РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к области радиолокации и может быть использовано для освещения с повышенной скрытностью надводной обстановки в интересах обеспечения навигационной безопасности плавания и выдачи данных целеуказания.
Известны радиолокационные станции (РЛС) [1], стр.95-105, использующие простые импульсные сигналы с высокой скважностью и сравнительно высокой импульсной мощностью (единицы и десятки киловатт в импульсе), построенные по некогерентной схеме - с передатчиком на основе магнетронного генератора и приемником супергетеродинного типа с местным гетеродином на основе отражательного клистрона, частота колебаний которого подстраивается вручную или с помощью схемы автоматической подстройки частоты (АПЧ).
Недостатком таких РЛС является низкая помехозащищенность по отношению к естественным и организованным радиопомехам, связанная как с невысокой скрытностью зондирующих сигналов, так и с невозможностью быстрой перестройки параметров, прежде всего, несущей частоты, а также - с невозможностью организации режима работы с высокой когерентностью.
Известна РЛС [2], использующая сигналы с внутриимпульсной фазовой манипуляцией (ФМ) с существенно меньшей скважностью, чем импульсные, при меньшей импульсной мощности и той же энергии импульса и допускающая перестройку несущей частоты от импульса к импульсу по случайному закону в широком диапазоне. Известная РЛС построена по когерентному принципу и содержит последовательно соединенные синхронизатор, передатчик, антенный переключатель и антенну, подключенный к третьему плечу антенного переключателя приемник и выходное устройство отображения, причем передатчик выполнен на основе последовательно соединенных возбудителя, фазового манипулятора и усилителя мощности, управляемых блоком перестройки частоты, генератором кодов и импульсным модулятором соответственно, а приемник содержит усилитель высокой частоты, декодирующее устройство, первый смеситель и второй смеситель (фазовый детектор), причем блок перестройки частоты подключен к управляющему входу возбудителя, генератор кодов соединен с управляющими входами фазового манипулятора и декодирующего устройства, выход гетеродинной частоты возбудителя соединен с гетеродинным входом смесителя, а выход опорной частоты возбудителя - со входом опорной частоты фазового детектора.
Благодаря применению сложных ФМ-сигналов с перестройкой несущей частоты
от импульса к импульсу данная РЛС обладает более высокой помехозащищенностью и скрытностью. Однако, недостатком РЛС является включение устройства сжатия ФМ сигналов непосредственно за усилителем высокой частоты, так что сжатие ФМ сигналов в прототипе выполняется на частоте принимаемых сигналов, что ограничивает возможности его реализации сравнительно малыми длительностями сложных сигналов (до 10÷15 мкс).
Другим недостатком известной РЛС, который также не позволяет использовать ФМ сигналы с большими длительностями импульсов, является отсутствие учета как скорости корабля - носителя РЛС, так и скоростей обнаруживаемых целей. Между тем, как известно, взаимное передвижение РЛС и цели по линии, их соединяющей, приводит к смещению частоты принимаемых сигналов на частоту Доплера.
Кроме этого, в известной РЛС не предусмотрена возможность (с целью дальнейшего повышения скрытности излучения) снижения мощности зондирующих сигналов при обнаружении сигналов от близко расположенных или сильно отражающих целей.
Известна также РЛС [3], в которой обеспечивается адаптация к помеховой обстановке благодаря тому, что одновременно с приемом отраженных от целей ФМ сигналов контролируются помехи в радиоканале и в случае их высокого уровня производится смена несущей частоты РЛС с одновременной редукцией потока обрабатываемых сигналов и коррекцией порога обнаружения, а за пределами дальности действия активного радиоканала он используется в пассивном режиме с выводом на индикатор обобщенной информации, полученной в активном и пассивном режимах.
Недостатком РЛС является отсутствие компенсации доплеровского смещения частоты.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемой полезной модели, является РЛС [4], в которой реализуется излучение зондирующих сигналов с малой скважностью и малой импульсной мощностью с внутриимпульсной ФМ, с регулировкой мощности и длительности импульсов, с обработкой принимаемых ФМ-сигналов на видеочастоте в квадратурных каналах, компенсация доплеровского смещения частоты, возникающего вследствие собственной скорости носителя РЛС в направлениях на наблюдаемые цели, и поиск по частоте Доплера для обнаружения скоростных целей.
РЛС по прототипу содержит последовательно соединенные синхронизатор, передатчик, антенный переключатель и антенну, подключенный к третьему плечу антенного
переключателя приемник эхосигналов, причем передатчик содержит последовательно соединенные блок перестройки частоты, возбудитель, фазовый манипулятор и усилитель мощности, а также генератор кодов фазовой манипуляции и импульсный модулятор, а приемник эхосигналов содержит последовательно соединенные усилитель высокой частоты, смеситель, усилитель промежуточной частоты и последовательно соединенные по двум линиям блок фазовых детекторов и блок видеоусилителей, причем выход усилителя промежуточной частоты соединен с сигнальным входом блока фазовых детекторов, а также блок управления, обработки и отображения информации, последовательно соединенные блок управления, преобразователь "код-частота", блок смещения частоты и блок внутрипериодной обработки, причем выход опорной частоты возбудителя соединен со входом опорной частоты блока фазовых детекторов через блок смещения частоты, информационные входы блока управления соединены, соответственно, первый - с информационным выходом блока перестройки частоты, четвертый - с выходом кода углового положения антенны, а второй и третий являются входом ввода собственной скорости носителя радиолокационной станции и входом установки скорости обнаруживаемой цели, соответственно, выходы управляющих сигналов блока управления соединены, соответственно, второй - со входом управления мощностью усилителя мощности, третий - с объединенными входом синхронизатора и входом управления полосой пропускания блока видеоусилителей, четвертый - со входом управления приводом антенны, пятый с объединенными входами коммутации частотных каналов блока управления, обработки и отображения, первый и второй квадратурные выходы блока видеоусилителей соединены с соответствующими входами блока внутрипериодной обработки, выход сигналов которого подключен к первому сигнальному входу блока управления, обработки и отображения информации, выход генератора кодов фазовой манипуляции соединен также со входом кодов блока внутрипериодной обработки, а выходы синхроимпульсов частоты повторения и импульсов тактовой частоты синхронизатора соединены также с соответствующими входами блока внутрипериодной обработки и блока управления, обработки и отображения.
Недостатком РЛС по прототипу являются ограниченные возможности перестройки параметров зондирующего сигнала, отсутствие защиты приемного тракта от проникающего излучения передающего тракта и средств регулировки усиления приемного устройства, а также невысокая пропускная способность устройств обработки информации, что в совокупности снижает достоверность обнаружения и определения
параметров целей.
Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных возможностей РЛС при одновременном повышении помехозащищенности, информативности и достоверности обнаружения в широком динамическом диапазоне сигналов целей.
Для достижения заявленного технического результата в предлагаемой РЛС обеспечивается формирование импульсных зондирующих сигналов, импульсных фазоманипулированных (ИФМ) сигналов и квазинепрерывных фазоманипулированных (КФМ) сигналов с перестройкой несущей частоты, кода ФМ и амплитуды зондирующих сигналов, усилитель мощности выполнен двухканальным с возможностью регулировки параметров и поэтапного контроля всех каскадов усиления, введен управляемый входной блок защиты и усиления, в приемном устройстве обеспечивается как ручная, так и временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ) и шумовая автоматическая регулировка уровня (ШАРУ).
Кроме этого, в предлагаемой РЛС осуществляется корреляционно-спектральная первичная обработка сигналов на промежуточной частоте с использованием цифровых сигнальных процессоров, а управление и вторичная обработка информации производится многомашинной цифровой вычислительной системой с использованием стандартных интерфейсов и технологии программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).
Сущность полезной модели заключается в том, что в радиолокационную станцию, содержащую антенну, кинематически связанную с приводом антенны, формирователь излучаемых сигналов, управляемый усилитель мощности, приемное устройство, устройство первичной обработки и устройство вторичной обработки, управления и отображения, дополнительно введены входное устройство защиты и усиления, блок управления режимами работы передающего устройства, контроллер каналов связи и управления и контроллер привода антенны, при этом приемное устройство содержит последовательно соединенные блок усиления на сверхвысокой частоте и двукратного преобразования на промежуточную частоту (блок СВЧ), вход которого соединен с выходом входного устройства защиты и усиления, предварительный усилитель промежуточной частоты (УПЧ) и основной УПЧ, выполненный с возможностью ручной регулировки усиления (РРУ) или временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ) и с возможностью шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ), а также блок формирования сигналов управления приемным устройством, устройство первичной
обработки содержит блок синхронизации и сопряжения, радарный процессор (РП) канала индикатора кругового обзора (ИКО) и РП каналов индикатора точных координат (ИТК) и экстрактора целей (ЭЦ), информационные выходы и управляющие входы которых соединены через модули внешней связи с устройством вторичной обработки, управления и отображения посредством соответствующих магистралей локальной вычислительной сети Ethernet, а также взаимодействующие посредством интерфейсного канала информационного обмена цифровое приемное устройство, вход которого соединен с выходом сигналов промежуточной частоты основного УПЧ, и устройство формирования и обработки сложных сигналов, информационный выход которого соединен посредством магистрали ввода радиолокационных данных с входами цифровых интерфейсов радарных процессоров канала ИКО и каналов ИТК и ЭЦ, выходы устройства формирования и обработки сложных сигналов, на которых формируются сигнал запуска ВАРУ, сигнал стробирования ШАРУ и сигнал бланкирования основного УПЧ через блок синхронизации и сопряжения соединены с соответствующими управляющими входами основного УПЧ, а выход, на котором формируется сигнал бланкирования входных каскадов усиления приемного тракта, через блок синхронизации и сопряжения соединен с соответствующим управляющим входом блока формирования сигналов управления приемным устройством, на соответствующих выходах которого формируются бланкирующие импульсы, запирающие входное устройство защиты и усиления и блок СВЧ на время излучения зондирующего сигнала, управляющий вход блока СВЧ по сигналу включения дополнительного ослабления через блок формирования сигналов управления приемным устройством соединен с соответствующим выходом дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления, а выходы контроллера каналов связи и управления, на которых формируются напряжения ручной регулировки усиления, регулировки глубины ВАРУ и регулировки порога ШАРУ, выходы дискретных сигналов отключения ВАРУ и ШАРУ и вход сигнала исправности приемного устройства соединены с соответствующими управляющими входами и выходом основного УПЧ, кроме этого, формирователь излучаемых сигналов содержит четыре задающих генератора, три блока преобразования частоты (БПЧ), усилительно-умножительный каскад, двухканальный умножитель частоты, блок амплитудной модуляции и фазовой манипуляции (блок АМ-ФМ) и блок контроля формирователя, причем выход первого задающего генератора через усилительно-умножительный каскад соединен с первым входом первого БПЧ, второй вход которого соединен с выходом второго задающего генератора, первый выход первого БПЧ соединен с входом первого
канала двухканального умножителя частоты, на выходе которого формируется сигнал первой гетеродинной частоты, поступающий на первый гетеродинный вход блока СВЧ, на второй гетеродинный вход которого подается сигнал второй гетеродинной частоты с первого выхода четвертого задающего генератора, второй выход первого БПЧ соединен с первым входом второго БПЧ, второй вход которого подключен к первому выходу третьего задающего генератора, а выход соединен с входом второго канала двухканального умножителя частоты, выход которого соединен с сигнальным входом блока АМ-ФМ, входы третьего БПЧ соединены со вторыми выходами третьего и четвертого задающих генераторов, а выход, на котором формируется сигнал опорной частоты, соединен с опорным входом цифрового приемного устройства, управляющие входы блока АМ-ФМ, на которые поступают сигналы внутриимпульсной фазовой манипуляции, соединены через блок синхронизации и сопряжения с соответствующими выходами устройства формирования и обработки сложных сигналов, выход импульсов бланкирования формирователя которого через блок синхронизации и сопряжения и блок контроля формирователя соединен с управляющим входом третьего задающего генератора, выходы блока синхронизации и сопряжения, на которых формируются коды несущей частоты, соединены с соответствующими коммутационными входами установки несущей частоты первого и второго задающих генераторов и с соответствующими входами блока контроля формирователя, к которому подключены также выходы контрольных сигналов, формируемых в блоке АМ-ФМ, двухканальном умножителе частоты, четвертом задающем генераторе и третьем БПЧ, а выход блока контроля формирователя, на котором формируется сигнал исправности формирователя, соединен с соответствующим входом дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления, кроме этого, управляемый усилитель мощности содержит предварительный усилитель, вход которого соединен с сигнальным выходом блока АМ-ФМ, а выход через диодный переключатель соединен с входом первого, транзисторного, оконечного усилителя и с входом второго оконечного усилителя, выполненного на импульсном усилительном клистроне, а также импульсный модулятор, выход которого подключен к модулирующему входу второго оконечного усилителя, синхронизатор, блок обработки сигналов, блок коммутации и контроля, циркулятор усилителя мощности, волноводный переключатель усилителя мощности, направленный ответвитель с детекторной секцией и ферритовый переключатель, причем первый управляющий вход диодного переключателя, на который поступает сигнал, управляющий переключением каналов, соединен с соответствующим выходом блока коммутации и контроля, а второй управляющий
вход - с выходом блока обработки сигналов, на котором формируется ток управления аттенюатором диодного переключателя в зависимости от кода несущей частоты, который поступает на первый вход блока обработки сигналов из блока синхронизации и сопряжения через блок коммутации и контроля, к входам блокам обработки сигналов со второго по четвертый подключены контрольные выходы огибающих сигналов предварительного усилителя, первого оконечного усилителя и детекторной секции направленного ответвителя, а второй выход блока обработки сигналов, на котором формируются сигналы исправности входа и выхода управляемого усилителя мощности, через блок управления режимами передающего устройства соединены с соответствующими входами дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления, выход первого оконечного усилителя подключен к первому входу волноводного переключателя усилителя мощности, второй вход которого через циркулятор усилителя мощности соединен с выходом второго оконечного усилителя, управляющий вход соединен с соответствующим выходом блока коммутации и контроля, а выход соединен через направленный ответвитель с детекторной секцией с входом ферритового переключателя, выход которого образует сигнальный выход управляемого усилителя мощности, а управляющий вход подключен к выходу блока коммутации и контроля, на котором формируются сигналы ступенчатой регулировки ослабления выходной мощности, первый вход синхронизатора соединен с выходом сигнала включения синхронизатора блока коммутации и контроля, второй его вход через блок синхронизации и сопряжения соединен с выходом устройства формирования и обработки сложных сигналов, на котором формируется задающий сигнал амплитудной модуляции, а первый выход синхронизатора, на котором формируются импульсы амплитудной модуляции, соединен через блок контроля формирователя с управляющим входом амплитудной модуляции блока АМ-ФМ формирователя излучаемых сигналов, к выходам со второго по четвертый синхронизатора подключены входы синхронизации предварительного усилителя, первого оконечного усилителя и импульсного модулятора, входы блока коммутации и контроля, на которые поступают управляющие сигналы включения питания, включения каналов первого или второго оконечных усилителей и сигналов, задающих уровень ослабления выходной мощности, а также выходы контрольных сигналов готовности и состояния через блок управления режимами работы передающего устройства соединены с соответствующими выходами и входами дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления, интерфейсные входы-выходы которого соединены посредством соответствующих магистралей последовательных каналов RS-422
с устройством вторичной обработки, управления и отображения, с устройством формирования и обработки сложных сигналов, с радарными процессорами канала ИКО и каналов ИТК и ЭЦ, с блоком синхронизации и сопряжения и с выходом контроллера привода антенны, на котором формируются коды текущего пеленга антенны, входы контроллера привода антенны, на которые поступают информационные сигналы из привода антенны и выходы сигналов управления приводом соединены с соответствующими выходами и входами привода антенны, а интерфейсный вход-выход сигналов управления и контроля соединен посредством магистрали последовательного канала RS-422 с устройством вторичной обработки, управления и отображения.
Кроме этого, в радиолокационную станцию дополнительно введены первый и второй циркуляторы, волноводный переключатель, антенный вход-выход которого через вращающийся соединитель соединен с антенной, а выход канала эквивалента антенны через первый направленный ответвитель соединен с согласованной нагрузкой, импульсный передатчик, резервное приемное  устройство, блок управления и синхронизации, переключатель ослабления мощности, блок управления переключателем и второй направленный ответвитель, при этом вход-выход сигналов основного канала приема-передачи волноводного переключателя через первый циркулятор соединен с сигнальным выходом управляемого усилителя мощности и с сигнальным входом входного устройства защиты и усиления, вход-выход сигналов резервного канала приема-передачи через второй циркулятор соединен с выходом переключателя ослабления мощности и с сигнальным входом резервного приемного устройства, а управляющий вход, на который подаются сигналы установки волноводного переключателя в соответствующее положение, и контрольный выход сигналов состояния волноводного переключателя через блок управления режимами передающего устройства соединены с соответствующими выходами и входами дискретных сигналов контроллера каналов связи и управления, сигнальный выход импульсного передатчика соединен с входом второго направленного ответвителя, один выход которого соединен с сигнальным входом переключателя ослабления мощности, а другой - с входом автоматической подстройки частоты резервного приемного устройства, управляющий вход переключателя ослабления мощности подключен к выходу блока управления переключателем, входы которого по сигналам, задающим уровень ослабления, и выходы контрольных сигналов соединены с соответствующими выходами и входами блока управления и синхронизации, который соединен с контроллером каналов связи и управления посредством двух магистралей последовательных каналов RS-422, по одной из которых передаются
управляющие и контрольные сигналы, а по другой - коды текущего пеленга антенны, выходы блока управления и синхронизации, на которых формируются импульсы запуска передатчика, импульсы излучения и сигналы регулировки длительности импульса излучения, а также входы, на которые поступают бланкирующие импульсы передатчика и сигналы его готовности и исправности, соединены с соответствующими входами и выходами импульсного передатчика, выходы блока управлении и синхронизации, на которых формируются импульсы бланкирования резервного приемного устройства на время излучения зондирующих импульсов, импульс запуска ВАРУ, напряжения регулировки глубины и длительности ВАРУ, напряжения ручной подстройки частоты, сигнал переключения с ручной на автоматическую подстройку частоты, напряжения РРУ и сигнал переключения с ручной на автоматическую регулировку уровня шумов, а также вход, на который поступает сигнал захвата промежуточной частоты, соединены с соответствующими управляющими входами и контрольным выходом резервного приемного устройства, а сигнальный выход резервного приемного устройства, на котором формируются видеоимпульсы развертки по дальности принятых отраженных сигналов и выход блока управлении и синхронизации, на котором формируются импульсы начального отсчета дальности развертки, через блок синхронизации и сопряжения соединены с входами аналоговых интерфейсов радарных процессоров канала ИКО и каналов ИТК и ЭЦ.
Сущность полезной модели поясняется дальнейшим описанием и чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - структурная схема радиолокационной станции,
фиг.2 - структурная схема формирователя излучаемых сигналов;
фиг.3 - структурная схема управляемого усилителя мощности;
фиг.4 - структурная схема блока управления режимами работы передающего устройства;
фиг.5 - структурная схема приемного устройства;
фиг.6 - структурная схема резервного приемного устройства;
фиг.7 - структурная схема блока управления и синхронизации;
фиг.8 - структурная схема радарного процессора;
фиг.9 - структурная схема устройства формирования и обработки сложных сигналов;
фиг.10 - структурная схема контроллера каналов связи и управления;
фиг.11 - структурная схема контроллера привода антенны;
фиг.12 - структурная схема устройства вторичной обработки, управления и отображения.
На фиг.1 приняты следующие обозначения:
1 - антенна, выполненная в виде зеркальной антенны с параболоидным рефлектором. В качестве облучателя использован пирамидальный рупор, запитываемый прямоугольным волноводом;
2 - привод антенны,
3 - вращающийся соединитель,
4 - волноводный переключатель, выполненный в виде электромеханического устройства, в котором формируются два не связанных между собой волноводных канала, соединяющих попарно четыре волноводных входа-выхода переключателя. Приведение переключателя в выбранное состояние, при котором один (основной или резервный) канал приема-передачи подключается к антенне, а другой автоматически подключается к согласованной нагрузке, выполняющей роль эквивалента антенны, осуществляется подачей напряжения ±27 В на соответствующие контакты низкочастотного соединителя переключателя;
5 - согласованная СВЧ нагрузка (эквивалент антенны);
6, 7 - первый и второй циркуляторы, соответственно,
8 - первый направленный ответвитель,
9 - формирователь излучаемых сигналов (далее по тексту - формирователь), подробная структурная схема которого представлена на фиг.2;
10, 11, 12, 13 - первый, второй, третий, четвертый задающие генераторы, соответственно,
14 - усилительно-умножительный каскад,
15, 16, 17 - первый, второй, третий блоки преобразования частоты (БПЧ), соответственно,
18 - двухканальный умножитель частоты,
19 - блок амплитудной модуляции и фазовой манипуляции (АМ-ФМ),
20 - блок контроля формирователя,
21 - управляемый усилитель мощности, структурная схема которого представлена на фиг.3;
22 - блок управления режимами работы передающего устройства (далее по тексту - блок управления режимами), структурная схема которого представлена на фиг.4;
23 - входное устройство защиты и усиления, являющееся одновременно и малошумящим усилителем и устройством защиты приемника от воздействия проникающих импульсов с выхода управляемого усилителя 21 мощности. В состав устройства входят циклотронное защитное устройство (ЦЗУ), малошумящий усилитель (МШУ) СВЧ с встроенным управляемым аттенюатором и блок питания МШУ. Циклотронное защитное устройство представляет собой малошумящий электростатический усилитель на циклотронном резонансе электронного потока, принцип действия которого, структурная схема и расчет характеристик приведены в статье [5].
24 - приемное устройство (ПУ), подробная структурная схема которого представлена на фиг.5;
25 - блок усиления на СВЧ и двукратного преобразования на промежуточную частоту, далее по тексту - блок СВЧ;
26 - предварительный усилитель промежуточной частоты (УПЧ),
27 - основной УПЧ,
28 - блок формирования сигналов управления приемным устройством,
29 - блок источников вторичного электропитания (ИВЭП) приемного устройства,
30 - блок переключения контрольных сигналов (ПКС),
31 - генератор шума,
32 - ИВЭП резервного приемопередающего устройства,
33 - импульсный передатчик,
34 - резервное приемное устройство, структурная схема которого приведена на фиг.6,
35 - второй направленный ответвитель,
36 - переключатель ослабления мощности, выполненный в виде ферритового переключателя;
37 - блок управления переключателем,
38 - блок управления и синхронизации, структурная схема которого представлена на фиг.7;
39 - устройство первичной обработки,
40 - блок синхронизации и сопряжения,
41 - радарный процессор (РП) канала индикатора кругового обзора (ИКО), структурная схема которого приведена на фиг.8,
42 - радарный процессор каналов индикатора точных координат (ИТК) и экстрактора цели (ЭЦ), выполненный аналогично РП ИКО,
43, 44 - контроллеры локальной вычислительной сети (ЛВС) Ethernet,
45 - цифровое приемное устройство (ЦПУ),
46 - устройство формирования и обработки сложных сигналов (ФОС), структурная схема которого приведена на фиг.9;
47 - контроллер каналов связи и управления, структурная схема которого приведена на фиг.10;
48 - контроллер привода антенны, структурная схема которого и обобщенная структурная схема привода 2 антенны приведены на фиг.11;
49 - устройство вторичной обработки, управления и отображения, структурная схема которого приведена на фиг 12;
М1,..., М7 - магистрали последовательных каналов RS-422 (далее по тексту -магистрали последовательных каналов),
М8 - магистраль цифрового 14-разрядного специализированного интерфейса ввода радиолокационных данных (далее по тексту - магистраль ввода радиолокационных данных),
Е1, Е2 - магистрали ЛВС Ethernet.
