Тактико-техническое обоснование

Введение

 

При интенсивной эксплуатации радиолокационных станций (РЛС) рано или поздно встает вопрос об их ремонте, техническом обслуживании и замене выработавших ресурс комплектующих, включая малоресурсные электровакуумные. В первую очередь тех, что определяют основные тактико-технические характеристики РЛС и комплексов. Большинство РЛС ВВС и войск ПВО несут боевое дежурство и подвержены интенсивному износу. В приемных устройствах РЛС в качестве входных усилителей высокой частоты (УВЧ) используются лампы бегущей волны (ЛБВ). Для этих морально устаревших электровакуумных приборов характерны:

небольшой ресурс (500... 1500 часов);

постепенное увеличение коэффициента шума в процессе эксплуатации (более, чем в 3 раза в течение гарантийного срока службы);

необходимость периодической подстройки напряжений питания ЛБВ для минимизации коэффициента шума.

Большинство ЛБВ, эксплуатирующихся в технике ВВС и войск ПВО, разработаны давно и морально устарели. В настоящее время предприятиями-изготовителями России и Украины выпуск ЛБВ практически прекращён из-за бесперспективности применения морально устаревшей продукции, а также по иным причинам. Поэтому закупка новых ЛБВ у производителя практически невозможна. К продаже предлагаются ЛБВ, пролежавшие на складах 10-20 лет, а также те, что попали в коммерческие структуры сомнительным путем, в том числе бывшие в употреблении.

Вышеизложенные причины не позволяют обеспечивать войска качественными электровакуумными приборами для замены выработавших ресурс ЛБВ и продления ресурса техники.

В связи с этим, в курсовом проекте разработал малошумящий усилитель с устройством защиты входа от просачивающейся высокой мощности СВЧ который не только полностью заменит часть блока, РПрУ СОЦ 9С18 но и значительно улучшит тактико-технические характеристики РЛС. Усилитель проектирован таким образом, что его монтаж, подключение и эксплуатация практически не требуют изменений в конструкциях РЛС, и позволяет значительно упростить эксплуатацию. Модуль имеет коэффициент шума ниже, чем заменяемые им ЛБВ даже в начале эксплуатации. Причем, в отличие от ЛБВ, коэффициент шума твердотельного модуля СВЧ не увеличивается в процессе эксплуатации, а ресурс увеличивается в 5... 10 раз.

 

Тактико-техническое обоснование

Тактическое обоснование

 

Анализ боевых действий авиации на учениях и в ходе военных конфликтов свидетельствует об эффективном воздействии средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) на радиоэлектронные системы различного назначения, к которым, прежде всего, относятся радиолокационные системы обнаружения и сопровождения воздушных объектов. На начальном этапе массировано применяются средства воздушно-космического нападения. Это позволяет получить максимальный эффект при минимальных потерях.

Для завоевания превосходства в воздушном пространстве противника в первую очередь удары наносятся по объектам ПВО с целью его подавления и занятия превосходства в воздухе. Для эффективного подавления средств ПВО, с наименьшими потерями своей авиации войска НАТО применяют различные приемы для введения средств ПВО в заблуждение, а также для максимального усложнения обнаружения и захвата средств воздушного нападения. Противосамолетная система ПВО Республики Беларусь была создана, как и во многих странах на базе системообразующей активной радиолокации для борьбы именно с пилотируемой авиацией противника над её территорией в войнах прошлого поколения и для этих целей была достаточно эффективной. Но такая система ПВО оказывается слабоэфективной в борьбе с массированным применением высокоточных крылатых ракет, действовавших на предельно малых высотах в условиях сложной помехавой обстановки. В результате непосредственного воздействия помех на РЛС ухудшается качество радиолокационного наблюдения целей или приводит к полному подавлению станции.

Воздушный противник действовал во всем диапазоне высот: тактическая и палубная авиация - от предельно малых высот до 7…8 км, стратегическая - в диапазоне 9…11 км, крылатые ракеты - исключительно на предельно малых высотах. По-видимому, аэродинамические средства нападения будут, как правило, использовать весь диапазон высот с учетом решаемых ими боевых задач.

