Блочно-модульная конструкция переносной обзорной радиолокационной станции средней дальности дециметрового диапазона волн

Авторы патента:

Полезная модель относится к области построения схемотехнического облика радиолокационной станции (РЛС) в части конструкции радиоэлектронной аппаратуры и может быть использована при проектировании РЛС средней дальности действия (до 40-50 км), предназначенных для обнаружения низколетящих целей на фоне сигналов местных предметов и пассивных помех. Данная переносная обзорная РЛС работает в дециметровом диапазоне волн и имеет блочно-модульную конструкцию. Эта конструкция реализована на основе пространственно разнесенных и соединенных между собой при помощи кабелей радиолокационного модуля, модуля опорно-поворотного устройства (ОПУ), выносного модуля с электронной аппаратурой, осуществляющей включение и управление режимами работы, обработку, отображение информации и передачу данных, а также автономного блока электропитания. Радиолокационный модуль, включающий в себя антенную решетку (АР) и жестко связанный с ней контейнер с приемопередающей аппаратурой, размещен на горизонтальной опорной площадке, приводимой во вращение модулем ОПУ. Модуль ОПУ состоит из размещенных в едином корпусе электропривода, совмещенного с токосъемником, на верхней поворотной части которого закреплена с возможностью отсоединения указанная опорная площадка, и съемного основания (треноги), на котором установлен корпус ОПУ. Полотно АР образовано линейным модулем радиозапросчика и отдельными горизонтальными линейными герметичными печатными многоэлементными локационными антенными модулями, распределенными по вертикали каркаса АР, раздвигаемого из положения транспортирования в рабочее положение вдоль указанного направления, с фиксацией в выдвигаемой части каркаса указанных локационных антенных модулей с помощью шарнирного механизма. Технический результат предполагаемой полезной модели - повышение надежности и технологически РЛС за счет применения стандартных СВЧ разъемов и использования откидных болтов для крепления АР к вращающейся части ОПУ. Указанный технический результат достигается тем, что электрическое соединение ОПУ с контейнером и ОПУ с выносным модулем осуществляется при помощи стандартных СВЧ разъемов, а радиолокационный модуль закреплен на вращающейся части ОПУ при помощи откидных болтов, обеспечивающих удобное и надежное развертывание-свертывание РЛС. Предлагаемая конструкция РЛС может применяться автономно или же размещаться на транспортных средствах.

Конструкция переносных обзорных радиолокационных станций, как правило, строится по блочно-модульному принципу и в общем случае переносная РЛС состоит из пространственно разнесенных между собой: антенного поста, рабочего места оператора и источника электропитания. Известна конструкция переносного 2-х координатного радара для обнаружения низколетящих целей LLLR BHARANI (Индия). Данный локатор состоит из радара (антенны с опорно-поворотным устройством), блока управления и индикации и аппаратуры связи. Электропитание осуществляется от аккумуляторных батарей или генератора. Каждая составная часть выпущена в модульном исполнении, обеспечивающем удобное развертывание (см. сайт в Интернете http://www.drdo.org). Основным недостатком данного радара является то, что он определяет только две координаты цели, что недостаточно при современном развитии средств воздушного нападения (тактическая и штурмовая авиации, беспилотные летательные аппараты, крылатые ракеты, управляемые ракеты класса «воздух-поверхность», управляемые авиационные бомбы и т.д.).

Известна также блочно-модульная конструкция переносной доплеровской импульсной когерентной РЛС «Кредо-1Е» с твердотельным многолитерным задающим генератором и плоской антенной решеткой (АР) волноводно-щелевого типа, приводимой во вращение установленным на треноге электроприводом, совмещенным с поворотным высокочастотным токосъемником, на верхней подвижной части которого закреплена указанная АР. Данная РЛС имеет выносной пульт управления и автономный источник питания в виде аккумуляторных батарей и работает в сантиметровом диапазоне волн. (см. каталог «Оружие России».М., «Военный парад», 2004, с.158-159). Несмотря на то, что герметичное исполнение данной конструкции РЛС предусматривает работу в жестких условиях окружающей среды (при воздействии дождя, снега, пыли и морского тумана), эксплуатационная надежность данного аналога снижена из-за значительных ограничений его работы по воздействию воздушного потока (по ветровой нагрузке) в связи со сплошным (ветронепродуваемым) полотном АР. Также недостатком данной конструкции является использование высокочастотного токосъемника, что приводит к повышенным потерям высокочастотной энергии.

