ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК МАЛОГАБАРИТНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2001 года по МПК G01S7/00 

Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно к конструкции переносного приемопередатчика малогабаритной радиолокационной системы (РЛС), преимущественно корабельной многофункциональной РЛС для судов и подводных аппаратов ограниченного водоизмещения.

Известно [1, 2] использование на судах и подводных аппаратах РЛС с переносным приемопередающим прибором, включающим антенну и приемопередатчик, при этом прибор периодически выносится из рубочного помещения, устанавливается на наружных конструкциях носителя для решения необходимых радиотехнических задач и демонтируется после выключения РЛС. Преимуществом переносных приемопередатчиков перед стационарными являются небольшие массогабаритные характеристики, имеющие большое значение при ограниченном водоизмещении судна, а также использование слабоизлучающих сигналов, не оказывающих вредного воздействия на людей, находящихся вблизи месторасположения приемопередатчика.

Наиболее близким по конструктивному решению аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемой изобретения, является переносной приемопередатчик [3] малогабаритной РЛС, используемой на судах ограниченного водоизмещения.

Устройство по прототипу содержит литой, открытый спереди корпус с выдвижным кронштейном, на котором размещены микроэлектронные блоки приемопередающей части, и блок управления с терминалом в виде лицевой панели выдвижного кронштейна. Верхняя часть корпуса выполнена в виде выделенного объема, в котором размещен привод антенны, включающий электродвигатель, редуктор, вращающийся волноводный переход и оптический блок фиксации нулевой отметки углового положения антенны, связанный с терминалом блока управления. Электронное оборудование приемопередатчика включает передающую часть в составе магнетрона, гетеродина, модулятора и антенного переключателя (ферритового циркулятора), токи утечки которого используются в качестве опорного сигнала для ограничителя шума приемной части, в состав которой входят также усилители, блок фильтров, смеситель и блок формирования видеосигнала, который через терминал блока управления связан с устройством отображения информации (не входящим в состав приемопередатчика). Блок управления служит для формирования синхронизирующих сигналов, управляющих работой блоков приемопередающей части и устройства отображения информации, а также для настройки приемопередатчика в зависимости от его месторасположения на судне.

По периметру передней стороны корпуса выполнена отбортовка для закрепления съемной крышки, а снизу корпуса выполнены выступы в виде площадок с отверстиями под винты для закрепления корпуса на опорной плите, жестко связанной с конструкцией судна, предназначенной для установки приемопередатчика.

Недостатком устройства по прототипу является необходимость использования специально оборудованного места для установки приемопередатчика, что ограничивает возможности его применения на различных объектах, увеличивает время монтажа-демонтажа и приведения в действие РЛС. Кроме того, из-за использования литого толстостенного корпуса прибор имеет достаточно большую массу, которая в совокупности с массой антенны, привода и электронных блоков составляет свыше 50 кг, и это также усложняет перенос и установку прибора. Недостатком прототипа является также негерметичное исполнение разъема и боковое расположение съемной крышки, не обеспечивающие достаточной влагозащищенности прибора.

Задачей, решаемой изобретением, является уменьшение массогабаритных характеристик приемопередатчика, повышение водозащиты и помехозащищенности и обеспечение удобства настройки приемопередатчика.

Для достижения заявленного технического результата предлагается конструкция, представляющая собой жесткое соединение несущей части с блочной частью и приводом антенны, что позволяет использовать легкий тонкостенный кожух взамен литого корпуса и снизить массу прибора.

Уменьшение габаритных размеров достигается плотной компоновкой микроэлектронных блоков и уменьшением объема редуктора. При этом микроэлектронные блоки расположены в порядке, обусловленном последовательностью обработки радиолокационного сигнала, что позволяет сократить протяженность СВЧ связей между блоками и тем самым снизить искажение сигнала за счет внешних наводок.

Удобство настройки приемопередатчика обеспечивается расположением блока синхронизатора на дне прибора с возможностью его извлечения и работы с ним без выключения прибора.

Повышение водозащиты приемопередатчика достигается герметичным исполнением разъема для соединительного кабеля и применением водозащитной манжеты для втулки с выходным волноводом.

Сущность изобретения заключается в том, что в приемопередатчике малогабаритной радиолокационной системы, содержащем корпус, микроэлектронные блоки приемопередающей части, установленные на выдвижном кронштейне, блок синхронизатора и размещенный в верхней части корпуса привод антенны, включающий электродвигатель, редуктор, вращающийся волноводный переход и оптический блок фиксации нулевой отметки углового положения антенны, корпус выполнен в виде тонкостенного кожуха, герметично закрепленного на основании, которое жестко скреплено с рамой, снабженной направляющими для выдвижного кронштейна, угловыми стойками, на которых закреплена верхняя плита, и кронштейном для закрепления колодки разъема, которая герметично установлена в углублении-чаше одной из боковых стенок тонкостенного кожуха, привод антенны установлен на верхней плите, при этом выходной волновод вращающегося волноводного перехода заключен в резьбовую втулку, проходящую через насадку, которая герметично закреплена на верхней стенке тонкостенного кожуха, а в основании выполнен люк с крышкой, на которой установлен блок синхронизатора, соединенный гибким кабелем с соответствующими микроэлектронными блоками приемопередающей части и оптическим блоком фиксации нулевой отметки углового положения антенны.

Кроме этого, в указанном приемопередатчике:
герметичная установка насадки обеспечивается водозащитной манжетой, центрирующим кольцом из антифрикционного материала и резиновым кольцом с наружной обоймой из антифрикционного материала;
редуктор привода антенны помещен в корпус, заполненный консистентной смазкой, при этом по меньшей мере две пары зубчатых колес редуктора установлены на одной оси, а одно из колес находится в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на резьбовой втулке;
микроэлектронные блоки приемопередающей части размещены в соответствии с порядком последовательной обработки радиолокационного сигнала, а их сверхвысокочастотные разъемы соединены короткими отрезками жесткого кабеля;
на поверхности тонкостенного кожуха выполнены рельефные выступы, образующие вертикальные ребра жесткости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг. 1 - приемопередатчик, общий вид;
фиг. 2 - приемопередатчик, вид сбоку;
фиг. 3 - приемопередатчик, вид сверху;
фиг. 4 - развертка редуктора по осям I, II, III, IV на фиг. 3;
фиг. 5 - вид А на фиг. 4;
фиг. 6 - конструкция разъема приемопередатчика;
фиг. 7 - вид Б на фиг. 2.

Предлагаемое устройство содержит несущую часть, включающую основание 1, жестко скрепленное с угловыми стойками 2, и рамой 3, имеющей направляющие 4 для установки выдвижного кронштейна 5, верхнюю плиту 6, жестко скрепленную с угловыми стойками 2, и тонкостенный металлический кожух 7, установленный на основании 1. Кожух 7 выполнен из листового титана толщиной 0,6 мм с рельефными выступами, образующими вертикальные ребра 8 жесткости кожуха. Для защиты внутреннего объема кожуха от попадания влаги на основании 1 выполнена канавка с резиновой прокладкой, а соединение кожуха 7 с основанием 1 выполнено винтами.

На верхней стенке кожуха 7 герметично закреплена насадка 9, в которой установлены манжета 10, центрирующее кольцо 11 из антифрикционного материала, и резиновое кольцо 12 с наружной обоймой 13 из антифрикционного материала (см. фиг. 4, 5). Насадка 9 соединена с кожухом 7 через резиновую прокладку 14.

Разъем 15 для внешнего кабеля, соединяющего приемопередатчик с индикатором и прибором питания, входящими в состав РЛС, закреплен на кронштейне 16, который жестко соединен с основанием 1. Доступ к разъему 15 с внешней стороны осуществляется через углубление-чашу 17, расположенную внизу одной из боковых стенок кожуха 7.

