БАЛТИЙСКИ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ

_____________________________________________________________

Катедра Радиоелектронни устройства

РАДАРНА ГЛАВА ЗА НАВЕЖДАНЕ

Санкт Петербург

2. ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ ЗА RLGS.

2.1 Цел

Радарната глава за самонасочване е монтирана на ракетата земя-въздух, за да осигури автоматично засичане на целта, нейното автоматично проследяване и подаване на управляващи сигнали към автопилота (AP) и радиовзривателя (RB) на последния етап от полета на ракетата. .

2.2 Спецификации

RLGS се характеризира със следните основни данни за ефективността:

1. зона за търсене по посока:

Надморска височина ± 9°

2. време за преглед на областта за търсене 1,8 - 2,0 сек.

3. време за захващане на целта под ъгъл 1,5 сек (не повече)

4. Максимални ъгли на отклонение на зоната на търсене:

По азимут ± 50° (не по-малко от)

Кота ± 25° (не по-малко от)

5. Максимални ъгли на отклонение на еквисигналната зона:

По азимут ± 60° (не по-малко от)

Кота ± 35° (не по-малко от)

6. обхват на улавяне на целта на самолет тип IL-28 с издаване на контролни сигнали към (AP) с вероятност не по-малка от 0,5 -19 km и с вероятност не по-малка от 0,95 -16 km.

7 зона за търсене в обхват 10 - 25 км

8. работен честотен диапазон f ± 2,5%

9. средна мощност на предавателя 68W

10. Продължителност на радиочестотния импулс 0,9 ± 0,1 µs

11. Период на повторение на радиочестотния импулс T ± 5%

12. чувствителност на приемните канали - 98 dB (не по-малко)

13. консумация на енергия от източници на енергия:

От мрежата 115 V 400 Hz 3200 W

Мрежа 36V 400Hz 500W

От мрежата 27 600 W

14. Тегло на станцията - 245 кг.

3. ПРИНЦИПИ НА РАБОТА И ИЗГРАЖДАНЕ НА RLGS

3.1 Принципът на действие на радара

RLGS е радарна станция от 3-сантиметровия диапазон, работеща в режим на импулсно излъчване. Най-общо радарната станция може да се раздели на две части: - същинска радарна част и автоматична част, която осигурява захващане на целта, автоматичното й проследяване по ъгъл и обхват и подаване на управляващи сигнали към автопилота и радиото. предпазител.

Радарната част на станцията работи по обичайния начин. Високочестотните електромагнитни трептения, генерирани от магнетрона под формата на много къси импулси, се излъчват с помощта на силно насочена антена, получени от същата антена, преобразувани и усилени в приемното устройство, преминават по-нататък към автоматичната част на станцията - целта система за проследяване на ъгъла и далекомер.

Автоматичната част на станцията се състои от следните три функционални системи:

1. системи за управление на антената, които осигуряват управление на антената във всички режими на работа на радарната станция (в режим "насочване", в режим "търсене" и в режим "насочване", който от своя страна се разделя на "улавяне" и режими на „автоматично проследяване“)

2. уред за измерване на разстояние

3. калкулатор за управляващи сигнали, подавани към автопилота и радиовзривателя на ракетата.

Системата за управление на антената в режим "автоматично проследяване" работи по така наречения диференциален метод, във връзка с който в станцията се използва специална антена, състояща се от сфероидно огледало и 4 излъчвателя, разположени на известно разстояние пред огледалото .

Когато радарната станция работи на радиация, се формира еднолепестна диаграма на излъчване с maμmum, съвпадащ с оста на антенната система. Това се постига чрез различни дължиниемитерни вълноводи - има твърдо фазово изместване между трептенията на различните емитери.

При работа при приемане диаграмите на излъчване на излъчвателите се изместват спрямо оптичната ос на огледалото и се пресичат на ниво 0,4.

