AR-3D был военным управлением воздушным движения и радар раннего предупреждения , разработанный Plessey и впервые изготовлен в 1975 г. Он использовал карандаш луч и простую систему сканирования частоты , известную как « косоглазие сканирование » , чтобы получить недорогой 3D радиолокационной системы , которая была также относительно мобильный. Всего было произведено около 23 экземпляров, которые продавались по всему миру до начала 1980-х годов.
Страна происхождения | Соединенное Королевство |
---|---|
Производитель | Плесси |
Введено | 1975 г. |
Нет построено | 23 |
Тип | 3D радар , раннее предупреждение |
Частота | Диапазон S , от 2915 до 3055 МГц |
PRF | 250 пакетов в секунду |
Ширина луча | 1º по горизонтали 3º по вертикали |
Ширина импульса | 36 мкСм |
Об / мин | 6 об / мин |
Диапазон | 260 морских миль (480 км; 300 миль) |
Диаметр | 12 на 12 метров (39 на 39 футов) |
Азимут | 360º |
Точность | Диапазон 40 м, азимут 0,16º |
Мощность | 1,1 МВт |
Другие названия | AMES Тип 94 |
Система частотного сканирования имела недостаток, заключающийся в том, что самолет-цель всегда «окрашивался» одним и тем же частотным сигналом, что упростило задачу по подавлению радиолокатора. Это ограничило перспективы продаж для военных пользователей, и вскоре после поставки AR-3D компания начала переговоры с американской компанией ITT-Gillifan о включении их многочастотного сканирования с приемниками и системами отображения AR-3D для производства Plessey AR- 320 .
История
Косоглазие
Во время установки первых мощных радаров СВЧ диапазона, использующих щелевые антенны , операторы AMES Type 14 заметили, что видимый угол «меток» на дисплее радара не всегда соответствует физическому углу антенны. Это было связано с эффектом в волноводах , которые имели несколько разные характеристики передачи в зависимости от частоты. Когда магнетрон резонатора нагревается и охлаждается во время использования, его частота немного изменяется, и в волноводе вносится задержка. Это привело к тому, что сигнал больше не соответствовал точному расположению излучателей в антенне, и заставил луч сместиться. Этот эффект стал известен как « косоглазие » и обычно считался раздражающим, особенно на AMES Type 80, где для обслуживания магнетрона требовался длительный процесс калибровки, чтобы вернуть луч в соответствие с антенной. [1]
В 1960-х годах были предприняты значительные усилия по разработке «кормов без косоглазия», которые позволили избежать этой проблемы, но проблема также предоставила возможность. Косоглазие вызвано волноводной системой, замедляющей сигнал на разную величину в зависимости от частоты. Если сигнал выходит через волноводную антенну с прорезями , этот небольшой сдвиг во времени вызывает фазовый сдвиг выходного сигнала. Этот сдвиг вызовет изменение направления результирующего волнового фронта. Это основа радара с фазированной антенной решеткой , который обычно выполняет это с помощью электроники задержки сигнала. Поскольку косоглазие вызывает аналогичную задержку, его также можно использовать для управления лучом. Это приводит к тому, что радар может сканировать свой луч в выбранном направлении, обычно вертикальном, без движущихся частей. [2]
Сквирт
Другой метод, который широко изучался в конце 1950-х - начале 1960-х годов, - это метод сжатия импульсов . Сжатие импульсов значительно увеличивает разрешающую способность радара по дальности , которая раньше почти полностью определялась шириной его импульса. Чтобы получить требуемое разрешение в старых конструкциях, импульсы были очень короткими, обычно несколько микросекунд, что требовало большой выходной мощности для создания обнаруживаемого отраженного сигнала. Использование сжатия импульсов, импульсы могут быть гораздо больше, по крайней мере , в десять раз, то есть тот же самый сигнал возврата будет производиться с 1 / 10 пик выходного сигнала. [3]
Сжатие импульсов работает, изменяя частоту сигнала во время импульса, а затем задерживая возвращенный сигнал в зависимости от его частоты. Это сжимает возврат в короткий импульс, который затем можно использовать для точного определения дальности. Это представляло потенциальную проблему в радаре, использующем сканирование косоглазия, которое предположительно отправило бы сигналы в разных направлениях, если бы использовалось сжатие импульсов. Оказалось, что до тех пор, пока управление лучом будет на правильной скорости, можно будет делать и то, и другое; данная цель будет видеть только небольшое изменение частоты, когда просканированный луч проходит мимо нее, но сигнал будет задерживаться на любой одной цели достаточно долго, чтобы произошел заметный сдвиг частоты во время результирующего отражения, который можно было бы использовать для сжатия импульса. [3]
В 1964 году Плесси выиграл контракт на рассмотрение этого вопроса и начал разработку экспериментальной системы. Это было завершено в 1967 году как SQUIRT . Ранние испытания показали, что система теоретически работает, но возвращаемый сигнал был слабым, и система не имела желаемой дальности обнаружения. Система была модифицирована, и испытания возобновились в 1968 году, в результате чего дальность обнаружения увеличилась, но точность определения высоты оказалась ниже желаемой. В конце концов был сделан вывод, что разница в производительности системы в полосе пропускания 10 МГц слишком велика, чтобы быть практичной. [3]
AR-3D