Приемопередающая часть прибора представлена следующими микроэлектронными блоками (см. фиг. 2): 18 - блок формирования сигнала, 19 двухчастотный гетеродин, 20 - усилитель мощности, 21 - выходной усилитель мощности, 22 - входное устройство, 23 - устройство сжатия сигнала, 24 - блок управления, 25 - блок синхронизатора, 26 - усилитель азимутальных импульсов, 27 - блоки вторичного электропитания. СВЧ-выводы блоков соединены отрезками 28 жесткого кабеля, например, типа РК-50-21 с наружной оболочкой из медной трубки диаметром 2,7-3 мм. Для сокращения протяженности межсоединений сверхвысокочастотные блоки 18, 19, 22, 23 скомпонованы в порядке, обусловленном последовательностью прохождения радиолокационного сигнала, и установлены на выдвижном кронштейне 5, который при необходимости доступа к блокам выдвигается из рамы 3. Блоки 20, 21 усилителей установлены с внутренней стороны рамы 3, а на внешних ее сторонах установлены вспомогательные блоки 24, 26 и блоки 27 вторичного электропитания.

Блоки 18-27 выполнены в микрополосковом исполнении, имеют монолитные титановые корпуса с герметичными крышками и герморазъемами.

Блок 25 синхронизатора установлен на крышке 29 люка, выполненного в основании 1 для доступа к блоку 25, и соединен с блоками приемопередающей части длинным гибким кабелем 30, что позволяет вынимать крышку 29 с блоком 25 и производить настройку приемопередатчика, не выключая его.

На верхней плите 6 установлен привод 31 антенны (см. фиг. 3,4), включающий электродвигатель 32, редуктор 33, вращающийся волноводный переход с выходным волноводом 34, помещенным в резьбовую втулку 35, проходящую через насадку 9, и оптический блок фиксации нулевой отметки углового положения антенны с двумя парами 36, 37 свето- и фотодиодов, связанных с блоком 25 синхронизатора и блоком 26 усилителя азимутальных импульсов. Входной конец вращающегося волноводного перехода выполнен в виде коаксиально-волноводного перехода 38, соединенного с блоком 21 выходного усилителя мощности.

Редуктор 33 помещен в пылебрызгозащищенный корпус 39, например, из капролона плотностью 1,16 кг/дм³ заполненный консистентной смазкой. При этом для уменьшения объема редуктора две независимые пары зубчатых колес расположены на одной оси (ось II на фиг. 3, 4), а зубчатое колесо 40 находится в зацеплении с зубчатым колесом 41, установленным на резьбовой втулке 35, как показано на фиг. 5. На зубчатом колесе 41 установлена чашка 42 с вырезом на боковой стенке, через который взаимодействуют свето- и фотодиод пары 36, фиксирующей угловое положение резьбовой втулки 35 (и антенны) в азимутальной плоскости.

На валу электродвигателя 32 установлен диск 43 с отверстиями по его окружности для взаимодействия свето- и фотодиода пары 37, предназначенной для отметки синхронизирующих импульсов.

Разъем 15 для подключения соединительного кабеля к приемопередатчику содержит колодку 44 (см. фиг. 6, 7), установленную в углублении-чаше 17 через герметизирующую прокладку 45. Колодка 44 выполнена с резьбовым окончанием на своей наружной стороне и с канавкой 46 для уплотнительного кольца 47 на торцевой части. На фланцевой части колодки 44 выполнены отверстия 48, через которые колодка и кожух 7 закреплены на кронштейне 16 для разъема винтами. Ответная часть 49 разъема 15 установлена в кабельном кожухе 50, который вставляется в колодку 44 и крепится накидной гайкой 51. Кроме того, на колодке 44 установлены ловители 52, предназначенные для правильного сочленения двух частей разъема 15.