Връзката на излъчвателите с трансивъра се осъществява чрез вълноводен път, в който има два последователно свързани феритни ключа:

· Комутатор на оси (FKO), работещ на честота 125 Hz.

· Превключвател на приемника (FKP), работещ на честота 62,5 Hz.

Феритните превключватели на осите превключват пътя на вълновода по такъв начин, че първо всичките 4 излъчвателя са свързани към предавателя, образувайки модел на насоченост с един лист, а след това към двуканален приемник, след това излъчватели, които създават два модела на насоченост, разположени в вертикална равнина, след това излъчватели, които създават две ориентации на модела в хоризонталната равнина. От изходите на приемниците сигналите влизат във веригата за изваждане, където в зависимост от позицията на целта спрямо еквисигналната посока, образувана от пресичането на диаграмите на излъчване на дадена двойка излъчватели, се генерира диференциален сигнал, амплитудата и полярността на които се определят от положението на целта в пространството (фиг. 1.3).

Синхронно с превключвателя на феритната ос в радарната станция работи веригата за извличане на сигнала за управление на антената, с помощта на която се генерира сигнал за управление на антената по азимут и височина.

Комутаторът на приемника превключва входовете на приемните канали с честота 62,5 Hz. Превключването на приемните канали е свързано с необходимостта от осредняване на техните характеристики, тъй като диференциалният метод за насочване на целта изисква пълната идентичност на параметрите на двата приемащи канала. Далекомерът RLGS е система с два електронни интегратора. От изхода на първия интегратор се отстранява напрежение, пропорционално на скоростта на приближаване към целта, от изхода на втория интегратор - напрежение, пропорционално на разстоянието до целта. Далекомерът улавя най-близката цел в диапазона от 10-25 км с последващо автоматично проследяване до обхват от 300 метра. На разстояние 500 метра се излъчва сигнал от далекомера, който служи за навеждане на радиопредпазителя (RV).

Калкулаторът RLGS е изчислително устройство и служи за генериране на управляващи сигнали, подавани от RLGS към автопилота (AP) и RV. Към АП се изпраща сигнал, представляващ проекцията на вектора на абсолютната ъглова скорост на лъча за наблюдение на целта върху напречните оси на ракетата. Тези сигнали се използват за управление на посоката и наклона на ракетата. Сигнал, представляващ проекцията на вектора на скоростта на приближаването на целта към ракетата върху полярното направление на лъча за наблюдение на целта, пристига в RV от калкулатора.

Отличителните черти на радиолокационната станция в сравнение с други станции, подобни на нея по отношение на техните тактико-технически данни, са:

1. използването на дългофокусна антена в радарна станция, характеризираща се с факта, че лъчът се формира и отклонява в нея, като се използва отклонението на едно доста леко огледало, чийто ъгъл на отклонение е половината от ъгъла на отклонение на лъча . Освен това в такава антена няма въртящи се високочестотни преходи, което опростява нейния дизайн.

2. използване на приемник с линейно-логаритмична амплитудна характеристика, която осигурява разширяване на динамичния диапазон на канала до 80 dB и по този начин дава възможност да се намери източникът на активни смущения.

3. изграждане на система за ъглово проследяване по диференциалния метод, която осигурява висока шумоустойчивост.

4. прилагане в станцията на оригиналната двуконтурна затворена схема за компенсация на отклонение, която осигурява висока степен на компенсация на трептенията на ракетата спрямо лъча на антената.

5. конструктивно изпълнение на станцията по така наречения контейнерен принцип, който се характеризира с редица предимства по отношение на намаляване на общото тегло, използване на определения обем, намаляване на междусистемните връзки, възможност за използване на централизирана система за охлаждане и др. .

3.2 Отделни функционални радарни системи

RLGS може да бъде разделена на няколко отделни функционални системи, всяка от които решава точно определен конкретен проблем (или няколко повече или по-малко тясно свързани конкретни проблема) и всяка от които до известна степен е проектирана като отделна технологична и структурна единица. В RLGS има четири такива функционални системи:

3.2.1 Радарна част от RLGS

Радарната част на RLGS се състои от:

предавателя.