Согласно фиг.1 сигнальный вход-выход антенны 1 через вращающийся соединитель  3, кинематически связанный с электромеханическим приводом 2 антенны, соединен со вторым (антенным) входом-выходом волноводного переключателя 4, третий выход (канала эквивалента антенны) которого через направленный ответвитель 8 соединен с согласованной нагрузкой 5. Второй выход направленного ответвителя 8 в режиме функционального контроля РЛС соединяется через волноводно-коаксиальный переход и коаксиальный кабель с линией задержки отражательного типа (ЛЗ), расположенной в приемном устройстве 24.
Первый вход-выход (основного приемопередающего канала РЛС) волноводного переключателя 4 через первый циркулятор 6 связан с сигнальным выходом управляемого усилителя 21 мощности и с сигнальным входом входного устройства 23 защиты и усиления. Четвертый вход-выход (резервного приемопередающего канала РЛС) волноводного переключателя 4 через второй циркулятор 7 связан с выходом переключателя 36 ослабления мощности и с сигнальным входом резервного приемного устройства 34, а управляющий вход волноводного переключателя 4 по сигналу переключения каналов и выход контрольных сигналов состояния волноводного переключателя (обозначены одной двусторонней линией связи) соединены с соответствующими выходом и входом блока 22 управления режимами.
с
В состав основного приемопередающего канала РЛС входят формирователь 9 излучаемых сигналов, сигнальный выход «f» которого подключен к сигнальному входу управляемого усилителя 21 мощности, блок 22 управления режимами и входное устройство 23 защиты и усиления, к выходу которого подключен сигнальный вход «СВЧ вх.» приемного устройства 24.
1
7
Входы управляемого усилителя 21 мощности, на которые поступают управляющий сигнал включения питания основного (сложного) приемопередающего канала РЛС («Кан.Сл.Вкл.»), сигналы включения первого или второго канала усиления («Вкл.кан.1», «Предв.вкл.кан.2», «Вкл.кан.2») и сигналы, устанавливающие уровень ослабления выходной мощности («Ослаб.10 дБ», «Ослаб.20 дБ»), а также выходы контрольных сигналов состояния управляемого усилителя 21 мощности (обозначены одной двусторонней линией связи) соединены с соответствующими выходами и входами блока 22 управления режимами, а входы, на которые поступают код несущей частоты «HЧ»,..., «НЧ» и задающий сигнал амплитудной модуляции «АМ2», подключены к соответствующим выходам блока 40 синхронизации и сопряжения, входящего в состав устройства 39 первичной обработки.
Выход блока 22 управления режимами, на котором формируется сигнал «Кан.Имп.Вкл.» включения питания резервного (импульсного) приемопередающего канала РЛС, соединен с входом ИВЭП 32 резервного приемо-передающего устройства и с входами питания напряжением ±27 В импульсного передатчика 33 и резервного приемного устройства 34. К соответствующим выходам ИВЭП 32, на которых формируются напряжения постоянного тока различных номиналов (обозначены одной линией связи), подключены входы питания переключателя 36 ослабления мощности, блока 37 управления переключателем и блока 38 управления и синхронизации.
Вход блока 22 управления режимами, на который последовательным восьмиразрядным кодом поступают соответствующие управляющие сигналы, а также входы синхронизации, считывания и записи и выходы контрольных сигналов (для простоты обозначены одной двусторонней линией связи) соединены, как будет показано ниже, с соответствующими выходами и входами дискретных сигналов контроллера 47 каналов связи и управления.
В состав формирователя 9 излучаемых сигналов, более подробная структурная схема которого приведена на фиг.2, входят четыре задающих генератора 10,..., 13, три блока 15, 16, 17 преобразования частоты, блок 19 АМ-ФМ, усилительно-умножительный каскад 14, двухканальный умножитель 18 частоты и блок 20 контроля
формирователя.
1
4
5
6
7
Входы первого и второго задающих генераторов 10, 11, образующие коммутационные входы установки несущей частоты формирователя 9, а также соответствующие контрольные входы блока 20 контроля формирователя, подключены к выходам блока 40 синхронизации и сопряжения, на которых формируются коды несущей частоты с первого по четвертый (HЧ,...HЧ) и коды несущей частоты с пятого по седьмой (НЧ, НЧ, НЧ).
Выход первого задающего генератора 10 через усилительно-умножительный каскад 14, в котором производится умножение частоты на 8, соединен с первым входом первого БПЧ 15, второй вход которого соединен с выходом второго задающего генератора 11.
Первый выход первого БПЧ 15 подключен к входу первого канала двухканального умножителя 18 частоты, вход второго канала которого соединен с выходом второго блока 16 преобразования частоты, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым выходом первого БПЧ 15 и с первым выходом третьего задающего генератора 12.
ГЕТ1
ГЕТ2
Выход первого канала двухканального умножителя 18, на котором формируется сигнал первой гетеродинной частоты (f), подключен к первому гетеродинному входу блока 25 СВЧ приемного устройства 24, второй гетеродинный вход (f) которого подключен к первому выходу четвертого задающего генератора 13.
с
Выход второго канала двухканального умножителя 18 частоты, на котором формируется сигнал несущей частоты, соединен с сигнальным входом блока 19 АМ-ФМ, управляющие входы которого по сигналам «Ф1», «Ф2» внутриимпульсной фазовой манипуляции (на фиг.1 обозначены одной линией связи «Ф1, Ф2») соединены с соответствующими выходами блока 40 синхронизации и сопряжения, а управляющий вход амплитудной модуляции, на который поступает последовательность «АМ2-1» импульсов амплитудной модуляции, через блок 20 контроля формирователя соединен с соответствующим выходом управляемого усилителя 21 мощности, выполненного с возможностью формирования вышеуказанных импульсов, соответствующих задающим сигналам «АМ2» амплитудной модуляции, поступающим из блока 40 синхронизации и сопряжения. Выход блока 19 АМ-ФМ образует сигнальный выход «f» формирователя 9 излучаемых сигналов.
Входы третьего блока 17 преобразования частоты соединены соответственно со вторыми выходами задающего генератора 12 и задающего генератора 13, а его выход,
оп
образующий выход сигналов «f» опорной частоты формирователя 9, подключен к опорному входу цифрового приемного устройства 45.
Управляющий вход третьего задающего генератора 12, на который подаются импульсы «Ч» бланкирования формирователя во время работы приемного тракта, соединен через блок 20 контроля формирователя с соответствующим выходом блока 40 синхронизации и сопряжения.
с-к
ГЕТ1-К
ГЕТ2-К
ОП-К
Выход блока 19 АМ-ФМ, на котором формируется контрольный сигнал «f», а также выходы двухканального умножителя 18 частоты, четвертого задающего генератора 13 и третьего блока 17 преобразования частоты, на которых соответственно формируются контрольные сигналы «f», «f» и «f», подключены к соответствующим входам блока 20 контроля формирователя, а выход блока 20, на котором формируется обобщенный сигнал «Испр.форм.» исправности формирователя, соединен с соответствующим входом дискретных сигналов контроллера 47 каналов связи и управления.
Сигнальным входом приемного устройства 24 является вход блока 25 СВЧ, выход которого через предварительный УПЧ 26 соединен с сигнальным входом основного УПЧ 27.
Выход основного УПЧ 27, на котором формируются принятые отраженные сигналы на промежуточной частоте («ПЧ2»), соединен с сигнальным входом цифрового приемного устройства 45, которое конструктивно оформлено в виде мезонинного модуля устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов и связано с ним каналом информационного обмена на базе цифрового специализированного интерфейса.
Выход основного УПЧ 27, на котором в процессе функционального контроля импульсных режимов работы РЛС формируются видеоимпульсы «ВИа» развертки по дальности отраженных сигналов, соединен через блок 40 синхронизации и сопряжения с входами аналоговых интерфейсов радарного процессора 41 канала индикатора кругового обзора и радарного процессора 42 каналов индикатора точных координат и экстрактора целей. Входы цифровых специализированных интерфейсов радарных процессоров 41, 42 посредством магистрали М8 ввода радиолокационных данных соединены с информационным выходом устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов, а входы интерфейсов последовательных каналов соединены с контроллером 47 каналов связи и управления посредством магистрали М2, по которой передается 12-разрядный код текущего пеленга антенны.
Информационные выходы и управляющие входы радарных процессоров 41, 42 через контроллеры 43, 44 ЛВС Ethernet соединены посредством магистралей Е1 и Е2 ЛВС с устройством 49 вторичной обработки, управления и отображения, которое соединено посредством магистралей М5 и М7 последовательных каналов RS-422 соответственно с контроллером 47 каналов связи и управления и с контроллером 48 привода антенны, а контроллер 48 привода антенны соединен с контроллером 47 каналов связи и управления посредством магистрали М6 последовательного канала RS-422.
Интерфейсные входы-выходы последовательных каналов RS-422 блока 40 синхронизации и сопряжения и устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов соединены с контроллером 47 каналов связи и управления посредством магистралей М3 и М4 последовательных каналов RS-422.
Управляющий вход блока 28 формирования сигналов управления ПУ, на который поступают сигналы «Бланк» бланкирования СВЧ каскадов усиления приемного тракта, подключен к соответствующему выходу блока 40 синхронизации и сопряжения, выходы которого по сигналам бланкирования основного УПЧ («БИ»), стробирования ШАРУ («Строб ШАРУ») и запуска ВАРУ («ИЗВ» - импульс запуска ВАРУ) подключены к соответствующим входам основного УПЧ 27.
Выходы блока 28 формирования сигналов управления ПУ, на которых при поступлении сигналов «Бланк», формируются сигналы «Бланк1», «Бланк 2», подключены соответственно к входу бланкирования циклотронного защитного устройства и входу бланкирования МШУ СВЧ (отключением его источника питания) входного устройства 23 защиты и усиления, а выход, на котором формируется сигнал «Бланк УВЧ», подключен к входу бланкирования блока 25 СВЧ.
Входы сигналов синхронизации «СИ», стробирования записи «Строб зап.» и управляющий вход блока 28 формирования сигналов управления ПУ, на который последовательным четырехразрядным кодом поступают сигнал «Атт.» управления аттенюатором входного устройства 23, сигнал «ДО» включения дополнительного ослабления, сигнал «ФК» включения режима функционального контроля и сигнал «Вкл.ГШ» включения генератора шума, соединены с соответствующими выходами дискретных сигналов контроллера 47 каналов связи и управления.
Выход блока 28 формирования сигналов управления ПУ, на котором формируются сигналы управления аттенюатором «Упр.Атт.», подключен к соответствующему управляющему входу МШУ СВЧ входного устройства 23 защиты и усиления, выход, на котором формируются сигналы дополнительного ослабления «ДО (Ус)», подключен к
соответствующему управляющему входу блока 25 СВЧ, а выход, на котором формируется сигнал включения генератора шума «Вкл.ГШ», подключен, как будет показано ниже, к управляющему входу стабилизатора тока питания генератора шума, входящего в состав блока 29 ИВЭП приемного устройства 24 и подающего напряжение питания на генератор 31 шума, который в режиме функционального контроля подключается к сигнальному входу входного устройства 23 защиты и усиления вместо выхода антенного тракта.
Вход контрольных сигналов предварительного УПЧ 26 соединен с выходом блока 30 переключения контрольных сигналов, управляющий вход которого по сигналу «Вкл.Имит.» включения имитации соединен с соответствующим выходом дискретных сигналов контроллера 47 каналов связи и управления, а сигнальный вход, на который подаются контрольные сигналы промежуточной частоты «ПЧ (КС)» соединен с соответствующим выходом цифрового приемного устройства 45.
Выход сигнала «Испр.ПРМ» исправности приемного устройства, который формируется на контрольном выходе основного УПЧ 27, соединен с соответствующим входом дискретных сигналов контроллера 47 каналов связи и управления, выходы дискретных сигналов «Откп.ШАРУ», «Откл.ВАРУ» и «Сигнал 1» (переключение полосы пропускания видеоусилителя) которого, а также выходы аналоговых сигналов ручной регулировки усиления («РРУ»), регулировки порога ШАРУ («П-ШАРУ») и регулировки глубины ВАРУ («ВАРУ-Г»), подключены к соответствующим входам основного УПЧ 27.
Выход импульсного передатчика 33, входящего в состав резервного приемопередающего устройства, подключен к входу направленного ответвителя 35, первый выход которого соединен с входом переключателя 36 ослабления мощности, а второй - с входом автоматической подстройки частоты (АПЧ) резервного приемного устройства 34. Управляющие входы переключателя 36 ослабления мощности по сигналам «0Р», «1Р», задающим уровень ослабления выходной мощности, и выходы контрольных сигналов «0РК», «1РК» (обозначены одной линией связи) соединены с соответствующими выходами и входами блока 38 управления и синхронизации, соединенного магистралями М1, М2 последовательных каналов RS-422 с контроллером 47 каналов связи и управления. По магистрали М1 передаются управляющие и контрольные сигналы, а по магистрали М2 передается 12-разрядный код текущего пеленга антенны.
Выходы блока 38 управления и синхронизации, на которых формируются импульс запуска передатчика «ИЗП», импульс излучения «ИЗЛ» и сигналы регулировки длительности «РД1», «РД2» зондирующего сигнала, подключены к соответствующим
входам импульсного передатчика 33, выходы бланкирующих импульсов «БИП» которого, а также выходы контрольных сигналов готовности «Гот.» и исправности «Испр.» подключены к соответствующим входам блока 38 управления и синхронизации.
Выходы блока 38 управления и синхронизации, на которых формируются импульсы бланкирования приемника («Бланк»), импульсы запуска ВАРУ («ИЗВ»), сигнал отключения ВАРУ и другие сигналы управления приемным устройством, как будет показано ниже, подключены к соответствующим входам резервного приемного устройства 34, контрольный выход которого по сигналу захвата промежуточной частоты «Захв.ПЧ» подключен к соответствующему входу блока 38 управления и синхронизации.
Выходы резервного приемного устройства 34, на которых формируются видеоимпульсы развертки по дальности принятых отраженных сигналов («Видео-Р»), а также выходы блока 38 управления и синхронизации, на которых формируются импульсы «НОД-Р» начального отсчета дальности развертки и упреждающие импульсы запуска «УИЗП», соединены с соответствующими входами блока 40 синхронизации и сопряжения.
a
дв
Информационные выходы электромеханического привода 2 антенны, на которых формируются сигналы q и q углового положения антенны и ротора электродвигателя, и его входы сигналов управления приводом, соединены с соответствующими входами и выходом контроллера 48 привода антенны.
1
7
с
ГЕТ1
ГЕТ2
ОП
Формирователь 9 излучаемых сигналов обеспечивает формирование несущей частоты излучаемых сигналов, которое производится методом прямого синтеза на одной из 12 рабочих точек в зависимости от управляющих сигналов кода несущей частоты (HЧ...,HЧ), формирование на выходе «f» в зависимости от выбранного (одного из трех) режима излучения, задаваемого модулирующими импульсами «АМ2-1» и сигналами «Ф1», «Ф2» внутриимпульсной фазовой манипуляции либо последовательности простых импульсных сигналов (ИМП), либо последовательности одиночных фазоманипулированных импульсов (ИФМ), либо квазинепрерывных фазоманипулированных сигналов (КНС), а также формирование на соответствующих выходах сигналов с частотой первого и второго гетеродинов («f», «f») и сигналов опорной частоты «f».
На фиг.2 структурной схемы формирователя 9 излучаемых сигналов приняты следующие обозначения:
1
9
КГ,...,КГ - кварцевые генераторы с первого по девятый, соответственно,
1
9
ДМ,..., ДМ - диодные модуляторы с первого по девятый, соответственно,
1
2
ДКм, ДКм - первый и второй диодные коммутаторы, соответственно,
1
5
M,..., M - модуляторы с первого по пятый, соответственно,
1
9
У,..., У - усилители с первого по девятый, соответственно,
1
9
БУ,..., БУ - балансные усилители с первого по девятый, соответственно,
1
2
3
CM, См, См - первый, второй, третий смесители, соответственно,
1
2
3
HO, HO, НО - первый, второй, третий направленные ответвители, соответственно,
1
2
B, B - первый и второй вентили, соответственно,
1
2
3
Пр, Пр, Пр - первый, второй, третий усилители-преобразователи, предназначенные для преобразования входных импульсных сигналов логического уровня в разнополярные токи и напряжения,
1
2
3
Уск, Уск, Уск - первый, второй, третий ускорители, обеспечивающие ускорение перезаряда входных емкостей СВЧ диодов во время спада выходных импульсов и, соответственно, уменьшение времени переключения фазового манипулятора и диодного коммутатора,
ФМ - фазовый манипулятор,
ПФ - полосовой фильтр,
Дет - детектор транзисторный
x2 - умножители частоты на 2,
x3 - умножители частоты на 3,
x4 - умножители частоты на 4,
50 - блок порогового контроля напряжений, включающий четыре пороговых устройства, выполненных на операционных усилителях и компараторах. Установка пороговых напряжений для контролируемых сигналов осуществляется резисторами. Если амплитуда контролируемого сигнала превышает пороговое напряжение, на выходе соответствующего порогового устройства формируется сигнал с уровнем логической «1».
1
7
51 - блок логической обработки сигналов, предназначенный для контроля наличия сигналов кода несущей частоты («HЧ,...,HЧ»). Блок выполнен на основе триггеров Шмидта, генераторов и логических элементов И. При отсутствии одного из контролируемых сигналов управления на выходе блока формируется сигнал «Отсутсв.СУ», а при запрещенном коде входных сигналов формируется сигнал «Сбой СУ».
52 - блок контроля наличия бланкирующего сигнала «Ч», выполненный на основе триггера Шмидта, генератора и выходного инвертора. При наличии входного сигнала на выходе инвертора формируется сигнал «Испр.Ч». Кроме этого, блок содержит элемент развязки, выход которого образует транслирующий выход сигнала «Ч» блока.
53 - блок контроля наличия сигнала амплитудной модуляции «АМ2-1», выполненный аналогично блоку 52. При наличии входного сигнала «АМ2-1» на транслирующем выходе блока формируется сигнал «АМ2-1», а на контрольном - «Испр.АМ2».
54 - блок формирования обобщенного сигнала исправности, выполненный на основе логических элементов.
1
2
3
4
1
2
3
4
1
Согласно схеме по фиг.2 первый задающий генератор 10 содержит четыре цепочки из последовательно соединенных кварцевого генератора КГ (КГ, КГ, КГ), диодного модулятора ДМ (ДМ, ДМ, ДМ) и умножителя частоты на 4, выход которого подключен к соответствующему сигнальному входу первого диодного коммутатора ДКм.
1
2
1
2
3
4
Входы первого и второго модуляторов M, М, соединенные с входами с первого по четвертый блока 51 логической обработки сигналов, образуют коммутационные входы установки несущей частоты по сигналам HЧ, НЧ и НЧ, НЧ первого задающего генератора 10 и формирователя 9 излучаемых сигналов.
1
1
2
1
Первый и второй выходы первого модулятора M подключены к управляющим входам первого и второго диодных модуляторов ДМ и ДМ, а третий и четвертый выходы - к первому и второму управляющим входам диодного коммутатора ДКм.
2
3
2
1
Первый и второй выходы второго модулятора M подключены к управляющим входам третьего и четвертого диодных модуляторов ДМ и ДМ, а третий и четвертый выходы - к третьему и четвертому управляющим входам диодного коммутатора ДКм.
1
1
1
2
1
К выходу диодного коммутатора ДКм подключена широкополосная усилительно-умножительная цепочка, состоящая из последовательно соединенных умножителя частоты на 2, усилителя У и полосового фильтра ПФ, выход которого подключен к входу усилительно-умножительного каскада 14, который состоит из последовательно соединенных двух умножителей частоты на 2, балансного усилителя БУ, умножителя частоты на 2 и балансного усилителя БУ, выход которого подключен к первому входу первого смесителя Cм, который является первым входом первого блока 15 преобразования частоты.
5
6
7
5
6
7
2
Второй задающий генератор 11 содержит три цепочки из последовательно соединенных кварцевого генератора КГ (КГ, КГ), диодного модулятора ДМ (ДМ, ДМ) и умножителя частоты на 4, выход которого подключен к соответствующему сигнальному входу второго диодного коммутатора ДКм.
3
Входы третьего модулятора М, соединенные с пятым и шестым входами блока 51 логической обработки сигналов, образуют коммутационные входы установки несущей
5
6
4
7
частоты по сигналам НЧ, НЧ, а вход четвертого модулятора М, соединенный с седьмым входом блока 51 логической обработки сигналов, образует коммутационный вход установки несущей частоты по сигналу НЧ.
Выходы блока 51 логической обработки сигналов, на которых при отсутствии или сбое управляющих сигналов кода несущей частоты, формируются сигналы «Отсут.» и «Сбой», подключены к соответствующим входам блока 54 формирования обобщенного сигнала исправности.
3
5
6
2
Первый и второй выходы третьего модулятора М подключены к управляющим входам пятого и шестого диодных модуляторов ДМ и ДМ, а третий и четвертый выходы - к первому и второму управляющим входам второго диодного коммутатора ДКм.
4
7
2
Первый выход четвертого модулятора М подключен к управляющему входу седьмого диодного модулятора ДМ, а второй - к третьему управляющему входу второго диодного коммутатора ДКм.
2
2
3
1
1
3
4
К выходу второго диодного коммутатора ДКм подключена широкополосная усилительно-умножительная цепочка, состоящая из последовательно соединенных умножителя частоты на 2 и усилителя У, выход которого через усилитель У, вход которого образует второй вход первого блока 15 преобразования частоты, подключен ко второму входу первого смесителя Cм, на выходе которого формируется сигнал с частотой, равной разности частот входных сигналов блока 15 преобразования частоты. К  выходу смесителя Cм подключен двухкаскадный балансный усилитель (БУ, БУ) с выходным делителем мощности на второй ступени усиления, выходы которого образуют первый и второй выходы первого блока 15 преобразования частоты.
7
1
1
ГЕТ1
1
ГЕТ1-К
Первый выход первого блока 15 преобразования частоты подключен к входу первого канала двухканального умножителя 18 частоты, которым является вход одного из умножителей частоты на 2, выход которого через балансный усилитель БУ соединен с входом направленного ответвителя HO с детекторной секцией. Первый выход HO образует выход первого канала двухканального умножителя 18, на котором формируется сигнал первой гетеродинной частоты «f» формирователя 9, а второй выход HO, образующий выход контрольных сигналов «f», соединен с соответствующим входом блока 50 порогового контроля напряжений, входящего в состав блока 20 контроля формирователя.
8
Третий задающий генератор 12 выполнен на основе восьмого кварцевого генератора КГ, выход которого через умножитель частоты на 3 соединен с сигнальным
8
4
входом восьмого диодного модулятора ДМ, к выходу которого подключена усилительно-умножительная цепочка, состоящая из двух последовательно соединенных умножителей частоты на 2 и усилителя У, выход которого образует первый выход третьего задающего генератора 12.
8
5
Управляющий вход диодного модулятора ДМ подключен к выходу пятого модулятора M, вход которого соединен с транслирующим выходом блока 52 контроля наличия бланкирующего сигнала «Ч».
8
5
3
Кроме этого, выход восьмого кварцевого генератора КГ через усилитель У, выход которого образует второй выход третьего задающего генератора 12, подключен к первому входу третьего блока 17 преобразования частоты, который образован входом умножительной цепочки из последовательно соединенных умножителя частоты на 3 и умножителя частоты на 2, выход которого подключен к первому входу третьего смесителя См.
