Посадочные радиолокационные станции

Посадочные РЛС (ПРЛС) предназначены для контроля и управления заходом ВС на посадку. В аэропортах, оборудованных курсоглиссадными навигационными системами посадки, они могут являться дополнительным или резервным средством УВД.

ПРЛС фактически состоит из двух отдельных радиолокационных станций: курсовой и глиссадной со своими антенными системами, согласованное качание которых обеспечивается антенным механизмом. Для получения высоких угловых разрешающих способностей курсовая антенна имеет узкую ДН в горизонтальной плоскости, а глиссадная – в вертикальной. У курсовой антенны в вертикальной плоскости, а у глиссадной в горизонтальной плоскости ДН относительно широкие. ПРЛС работают в диапазоне волн 3,2 см.

В этом диапазоне удаётся хорошо согласовать требования к ДН антенн и к мощности излучения с конструктивными возможностями их реализации.

Возможность выбора поляризации антенн от линейной до эллиптической позволяет значительно ослабить влияние помех. Несмотря на относительно небольшую дальность действия (несколько десятков километров), ПРЛС излучает импульсы большой импульсной мощности.

Для нейтрализации влияния «провалов» в ДН вторичных переизлучений за счёт сложения принятых отражённых сигналов двух передатчиков часто применяется режим двухчастотной работы с таким разносом частот, чтобы для них в ДН вторичных переизлучений направления «провалов» не совпадали. Двухчастотный режим оказывается полезным и для уменьшения влияния эффекта «слепых» скоростей. Этой же цели служит и периодическое изменение от импульса к импульсу временных интервалов между ними. На экране индикатора ПРЛС воздушная обстановка отображается в прямоугольных координатах «наклонная дальность – угловое положение антенны» раздельно для глиссадной и курсовой антенн. На каждой из разверток формируется линия посадки, обеспечивающая ее правильное осуществление на данной местности.

Разница между действительной отметкой цели и линией посадки определяет необходимость коррекции положения самолета. Развёртка по дальности выполняется по логарифмическому закону, чтобы по мере приближения к точке посадки на самом ответственном участке захода ВС на посадку пространство изображалось во всё более крупном масштабе.

В аэропортах России используются ПРЛС нескольких типов и модификаций: РП-3Г, РП-4Г, РП-5Г. Современным требованиям к ПРЛС наиболее полно соответствуют параметры и характеристики РП-5Г.

ПРЛС контролирует движение ВС, находящихся в зоне посадки, от точки с дальностью 30 км и высотой 50 м (и выше до 2,2 км) до точки посадки.

Ширина ДНА курса в горизонтальной плоскости на уровне 3 дБ составляет 0,8⁰. Ширина ДНА глиссады в вертикальной плоскости на уровне 3 дБ составляет 0,5⁰.

Зона обзора может быть приспособлена к местным условиям аэродрома наклоном антенны курса в пределах -2,5⁰…+7,5⁰ и отклонением антенны глиссады в пределах -10⁰…+17⁰. Угловые сектора качания антенн: по курсу +15⁰ (+10%) от параллели к оси ВПП; по глиссаде -1⁰…9⁰ от горизонтали. Частота качания антенны 0,6 Гц; частота обновления информации не менее 1 Гц.

Гарантированная разрешающая способность: на расстояниях от точки посадки до 17 км лучше, чем 1,2⁰ по курсу и 0,6⁰ по углу места, 120 м по дальности; на расстоянии 17…30 км лучше, чем 2⁰ по курсу, 1,5⁰ по углу места и 250 м по дальности. Погрешность определения отклонения ВС от посадочной линии по курсу ≤9 м, по глиссаде ≤6 м.

В режиме СДЦ происходит подавление сигналов от неподвижных объектов на 25 дБ, от метеообразований – на 20 дБ. Эффективная борьба со «слепыми» скоростями осуществляется автоматическим изменением от импульса к импульсу временных интервалов между ними в соотношениях 9:10:11, повторяющихся через каждые три импульса. В ПРЛС применяются индикаторы с кинескопами номинального диаметра 400 мм. На экране в прямоугольном растре изображаются: в верхней половине растра сектор глиссады; в нижней половине сектор курса; в обоих секторах используются метки дальности, угловые метки; электронные изображения посадочной линии в секторах глиссады и курса.

Основные технические данные передатчика и приёмника имеют следующие характеристики.

Два одинаковых передатчика оснащены импульсными магнетронами, работающими в двухчастотном режиме с разносом частот в 150 МГц и относительной задержкой зондирующих импульсов в 1 мкс. Длительность импульсов 0,5 мкс. Импульсная мощность каждого передатчика 150 кВт.

Временные интервалы между импульсами изменяются от импульса к импульсу, повторяясь через три импульса, и соответствуют частотам повторения 1,8; 2; 2,2 кГц ±10%. Промежуточная частота приёмников 30 МГц, ширина полосы пропускания УПЧ 3,2 МГц, коэффициент шума приёмника 8 дБ.

Антенны курса и глиссады состоят из параболических отражателей, облучателей и поляризаторов. Подавление отражений от гидрометеоров осуществляется с помощью поляризаторов и основано на эффекте неодинакового отражения радиоволн с различной поляризацией от объектов.

Передающее устройство двухчастотной ПРЛС оснащено двумя однотипными импульсными магнетронными передатчиками, работающими в комплектах А и Б как в раздельном двухчастотном режиме, так и отдельно.

Стабильность частоты генерируемых колебаний обеспечивается с помощью механической подстройки частоты магнетрона системой АПЧ.

В передатчиках применены модуляторы с полным разрядом накопительной формирующей линии и водородным тиратроном в качестве коммутирующего элемента.

Приёмное устройство двухчастотной ПРЛС имеет два одинаковых приёмника, выполняющих одинаковые функции и обеспечивающих возможность работы с СДЦ, без СДЦ и с комбинацией этих режимов.

Система СДЦ подавляет сигналы, отражённые от неподвижных объектов, что особенно важно для ПРЛС, так как в зоне её действия на малых расстояниях могут оказаться высокие строения, деревья, мачты, ЛЭП и другие объекты, отражения от которых могут засорять экран индикатора. Цепи помехозащиты должны подавлять несинхронные и частично шумовые помехи, содержащиеся в видеосигналах после АД и ФД.

В ПРЛС применяется псевдокогерентная аналоговая система СДЦ с череспериодной компенсацией (ЧПК), использующая когерентный гетеродин, фазированный на промежуточной частоте.

Нестабильности, а также внешние факторы, дестабилизирующие работу системы СДЦ, такие как модуляция отраженного сигнала по амплитуде при сканировании антенны и собственные флуктуации сигнала по амплитуде и фазе при отражении, ограничивают возможность подавления сигналов от неподвижных целей уровнем – (20…30) дБ.

Для борьбы со слепыми скоростями применяется циклическое изменение временного интервала между смежными зондирующими импульсами. Более равномерной получается скоростная характеристика в системе СДЦ с тремя циклически чередующимися временными интервалами повторения зондирующих импульсов, применяемых в современных ПРЛС. Защита от несинхронных и частично от шумовых помех основана на суммировании принимаемых отраженных радиолокационных сигналов в нескольких последовательных периодах зондирования.