приемник.

токоизправител за високо напрежение.

високочестотната част на антената.

Радарната част на RLGS е предназначена:

· да генерира високочестотна електромагнитна енергия с определена честота (f ± 2,5%) и мощност 60 W, която се излъчва в пространството под формата на кратки импулси (0,9 ± 0,1 μs).

за последващо приемане на сигнали, отразени от целта, преобразуването им в сигнали с междинна честота (Ffc = 30 MHz), усилване (по 2 еднакви канала), откриване и извеждане към други радарни системи.

3.2.2. Синхронизатор

Синхронизаторът се състои от:

Устройство за манипулиране на приемане и синхронизация (MPS-2).

· блок за превключване на приемника (КП-2).

· Блок за управление на феритни ключове (UF-2).

селекция и интеграционен възел (SI).

Блок за избор на сигнал за грешка (CO)

· ултразвукова линия на забавяне (ULZ).

генериране на синхронизиращи импулси за пускане на отделни вериги в РЛС и управляващи импулси за приемника, блока SI и далекомера (блок МПС-2)

Формиране на импулси за управление на феритния превключвател на осите, феритния превключвател на приемните канали и референтното напрежение (възел UV-2)

Интегриране и сумиране на получените сигнали, регулиране на напрежението за AGC контрол, преобразуване на целевите видео импулси и AGC в радиочестотни сигнали (10 MHz) за забавянето им в ULZ (SI възел)

· изолиране на сигнала за грешка, необходим за работата на системата за ъглово проследяване (CO възел).

3.2.3. Далекомер

Далекомерът се състои от:

Възел на модулатора на времето (EM).

възел на времевия дискриминатор (VD)

два интегратора.

Целта на тази част от RLGS е:

търсене, улавяне и проследяване на целта в обхват с издаване на сигнали за обхвата до целта и скоростта на приближаване до целта

издаване на сигнал Д-500м

Автоматични устройства, инсталирани на носители на бойни заряди (NBZ) - ракети, торпеда, бомби и др., За да осигурят директно попадение върху обекта на нападение или подход на разстояние, по-малко от радиуса на унищожаване на зарядите. самонасочващи се главивъзприемат енергията, излъчвана или отразена от целта, определят позицията и естеството на движението на целта и генерират съответните сигнали за управление на движението на NBZ. Според принципа на действие главите за самонасочване се разделят на пасивни (възприемат енергията, излъчвана от целта), полуактивни (възприемат отразената от целта енергия, чийто източник е извън главата за самонасочване) и активни (възприемат енергията, отразена от целта, чийто източник е в самата глава). по вид на възприеманата енергия - в радар, оптичен (инфрачервен или топлинен, лазерен, телевизионен), акустичен и др .; по естеството на възприемания енергиен сигнал - на импулсен, непрекъснат, квазинепрекъснат и др.
Основните възли на главите за самонасочване сакоординатор и електронно изчислително устройство. Координаторът осигурява търсене, улавяне и проследяване на целта по отношение на ъглови координати, обхват, скорост и спектрални характеристики на възприетата енергия. Електронно-изчислителното устройство обработва получената от координатора информация и генерира сигнали за управление на координатора и движението на НБЗ в зависимост от възприетия метод на насочване.Това осигурява автоматично проследяване на целта и насочване на НБЗ по нея. В координаторите на пасивните глави за самонасочване са монтирани приемници на енергия, излъчвана от целта (фоторезистори, телевизионни тръби, рупорни антени и др.); изборът на цел, като правило, се извършва според ъгловите координати и спектъра на излъчваната от нея енергия. В координаторите на полуактивни глави за самонасочване е монтиран приемник на енергия, отразена от целта; изборът на цел може да се извърши според ъгловите координати, обхвата, скоростта и характеристиките на получения сигнал, което повишава информационното съдържание и устойчивостта на шум на главите за самонасочване. В координаторите на активните глави за самонасочване са инсталирани предавател на енергия и неговия приемник, изборът на цел може да се извърши подобно на предишния случай; активните самонасочващи се глави са напълно автономни автоматични устройства. Пасивните глави за самонасочване се считат за най-прости в дизайна, активните глави за самонасочване се считат за най-сложни. Може да се увеличи информационното съдържание и устойчивостта на шум комбинирани самонасочващи глави, в който се използват различни комбинации от принципи на работа, видове възприемана енергия, методи на модулация и обработка на сигнала. Индикатор за шумоустойчивостта на самонасочващите се глави е вероятността за улавяне и проследяване на цел в условия на смущения.
Лит.: Лазарев Л.П. Инфрачервени и светлинни устройства за насочване и насочване на самолети. Изд. 2-ро. М., 1970; Проектиране на ракетни и приемни системи. М., 1974.
VC. Баклицки.

