Волноводный тракт предназначается для передачи СВЧ-колебаний, генерируемых магнетроном, в антенну и колебаний, воспринятых антенной (после отражения), к приемнику.

 

В состав волноводного тракта входят элементы, расположенные в блоках Гр2Б, Гр47, Гр32, Гр1Б.

В блоке Гр2Б они конструктивно объединены в высокочастотные головки (ВЧГ). В каждой ВЧГ энергия колебаний, генерируемых магнетроном, подается (см. рис. 2.5.) в антенный переключатель. При этом малая мощность через предельный аттенюатор ответвляется к смесителю АПЧ.

 

 

Антенный переключатель выполняет три функции:

1. при работе на передачу закрывает вход приемника, что необходимо для защиты кристаллов балансного смесителя от выгорания;

2. при приеме блокирует магнетрон, чем обеспечивается передача всей принятой антенной энергии к смесителю приемника;

3. при передаче энергию магнетрона, отраженную от входа антенны, вследствие неидеального согласования, направляет в поглотительный элемент, где она превращается в тепло. Попадание отраженной волны к магнетрону ухудшает процесс группирования электронов и мощность колебаний магнетрона уменьшается. Если отраженную волну вновь направить в антенну, то произойдет увеличение длительности импульса и разрешающая способность РЛС ухудшится.

 

В антенном переключателе используются два малогабаритных циркулятора мостового типа, имеющие по три входа.

 

Циркулятором называется волноводный разветвитель, связывающий несколько каналов и обеспечивающий передачу энергии только в определенном направлении. Указанные выше функции антенного переключателя один циркулятор выполнить не может, так как имеет только три входа, а необходимо устройство, имеющее четыре входа, к которым должны быть подключены: магнетрон, антенна, приемник и поглотительный элемент. Поэтому в составе антенного переключателя используются два циркулятора.

 

Циркулятор мостового типа представляет собой волноводный разветвитель, в котором размещен намагниченный ферритовый стержень, имеющий форму цилиндра. Наличие намагниченного феррита придает разветвителю  невзаимные свойства и обеспечивает передачу энергии только в определенном порядке: от первого входа ко второму, oт второго — к третьему, от третьего — к первому.

 

Антенный переключатель (см. рис. 2.5) образован двумя циркуляторами с противоположным намагничиванием ферритовых стержней. При подаче СВЧ энергии от магнетрона на вход 1 циркулятора Э12 она направляется по каналу 2 на вход 3 циркулятора Э13. В последнем энергия волн направляется по каналу 2 к волноводному коммутатору.

 

С ослаблением около 30 дБ энергия магнетрона просачивается ко входу приемника. Если мощность магнетрона в импульсе составляет 9 кВт, то после ослабления в циркуляторе она составит 9Вт, что значительно превышает допустимую импульсную мощность кристаллов Д405Б (80 мВт). Следовательно, циркулятор не обеспечивает достаточной защиты кристаллов и поэтому на пути к ним применяется разрядник защиты приемника (РЗП).

 

При работе на прием СВЧ энергия от антенны через каналы 2—1 циркулятора Э13 и через неионизированный разрядник направляется на вход приемника. К магнетрону принятая энергия попасть не может вследствие большого затухания между каналами 2—3 (Э13) и 2—1 (Э12).

 

Энергия магнетрона, отраженная от входа антенны вследствие недостаточности согласования, проходит по приемному тракту до разрядника защиты приемника РЗП и ионизирует его. Волновод оказывается закорочен малым сопротивлением ионизированного разрядника, что вызывает отражение, и волна из канала 1 попадает в канал 3 циркулятора Э13 и далее передается через канал 2 циркулятора Э12 в канал 3, к которому присоединен поглотительный элемент, превращающий СВЧ - энергию в тепловую.

 

Волноводный коммутатор ГР 47 предназначен для долговременного подключения волноводного выхода одного из двух приемопередатчиков к волноводу Гр32, ведущему к антенне (см. рис. 2.3).

Коммутатор Гр47 состоит из следующих устройств: алюминиевого корпуса с поворотной заслонкой; электродвигателя (типа ДИД-05) поворота заслонки коммутатора; понижающего редуктора; кулачкового механизма с концевыми выключателями.

 

При работе с основным блоком приемо-передатчика после нажатия кнопки «РЛС» (на пульте управления) включается питание станции. При этом напряжение 36В 4000 Гц III и I фаз подается в Гр47 (рис. 2.9.) на рабочую обмотку двигателя Ml. В то же вредя напряжение III и II фаз через нормально замкнутые контакты реле Р3 коммутационной коробки Гр17 подается на управляющуюобмотку этого двигателя. Двигатель вращает редуктор. Заслонка начинает  поворачиваться и специальным выступом размыкает контактымикровыключателяBl в блоке Гр47. При этом оказывается разомкнутой цепь передачи напряжения +27В на исполнительные реле Р2 схем включения передатчиков обоих блоков. Поэтому магнетроны не будут работать в течение всего времени переключенияволновода. Такая коммутация предусмотрена для защиты магнетронов от перегрузок, которые неизбежны при работе генераторов с частично или полностью закрытой заслонкой коммутатора.