Плесси считал, что базовая концепция по-прежнему предлагает значительные преимущества, по крайней мере, в менее требовательных ролях, и что ее можно значительно улучшить, увеличив пропускную способность по сравнению с тем, что было возможно в его оригинальных системах эпохи 1960-х годов. В 1973 году они получили финансирование Министерства обороны (МО) на создание экспериментальной установки с потенциальной полосой пропускания 150 МГц, которая была введена в эксплуатацию в следующем году. [3] В 1975 году [4] компания представила его на рынке как AR-3D, предложенный для управления воздушным движением (УВД) и «ограниченных целей противовоздушной обороны». [3] Идеальным рынком было бы ежедневное управление движением вокруг военного аэропорта, где вторичная функция раннего предупреждения все еще была бы полезна. [4] Он был публично показан на Парижском авиасалоне в 1975 году. [5] В то время они прогнозировали продажи до 50 систем по всему миру. [6]
Система в целом состояла из антенны и ее крепления, шести коротких полуприцепов с оборудованием и одного полноразмерного полуприцепа с операционным помещением. Это был аэромобильный вертолет «Чинук» . Затем последовали продажи: Египет взял три единицы, Южная Африка - десять, Катар и Эквадор - по два. RAF использовали один в Германии для УВД вокруг RAF Gatow и отправили два на Фолклендские острова в январе 1983 года, а затем еще один в феврале 1984 года. [4] По словам Барра, странам были присвоены кодовые названия, причем Penguin относится к Министерству Великобритании Defense, а также Rodent, Condor, Lion и Falcon для продажи за пределами Великобритании. В этом списке показано в общей сложности 23 производимых образца. [7] Те, которые использовались RAF, получили название AMES Type 94 . [8]
В газетных сообщениях 1986 года говорится, что еще шесть были проданы Ирану, но неясно, включены ли они в список выше или представляют собой системы новой сборки. Учитывая позднюю дату продажи, это могут быть системы, "переработанные" после использования RAF или других продаж. [9]
AR-320
Несмотря на успех на рынке, AR-3D имел существенный недостаток в военной роли: конкретная цель всегда была «окрашена» сигналом одной и той же частоты, и, таким образом, подавление сигнала было бы значительно упрощено. [6] Большинство других трехмерных радаров того времени не использовали сканирование прищуривания и, следовательно, не страдали от этой проблемы. В поисках способа применить свою работу над AR-3D к новому радару с быстрой перестройкой частоты , Плесси заключил соглашение с ITT-Gilfillan из Лос-Анджелеса . Гилфиллан также использовал сканирование косоглазия, но с разными частотами для каждого импульса, что позволило избежать проблем с AR-3D. Gilfillan поставил новую антенну и передатчики, а Plessey поставил соответствующим образом модифицированные версии существующих систем приемника и отображения. Результатом стал Plessey AR-320 , который заменил на рынке AR-3D. [4]
Описание
Система была упакована как единое целое, известное как командно-контрольный пост Тип 40 / 80-5 . Он состоял из антенного блока на четырехопорной стойке, кабины передатчика, двух дизель-генераторов, кабины связи, кабины мастерской и кабины обработки и управления. Большинство из них были в виде коротких полуприцепов, хотя кабина обработки и управления была полноразмерной. Несмотря на то , что система была разработана в первую очередь для тягача тягачами , она также была аэромобильной с помощью вертолета Chinook . [4]
Антенна вращалась вокруг своей вертикальной оси для сканирования по азимуту. Отражатель имел форму вертикального цилиндрического параболоида с обрезанными нижними углами. Антенна со щелевым питанием с торцевым питанием удерживалась перед отражателем на трех наборах ножек, образующих треугольные опоры, одна вверху и две внизу, причем самая нижняя часть также подает сигнал. Антенна была установлена на одном конце своей опорной платформы, по-видимому, неуравновешенной, в то время как кабина передатчика была расположена на другом конце, где она соединялась с волноводом, проходящим вдоль верхней части платформы. [4]
В передатчике использовались два каскада, первый из которых представлял собой лампу бегущей волны, а второй - сетчатый клистрон . Общая пиковая мощность составила 1,1 МВт, а средняя мощность - 10 кВт. Передатчик имел полосу пропускания 140 МГц в течение 36 микросекундных импульсов. [4]
При приеме сигнал преобразовывался в промежуточную частоту, а затем разбивался на восемь сигнальных трактов, каждый из которых принимал диапазон частот для выполнения грубого определения вертикального угла. Затем было добавлено сжатие импульса с использованием фильтра акустических поверхностных волн , сжимающее его до 100 наносекунд. «Лучи» с наименьшей высотой также имели подавление помех от индикации движущихся целей для устранения отражений от земли. [4]
Выходные данные приемников затем отправлялись в экстрактор графиков, который идентифицировал движущиеся объекты в возвращаемых сигналах и пытался автоматически назначить информацию для отслеживания - направление и скорость. Затем результат был отправлен на несколько дисплеев в кабине обработки и управления. Данные также могут быть отправлены по каналу данных через кабину связи. [4]
Рекомендации
Цитаты
- Перейти ↑ Gough 1993 , pp. 320-321.
- Перейти ↑ Gough 1993 , p. 320.
- ↑ a b c d e Gough 1993 , p. 321.
- ^ Б с д е е г ч я Burr 2010 , с. Глава 7.
- ^ "Экспоненты на Парижском авиасалоне". Авиастроение и аэрокосмические технологии : 48. 1 мая 1975 г.
- ^ a b Новый 1974 г. , стр. 26.
- Перейти ↑ Burr 2010 , p. Приложение 3.
- ^ «АР-320» .
- ^ «Paper Says Великобритания получила лицензию для радарной системы для Ирана» . AP News . 11 декабря 1986 г.
Библиография
- Гоф, Джек (1993). Наблюдая за небом: история наземных радаров для противовоздушной обороны Соединенного Королевства Королевских ВВС с 1946 по 1975 год . HMSO. ISBN 978-0-11-772723-6.
- Берр, Рон (2010). «Наследие Декки» . EO Grove.
- «При изменении частоты радара самолеты становятся быстрее» . Новый ученый . 4 июля 1974 г. с. 26.