9
6
2
2
ГЕТ2
2
ГЕТ2-К
Четвертый задающий генератор 13 выполнен на основе девятого кварцевого генератора КГ, к выходу которого подключена усилительно-умножительная цепочка, состоящая из последовательно соединенных умножителя частоты на 4, умножителя частоты на 2, усилителя У и умножителя частоты на 2, выход которого подключен к входу второго направленного ответвителя HO. Первый выход направленного ответвителя HO образует выход сигнала «f» второй гетеродинной частоты формирователя 9, а второй выход HO, на котором формируется контрольный сигнал «f», соединен с соответствующим входом блока 50 порогового контроля напряжений.
9
7
8
3
Кроме этого, к выходу девятого кварцевого генератора КГ подключен вход усилительно-умножительной цепочки, состоящей из усилителя У, умножителя частоты на 4 и усилителя У, выход которого, образующий второй выход четвертого задающего генератора 13, подключен ко второму входу третьего смесителя См, образующему второй вход третьего блока 17 преобразования частоты.
3
10
ОП
10
ОП-К
К выходу смесителя См, на котором формируется сигнал с частотой, равной сумме частот входных сигналов, подключена усилительно-умножительная цепочка из умножителя частоты на 4 и усилителя У, выход которого образует выход сигнала «f» опорной частоты формирователя 9. Ко второму выходу усилителя У подключен детектор транзисторный (Дет), выход которого, образующий контрольный выход «f» третьего блока 17 преобразования частоты, подключен к соответствующему входу блока 50 порогового контроля напряжений.
9
Первый выход третьего задающего генератора 12 через усилитель У, вход которого
2
2
5
6
8
9
1
образует второй вход второго блока 16 преобразования частоты, соединен со вторым входом второго смесителя См, первый вход которого (и первый вход блока 16) подключен ко второму выходу первого блока 15 преобразования частоты. К выходу второго смесителя См, на котором формируется сигнал с частотой, равной сумме частот входных сигналов, подключен двухкаскадный балансный усилитель (БУ, БУ), выход которого подключен к входу второго канала двухканального умножителя 18 частоты, включающего второй умножитель частоты на 2 и двухкаскадный балансный усилитель (БУ, БУ), выход которого, образующий выход второго канала двухканального умножителя 18 частоты, соединен с сигнальным входом блока 19 АМ-ФМ, образованного входом первого вентиля B, выход которого соединен с сигнальным входом фазового манипулятора (ФМ).
9
2
3
3
с
с-к
Выход фазового манипулятора через последовательно соединенные девятый диодный модулятор ДМ и второй вентиль В соединен с входом третьего направленного ответвителя НО. Первый выход НО образует сигнальный выход «f» формирователя 9, а его второй, контрольный, выход («f»), подключен к соответствующему входу блока 50 порогового контроля напряжений.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
9
2
3
Блок 19 АМ-ФМ содержит три узла преобразования управляющих сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя-преобразователя Пр, (ПР, Пр), вход которого образует вход соответствующего управляющего сигнала блока 19 АМ-ФМ, и ускорителя Уск (Уск, Уск). Вход первого усилителя-преобразователя Пр соединен с транслирующим выходом блока 53 контроля наличия сигнала амплитудной модуляции «АМ2-1», а входы второго и третьего усилителей-преобразователей Пр и Пр образуют управляющие входы формирователя 9 по сигналам внутриимпульсной фазовой манипуляции «Ф1» и «Ф2». Выход первого ускорителя Уcк подключен к управляющему входу девятого диодного модулятора ДМ, а выходы второго и третьего ускорителей Уск и Уск - к управляющим входам фазового манипулятора ФМ.
ск
гет1
гет2
оп
Выходы блоков 52, 53, на которых формируются сигналы исправности «Испр.Ч» «Испр.АМ2», а также выходы блока 50 порогового контроля напряжений, на которых формируются сигналы «Испр.f», «Испр.f» «Испр.f» «Испр.f» соединены с соответствующими входа блока 54 формирования обобщенного сигнала исправности, выход которого образует выход сигнала «Испр.форм.» исправности формирователя 9 излучаемых сигналов.
Управляемый усилитель 21 мощности, предназначенный для оконечного усиления
мощности выходных сигналов формирователя 9 и передачи их в антенный тракт, представляет собой сложное многофункциональное устройство, содержащее электровакуумный и полупроводниковые усилители СВЧ, вторичные низковольтные и высоковольтные источники питания, полупроводниковый импульсный модулятор, волноводные и ферритовые элементы, синхронизатор, блоки обработки сигналов, управления и контроля. Блоки устройства соединены между собой волноводами, коаксиальными кабелями, низкочастотными кабелями и расположены на теплоотводящем основании - плите сегментной формы. Для нагревающихся элементов конструкции, не соприкасающихся с плитой-основанием, имеются промежуточные отводящие тепло стойки, выполненные из хорошо отводящих тепло материалов, которые одновременно используются для крепления узлов и обеспечения жесткости конструкции в целом.
На фиг.3 структурной схемы управляемого усилителя 21 мощности приняты следующие обозначения:
55 - транзисторный предварительный усилитель мощности (далее по тексту -предварительный усилитель);
56 - диодный переключатель с управляемым аттенюатором на pin-диодах (далее по тексту - диодный переключатель);
57 - транзисторный оконечный усилитель мощности (далее по тексту - первый оконечный усилитель);
58 - второй оконечный усилитель мощности, выполненный на импульсном усилительном клистроне (далее по тексту - второй оконечный усилитель);
59 -  синхронизатор, обеспечивающий формирование и расстановку по времени в необходимой последовательности импульсов запуска для всех каскадов усиления, а также формирование импульсов амплитудной модуляции (АМ2-1) для работы формирователя 9;
60 - блок обработки сигналов, обеспечивающий формирование токов управления pin-аттенюатором диодного переключателя в зависимости от значения кода несущей частоты, а также формирование сигналов исправности по огибающим выходных сигналов соответствующих каскадов усиления;
61 - блок коммутации и контроля, содержащий коммутационные элементы, обеспечивающие включение блоков, входящих в состав управляемого усилителя 21 мощности, в зависимости от внешних управляющих сигналов, включение источников питания, блокировку включения устройств, а также схему задержки, схемы защиты и контроля по току питания, схему контроля смещения, схему контроля высокого напряжения
и три схемы контроля температуры (плиты-основания блока и оконечных усилителей мощности);
62 - импульсный модулятор,
63 - блок высоковольтных источников питания, состоящий из отдельных источников питания с независимой стабилизацией для электропитания элементов импульсного модулятора и клистрона,
64 - циркулятор усилителя мощности (циркулятор УМ),
65 - волноводный переключатель УМ, осуществляющий соответствующее подключение выходного волноводного СВЧ тракта к первому или второму оконечным усилителям мощности;
66 - направленный ответвитель с детекторной секцией, формирующей огибающую выходного сигнала для контроля исправности выхода;
67 - ферритовый переключатель, осуществляющий ступенчатую регулировку выходной СВЧ мощности,
68, 69 - первая и вторая согласованные нагрузки УМ,
70 - блок вторичных источников питания, включающий низковольтные источники питания различных номиналов, необходимых для работы соответствующих блоков управляемого усилителя 21 мощности.
с
Согласно фиг.3 сигнальным входом управляемого усилителя 21 мощности, на который поступает сигнал «f», сформированный на выходе блока 19АМ-ФМ, является вход предварительного усилителя 55, выход которого через диодный переключатель 56 соединен с входом первого оконечного усилителя 57 и с входом второго оконечного усилителя 58, модулирующий вход которого соединен с выходом импульсного модулятора 62.
Первый управляющий вход (по сигналу «Упр.ПК» переключения каналов) диодного переключателя 56 соединен с первым выходом блока 61 коммутации и контроля, а второй управляющий вход - с первым выходом блока 60 обработки сигналов, на котором формируется ток управления аттенюатором диодного переключателя 56 в зависимости от кода несущей частоты «Код f», который поступает на первый вход блока 60 обработки сигналов со второго выхода блока 61 коммутации и контроля.
ОГ
ОГ
ОГ
Ко второму и третьему и четвертому входам блока 60 обработки сигналов подключены контрольные выходы огибающих сигналов предварительного усилителя 55 (U. ПУ), первого оконечного усилителя 57 (U. ОУ1) и детекторной секции направленного ответвителя 66 (U. ОУ), а второй выход блока 60, на котором формируются
сигналы исправности входа и выхода («Испр.вх» и «Испр.вых»), образует одноименный выход управляемого усилителя 21 мощности.
Выход первого оконечного усилителя 57 подключен к первому входу волноводного переключателя 65, второй вход которого через циркулятор 64, соединен с выходом второго оконечного усилителя 58, а управляющий вход подключен к третьему выходу блока 61 коммутации и контроля по сигналу «Упр.ВП». К третьему плечу циркуля-тора 64 подключена первая согласованная нагрузка 68. Выход волноводного переключателя 65 через направленный ответвитель 66, соединен с ферритовым переключателем 67, первый выход которого образует сигнальный выход управляемого усилителя 21 мощности, второй выход соединен со второй согласованной нагрузкой 69, а управляющий вход подключен к четвертому выходу блока 61 коммутации и контроля, на котором формируются сигналы «Ослаб.10 дБ», «Ослаб.20 дБ» ступенчатой регулировки ослабления выходной мощности.
Высоковольтные входы питания импульсного модулятора 62 и второго оконечного усилителя 58 подключены к соответствующим выходам блока 63 высоковольтных источников питания, управляющий вход которого по сигналам предварительного включения «Предв.вкл.» и включения высокого напряжения «Вкп.ВН» соединен с пятым выходом блока 61 коммутации и контроля.
Первый вход синхронизатора 59 соединен с шестым выходом блока 61 коммутации и управления, на котором формируется сигнал включения синхронизатора, второй его вход, на который из блока 40 синхронизации и сопряжения поступает задающий сигнал амплитудной модуляции «АМ2», и первый выход, на котором формируются импульсы амплитудной модуляции «АМ2-1» для формирователя 9 излучаемых сигналов, образуют одноименные вход и выход управляемого усилителя 21 мощности. К выходам со второго по четвертый синхронизатора 59 подключены входы синхронизации предварительного усилителя 55, первого оконечного усилителя 57 и импульсного модулятора 62.
Первый вход блока 61 коммутации и контроля представляет собой соединитель для приема внешних управляющих сигналов «Вкл.кан.1» (включить канал первого оконечного усилителя), «Предв.Вкл.Кан. 2» (предварительное включение канала второго оконечного усилителя), «Вкл.кан.2» (включить второй канал), «Ослаб.10 дБ», «Ослаб.20 дБ», поступающих из блока 22 управления режимами, а также кодов частоты «НЧ1,..., НЧ7», поступающих из блока 40 синхронизации и сопряжения.
Второй вход блока 61 коммутации и контроля, на который поступает сигнал
«Кан.сложн.вкл.», образует вход питания управляемого усилителя 21 мощности. Входное напряжение питания ±27 В через блок 61 подается на вход блока 70 вторичных источников питания, формирующего напряжения различных номиналов для питания усилителей 55, 57, а также на вход блока 63 высоковольтных источников питания.
Третий вход блока 61 коммутации и контроля соединен с выходом контрольных сигналов блока 63 высоковольтных источников питания, а седьмой выход представляет собой выходной соединитель усилителя 21 мощности, на котором формируются контрольные сигналы «Гот.2 кан.» (готовность второго канала), «ВН Вкл.» (высокое напряжение включено), «Перегрев», Rt (сигнал контроля температуры плиты-основания управляемого усилителя мощности).
Блок 22 управления режимами работы передающего устройства осуществляет подачу напряжения питания ±27 В на управляемый усилитель 21 мощности и резервное приемопередающее устройство, формирование управляющих сигналов для управляемого усилителя 21 мощности и прием из него контрольных сигналов, формирование управляющих сигналов переключения волноводных каналов приема-передачи РЛС с помощью волноводного переключателя 4 и контроль за его положением.
На фиг.4 структурной схемы блока 22 управления режимами работы передающего устройства приняты следующие обозначения:
71 - формирователь входных сигналов,
72 - преобразователь последовательного кода в параллельный,
73 - дешифратор входных сигналов,
74 - дешифратор адреса,
75 - формирователь выходных сигналов,
76 - блок усиления и преобразования сигналов Rt контроля температуры (далее по тексту - блок усиления и преобразования сигналов),
77 - регистр первого слова,
78 - регистр второго слова,
79 - первый шифратор,
80 - второй шифратор,
81 - транзисторный ключ,
82 - фазоинверсный каскад,
83 - блок коммутации волноводного переключателя,
84 - развязывающий каскад,
1
22
M,..., И - элементы И с первого по двадцать второй, соответственно,
1
7
ИЛИ,..., ИЛИ - элементы ИЛИ с первого по седьмой, соответственно,
1
12
ГP,..., ГР - каскады гальванической развязки с первого по двенадцатый, соответственно,
1
7
Кл,..., Кл - ключевые каскады с первого по седьмой, соответственно.
Первый вход формирователя 71 входных сигналов образует сигнальный вход блока 22 управления режимами, на который последовательным восьмиразрядным кодом из контроллера 47 каналов связи и управления поступают следующие сигналы:
1р - включить питание канала импульсного (резервного),
2р - включить питание канала сложного (основного),
3р - повышенная готовность (Пов.Гот.),
4р - ослабление 1р (Осл.1р),
5р - ослабление 2р (Осл.2р),
6р - ослабление 3р (Осл.3р),
7р - канал антенна-эквивалент 1р (Кан.Ант.1р),
8р - канал антенна-эквивалент 2р (Кан.Ант.2р).
Входы со второго по седьмой формирователя 71 образуют его входы синхронизации «Синхр.», записи «Зап.», адреса «Адр.1р», «Адр.2р», «Адр.3р» и считывания «Счит.».
Сигнальный выход, а также выходы синхронизации и записи формирователя 71 подключены к соответствующим входам преобразователя 72 последовательного кода в параллельный, выходы сигналов адреса подключены к входам дешифратора 74 адреса, а выход сигнала считывания подключен к входам считывания регистров 77, 78 первого и второго слова, адресные входы «100» и «101» которых подключены к соответствующим выходам дешифратора 74 адреса.
1
2
1
2
Нулевой и первый выходы преобразователя 72 последовательного кода в параллельный, на которых формируются сигналы включения питания импульсного канала (резервного приемо-передающего устройства) и включения питания сложного канала (управляемого усилителя 21 мощности), соответственно через первый и второй каскады гальванической развязки ГР, ГР подключены к управляющим входам первого и второго ключевых каскадов Kл, Кл, выходы которых образуют выходы сигналов «Кан.имп.вкл.» и «Кан.сложн.вкл.» блока 22 управления режимами.
1
2
3
4
Второй выход преобразователя 72 последовательного кода в параллельный, на котором формируется сигнал повышенной готовности («Пов.гот.»), подключен к первым входам элементов И, И, И и И, а выходы с третьего по седьмой, на которых соответственно
формируются сигналы ослабления «Ослаб.1р», «Ослаб.2р», «Ослаб.3р» и сигналы «Кан.ант.1р», «Кан.ант.2р», обозначающие положения волноводного переключателя, при которых антенна осуществляет прием-передачу сигналов импульсного (резервного) канала, либо сложного (основного) канала, подключены к соответствующим входам дешифратора 73 входного сигнала.
На соответствующих выходах дешифратора 73 формируется восемь градаций сигналов ослабления «Ослаб.0»,..., «Ослаб.7», а также сигналы «Кан.имп.ант.», «Кан.имп.экв», «Кан.сложн.ант.», «Кан.сложн.экв.», комбинация которых определяет положение волноводного переключателя 4.
4
8
9
Выход сигнала «Ослаб.0» дешифратора 73 входного сигнала подключен к первому входу восьмивходового элемента ИЛИ, ко второму входу двухвходового элемента И и к первому входу трехвходового элемента И.
4
1
7
12
Выход сигнала «Ослаб.1» дешифратора 73 входного сигнала подключен ко второму входу элемента ИЛИ, к четвертому входу четырехвходового элемента ИЛИ, ко второму входу двухвходвого элемента И и к первому входу четырехвходового элемента И.
4
2
6
13
Выход сигнала «Ослаб.2» дешифратора 73 входного сигнала подключен к третьему входу элемента ИЛИ, к четвертому входу четырехвходового элемента ИЛИ, ко второму входу двухвходового элемента И и к первому входу четырехвходвого элемента И.
4
1
2
5
16
Выход сигнала «Ослаб.3» дешифратора 73 входного сигнала подключен к четвертому входу элемента ИЛИ, к третьим входам элементов ИЛИ и ИЛИ, ко второму входу двухвходового элемента И и к первому входу пятивходового элемента И.
3
4
14
Выход сигнала «Ослаб.4» дешифратора 73 входного сигнала подключен к первому входу четырехвходового элемента ИЛИ, ко второму входу двухвходового элемента И и к первому входу двухвходового элемента И.
1
3
3
10
Выход сигнала «Ослаб.5» дешифратора 73 входного сигнала подключен ко вторым входам четырехвходовых элементов ИЛИ и ИЛИ, ко второму входу двухвходового элемента И и к первому входу трехвходового элемента И.
2
3
2
11
Выход сигнала «Ослаб.6» дешифратора 73 входного сигнала подключен ко второму входу элемента ИЛИ, к третьему входу элемента ИЛИ, ко второму входу двухвходового элемента И и к первому входу трехвходового элемента И.
1
2
3
Выход сигнала «Ослаб.7» дешифратора 73 входного сигнала подключен к первым входам элементов ИЛИ и ИЛИ, к четвертому входу элемента ИЛИ, ко второму
1
15
входу элемента И и к первому входу четырехвходового элемента И.
1
2
3
4
3
4
3
8
16
12
15
10
4
9
13
16
11
15
Выходы элементов ИЛИ и ИЛИ соответственно через третий и четвертый каскады гальванической развязки ГР и ГР соединены с управляющими входами третьего и четвертого ключевых каскадов Кл и Кл, выход первого из которых образует выход сигнала «Ослаб.10 дБ» блока 22 управления режимами, а выход второго - выход сигнала «Ослаб.20 дБ», при этом выход ключевого каскада Кл через восьмой каскад гальванической развязки ГР соединен также с пятым входом элемента И, с четвертыми входами элементов И и И и с третьим входом элемента И, а выход ключевого каскада Кл через девятый каскад гальванической развязки ГР соединен с четвертыми входами элементов И и И и с третьими входами элементов И и И.
3
5
5
5
10
10
11
14
15
Выход элемента ИЛИ через пятый каскад гальванической развязки ГР подключен к управляющему входу ключевого каскада Кл, выход которого образует выход блока 22 управления режимами по сигналу «Вкл.кан.1» включения первого канала (с транзисторным оконечным усилителем) управляемого усилителя 21 мощности. Кроме этого, к выходу ключевого каскада Кл через десятый каскад гальванической развязки ГР подключены вторые входы элементов И, И, И и И.
1
2
3
4
4
6
6
11
9
12
13
16
Выходы элементов И, И, И и И подключены соответственно к входам с пятого по восьмой восьмивходового элемента ИЛИ, выход которого через развязывающий каскад 84 соединен с управляющим входом шестого ключевого каскада Кл, выход которого образует выход блока 22 управления режимами по сигналу «Предв.вкл.кан.2» предварительного включения второго канала (на импульсном усилительном клистроне) управляемого усилителя 21 мощности. Кроме этого, к выходку Кл через одиннадцатый каскад гальванической развязки ГР подключены третьи входы элементов И, И, И и И.
5
6
7
8
Первые входы элементов И, И, И и И соединены с входом блока 22 управления режимами, на который из управляемого усилителя 21 мощности поступает сигнал «Гот.2 кан.» готовности второго канала, поступающий также на соответствующий вход регистра 77 первого слова, входы которого по сигналам «ВН вкл.» (высокое напряжение включено), «Испр.вх» (исправность входа), «Испр.вых» (исправность выхода) и «Перегрев» образуют одноименные входы блока 22 управления режимами, а входы по сигналам «Ослаб.1р», «Ослаб.2р» и «Ослаб.3р» соединены с выходами первого шифратора 79.
5
6
7
8
5
Выходы элементов И, И, И и И подключены к соответствующим входам четырехвходового элемента ИЛИ, выход которого через шестой каскад гальванической
6
7
7
12
9
12
13
16
развязки ГР подключен к управляющему входу ключевого каскада Кл, выход которого соединен с входом транзисторного ключа 81, выход которого образует выход блока 22 управления режимами по сигналу «Вкл.кан.2» включения второго канала управляемого усилителя 21 мощности. Кроме этого, к выходу Кл через двенадцатый каскад гальванической развязки ГР подключены вторые входы элементов И, И, И и И.
Выходы элементов И9,..., И16, на которых соответственно формируются сигналы «Ослаб.0», «Ослаб.5», «Ослаб.6», «Ослаб.1», «Ослаб.2», «Ослаб.4», «Ослаб.7» и «Ослаб.3», подключены к соответствующим входам первого шифратора 79.
6
7
Выходы сигналов «Кан.имп.экв» и «Кан.сложн.ант.» дешифратора 73 входных сигналов подключены к первому и второму входам двухвходового элемента ИЛИ, выход которого через последовательно включенные седьмой каскад гальванической развязки ГР и фазоинверсный каскад 82 соединен с соответствующими входами блока 83 коммутации волноводного переключателя, выходы которого образуют выходы управляющих сигналов блока 22 управления режимами, определяющих положение волноводного переключателя 4.
20
22
19
21
18
22
17
21
Кроме этого, к выходу сигнала «Кан.имп.экв» дешифратора 73 входных сигналов подключены первый вход двухвходового элемента И и первый вход трехвходового элемента И, к выходу сигнала «Кан.имп.ант» подключены первый вход двухвходового элемента И и первый вход трехвходового элемента И, к выходу сигнала «Кан.сложн.ант» подключены первый вход двухвходового элемента И и второй вход элемента трехвходового элемента И, а к выходу сигнала «Кан.сложн.экв» подключены первый вход двухвходового элемента И и второй вход трехвходового элемента И.
17
18
7
19
20
7
Вторые входы элементов И, И и первый вход элемента ИЛИ соединены с входом блока 22 управления режимами, на который поступает сигнал «I-IV-ВП» положения волноводного переключателя 4, при котором осуществляется прием-передача сигналов сложного (основного) канала РЛС, а резервный канал приема-передачи подключен к согласованной нагрузке 5. Вторые входы элементов И, И и ИЛИ образуют вход сигнала «I-II-ВП» второго положения волноводного переключателя, при котором работает импульсный (резервный) канал приема-передачи, а выходной сигнал управляемого усилителя 21 мощности передается на согласованную нагрузку 5 (эквивалент антенны).
7
21
22
2
1
Выход элемента ИЛИ соединен с третьими входами элементов И и И, выходы которых по сигналам «Откл СВЧ» или «Откл CBЧ» отключения импульсного или
17
18
19
20
сложного канала, подключены к одноименным входам регистра 78 второго слова, входы которого по сигналам «Кан.ант.1р» и «Кан.ант.2р» подключены к выходам второго шифратора 80, входы которого соединены с выходами элементов И, И, И и И.
Вход блока 76 усиления и преобразования сигналов образует вход блока 22 управления режимами, на который поступают сигналы «Rt» контроля температуры плиты-основания, на котором размещены блоки управляемого усилителя 21 мощности. Выходы блока 76, на которых формируется четырехразрядный двоичный код градаций температуры Ut1p, Ut2p, Ut3p, Ut4p, подключены к соответствующим входам регистра 78 второго слова.
Выходы регистров 77, 78 первого и второго слова подключены к соответствующим входам формирователя 75 выходных сигналов, на соответствующих выходах которого, образующих одноименные выходы блока 22 управления режимами, формируются контрольные сигналы состояния управляемого усилителя мощности и волноводного переключателя, записанные в регистры 77 и 78.
Приемное устройство 24 предназначено для приема, преобразования и усиления отраженных от целей сигналов, сформированных в передающем устройстве основного канала приема-передачи РЛС.