Наиболее близким по конструктивному решению аналогом, принятым за прототип является конструкция, описанная в патенте RU 87267 «Блочно-модульная конструкция переносной обзорной РЛС средней дальности дециметрового диапазона волн». Данная конструкция реализована на основе пространственно разнесенных и соединенных между собой при помощи кабелей радиолокационного модуля, модуля опорно-поворотного устройства (ОПУ), выносного модуля с электронной аппаратурой, осуществляющей включение и управление режимами работы, обработку, отображение информации и передачу данных, а также автономного блока электропитания. Радиолокационный модуль, включающий в себя АР и жестко связанный с ней контейнер с приемопередающей аппаратурой, размещен на горизонтальной опорной площадке, приводимой во вращение модулем ОПУ, состоящим из размещенных в едином корпусе электропривода, совмещенного с токосъемником, на верхней поворотной части которого закреплена с возможностью отсоединения указанная опорная площадка, и съемного основания (треноги), на котором установлен корпус ОПУ. Опорная площадка, несущая радиолокационный модуль, закреплена на подвижной верхней части корпуса поворотного токосъемника с помощью вертикальных стержневых ловителей, вставленных в отверстия опорной площадки, и боковых петлевых натяжных замков типа «лягушка». Контейнер с приемопередающей аппаратурой и корпус выносного модуля с электронной аппаратурой снабжены, каждый, совмещенным многоканальным герметичным СВЧ разъемом, для передачи из контейнера с приемопередающей аппаратурой, через низкочастотный токосъемник, в выносной модуль с электронной аппаратурой, сигнала, с помощью набора параллельно соединяемых кабелей. Полотно АР образовано линейным модулем радиозапросчика и отдельными горизонтальными линейными герметичными печатными многоэлементными локационными антенными модулями, распределенными по вертикали каркаса АР, раздвигаемого из положения транспортирования в рабочее положение вдоль указанного направления, с фиксацией в выдвигаемой части каркаса указанных локационных антенных модулей с помощью шарнирного механизма.

Недостатками данного устройства являются: ненадежность крепления антенной решетки (АР) на опорной площадке опорно-поворотного устройства (ОПУ) при помощи боковых петлевых натяжных замков типа «лягушка» (при эксплуатации, с течением времени происходит ослабление натяжных замков); ненадежность совмещенных многоканальных герметичных СВЧ-разъемов (при эксплуатации возможна поломка элементов разъемов), размещенных на корпусе контейнера с приемопередающей аппаратурой и на корпусе выносного модуля с электронной аппаратурой, а также их нетехнологичность (большая трудоемкость и сложность в изготовлении, обязательно наличие общей оснастки для изготовления разъемов).

Технический результат предполагаемой полезной модели - повышение надежности и технологичности РЛС за счет применения стандартных СВЧ разъемов и использования откидных болтов для крепления антенной решетки к вращающейся части ОПУ.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой конструкции, состоящей из пространственно разнесенных и соединенных между собой при помощи кабелей радиолокационного модуля, модуля ОПУ, выносного модуля с электронной аппаратурой, а также автономного блока электропитания, причем радиолокационный модуль размещен на горизонтальной опорной площадке ОПУ, электрическое соединение ОПУ с контейнером с приемопередающей аппаратурой и ОПУ с выносным модулем с электронной аппаратурой осуществляется при помощи стандартных СВЧ разъемов, а крепление АР, с установленным на нее контейнером с приемопередающей аппаратурой, к вращающейся части ОПУ осуществляется при помощи откидных болтов с гайками-барашками, шарнирно закрепленными к вращающейся опорной площадке ОПУ, с пазами для направления и фиксации гаек - барашек в основании каркаса АР.

Для пояснения описываемого объекта на фигуре 1 изображен внешний облик РЛС.

На фигуре 2 представлен внешний облик АР, установленной на ОПУ, с закрепленным на АР контейнером с приемопередающей аппаратурой.

На фигуре 3 изображено быстроразъемное подсоединение АР к ОПУ при помощи откидных болтов.

На фигуре 4 изображена конструкция контейнера с приемопередающей аппаратурой.

На фигуре 1 изображен внешний облик переносной обзорной РЛС, состоящей из соединенных между собой АР 1, с закрепленным на обратной стороне АР контейнером с приемопередающей аппаратурой 2 и установленных на ОПУ 3 и пространственно отнесенных от них и соединенных при помощи кабелей 5: выносного модуля с электронной аппаратурой 4, радиостанции 6, вторичного источника электропитания 7 и рабочего места оператора, выполненного в виде промышленного пыле-влаго-защищенного ноутбука 8.

На фигуре 2 представлен внешний облик АР 1, установленной на ОПУ 3, с закрепленным на АР контейнером с приемопередающей аппаратурой 2.

Конструктивно АР представляет собой плоскую эквидистантную решетку, состоящую из пяти горизонтальных линейных герметичных печатных многоэлементных локационных модулей 9, одного герметичного печатного многоэлементного приемо-компенсационного модуля 10 и линейного модуля радиозапросчика 11. Между линейными локационными модулями 9 установлены рефлекторы 12.

С обратной стороны к АР прикреплен контейнер с приемопередающей аппаратурой 2, конструктивно представляющий собой брызгозащищенный корпус с откидывающимися на петлях крышками и заполненный аппаратурой в виде электронных модулей 1-го уровня.

ОПУ 3 включает в себя:

- токосъемник низкочастотных сигналов 13;

- электропривод вращения, совмещенный с датчиком азимута (внутри ОПУ 3);

- съемное основание (треногу) 14, 15, 16, 17, предназначенное для установки и горизонтирования АР на позиции.