Създаването на системи за високоточно насочване на ракети земя-земя с голям обсег е един от най-важните и сложни проблеми при разработването на високоточни оръжия (ВВ). Това се дължи преди всичко на факта, че при равни други условия наземните цели имат значително по-ниско съотношение „полезен сигнал/смущение” в сравнение с морските и въздушните цели, а изстрелването и насочването на ракетата се извършват без пряк контакт между оператор и целта.

Във високоточните ракетни системи земя-земя с голям обсег, които реализират концепцията за ефективно поразяване на наземни цели с бойни единици на конвенционално оборудване, независимо от обхвата на стрелба, инерционните навигационни системи са интегрирани със системи за самонасочване на ракети, които използват принципа навигация по геофизичните полета на Земята. Инерциалната навигационна система като основна осигурява висока устойчивост на шум и автономност на интегрираните системи. Това дава редица безспорни предимства, включително в контекста на непрекъснатото усъвършенстване на системите за противоракетна отбрана.

За комплексиране инерционни системисистеми за управление с насочване в геофизичните полета на Земята, на първо място е необходима специална система за информационна поддръжка.

Идеологията и принципите на системата за информационно осигуряване се определят от основните характеристики на обектите на унищожаване и самите оръжейни системи. Функционално информационна поддръжка с висока точност ракетни системивключва такива основни компоненти като получаване и декриптиране на разузнавателна информация, разработване на целеуказване, довеждане на информация за целите на комплексите ракетни оръжия.

Най-важният елемент на високоточните системи за насочване на ракети са главите за самонасочване (GOS). Една от местните организации, участващи в разработките в тази област, е Централният изследователски институт по автоматика и хидравлика (ЦНИИАГ), разположен в Москва. Там беше натрупан голям опит в разработването на системи за насочване на ракети земя-земя с глави за самонасочване от оптичен и радарен тип с корелационно-екстремна обработка на сигнала.

Използването на корелационно-екстремни системи за самонасочване върху карти на геофизични полета чрез сравняване на стойностите на геофизичното поле, измерено по време на полет, с неговата референтна карта, съхранена в паметта на бордовия компютър, позволява да се елиминират редица натрупани грешки в управлението. За системи за самонасочване, базирани на оптично изображение на терена, изображението на оптичното разузнаване може да служи като референтна карта, в която целта се определя практически без грешки по отношение на елементите на околния ландшафт. Поради това GOS, ръководен от елементите на ландшафта, се насочва точно към определената точка, независимо от точността, с която са известни нейните географски координати.

Появата на прототипи на оптични и радарни корелационно-екстремни системи и техните GOS беше предшествана от огромно количество теоретични и експериментални изследвания в областта на компютърните науки, теориите за разпознаване на образи и обработка на изображения, основите на разработването на хардуер и софтуер за текущи и референтни изображения, организиращи банки от фоново-целеви среди на различни сюжети земната повърхноств различни диапазони на електромагнитния спектър, математическо моделиранеТестове на GOS, хеликоптери, самолети и ракети.