На фиг.5, структурной схемы приемного устройства 24 приняты следующие обозначения:
85 - блок аттенюаторов, обеспечивающий начальную установку уровня усиления приемного устройства,
86 - усилитель-ограничитель СВЧ,
87 - первый балансный смеситель,
88 - дискретный аттенюатор,
89 - блок усиления и полосовой фильтрации,
90 - второй балансный смеситель,
91 - полосовой фильтр,
92 - избирательный усилитель,
93 - делитель частоты 1:1000,
94 - трехкаскадный регулируемый усилитель,
95 - трехкаскадный усилитель-ограничитель,
96 - блок шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ),
97 - блок временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ),
98 - элемент ИЛИ,
99, 100 - электронные ключи,
101 - избирательный усилитель,
102 - амплитудный детектор,
103 - видеоусилитель,
104 - блок порогового контроля напряжения,
105 - блок преобразования четырехразрядного последовательного кода в четырехразрядный параллельный код (далее по тексту - блок преобразования последовательного кода в параллельный);
106, 107, 108 - элементы ИЛИ,
109 - блок преобразования сигналов логического уровня в токовые сигналы управления (далее по тексту - первый блок преобразования сигналов),
110 - блок преобразования сигналов логического уровня в управляющие напряжения (далее по тексту - второй блок преобразования сигналов);
111 - электронный ключ,
112, 113, 114 - блоки формирования бланкирующих импульсов, каждый из которых содержит последовательно соединенные триггер Шмидта и электронный ключ,
115 - усилитель постоянного тока,
116 - реле,
117 - электронный ключ,
118 - выпрямитель стабилизированный, на выходе которого формируется напряжение ±6 В,
119 - выпрямитель стабилизированный, на выходе которого формируется напряжение - 12 В,
120 - выпрямитель стабилизированный, на выходе которого формируется напряжение ±12 В,
121 - выпрямитель стабилизированный, на выходе которого формируется напряжение +5 В,
122 - выпрямитель стабилизированный, на выходе которого формируется напряжение ±27 В,
123 - стабилизатор тока питания генератора шума
124 - интегральный стабилизатор напряжения +9 В.
Согласно фиг.5 сигнальный вход «СВЧ вх.» блока 25 усиления на СВЧ и двукратного преобразования на ПЧ (и приемного устройства 24) через блок 85 аттенюаторов соединен с сигнальным входом усилителя-ограничителя 86 СВЧ.
ГЕТ1
ГЕТ2
Выход усилителя-ограничителя 86 СВЧ подключен к первому входу первого балансного смесителя 87, второй которого образует первый гетеродинный вход «f» блока 25 СВЧ, а его выход через дискретный аттенюатор 88 соединен с входом блока 89 усиления и полосовой фильтрации, выход которого подключен к первому входу второго  балансного смесителя 90. Второй вход балансного смесителя 90 подключен к выходу полосового фильтра 91, вход которого образует второй гетеродинный вход «f» блока 25 СВЧ.
Выход второго балансного смесителя 90, являющийся выходом блока 25 СВЧ, подключен к сигнальному входу предварительного усилителя 26 промежуточной частоты, которым является вход избирательного усилителя 92. Второй вход избирательного усилителя 92 подключен к выходу делителя 93 частоты, вход которого, образующий контрольный вход предварительного УПЧ 26, подключен к выходу электронного ключа 117 блока 30 переключения контрольных сигналов. Сигнальный вход электронного ключа 117 образует вход контрольных сигналов «ПЧ (КС)» блока 30 (и приемного устройства 24), управляющий вход которого по сигналу «Вкл.имит.» включения имитации через последовательно соединенные усилитель 115 постоянного тока и реле 116 соединен с управляющим входом электронного ключа 117, который в нерабочем (нормально закрытом) состоянии нагружен резистором R.
Выход избирательного усилителя 92, являющийся выходом предварительного УПЧ 26, подключен к сигнальному входу основного усилителя 27 промежуточной частоты, образованному сигнальным входом трехкаскадного регулируемого усилителя 94, бланкирующий вход которого образует вход бланкирующих импульсов «БИ» основного УПЧ 27.
Вход регулировки усиления трехкаскадного регулируемого усилителя 94 соединен с выходом элемента ИЛИ 98, а его выход соединен с входом трехкаскадного усилителя-ограничителя 95, выход которого образует выход сигналов «ПЧ2» промежуточной частоты основного УПЧ 27 и приемного устройства 24.
Кроме этого, к выходу последнего каскада усилителя-ограничителя 95 подключена цепочка из последовательно соединенных избирательного усилителя 101, амплитудного детектора 102 и видеоусилителя 103, выход «ВИа» которого образует выход видеоимпульсов развертки по дальности, а управляющий вход - вход сигнала переключения полосы и регулировки чувствительности видеоусилителя («Сигнал 1») основного УПЧ 27 и приемного устройства 24.
Контрольный выход видеоусилителя 103 подключен к входу блока 104 порогового
контроля напряжения, выход которого образует выход сигнала «Испр.ПРМ» исправности приемного устройства 24.
Кроме этого, к выходу трехкаскадного усилителя-ограничителя 95 подключен вход блока 96 ШАРУ, выход которого соединен с первым входом электронного ключа 99, второй вход которого образует вход сигнала «РРУ» ручной регулировки усиления основного УПЧ 27. Выход электронного ключа 99 подключен к первому входу элемента ИЛИ 98, а его управляющий вход образует вход основного УПЧ 27 (и приемного устройства 24) по сигналу «Откл.ШАРУ» отключения шумовой автоматической регулировки усиления. Вход регулировки порога ШАРУ («П-ШАРУ») и вход стробирования ШАРУ («Строб ШАРУ») блока 96 ШАРУ образуют одноименные входы основного УПЧ 27 и приемного устройства 24.
Входы электронного ключа 100 образуют соответственно вход импульсов запуска ВАРУ («ИЗВ») и вход сигналов «Откл.ВАРУ» отключения временной автоматической регулировки усиления основного УПЧ 27 и приемного устройства 24. Выход электронного ключа 100 подключен к управляющему входу блока 97 ВАРУ, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ 98, а вход образует вход сигнала «ВАРУ-Г» регулировки глубины временной автоматической регулировки усиления основного УПЧ 27 и приемного устройства 24.
К входу сигнала «Бланк» блока 28 формирования сигналов управления приемным устройством подключены первые входы элементов ИЛИ 106 и 107 и входы блоков 112, 113 114 формирования бланкирующих импульсов. Выход блока 112, на котором формируется импульс «Бланк УВЧ», подключен к входу бланкирования усилителя-ограничителя 86, а выходы блоков 113 и 114, на которых формируются сигналы «Бланк 1» и «Бланк 2» бланкирования ЦЗУ и МШУ входного устройства 23 защиты и усиления, образуют одноименные выходы блока 28 формирования сигналов управления приемным устройством.
Сигнальный вход, вход строба записи и вход синхронизации блока 105 преобразования последовательного кода в параллельный образуют соответствующие входы блока 28 формирования сигналов управления, на которые последовательным четырехразрядным кодом поступают сигнал «Атт.» управления аттенюатором МШУ входного устройства 23, сигнал «ДО» (дополнительное ослабление) управления дискретным аттенюатором 88, и команды «ФК» (включить режим функционального контроля) и «Вкл.ГШ» (включить генератор шума).
Выход блока 105 преобразования последовательного кода в параллельный, на
котором формируется сигнал «Атт.» управления аттенюатором, соединен со вторым входом элемента ИЛИ 107, выход которого подключен к входу второго блока 110 преобразования сигналов, а выход последнего образует выход сигналов «Упр.Атт.» блока 28, которые подаются на управляющий вход МШУ СВЧ входного устройства 23 защиты и усиления.
Выход блока 105 преобразования последовательного кода в параллельный, на котором формируется сигнал «ДО (Ус)», подключен ко второму входу элемента ИЛИ 106, выход которого через первый блок 109 преобразования сигналов соединен с управляющим входом дискретного аттенюатора 88 блока 25 СВЧ.
Выходы блока 105 преобразования последовательного кода в параллельный, на которых формируются сигналы «ФК» и «Вкл.ГШ», соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 108, к третьему входу которого подключен контакт кнопки ручного включения генератора шума, а выход элемента ИЛИ 108 подключен к управляющему входу электронного ключа 111, сигнальный вход которого соединен с выходом стабилизатора 123 тока питания генератора шума, а выход образует выход сигнала «Вкл.ГШ» блока 28 формирования сигналов управления приемным устройством.
В состав блока 29 источников вторичного электропитания кроме стабилизатора 123 тока питания генератора шума входят выпрямители 118, 119, 120, 121, 122 напряжения, на выходах которых формируются выходные напряжения различных номиналов для электропитания блоков приемного устройства, как показано на фиг.5, и интегральный стабилизатор 124 напряжения, формирующий напряжение +9В для усилителя-ограничителя 86. Входное питание на интегральный стабилизатор 124 поступает с положительной клеммы выпрямителя 120. Схемы распределения питания от выпрямителей 120 и 121 в блоке 28 и от выпрямителя 118 в основном УПЧ 27 для простоты на фиг.5 не указаны.
Импульсный передатчик 33 резервного приемопередающего устройства состоит из управляемого модулятора и магнетрона, на выходе которого формируются СВЧ импульсы с постоянной несущей частотой. Режимы длительности формируемых импульсов задаются управляющими сигналами «РД1», «РД2». Включение модулятора производится импульсами запуска передатчика «ИЗП», а включение высоковольтного источника питания - импульсами излучения «ИЗЛ».
Резервное приемное устройство 34 выполнено в соответствии со структурной схемой, приведенной на фиг.6, на которой приняты следующие обозначения:
125 - циклотронное защитное устройство,
126 - блок усиления на сверхвысокой и промежуточной частоте (блок СВЧ-ПЧ), выполненный в виде последовательно соединенных малошумящего усилителя СВЧ, фильтра подавления зеркальных помех, первого балансного смесителя, усилителя первой промежуточной частоты, полосового фильтра, и второго балансного смесителя. Кроме этого, блок содержит схемы ВАРУ, РРУ и АРУШ (автоматическая регулировка усиления по шумам);
127 - блок усиления и преобразования на видеочастоту, включающий логарифмический усилитель, видеодетектор и фильтр нижних частот;
128 - блок первого гетеродина, построенный на основе генератора, управляемого напряжением (ГУН);
129 - блок второго гетеродина, построенный на основе генератора на поверхностных акустических волнах (ПАВ);
130 - блок автоматической подстройки частоты (АПЧ), включающий смеситель, выделяющий первую промежуточную частоту, делитель частоты, частотный дискриминатор, усилитель-ограничитель и частотный детектор, формирующий импульсы, изменение амплитуды которых пропорционально отклонению частоты сигнала от эталонного сигнала, формируемого высокостабильным генератором частоты;
131 - блок источников вторичного электропитания.
Входом резервного приемного устройства 34 является вход циклотронного защитного устройства 125, выход которого соединен с входом блока 126 усиления на СВЧ и ПЧ, первый и второй гетеродинные входы которого соединены с выходами блоков 128, 129 первого и второго гетеродинов. Управляющие входы блока 126 по сигналам бланкирования приемного устройства («Бланк»), запуска ВАРУ («ИЗВ»), переключения с ручной регулировки усиления на автоматическую регулировку усиления  («РРУ/АРУ»), а также входы, на которые поступают напряжения, определяющие длительность и глубину ВАРУ («ВАРУ-Д», «ВАРУ-Г»), и напряжения ручной регулировки усиления («РРУ»), образуют одноименные управляющие входы резервного приемного устройства 34.
Сигнальный выход блока 126 СВЧ-ПЧ соединен с входом блока 127 усиления и преобразования на видеочастоту, выход которого образует выход «Видео-Р» видеоимпульсов развертки по дальности приемного устройства 34, а выход повторителя выходного сигнала подключен к входу автоматической регулировки усиления по шумам (АРУШ) блока 126 СВЧ-ПЧ. Управляющий вход блока 127 усиления и преобразования на видеочастоту по сигналу «Пер.пол.» переключения полосы приемника образует
одноименный вход приемного устройства 34.
Сигнальный выход и вход сигнала первой гетеродинной частоты блока 130 автоматической подстройки частоты соединены соответственно с управляющим входом и выходом блока 128 первого гетеродина. Вход блока 130 АПЧ, на который поступает выходной сигнал импульсного передатчика 33, образует вход «АПЧ» резервного приемного устройства 34, управляющий вход которого по сигналу «РПЧ/АПЧ» переключения с ручной на автоматическую подстройку частоты соединен с соответствующим управляющим входом блока 130 автоматической подстройки частоты, а управляющий вход, на который поступают напряжения «РПЧ» ручной подстройки частоты, соединен с соответствующим управляющим входом блока 128 первого гетеродина. Контрольный выход сигнала захвата промежуточной частоты «Захв.ПЧ» блока 130 АПЧ образует одноименный выход резервного приемного устройства 34.
Вход блока 131 ИВЭП образует вход питания приемного устройства 34, а его выходы, на которых формируются напряжения питания различных номиналов, подключены к соответствующим элементам блоков, входящих в состав приемного устройства.
Блок 37 управления переключателем предназначен для формирования напряжений постоянного тока уровня ТТЛ для переключения в соответствующее положение переключателя 36 ослабления мощности.
Блок 37 содержит входной мультиплексор, входы которого образуют входы сигналов «0Р» и «1Р», задающих уровень ослабления, а выход соединен с входом блока транзисторных ключей, включение одного из которых соответствует ослаблению мощности выходного сигнала на 10 дБ, а включение второго - на 20 дБ. Контрольные сигналы формируются в блоке 37 управления переключателем путем съема напряжений, падающих на транзисторных ключах. Эти напряжения поступают через выходной мультиплексор на эмиттерные повторители, выходы которых образуют выходы контрольных сигналов «К0Р» и «К1Р» блока 37 управления переключателем.
Блок 38 управления и синхронизации предназначен для приема информации и команд управления из контроллера 47 каналов связи и управления по каналу RS-422 (магистраль М1), формирования команд управления импульсным передатчиком 33 и резервным приемным устройством 34, приема и отработки контрольных сигналов и передачи их в контроллер 47 каналов связи и управления.
На фиг.7 структурной схемы блока 38 управления и синхронизации приняты следующие обозначения:
132 - микро-ЭВМ с внутренним программируемым запоминающим устройством (ПЗУ) программ, оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) и встроенным цифроаналоговым преобразователем (ЦАП),
133 - программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) типа FLEX 10K, в которой реализованы схемы формирователей сигналов с заданной длительностью и периодом повторения, формирователя тактовых частот, формирователя стробов записи и чтения, формирователей контрольных сигналов, а также регистр выходных команд управления приемо-передающим устройством, регистр входных команд отработки сигналов исправности, регистр входных команд управления ПЛИС, регистры кодов задержки и длительности формируемых сигналов и др.;
134 - программируемое запоминающее устройство программ ПЛИС,
135 - кварцевый генератор,
136 - блок согласования входных сигналов отработки и исправности, выполненный на резисторных матрицах (далее по тексту - блок согласования входных сигналов),
137 - входной формирователь бланкирующих импульсов передатчика («БИП»),
138 - формирователь кодов задержки упреждающих импульсов запуска («УИЗП»), выполненный на цифровых переключателях,
139 - формирователь кодов задержки импульсов бланкирования приемника («Бланк»), выполненный на цифровых переключателях,
140 - формирователь кодов задержки импульсов запуска ВАРУ («ИЗВ»), выполненный на цифровых переключателях,
141 - выходной усилитель упреждающих импульсов запуска,
142 - выходной усилитель импульсов начального отсчета дальности развертки («НОД-Р»)
143 - выходной усилитель импульсов «Бланк»,
144 - выходной усилитель импульсов запуска ВАРУ,
145 - выходной усилитель сигналов управления электропитанием,
146 - регистр команд установки режимов,
147 - регистр контрольных сигналов состояния приемопередающего устройства,
148 - блок цифроаналогового преобразования (ЦАП),
149 - буфер,
150 - формирователь шины управления
151 - формирователь напряжений ручной подстройки частоты («РПЧ»),
152, 153 - приемопередатчики последовательных каналов RS-422 (магистрали M1, M2),
154-соединитель,
155, 156 - разъемы для загрузки программ.
157 - шина управления (SDI),
158 - шина адрес-данные (AD),
159 - вторичный источник питания.
Согласно фиг.7 микро ЭВМ 132 соединена посредством шины 157 управления (SDI) и шины 158 адрес-данные (AD) с ПЛИС 133, с регистром 146 команд установки режимов, с регистром 147 контрольных сигналов состояния и с блоком 148 ЦАП.
На выходах регистра 146 формируются сигналы «РД1», «РД2» регулировки длительности зондирующего сигнала, сигналы «0Р», «1P» регулировки ослабления мощности зондирующего сигнала, сигнал «РРУ/АРУ» переключения с ручной на автоматическую регулировку усиления, сигнал «РПЧ/АПЧ» переключения с ручной на автоматическую подстройку частоты и сигнал «Пер.пол.» переключения полосы приемного устройства. Передача и прием вышеуказанных сигналов производится через внешний соединитель 154.
Регистр 147 служит для записи контрольных сигналов состояния ППУ: «Ток МИ» (ток магнетрона) и «Захв.ПЧ» (захват промежуточной частоты), которые считываются стробом считывания и передаются в микро ЭВМ 132 при формировании пакета контрольной информации.
На выходах блока 148 ЦАП формируются управляющие напряжения ручной регулировки усиления «РРУ», глубины «ВАРУ-Г» и длительности «ВАРУ-Д» временной автоматической регулировки усиления. Опорное напряжение Uоп подается на ЦАП 148 из вторичного источника 159 питания, который формирует выходные напряжения ±3 В, ±5 В и ±12 В для питания соответствующих элементов блока 38 управления и синхронизации.
Кроме этого, к шине 157 управления подключены буфер 149, предназначенный для передачи импульсных сигналов запуска передатчика («ИЗП»), излучения («ИЗЛ») и запуска ВАРУ («ИЗВ»), формирователь 150 шины, предназначенный для приема-передачи управляющих сигналов (SDI, W/R, CLK, CON), приемопередатчик 152 последовательного канала (магистраль М1), по которому передаются пакет управляющих сигналов, устанавливающих режим работы ППУ, и пакет контрольных сигналов состояния ППУ, и приемопередатчик 153 последовательного канала (магистраль М2), по
которому передаются коды текущего пеленга антенны «ТИН».
Передача и прием вышеуказанных сигналов производится через внешний соединитель 154.
К ПЛИС 133 подключены выходы блока 136 согласования входных сигналов отработки и исправности ППУ, на который через внешний соединитель 154 поступают контрольный сигнал («ИЗП контр.», «Гот.») импульсного передатчика, и сигналы «Испр.ПРД», «Испр.ПУ» исправности передатчика и приемника. К ПЛИС 133 подключены также выход входного формирователя 137 импульсов «БИП» и выходы формирователей 138, 139, 140 кодов задержки импульсов «УИЗП», «Бланк» и «ИЗВ», соответственно.
Выходы ПЛИС 133, на которых формируются упреждающие импульсы запуска «УИЗП», импульсы начального отсчета дальности развертки «НОД-Р» и импульсы бланкирования приемного устройства «Бланк», соединены с усилителями 141, 142, 143, выходы которых образуют соответствующие выходы блока 38 управления и синхронизации.
Выход ПЛИС 133, на котором формируется сигнал «ИЗВ», через выходной усилитель 144 и шину 157 управления соединен с входом буфера 149. На другие входы буфера 149 через шину 157 поступают выходные импульсы запуска передатчика «ИЗП» и импульсы излучения «ИЗЛ», формируемые ПЛИС 133. Выходы буфера 149, на которых формируются сигналы «ИЗП», «ИЗЛ» и «ИЗВ» подключены к соединителю 154.
Выходы ПЛИС 133, на которых формируются сигналы «Пит.Подогр.», «Пит.Выкл.» управления электропитанием передатчика, соединены с входами усилителя 145, выходы которого образуют выходы соответствующих сигналов блока 38 управления и синхронизации, передаваемых через соединитель 154.
К выходу цифроаналогового преобразователя, входящего в состав микро ЭВМ 132, подключен формирователь 151 напряжений «РПЧ», передаваемых на выход блока 38 управления и синхронизации через соединитель 154.
Выход кварцевого генератора 135 соединен с входами синхронизации микро-ЭВМ 132 и ПЛИС 133, к входу загрузки программ которой подключено ПЗУ 134.
1
7
Блок 40 синхронизации и сопряжения, входящий в состав устройства 39 первичной обработки, содержит блок синхронизации, формирователи кодов установки несущей частоты HЧ,...,HЧ для формирователя 9 излучаемых сигналов, реализованные на основе генераторов случайных чисел, блоки согласования сигналов «АМ2»,
«Ф1», «Ф2», «Бланк», «БИ», «Ч», «ИЗВ», «строб ШАРУ», поступающих из устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов и транслируемых через блок 40, а также блок согласования видеоимпульсов развертки по дальности, поступающих в режиме функционального контроля из приемного устройства или в режиме работы резервного канала поступающих из резервного приемного устройства 34. Блок 40 синхронизации и сопряжения реализован на основе технологии ПЛИС и имеет также аналоговые схемы.
Радарные процессоры 41, 42 предназначены для обработки видеосигналов РЛС и осуществляют формирование данных соответственно для канала индикатора кругового обзора и каналов индикатора точных координат и экстрактора целей. Управление и вывод данных радарных процессоров осуществляется по последовательным каналам локальной вычислительной сети Ethernet 10BASE-T (витая пара).
На структурной схеме фиг.8 радарного процессора 41 (42) приняты следующие обозначения:
160, 161, 162 - первый, второй и третий цифровые сигнальные процессоры (ЦСП) типа SHARC (ADSP-21062),
163 - программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) радарных интерфейсов,
164 - программируемая логическая интегральная схема интерфейса с мезонинным модулем контроллера ЛВС,
165 - аналого-цифровой преобразователь,
166, 167 - ПЗУ (FLASH-память) программ ЦСП,
168, 169 - ПЗУ программ ПЛИС.
Согласно фиг.8 ПЛИС 163 радарных интерфейсов соединена магистралями прямого доступа в память (IDМА) с первым и вторым ЦСП 160, 161, которые соединены между собой и с третьим ЦСП 162 посредством шин обмена данными (Link).
Второй ЦСП 161 соединен посредством магистрали IDMA с ПЛИС 164, к которой через контроллер 43 (44) ЛВС Ethernet подключена магистраль Е1 (Е2).
К цифровым интерфейсам ПЛИС 163 подключены магистраль М2 последовательного канала RS-422, по которой передается код текущего пеленга антенны, и магистраль М8 цифрового специализированного 14-разрядного интерфейса ввода радиолокационных данных, по которой в радарный процессор поступает информация из устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов.
Для приема видеосигналов «ВИа» (в импульсных режимах работы основного
канала приема-передачи РЛС) и «Видео-Р» (в режиме работы резервного канала приема-передачи РЛС) радарный процессор 41 (42) имеет аналоговый интерфейс (АЦП 165). В АЦП 165 производится оцифровка поступающих видеосигналов, а выход АЦП 165 соединен с входом ПЛИС 163, синхронизируемой импульсами, которые поступают из блока 40 синхронизации и сопряжения вместе с видеосигналами.
Цифровое приемное устройство 45 обеспечивает аналого-цифровое преобразование сигнала промежуточной частоты, формирование цифровых квадратурных компонент сигнала, демодуляцию, цифровую фильтрацию сигнала и формирование контрольного сигнала промежуточной частоты «ПЧ (КС)». Схемы реализации цифровых приемных устройств известны из уровня техники и рассмотрены, например, в [6].