 

Когда заслонка установится в положение, при котором выход основного передатчика оказывается связан (по всему сечению) с волноводом, ведущим к антенне, замыкаются контакты микровыключателя В2 в блоке коммутатора Гр47. Напряжение + 27 В, поданное от переключателя режимов блока Гр4Н, теперь поступит (через перемычку в разъеме подключения блока ГР11 и через контакты В2 в блоке Гр47) в блок Гр17 на обмотку реле Р6 и одновременно (транзитом) в блок Гр2Б на обмотку реле Р2 схемы включения основного передатчика.

 

Контакты реле Р6 размыкают цепь питания управляющей обмотки двигателя волноводного коммутатора и он останавливается. За счет срабатывания реле Р2 модулятор передатчика получает питание и магнетрон начинает работать.

 

При включении в работу резервного блока переключатель «Резерв передатчик» на верхнем щитке пилота (ПДП) устанавливается в положение «Вкл.». Через его контакты напряжение +27 В подается в коммутационную коробку, где срабатывает ряд реле и в том числе РЗ. Оно переключает фазы напряжения 36 В, питающего управляющую обмотку двигателя Ml в блоке Гр47. С помощью редуктора, вращаемого в обратном направлении, заслонка волноводного коммутатора устанавливается во второе фиксированное положение.

 

МикровыключательBl в коммутаторе и реле Р7 в блоке Гр17 выполняют такую же функцию, как В2 и Р6 при включении основного блока.

 

Волновод Гр32 (волноводный тракт) предназначен для передачи СВЧ колебаний, генерируемых магнетроном одного из передатчиков от волноводного коммутатора в антенну, а при работе па прием — обратно.

 

Волноводный тракт проходит из герметизированного отсека самолета, где установлен блок Гр2Б, в негерметизированную носовую часть, где установлена антенна Гр1Б. В поперечном сечении волноводногогермопроходника установлена слюдяная перегородка, обеспечивающая в волноводе, примыкающем к блоку Гр47 (до гермопроходника), то давление, которое существует в гермоотсеке.

 

Герметизация части волновода исключает «утечку» давления из гермоотсека и возникновение конденсата в волноводе, происходящего вследствие разности температур, существующих в герметизированном и носовом отсеках. Во избежание возникновения механических напряжений при вибрации в волноводный тракт введена гибкая эластичная секция.

 

В качестве основного используется волновод прямоугольного сечения со стандартными размерами 23 на 10 мм. В нем возбуждается магнитная волна типа H₁₀. Во вращающемся сочленении блока антенны используется круглый волновод с электрической волной типа E₀₁ имеющей круговую симметрию. Во вращателе плоскости поляризации волны используется также круглый волновод, но с магнитной волной типа H₁₁.

 

Коэффициент стоячей волны (KCB) всего волноводного тракта не превышает 1,4, что обеспечивает минимум потерь в волноводе.

 

 

 

Рис.2.9.

АНТЕННА

 

Общие сведения.

 

Антенна импульсного самолетного панорамного локатора представляет собой сложное устройство.

Она обеспечивает: излучение радиоимпульсов передатчика, прием отраженных сигналов, выбор направления излучения, синхронизацию направления радиальной развертки с направлением излучения.

 

В локаторе «Гроза-154» эти задачи решаются устройствами, размещенными в блоках Гр1Б и Гр7Б.

В состав PЛC входит антенна с диаметром отражателя 760 мм (блок Гр1Б). Антенна может создавать или узкую диаграмму направленности, или веерную—типа косеканс-квадрат. Переход с одной диаграммы направленности на другую осуществляется автоматически переключателями «Режим» и «Км» (блок Гр4Н).

 

Конструкция антенны — облегченная. Масса блока составляет 9,2 кг. Антенна рассчитана на установку в носовой части самолета. Доступ к ней открывается при подъеме носового обтекателя, выполненного из прозрачного для радиоволн материала. Антенна во всех режимах, кроме режима «Снос», качается (сканирует) в горизонтальной плоскости на угол ±100° относительно продольной оси самолета. Скорость сканирования составляет 7—13 полных циклов в 1 минуту. (Полный цикл соответствует повороту антенны из крайнего левого положения в крайнее правое —200° и обратно — 200°).