Для приведения в действие РЛС выносят приемопередатчик на палубу судна и устанавливают его непосредственно на палубе, фиксируя относительно наружных конструкций судна тросами. Для установки приемопередатчика может быть также использовано специальное быстроразъемное приспособление типа треноги и др. Для удобства транспортировки прибора на основании 1 закрепляют ручки из текстильной ленты и без затруднений переносят прибор, масса которого составляет 15-16 кг. Устанавливают на приемопередатчик антенну, соединяя контактные фланцы выходного волновода 34 и входного волновода антенны.

Подключают соединительный кабель к колодке 44 разъема 15 и фиксируют его накидной гайкой 51. При этом фланец кабельного кожуха 50 деформирует уплотнительное кольцо 47, образуя водонепроницаемое соединение, а кабель (жгут) стягивается в узком месте кабельного кожуха через сырую (каландрированную) резину, что обеспечивает водозащиту соединения кабеля с его кожухом 50. Наличие ловителей 52 позволяет удерживать кабель до его закрепления на приборе и исключает неправильную стыковку разъема.

Включают прибор питания РЛС, запитывающий блоки 27 вторичного электропитания приемопередатчика. Для настройки приемопередатчика используют блок 25 синхронизатора, который вынимают из кожуха, снимая крышку 29. Настройка заключается в совмещении начальной отметки зондирующего импульса РЛС с определенным направлением электрической оси антенны и фиксации отметок нулевого отсчета оборотов антенны, которая осуществляется парой 36 свето- и фотодиодов при совмещении положения выреза вращающейся чашки 42 с оптической осью пары 36. Блок 25 синхронизатора, в свою очередь, вырабатывает синхронный сигнал, обеспечивающий отметку на экране индикатора РЛС. Аналогично с помощью пары 37 производится синхронизация вращения электродвигателя 32 с соответствующими сигналами блока 25. Кроме этого, в процессе настройки приемопередатчика устанавливают величину начального отсчета дальности РЛС (т.е. минимизируют величину перекрытия зондирующего и бланкирующего импульсов), которая может изменяться в зависимости от размеров судна и месторасположения приемопередатчика на нем.

После настройки приемопередатчика устанавливают блок 25 синхронизатора на место, фиксируя крышку 29 на основании 1 винтами, после чего начинается работа приемопередатчика в основном режиме, включающая формирование зондирующих импульсов, их прием и последующую обработку. Работа прибора сопровождается вращением резьбовой втулки 35, на которой установлена антенна. При этом равномерный износ манжеты 10 и, следовательно, продолжительность водозащиты обеспечивается центрирующим кольцом 11 из антифрикционного материала. Это же кольцо передает вибрации, возникающие при работе редуктора 33, на кожух 7, который гасит их благодаря своей упругости.

Таким образом, надежная водозащита приемопередатчика обеспечивается наличием нижней резиновой прокладки для установки кожуха на основании, герметичным исполнением насадки, также установленной на прокладку, и герметичным исполнением разъема.

Снижение габаритных размеров приемопередатчика достигается уменьшением объема редуктора и компактной установкой микроэлектронных блоков приемопередающей части, что позволяет, кроме того, сократить протяженность межсоединений и тем самым обеспечить защиту тракта СВЧ-сигнала от внешних наводок.

Существенным преимуществом предлагаемой конструкции является использование облегченного тонкостенного кожуха, что позволяет значительно снизить массу прибора и облегчить его транспортировку и установку. В то же время конструкция имеет достаточную механическую прочность благодаря наличию жесткого каркаса, на котором размещены привод антенны и микроэлектронные блоки в собственных жестких корпусах.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемая конструкция может быть изготовлена в соответствии с приведенным описанием и чертежами из обычных материалов и при использовании обычного технологического оборудования, известного в радиоприборостроении.

Список литературы
1. RA20 Fire control radar.- Jane' weapon systems 1980-81.- London.: Jane's.- p. 425.

