Индикатор РЛС JFS32R

Индикатор ЭЛТ РЛС JFS32R обеспечивает вос­произведение окружающей обстановки и определение местоположения объек­тов в полярной системе координат: дальность «D»— курсовой угол «КУ» (пеленг). В состав индикатора входят блоки: электронно-лучевой трубки (или жидкокристаллический монитор), развертки и смещения центра, получения вспомо­гательных отметок и их подачи на ЭЛТ. В индикаторе РЛС JFS32R расположен синхронизатор. На панели инди­катора размещены органы управления как его устройствами, так и РЛС в целом.

Индикатор ЭЛТ в ИКО. В индика­торе судовой РЛС JFS32R применена ЭЛТ с длительным послесвечением экрана и электромагнитными фокусировкой, цен­тровкой, отклонением луча. Модуляция луча яркостная, т. е. яркость пятна на экране ЭЛТ изменяется в соответ­ствии с амплитудой поступающих сиг­налов.

Работа ЭЛТ требует определенных напряжений и токов, подводимых к ее внутренним электродам и внешним ка­тушкам, размещаемым на горловине ЭЛТ. К электродам ЭЛТ подводятся напряжения накала катода, первого и второго анодов, модулирующее на­пряжение.

Напряжение накала катода обеспе­чивает эмиссию электронов с него, за счет которой и создается электронный луч. Движение тонкого пучка электро­нов (луча) с катода к экрану обусловлено высокими напряжениями на пер­вом и втором анодах, однако оно ста­новится возможным лишь при опреде­ленном модулирующем напряжении между катодом и сеткой-модулятором ЭЛТ.

В исходном состоянии на сетке от­носительно катода действует отрица­тельное напряжение в несколько де­сятков вольт, запирающее ЭЛТ. При уменьшении отрицательного напряже­ния на сетке ЭЛТ отпирается, т. е. по­является электронный луч, вызываю­щий свечение люминофора экрана. По мере уменьшения этого отрицательно­го напряжения увеличивается количе­ство электронов в луче и яркость све­чения экрана возрастает. Между сет­кой и катодом ЭЛТ прикладываются все напряжения, которые создают ви­димое на экране изображение. В каче­стве этих напряжений используются все импульсы (видеоимпульсы прием­ника, импульсы НКД, ПКД, отметки курса, подсветки развертки и элек­тронного визира «ЭВН»), а также постоян­ное напряжение, запирающее ЭЛТ и определяющее исходный уровень яр­кости луча развертки на экране. Регу­лировка общей яркости луча обычно осуществляется потенциометром, раз­мещенным на панели управления РЛС JFS32R.

На горловине ЭЛТ располагаются катушки фокусировки, смещения и от­клонения луча.

Фокусирующая катушка создает магнитное поле, направленное вдоль оси ЭЛТ, обеспечивающее движение электронного луча к экрану по скручи­вающейся спирали. При этом устраня­ется взаимное отталкивание электро­нов в луче и при определенном значе­нии напряженности магнитного поля обеспечивается наибольшая их концен­трация (фокусировка) у поверхности экрана. Дополнительная фокусировка луча осуществляется постоян­ным магнитом, размещаемым на гор­ловине ЭЛТ. При работе РЛС JFS32R регули­ровка фокусировки луча обычно не требуется.

Катушки смещения и отклонения луча вызывают отклонение луча по ра­диусу экрана ЭЛТ, поэтому их маг­нитные поля должны быть также радиальными (электронный луч отклоняет­ся в плоскости, перпендикулярной маг­нитным силовым линиям). В РЛС JFS32R катушки смещения и откло­нения выполняются аналогичным обра­зом. Каждая из них представляет со­бой систему взаимно перпендикуляр­ных неподвижных катушек, магнит­ные поля которых вызывают радиаль­ные отклонения луча в направлениях 0—180° и 90—270° азимутального кру­га экрана индикатора. В катушки сме­щения подаются постоянные токи, на­правление и величины которых опреде­ляют соответственно — в каком на­правлении и на какое расстояние бу­дет смещен центр развертки.

В катушки ЭЛТ отклонения подают­ся пилообразные импульсы токов раз­вертки одинаковой длительности. Соот­ношение амплитуд импульсов этих то­ков обусловливает направление ради­ального отклонения луча на экране. При синусно-косинусном законе изме­нения амплитуд пилообразных токов в зависимости от угла направления антенны обеспечивается радиально-круговая развертка.

ЭЛТ вместе с катушками помеща­ют в экран, устраняющий влияние на электронный луч посторонних магнит­ных полей. Экран трубки закрыт све­тофильтром из органического стекла, защищающим лицо и глаза оператора от ультрафиолетовых лучей. Свето­фильтр улучшает условия наблюдения при постороннем освещении и, кроме того, служит защитой при взрыве трубки.