Устройство 46 формирования и обработки сложных сигналов (ФОС) выполняет функции формирования и обработки сигналов когерентной дальностно-допплеровской РЛС, работающей со сложными амплитудно-фазоманипулированными сигналами.
На фиг.9 структурной схемы устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов, отражающей архитектуру, шинную организацию и основные сигналы в их функциональном назначении, приняты следующие обозначения:
170 - управляющий сигнальный процессор (УСП), реализованный на микросхеме ADSP 2183,
171 - энергонезависимое программируемое запоминающее устройство (ПЗУ), реализованное на микросхеме AMF040 для хранения программ работы УСП, кластеров корреляционно-спектральной обработки, файлов архитектуры системного интерфейса, файлов архитектуры ввода команд управления и файлов архитектуры устройства сжатия;
172 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ),
173 - контроллер шин управления и информационного обмена данными (далее по тексту - контроллер шин),
174 - кодирующее устройство, реализованное на основе ПЛИС XCV50,
1
8
175,...,175 - блоки цифровых устройств сжатия сигналов (далее по тексту -блоки сжатия сигналов), реализованные на основе ПЛИС XCV50,
1
8
176,..., 176 - сигнальные процессоры (ADSP 2185),
1
8
177,..., 177 - ОЗУ внешней памяти данных,
178 - порт интерфейса с цифровым приемным устройством,
179 - порт последовательного канала RS-422,
180 - тактовый генератор,
181 - сторожевой таймер, реализованный на микросхеме ADM706 и логике,
182, 183 - соединители,
184, 185, 186, 187 - буферы.
Устройство 46 ФОС представляет собой программно-аппаратное устройство на основе ПЛИС программируемой логики фирмы Xilinx и сигнальных процессоров фирмы Analog Devices Inc. с загружаемым из встроенной Flash-памяти программно-математическим обеспечением, что позволяет изменять структуру сигналов и алгоритмы их обработки в зависимости от режима работы.
1
2
8
1
2
8
1
2
8
1
2
8
Согласно фиг.9 в состав устройства 46 входят кодирующее устройство 174, формирующее структуру зондирующих сигналов, управляющий сигнальный процессор 170 и восемь связанных между собой кластеров устройства корреляционно-спектральной обработки сигналов, включающих каждый блок 175 (175,..., 175) сжатия сигналов, соединенный с ОЗУ 177 (177,..., 177) внешней памяти данных, и сигнальный процессор 176 (176,..., 176), соединенный с блоком 175 (175,..., 175) сжатия сигналов посредством шины последовательного канала (SPORT), шин программируемых интерфейсов (FL, PL), шин управления (WR, RD, DMS, PMS, IDMS), и шин адрес-данные (AD).
Управляющий сигнальный процессор 170 связан посредством системы шин адреса (ADDRES Bus), данных (DATA Bus) и управления (WR, RD, BMS, PMS, DMS, IDMS) с ПЗУ 171, ОЗУ 172 и кодирующим устройством 174, связан с контроллером 173 шин посредством шин управления и адреса и, кроме этого, связан с кодирующим устройством 174 шинами последовательного канала (SPORT), программируемого интерфейса (PF), управления (BR, BG, BHG), прерывания (IRQ) и синхронизации (CLK).
1
8
Порты прямого доступа в память (IDMA) сигнальных процессоров 176,..., 176 связаны с контроллером 173 шин посредством шин прямого доступа в память, по которым передаются управляющие сигналы (CS, IAL, IWR, IRD). Последовательные порты сигнальных процессоров, через которые передаются информационные данные, через буфер 184 соединены с шиной данных.
Кроме этого, управляющий сигнальный соединен со сторожевым таймером 181 и через буфер 185 - с соединителем 182, используемым в качестве технологического порта для загрузки и отладки программ.
1
8
Кодирующее устройство соединено с блоками 175,..., 175 сжатия сигналов посредством системы шин (IOXC), по которым в процессе корреляционной обработки сигналов передаются слова сформированной структуры зондирующего сигнала.
1
8
Кодирующее устройство 174 соединено также с портом 178 интерфейса с ЦПУ, через который из ЦПУ 45 в блоки 175,..., 175 поступают цифровые квадратурные компоненты информационных сигналов, и с портом 179 последовательного канала RS-422, через который по магистрали М4 осуществляется связь с контроллером 47 каналов связи и управления.
Информационный выход кодирующего устройства 174 (и устройства 46 ФОС), на котором формируются радиолокационные данные, через буфер 186 и соединитель 183 связан посредством магистрали М8 14-разрядного специализированного интерфейса (Dout) с входами цифровых интерфейсов радарных процессоров 41 и 42.
Кроме этого, выходы формируемых кодирующим устройством 174 модулирующих (АМ2, Ф1, Ф2) и коммутирующих (Ч, Бланк, БИ, ИЗВ, Строб ШАРУ) сигналов, через буфер 187 и соединитель 183 связаны с блоком 40 синхронизации и сопряжения, который транслирует эти сигналы, как было показано выше, в соответствующие устройства передающего и приемного трактов основного канала приема-передачи РЛС.
На фиг.10 структурной схемы контроллера 47 каналов связи и управления приняты следующие обозначения:
188 - микропроцессорный блок управления (МБ-У),
189 - микропроцессорный блок антенны (МБ-А), работающий в режиме сопроцессора МБ-У 188,
190 - блок внешних связей (ВС),
191 - блок контроля и согласования (БКС),
192 - центральный процессор (ЦП),
193 - устройство памяти данных, выполненное в виде оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) на 8 Кбайт,
194 - устройство памяти программ (программируемое запоминающее устройство),
195 - сторожевой таймер,
196, 197 - первое и второе устройства параллельного ввода-вывода (ППВВ), каждое из которых содержит по три программируемых порта ввода-вывода, линии которых выведены на соединитель блока,
198 - регистр индикации (РгИ),
199 - драйвер-ресивер последовательного канала RS-232 (далее по тексту - драйвер-ресивер),
200 - блок согласования сигналов,
201 - контроллер последовательных каналов (RS-422),
202 - блок гальванооптической развязки (ГОР),
203 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП),
204 - блок преобразования интерфейсов RS-232/RS-422.
Контроллер 47 каналов связи и управления содержит два микропроцессорных блока 188 и 189, блок 190 внешних связей и блок 191 контроля и согласования.
Каждый из микропроцессорных блоков 188, 189, выполненных по одинаковым схемам, содержит центральный процессор 192, имеющий шину адреса (А), по которой передаются восемь старших разрядов адреса, двунаправленную шину адрес-данные (AD), по которой передаются восемь младших разрядов адреса и байты данных, и двунаправленную шину быстродействующего порта Р1.0-Р1.7.
В адресном пространстве шин А и AD расположены устройство памяти данных 193, устройство памяти программ (ПЗУ 194), два устройства 196, 197 параллельного ввода-вывода, а также сторожевой таймер 195 и регистр 198 индикации, выход которого соединен с цифровым индикатором. Кроме этого, ЦП 192 имеет встроенную схему последовательно канала ввода-вывода (RXD-TXD), которая согласуется с внешними линиями связи посредством драйвера-ресивера 199.
Входы-выходы первых устройств 196 параллельного ввода-вывода микропроцессорных блоков 188 и 189 соединены между собой программно управляемой шиной обмена информацией, а вход-выход второго устройства 197 ППВВ микропроцессорного блока 188 соединен с блоком 200 согласования сигналов, который выполнен на ПЛИС типа ALTERA 10К3О, реализующей функции программно-аппаратного сопряжения микропроцессорного блока 188 управления с блоком 191 контроля и согласования и с контроллером 201 последовательных каналов, который реализован на базе микросхем UART-TL16C.
К контроллеру 201 последовательных каналов подключены магистрали М1,..., М6 последовательных каналов RS-422, посредством которых контроллер 47 каналов связи и управления соединен с соответствующими устройствами РЛС, как показано на фиг.1.
Блок 191 контроля и согласования, выполняющий функции приема-передачи управляющих и контрольных сигналов и согласования их с характеристиками линий связи, содержит блок 202 гальванооптической развязки, соединенный с блоком 200 согласования сигналов, цифроаналоговый преобразователь 203, соединенный с выходом быстродействующего порта Р1.0-Р1.7 микропроцессорного блока 188 управления,
и блок 204 преобразования интерфейсов RS-322/RS-422, соединенный с драйвером-ресивером 199 микропроцессорного блока 189 антенны.
К выходу блока 204 преобразования интерфейсов подключена магистраль М2 последовательного канала RS-422, по которой в радарные процессоры 41 и 42 и в блок 38 управления и синхронизации резервного ППУ передается 12-разрядный код текущего пеленга антенны.
Соответствующие выходы блока 202 ГОР образуют выходы дискретных сигналов контроллера 47 каналов связи и управления, а именно:
сигналов переключения каналов антенны («Кан.ант.1р», «Кан.ант.2р»), сигналов управления усилителем 21 мощности («Кан.имп.вкл.», «Повыш.гот.», «Кан.сл.вкл.»), сигналов ослабления («Осл.1р», «Осл.2р», «Осл.3р») и сигнала включения резервного канала приема-передачи РЛС, передаваемых в блок 22 управления режимами работы передающего устройства;
строба записи «Строб зап.», синхроимпульсов «СИ» и кодов управляющих сигналов «Атт.», «ДО», «Вкл.ГШ», «ФК», передаваемых в блок 28 формирования сигналов управления приемным устройством;
сигнала включения имитации «Вкл.Имит.» передаваемого в блок 30 переключения контрольных сигналов приемного устройства 24;
сигнала переключения полосы пропускания и регулировки чувствительности («Сигнал 1»), передаваемого на управляющий вход видеоусилителя 103 основного УПЧ 27;
сигналов отключения ВАРУ и ШАРУ, поступающих в основной УПЧ 27.
Соответствующие входы блока 202 ГОР образуют вход сигнала «Испр.форм.» исправности формирователя, поступающего из блока 20 контроля формирователя, сигнала «Испр.ПРМ» исправности приемника, поступающего из блока 104 контроля приемного устройства 24, также группы контрольных сигналов «Испр.вх.», «Испр.вых.», «ВН вкл.», «ВН откл.», «Гот.2к.», «Откл.СВЧ1», «Откл СВЧ2», «Осл.1р, 2р, 3р», «Перегрев» и сигналов контроля температуры Ut1p,..., Ut4p, поступающих из блока 22 управления и контроля.
На выходе ЦАП 203 формируются напряжения «РРУ» ручной регулировки усиления, «П-ШАРУ» регулировки порога ШАРУ и «ВАРУ-Г» регулировки глубины ВАРУ, передаваемые в основной УПЧ 27.
На фиг.11 структурной схемы привода 2 антенны и контроллера 48 привода антенны и приняты следующие обозначения:
205 - микропроцессорный блок управления,
206 - блок внешних связей,
207 - блок контроля и согласования,
208 - центральный процессор,
209 - устройство параллельного ввода-вывода,
210 - блок согласования и преобразования сигналов, реализованный на ПЛИС ALTERA 10К30,
211 - контроллер последовательных каналов,
1
2
212, 212  - первый и второй блоки цифрового преобразования угла,
1
2
213, 213 - первый и второй усилители мощности,
214 - бесколлекторный моментный двигатель,
215 - силовой редуктор,
216 - датчик двигателя,
217 - датчик антенны.
1
2
дв
A
Согласно фиг.11 электромеханический привод 2 антенны, обеспечивающий требуемую скорость вращения антенны, установку ее в заданное положение и сканирование в заданном секторе углов, содержит бесколлекторный моментный двигатель 214 типа ДБМ-120, силовой редуктор 215 с передаточным числом i≈30 и два усилителя 213, 213 мощности. Перед редуктором 215 на валу двигателя установлен датчик 216 двигателя типа ВТ-60, вырабатывающий данные q о положении ротора моментного двигателя, а на выходном валу редуктора установлен датчик 217 антенны, выполненный в виде бесконтактного датчика угла типа "5 БВТ", вырабатывающего данные q об угловом положении антенны.
1
2
Усилители 213, 213 мощности выполнены по схеме транзисторных мостов, одна диагональ которых подключена к источнику питания, а другая - к обмотке двигателя 214. Подача питания на обмотки двигателя осуществляется широтно-импульсными (ШИМ) сигналами, которые формируются на выходе блока 210 согласования и преобразования сигналов контроллера 48 привода антенны.
Контроллер 48 привода антенны содержит микропроцессорный блок 205 управления, блок 206 внешних связей и блок 207 контроля и согласования.
1
2
Микропроцессорный блок 205, выполненный аналогично микропроцессорным блокам 188, 189, включает в себя центральный процессор 208 и устройство 209 параллельного ввода-вывода, первый порт которого соединен с выходами блоков 212, 212 цифрового преобразования угла, а второй - с блоком 210 согласования и преобразования
сигналов и с контроллером 211 последовательных каналов.
1
2
Блок 210 выполнен на основе ПЛИС, реализующей функции управления и согласования, а также выработки на основании кодов управления приводом, поступающих из ЦП 208, сигналов с широтно-импульсной модуляцией, которые передаются на управляющие входы усилителей 213, 213 мощности.
1
2
дв
A
Выходы датчика 216 двигателя и датчика 217 антенны соединены с входами первого и второго блоков 213, 213 цифрового преобразования угла, осуществляющих преобразование сигналов q и q в цифровые 13-ти разрядные коды для передачи в центральный процессор 208.
К контроллеру 211 последовательных каналов подключены магистраль М6, по которой данные углового положения антенны передаются в контроллер 47, и магистраль М7, по которой из устройства 49 вторичной обработки, управления и отображения поступают команды управления приводом (тип движения, положение визира, сканирование), а из контроллера 48 передаются вычисленные значения ошибки привода Δq и значения управляющих сигналов по каналам Cos и Sin.
На фиг.12 структурной схемы устройства 49 вторичной обработки, управления и отображения приняты следующие обозначения:
218 - выносной терминал,
219 - устройство управления, обработки и согласования (УУОС),
220 - видеопроцессор (ВП), выполненный в виде одноплатной ЭВМ типа CPU 686 Е с процессором Geode GX1, имеющим системную шину ISA по стандарту IEEE-Р966, встроенное перепрограммируемое запоминающее устройство типа Flash disk 8 МБ, видео ОЗУ (выделяемое из общего объема памяти), порты для подключения последовательных интерфейсов RS-232, интерфейса Ethernet 10/100 Base TX (через соединитель RJ-45), порт EIDE для подключения долговременного запоминающего устройства (compact Flash disk), порт SVGA для подключения дисплея, стандартный порт TFT для подключения TFT и EL панелей и др. Видеосистема компьютера CPU 686E выполнена на базе видеоконтроллера БИС Сх 5530, обеспечивающего возможность управления дисплеем с максимальным разрешением 1280×1924 пикселов при 256 цветах. Задание конфигурации CPU 686E осуществляется с помощью микросхемы последовательного EEPROM, которая позволяет хранить программы установки (программа SETUP), адреса портов I/O и др. параметры настройки.
221 - управляющий процессор, выполненный в виде одноплатной ЭВМ типа CPU 686E,
222 - командный процессор, выполненный в виде одноплатной ЭВМ типа CPU 686Е,
223 - информационный дисплей, например, типа ВМЦ-45ЖКМ, обеспечивающий отображение информации, передаваемой по интерфейсу RGB,
224 - электронная панель управления, например, типа EL640.400-C3 Panel,
225 - лицевая панель органов управления и индикации (далее по тексту - лицевая панель),
226 - счетчик моточасов,
227 - группа функциональных кнопок,
228 - координатно-указательное устройство (трекбол),
229 - светодиодное табло,
230 - технологическая клавиатура
231 - блок преобразования сигналов нажатия кнопок в код (далее по тексту -блок преобразования сигналов),
232 - усилитель видеосигналов,
233 - блок управления индикаторами,
234 - модуль изолированного цифрового ввода-вывода (плата D132-5),
235 - модуль аналого-цифрового ввода-вывода (плата UNIO96-1 Low-Cost Analog/Digital I/O Card),
236, 237, 238, 239 - блоки изолированных преобразователей интерфейса RS-232 в интерфейс RS-422 с первого четвертый, соответственно (далее по тексту - блоки преобразования интерфейсов),
240, 241, 242 - первое, второе и третье ДЗУ (Compact Flash Disk - 512 MB),
243 - контроллер последовательных каналов RS-232 (плата 5558 Octal Serial Card),
244 - контроллер мультиплексного канала (плата TX-MP-DB-121SA-M),
245 - коммутатор локальной вычислительной сети Ethernet (модуль БТ23-415А),
246 - усилитель RGB сигналов.
Согласно фиг.12 устройство 49 вторичной обработки, управления и отображения информации содержит устройство 219 управления, обработки и согласования, выполненное на основе видеопроцессора 220 и управляющего процессора 221, и выносной терминал 218 (автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора РЛС) на основе командного процессора 222, оснащенный рабочими органами для ввода управляющей информации в устройства комплекса и средствами отображения информации.
Порт EIDE видеопроцессора 220 соединен с первым ДЗУ 240, порт SVGA через усилитель 246 сигналов RGB, соединен с входом информационного дисплея 223 выносного терминала 218, порт Ethernet соединен с первым входом-выходом коммутатора 245 ЛВС, а к портам последовательных каналов RS-232 подключены первый и второй блоки 236, 237 преобразователей интерфейсов. К первому блоку 236 преобразователей интерфейсов подключена магистраль М5 последовательного канала RS-422, по которой осуществляется связь с контроллером 47 каналов связи и управления, а ко второму - магистраль последовательного канала RS-422 связи УУОС 219 с выносным терминалом 218, которая соединена через четвертый блок 239 преобразователей интерфейсов с контроллером 243 последовательных каналов выносного терминала.
Пятый и второй входы-выходы коммутатора 245 ЛВС соединены посредством соответствующих магистралей ЛВС с портами Ethernet командного процессора 222 и управляющего процессора 221, а к его третьему и четвертому входам-выходам подключены магистрали Е1 и Е2 ЛВС Ethernet, посредством которых обеспечивается связь с радарными процессорами 41 и 42.
Порт EIDE управляющего процессора 221 соединен со вторым ДЗУ 241, порт последовательного канала RS-232 соединен с третьим блоком 238 преобразователей интерфейсов, к которому подключена магистраль М7 последовательного канала RS-422, посредством которой обеспечивается связь с контроллером 48 привода антенны, а к системной шине управляющего процессора 221 подключен контроллер 244 мультиплексного канала, через который осуществляется информационный обмен с внешними системами.
К системной шине командного процессора 222 подключены контроллер 243 последовательных каналов, модуль 235 аналого-цифрового ввода-вывода, предназначенный для ввода информации из устройства слежения за температурным режимом, и модуль 234 изолированного цифрового ввода-вывода, предназначенный для ввода сигналов исправности источников вторичного электропитания.
Порт EIDE командного процессора 222 соединен с третьим ДЗУ 242, порт TFT (видеовыход, совместимый с дисплеями на основе ТFТ-панелей) через усилитель 232 видеосигналов соединен с входом электронной панели 224 управления, а к портам последовательных каналов RS-232 подключены выход блока 231 преобразования сигналов и  вход блока 233 управления индикаторами.
Первая группа входов блока 231 преобразования сигналов соединена с выходами сигнальных цепей группы функциональных кнопок 227 лицевой панели терминала,
а вторая - с выходами сигнальных цепей клавиатуры 230. В состав функциональных кнопок входят кнопки включения питания, включения РЛС, кнопки режимов, кнопки включения и остановки привода антенны и др.
Выходы блока 233 управления индикаторами соединены с входами сигнальных цепей индикаторов светодиодного табло 229, которые индицируют состояние различных устройств РЛС.
Кроме этого, на лицевой панели 225 установлены счетчик 226 моточасов, индицирующий время работы станции, и трекбол 228 с тремя клавишами, посредством которого оператор вводит в вычислительную систему управляющие сигналы электронной панели управления 224 и осуществляет управление информационным дисплеем 223).
Радиолокационная станция работает следующим образом.
После включения питания и окончания тестовой проверки вычислительной системы РЛС оператор, используя органы управления выносного терминала (группа функциональных кнопок 227, трекбол 228, клавиатура 230, электронная панель 224 управления), обеспечивает функционирование РЛС либо в режимах работы основного канала приема-передачи РЛС, либо в режиме работы резервного канала приема-передачи РЛС, либо в режиме функционального контроля.
Режимы работы основного канала приема-передачи различаются по типу формируемого зондирующего сигнала: импульсного (ИМП), импульсного с внутриимпульсной фазовой манипуляцией (ИФМ) и квазинепрерывного сигнала с амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (КНС). В каждом из выбранных режимов работы оператором задается шкала дальности и режим установки несущей частоты (без перестройки, либо с перестройкой каждый период зондирования). Кроме этого, оператором задается режим работы привода антенны (тип движения, положение визира, сканирования, скорость и т.п.).
При использовании оператором группы функциональных кнопок 227 и клавиатуры 230 их сигналы через блок 231 преобразования сигналов поступают в командный процессор 222, а из его порта Ethernet через коммутатор 245 ЛВС передаются в видеопроцессор 220 и управляющий процессор 221 с использованием соответствующих магистралей ЛВС.
Работа с электронной панелью 224 управления обеспечивается с помощью трекбола 228, выходные сигналы которого поступают в контроллер 243 последовательных каналов, связанный через системную шину с командным процессором 222, а
из контроллера 243 через блок 239 преобразователей интерфейсов по магистрали канала RS-422 передаются в УУОС 219, в котором через блок 237 преобразования интерфейсов поступают в порт RS-232 видеопроцессора 220.
Далее сигналы управления устройствами основного (или резервного) приемопередающего канала с выхода второго порта RS-232 видеопроцессора 220 через блок 236 преобразователей интерфейсов поступают в магистраль М5 последовательного канала RS-422 и передаются по ней в контроллер 47 каналов связи и управления.
Управляющий процессор 221 в соответствии с поступающими сигналами формирует сигналы управления приводом антенны, которые из его порта RS-232 через блок 238 преобразования интерфейсов поступают в магистраль М7 последовательного канала RS-422 и передаются по ней в контроллер 48 привода антенны.
упр.sin
упр.cos
упр.sin
упр.cos
1
2
В контроллере 48 привода антенны принятые сигналы через контроллер 211 последовательных каналов и устройство 209 ППВВ поступают центральный процессор 208, который формирует коды сигналов q и q управления двигателем привода, поступающие в блок 210 согласования и преобразования сигналов. В блоке 210 эти сигналы преобразуются в широтно-импульсные сигналы, ширина которых пропорциональна модулю |q| или |q|, и передаются на управляющие входы усилителей 213, 213 мощности, обеспечивающих требуемый режим работы бесколлекторного моментного двигателя 214.
А
дв
Контроль работы привода 2 антенны осуществляется с помощью датчика 217 антенны, вырабатывающего сигналы q углового положения антенны, и с помощью датчика 216 двигателя, соединенного с валом двигателя через точный редуктор с безлюфтовой передачей с тем же передаточным числом и вырабатывающего сигнал q, используемый для формирования обратной связи следящего привода.
А
дв
1
2
1
2
Сигналы q и q датчиков 217 и 216 с выходов привода 2 антенны поступают на входы блоков 212, 212 цифрового преобразования угла, формирующих коды измеренных датчиками углов, а из них через устройство 209 ППВВ в центральный процессор 208, который производит вычисление сигнала Δq ошибки привода и формирование управляющих сигналов по каналам Sin и Cos, поступающих на схему ШИМ блока 210, вырабатывающую сигналы управления усилителями 213, 213 мощности, замыкая, таким образом, контур обратной связи следящего привода.
Кроме этого, коды углового положения антенны передаются через устройство 209 ППВВ в режиме реального времени (одно кодовое слово каждые 600 мс) в контроллер 211 последовательных каналов, с выхода которого по магистрали М6 поступают
в блок 190 внешних связей контроллера 47 каналов связи и управления.
В контроллере 47 принятые из устройства 49 вторичной обработки, управления и отображения управляющие сигналы и принятые из контроллера 48 привода антенны сигналы углового положения антенны через контроллер 201 последовательных каналов и блок 200 согласования сигналов поступают в устройство 197 ППВВ, а из него в центральный процессор 192 микропроцессорного блока 188 управления, в котором программно реализуются алгоритмы приема-передачи управляющей информации и формирования управляющих и контрольных сигналов.
Микропроцессорный блок 189 антенны, работающий в режиме сопроцессора микропроцессорного блока 188 управления, производит расчет компенсационных поправок доплеровского сдвига частоты, возникающего из-за собственного движения носителя РЛС, и передает их через блок 190 внешних связей по магистрали М4 последовательного канала RS-422 в устройство 46 формирования и обработки сложных сигналов.
Кроме этого, центральный процессор микропроцессорного блока 189 антенны формирует для передачи данные текущего пеленга антенны, которые передаются последовательным 12-разрядным кодом через порт RS-232 и драйвер-ресивер на вход блока 204 преобразования интерфейсов, а с его выхода по магистрали М2 поступают в радарные процессоры 41, 42 и в блок 38 управления и синхронизации (в режиме работы резервного канала приема-передачи РЛС).
Информационный обмен микропроцессорного блока 188 управления с блоком 40 синхронизации и сопряжения, устройством 46 формирования и обработки сложных сигналов и блоком 38 управления и синхронизации (в режиме работы резервного канала приема-передачи РЛС) производится через контроллер 201 последовательных каналов блока 190 внешних связей с использованием магистралей М3, М4 и М1 последовательных каналов RS-422.
Связь микропроцессорного блока 188 управления с блоком 22 управления режимами работы передающего устройства, формирователем 9 излучаемых сигналов и приемным устройством 24 осуществляется через блок 200 согласования сигналов и блок 191 контроля и согласования с использованием блока 202 гальванооптической развязки для передачи-приема дискретных управляющих и контрольных сигналов и с использованием ЦАП 203 для передачи аналоговых сигналов (управляющих напряжений).
Для обеспечения работы передающего тракта основного приемо-передающего
канала РЛС на соответствующих выходах блока 202 ГОР сначала формируются установочные сигналы «Кан.сл.вкл» и «Кан.ант.1р», поступающие 8-разрядным последовательным кодом (вместе с импульсами синхронизации и записи) через формирователь 71 входных сигналов (см. фиг.4), на вход преобразователя 72 последовательного кода в параллельный.
2
2
С выхода преобразователя 72 сигнал «Кан.сл.вкл.» через каскад ГР гальванической развязки поступает на управляющий вход ключевого каскада Кл, открывая его, и напряжение ±27 В от источника питания постоянного тока подается на вход питания (второй вход) блока 61 коммутации и контроля в управляемом усилителе 21 мощности (см. фиг.3). При этом происходит включение блока 70 ИВЭП, обеспечивающего питание слаботочных элементов усилителя 21 мощности, а на шестом выходе блока 61 коммутации и контроля формируется сигнал включения синхронизатора 59, формирующего сигналы синхронизации предварительного и оконечных каскадов усиления.
6
7
Сигнал «Кан.ант.1р» с выхода преобразователя 72 поступает в дешифратор 73 входного сигнала, на девятом и одиннадцатом выходах которого формируется комбинация сигналов «Кан.сл.Ант.» и «Кан.имп.Экв.», поступающих на входы элемента ИЛИ, выходной сигнал которого через каскад ГР гальванической развязки и фазоинверсный каскад 82 поступает на управляющие входы блока 83 коммутации, с выхода которого напряжение 27 В по цепям +27 В/-27 В и -27 В поступает на волноводный переключатель 4, устанавливая его в положение подключения антенного тракта к первому циркулятору 6, а согласованной нагрузки 5 ко второму циркулятору 7.
При отсутствии сигналов «Кан.cл.Ант.» и «Кан.имп.Экв.», что равносильно наличию сигналов «Кан.имп.Ант.» и «Кан.cл.Экв.», напряжение 27 В с выхода блока 83 коммутации поступает в волноводный переключатель 4 по цепям +27 В/-27 В и +27 В, устанавливая его в другое положение.
Затем в зависимости от выбранного типа зондирующего сигнала производится включение первого канала (для ИФМ и КНС сигналов) или второго канала (для ИМП сигналов) управляемого усилителя 21 мощности и задается уровень ослабления его выходной мощности.
При этом в зависимости от задаваемого уровня ослабления «Ослаб.1р», «Ослаб.2р», «Ослаб.3р» сигналов, формируемых на выходе блока 202 ГОР, на выходах дешифратора 73 входных сигналов формируется восемь градаций ослабления «Осл.0»,..., «Осл.7». Сигналы, «Осл.4»,..., «Осл.7», соответствующие уровню выходной
3
5
5
мощности первого (транзисторного) канала усиления, через элемент ИЛИ и каскад ГР гальванической развязки формируют управляющий сигнал включения ключевого каскада Kл, на выходе которого появляется сигнал «Вкл.кан.1», поступающий на входной соединитель (первый вход) блока 61 коммутации и контроля. При этом на первом выходе блока 61 коммутации и контроля формируется сигнал «Упр.ПК», устанавливающий диодный переключатель 56 в положение пропускания сигналов с выхода предварительного усилителя 55 на вход первого (транзисторного) оконечного усилителя 57, а на третьем выходе блока 61 формируется сигнал «Упр.ВП», устанавливающий волноводный переключатель 65 в положение пропускания выходного сигнала первого оконечного усилителя 57 через направленный ответвитель 66 и ферритовый переключатель 67 на выход управляемого усилителя 21 мощности.
1
4
4
1
4
4
6
В режимах излучения импульсных зондирующих сигналов микропроцессорный блок 188 управления формирует сигнал «Повыш.Гот.», который через блок 202 ГОР передается в блок 22 управления режимами, в котором, пройдя через формирователь 71 и преобразователь 72 последовательного кода в параллельный, поступает на первые входы блока элементов И,..., И, на вторые входы которых подаются сигналы «Осл.4»,..., «Осл.7» с выходов дешифратора 73. Выходные сигналы «Осл.0»,..., «Осл.3» дешифратора 73, соответствующие уровню выходной мощности второго канала усилителя 21, подаются на входы с первого по четвертый элемента ИЛИ, на входы которого с пятого по восьмой поступают сигналы с выходов элементов И,..., И. При поступлении соответствующих входных сигналов на выходе элемента ИЛИ формируется управляющий сигнал, поступающий через развязывающий каскад 84 на управляющий вход ключевого каскада Кл, который формирует выходной сигнал «Предв.вкл.кан.2», поступающий в блок 61 коммутации и контроля.
При этом на пятом выходе блока 61 формируется сигнал «Предв.Вкл.», поступающий на управляющий вход блока 63 высоковольтных источников, который состоит из ряда отдельных источников питания с независимой стабилизацией, обеспечивающих питание катода, питание подогревателя, питание источника смещения и пр.
5
8
5
8
5
По окончании задержки (100 с), необходимой для разогрева подогревателя клистрона, и при разрешающем состоянии схем защит по температуре корпуса клистрона, смещению и превышению тока катода блок 61 коммутации и контроля формирует сигнал «Гот.2 кан.», который поступает на первые входы элементов И,..., И блока 22 управления режимами. На вторые входы элементов И,..., И подаются сигналы «Осл.0»,..., «Осл.3», а их выходные сигналы поступают на входы ИЛИ, выходной сигнал
6
7
которого проходит через каскад ГР гальванической развязки на управляющий вход ключевого каскада Кл, формирующего сигнал «Вкл кан.2» включения второго канала усилителя мощности, который поступает на вход блока 61 коммутации и контроля. При этом в блоке 61 срабатывает контактор, и в блок 63 высоковольтных источников питания подается команда «Вкл.ВН» на включение высокого напряжения минус 2 кВ.
Одновременно с первого выхода блока 61 снимается управляющий сигнал «Упр.ПК», и диодный переключатель 56 переводится во второе положение, при котором его второй выход соединяется с входом второго оконечного усилителя 57, а с третьего выходе блока 61 снимается сигнал «Упр.ВП», и волноводный переключатель 65 устанавливается в положение пропускания выходного сигнала второго оконечного усилителя 58 через направленный ответвитель 66 и ферритовый переключатель 67 на выход управляемого усилителя 21 мощности.
После выхода источника питания катода в режим (около 1 с) на выходе блока 63 формируется контрольный сигнал «ВН вкл.», а еще через 1 с происходит включение канала формирования модулирующих импульсов, и оконечный усилитель 58 мощности переходит в рабочий режим.
Кроме этого, в зависимости от комбинации задаваемых сигналов ослабления блоком 22 управления режимами формируются сигналы «Ослаб.10 дБ» и «Ослаб.20 дБ», которые через блок 61 передаются на управляющий вход ферритового переключателя 67, обеспечивая ступенчатую регулировку мощности выходного сигнала управляемого усилителя 21 мощности как при использовании первого, так и второго канала усилителя 21 мощности.
Одновременно с включением, как было рассмотрено выше, управляемого усилителя 21 мощности микропроцессорный блок 188 управления формирует управляющие сигналы, задающие режим формирования зондирующего сигнала, которые передаются по магистрали М4 на вход последовательного порта 179 устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов, запуская кодирующее устройство 174 (см. фиг.9).
Кодирующее устройство 174, взаимодействуя с управляющим сигнальным процессором 170, производит формирование структуры зондирующих сигналов (период повторения, длительность, скважность, число квантов дальности, период квантования, эффективная база сигнала) в зависимости от задаваемых типа сигнала и шкалы дальности.
В режимах с простым импульсным сигналом кодирующее устройство 174 формирует периодические сигналы амплитудной модуляции АМ2 с различными периодами повторения, длительностью и скважностью в зависимости от шкалы дальности. Число квантов дальности на всех шкалах одинаково, поэтому размер кванта дальности пропорционален шкале.
В режимах с использованием одиночных ФМ сигналов (ИФМ) кодирующее устройство 174 формирует периодические импульсы амплитудной модуляции АМ2 и сигналы Ф1, Ф2 внутриимпульсной фазовой манипуляции по псевдослучайному закону, который меняется каждый период повторения зондирующих импульсов.
В режимах с использованием квазинепрерывных сигналов (КНС) кодирующим устройством 174 генерируются псевдослучайные последовательности сигналов амплитудной модуляции АМ2 и сигналов Ф1, Ф2 фазовой манипуляции несущей частоты с различной общей длительностью зондирующего сигнала и различным дискретом ФМ.
Во всех режимах одновременно с сигналами модуляции и манипуляции кодирующее устройство 174 формирует сигнал «Ч» бланкирования формирователя излучаемых сигналов, сигналы «Бланк» и «БИ» бланкирования устройств приемного тракта, импульс «ИЗВ» запуска ВАРУ и строб ШАРУ. Для точного сопряжения временного положения излученного сигнала (несколько задержанного относительно сигналов модуляции) и сигналов бланкирования приемного устройства предусмотрена программная коррекция (юстировка) относительно положения всех генерируемых сигналов с шагом 50 нc.
1
8
Сформированные кодирующим устройством 174 сигналы модуляции, манипуляции и коммутации записываются в упакованном формате во внешнюю память данных (ОЗУ 177,...,177). Алгоритмы формирования сигналов определяются программным обеспечением.
В дальнейшем, кодирующее устройство 174 переходит в цикл формирования сигналов при изменении режима работы или при переключении шкалы дальности.
После завершения формирования сигналов устройство 46 формирования и обработки переходит в цикл зондирования. В цикле зондирования из внешней памяти данных читаются слова сформированных сигналов и после юстировки передаются в соответствующие моменты времени через буфер 187 в блок 40 синхронизации и сопряжения, на соответствующих выходах которого формируются сигналы «АМ2», «Ф1», «Ф2», «Ч», «Бланк», «БИ», «ИЗВ» «Строб ШАРУ» для передачи в устройства приемопередающего
тракта.
Кроме этого, микропроцессорный блок 188 управления формирует управляющие сигналы, задающие режим изменения несущей частоты зондирующих сигналов, поступающие по магистрали М3 в блок 40 синхронизации и сопряжения, который формирует коды несущей частоты НЧ1,..., НЧ7 для коммутации формирователя 9 излучаемых сигналов.
Формирование несущей частоты сигнала (на одной из 12 рабочих точек) осуществляется методом прямого синтеза, где выходная частота сигнала образуется как комбинация частот нескольких кварцевых генераторов с последующим их выделением в смесителе блока.
1
7
1
4
1
2
1
4
5
6
7
3
4
5
7
1
2
1
4
Задающие генераторы 10 и 11 формирователя 9 излучаемых сигналов (см. фиг.2) содержат первый четыре, а второй три одинаковых цепочки из кварцевого генератора КГ, диодного модулятора ДМ и умножителя частоты на 4 и отличаются только номинальными значениями рабочих частот кварцевых генераторов КГ,...,КГ. Коммутация диодных коммутаторов ДM,..., ДМ первого задающего генератора 10 производится выходными сигналами модуляторов M, М при поступлении на них кодов HЧ,..., НЧ несущей частоты, а коммутация диодных коммутаторов ДМ, ДМ и ДМ второго задающего генератора 11 - модуляторами М и М при поступлении на них кодов НЧ,..., НЧ. Выходные сигналы умножителей частоты на 4 через диодные коммутаторы ДКм и ДКм, также управляемые соответствующими модуляторами M,..., М, поступают на входы усилительно-умножительных цепочек, выходы которых являются выходными сигналами первого и второго задающих генераторов 10 и 11.
1
1
3
1
3
4
ГЕТ1
с
Далее сигнал мощностью не менее 10 мВт с выхода первого задающего генератора 10 поступает в усилительно-умножительный каскад 14, где его частота умножается на 8. С выхода балансного усилителя БУ каскада 14 сигнал мощностью не менее 30 мВт поступает на первый вход транзисторного смесителя CM первого блока 15 преобразования частоты, на второй вход которого через предварительный усилитель У мощности поступает выходной сигнал второго задающего генератора 11 мощностью не менее 10 мВт. В смесителе CM формируется выходной сигнал с частотой, равной разности входных частот, который выделяется выходным полосовым фильтром и поступает на двухкаскадный балансный усилитель (БУ, БУ), второй каскад которого имеет два идентичных выхода. Сигнал с первого выхода используется для завершения формирования сигнала первого гетеродина f, а сигнал со второго выхода - для выработки излучаемого сигнала f. Мощность сигналов на выходах первого блока 15
преобразования частоты не менее 30 мВт.
ГЕТ1
7
1
ГЕТ1
1
ГЕТ1-К
1
Формирование сигнала f завершается в первом канале двухканального умножителя 18 частоты, в котором частота выходного сигнала первого блока 15 преобразования частоты умножается на 2, а затем усиливается балансным усилителем БУ. На выходе первого канала двухканального умножителя 18 частоты имеется направленный ответвитель HO с детектором и вентиль. Мощность выходного сигнала f на первом выходе HO (и выходе первого канала умножителя 18) регулируется потенциометром и устанавливается от 2 до 8 мВт. Контрольный сигнал f со второго выхода HO передается в блок 50 порогового контроля напряжений.
2
2
9
2
5
6
8
9
Со второго выхода первого блока 15 преобразования частоты сигнал поступает на первый вход второго транзисторного смесителя СМ, в котором осуществляется сдвиг по частоте между излучаемым сигналом и сигналом первого гетеродина. На второй вход смесителя CM через предварительный усилитель У подается сигнал с первого выхода третьего задающего генератора 12. В смесителе СМ формируется сигнал с частотой, равной сумме частот входных сигналов, который выделяется полосовым фильтром и поступает на двухкаскадный балансный усилитель (БУ, БУ) мощности, второй каскад которого является выходом второго блока 16 преобразования частоты. Выходная мощность сигнала блока 16 не менее 30 мВт. Далее выходной сигнал блока 16 поступает на вход второго канала двухканального умножителя 18 частоты, в котором завершается формирование сигнала несущей частоты путем удвоения частоты входного сигнала и усиления двумя каскадами (БУ, БУ) балансных усилителей мощности. Мощность сигнала на выходе второго канала двухканального умножителя 18 частоты не менее 30 мВт.
8
8
4
Третий задающий генератор 12 построен на основе кварцевого генератора КГ, выходной сигнал которого после умножения частоты на 3 поступает через диодный модулятор ДМ на вход усилительно-умножительной цепочки, обеспечивающей умножение частоты на 4 и усиление в усилителе У, после чего сигнал с первого выхода третьего задающего генератора 12 поступает на второй вход второго блока 16 преобразования частоты.
8
6
Коммутация диодного модулятора ДМ производится выходным сигналом модулятора M, на который подается сигнал «Ч» бланкирования формирователя, поступающий с выхода блока 40 синхронизации и сопряжения через блок 52 контроля наличия сигнала «Ч». При отсутствии сигнала «Ч» диодный модулятор ДМ8 закрыт, выходной сигнал третьего задающего генератора 12 не поступает в блок 16 преобразования
частоты и, следовательно, выходной сигнал последнего не поступает в умножитель 18 частоты.
8
5
оп
8
3
3
10
оп
10
оп-к
Часть  сигнала кварцевого генератора КГ через усилитель У мощности подается в третий блок 17 преобразования частоты, где происходит формирование сигнала f опорной частоты. В третьем блоке 17 преобразования частоты выходной сигнал КГ сначала умножается на 3, затем на 2 и подается в смеситель СМ, на другой вход которого подается сигнал со второго выхода четвертого задающего генератора 13. В смесителе СМ выделятся сигнал с разностью частот входных сигналов, который затем умножается на 4 и усиливается усилителем У. Мощность сигнала f на выходе блока 17 лежит в пределах от 0,8 до 1,8 мВт. Кроме этого, часть мощности выходного сигнала усилителя У подается на детектор транзисторный (Дет), выходной сигнал f которого поступает на соответствующий вход блока 50 порогового контроля напряжений.
ГЕТ2
9
2
ГЕТ2
ГЕТ2
2
ГЕТ2-к
2
Четвертый задающий генератор 13 вырабатывает сигнал второго гетеродина f, начало формирования которого осуществляется в кварцевом генераторе КГ блока. Затем частота сигнала умножается на 8, сигнал усиливается и поступает на выходной умножитель частоты на 2, с выхода которого подается на направленный ответвитель НO с детекторной секцией для контроля выходной мощности сигнала f и далее на первый выход четвертого задающего генератора 13. Мощность выходного сигнала f на первом выходе НO лежит в пределах от 10 до 25 мВт. Контрольный сигнал f со второго выхода НО поступает на соответствующий вход блока 50 порогового контроля напряжений.
9
3
Часть мощности кварцевого генератора КГ подается на усилительно-умножительную цепочку с кратностью умножения 4, а затем на второй вход смесителя СМ третьего блока 17 преобразования частоты.
2
3
2
3
Сигнал несущей частоты с выхода второго канала умножителя 18 поступает через вентиль В1 на фазовый манипулятор (ФМ), изменяющий фазу сигнала по закону 0, π в соответствии с управляющими сигналами Ф1, Ф2 внутриимпульсной фазовой манипуляции, поступающими из блока 40 синхронизации и сопряжения на управляющие входы фазового манипулятора через последовательно соединенные усилитель-преобразователь Пр (Пр) и схему ускорения Уск (Уск), которая обеспечивает ускорение перезаряда входной емкости СВЧ диодов во время спада выходных импульсов и, соответственно, уменьшение времени переключения фазового манипулятора.
9
С выхода фазового манипулятора сигнал поступает на диодный модулятор ДМ,
1
1
9
на управляющий вход которого через цепь ПР, Уск поступают импульсы амплитудной модуляции «АМ2-1», формируемые синхронизатором 59 управляемого усилителя 21 мощности в соответствии с задающими сигналами «АМ2» амплитудной модуляции, поступающими в него из блока 40 синхронизации и сопряжения. Сигналы «АМ2-1» с выхода синхронизатора 59 поступают на диодный модулятор ДМ через блок 53 контроля наличия сигнала АМ2-1, который при его отсутствии формирует сигнал неисправности, поступающий на соответствующий вход блока 54 формирования обобщенного сигнала исправности.
9
2
3
с
с-к
Выходной сигнал диодного модулятора ДМ через вентиль B и направленный ответвитель НО поступает на выход блока 19 АМ-ФМ, образующий сигнальный выход f формирователя 9 излучаемых сигналов. Потери пропускания блока 19 АМ-ФМ не более 5 дБ. С ответвленного выхода НО3 контрольный сигнал f поступает на соответствующий вход блока 50 порогового контроля напряжений.
ГЕТ1-К
ГЕТ2-К
оп-к
с-к
В блоке 50 порогового контроля напряжений, который содержит усилительные каскады на операционных усилителях и компараторы напряжения, пороговые напряжения которых устанавливаются резисторами, осуществляется контроль амплитуды сигналов f, f, f и f. В случае, если амплитуда контролируемого сигнала превышает значение порогового напряжения, на соответствующем выходе блока 50 формируется сигнал неисправности в виде импульса или потенциала с уровнем логической «1» ТТЛ.
1
7
Блоком 51 логической обработки сигналов производится контроль наличия и анализ правильности поступления входных сигналов HЧ,..., НЧ. В случае отсутствия сигнала блоком 51 формируется сигнал «Отсут.», а при запрещенном коде входных сигналов формируется сигнал «Сбой».
Блок 54 на основании логической обработки выходных сигналов блоков 50, 51, 52, 53 формирует обобщенный сигнал исправности формирователя, который передается в контроллер 47 каналов связи и управления.
с
Выходной сигнал f, сформированный на выходе блока АМ-ФМ 19 формирователя 9 излучаемых сигналов, передается в управляемый усилитель 21 мощности, в котором поступает на вход предварительного усилителя 55, общего для обоих каналов усиления, который формирует усиленные на 20 дБ импульсные сигналы.
В случае использования первого канала усилителя 21 мощности выходной сигнал предварительного усилителя 55 через диодный переключатель 56 подается на первый оконечный усилитель 57 (при наличии сигнала «Упр.ПК»), в котором происходит
дальнейшее усиление СВЧ сигнала до 10 дБ по мощности. Далее сигнал с выхода первого оконечного усилителя 57 проходит через волноводный переключатель 65, установленный в соответствующее положение сигналом «Упр.ВП», и направленный ответвитель 66 на вход ферритового переключателя 67, ослабляющего при необходимости уровень мощности выходного сигнала в соответствии с заданным уровнем ослабления.
С выхода ферритового переключателя 67 зондирующий сигнал через первый циркулятор 6, волноводный переключатель 4 и вращающийся соединитель 3 поступает в антенну 1 и излучается в пространство.
При использовании второго канала усилителя 21 мощности, порядок включения которого был рассмотрен выше, выход диодного переключателя 56 соединяется с входом второго оконечного усилителя 58 (импульсного усилительного клистрона), усиливающего подводимый сигнал на 30 дБ. При этом в блоке 60 обработки сигналов формируются сигналы (токи) управления pin-аттенюатором диодного переключателя 56, соответствующие кодам частоты, поступающим на первый вход блока 60 с выхода блока 40 синхронизации и сопряжения через блок 61 коммутации и контроля. Сформированные управляющие сигналы обеспечивают регулировку подводимой СВЧ мощности клистрона (выставление оптимального значения для данной частоты).
Импульсный режим клистрона обеспечивает импульсный модулятор 62, запускаемый синхроимпульсами фронта (ИФ) и спада (ИС), формируемыми на четвертом выходе синхронизатора 59 в соответствии с поступающими в него запускающими импульсами амплитудной модуляции АМ2.
Импульсный модулятор 62 включает в себя под модуляторы, питающиеся от напряжением +20 В (низкого потенциала), которые связаны трансформаторной связью с собственно модулятором, выполненным на полевых высоковольтных транзисторах и находящимся под потенциалом катода клистрона. Фронт модулирующего импульса формируется транзистором, разряжающим емкость перехода эмиттерный повторитель - катод клистрона, а спад - транзистором, заряжающим эту емкость. Для защиты транзисторов выходного каскада при пробоях в клистроне предусмотрен узел защиты, при срабатывании которого с выхода блока 63 высоковольтных источников питания снимается сигнал исправности высокого напряжения, а с выхода блока 61 коммутации и контроля снимается сигнал «ВН вкл.».
Выходной сигнал второго оконечного усилителя 58 через циркулятор 64 подается в волноводный переключатель 65, а из него через направленный ответвитель 66 и
ферритовый переключатель 67 поступает в волноводный тракт антенны.
В процессе работы управляемого усилителя мощности 21 блок 60 обработки сигналов формирует по огибающей выходного сигнала предварительного усилителя 55 контрольный сигнал «Испр.вх.» исправности входа, а по огибающей выходного сигнала первого оконечного усилителя 57 (при работе первого канала) и выходного сигнала детекторной секции направленного ответвителя 66 (при работе второго канала) формирует сигнал «Испр.вых.» исправности выхода. Кроме этого, соответствующими схемами защиты и контроля блока 61 коммутации и контроля  осуществляется защита по току питания, защита по току клистрона, контроль смещения и высокого напряжения, контроль температуры основания, корпуса первого оконечного усилителя 57 и клистрона второго оконечного усилителя 58, а также формирование выходных контрольных сигналов: «Гот.2 кан.», «Перегрев», и сигналов Rt контроля температуры.
Указанные контрольные сигналы исправности и состояния управляемого усилителя 21 мощности, а также контрольные сигналы, характеризующие состояние волноводного переключателя 4, поступают в блок 22 управления режимами работы передающего устройства.
9
16
3
7
В блоке 22 управления режимами в результате логической обработки блоком элементов И,..., И входных сигналов ослабления и выходных сигналов, формируемых ключевыми каскадами Кл,..., Кл, формируются контрольные сигналы ослабления, поступающие в первый шифратор 79, выходные сигналы «Ослаб.1р», «Ослаб.2р», «Ослаб.3р» которого, а также контрольные сигналы «Гот.2 кан.», «Испр.вх.», «Испр.вых.», «Перегрев», «ВН вкл.» блока 61 коммутации и контроля поступают в регистр 77 первого слова.
17
20
7
21
22
Логическими элементами И,..., И и шифратором 80 в результате сравнения заданных сигналов положения волноводного переключателя и входных контрольных сигналов состояния волноводного переключателя 4 формируются контрольные сигналы «Кан.ант.1р » и «Кан.ант.2р», а логическими элементами ИЛИ и H, И формируются сигналы «Откл.СВЧ1» и «Откл.СВЧ2», характеризующие какой канал волноводного переключателя 4 используется. Эти сигналы, а также сигналы контроля температуры поступают в регистр 78 второго слова.
Считывание контрольных сигналов состояния управляемого усилителя 21 мощности и волноводного переключателя 4, записанных в регистры 77, 78 первого и второго слова, производится командой считывания и сигналами адреса, поступающими на вход блока 22 из микропроцессорного блока 188 управления, после чего соответствующие
сигналы с выходов регистров 77 и 78 через формирователь 75 выходных сигналов передаются на входы блока 202 гальванооптической развязки, а из него через блок 200 согласования сигналов в микропроцессорный блок 188 управления. МБ-У 188 формирует на основании полученных контрольных сигналов байты состояния узлов передающего канала и передает их через блок 190 внешних связей по магистрали М5 последовательного канала RS-422 в устройство 49 вторичной обработки, в котором они отображаются на экране информационного дисплея 223.
В паузе между излучаемыми сигналами происходит запирание СВЧ тракта в усилителе 21 мощности и в формирователе 9 излучаемых сигналов по цепи управляющих сигналов «АМ2» и «АМ2-1», соответственно. Для дополнительного запирания формирователя 9 используется сигнал «Ч», при наличии которого задающий генератор 12 работает в заданном режиме, а при отсутствии сигнала «Ч» задающий генератор 12 отключается, как было рассмотрено выше. Сигнал «Ч» вырабатывается устройством 46 формирования и обработки сложных сигналов синхронно с сигналом «АМ2».
Принятые антенной 1 отраженные сигналы поступают через вращающийся соединитель 3, волноводный переключатель 4 и первый циркулятор 6 во входное устройство 23 защиты и усиления, которое на время излучения зондирующих импульсов заперто бланкирующими импульсами «Бланк 1» и «Бланк 2», обеспечивая высококачественную развязку передающего и приемного трактов (ослабление сигнала не менее, чем на 90 дБ). Импульсы «Бланк 1» и «Бланк 2» формируются электронными ключами блоков 113 и 114 формирования бланкирующих импульсов приемного устройства 24 (см. фиг.5) при поступлении сигнала «Бланк» с выхода блока 40 синхронизации и сопряжения. Импульс «Бланк 1» подается на управляющий анод циклотронного защитного устройства, а импульс «Бланк» - на управляющий вход источника питания МШУ, отключая его.
Особенностью используемого во входном устройстве 23 электростатического усилителя на быстрой циклотронной волне электронного потока (ЦЗУ) является комплекс характеристик, присущих только этому классу усилителей, а именно: возможность получения низких значений коэффициента шума (не более 3,5 дБ), широкий динамический диапазон, линейные амплитудные и фазовые характеристики, сверхбыстрое переключение режимов «прием-передача». Выходной сигнал ЦЗУ усиливается МШУ и далее передается на вход приемного устройства 24. Коэффициент передачи входного устройства 23 в рабочей полосе частот составляет не менее 20 дБ. Регулировку коэффициента усиления входного устройства 23 производят с помощью встроенного
управляемого аттенюатора МШУ, обеспечивающего уменьшение коэффициента передачи (10±1) дБ). Включение аттенюатора производится сигналом «Упр.атт.», который формируется на выходе блока 105 преобразования последовательного кода в параллельный при поступлении сигнала «Атт», из микропроцессорного блока 188 управления. Выходной сигнал «Упр.атт.» логического уровня из блока 105 объединяется по функции ИЛИ с входным сигналом «Бланк» в элементе ИЛИ 107 и поступает в блок 110 преобразования сигналов, на выходе которого формируется сигнал «Упр.Атт.», в виде напряжения от -1,3 В до -1,7 В при входном сигнале, имеющем уровень логическая «1», и напряжения от 3,5 В до 4,5 В при входном сигнале, имеющем уровень логический «0».
В приемном устройстве 24 (см. фиг.5) сигнал входного устройства 23 защиты и усиления поступает на вход блока 85 аттенюаторов, с помощью которых устанавливается требуемый коэффициент усиления приемного устройства.
ГЕТ1
Далее принятые сигналы усиливаются в усилителе-ограничителе 86, преобразуются в сигналы первой промежуточной частоты в первом балансном смесителе 87, на который в качестве гетеродинного сигнала подается сигнал «f» с выхода двухканального умножителя 18 частоты, частота которого ниже частоты принимаемых сигналов на значение первой промежуточной частоты.
ГЕТ2
пч
ГЕТ1
ГЕТ2
.
После усиления и полосовой фильтрации в блоке 89 сигналы первой промежуточной частоты поступают на второй балансный смеситель 90, на который также поступает сигнал f второго гетеродина с выхода четвертого задающего генератора 13, частота которого постоянна, при этом частота f преобразованных сигналов составляет f-f
пч1
пч
пч1
ГЕТ2
пч
ГЕТ2
пч1
пч
В блоке 25 СВЧ для подавления сигналов зеркальной частоты f-2f применяется первый полосовой фильтр в блоке 89, настроенный на частоту f, а для подавления паразитных составляющих с частотами f±f в спектре второго гетеродина - фильтр 91, настроенный на частоту f=f-f.
На время излучения зондирующих импульсов в блок 25 СВЧ подаются запирающий усилитель-ограничитель 86 импульс «Бланк УВЧ», формируемый электронным ключом блока 112 по сигналу «Бланк», обеспечивая ослабление не менее 20 дБ, и запирающий импульс, поступающий на вход дискретного аттенюатора, обеспечивающего ослабление 24 дБ. Кроме бланкирования, дискретный аттенюатор 88 используется для расширения динамического диапазона приемного устройства. Формирование сигналов, задающих уровень ослабления дискретного аттенюатора 88, осуществляется
микропроцессорным блоком 188 управления, который передает их через блок 202 ГОР на вход блока 105 преобразования последовательного кода в параллельный. Выходной сигнал «ДО (Ус)» логического уровня, формируемый блоком 105, объединяется в элементе 106 по функции ИЛИ с сигналом «Бланк» и поступает в блок 109 преобразования сигналов, который формирует выходной токовый сигнал 15 мА или -15 мА в зависимости от логического уровня «1» или «0» входного сигнала «ДО (Ус)» или «Бланк».
пч
Выходные сигналы блока 25 СВЧ с частотой f усиливаются избирательным усилителем 92 предварительного УПЧ 26 и поступают в основной УПЧ 27, состоящий из последовательно соединенных трехкаскадного регулируемого усилителя 94 и трехкаскадного усилителя-ограничителя 95.
Кроме этого, основной УПЧ 27 содержит блок 96 ШАРУ и блок 97 ВАРУ, управляющие напряжения которых через элемент ИЛИ 98 подаются на регулирующие каскады усилителя 94.
Блок 96 ШАРУ обеспечивает стабилизацию шума на выходе сигналов «ПЧ2» трехкаскадного усилителя-ограничителя 95 и выходе сигналов «ВИа» видеоусилителя 103. Сигнал стробирования ШАРУ формируется кодирующим устройством 174 и передается через блок 40 синхронизации и сопряжения на первый управляющий вход блока 96 ШАРУ, а значение величины порога ШАРУ формируется микропроцессорным блоком 188 управления и передается через порт Р1.0-Р1.7 центрального процессора 192 в цифроаналоговый преобразователь 203, с выхода которого управляющее напряжение «П-ШАРУ» поступает в блок 96 ШАРУ.
В основном УПЧ 27 предусмотрена также возможность отключения блока 96 ШАРУ по сигналу «Откл.ШАРУ», поступающему из микропроцессорного блока 188 управления через блок 202 ГОР на управляющий вход электронного ключа 99. При выключенном блоке 96 ШАРУ необходимый коэффициент усиления в трехкаскадном регулируемом усилителе 94 устанавливается уровнем напряжения «РРУ», которое формируется аналогично порогу ШАРУ и передается через цифроаналоговый преобразователь 203 на сигнальный вход электронного ключа 99, а с его выхода через первый вход элемента ИЛИ 98 - на вход регулировки усиления трехкаскадного регулируемого усилителя 94.
Блок 97 ВАРУ работает только в импульсном режиме работы основного приемопередающего канала РЛС и включатся сигналом «ИЗВ», формируемым кодирующим устройством 174 и поступающим через блок 40 синхронизации и сопряжения и электронный
ключ 100 на вход включения блока 97 ВАРУ. В режимах с ИФМ и КНС сигналами блок 97 ВАРУ отключается управляющим сигналом «Откл.ВАРУ», который формируется микропроцессорным блоком 188 и передается через блок 202 ГОР на управляющий вход электронного ключа 100, размыкая его. Длительность сигнала ВАРУ регулируется переменным резистором блока 97, а глубина ВАРУ - напряжением «ВАРУ-Г», формируемым микропроцессорным блоком 188 управления и передаваемым через ЦАП 203 на вход блока 97 ВАРУ.
В импульсном режиме работы РЛС основной УПЧ 27 с помощью избирательного усилителя 101, амплитудного детектора 102 и видеоусилителя 103 обеспечивает формирование видеоимпульсов «ВИа» развертки по дальности принятых отраженных сигналов, используемых для контроля исправности приемника. Для обеспечения максимальной чувствительности приемника в УПЧ 27 предусмотрено переключение полосы фильтра низких частот и коэффициента передачи видеоусилителя по сигналу «Сигнал 1», который формируется микропроцессорным блоком 188 управления и передается через блок 202 ГОР на управляющий вход видеоусилителя 103.
Бланкирующий импульс «БИ», формируемый на выходе блока 40 синхронизации и сопряжения синхронно с сигналом «Бланк» и поступающий на запирающий вход трехкаскадного регулируемого усилителя 94, обеспечивает снижение коэффициента усиления приемного устройства во время излучения зондирующего импульса не менее, чем на 40 дБ.
Сигнал «Испр.ПРМ» исправности приемного устройства 24, формируемый на выходе блока 104 порогового контроля напряжения, передается в контроллер 47 каналов связи и управления через блок 202 ГОР.
Дальнейшая обработка сигналов промежуточной частоты «ПЧ2», сформированных на выходе трехкаскадного усилителя-ограничителя 95, производится в устройстве 39 первичной обработки, которое работает следующим образом.
Сигнал «ПЧ2» поступает на вход цифрового приемного устройство 45, работающего под управлением устройства 46 формирования и обработки сложных сигналов, с которым связано через порт 178 интерфейса связи с ЦПУ.
ЦПУ 45 осуществляет аналого-цифровое преобразование сигнала, формирование цифровых квадратурных компонент, цифровой перенос сигнала с промежуточной частоты на нулевую частоту (демодуляцию), компенсацию доплеровского сдвига частоты за счет собственной скорости носителя и цифровую фильтрацию сигнала с прореживанием по частоте в фильтрах с гребенчатой характеристикой. Ширина полосы
прозрачности цифрового фильтра ЦПУ 45 согласована с минимальным квантом фазовой манипуляции.
ОП
Сигнал опорной частоты F поступает в ЦПУ 45 с выхода третьего блока 17 преобразования частоты.
Вычисление доплеровских поправок выполняет микропроцессорный блок 189 антенны.
1
2
8
1
2
8
1
2
8
Сформированные на выходе ЦПУ 45 цифровые квадратурные компоненты отраженного фазоманипулированного сигнала через порт 178 поступают далее в устройство корреляционно-спектральной обработки сигналов, представляющее собой восемь кластеров обработки, каждый из которых содержит блок 175 (175,..., 175) сжатия, сигнальный процессор 176 (176,..., 176) и ОЗУ 177 (177,..., 177). Обработка сигналов производится в дальностно-доплеровских каналах, число которых зависит от типа сигнала и режима РЛС.
Разрешение по дальности, разрешение по скорости и максимальная доплеровская частота определяются производительностью вычислительной системы устройства, которая распределяется в зависимости от приоритетов. В частности, в режимах с использованием КНС сигналов всегда используется 512 дискретов дальности, а во всех режимах с ИФМ сигналом, за исключением малых шкал, число дискретов дальности равно 2048.
1
8
сегм
с
сегм
c
В процессе корреляционной обработки цифровые отсчеты сформированного ЦПУ 45 видеосигнала подаются на квадратурное многоканальное устройство вычисления свертки, реализованное на основе блоков 175,..., 175 сжатия. Вычисление свертки производится по сегментам сигнала, длительность которого определяется анализируемым доплеровским диапазоном частот. Число формируемых сегментов на длительности сигнала равно: К=Т/Т=Nfft, где Т - длительность сигнала, Nfft - число спектральных коэффициентов быстрого преобразования Фурье (БПФ).
1
8
1
8
Устройство корреляционной обработки каждого кластера обработки сигналов имеет 16-канальный коррелятор (обрабатывает 16 элементов дистанции), перестраиваемый по четырем зонам дальности. Смещение зоны по дальности производится за счет соответствующего сдвига в корреляторах опорных сигналов, записанных в ОЗУ 177,...,177 на этапе формирования кодирующим устройством 174 структуры зондирующего сигнала. Общее число динамических корреляционных каналов в кластере обработки равно 64. Сигналы с многоканального коррелятора поступают в ОЗУ 177,..., 177, в которых происходит дальнейшее накопление сигнала.
1
8
На этом корреляционная обработка сигнала в текущем цикле зондирования заканчивается. Переключается приемный банк памяти и далее производится корреляционная обработка сигнала в новом цикле зондирования, а результаты свертки сигнала прошедшего цикла передаются по последовательному интерфейсу SPORT в цифровые сигнальные процессоры 176,..., 176 для спектральной обработки.
1
8
Спектральная обработка сверток сегментов сигнала в сигнальных процессорах 176,..., 176 выполняется параллельно во времени с корреляционной обработкой по алгоритму быстрого преобразования Фурье, размерность которого определяется числом сверток сигнала и равна Nfft, и производится последовательно для всех элементов дистанции. Для каждого элемента дистанции получают набор из Nfft спектральных коэффициентов.
Следующим этапом является нахождение для каждого элемента дистанции максимального по амплитуде спектрального отклика. Это значение сравнивается с «порогом», и величина превышения над порогом становится амплитудой сигнала анализируемого элемента дистанции. Если установлен режим селекции движущихся целей или селекции неподвижных целей, то указанная процедура обработки осуществляется в разрешенной доплеровской полосе частот.
Вычисление порога, стабилизирующего вероятность ложных тревог, вызванных шумами и помехами, производится путем усреднения результатов спектрально-корреляционной обработки в координатах дальность-азимут. Такая процедура дает оценку интенсивности помех в каналах обработки. Оценка интенсивности помех, умноженная на «пороговую константу», определяет значение порога.
На этом спектральная обработка сигнала в текущем цикле зондирования заканчивается. Переключается приемный банк памяти данных и производится спектральная обработка сигнала в новом цикле зондирования.
Результатом описанной обработки является увеличение соотношения сигнал/шум для отраженного сигнала в десятки или сотни раз в зависимости от базы используемого сигнала. При этом разрешающая способность по дальности составляет один квант фазовой манипуляции.
Далее путем последовательного опроса каналов дальности производится восстановление развертки по дальности и передача ее цифровым 14-разрядным кодом DOUT 0-13 под управлением УСП 170 через кодирующее устройство 174 и буфер 186 по магистрали М8 в радарные процессоры 41, 42.
В режимах с простым импульсным сигналом обработка сигналов промежуточной
частоты выполняется на тех же аппаратных средствах, но без операций корреляционно-спектральной обработки.
Непрерывный контроль исправности устройства 46 осуществляется с помощью схемы сторожевого таймера 181 типа WATCH DOG. При этом каждая ПЛИС и сигнальный процессор генерируют контрольные импульсы, которые объединяются на логике и поступают на сторожевой таймер. Отсутствие хотя бы одного импульса в течение нескольких миллисекунд приводит к срабатыванию сторожевого таймера, который вырабатывает сигнал ошибки и дает сигнал перезагрузки устройства.
Радарные процессоры 41, 42 предназначены для обработки видеосигналов РЛС и осуществляют формирование данных соответственно: РП 41 для канала индикатора кругового обзора, а РП 42 - для каналов индикатора точных координат и экстрактора целей.
Канал ИКО обеспечивает формирование данных для отображения круговой радиолокационной панорамы на экране информационного дисплея 223 устройства 49 вторичной обработки, управления и отображения с числом дискретов дальности до 512 и числом разверток дальности на оборот антенны до 4096.
В радарном процессоре 41 реализуются следующие этапы обработки сигналов:
- в режимах ИМП, КНС, ИФМ ввод 14-разрядных кодов амплитуд с тактом от 50 нc до 6,4 мс;
- формирование амплитуд первичных квантов дальности из двух соседних отсчетов амплитуды по правилу максимума для уменьшения потерь в обнаружении при временном квантовании;
- обработка эквидистантных сигналов двух соседних разверток по дальности по правилу минимума для подавления выбросов от несинхронных помех и боковых лепестков сжатого сигнала;
- сжатие первичных квантов дальности в 1, 2, 4, 8 или 16 раз с формированием выходного значения по максимальной из сжимаемых амплитуд для получения 512 выходных квантов дальности без потери сигналов целей;
- сжатие соседних разверток по азимуту в 1, 2, 4, 8 или 16 раз с вычислением среднего значения по сжимаемым амплитудам для получения 4096 выходных разверток на оборот антенны с одновременным увеличением отношения сигнал/шум:
- накопление по азимуту в скользящем окне от 1 до 16 сжатых разверток для увеличения отношения сигнал/шум (без смещения углового положения отметки);
- адаптивное подавление помех от шума, которое выполняется путем вычитания
из амплитуды видеосигнала адаптивного порога и отсечки отрицательных результатов. Адаптивный порог вычисляется для каждого дискрета дальности по 2-параметрической схеме с учетом оценки среднего значения помех и оценки среднего квадратичного отклонения помех;
- преобразование амплитуд сигналов в 4-разрядные коды яркости в соответствии с таблицей перекодировки;
- формирование выходных массивов данных в соответствии с требуемым форматом и передача их по каналу Ethernet (магистраль Е1):
- прием по каналу Ethernet из устройства 49 вторичной обработки, управления и отображения команд управления режимами и параметрами работы канала ИКО.
Все параметры канала устанавливаются программно через интерфейс управления. Для каждого из режимов работы РЛС устанавливаются свои значения коэффициентов и параметров, обеспечивающие наилучшие характеристики обработки.
Канал индикатора точных координат радарного процессора 42 обеспечивает формирование данных для укрупненного отображения участка радиолокационной панорамы на экране дисплея 223. Размеры участка, который отображается на поле форматом 256×256 пикселей, составляют (1/8 шкалы × 22,5°) или (1/16 шкалы × 11,25°). По построению, алгоритмам и формату выходных данных обработка данных в РП 42 идентична выполняемой в РП 41, но отличается от нее значениями параметров обработки.
Канал экстрактора целей радарного процессора 42 обеспечивает обнаружение целей и передачу формуляров с их параметрами в устройство 49 вторичной обработки для автоматического сопровождения.
РП 42 реализует следующие этапы обработки сигналов РЛС для канала ЭЦ:
- операции по нормализации аналоговых видеосигналов, аналогичные операциям, выполняемым в канале ИКО, но со специфическими настройками коэффициентов сжатия и подавления помех, обеспечивающими максимальную точность измерения;
- автоматический захват целей в зоне обнаружения по критерию превышения амплитудой нормализованного сигнала порогового уровня. Зона обнаружения может иметь либо один участок произвольной формы, либо для случаев сложной помеховой обстановки задаваться стробами обнаружения числом 50 на оборот антенны, поступающими от системы автосопровождения;
- автоматическое измерение координат целей по правилам середины или центра тяжести, а также их «массы» и протяженности по дальности и азимуту;
- обнаружение целей с использованием критерия углового размера пачки и отбраковкой целей по верхней и нижней границе размера по дальности и азимуту;
- формирование выходных массивов формуляров целей в соответствии с требуемым форматом и передача их по каналу Ethernet (магистраль Е2);
- прием по каналу Ethernet команд управления режимами и параметрами работы канала ЭЦ.
Максимальное число обнаруживаемых целей достигает 40 на одном азимуте и 200 на оборот антенны. Для навигационного режима имеется возможность установки зон запрета автоматического целевыделения. Для режима целеуказания имеется возможность установки зон автозахвата целей и возможность установки строба по конкретным целям. Все параметры канала ИТК/ЭЦ устанавливаются программно через интерфейс управления. Для каждого из режимов работы РЛС устанавливаются свои значения коэффициентов и параметров, обеспечивающие наилучшие характеристики обработки.
Выходные данные растровых каналов (ИКО и ИТК) формируются в полярных координатах: пеленг-дальность и представляют собой набор разверток по дальности, каждая из которых представлена совокупностью последовательных по дальности 4-разрядных амплитуд, упакованных в 32-разрядные слова с присоединенным значением текущего пеленга антенны, который поступает в РП 41, 42 из микропроцессорного блока 189 антенны через блок 204 преобразования интерфейсов по последовательному каналу RS-422 (магистраль М2).
