Автоматическая подстройка частоты (Блок АПЧ)

 Изменение частоты магнетрона и гетеродина в процессе работы, вызванное изменением температуры или питающих напряжений, приводит к изменению промежуточной частоты. В результате этого коэффициент усиления УПЧ, настроенного на номинальную промежуточную частоту, может так сильно уменьшиться, что импульсы на выходе приемника будут иметь очень малую амплитуду или совсем отсутствовать. Поэтому, возникает необходимость подстраивать частоту гетеродина (в магнетронах, применяющихся в судовых РЛС, изменение частоты невозможно).

Как отражательный клистрон, так и генератор на диоде Ганна имеют возможность подстройки частоты либо механическим, либо электрическим способом. Механическая подстройка частоты гетеродина производится обычно при его замене или смене магнетрона. Осуществляется она изменением частоты объемного резонатора непосредственно в блоке СВЧ приемопередатчика. Электрическая подстройка производится изменением напряжения, дистанционно с пульта управления индикатора РЛС.

Если стабильность частоты клистрона или магнетрона невысока, то слишком частая подстройка вручную отвлекает внимание оператора и делает всю РЛС малонадежной. Этот недостаток устраним при наличии в РЛС автоматической подстройки частоты.

Для осуществления АПЧ применяют специальную схему, которая изменяет частоту гетеродина таким образом, чтобы промежуточная частота всегда оставалась постоянной.

Схема АПЧ работает обычно от собственного смесителя СМ (рис. 2.46, а). К смесителю АПЧ поступают непрерывно вырабатываемые колебания гетеродина Г с частотой f_г и импульсные колебания магнетрона с частотой f_м, ослабленные аттенюатором до уровня, не опасного для смесителя. Применение отдельного смесителя АПЧ обеспечивает независимость работы схемы АПЧ от уровня отраженных импульсов (эхосигналов).

Импульсы промежуточной частоты, полученные на выходе смесителя, поступают в УПЧ, где усиливаются двумя-тремя каскадами, а затем подаются на дискриминатор Д.

Дискриминатор представляет собой частотный детектор, вырабатывающий видеоимпульсы, полярность и амплитуда которых зависят от знака и величины отклонения (расстройки) промежуточной частоты fпч = fг - fм относительно её номинального значения (60 МГц).

Рис.2.46.   Автоматическая подстройка частоты:

а) функциональная схема,

б) частотная характеристика дискриминатора

 

Если промежуточная частота не равна ее номинальному значению, то на выходе дискриминатора появляются импульсы либо положительной полярности при fпч ‹ fпч.ном. либо отрицательной при fпч>fпч. ном. Амплитуда этих импульсов при расстройке в пределах нескольких мегагерц от номинального значения промежуточной частоты возрастает, а затем падает. Амплитуда импульсов на выходе дискриминатора равна нулю, если fпч.= fпч.ном., а также при очень значительной расстройке (рис. 2.44, б). Вблизи от точки fпч =fпч. ном. характеристика линейна и при переходе через эту точку напряжение на выходе дискриминатора меняет знак.

Если на вход дискриминатора подается синусоидальное напряжение с частотой fпч. ≠fпч ном. в виде периодически повторяющихся радиоимпульсов с частотой повторения РЛС, то на выходе дискриминатора появятся видеоимпульсы, амплитуда и полярность которых зависят от знака и величины расстройки подводимой промежуточной частоты от ее номинального значения. В некоторой полосе слежения зависимость получается линейной.

После усиления импульсов дискриминатора видеоусилителем ВУ они поступают в исполнительную схему И, которая преобразует эти импульсы в постоянное напряжение, управляющее частотой гетеродина. Исходное напряжение, подаваемое на гетеродин, устанавливается потенциометром РПЧ таким образом, чтобы работа схемы АПЧ происходила в пределах полосы слежения. При этом малейшие отклонения частоты от номинального значения отслеживаются схемой, и промежуточная частота сохраняется всегда постоянной и равной 60 МГц.

Качество подстройки частоты приемника всегда может быть проверено с помощью различных контрольных приборов РЛС или непосредственно по изображению на ее экране. В случае неисправности схемы АПЧ переходят на ручную подстройку, добиваясь наиболее качественного изображения на экране ИКО окружающей обстановки с максимальной дальностью обнаружения удаленных объектов.

Видеоусилитель.

Видеоусилители применяются в РЛС для усиления сигналов, поступающих с выхода детектора приемника, до уровня, обеспечивающего нормальную работу оконечных устройств РЛС. Для того чтобы при воспроизведении сигналов терялось как можно меньше полезной информации, необходимо, чтобы в видеоусилителе обеспечивалось равномерное усиление во всей полосе частот, соответствующей видеоимпульсу. В современных РЛС видеосигнал, как правило, через оптоэлектронную развязку поступает в ИКО (DISPLAY UNIT) для последующей обработки в аналого-цифровых преобразователях (АЦП) дисплейного блока и блока САРП.

 

Оконечные устройства РЛС

Основным оконечным устройством судовых навигационных РЛС является индикатор кругового обзора или - применительно к РЛС нового поколения – дисплейный блок. Схемотехническое построение дисплейного блока во многом определяется типом примененного в нём устройства визуального отображения информации, а также  счетно-решающих устройств на основе процессоров, к которым относятся устройства электронной прокладки (EPA), автосопровождения целей (ATA), видеоплоттера, системы автоматического сопровождения целей (ARPA). Существенные коррективы в схемотехническое построение дисплейных блоков вносит также реализация требований Резолюции ИМО. RSC 192 (79) в части обязательного сопряжения РЛС с автоматической идентификационной системой (АИС), электронной картографической навигационно-информационной системой (ЭКНИС), судовым компьютером. В РЛС нового поколения (RADAR- PC), где внедрена компьютерная система обработки и отображения радиолокационного сигнала, в принципе изменилась и их конфигурация. Конструктивно законченными приборами RADAR-PC являются передатчик с СВЧ блоком приемника, антенна, процессорный блок и устройство управления и отображения данных РЛС (дисплей с клавиатурой). При этом, имеется и такая конфигурация РЛС – ПК, когда процессорный блок через внутреннюю сеть Ethernet подключается к судовому персональному компьютеру (ПК) или многофункциональному дисплею (МФД) в системе навигационной сети NavNet. Передатчик с СВЧ блоком приемника конструктивно может быть объединен в один прибор с антенной. СВЧ блок приемника – это усилитель высокой (сигнальной) частоты + преобразователь частоты (т.е. в данном случае принятый антенной отраженный сигнал предварительно до перехода на промежуточную частоту усиливается). Процессорный блок  состоит из приемника и высокопроизводительного процессора, выполняющего все операции по управлению работой РЛС. Такое построение РЛС создает возможность унификации её отдельных блоков и встраивания в интегрированные навигационные комплексы. Унификация блоков позволяет по желанию Заказчика создавать различные варианты комплектации изделия с возможностью отображения информации на дисплее судового ПК, являющегося интегратором информации навигационных датчиков судна (РЛС, АИС, СНС-навигатор, компас, лаг и т.д.). 

 

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: