2.11 Индикаторные устройства

2.11.1 Назначение и типы индикаторных устройств

Индикаторные устройства являются оконечными устройствами радиолокационных станций (РЛС) и автоматизированных систем управления (АСУ). Индикаторы дают возможность быстро воспро­извести множество данных о радиолокационных целях в наглядной форме.

Выбор типа индикаторного устройства для РЛС и АСУ зави­сит от их тактического назначения и технических требований. Каждый индикатор, входящий в индикаторное устройство, отли­чается от другого характером определяемых координат, типом развертки, видом отметки от радиолокационных целей. Если РЛС предназначена для выдачи информации вокруг своей точки стоя­ния, то они оборудуются индикатором кругового обзора (ИКО). Такие же индикаторы устанавливаются и на АСУ.

Для уточнения характеристик целей, а также для улучшения разрешающих способностей по координатам и различным харак­теристикам используются секторные индикаторы. Если такой ин­дикатор позволяет измерять координаты азимута β и дальности D, то он называется индикатором азимут–дальность (ИАД), если позволяет измерять дальность D и угол места ε или дальность D и высоту H, то такой индикатор называют индикатором измерения высоты (ИИВ).

Радиолокационные дальномеры в своем составе имеют ИКО и ИАД, радиолокационные высотомеры — ИКО и ИИВ или ИАД и ИИВ, а трехкоординатные радиолокационные комплексы вклю­чают ИКО, ИАД и ИИВ.

Смотренные типы индикаторов являются двухмерными, так как они дают возможность определять одновременно две коорди­наты цели. Существуют и одномерные индикаторы, которые используются для определения одной координаты цели, например дальности.

Сочетание различных типов индикаторов образует индикаторное устройство РЛС и АСУ.

2.11.2 Принцип работы индикатора

Основным элементом индикатора является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Электронно-лучевая трубка – это такой электро-вакуумный прибор, в котором электронный луч используется для преобразования электрических сигналов в видеосигналы.

В ЭЛТ на стеклянное прозрачное дно колбы наносится слой люминофора, который образует экран трубки. Люминофор – вещество, обладающее способностью светиться под воздействием падающих на него электронов. Электронно-лучевая трубка состоит из следующих основных элементов (рис. 2.84):

1. электронной пушки или электронного прожектора, который формирует тонкий

электронный луч;

2) отклоняющей системы, с помощью которой осуществляется перемещение электронного луча по экрану;

3) флюоресцирующего луча для индикации положения электронного луча.

Существует два основных типа ЭЛТ, которые отличаются способами фокусировки и отклонения электронного луча:

а) трубки с электростатическим управлением, в них для этих целей используется электрическое поле;

б) трубки с магнитным управление, в них используется магнитное поле.

На рис. 2.84,а изображена ЭЛТ с электростатическим управле­нием. Электронная пушка ее включает: катод, создающий поток электронов; управляющий электрод, с помощью которого осуще­ствляется регулировка яркости светящегося пятна на экране; первый и второй аноды, ускоряющие полет электронов в колбе и фо­кусирующие их с помощью электрического поля, возникающего между первым и вторым анодами.

Аквадаг выполняет роль электростатического экрана и предохраняет электронный поток трубки от воздействия внешних элект­рических полей.

На рис. 2.84 аквадаг показан утолщенной линией.

Чтобы перемещать светящееся пятно по экрану (создавать раз­вертку) между вторым анодом и экраном расположена отклоняю­щаяся система, состоящая из двух пар взаимно перпендикулярных пластин.

Пластины XX горизонтально отклоняющие, так как между ними создается горизонтальное электрическое поле. При подаче на эти пластины напряжения луч будет отклоняться в горизонталь­ной плоскости. Обычно на горизонтально отклоняющие пластины подается периодически изменяющееся напряжение развертки.

Пластины УУ вертикально отклоняющие, так как между ними создается вертикальное электрическое поле. На них обычно по­дается напряжение сигнала (видеоимпульсы с выхода приемного устройства).

На рис. 2.84,б изображена ЭЛТ с магнитным управлением, В такой трубке функции катода, управляющего электрода и эк­рана те же, что и в трубках с электростатическим управлением. Первый анод здесь не участвует в фокусировке луча, а исполь­зуется для экранирования пространства между катодом и управ­ляющим электродом от высоких ускоряющих потенциалов второго анода, поэтому на управляющий электрод можно подавать относи­тельно небольшое напряжение для управления яркостью свечения пятна на экране.

Аквадаг выполняет роль ускоряющего электрода, на него по­дается высоковольтное напряжение от специального источника.

Фокусировка в ЭЛТ с магнитным управлением осуществляется магнитным полем, создаваемым специальной фокусирующей ка­тушкой. Она питается постоянным током.

Отклоняющая система состоит из двух взаимно перпендикуляр­ных пар катушек, расположенных снаружи трубки на ее горло­вине. Отклонение электронного луча производится однородным магнитным полем, которое создается током, протекающим по этим катушкам.

В современных РЛС и АСУ широко применяются ЭЛТ с маг­нитным и электростатическим управлением. Однако в двухмерных индикаторах ИКО, ИАД, ИИВ используются только ЭЛТ с маг­нитным управлением, так как в них можно получить большой мак­симальный угол отклонения луча и нет влияния отклонения луча на его фокусировку. Кроме того, эти трубки имеют меньшие раз­меры светящегося пятна на экране.

В одномерных индикаторах обычно используются ЭЛТ с элек­тростатическим управлением, основным достоинством которых являются малые габариты, нет затрат мощности на управление лучом и питающие напряжения относительно невелики.

В дальнейшем рассмотрение индикаторов будет вестись приме­нительно к ЭЛТ с магнитным управлением.

Электронный луч ЭЛТ перемещается по экрану трубки и остав­ляет за собой светящуюся линию, которая называется разверткой. В зависимости от того, для измерения какой координаты исполь­зуется движение луча, различают развертки дальности, азимута и угла места (высоты).

Вид развертки определяется типом индикатора, применяемого в РЛС или АСУ. В одномерных индикаторах применяется линей­ная развертка, в двухмерных — радиально-круговая и прямоуголь­ная растровая.

На рис. 2.85 показаны виды разверток индикаторов.

При линейной развертке луч перемещается только по прямой линии от одного края экрана к другому. Начинается развертка все время в одной и той же точке экрана.

Радиально-круговая развертка создается за счет одновремен­ного перемещения луча от центра экрана к краю (по радиусу). Это развертка дальности и поворота линии развертки относительно заданного начального направления. Угол поворота соответствует изменению угловой координаты (например, азимута β). Такая развертка применяется в ИКО, так как линия развертки последовательно обегает все точки поверхности экрана в пределах заданного круга за один оборот.