4. Атенно-фидерная система

4.1. Состав и назначение

4.1.1. Антенно-фидерная система (АФС) включает в себя антенну с антенными фидера­ ми (блок 1), делитель мощности (блок 4), вы­сокочастотный токосъемник (блок 2), антенный коммутатор (блок 3) с индикатором мощ­ности (блок 42), линейный фидер и мачтовое устройство. Структурная схема антенно-фидерной системы изображена на рис. 12.

4.1.2. Антенна, выполненная в виде антенной решетки, предназначена для направленного излучения и приема импульсов электромагнит­ной высокочастотной энергии и формирования требуемой зоны обнаружения.

Антенные фидеры предназначены для кана­лизации высокочастотной энергии от передат­чика к антенне при передаче и от антенны на вход приемного устройства'при приеме.

4.1.3. Для получения необходимой диаграм­мы направленности в вертикальной плоскости делитель мощности, выполненный на полосковых линиях, направляет 40% мощности передатчика в верхний этаж и 60% в нижний этаж, а также создает необходимую разность фаз питающих токов (напряжений) между этажами антенны, близкую к 90°.

Разность фаз зависит не только от парамет­ров делителя мощности, но и в значительной степени от положения излучателей антенны в горизонтальной плоскости. Для контроля го­ризонтального положения излучателей антен­ны, т. е. для сохранения оптимальной разнос­ти фаз 90°, создаваемой блоком 4, в станции на верхней крышке блока 31 установлены два уровня. Для горизонтирования ан-тенны под раму машины с АМУ устанавливаются 4 домкрата. Проверка правильности горизонти­рования производится по буссоли.

4. Высокочастотный токосъемник коак­сиального типа обеспечивает передачу высо­кочастотной энергии от неподвижного линей­ного фидера к делителю мощности, вращаю­щемуся вместе с антенной, и передачу энергии отраженных сигналов от делителя мощности к линейному фидеру при приеме.

5. Антенный коммутатор при работе на передачу обеспечивает подключение фидерного тракта к передатчику на время генериро­вания высокочастотного импульса и произво­дит защиту приемного устройства от мощного импульса передатчика, а при работе на прием направляет высокочастотную энергию, приня­тую антенной, в приемное устройство.

6. Индикатор мощности предназначен для измерения мощности передатчика на вы­ходе антенного коммутатора и для измерения КБВ в линейном фидере.

7. Мачтовое устройство является меха­нической опорой для антенны и привода вра­щения, обеспечивает подъем антенны на тре­буемую высоту над землей и опускание ее. Подъем и опускание антенны производятся электроприводом, а при необходимости—вруч­ную.

8. При передаче импульс высокочастот­ной энергии от передатчика по высокочастот­ному кабелю поступает на проходные разряд­ники антенного коммутатора. Разрядники, за­гораясь, соединяют передатчик с фидерным трактом. Одновременно с проходными разряд­никами в антенном коммутаторе загораются разрядники цепочек защиты приемного устрой­ства, отключая приемный тракт на время зон­дирующего импульса.

Для уменьшения просачивающейся мощно­сти передатчика на вход приемного устройства на входе широкополосного усилителя высокой частоты (ШУВЧ) имеется ограничитель мощ­ности, выполненный на быстродействующих переключательных диодах.

По линейному фидеру энергия поступает на высокочастотный токосъемник и далее на де­литель мощности, а через антенные фидеры—к излучающим элементам антенны (стрелам).

Антенна преобразует энергию импульсов то­ка высокой частоты в энергию импульсов ра­диоволн, излучаемых в окружающее прост­ранство.

4.1.9. Энергия импульсов радиоволн, отраженных от цели в направлении станции, принимается и преобразуется антенной в энергию импульсов тока высокой частоты, которые потому же фидерному тракту, что и при передаче, поступают на антенный коммутатор.

Все разрядники антенного коммутатора при наличии слабых сигналов не загораются. При этом проходные разрядники отключают антен­ный коммутатор от передающего устройства, обеспечивая прохождение эхо-сигналов с ма­лыми потерями от антенны па вход приемного устройства.