Успешное использование разведывательных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в недавних вооруженных конфликтах, особенно в Афганистане, может ускорить оснащение вооруженных сил беспилотными системами воздушной разведки.

С точки зрения использования БПЛА для тактической воздушной разведки к их достоинствам следует отнести небольшую эффективную поверхность рассеяния. Поскольку БПЛА предназначены для ведения разведки с малых высот, их недостатком можно считать более высокую уязвимость от активных средств ПВО.

БПЛА уже доказали свою эффективность в качестве средства ведения воздушной разведки. Так, в ходе операции «Решительная сила» информация, полученная с помощью разведывательного БПЛА «Predator», поступала на самолеты, в частности на воздушные командные пункты ЕС-130Е, и использовалась для наведения тактических истребителей при нанесении ударов по наземным целям на территории Югославии.

Конгресс США пытается стимулировать военное ведомство страны к более интенсивному использованию беспилотных средств, что соответствует намерению сократить число жертв среди американских военнослужащих, участвующих в различного рода вооруженных конфликтах, а также оснащать подразделения своих вооруженных сил современными образцами вооружения и военной техникой. Так, в 2000 году американские законодатели приняли документ, в соответствии с которым к 2010-му средства ВВС США, предназначенные для нанесения ударов по расположенным на большом удалении наземным целям, должны на 30 процентов состоять из беспилотных аппаратов. Эти дистанционно управляемые или автономные боевые БПЛА, по замыслу американских стратегов, могли бы выполнять в глубоком тылу противника полетные задания, связанные с выявлением, а затем и уничтожением хорошо защищенных целей, что считается слишком рискованным для пилотируемых истребителей и бомбардировщиков.

Во время войны во Вьетнаме с ростом потерь американской авиации от ракет вьетнамских ЗРК возросло использование БПЛА. В основном они использовались для ведения фоторазведки, иногда - для целей РЭБ.

Беспилотные летательные аппараты применялись Израилем во время арабо-израильского конфликта в 1973 г. Они использовались для наблюдения и разведки, а также в качестве ложных целей.

В 1982 г. БПЛА использовались во время боевых действий в долине Бекаа в Ливане. Израильский БПЛА Scout, и малоразмерные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты Mastiff провели разведку и наблюдение сирийских аэродромов, позиций ЗРК и передвижений войск. По информации, получаемой с помощью БПЛА, отвлекающая группа израильской авиации перед ударом главных сил вызвала включение радиолокационных станций сирийских ЗРК, по которым был нанесен удар с помощью самонаводящихся противорадиолокационных ракет, а те средства, которые не были уничтожены, были подавлены помехами. Успех израильской авиации был впечатляющим. Сирия потеряла 86 боевых самолетов и 18 батарей ЗРК.

Дистанционно-пилотируемые летательные аппараты и автономные БПЛА использовались обеими сторонами в течение войны в Персидском заливе 1991 г., прежде всего как платформы наблюдения и разведки. США, Англия и Франция развернули и эффективно использовали системы типа Pioneer, Pоinter, Exdrone, Midge, А1рilles Mаrt, СL-89. Ирак использовал АL Yаmamah, Маrакеb-1000, Sаhrеb-1 и Sаhreb-2.

Во время операции «Буря в пустыне» БПЛА тактической разведки коалиции совершили более 530 вылетов, налет составил около 1700 часов. При этом 28 аппаратов были повреждены, включая 12, которые были сбиты. Из 40 БПЛА Pioneer, используемых США, 60 процентов были повреждены, но 75 процентов из них считались ремонтопригодными. Из всех потерянных БПЛА только два относятся к боевым потерям. Низкий коэффициент потерь объясняется, вероятнее всего, небольшими размерами БПЛА, в силу чего иракцы посчитали, что они не представляют для них угрозы.

В 1999 г. использование разведывательных БПЛА над территорией Югославии было особенно интенсивным. Так, развернутая в Македонии батарея БПЛА CL-289 Германии с декабря 1998 по июль 1999 г. выполнила 237 разведывательных полетов над территорией Косово.