Дизайнът на един от вариантите на оптичния търсач е показан на ориз. 1 .

Оптичният търсач осигурява разпознаване по време на полет на ландшафтен участък в целевата зона чрез оптичното му изображение, формирано от координиращата леща върху повърхността на матричен многоелементен фотодетектор. Всеки елемент на приемника преобразува яркостта на съответната област на терена в електрически сигнал, който се подава към входа на енкодера. Двоичният код, генериран от това устройство, се съхранява в паметта на компютъра. Той също така съхранява референтното изображение на желаната област, получено от снимка и кодирано с помощта на същия алгоритъм. При приближаване до целта се извършва поетапно мащабиране чрез извикване на референтни изображения с подходящ мащаб от паметта на компютъра.

Разпознаването на част от терена се извършва в режимите на улавяне и проследяване на целта. В режим на проследяване на целта се използва метод без търсене, базиран на алгоритмите на теорията за разпознаване на образи.

Алгоритъмът на работа на оптичния търсач позволява генерирането на управляващи сигнали както в режим на директно насочване, така и в режим на екстраполация на ъгъл на насочване. Това позволява не само да се увеличи точността на насочване на ракетата към целта, но и да се осигури екстраполация на управляващите сигнали в случай на повреда в проследяването на целта. Предимството на оптичния търсач е пасивен режим на работа, висока разделителна способност, малко тегло и размери.

Радарните търсачи осигуряват висока метеорологична, сезонна и ландшафтна надеждност със значително намаляване на инструменталните грешки в системите за управление и целеуказване. Обща формае показан един от вариантите на радарната търсачка ориз. 2 .

Принципът на работа на радарния търсач се основава на корелационно сравнение на текущото изображение на радарната яркост на терена в целевата зона, получено на борда на ракетата с помощта на радар, с референтни изображения, предварително синтезирани от първични информационни материали. Като основно информационни материалиИзползват се топографски карти, дигитални карти на терена, аерофотоснимки, космически снимки и каталог на специфични ефективни разсейващи повърхности, които характеризират отразяващите радарни свойства на различни повърхности и осигуряват преобразуването на оптични изображения в радарни изображения на терена, адекватни на текущата изображения. Текущите и референтните изображения се представят под формата на цифрови матрици и тяхната корелационна обработка се извършва в бордовия компютър в съответствие с разработения алгоритъм за сравнение. Основната цел на работата на радарния търсач е да се определят координатите на проекцията на центъра на масата на ракетата спрямо целевата точка в условия на работа върху терен с различно информационно съдържание, дадени метеорологични условия, като се вземат предвид сезонните промени, наличието на електронни противодействия и влиянието на динамиката на полета на ракетата върху точността на премахване на текущото изображение.

Развитието и по-нататъшното усъвършенстване на оптични и радарни търсачи се основават на научните и технически постижения в областта на информатиката, компютърните технологии, системите за обработка на изображения, на новите технологии за създаване на търсачи и техните елементи. Високопрецизните системи за самонасочване, които се разработват в момента, са усвоили натрупания опит и съвременните принципи за създаване на такива системи. Използват високопроизводителни вградени процесори, които позволяват внедряване в реално време на сложни алгоритми за функциониране на системите.

Следващата стъпка в създаването на точни и надеждни системи за насочване на високоточни ракети земя-земя беше разработването на многоспектрални корекционни системи за видимия, радио, инфрачервения и ултравиолетовия диапазон, интегрирани с канали за директно насочване на ракети към цел. Разработването на канали за директно насочване към цел е свързано със значителни трудности, свързани с характеристиките на целите, траекториите на ракетите, условията за тяхното използване, както и вида на бойните глави и техните бойни характеристики.

Сложността на разпознаването на целта в режим на директно насочване, която определя сложността на софтуерната и алгоритмична поддръжка за високоточно насочване, доведе до необходимостта от интелектуализация на системите за насочване. Едно от неговите направления трябва да се счита за прилагането на принципите на изкуствения интелект в системи, базирани на невронни мрежи.