4.1.10. Для настройки передатчика без излу­чения энергии в окружающее пространство в качестве его нагрузки используется эквивалент антенны (блок 43), который создает для пере­ датчика нагрузку, эквивалентную антенне. 17

4.2. Антенна (блок 1)

4.2.J. Антенна (рис. 13) представляет собой антенную решетку, состоящую из шестнадцати одинаковых волновых каналов-стрел 5 и 7, рас­положенных в два этажа (по восемь волновых каналов в этаже), антенных фидеров, делите-пя ш щности 3 и механических элементов кон­струкции: траверсы 8, подкосов б, крестовины 4 и расчалок 9.

Габаритные размеры антенны:

в горизонтальной плоскости (по траверсе) — 15,4 м;

в вертикальной плоскости (по подкосам) — 2,45 м:

длина волнового капала—2,1 м.

4.2.2. Основная высота антенны (высота верхнего этажа излучателей антенны над по­ верхностью земли Пв = 6,35 м и нижнего hH =3,9 м с линейным фидером длиной 7,5 м) обеспечивается при размещении станции на открытой ровной позиции. При этом разверты­вание станции производится непосредственно из транспортного положения без проведения дополнительных работ, связанных с установкой дополнительных секций.

Основная высота антенны может быть обес­печена также при размещении станции в ук­рытии глубиной 3 м при использовании трех до­полнительных секций метровой длины и линей­ного фидера длиной 15 м.

Б обоих вариантах станция обеспечивает оп­тимальную беспровальную зону обнаружения целей как по дальности, так и по высоте.

4.2.3. Для решения задач увеличения даль­ности обнаружения, в том числе и низколетя.щих целей, высота антенны может быть увеличена за счет установки четырех дополнительных секций. Максимально возможная высота верхнего этажа излучателей he = 10,35 м, а нижнего этажа hH = 7,9 м (при размещении станции на открытой позиции). В этом случае дальность обнаружения повышается на 15— 20%, а беспровальный потолок зоны обнаруже­ния значительно снижается. Уверенная провод­ка целей в этом случае производится с исполь­зованием системы наклона антенны.

4.2.4. Для решения задач увеличения беспровалыюго потолка зоны обнаружения при неко­тором уменьшении дальности обнаружения низколетящих целей по сравнению с зоной при Ни = 10,35 м и hH = 7,9 м используется высота антенны Пв =8,35 м, пн = 5,9м как при разме­щении станции на открытой позиции, так и при размещении в укрытии глубиной 3 м. На открытой позиции используются 2 дополнительные секции, а в укрытии—5 дополнитель­ных секций.

Уверенная проводка целей также произво­дится с использованием системы наклона ан­тенны.

Для всех рассмотренных вариантов установ­ки высот!)! антенны в формуляре на РЛС при­водятся расчетные зоны обнаружения. Использование промежуточных высот антенны не ре­комендуется.

4.2.5. Схема принципиальная электрическая блока 1 — Жг2.091.005 СхЭ.

В состав антенны входят:

волновые каналы с фидерами питания Э1—Э8иЭ49—Э56;

фидеры Э19, Э36, соединяющие блок 4 с центральными парами стрел антенны через со­гласующие трансформаторы Э17 и Э38;

фидеры Э15, Э22 и Э35, Э42, соединяющие блок 4 с крайними тройками стрел антенны через согласующие трансформаторы Э10, Э11, Э13, Э21, Э24, Э25, Э28 и Э29, Э32, ЭЗЗ, Э40, Э44, Э46, Э47 соответственно;

высокочастотные разъемы Ф1—Ф20;

делитель мощности У1 (блок 4).

Волновые каналы Э1—Э8 и Э49—Э56 пред­ставляют собой электрически связанную сис­тему излучателей, обеспечивающую однона­правленное излучение электромагнитной энер­гии в пространство.