Электропривод вращения обеспечивает длительное одностороннее круговое вращение антенной решетки и устанавливается на нижнем, неподвижном фланце токосъемника. Выходной вал мотора-редуктора соединяется с валом токосъемника. Вращение передается от мотора-редуктора на АР через вал токосъемника. Съемное основание (тренога) включает в себя три раздвижные опорные стойки 14, три тяги 15 и общую крестовину 16, имеющую возможность перемещаться по направляющей трубе 17. С помощью общей крестовины 16, тяги сочленяют опорные стойки ОПУ в единую подвижную конструкцию. Направляющая вворачивается в торец кожуха ОПУ, закрывающего электропривод вращения. Сам кожух ОПУ, в свою очередь, крепится снизу к корпусу низкочастотного токосъемника 13.

На фигуре 3 изображено быстроразъемное подсоединение АР к ОПУ при помощи откидных болтов.

АР 1 с установленным на него контейнером с приемо-передающей аппаратурой 2 присоединяются основанием 18 каркаса АР к вращающейся опорной площадке 19 низкочастотного токосъемника 13. Откидные болты 20 шарнирно закреплены на вращающейся опорной площадке 19. В опорной площадке имеются вертикальные пазы, по своей конфигурации, совпадающие с пазами в основании 18 каркаса АР. Для удобной фиксации гаек - барашек 21 в основании 18 сделаны кольцевые проточки. Фиксирование от проворачивания АР относительно токосъемника осуществляется за счет того, что опорная площадка 19 соединена с основанием 18 при помощи двух вертикальных ловителей 22, расположенных симметрично относительно оси низкочастотного токосъемника.

На фигуре 4 изображена конструкция брызгозащищенного контейнера с приемопередающей аппаратурой:

а - в случае с закрытыми крышками на блоке;

б - в случае с открытой передней крышкой.

Контейнер с приемопередающей аппаратурой конструктивно выполнен в виде брызгозащищенного корпуса 23, собранного из стенок 24, 25 и откидывающихся на петлях 26 крышек 27, 28 с уплотнением в виде прокладок 29 из силиконовой резины, а аппаратура внутри контейнера выполнена в виде быстросъемных модулей 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, электрически соединенных между собой при помощи СВЧ и низкочастотных разъемов. Внешние соединения осуществляются при помощи стандартных низкочастотных разъемов 38 и стандартных СВЧ разъемов 39.

Внутри контейнера размещена приемопередающая аппаратура, конструктивно выполненная в виде электронных модулей 1-го уровня: усилителя мощности 30, оконечного предварительного усилителя 31, переключаемого многоканального антенного коммутатора 32, восьми усилителей приемных каналов 33, субблока переключаемых фильтров 34, источника питания усилителя мощности 35, 8-ми канального цифрового приемного устройства 36, генератора опорной частоты 37. Для замены модулей 1-го уровня необходимо открыть откидную крышку 27, отсоединить высокочастотные и низкочастотные кабели от снимаемого модуля путем отсоединения разъемов, отвернуть винты крепления снимаемого модуля.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и технологичность РЛС за счет применения стандартных СВЧ разъемов и использования откидных болтов для крепления АР к вращающейся части ОПУ.

Предлагаемая блочно-модульная конструкция обзорной переносной РЛС, выполненная в соответствии с предлагаемой полезной моделью, в настоящее время изготовлена и прошла испытания.

Блочно-модульная конструкция переносной обзорной радиолокационной станции (РЛС) средней дальности дециметрового диапазона волн, реализованной на основе пространственно разнесенных и соединенных между собой при помощи кабелей радиолокационного модуля, модуля опорно-поворотного устройства (ОПУ), выносного модуля с электронной аппаратурой, осуществляющей включение и управление режимами работы, обработку, отображение информации и передачу данных, а также автономного блока электропитания, причем радиолокационный модуль, включающий в себя антенную решетку (АР) и жестко связанный с ней контейнер с приемопередающей аппаратурой, размещен на горизонтальной опорной площадке, приводимой во вращение модулем ОПУ, состоящим из размещенных в едином корпусе электропривода, совмещенного с токосъемником, на верхней поворотной части которого закреплена с возможностью отсоединения указанная опорная площадка, и съемного основания (треноги), на котором установлен корпус ОПУ, а полотно АР образовано линейным модулем радиозапросчика и отдельными горизонтальными линейными герметичными печатными многоэлементными локационными антенными модулями, распределенными по вертикали каркаса АР, раздвигаемого из положения транспортирования в рабочее положение вдоль указанного направления, с фиксацией в выдвигаемой части каркаса указанных локационных антенных модулей с помощью шарнирного механизма, отличающаяся тем, что электрическое соединение ОПУ с контейнером с приемопередающей аппаратурой и ОПУ с выносным модулем с электронной аппаратурой осуществляется при помощи стандартных СВЧ разъемов, а крепление АР, с установленным на нее контейнером с приемопередающей аппаратурой, к вращающейся части ОПУ осуществляется при помощи откидных болтов с гайками-барашками, шарнирно закрепленными к вращающейся опорной площадке ОПУ, с пазами для направления и фиксации гаек-барашек в основании каркаса АР.