Экран РЛС «JFS32R» снабжен неподвиж­ным азимутальным кругом, нулевое деление которого расположено в верх­ней (передней) части индикатора.

В индикаторе РЛС «JFS32R», в качестве ЭЛТ ис­пользуют кинескопы со строчной горизонтальной разверт­кой. В центральной части экрана кине­скопа создается яркое, в том числе и цветное, радиолокационное изображение, а по краям экрана — дополни­тельная буквенно-цифровая информа­ция различного характера. Преобразо­вание радиолокационной радиально-круговой развертки в телевизионную осуществляется с помощью микропроцессоров и устройств памяти большой емкости.

Образование развертки в ИКО. От­клонение луча из центра экрана ЭЛТ по радиусу к его краю требует подачи в катушку отклонения импульса пило­образного тока с амплитудой, доста­точной для отклонения луча на весь радиус экрана. Для получения посто­янной скорости отклонения луча им­пульс развертки имеет линей­ный передний фронт, длительность ко­торого определяет масштаб изображе­ния (шкалу дальности) индикатора. Поэтому схема развертки обеспечивает получение пилообразных импульсов развертки различной дли­тельности. От начала развертки луча, заданного синхронизатором, до ее кон­ца на ЭЛТ подается импульс подсветки, который отпирает трубку только на время прямого хода луча.

Отклонение луча развертки на эк­ране трубки происходит синхронно-синфазно с вращением антен­ны, обеспечивая возможность получе­ния необходимого вида ориентировки изображения.

Синхронность вращения луча раз­вертки и антенны означает одинаковое число их оборотов за один и тот же период. Синфазность — одинаковые по­ложения антенны и луча развертки, отсчитываемые соответственно относи­тельно: диаметральной плоскости и ну­ля азимутального круга — при ориен­тировке по курсу или относительно ме­ридиана и нуля азимутального круга — при ориентировке по «северу». При ориенти­ровке по курсу связь схемы развертки необходимо осуществлять только с ан­тенной.

При ориентировке по «северу» не­обходима связь как с антенной, так и с гирокомпасом, причем гирокомпас должен вызывать дополнительный раз­ворот луча развертки на угол, равный курсу собственного судна.

При ориентировке «стабилизиро­ванный курс» гирокомпас будет разво­рачивать луч на угол, равный измене­нию курса судна с момента включения этой ориентировки.

Для передачи вра­щения из антенны в индикатор исполь­зуют вращающийся трансформатор, в ротор которого подают пилообраз­ный импульс тока, а с двух взаимно перпендикулярных катушек снимают пилообразные токи на катушки откло­нения (рис. 1). Ротор вращающего­ся трансформатора связывают непо­средственно с осью антенны.

Ввод данных от гирокомпаса в та­кой схеме осуществляется путем включения между статорными обмотками вращающегося трансформатора ВТ и катушками отклонения КО дополни­тельного дифференциального вращаю­щегося трансформатора ДВТ. Поворот ротора ДВТ вызывает равный разво­рот луча развертки на экране ЭЛТ в соответствующую сторону. Разворот дифференциального трансформатора, осуществляемый от сельсина-приемни­ка гирокомпаса СПГ через редуктор 360/1, обеспечивает ориентировку изо­бражения по меридиану (при условии, что первоначально ротор развернут на угол β, равный истинному курсу судна ИК, т. е:

α+β =КУα+ИК=ИП

Принцип отклонения луча разверт­ки в заданном направлении с помощью системы двух неподвижных взаимно перпендикулярных катушек поясняет­ся на рис. 2. Синусно- косинусный закон изменения амплитудных значе­ний пилообразных токов развертки в обеих катушках отклонения в зави­симости от угла α = КУα показан на рис. 2, а. Значения амплитуд пило­образных токов I_pm в катушках откло­нения для разных углов α даны на рис. 2, б, соответственно в катушках отклонения создаются различные маг­нитные поля, одновременно достигаю­щие своих максимумов. Поэтому луч развертки на экране (рис. 2, в), стремясь отклониться одновременно в двух взаимно перпендикулярных на­правлениях Х и У, будет отклоняться по результирующему направлению, по­вернутому на угол а относительно исходного направления — оси У. Следо­вательно, вращение луча развертки на экране будет синхронно-синфазным с вращением ротора вращающегося трансформатора.

Рис. 2. Принципы получения радиально-круговой развертки с помощью взаимно перпендикулярных катушек отклонения.

Шкала дальности (масштаб изо­бражения) на экране ИКО определя­ется длительностью фронта нараста­ния пилообразного импульса t_p. Мак­симальное значение импульса тока раз­вертки в катушках отклонения І_рт должно быть достаточным для созда­ния магнитного поля, отклоняющего луч до края экрана. Блок раз­вертки вырабатывает импульсы доста­точной мощности, далее они подаются не­посредственно в ротор вращающегося трансформатора и проходят все цепи до катушек отклонения без дополни­тельного усиления. При небольшой мощности импульсы развертки усили­ваются усилителями постоянного тока, включенными перед катушками откло­нения.

Развертка электронного визира на­правления ЭВН на экране ИКО образуется аналогичным способом, с той лишь разницей, что ротор вращающегося трансформатора в нужном направле­нии разворачивают вручную. Допол­нительного дифференциального вращающегося трансформатора не требу­ется, так как исходная ориентация направления электронного визира на экране обусловлена расположением катушек отклонения на горловине ЭЛТ.

Чередование импульсов радиально-круговой развертки и электронного ви­зира обеспечивается соответствующим коммутатором в блоке развертки. Электронный визир направле­ния высвечивается на всю длину луча развертки на экране индикатора.

Получение вспомогательных отме­ток на экране. Для измерения расстоя­ния до объектов на экране индикатора применяют НКД и ПКД. Курс соб­ственного судна индицируется отмет­кой курса.

Неподвижные круги даль­ности. Количество НКД и цена их деления определяются необходимой степенью точности приближенного определения расстояния и масштабом изображения. Чтобы не было излиш­него замазывания экрана, расстояние между сосед­ними НКД от 0,1 до 8 миль в зависи­мости от шкалы дальности.

Получе­ние НКД осуществляется с помощью генера­тора ударного возбуждения ГУВ рис. 3.

Генератор ударного возбуждения при подаче на него длительного отри­цательного импульса вырабатывает серию синусоидальных колебаний. Пе­риод этих колебаний выбирается исхо­дя из заданной цены деления НКД и, изменяется на различных шкалах дальности путем переключе­ния контура в ГУВ.

Синусоидальные колебания с выхо­да ГУВ подаются в усилитель-ограни­читель, в котором превращаются в поч­ти прямоугольные импульсы, с дли­тельностью, приблизительно равной половине периода колебаний. Затем с помощью схемы укорочения, выпол­ненной на дифференцирующей цепоч­ке, длительность импульсов уменьша­ется до 0,05...0,6 мкс.

Выходные импульсы снимаются с повторителя, регулировка в цепи которого позволяет изменять амплитуду импульсов НКД, а следовательно, и яркость НКД на экране ЭЛТ.

Подвижной круг дально­сти. Импульс ПКД должен вырабатываться один раз за время прямого хода луча развертки. Временное поло­жение импульса должно регулировать­ся таким образом, чтобы ПКД пере­мещался по радиусу развертки от ее начала до максимальной дальности. Отсчет расстояния до объекта произ­водят по показаниям механического счетчика-указателя либо по электрон­ному цифровому табло, изменяющим свои показания при установке дально­сти ПКД.

При получение ПКД используют схемы временной плавно регулируемой задержки с пи­лообразным напряжением (рис. 4).

Импульс триггера поступает на ге­нератор пилообразного напряжения ГПН, который вырабатывает линейно нарастающее напряжение до тех пор, пока оно не достигнет величины управ­ляющего напряжения U_ynp. При равен­стве этих напряжений компаратор вы­рабатывает импульс, поступающий на усилитель-обостритель, а затем через повторитель на ЭЛТ в индикатор. Им­пульс из компаратора, поступая на триггер по цепи обратной связи, при­водит триггер, а следовательно, и всю схему в исходное состояние.

Временное положение импульса ПКД определяется величиной напря­жения U _упр, которое подается на ком­паратор от линейного потенциометра, связанного с ручкой установки ПКД. Отсчет расстояния производят по шка­ле, связанной с осью потенциометра.

Отметка курса. Импульс от­метки курса создает на экра­не индикатора яркую засветку несколь­ких ходов развертки при пересечении антенной носового направления судна. Для того чтобы отметка была хорошо заметна, ее угловой размер равняется нескольким десяткам до­лей градуса. При частоте вращения антенны равному 28 об/мин, длительность импульса отметки курса равна нескольким тысячам микросе­кунд. Для получения таких импульсов используются простейшие импульсные схемы, запуск которых в работу осуще­ствляется при срабатывании электро­механического замыкателя (контактов отметки курса) в антенном устройстве. Отметка курса формируется из нескольких от­дельных прямоугольных импульсов, действующих в качестве импульсов подсветки развертки только во время радиально-круговой развертки. Схема отметки курса при этом связана с синхронизатором РЛС «JFS32R».

Видеосмеситель. Видеоим­пульсы с выхода приемника, импульсы НКД, ПКД, отметки курса и все дру­гие, которые создают изо­бражение на экране индикатора, под­водятся к ЭЛТ через видеосмеситель, обеспечивающий всем этим импульсам необходимое усиление.

Дата добавления: 2015-07-20