Волновой канал—стрела (рис. 14 и 15) пре­образует энергию токов высокой частоты в энергию электромагнитных волн и состоит из активного излучателя, рефлектора и директо­ров. Активный излучатель состоит из шести пар симметричных вибраторов, приваренных попарно вдоль двухпроводной линии. Двухпро­водная линия коротко замкнута со стороны ди­ректоров и разомкнута со стороны рефлек­тора.

Длина двухпроводной линии несколько боль­ше /./4 (четверти длины волны). Точка под­ключения фидера отстоит па расстоянии >./4 от замкнутого конца линии. На рис. 15 пред­ставлена схема питания активного излучателя.

Ввиду малых расстояний между вибратора­ми активного излучателя действие их можно практически рассматривать как действие од­ного излучателя, имеющего поперечные разме­ры, сравнимые с длиной волны. Этим объясня­ется диапазонность активного излучателя по входному сопротивлению и диаграмме направ­ленности.

Двухпроводная короткозамкнутая линия яв­ляется симметрирующим устройством и обес­печивает симметричное питание каждой пары вибраторов активного излучателя от несиммет­ричного коаксиального фидера, то есть обеспе­чивает их питание токами, равными по ампли­туде, но противоположными по знаку.

Питающий фидер проходит внутри одной из трубок двухпроводной линии (рис. 15). При выходе из трубки внешний проводник (экран) питающего фидера по всему периметру выход­ного отверстия припаивается к внешней по­верхности трубки двухпроводной линии (точ­ка 2). Внутренний проводник (жила) припаи­вается к внешней поверхности другой трубки двухпроводной линии (точка 3).

Благодаря тому, что экран питающего фи­дера припаивается к двухпроводной линии в точке выхода из линии по всему периметру, осуществляется экранировка внешней поверхности экрана фидера в точке выхода его из трубки, поэтому не происходит ответвлений то­ка на внешнюю поверхность экрана фидера и обеспечивается равенство токов в трубках по амплитуде.

Симметрия сохраняется в любом сечении двухпроводной линии, благодаря чему обеспе­чивается симметричное питание каждой пары активных вибраторов в диапазоне частот.

Равные токи создают равные по величине и противоположные по знаку напряжения на трубках двухпроводной линии относительно земли.

Распределение напряжения вдоль линии от­личается от синусоидального , максимум на­пряжения находится в точке включения треть­ей пары активных вибраторов.

Двухпроводная линия имеет ось нулевого потенциала относительно земли (точка С на рис. 15), что позволяет закрепить активный излучатель на металлической опоре.

Рефлектор служит для обеспечения однона­правленного излучения активного излучателя, принцип действия которого заключается в сле­дующем:

1) рефлектор Р (рис. 156) запитывается то­ком, равным по амплитуде току активного из­лучателя А, а по фазе с опережением на 2-d где d — расстояние между активным излу­чателем и рефлектором; /- — длина волны.

Электрические поля, создаваемые активным излучателем и рефлектором, по амплитуде рав­ны как в направлении О', так и в направлении О, а по фазе противоположны в направлении рефлектора О' и синфазны в направлении ак­тивного излучателя О. Поэтому поля обоих из­лучателей в направлении О' взаимно компен­сируются, а в направлении О складываются;

2) директоры служат для сужения диаграм­мы направленности активного излучателя. По­ля, создаваемые директорами, синфазны меж­ду собой и с полем активного излучателя, по­этому они складываются в направлении дирек­торов.

Фидерная система блока 1 осуществляет пе­редачу высокочастотной энергии от делителя мощности (блок 4) к излучателям и распреде­ление энергии между излучателями в этажах. При работе на передачу через разъемы Ф1 и Ф2 блока 4 на верхний этаж антенны поступа­ет 40% высокочастотней энергии передатчика, а через разъемы ФЗ и Ф4 на нижний этаж ан­тенны—60%• По фазе напряжение (ток) ча разъемах Ф1 и Ф2 отстает от напряжения (тока) на разъемах ФЗ и Ф4 примерно на 90°, что необходимо для формирования требуемой диаграммы направленности в вертикальной плоскости. При работе на прием диаграмма направленности та же, что и при передаче, по­этому в приемный тракт с верхнего этажа ан­тенны поступает 40%, а с нижнего этажа — 60% принятой мощности отраженного сигнала.