В июле 2001 г. разведывательные БПЛА Prеdatоr (США), Phoeniх (Великобритания) и СL-289 (Франция) использовались в интересах сил КFОR для наблюдения за границей между Косово и Македонией с целью недопущения поставки оружия находящимся в Македонии повстанцам из числа этнических албанцев. Батареи СД-289 были развернуты в районе г. Призрен (Косово), где располагался штаб Южной многонациональной бригады, возглавляемой представителем ФРГ.

Во время боевых действий в Афганистане в 2001 г. применялись БПЛА Prеdatоr RQ-1В. Причем, кроме проведения разведывательных действий, Predator стал использоваться и в своей новой функции: с него впервые были произведены обстрелы целей противника противотанковыми ракетами Неllfire-С и Неllfirе-К, которые дистанционно наводились оператором с земли. По имеющимся данным, «Хищники» нанесли несколько десятков ударов, продемонстрировав высокую точность. Для обеспечения боевых действий применялась и последняя американская разработка RQ-4А Glоbа1 Наwк. Причем, как сообщил Пентагон, один беспилотный самолет-разведчик RQ-4А разбился во время выполнения боевого задания в Афганистане в июле 2002 г.

Крылатые ракеты. КР представляют собой беспилотные летательные аппараты, применяемые для поражения важных наземных площадных и точечных целей. Старт крылатых ракет может осуществляться с земли, самолётов- носителей, надводных и подводных кораблей. Большая дальность полёта КР, маленькие размеры, высокая точность попадания в цель, малая уязвимость и массовость применения сделали КР одним из важнейших средств воздушного нападения, во многом определяющим структуру и параметры системы ПВО и ЗУР.

Сами же КР после пуска становятся малоразмерными и малозаметными целями (ЭПР около 1м2), которые следуют к назначенным объектам удара по сложным траекториям с огибанием рельефа местности на предельно малых высотах (до 50 м). Высокая точность обеспечивается инерциально-навигационными системами управления с коррекцией курса с помощью системы наведения «ТЕРКОМ», которая позволяет сравнивать телевизионное изображение местности с цифровым фотоснимком, а также пассивными методами корректировки с помощью спутниковой системы «Навстар». Точность попадания СКР в цель не превышает 15 м.

И пока возможности средств обороны и нападения остаются неадекватными, то выход из сложившихся обстоятельств американские «ястребы» видят в том, чтобы, пренебрегая принятыми международно-правовыми нормами и «демократическими условностями», наносить упреждающие удары по местам дислокации носителей авиационных средств поражения большой дальности.

Их оппоненты, однако, возражают, считая, что вседозволенность в борьбе с ними пропагандирует агрессию более всего.

Проанализировав опыт локальных войн можно сделать вывод, что в ходе боевых действий успешно использовались БПЛА и крылатые ракеты, которые имеют небольшую ЭПР, что в свою очередь вызывало затруднение в их обнаружении. И повлекло непоправимые потери.

Работа РЛС в условиях помех и действия малоразмерных целей

Приемники РЛС строятся по супергетеродинной схеме.

Супергетеродинные приемники обеспечивают наибольшие чувствительность и избирательность по сравнению с другими типами приемников: детекторными, прямого усиления и сверхрегенеративными.

Известно, что чувствительность определяется коэффициентом шума и полосой пропускания:

 

, (1.1)

 

где  - реальная чувствительность приемного устройства в Вт;

- постоянная Больцмана, равная  Дж/град;

- абсолютная температура по Кельвину, равная  К;

- полоса пропускания системы в Гц;

- коэффициент шума.

Одним из показателей возможностей средств радиолокационной разведки является дальность обнаружения цели. Она зависит от энергетического потенциала, длины волны, чувствительности радиоприемного устройства станции, а также от внешних факторов - местности с ее особенностями, характеристик самих летательных аппаратов.

Дальность обнаружения РЛС определяется уравнением радиолокации, которое устанавливает связь тактических характеристик РЛС с техническими параметрами ее систем, характеристиками целей и внешними условиями. Уравнение радиолокации является основой проектирования РЛС любого назначения, предъявлении требований к основным трактам и системам РЛС.