Значителен напредък във фундаменталните и Приложни наукив нашата страна, включително в областта на теорията на информацията и теорията на системите с изкуствен интелект, позволяват да се реализира концепцията за създаване на свръхточни, прецизни ракетни системи за поразяване на наземни цели, които осигуряват ефективност в широк спектър от бойни условия. Едно от най-новите разработки в тази област е оперативно-тактическият ракетен комплекс "Искандер".

самонасочваща глава

Главата за самонасочване е автоматично устройство, което се монтира на направлявано оръжие, за да се осигури висока точност на насочване.

Основните части на главата за самонасочване са: координатор с приемник (а понякога и с излъчвател на енергия) и електронно изчислително устройство. Координаторът търси, улавя и проследява целта. Електронно-изчислителното устройство обработва информацията, получена от координатора и предава сигнали, които управляват координатора и движението на контролираното оръжие.

Според принципа на работа се разграничават следните глави за самонасочване:

1) пасивен - получаване на енергията, излъчвана от целта;

2) полуактивни - реагиращи на отразената от целта енергия, която се излъчва от някакъв външен източник;

3) активен - получава енергия, отразена от целта, която се излъчва от самата глава за насочване.

Според вида на получената енергия главите за самонасочване се делят на радарни, оптични, акустични.

Акустичната глава за самонасочване функционира с помощта на звуков звук и ултразвук. Най-ефективната му употреба е във вода, където звуковите вълни се разпадат по-бавно от електромагнитните вълни. Глави от този тип са инсталирани на контролирани средства за унищожаване на морски цели (например акустични торпеда).

Оптичната глава за самонасочване работи с електромагнитни вълни в оптичния диапазон. Те са монтирани на контролирани средства за поразяване на наземни, въздушни и морски цели. Насочването се осъществява от източник на инфрачервено лъчение или от отразената енергия на лазерен лъч. При управляваните средства за унищожаване на наземни цели, свързани с неконтраст, се използват пасивни оптични глави за самонасочване, които работят на базата на оптично изображение на терена.

Радарните глави за самонасочване работят с електромагнитни вълни в радиообхвата. Активни, полуактивни и пасивни радарни глави се използват върху контролирани средства за унищожаване на наземни, въздушни и морски цели-обекти. При контролирани средства за унищожаване на неконтрастни наземни цели се използват активни глави за самонасочване, които работят върху радиосигнали, отразени от терена, или пасивни, които работят върху радиотермичното излъчване на терена.

Този текст е уводна част.От книгата Ръководство на ключаря от Филипс Бил

От книгата Ръководство на ключаря от Филипс Бил

автор Авторски колектив

Разделителна глава Разделителната глава е устройство, използвано за задържане, задържане и периодично въртене или непрекъснато въртене на малки детайли, обработвани на фрезови машини. В инструментални цехове на машиностроителни предприятия

От книгата Велика енциклопедия на технологиите автор Авторски колектив

Револверната глава Револвърът е специално устройство, в което са монтирани различни режещи инструменти: свредла, зенкери, райбери, метчици и др. Револвърът е важен компонент на револверните стругове (автоматични и

От книгата Велика енциклопедия на технологиите автор Авторски колектив

Глава за самонасочване Главата за самонасочване е автоматично устройство, което се монтира на направлявано оръжие, за да се осигури висока точност на насочване Основните части на главата за самонасочване са: координатор с

От книгата Велика съветска енциклопедия (DE) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (VI) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (ГО) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (MA) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (РА) на автора TSB

От книгата Голямата книга на любителя риболов [с цветна вложка] автор Горяйнов Алексей Георгиевич

Потъваща глава Днес това устройство често се нарича джиг глава. Прилича на голяма мормишка с фиксиращ пръстен и запушалка за стръвта. Въртящите се глави служат главно за хоризонтално окабеляване на меки примамки и могат да варират по тегло и