Между разъемами Ф9, Ф10 и Ф11, Ф12 под­водимая мощность делится поровну, так как входные сопротивления фидеров Э21, Э19 и Э36, Э40 одинаковы и равны 75 0м. В тройни­ках Э16 и Э39 мощность делится поровну меж­ду внутренними волновыми каналами Э4, Э5 и Э52, 353. В тройниках Э20 и Э41 мощность де­лится поровну между правыми и левыми трой­никами волновых каналов. В тройниках Э12, Э26 и Э31, Э45 мощность делится поровну меж­ду крайними парами и соответствующими вол­новыми каналами ЭЗ, Э6 и Э51, Э54, а в трой­никах Э9, Э27 и ЭЗО, Э48 мощность делится поровну между волновыми каналами крайних пар.

В результате такого ступенчатого деления подведенная к антенне мощность передатчика распределяется между волновыми каналами в каждом этаже антенны следующим образом:

в волновые каналы Э4, Э5 и Э52, Э53 по­ступает по 25% мощности этажа;

в волновые каналы ЭЗ, Э6 и Э51, Э54 по­ступает по 12,5% мощности этажа;

в волновые каналы Э1, Э2, Э7, Э8 и Э49, Э50, Э55, Э56 поступает по 6,25% мощности этажа.

Все волновые каналы в каждом этаже запи-таны сипфазно.

Синфазное питание стрел в этажах антенны обеспечивается равенством электрических длин фидеров от разъемов Ф9, Ф10иФ11,Ф12 до разъемов Ф1— Ф8 и Ф13—Ф20.

Указанное распределение мощности между волновыми каналами и синфазное питание вол­новых каналов в этаже позволяют получить требуемую ширину диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости и мини­мальный уровень боковых лепестков.

При работе на прием, исходя из принципа взаимности, сохраняется та же диаграмма на­правленности, что и при передаче. Поэтому мощность принятого сигнала распределяется аналогичным образом, т. е. с волновых кана­лов Э1, Э2, Э7, Э8 и Э49, Э50, Э55, Э56 посту­пает 6,25%, с ЭЗ, Э6 и Э51, Э54 по 12,5%, а с Э4, Э5 и Э52, Э53 по 25% мощности принято­го сигнала.

Режим бегущей волны в фидерах Э15, Э22, Э19 и Э35, Э36, Э42 обеспечивается четверть­волновыми 50-о.мными трансформаторами Э10, Э13, Э17, Э21, Э24, Э28 и Э29, ЭЗЗ, Э38, Э40, Э44, Э47 следующим образом:

включенные в параллель 75-омные волно­вые каналы Э4, Э5 (Э52, Э53) в тройнике Э16 (Э39) создают нагрузку, равную 37,5 0м. Трансформатор Э17 (Э38) эту нагрузку преоб­разует в тройнике Э18 (Э37) в 75 0м, чем обе­спечивается режим бегущей волны в фидере Э19 (Э36);

волновые каналы Э1, Э2 и Э7, Э8 (Э49, Э50 и Э55, Э56) создают в тройниках Э9, Э27 (ЭЗО, Э48) нагрузку 37,5 0м, которая преобразуется грансформаторами Э10, Э28 (Э29, Э47) в трой­никах Э12/Э26 (Э31. Э45) в 75 0м;

трансформированная нагрузка этих волно­вых каналов совместно с каналами ЭЗ, Э6 (Э51, Э54) в тройниках Э12, Э26 (Э31, Э45) опять создают нагрузку 37,5 0м, которая пре­образуется трансформаторами Э13, Э24 (ЭЗЗ, Э44) в разъемах Э14, Э23 (Э34, Э43) в 75 0м, чем обеспечивается режим бегущей волны в фидерах Э15, Э22 (Э35, Э42).

