Принцип действия приемного устройства прл-6м2 по структурной схеме.
Приемное устройство первичного канала состоит из двух идентичных приемников, один из которых является рабочим, а другой – резервным. Каждый из приемников предназначен для приема отраженных ВЧ сигналов, поступающих от антенн АГ и АК, их частотной селекции (фильтрации на фоне шума), детектирования и необходимого усиления, а также для получения управляющего напряжения АПЧ для двигателя МПЧ МГ передатчика. Приемник имеет промежуточную частоту fПР0 = 30 МГц, полосу пропускания 4 МГц и чувствительность не хуже 120 дБ/Вт на одной из 6 фиксированных частот.
Структурная схема приемника приведена на рис.3.13.
Рис.3.13. Структурная схема приемника первичного канала ПРЛ
Приемник имеет три канала: канал обработки ВЧ сигналов в режимах ПАСС и АКТ; канал обработки ВЧ сигналов в режиме СДЦ; канал выработки управляющего напряжения для МПЧ передатчика.
В состав канала обработки ВЧ сигналов в режиме ПАСС входят блок УВЧ (БУВЧ), преселектор (ПРЕС), смеситель сигналов СМ-С, ПУПЧ с ВАРУ и УПЧ-Л с последовательным детектированием. Канал работает следующим образом. ВЧ импульсы от антенн АГ и АК поступают на вход БУВЧ, реализованный на основе лампы бегущей волны (ЛБВ). УВЧ – малошумящий и широкополосный (ΔfУВЧ = 400 МГц), для его работы не требуется перестройка по частоте при перестройке передатчика.
С выхода БУВЧ усиленный ВЧ сигнал поступает на преселектор. Он обеспечивает подавление помех на зеркальной частоте fЗ = fГ + fПГ0 за счет подбора его АЧХ. Выходной сигнал преселектора поступает на смеситель сигнала СМ-С блока приемника (БПР).
Блок приемника предназначен для преобразования ВЧ сигналов в сигналы промежуточной частоты (ПЧ), предварительного усиления отраженных импульсов ПЧ, усиления зондирующих импульсов ПЧ, формирования фазирующего импульса для когерентного гетеродина (КГ) блока фазирования (БФ). В состав БПР входят два идентичных смесителя СМ-С и СМ-АПЧ, ПУПЧ отраженного сигнала с ВАРУ и УПЧ-АПЧ зондирующего импульса ПЧ.
На СМ-С поступают два сигнала: выходной ВЧ сигнал преселектора и непрерывный гармонический сигнал из блока гетеродина (БГТ). Гетеродин состоит из задающего генератора (ЗГ) и умножителя частоты (УМЧ) с коэффициентом умножения 192 и может настраиваться вручную на 6 фиксированных частот. Время перестройки – не более 30 минут. Для стабилизации частоты гетеродина fГ в БГТ применена схема автоматического регулирования мощности выходного сигнала (САРМ). На выходе смесителя СМ-С образуется сигнал промежуточной частоты fПРС = fГ - fC, который поступает на вход предварительного УПЧ (ПУПЧ).
ПУПЧ с ВАРУ предназначен для предварительного усиления сигналов ПЧ и автоматической регулировки усиления приемника во времени для обеспечения постоянства амплитуды сигнала цели на различных дальностях. ВАРУ предотвращает также вход приемника в режим насыщения при действии мощных пассивных помех. ПУПЧ имеет КУС = 30 и полосу пропускания ΔfПУПЧ = 7 МГц. ВАРУ запускается ИЗ ПД (ПАСС, АКТ, СДЦ). Крутизна увеличения коэффициента усиления приемника (от малого на малых дальностях до большого на больших дальностях) при увеличении дальности (длительности ВАРУ) для каналов глиссады и курса различна. Это объясняется тем, что антенны АГ и АК взаимно перпендикулярны, а мощность отражений от местных предметов в глиссадном канале больше. Закон изменения коэффициента усиления приемника по глиссаде устанавливается в процессе облета ПРЛ.
Выходной сигнал ПУПЧ поступает в блок фазирования на УПЧ-Л. В состав БФ входят УПЧ-Л – усилитель промежуточной частоты с логарифмической амплитудной характеристикой, УПЧ-Ф – с линейной амплитудной характеристикой и фазовым детектором на выходе, когерентный гетеродин (КГ) и блок проверки фазирования (БПФ) когерентного гетеродина.
В УПЧ-Л отсутствует привычный выходной АД, а детектирование сигналов промежуточной частоты осуществляется по принципу последовательного детектирования, когда на выходе каждого каскада УПЧ используется свой АД, начинающий работать при определенной величине амплитуды сигнала. Детектирование начинается в последнем каскаде и заканчивается в первом. Путем подбора коэффициентов передачи АД каждого каскада обеспечивается требуемая логарифмическая характеристика приемника, расширяющая его динамический диапазон. Выходной видеосигнал УПЧ-Л поступает в БОП.