Для лучшего использования ресурсов сети выходные данные каналов ИТК и ЭЦ объединяются в блоки, формируемые в пределах фиксированных секторов «нарезки», привязанных к пеленгу. Размер секторов «нарезки» зависит от скорости вращения антенны и задается оператором с использованием органов управлении лицевой панели 225 выносного терминала 218. При передаче выходные  данные каналов ИТК и ЭЦ объединяются в общие блоки данных.
В процессе работы радарных процессоров 41, 42 распределение задач между их функциональными узлами осуществляется следующим образом.
ПЛИС 163 радарных интерфейсов выполняет прием радиолокационных данных из устройства 46 формирования сложных сигналов (или, в режиме работы резервного канала, из АЦП 165), сигналов текущего пеленга антенны из микропроцессорного блока 189 антенны, выполняет предварительную обработку сигналов (сжатие по дальности и азимуту, подавление несинхронных помех) и выдает данные в ЦСП 160.
ЦСП 160 выполняет пороговую обработку сигналов для каналов ИКО (ИТК) и частичную обработку сигналов для канала ЭЦ. Обработанные развертки канала ИКО (ИТК) передаются в ЦСП 161. Частично обработанные развертки канала ЭЦ передаются в ЦСП 162.
ЦСП 161 обеспечивает связь с устройством 49 вторичной обработки, управления и отображения информации через интерфейс Ethernet, осуществляет прием и разбор команд от устройства 49, формирует команды для ЦСП 160 и 162 и ПЛИС 163, 164, принимает от них данные, преобразует выходные данные в соответствии с заданной таблицей преобразования в 4-разрядные величины, упаковывает данные по 8 отсчетов в 32-разрядное кодовое слово и отправляет в устройство 49 через ПЛИС 164 и контроллер 43 (44) ЛВС Ethernet для отображения на экране информационного дисплея 223.
ЦСП 162 выполняет прием частично обработанных разверток от ЦСП 160 и завершает пороговую обработку этих разверток в соответствии с параметрами подавления помехи, выставленными для канала ЭЦ. Далее выполняется формирование первичных отметок целей в соответствии с выставленными параметрами целевыделения и выдача их в ЦСП 161.
ПЛИС 164 обеспечивает интерфейс с мезонинным модулем 43 (44) внешней связи, который осуществляет аппаратную поддержку интерфейса Ethernet 10 BASE-T (витая пара). В ПЗУ мезонинного модуля 43 (44) хранится уникальный адрес модуля в сети Ethernet.
Вычислительными средствами устройства 49 вторичной обработки, управления и отображения обеспечивается решение следующих задач вторичной обработки радиолокационной информации:
- формирование зон запрета автосопровождения;
- формирование строба сопровождения в автоматическом и полуавтоматическом режимах;
- реализация алгоритмов полуавтоматического сопровождения целей и постановки целей на автоматическое сопровождения;
- определение текущего расстояния до цели и текущего пеленга на цель;
- измерение и отображение координат целей, указанных оператором на их радиолокационном изображении;
- измерение параметров ориентиров в полярной системе координат;
- реализация алгоритма классификации целей.
В навигационном режиме (САРП) обеспечивается реализация алгоритмов обнаружения траекторий, уточнения параметров траектории в процессе привязки ее новых меток, производится экстраполяция параметров траектории на момент следующего измерения, определяются уточненные параметры движения цели, истинный курс и скорость цели и др. Данные о курсе и скорости сопровождаемых целей отображаются на экране информационного дисплея 223.
Резервный приемопередающий канал РЛС предназначен для решения задач навигации и обнаружения надводных целей при выходе из строя основного приемопередающего канала.
Включение резервного приемо-передающего устройства производится сигналами «Кан.имп.вкл.» и «Кан.ант.2р», которые формируются микропроцессорным блоком 188 управления при поступлении соответствующей команды из устройства 49 вторичной обработки, управлении и отображения и передаются в блок управления режимами работы передающего устройства через блок 200 согласования сигналов и блок 202 гальванооптической развязки. В блоке 22 управления режимами эти сигналы через формирователь 71 входных сигналов поступают в преобразователь 72 последовательного кода в параллельный.
1
1
При поступлении сигнала «Кан.имп.вкл.» на выходе преобразователя 72 формируется управляющий сигнал, поступающий через каскад ГР гальванической развязки на управляющий вход ключевого каскада Kл, который срабатывает, обеспечивая подачу напряжения ±27 В на вход источника 32 вторичного электропитания и входы питания импульсного передатчика 33 и резервного приемного устройства 34.
По сигналу «Кан.ант.2р» на выходах преобразователя 72 формируются сигналы «Кан.имп.ант.» и «Кан.сл.экв.», обеспечивающие, как было рассмотрено выше, установку волноводного переключателя 4 в положение, при котором его второй (антенный) вход-выход соединяется через четвертый вход-выход с вторым циркулятором 7, а третий выход (канала эквивалента антенны, соединенного с согласованной нагрузкой 5), соединяется через первый вход-выход с первым циркулятором 6.
Далее микропроцессорный блок 188 управления формирует пакет управляющих сигналов, задающих режим работы резервного приемопередающего устройства, которые передаются по магистрали М1 последовательного канала RS-422 в блок 38 управления и синхронизации (см. фиг.7), в котором через приемопередатчик 152 последовательного канала поступают в микро ЭВМ 132.
Коды текущего пеленга антенны («ТИН»), передаваемые микропроцессорным
блоком 189 антенны по магистрали М2 последовательного канала RS-422, поступают в микро ЭВМ 132 через приемопередатчик 153.
Микро ЭВМ 132 на основании полученной информации производит следующие операции:
- формирует режимы синхронизации и команды управления работой резервного приемо-передающего устройства;
- пересылает и записывает по стробам записи сформированные команды в регистры ПЛИС 133 и в регистр 146 команд установки режимов;
- записывает в ПЛИС 133 значение периода повторения импульсов «ИЗП», и длительности импульсов «Бланк», «ИЗВ»;
- записывает в ПЛИС 133 значение задержки импульсов «ИЗП»;
- формирует значения напряжений «РРУ», «ВАРУ-Г», «ВАРУ-Д» с записью кодов напряжений и адресов в блок 148 ЦАП;
- формирует значение напряжения «РПЧ» с записью кода напряжения и адреса во встроенный в ЭВМ 132 ЦАП;
- читает по стробам чтения из ПЛИС 133 и регистра 147 информацию об исправности блоков ППУ, анализирует ее и передает через приемопередатчик 152 последовательного канала в контроллер 47 каналов связи и управления.
Для обеспечения работы импульсного передатчика 33 формируются следующие сигналы управления ТТЛ уровня:
- «ИЗП» - импульс запуска передатчика, формируемый ПЛИС 133 и передаваемый через буфер 149;
- «ИЗЛ» - сигнал включения передатчика в режим излучения СВЧ мощности, формируемый ПЛИС 133 и передаваемый через буфер 149;
- «РД1», «РД2» - сигналы, управляющие выбором длительности генерируемых импульсов, формируемые на выходе регистра 146 команд установки режимов;
- «0Р», «1Р» - сигналы, задающие уровень ослабления выходной мощности, формируемые на выходе регистра 146 команд установки режимов.
Блок передатчика 33 представляет собой импульсный магнетронный передатчик, работающий без перестройки несущей частоты в трех режимах по длительности и скважности излучаемых СВЧ импульсов, с импульсной мощностью не менее 8 кВт.
Импульс «ИЗП» поступает на модулятор передатчика, в основу построения которого положен принцип усиления импульса модуляции, сформированного на логическом уровне, усилителем мощности, нагрузкой которого является магнетрон. Формирование
сигналов необходимой длительности и условий их поступления на модулятор осуществляет блок управления модулятора, который в зависимости от сигналов «РД1», «РД2», представляющих собой двоичную комбинацию напряжений постоянного тока высокого уровня ТТЛ (логическая «1») и низкого уровня ТТЛ (логический «0») формирует короткие, средние или длинные импульсы модуляции.
По сигналу «ИЗЛ», поступающему из блока 38 управления и синхронизации, включается высоковольтный источник питания модулятора, напряжение которого подается на ключевую схему модулятора, вырабатывающую модулирующий импульс с амплитудой до 8 кВ, поступающий на катод магнетрона. Под воздействием модулирующего импульса магнетрон генерирует СВЧ сигнал, который через направленный ответвитель 35 поступает на переключатель 36 ослабления мощности, а с его выхода через циркулятор 7 и волноводный переключатель 4 - в антенный тракт и излучается антенной 1 в пространство.
Переключатель 36 представляет собой ферритовое устройство с одним входом и двумя выходами, между которыми делится мощность входного сигнала в пропорции, зависящей от величины тока управления, подаваемого на переключатель с выхода блока 37 управления переключателем. Управление блоком 37 осуществляется двумя командами «0Р» и «1Р»,  которые формируются на выходе регистра 146 команд установки режимов блока 38 управления и синхронизации в виде комбинации двоичных сигналов «1» и «0», в зависимости от значения которой на выходе блока 37 управления формируются токовые сигналы, соответствующие ослаблению сигнала на 0 дБ, 10 дБ или 20 дБ. В режиме 0 дБ сигнал СВЧ проходит через переключатель 36 без ослабления, за исключением потерь в ферритовых элементах, входящих в состав переключателя.
Контрольные сигналы «К0Р» и «К1Р», определяющие значения ослабления излучаемого сигнала, с выходов блока 37 управления переключателям поступают через блок 136 согласования сигналов отработки и исправности в ПЛИС 133.
Кроме этого, в процессе работы передатчика блок управления модулятора формирует контрольный сигнал «ИЗП контр.», подтверждающий приход импульса «ИЗП» в модулятор, сигнал «Гот.» (готовность), разрешающий подавать на вход модулятора сигнал «ИЗЛ», сигнал «Испр.ПРД» (исправность передатчика), сигнал «Ток МИ» (ток магнетрона) и импульс бланкирования «БИП», равный по длительности излучаемому импульсу, но с противоположной полярностью. Контрольные сигналы «ИЗП контр.», «Гот.» и «Испр.ПРД» передаются в ПЛИС 133 через блок 136 согласования
входных сигналов отработки и исправности, а сигнал «БИП» - через входной формирователь 137.
При поступлении соответствующих контрольных сигналов ПЛИС 133 формирует контрольные сигналы «КИЗП», «КИЗЛ», «КБИП» и передает их в микро ЭВМ 132. Сигнал «Ток МИ» записывается в регистр 147, из которого считывается стробом чтения и передается в микро ЭВМ 132. Микро ЭВМ 132 осуществляет обработку контрольной информации и формирует пакет контрольных сигналов состояния, который передает в контроллер 47 каналов связи и управления по магистрали М1.
При поступлении сигнала «БИП» ПЛИС 133 формирует сигнал «Бланк», поступающий через выходной усилитель 143 на управляющий вход блока 126 усиления на СВЧ и ПЧ (см. фиг.6), обеспечивая запирание приемного устройства 34 на время излучения зондирующего импульса, а также сигнал «НОД-Р», передаваемый через выходной усилитель 142 в блок 40 синхронизации и сопряжения.
Кроме этого, для обеспечения работы приемного устройства ПЛИС 133 в соответствии с установленной задержкой формирует импульс «ИЗВ» запуска ВАРУ «ИЗВ», передаваемый на выход блока через буфер 149, а микро ЭВМ 132 обеспечивает считывание из регистра 146 и выдачу на выход блока 38 команд «РРУ/АРУ», «РПЧ/АПЧ» установки режимов усиления и подстройки частоты и команды «Пер.пол.» переключения полосы приемника.
Значения напряжений регулировки усиления («РРУ» или «ВАРУ-Г», «ВАРУ-Д») формируются микро ЭВМ 132, а передача их на выход блока производится через блок 148 ЦАП при поступлении соответствующих стробов чтения.
Значение напряжения «РПЧ» формируется на выходе ЦАП, входящего в состав микро ЭВМ 132, а передача его на выход блока 38 производится через формирователь 151 напряжений РПЧ.
Резервное приемное устройство 34 работает следующим образом.
пч1
c
Г1
Принятый антенной отраженный сигнал поступает на вход циклотронного защитного устройства 125, аналогичного ЦЗУ, который используется в устройстве 23 защиты и усиления. Далее сигнал подается в блок 126 усиления на СВЧ и ПЧ, в котором усиливается первым малошумящим усилителем, проходит через фильтр подавления зеркального канала и поступает на первый балансный смеситель, выделяющий первую промежуточную частоту f=f-f.
Г1
Сигнал f вырабатывается блоком 128 первого гетеродина, выполненного в виде генератора, управляемого напряжением (ГУН). Напряжение, управляющее ГУН 128,
Г1
подается из блока 130 автоматической подстройки частоты. После фильтрации и усиления сигнал ГУН подается на выходной делитель мощности блока 128, с которого сигнал f подается как на смеситель сигнала блока 126 усиления на СВЧ и ПЧ, так и на смеситель блока 130 АПЧ.
с
Г1
Г1
эт
АПЧ
ЭТ
АПЧ
АПЧ
Поддержание выходной частоты смесителя блока 130 АПЧ осуществляется системой АПЧ, которая отслеживает уходы частоты сигнала f передатчика 33, поступающего на вход «АПЧ» со второго выхода направленного ответвителя 35, и температурные уходы частоты сигнала f, формируемого блоком 128 первого гетеродина. В блоке 130 сигнал передатчика 33 предварительно ослабляется до уровня работы смесителя и далее подается в смеситель блока 130 АПЧ, который в режиме удержания выделяет промежуточную частоту f. После усиления сигнал с выхода смесителя АПЧ поступает на делитель частоты, где производится деление до частоты, на которой работает частотный дискриминатор АПЧ. Затем сигнал ограничивается в усилителе-ограничителе и подается на частотный детектор, выдающий импульсы, изменение амплитуды которых пропорционально отклонению частоты сигнала от эталонной частоты f. Амплитуда выходного сигнала частотного детектора периодически (Δt=1 мин) калибруется с помощью высокостабильного генератора частоты. В режиме удержания f=f±Δf, где Δf - ошибка АПЧ.
Работа схемы АПЧ управляется программно с выдачей сигнала на ГУН, сигналов управления на эталонный генератор, а сигналов состояния поиска и захвата «Захв.АПЧ» - на выход приемника, с которого эти сигналы передаются в регистр 147 блока 38 управления и синхронизации, считываются из него стробом чтения и поступают в микро ЭВМ 132.
В режиме ручной подстройки частоты блок 130 отключается управляющим сигналом «РПЧ/АПЧ» с выхода регистра 146, а напряжения «РПЧ», формируемые на выходе формирователя 151 подаются на управляющий вход блока 128 первого гетеродина.
После преобразования в блоке 126 на первую промежуточную частоту обрабатываемый сигнал усиливается вторым МШУ и после фильтрации поступает на плавные аттенюаторы ВАРУ. Регулировка длительности (от 10 до 70 мкс) и глубины (от 20 до 40 дБ) ВАРУ производится сигналами «ВАРУ-Д» и «ВАРУ-Г», поступающими с выхода блока 148 ЦАП.
Затем после фильтрации и усиления усилителем первой промежуточной частоты сигнал поступает на плавные аттенюаторы РРУ глубиной не менее 50 дБ. Ручная
регулировка усиления осуществляется подачей внешнего управляющего напряжения «РРУ» на усилитель постоянного тока РРУ. Вместо РРУ может применяться схема автоматической регулировки усиления по шумам (АРУШ), переключаемая сигналом «РРУ/АРУ», поступающим с выхода регистра 146.
пч2
пч1
Г2
Г2
Далее на втором смесителе блока 126 осуществляется преобразование сигнала на вторую промежуточную частоту: f=f-f, где f - частота второго гетеродина, формируемая блоком 129 второго гетеродина, который выполнен в виде генератора на поверхностных акустических волнах.
На второй промежуточной частоте в блоке 127 усиления и преобразования на видеочастоту осуществляется коммутация сигнала по полосам в зависимости от длительности генерируемого импульса полосы «Пер.пол.».
пч2
В блоке 127 на частоте f формируется линейно-логарифмическая амплитудная характеристика приемника с помощью логарифмического участка видеоусилителя около 50 дБ для выходных сигналов усилителя 0,632-200 мВ. Для сигналов уровня <0,632 мВ усилитель работает в линейном режиме.
После детектирования и фильтрации в фильтре низких частот на выходе блока 127 формируется видеосигнал «Видео-Р», который передается на выход приемного устройства 34.
С другого выхода блока 127 (через повторитель) сигнал «Видео-Р» снимается для схемы АРУШ и схем контроля работоспособности приемника. Выходной сигнал исправности приемника «Испр.ПУ» передается через блок 136 согласования входных сигналов отработки и исправности в ПЛИС 133.
ПЛИС 133 формирует контрольный сигнал «КИЗВ» и контрольные сигналы состояния приемного устройства и передает их в микро ЭВМ 132, которая обрабатывает их, считывает из регистра 147 сигнал о состоянии блока АПЧ и формирует пакет контрольной информации, который передается в контроллер 47 каналов связи и управления.
В контроллере 47 принятая контрольная информация о состоянии импульсного передатчика 33 и резервного приемного устройства 34 обрабатывается микропроцессорным блоком 188 управления, который формирует байты состояния узлов и передает их по магистрали М5 в устройство 49 вторичной обработки, управления и индикации, где контрольные данные в обобщенном или развернутом виде (в зависимости от вводимых оператором команд) отображаются в окне контроля информационного дисплея 223.
Видеоимпульсы «Видео-Р» развертки дальности принятых отраженных сигналов, формируемые на выходе приемного устройства 34, а также импульсы начального отсчета дальности развертки «НОД-Р», и упреждающие импульсы запуска «УИЗП», формируемые блоком 38 управления и синхронизации, поступают в блок 40 синхронизации и сопряжения. При поступлении импульсов «УИЗП» блок 40 осуществляет подготовку к приему информационных сигналов «Видео-Р» и синхросигналов «НОД-Р», которые транслирует в радарные процессоры 41, 42.
В радарных процессорах 41, 42 информационный видеосигнал преобразуются в цифровой аналого-цифровым преобразователем 165 и поступают через ПЛИС 163 радарного интерфейса, синхронизируемую импульсами «НОД-Р», в ЦСП 160, а из него, как было рассмотрено выше, в ЦСП 161 и 162. Сформированные в радарных процессорах 41, 42 массивы данных передаются по магистралям Е1, Е2 ЛВС Ethernet в видеопроцессор 220, который обеспечивает прием и обработку информации для вывода на дисплей 223.
В режиме функционального контроля осуществляется проверка правильности функционирования как приемо-передающего тракта РЛС в целом, так и отдельных его устройств.
Для обеспечения контроля приемо-передающего тракта ко второму выходу направленного ответвителя 8 подключают линию задержки отражательного типа, выход которой соединяют с сигнальным входом блока 25 СВЧ. Линия задержки имитирует отражение зондирующих сигналов от окружающих объектов.
Для введения в приемный тракт шумового контрольного сигнала подключают генератор 31 шума к входному устройству 23 защиты и усиления. Блок генератора шума состоит из генератора шума, блока аттенюаторов с ослаблениями 0,3 и 6 дБ, с помощью которого устанавливают уровень мощности шума, ферритового вентиля и направленного ответвителя. Ферритовый вентиль обеспечивает защиту генератора шума от просачивающейся мощности передающего устройства. Направленный ответвитель обеспечивает ответвление от тракта генератора шума такой части мощности шумового сигнала, которая обеспечивает уровень шума на выходе приемника, вдвое превышающий уровень его собственных шумов.
Включение генератора 31 шума производится сигналами «ФК» (функциональный контроль) или «Вкл.ГШ», которые формируются микропроцессорным блоком 188 управления и передаются в блок 28 формирования сигналов управления приемным устройством, или нажатием кнопки «Вкл.ГШ». Указанные сигналы поступают на входы
элемента ИЛИ 108, который при поступлении любого из них формирует управляющий сигнал, открывающий электронный ключ 111, через который генератор 31 шума запитывается от стабилизатора 123.
Проверка функционирования РЛС производится последовательным включением сначала каждого из режимов излучения импульсных сигналов (с изменяемыми в зависимости от шкалы дальности параметрами), а затем каждого из режимов излучения ИФМ и КНС сигналов.
При этом в каждом режиме исправность устройств передающего и приемного трактов проверяется по наличию соответствующих контрольных сигналов, формируемых, как было рассмотрено выше, при штатной работе РЛС и отображаемых на информационном дисплее.
В импульсных режимах работы для контроля тракта обработки сигналов используется видеосигнал «ВИа», который формируется на выходе видеоусилителя 103 и подается в радарные процессоры 41, 42 через блок 40 синхронизации и сопряжения.
В режимах излучения сложных сигналов проверка тракта обработки производится путем генерации на выходе цифрового приемного устройства 45 контрольных сигналов «ПЧ (КС)» на второй промежуточной частоте в виде ИФМ и КНС сигналов с плавно изменяющейся по времени задержкой.
Контрольный сигнал «ПЧ (КС)» через блок 30 переключения контрольных сигналов (открытый управляющим сигналом «Вкл.Имит.», поступающим из контроллера 47) и делитель 93 частоты 1:1000 подается на контрольный вход избирательного усилителя 92, а из него в основной усилитель 27 промежуточной частоты. После полного цикла обработки контрольный сигнал отображается на экране ИКО информационного дисплея 223 в виде спирали.
Контроль тракта прохождения видеосигналов осуществляется путем генерации в блоке 40 синхронизации и сопряжения контрольного видеосигнала с постоянной задержкой, а контроль тракта обработки видеосигналов - путем генерации сигналов контрольных цепей во входных цепях радарных процессоров 41, 42.
Таким образом, благодаря возможности формирования различных типов зондирующих сигналов с перестраиваемыми параметрами предлагаемая РЛС обеспечивает высокую информативность и достоверность обнаружения целей в широком динамическом диапазоне сигналов на различных дистанциях дальности не зависимо от условий помеховой обстановки.
Программно-аппаратная реализация устройств формирования сигналов и
управления режимами обеспечивает широкие возможности варьирования параметров регулировки и настройки с непрерывным контролем всех этапов прохождения сигналов.
Реализация устройства первичной обработки в виде программно управляемого многоканального устройства корреляционно-спектральной обработки сигналов с числом дальностно-доплеровских каналов, зависящим от типа сигнала и режима РЛС, позволяет производить цифровую обработку сигналов на промежуточной частоте и исключить, тем самым, потери информации, возникающие в случае предварительного преобразования на видеочастоту.
Использование для формирования отображаемых данных радарных процессоров, выполненных на базе цифровых сигнальных процессоров и взаимодействующих посредством стандартных интерфейсов с вычислительной системой РЛС, осуществляющей вторичную обработку информации, позволяет реализовать различные алгоритмы решения задач освещения обстановки, целеуказания и навигации с адаптивным подавлением различных помех.
Промышленная применимость предлагаемой РЛС обеспечивается возможностью ее изготовления согласно приведенному описанию и чертежам на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования и использования на плавучих средствах различного назначения для освещения обстановки, навигации и решения других задач.
Источники информации
1. Справочник по радиолокации, ред. М.Сколник // Перевод с английского. Том 4. М:, Сов. Радио, 1978.
2. Патент США №4.338.604, МПК G 01 S 13/24, 7/28, опубл. 06.07.82
3. Патент РФ №2037842, МПК G 01 S 13/02, опубл. 19.06.95 г.
4. Патент РФ №21242221, МПК G 01 S 13/42, опубл. 27.12.98 г., прототип.
5. Ю.А.Будзинский, С.П.Кантюк. Электростатические усилители. - Электронная техника /сер. СВЧ-техника//. - 1993 г. - №1.
6. «Устройства и методы цифровой и аналоговой обработки сигналов» /Межвузовский сб.// - Воронеж: Политехнический институт. - 1988 г.