 

, (1.2)

 

а с учетом влияния Земли при малых углах места:

 

, (1.3)

где hа - высота энергетического центра антенны РЛС;ц - высота полета воздушной цели;

Ри - импульсная мощность передатчика;- коэффициент усиления антенны;

В отношении пространственных показателей возможностей подразделений РТВ, реализуемый РВ БИ зависит от дальности обнаружения  радиолокационных станций (РЛС). В свою очередь,  зависит от тактико-технических характеристик РЛС, а также местности, которая может снижать возможности по обнаружению, особенно маловысотных целей.

 

, (1.4)

 (1.5)

 

Где - скорость полета СВН;

- суммарное работное время всех командных пунктов (КП), участвующих в сборе и выдаче информации;

- работные времена радиолокационной роты, радиотехнического батальона и радиотехнического полка соответственно.

В супергетеродинном приемнике основное усиление принимаемого сигнала до необходимого уровня производится в УВЧ. Поэтому наиболее важная задача СВЧ устройств сводится, в сущности, к тому, чтобы преобразовать принятый СВЧ сигнал в сигнал промежуточной частоты. Однако поскольку СВЧ устройство является входным устройством приемника, то его коэффициент шума почти полностью определяет общий коэффициент шума и тем самым чувствительность приемника.

При этом предполагается, что полоса пропускания  выбрана на основе исходных данных и, следовательно, однозначна определена. Поэтому для достижения максимальной чувствительности процесс преобразования частоты сигнала должен происходить с минимальным ухудшением отношения сигнал/шум на выходе преобразователя по сравнению с его величиной на входе.

 

Техническое обоснование

 

Из приведенного опыта локальных конфликтов и войн следует, что при ведении наступательной операции для подавления системы ПВО противника наступающая сторона широко использует малоразмерные и малозаметные воздушные объекты.

Данными воздушными объектами являются беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и крылатые ракеты (КР). Одним из направлений повышения дальности обнаружения является модернизация приемного устройства с целью повышения его предельной чувствительности

 

, (1.6)

 

где: - предельная чувствительность приемного устройства в Вт;

- постоянная Больцмана;

- абсолютная температура по Кельвину;

- полоса пропускания системы;

- общий коэффициент шума.

Как видно из формулы, при уменьшении коэффициента шума увеличивается чувствительность приемника, а следовательно растет и дальность обнаружения:

 

; (1.7)

 

- мощность передатчика;- коэффициент усиления антенны;

- длина волны РЛС;

- эффективная отражающая поверхность цели;

- чувствительность приемного устройства;

- отношение сигнал/шум на входе приемного устройства.

Усилителями высокой частоты называют устройства, предназначенные для предварительной частотной селекции и усиления слабых сигналов, поступающих на вход приемника. В то же время УВЧ является устройством, определяющим коэффициент шума и чувствительность приемника.

В соответствии с назначением к УВЧ на транзисторах предъявляются следующие основные требования:

высокая чувствительность;

высокое качество согласования;

большое усиление по мощности;

обеспечение заданного динамического диапазона;

Динамический диапазон УВЧ приемника станции 9C18 определяется двумя факторами - мощностью насыщения ЛБВ и возможностями управляемого аттенюатора схемы ВАРУ. Мощность насыщения типичных усилителей на ЛБВ не превышает 1 мкВт, что соответствует напряжению 2,2 мВ на стандартном сопротивлении 50 Ом. Существующие транзисторные усилители этого диапазона имеют выходную мощность до 0,5 Вт. При усилении 30 дб мощность насыщения составляет 0,5 мВт, что значительно превосходит аналогичный показатель усилителя на ЛБВ. Этот показатель достигнут благодаря использованию отрицательной обратной связи и разработке транзисторов с высокой линейностью характеристик.

Полоса пропускания усилителя на ЛБВ станции 9C18 составляет 300 МГц, что составляет 10% от несущей частоты. Для современных транзисторных усилителей СВЧ этот показатель не является критическим. Техника согласования усилителей позволяет получать полосы до 100% и более [13]. Более того, применение высокоизбирательных согласующих схем позволяет значительно улучшить частотную избирательность усилителей и повысить помехозащищенность станции.