УПЧ-Л обеспечивает максимальное усиление при совпадении частоты входного сигнала fПРС с его частотой настройки fПР0 (номинальной промежуточной частотой), т. е. при fПРС = fПР0. Для выполнения этого условия в приемнике используется специальный канал подстройки частоты сигнала fПРС к fПР0 путем АПЧ магнетрона fС к номинальному значению f0. В состав этого канала входят СМ-АПЧ, УПЧ-АПЧ в блоке БПР, частотный дискриминатор (ЧД) и усилитель постоянного тока (УПТ) в блоке БПЧ. Канал работает следующим образом. ВЧ импульсы передатчика с малой амплитудой (малой мощности) от направленного ответвителя АВС радиолокатора подаются на СМ-АПЧ. Зондирующий импульс ПЧ (fПРЗ) усиливается в УПЧ-АПЧ и поступает на ЧД с линейной рабочей характеристикой в полосе частот fПР0 ± ΔfЧД/2 (ΔfЧД = 30 МГц). ЧД вырабатывает управляющие видеоимпульсы, величина и полярность которых пропорциональна величине и знаку частотной расстройки Δf = fПРЗ - fПР0. В УПТ последовательность видеоимпульсов с выхода ЧД преобразуется в постоянное напряжение и усиливается. Под действием выходного сигнала УПТ UАПЧ механизм подстройки частоты передатчика изменяет частоту МГ (зондирующего сигнала fС) так, чтобы fПРС = fГ - fC как можно точнее совпадала с частотой настройки ЧД, равной fПР0. Погрешность АПЧ входного сигнала приемника σАПЧ ≤ 100 кГц.
В режиме АКТ отраженный от ЛА парный радиоимпульс обрабатывается так же, как и одиночный импульс в режиме ПАСС. От антенн АГ и АК пара ВЧ импульсов проходит описанный канал обработки отраженных сигналов. На выходе УПЧ-Л получается пара ВИ. Она поступает в БСФ. Здесь парный ВИ декодируется в одиночный ВИ и совмещается с ВИ, приходящим из БПРН (НПО). Сформированный ВИ из БСФ поступает в БОП.
При включении ПРЛ в режим СДЦ отраженный сигнал с выхода ПУПЧ поступает на УПЧ-Ф с ФД на выходе. В этом канале обработка отраженного сигнала (пачка из NИ ВЧ импульсов) осуществляется по алгоритму когерентной пачки ВЧ импульсов. Однако на входе приемника пачка ВЧ импульсов (отраженный от цели сигнал) не является когерентной, так как МГ передатчика генерирует последовательность зондирующих импульсов со случайными фазами и частотами. Когерентность пачки отраженных импульсов с опорным сигналом ФД обеспечивается путем фазирования КГ, непрерывный гармонический сигнал которого является опорным сигналом для ФД. На выходе ФД последовательность импульсов получается когерентной (фаза изменяется по детерминированному закону φД(t) = 2πfДt + φД, где fД – доплеровская частота) тогда, когда фаза сигнала КГ от периода к периоду будет совпадать с фазой зондирующих импульсов от импульса к импульсу. Для этого ослабленный зондирующий импульс от направленного ответвителя АВС ПРЛ подается на СМ-АПЧ. Его выходной импульс ПЧ усиливается в УПЧ-АПЧ и подается на КГ. Каждый выходной импульс УПЧ-АПЧ «навязывает» сигналу КГ свою начальную фазу. В результате ФД выдает последовательность (пачку) ВИ, величина которых изменяется по закону непрерывного доплеровского сигнала UД(t) = Ucos2πfДt, где fД = fПРС - fПРЗ. Выходной сигнал ВС СДЦ поступает далее на селектор движущихся целей (СДЦ), называемый в описании ПРЛ компенсирующим устройством.
Блок проверки фазирования (БПФ) предназначен для контроля качества фазирования КГ. Для этого выходной импульс УПЧ-АПЧ поступает на БПФ. На выходе БПФ получаются 4 импульса ПЧ с интервалом 40 мкс. Формирование сигнала контроля обеспечивает кварцевая линия задержки (ЛЗ) на 20 мкс, в которой импульс распространяется туда и обратно, отражаясь от «конца» ЛЗ. Сигнал из 4-х импульсов ПЧ поступает на УПЧ-Ф и далее на ФД. При хорошем фазировании КГ на выходе ФД получаются 4 видеоимпульса одинаковой величины и полярности. В СДЦ эти импульсы подавляются как импульсы пассивной помехи и на ИКГ не проходят. При плохом фазировании КГ полярность и величина ВИ на выходе изменяются. Они проходят через УСДЦ как ВИ движущихся целей и образуют на экране ИКГ вертикальные линии, что является признаком некачественного фазирования КГ.
1 Командиры подразделений для решения боевых задач чаще всего используют карты масштабов 1:25 000 и 1:50 000, которые позволяют детально изучить сравнительно небольшие участки местности.