Фидеры Э15, Э19, Э22, Э35, Э36 и Э42 выпол­нены из 75-омного высокочастотного кабеля типа РК- Для удобства в эксплуатации фидеры Э19 и Э36 свернуты в кольца и постоянно за­креплены на крестовине.

Фидеры Э15, Э22 и Э35, Э42 растягиваются вдоль траверсы и крепятся к ней с помощью хомутов. Четвертьволновые 50-омные согла­сующие трансформаторы Э10, Э13, Э17, Э24, Э28, Э21 и Э29, ЭЗЗ, Э38, Э40, Э44 и Э47 вы­полнены из высокочастотного кабеля типа РК.

Четвертьволновые отрезки Э11, Э25 и Э32, Э46, предназначенные для обеспечения равен­ства электрических длин, выполнены из 75-ом­ного высокочастотного кабеля.

Элементы Э10, Э13, Э17, Э24, Э28, Э21, Э11, Э25, Э15, Э22 конструктивно выполнены как единое целое. Элементы Э29, ЭЗЗ, Э38, Э40, Э44, Э47, Э32, Э46, Э35 и Э42 конструктивно также выполнены как единое целое.

4.2.6. Конструктивно антенна состоит из тра­верс, подкосов, стрел, крестовины и расчалок (рис. 13).

Траверса 8 состоит из пяти элементов. Сред­няя часть траверсы вмонтирована в крышку привода вращения и вращается вместе с ней. Редуктор наклона осуществляет поворот тра­версы вокруг своей оси, что дает возможность производить наклон стрел антенны вверх или вниз от горизонтального положения.

Левая и правая разъемные части траверсы (каждая состоит из двух частей) надеваются на среднюю часть. Положение каждой части траверсы определяется специальными фикса­торами, а крепление производится специальны­ми болтами. На всех левых частях траверсы нанесены белые пояски, что облегчает развер­тывание станции. На траверсе установлены элементы крепления подкосов, оттяжек и ка­белей.

Подкосы 6, служащие опорой для установки стрел, выполнены из алюминиевых труб с фланцами на обоих концах для крепления к ним стрел верхнего и нижнего этажей. К тра­версе подкосы крепятся специальными зажи­мами. Для удобства при сборке на верхнюю часть подкоса нанесен белый поясок.

Стрелы (волновые каналы) являются излу­чающими элементами антенны. Стрела состо­ит из активного излучателя, рефлектора и че­тырех директоров и выполнена из трубок.

Держатель директоров и двухпроводная ли­ния активного излучателя выполнены из сталь­ных трубок диаметром 26 мм. На месте их сое­динения имеется узел крепления стрелы к под­косу, который для верхнего этажа антенны окрашивается в белый цвет.

Рефлектор выполнен в виде рамки и кре­пится к активному излучателю с помощью за­жимных винтов. Для удобства при транспорти­ровании рефлектор поворачивается на 90°. Кабель питания каждой стрелы на подкосе крепится с помощью зацепа, а на траверсе—с помощью специальных хомутов. На конце ка­беля имеется бирка с гравировкой ВЕРХ или НИЗ в зависимости от принадлежности излу­чателя к верхнему или нижнему этажам ан­тенны. По две стрелы каждого этажа Э2, Э7, Э50 и Э55 имеют кабели питания, свернутые в кольцо со специальными хомутами для креп­ления на подкосах.

Крестовина представляет собой сварную конструкцию из стальных труб, установлена и укреплена винтами на опорной площадке сред­ней траверсы. На горизонтальной части кресто­вины с одной стороны укреплен делитель мощ­ности (блок 4), а с другой — фидеры, свер­нутые в кольцо. Вертикальная часть кресто­вины съемная, крепится специальным болтом.

Для обеспечения горизонтального положе­ния антенны и предотвращения прогиба тра­версы применяются двенадцать расчалок, натя­жение которых регулируются талрепами. Рас­чалки крепятся одним концом к траверсе, а другим—к крестовине.

Развертывание, прокладка и крепление кабе­лей на траверсе производятся по чертежу Жг2.091.005.