Оценивая другие технические характеристики транзисторных усилителей СВЧ, такие как потребление энергии (ничтожное в сравнении с ЛБВ), вес и габариты (на порядок меньшие, чем у ЛБВ), а также принимая во внимание то важное обстоятельство, что твердотельные транзисторные усилители не требуют проведения профилактических работ, можно считать вполне обоснованной замену УВЧ на ЛБВ транзисторным усилителем.

Обоснование замены ЛБВ

В приемных устройствах РЛС в качестве входных усилителей высокой частоты (УВЧ) используются лампы бегущей волны (ЛБВ). Для этих морально устаревших электровакуумных приборов характерны:

небольшой ресурс (500... 1500 часов);

постепенное увеличение коэффициента шума в процессе эксплуатации (более чем в 3 раза в течение гарантийного срока службы);

необходимость периодической подстройки напряжений питания ЛБВ для минимизации коэффициента шума.

Большинство ЛБВ, эксплуатирующихся в технике ВВС и войск ПВО, разработаны давно и морально устарели. В настоящее время предприятиями-изготовителями России и Украины выпуск ЛБВ практически прекращён из-за бесперспективности применения морально устаревшей продукции, а также по иным причинам. Поэтому закупка новых ЛБВ у производителя практически невозможна. К продаже предлагаются ЛБВ, пролежавшие на складах 10-20 лет, а также те, что попали в коммерческие структуры сомнительным путем, в том числе бывшие в употреблении.

В состав ЛБВ входит магнитная система. При длительном хранении в одном и том же положении (более 5 лет) магнитной системе свойственно перемагничиваться магнитным полем Земли. При этом у ЛБВ увеличивается коэффициент шума и уменьшается коэффициент усиления, что отрицательно сказывается на чувствительности приемных трактов РЛС при их эксплуатации.

Вышеизложенные причины не позволяют обеспечивать войска качественными электровакуумными приборами для замены, отработавших свой ресурс, ЛБВ и продления ресурса техники.

Преимущества при замене ЛБВ и других устаревших усилителей модулем СВЧ в приемнике РЛС:

чувствительность приемника увеличивается на 2...6 дБ, благодаря чему существенно увеличивается дальность обнаружения и сопровождения воздушных и надводных объектов (целей), особенно малоразмерных;

коэффициент шума модуля в процессе эксплуатации остается неизменным;

минимальная наработка увеличивается в 5...10 раз.

упрощается обслуживание РЛС, так как при установке и замене модуля, а также в процессе его эксплуатации, не требуется никаких юстировок и настроек;

снижается энергопотребление (отключается блок питания ЛБВ).

модуль, в отличие от ЛБВ, нечувствителен к воздействию магнитных полей;

высокая механическая прочность и способность выдерживать сильные вибрации, тряску, удары;

практически немедленная готовность к работе после включения источников питания.

Экономические показатели

 

В Военной Доктрине Республики Беларусь одним из пунктов стоит эффективное использование возможностей системы государственного оборонного заказа с рациональным учетом рыночных механизмов:

рациональное использование, дальнейшее развитие и государственная поддержка научно-технического и производственного потенциала оборонного сектора экономики в интересах решения задач обеспечения военной безопасности страны, государств-участников Союзного государства;

предельное ограничение закупки нового серийного вооружения и военной техники и концентрация сил и средств на ремонте, продлении гарантийных сроков эксплуатации, модернизация имеющихся образцов.

Разработка новых устройств, имеющих высокие технические, технологические и экономические показатели, а не ремонт или модернизация устаревших образцов радиоэлектронной аппаратуры, с экономической точки зрения, обусловлена тем, что стоимость новых систем со временем снижается в связи с совершенствованием технологии производства, улучшающем многие технические характеристики радиоэлектронной аппаратуры, повышением производительности труда и другими факторами.

Стоимость производства разрабатываемого устройства определяется стоимостью затрат для закупки необходимых материалов и элементов схемы и других расходов:

 

, (6.1)

 

где Ci - стоимость одного элемента;- количество групп элементов;- количество элементов в группе.

