часть СВЧ - энергии попадает в циркулятор и через его плечо 3 на нагрузку (узел РС-13-13).
Для подавления сигналов зеркальной частоты в системе применен фильтр зеркальной частоты (узел 2РС-13-9).
Отраженная от смесителя часть СВЧ - энергии через циркулятор 2 уходит в нагрузку.
На другой вход смесителя подается напряжение гетеродина частотой fмг с блока местного гетеродина РС-23А, отличающейся от частоты сигнала f0 на величину промежуточной частоты (ПЧ).
На выходе смесителя образуется сигнал ПЧ, который усиливается каскадами ПУПЧ (узел 2РС-31-2). Коэффициент усиления ПУПЧ в режиме «Поиск» регулируется напряжением временной регулировки усиления (ВРУ) и напряжением ручной регулировки усиления (РРУ), которые поступают на ПУПЧ с блока усилителей ПЧ (блока 3РС-32).
В режиме «Сопровождение» коэффициент усиления ПУПЧ регулируется напряжением автоматической регулировки усиления (АРУ), поступающим с УПЧ канала сопровождения (узла РС-32-2).
Аналогично проходит помеховый сигнал по дополнительному каналу.
Полезный и помеховый сигналы после усиления в ПУПЧ основного канала поступают на вход ПЧ-I блока 2РС-33.
Помеховый сигнал после усиления в ПУПЧ дополнительного канала поступает на вход ПЧ-II блока 2РС-33.
Сигналы (основной и помеховый) со входа ПЧ-I после усиления в УПЧ поступают на сумматор. Причем помеховый сигнал со входа ПЧ-II поступает на сумматор через 90 - градусный фазовращатель и регулируемый усилитель 1 и через регулируемый усилитель 2.
Результирующее напряжение с сумматора усиливается усилителями обратной связи 1 и 2 и далее подается на фазовые детекторы (ФД) 1, 2, на которые также подаются опорные напряжения с усилителей опорного напряжения. Выходные напряжения фазовых детекторов, усиливаясь усилителями постоянного тока (УПТ) 1,2 управляют коэффициентами усиления и фазой регулируемых усилителей так, чтобы на выходе сумматора был минимум помехового сигнала. Таким образом осуществляется компенсация этого сигнала.
При отсутствии помехового сигнала в основном канале ФД 1,2 вырабатываются регулирующие напряжения, под действием которых в регулируемых усилителях 1,2 устанавливается минимальное усиление, в результате чего напряжение помехи с дополнительного канала не проникает в основной канал.
При отсутствии помехового сигнала в обоих каналах блок 2РС-33 не оказывает никакого влияния на работу приемной системы.
На усилителе ПЧ с нелинейной характеристикой узла 2РС-32-1 (УПЧ канал обнаружения) полезный сигнал частотой fпр усиливается до величины, необходимой для нормальной работы амплитудного и фазового детекторов.
Усилитель ПЧ имеет амплитудную характеристику ограничителя. Что исключает возможность перегрузки УПЧ индикаторной системы при сигналах большой мощности на входе приемной системы.
Кроме сигнала ПЧ на ФД поступает напряжение с частотой fоп± fнкг с преобразователя (узла РС-32-3), предназначенного для введения частоты некогерентности в опорное напряжение.
В режиме компенсации сигналов от местных предметов для введения частоты некогерентности в опорное напряжение, поступающее с блока 3РС-24 (генератора опорных частот) передающей системы, на узел РС-32-3 подается коммутирующее напряжение ±6,3 в. При этом ключ закрывается, и опорное напряжение частотой fоп с блока 3РС-24 поступает на смеситель Д6, на который также подается напряжение кварцевого генератора Д2, частотой fквг1. В усилителе Д8 выделяется напряжение разностной частоты fр=fоп- fквг1, которое затем поступает на смеситель Д13. Одновременно на этот же смеситель подается напряжение кварцевого генератора Д10 частотой fквг2.
С помощью усилителя Д15 выделяется напряжение суммарной частоты fс=fр + fквг2 = fоп - fквг1 + fквг2, усиливаясь в выходном усилителе Д16, это напряжение поступает на узлы 2РС-32-2, 2РС-32-1.
Таким образом, частота напряжения на выходе узла РС-32-3 при условии fквг1 - fквг2 = fнкг будет отличаться от частоты входного напряжения на величину fнкг (величина расстройки частоты кварцевых генераторов Д2, Д10 относительно друг друга).
Расстройка частот производится изменением управляющих напряжений противофазно на управителях V1, V3.
Для контроля частоты некогерентности fнкг с детектора биений V2 напряжение поступает на блок 3РС-91 (пульт контроля) системы встроенного контроля.
При работе без преобразования опорного напряжения ключ открывается напряжением –6,3 В и опорное напряжение, усиливаясь в выходном усилителе, поступает на ФД узлов 2РС-32-2, 2РС-32-1.
На детекторах происходит сравнение фаз сигналов ПЧ и узла РС-32-3. При неподвижной цели фаза отраженного сигнала постоянна и на выходе ФД выделяется однополярный видеоимпульс постоянной амплитуды.
Фазовый сдвиг сигнала, отраженного от подвижной цели, непрерывно меняется, поэтому на выходе ФД появляются видеоимпульсы, амплитуда и полярность которых зависит от фазы отраженного сигнала, и т.е. они оказываются промодулированы частотой Доплера.
Далее сигнал усиливается видеоусилителем (ВУ) и идет на блок селекции 2РС-52.
С амплитудного детектора (АД) сигнал усиливается ВУ и идет на индикатор поиска (блок 2РС-61), блок автозахвата (блок 3РС-43), индикатор дальности (блок УФ64-1).
В режимах захвата и автоматического сопровождения цели полезный сигнал с блока 2РС-33 поступает на УПЧ канала сопровождения (узел 2РС-32-2), который открывается импульсом строба с блока 3РС-41.
С выхода УПЧ сигналы приходят на АД и ФД. На ФД подаются также опорные напряжения с узла РС-32-3, сдвинутые по фазе на 90 относительно друг друга фазовращателем.
С выходов ФД сигналы усиленные ВУ, поступают на стробирующие детекторы огибающей (ДОГ) блока выделения сигнала ошибки (блока 4РС-76).
С выхода ВУ-й 2,3 сигналы подаются на автодальномер (блок 2РС-42).
С выхода ДОГ узла 2РС-32-2 сигнал, усиленный УНЧ подается на блок 4РС-76.
Кроме того в узле 2РС-32-2 УПТ вырабатывается напряжение АРУ, которое поступает на УПЧ узла 2РС-32-2 и на УПЧ блоков 3РС-31 для автоматической регулировки усиления в этих узлах.