 

В режиме «Снос» используется ручное управление поворотом антенны, причем скорость поворота можно регулировать потенциометром, который связан с осью рукоятки «Контраст». Предусмотрена также возможность наклона диаграммы направленности антенны относительно исходного положения па угол -24,5⁰до +30⁰.

 

Наклон диаграммы достигается путем наклона отражателя относительно неподвижного облучателя, причем углу наклона отражателя соответствует угол наклона диаграммы k = 1.88. Во всех режимах плоскость «обзора» антенны стабилизируется в пространстве с помощью специальной системы гиростабилизации, что обеспечивает постоянство радиолокационного изображения при эволюциях самолета. Сигналы тангажа и крена вводятся в схему стабилизации от гировертикали типа МГВ.

 

Важной особенностью конструкции антенны является то, что ротор двигателя азимутального привода вращается только в одну сторону, а реверс антенны осуществляется с помощью кривошипно - коромыслового механизма. Такая конструкция благодаря отсутствию электрических переключателей и ограничителей реверса повышает надежность всего узла азимутального  вращения антенны.

 

Так как при наклоне диаграммы антенны облучатель остается неподвижным (наклоняется отражатель), волноводный тракт имеет одно вращающееся сочленение азимута, что улучшает КСВ.

 

На корпусе антенны расположены:

 

1. Двигатель азимута и механически связанные с ним: решающий вращающийся трансформатор схемы стабилизации; вращающийся трансформатор канала развертки; кулачковый механизм коммутации диаграмм направленности;

2. Двигатель наклона и механически связанные с ним: тахогенератор; вращающийся трансформатор отработки схемы стабилизации и наклона.

 

Высокочастотная часть антенны состоит: (рис. 2.10, а):

 

1. Параболического отражателя 1;

2. Веерного отражателя специального профиля 2;

3. диэлектрического излучателя 3;

4. контротражателя 4;

5. вращателя плоскости поляризации волны 5.

 

Параболический отражатель, представляющий собой параболоид вращения, выполнен из металлизированной стеклоткани. Он предназначается для формирования узкой диаграммы направленности.

Как известно, парабола обладает замечательным свойством: если в ее фокус поместить источник колебательной энергии, то вся энергия, попадающая от него на параболу, будет отражаться в направлениях, параллельных оси параболы.

 

Для получения остронаправленных антенн используются параболоиды вращения, в фокус которых помещается излучатель СВЧ колебаний. Чем меньше размеры излучателя по сравнению с размерами зеркала отражателя, тем более узкую диаграмму направленности можно получить.

 

Параболический отражатель создает узкую диаграмму направленности при любой поляризации волны.

 

Перед параболическим отражателем помещен дополнительный веерный отражатель сложного профиля, образованный горизонтально расположенными проводниками, переплетенными стеклотканью. Веерный отражатель «прозрачен» для радиоволн, имеющих вертикальную поляризацию, так как вертикально поляризованное поле не вызывает ЭДС в горизонтально расположенных проводниках. При вертикальной поляризации волны, создаваемой излучателем, волна проходит веерный отражатель, попадает на параболический отражатель, который формирует узкую диаграмму направленности.

 

При горизонтальной поляризации волны в горизонтально расположенных проводниках веерного отражателя возникает СВЧ ЭДС, появляются СВЧ токи и отражаемое электромагнитное поле направляется на землю в профиле веерной диаграммы направленности - то есть конфигурация поля излучения соответствует веерной диаграмме направленности.

Параболический и веерный отражатели оклеены стеклотканью и образуют единую жесткую конструкцию.

 

В качестве излучателя используется диэлектрический стержень (фторопласт), помещенный в фокусе отражателя (фокусное расстояние 265 мм). Излучатель одним концом входит в открытый конец круглого волновода. На втором конце излучателя установлен металлический дисковый контротражатель с диаметром 60 мм, который исключает прямое излучение и направляет всю СВЧ энергию в сторону отражателей, формирующих диаграммы направленности.

 

Вращатель плоскости поляризации волны состоит из отрезка круглого волновода с ферритовым стержнем, расположенным вдоль его оси. На волноводе намотана обмотка электромагнита. Через обмотку проходит постоянный ток, образуется магнитный поток, который намагничивает ферритовый стержень вдоль его оси. Под действием магнитного поля изменяется плоскость поляризации волн, проходящих через него, причем угол и направление поворота плоскости поляризации зависит от напряженности и направления магнитного поля, а значит, от значения и направления тока в обмотке электромагнитного поляризатора.

 

В основу работы вращателя плоскости поляризации волны положен эффект Фарадея. Сущность этого эффекта заключается в том, что некоторые вещества имеют свойство при намагничивании изменять плоскость поляризации волн, проходящих через них, причем угол и направление поворота плоскости поляризации зависят от напряженности и направления магнитного поля, намагничивающего их.  

 

 

 

Рис.2.10.