Цены на комплектующие элементы для разрабатываемого устройства с учетом всех расходов приведены в таблице 6.1 По данным таблицы 8.1 получаем стоимость разрабатываемого устройства Cсм.=25500 рублей.

Одним из экономических показателей является технологичность, т.е. конструктивно-технологическая целесообразность спроектированного устройства, определяемая следующими параметрами:

коэффициент стандартизации (не менее 0,7)

 

, (6.2)

 

где nст - количество стандартных деталей;- общее количество деталей.

коэффициент оригинальности (не более 0,2)

 

, (6.3)

 

где nор - количество оригинальных элементов.

коэффициент конструктивной преемственности (не менее 0,8)

 

, (6.4)

 

где nз - количество заимствованных узлов и деталей;пок - количество покупных нестандартных деталей.

Исходя из этих выражений, получаем Кст=0,97, Кор=0,02, Ккп=0,98.

 

Таблица 6.1

№ п/п	Наименование групп элементов	Количество ээлементов вгруппе, Nj	Стоимость одного элемента Ci, бел. руб.
1	Индуктивности	1	500
2	Конденсаторы	3	500
3	Текстолит (10*20 см)	1	2000
4	Транзисторы	1	5000
5	Диоды	3	5000

усилитель цепь радиолокационный станция

Таким образом, разработанное входное устройство является высокотехнологичным устройством с достаточно малой стоимостью (порядка 13000 рублей, без учета стоимости элементов реализованных на микрополосковых линиях).

Выводы

 

В ходе дипломного проекта была рассмотрена проблема повышения эксплуатационных и технических характеристик РЛС СОЦ 9С35А за счет применения в тракте высокой частоты входного устройства на МПЛ. Спроектированное входное устройство является составной частью транзисторного усилителя СВЧ и обеспечивает решение следующих задач:

защиту транзисторного усилителя СВЧ от мощных помех;

повышение избирательности приемного устройства за счет применения фильтра.

В ходе дипломного проектирования проведён анализ чувствительности высокочастотной части приемного устройства. Полученный результат соответствует техническим характеристикам. Показано, что применение входного устройства совместно с транзисторным усилителем СВЧ позволяет заметно повысить чувствительность и улучшить тактико-технические характеристики РЛС в целом.

В качестве устройства защиты транзисторного усилителя СВЧ выбрана схема на полупроводниковых диодах, как наиболее отвечающая современным требованиям.

Рассчитанные параметры устройства на p-i-n-диодах составляют Lпр = 0,68дБ, Lзап = 20дБ, что совместно с ферритовым циркулятором и разрядником защиты приемника обеспечит надежную работу транзисторного усилителя СВЧ.

Произведен расчет согласующего устройства для p-i-n-диода, включенного в микрополосковую линию передачи.

Достоверность результатов подтверждена на трех этапах расчета: по результатам расчета реализуемой функции передачи, z-параметров согласующей цепи и синтеза схемы на этапе реализации.

Устройство обеспечивает уровень передачи не менее 0,85 при неравномерности в полосе частот 0,25 дБ.

Доказана возможность надежной работы транзисторного усилителя СВЧ в условиях воздействия мощных помех.

Результаты дипломного проекта могут служить обоснованием для принятия решения о замене УВЧ на ЛБВ транзисторным усилителем СВЧ.

Литература

 

1. Справочник по конструированию и расчету СВЧ полосковых устройств. / С.И. Бахарев, В.И. Вольман, Ю.Н. Либ; Под редакцией В.И. Вольмана. - М.: Радио и связь, 1982, - 328 с.

2. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосовых линиях./ Малораций Л.Г., Явич Л.Р. М., «Советское радио», 1979, 232 с.

.   Транзисторные усилители СВЧ диапазона. Обзоры по электронной технике./ В.С. Савельев. Серия «Электроника СВЧ», Вып. 5(617), М.,ЦНИИ «Электроника», 1979,51 с.

.   GaAs СВЧ - усилители бегущей волны. Обзоры по электронной технике./ В.Б. Стеркин, В.С. Тяжлов. Серия «Электроника СВЧ», Вып. 4(1331), М.,ЦНИИ «Электроника», 1988, 43 с.