2. Subfar submarine radar. - Jane's weapon systems 1980-81.- London.: Jane's.- p. 504.

3. General description installation and servicing for the MkV transceiver.- England.: Kelvin Hughes Ltd.-Publication KH1203, revision 2, june 1995. - part 2, sect. 2, прототип.

Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно к конструкции переносного приемопередатчика малогабаритной радиолокационной системы, преимущественно корабельной многофункциональной РЛС для судов и подводных аппаратов ограниченного водоизмещения. Техническим результатом является уменьшение массогабаритных характеристик приемопередатчика, повышение водозащиты и помехозащищенности и обеспечение удобства настройки приемопередатчика. Сущность изобретения заключается в том, что в приемопередатчике малогабаритной радиолокационной системы, содержащем корпус, микроэлектронные блоки приемопередающей части, установленные на выдвижном кронштейне, блок синхронизатора и размещенный в верхней части корпуса привод антенны, включающий электродвигатель, редуктор, вращающийся волноводный переход и оптический блок фиксации нулевой отметки углового положения антенны, корпус выполнен в виде тонкостенного кожуха, герметично закрепленного на основании, которое жестко скреплено с рамой, снабженной направляющими для выдвижного кронштейна, угловыми стойками, на которых закреплена верхняя плита, и кронштейном для закрепления колодки разъема, которая герметично установлена в углублении-чаше одной из боковых стенок тонкостенного кожуха, привод антенны установлен на верхней плите, при этом выходной волновод вращающегося волноводного перехода заключен в резьбовую втулку, проходящую через насадку, которая герметично закреплена на верхней стенке тонкостенного кожуха, а в основании выполнен люк с крышкой, на которой установлен блок синхронизатора, соединенный гибким кабелем с соответствующими микроэлектронными блоками приемопередающей части и оптическим блоком фиксации нулевой отметки углового положения антенны. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Приемопередатчик малогабаритной радиолокационной системы, содержащий корпус, микроэлектронные блоки приемопередающей части, установленные на выдвижном кронштейне, блок синхронизатора и размещенный в верхней части корпуса привод антенны, включающий электродвигатель, редуктор, вращающийся волноводный переход и оптический блок фиксации нулевой отметки углового положения антенны, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде тонкостенного кожуха, герметично закрепленного на основании, которое жестко скреплено с рамой, снабженной направляющими для выдвижного кронштейна, угловыми стойками, на которых закреплена верхняя плита, и кронштейном для закрепления колодки разъема, которая установлена в углублении-чаше одной из боковых стенок тонкостенного кожуха через герметизирующую прокладку, привод антенны установлен на верхней плите, при этом выходной волновод вращающегося волноводного перехода заключен в резьбовую втулку, проходящую через насадку, которая герметично закреплена на верхней стенке тонкостенного кожуха, а в основании выполнен люк с крышкой, на которой установлен блок синхронизатора, соединенный гибким кабелем с соответствующими микроэлектронными блоками приемопередающей части и оптическим блоком фиксации нулевой отметки углового положения антенны. 2. Приемопередатчик по п.1, отличающийся тем, что насадка оснащена водозащитной манжетой, центрирующим кольцом из антифрикционного материала и резиновым кольцом с наружной обоймой из антифрикционного материала. 3. Приемопередатчик по п.1, отличающийся тем, что редуктор помещен в корпус, заполненный консистентной смазкой. 4. Приемопередатчик по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере две пары зубчатых колес редуктора установлены на одной оси, а одно из колес находится в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на резьбовой втулке. 5. Приемопередатчик по п.1, отличающийся тем, что микроэлектронные блоки приемопередающей части скомпонованы в порядке, обусловленном прохождением радиолокационного сигнала, а их сверхвысокочастотные разъемы соединены короткими отрезками жесткого кабеля. 6. Приемопередатчик по п.1, отличающийся тем, что на поверхности тонкостенного кожуха выполнены рельефные выступы, образующие вертикальные ребра жесткости.