.   Аналоговые полупроводниковые интегральные схемы СВЧ./ В.Н. Данилин, Ф.И. Кушнерено. - М.: Радио и связь, 1985. - 192 с.

.   Маломощные усилители с распределенным усилением./ Кузьмин А.А. - М: «Сов. Радио»,1974. - 224 с.

.   Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, импульсные, оптоэлектронные приборы: Справочник - 2 - е изд./ А.Б. Гитцевич. - М.: Куб - а, 1997. - 592 с.

.   Проектирование радиоприемных устройств. Под редакцией А.П. Сиверса. Учебное пособие для вузов. М., «Сов. Радио», 1976.

.   Автоматизированное проектирование малошумящих транзисторных усилителей СВЧ. /Под редакцией В.Б. Текшева. - СПВВИУС,1992-230 с.

.   Филиппович Г.А. Широкополосное согласование сопротивлений. - Минск: ВАРБ, 2005 г.

.   Клич С.М. Проектирование СВЧ устройств радиолокационных приемников. Изд-во «Советское радио», 1973.

.   Лыпкань В.Н. Автоматизированное проектирование малошумящих транзисторных усилителей СВЧ. Санкт-Петербург, 1992.

.   Смесители СВЧ с фазовым подавлением зеркального канала в гибридно-интегральном исполнении. А.Н. Абрамов и др. М., ЦНИИ «Электроника», 1989 Выпуск 5 (1447) / Серия 1. ЭЛЕКТРОНИКА, 52 с. (621.396.614 - С50).

.   В.С. Савельев. Смесители частоты и ограничители мощности СВЧ-диапазона на транзисторах. М., ЦНИИ «Электроника», 1983 Выпуск 9 (957) / Серия 1. Электроника СВЧ, 30 с. (621.396.614 - С12).

.   А.А. Лисицын, А.Д. Родионов. Широкополосные диодные смесители СВЧ-диапазона. М., ЦНИИ «Электроника», 1988 Выпуск 20 (1413) / Серия 1. Электроника СВЧ, 37 с. (621.396.614 - Л63).

.   Конструирование и расчет полосковых устройств. Учебное пособие для вузов. Под редакцией чл.-корр. Академии наук БССР проф. И.С. Ковалева. М., «Сов. Радио», 1974. 296 с. (621.396.614 - К65).

.   Бобров Н.В. Расчет радиоприемников. М., «Сов. Радио», 1984.

.   Проектирование радиоприемных устройств. Под общ. ред. А.П. Сиверса. М., «Сов. Радио», 1976. 486 с.

.   Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ. Под ред. О.В. Алексеева. М., «Радио и связь», 1987. 392 с.

.   3. Транзисторные усилители СВЧ диапазона. Обзоры по электронной технике./ В. С. Савельев. Серия «Электроника СВЧ», Вып. 5(617), М.,ЦНИИ «Электроника», 1979,51 с.

.   Полосковые платы и узлы проектирование и изготовление. Е.П. Котов, В.Д. Каплуна, А.А. Тер - Макарян, В.П. Лысин, Ю.И. Фаянс; под редакцией: Е.П. Котов и В.Д. Каплуна. - М: "Сов. Радио", 1979.

.   Косиальные и полосковые фильтры сверхвысоких частот. Под редакцией Д.Б. Халяпина - М.: Связь,1969.

Введение

 

При интенсивной эксплуатации радиолокационных станций (РЛС) рано или поздно встает вопрос об их ремонте, техническом обслуживании и замене выработавших ресурс комплектующих, включая малоресурсные электровакуумные. В первую очередь тех, что определяют основные тактико-технические характеристики РЛС и комплексов. Большинство РЛС ВВС и войск ПВО несут боевое дежурство и подвержены интенсивному износу. В приемных устройствах РЛС в качестве входных усилителей высокой частоты (УВЧ) используются лампы бегущей волны (ЛБВ). Для этих морально устаревших электровакуумных приборов характерны:

небольшой ресурс (500... 1500 часов);

постепенное увеличение коэффициента шума в процессе эксплуатации (более, чем в 3 раза в течение гарантийного срока службы);

необходимость периодической подстройки напряжений питания ЛБВ для минимизации коэффициента шума.

Большинство ЛБВ, эксплуатирующихся в технике ВВС и войск ПВО, разработаны давно и морально устарели. В настоящее время предприятиями-изготовителями России и Украины выпуск ЛБВ практически прекращён из-за бесперспективности применения морально устаревшей продукции, а также по иным причинам. Поэтому закупка новых ЛБВ у производителя практически невозможна. К продаже предлагаются ЛБВ, пролежавшие на складах 10-20 лет, а также те, что попали в коммерческие структуры сомнительным путем, в том числе бывшие в употреблении.

Вышеизложенные причины не позволяют обеспечивать войска качественными электровакуумными приборами для замены выработавших ресурс ЛБВ и продления ресурса техники.

В связи с этим, в курсовом проекте разработал малошумящий усилитель с устройством защиты входа от просачивающейся высокой мощности СВЧ который не только полностью заменит часть блока, РПрУ СОЦ 9С18 но и значительно улучшит тактико-технические характеристики РЛС. Усилитель проектирован таким образом, что его монтаж, подключение и эксплуатация практически не требуют изменений в конструкциях РЛС, и позволяет значительно упростить эксплуатацию. Модуль имеет коэффициент шума ниже, чем заменяемые им ЛБВ даже в начале эксплуатации. Причем, в отличие от ЛБВ, коэффициент шума твердотельного модуля СВЧ не увеличивается в процессе эксплуатации, а ресурс увеличивается в 5... 10 раз.

 

Тактико-техническое обоснование

Тактическое обоснование

 

Анализ боевых действий авиации на учениях и в ходе военных конфликтов свидетельствует об эффективном воздействии средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) на радиоэлектронные системы различного назначения, к которым, прежде всего, относятся радиолокационные системы обнаружения и сопровождения воздушных объектов. На начальном этапе массировано применяются средства воздушно-космического нападения. Это позволяет получить максимальный эффект при минимальных потерях.

Для завоевания превосходства в воздушном пространстве противника в первую очередь удары наносятся по объектам ПВО с целью его подавления и занятия превосходства в воздухе. Для эффективного подавления средств ПВО, с наименьшими потерями своей авиации войска НАТО применяют различные приемы для введения средств ПВО в заблуждение, а также для максимального усложнения обнаружения и захвата средств воздушного нападения. Противосамолетная система ПВО Республики Беларусь была создана, как и во многих странах на базе системообразующей активной радиолокации для борьбы именно с пилотируемой авиацией противника над её территорией в войнах прошлого поколения и для этих целей была достаточно эффективной. Но такая система ПВО оказывается слабоэфективной в борьбе с массированным применением высокоточных крылатых ракет, действовавших на предельно малых высотах в условиях сложной помехавой обстановки. В результате непосредственного воздействия помех на РЛС ухудшается качество радиолокационного наблюдения целей или приводит к полному подавлению станции.

Воздушный противник действовал во всем диапазоне высот: тактическая и палубная авиация - от предельно малых высот до 7…8 км, стратегическая - в диапазоне 9…11 км, крылатые ракеты - исключительно на предельно малых высотах. По-видимому, аэродинамические средства нападения будут, как правило, использовать весь диапазон высот с учетом решаемых ими боевых задач.

Успешное использование разведывательных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в недавних вооруженных конфликтах, особенно в Афганистане, может ускорить оснащение вооруженных сил беспилотными системами воздушной разведки.

С точки зрения использования БПЛА для тактической воздушной разведки к их достоинствам следует отнести небольшую эффективную поверхность рассеяния. Поскольку БПЛА предназначены для ведения разведки с малых высот, их недостатком можно считать более высокую уязвимость от активных средств ПВО.

БПЛА уже доказали свою эффективность в качестве средства ведения воздушной разведки. Так, в ходе операции «Решительная сила» информация, полученная с помощью разведывательного БПЛА «Predator», поступала на самолеты, в частности на воздушные командные пункты ЕС-130Е, и использовалась для наведения тактических истребителей при нанесении ударов по наземным целям на территории Югославии.