Крамс 4 руководство по эксплуатации

В
КРАМС-4, комплектуемых датчиками фирмы
«Vaisala
Оу»,
измерение всех метео­величин
производится непрерывно, опрос — через
15 с.

В
КРАМС-4 обеспечен автоматический прием
информации от авто­матического
метеорологического радиолокационного
комплекса «Ме­теоячейка» по телефонному
каналу связи со скоростью1200 — 9600 бит/ с,
что позволяет получать информацию о
форме, местонахождении в районе аэродрома
облачности и опасных для авиации
атмосферных явлений.

В
КРАМС-4 обеспечен ручной ввод всех
значений величин, необхо­димых для
получения метеоинформации при
метеорологическом обеспечении полетов,
в том числе исходных данных для обработки
ша- ропплотных наблюдений и автоматического
получения (печати) книжки КАЭ-1:

• свободной
  подъемной силы шар-пилота,

• длины
  окружности наполненной оболочки,

• текущих
  значений вертикальных и горизонтальных
  углов, снятые с теодолита.

Обеспечено
автоматическое включение всех измеренных,
введен­ных вручную и вычисленных
(определенных) величин в соответствую­щие
сообщения, передаваемые на средства
отображения и в линии связи, автоматическое
формирование сообщений и сводок погоды
в кодах БИ, METAR
(SPECI),
SYNOP
(КН-01),
SIGMET
(«НАГОВОР»)
и их ав­томатическая передачу на
средства отображения и в линии связи,
ав­томатическое формирование
сообщения.АТИС и передача метеоинфор­мации
на устройство «Попугай».

Обеспечена
установка оператором временного
интервала обнов­ления метеоинформации,
передаваемой на средства отображения,
че­рез 1, 2, 5, 10, 15, 30 и 60 мин, в линии связи
(в коде METAR)
—
через 30, 60 мин; (в коде КН-01) — через 1, 3 и
6 ч.

Обеспечена
автоматическая обработка шаропилотных
наблюдений и печать книжки КАЭ-1.

Обеспечена
печать журнала фактической погоды АВ-6,
книжки на­блюдений КМ-1 и таблиц
режимных обобщений метеорологических
дан­ных за месяц по форме месячных
выводов ТМС.

Аппаратура
КРАМС-4, устанавливаемая в отапливаемых
(рабочих) помещениях (центральная
система, средства отображения
метеоинфор­мации, блоки управления
датчиков ВНГО (РВО-2М) и др.), работоспо­собна
при температуре воздуха от + 5 до +50 ⁴С,
относительной влажно­сти до 80% при
температуре + 25 ‘С.

Аппаратура
КРАМС-4, устанавливаемая на открытом
воздухе (дат­чики метеовеличин и
промежуточные преобразователи),
работоспо­собна при температуре
воздуха от — 50 до + 50 «С (MILOS
500
при тем­пературе от — 40 до + 50 °С),
относительной влажности до 100% при
температуре + 25 «С.

Электропитание
КРАМС-4 производится от сети однофазного
пере­менного тока 220 В ± 10%, частотой
( 50 ± 1) Гц.

Средний
срок службы КРАМС-4 10 лет при условии
замены состав­ных частей, выработавших
свой ресурс.

Средняя
наработка на отказ системы КРАМС-4 не
менее 4500 ч сред­ний срок восстановления
отказавшей системы 2 ч.

При
построении КРАМС-4 на основе датчиков
и блоков от КРАМС- 2, уже эксплуатировавшихся
на аэродроме, целесообразно выполнять
их капитальный ремонт, что позволит
продлить срок их службы как на новые
изделия — составные части системы
КРАМС-4, 10 лет с возмож­ностью последующего
продления ресурса в соответствии с
ПЭМОА. При выполнении среднего
восстановительного ремонта датчиков
и бло­ков их ресурс продлевается на
срок до 60% от указанного в формуля­рах.

7.7.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ
ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
К РАМ С- 2 — АРМ, АМИС-РФ, АМИИС-2000

В
связи с внедрением с 1995 г. новых авиационных
метеокодов рядом разработчиков была
предпринята модернизация станции
КРАМС-2. На основе измерительных блоков
станции КРАМС-2 и сертифицированных
импортных и отечественных метеорологических
датчиков разработаны и выпускаются
автоматизированные метеорологические
информационно- измерительные системы
КРАМС-2-АРМ, АМИИС-2000 и АМИС-РФ. Из­мерительная
система КРАМС-2-АРМ ничем не отличается
от КРАМС-2. Подсоединенная к КРАМС-2 ПЭВМ
выполняет вспомогательную функцию
повышения уровня эргономики, не
затрагивает измерительные каналы
станции.

Назначение
— автоматическое дистанционное измерение
основных метеорологических величин,
ручного ввода метеовеличин, не измеря­емых
автоматически, обработки результатов
автоматических измере­ний и ручной
ввод метеовеличин, автоматическое
формирование со­общений (сводок
погоды), распространение их на средства
отображе­ния, в линии связи, а также
регистрация измеренных метеовеличин
и переданной метеоинформации.

АМИС-РФ,
КРАМС-2-АРМ, АМИИС-2000 используются для
метео­обеспечения полетов, производимых
с одной или двух ВПП.

АМИС-РФ
рекомендована для использования на
всех аэродромах, в том числе на аэродромах
(ВПП), обеспечивающих взлет и посадку
воз­душных судов по минимумам I,
II
и III
категорий
ИКАО, КРАМС-2-АРМ — на аэродромах I и II
категорий ИКАО.

Обобщенная
структурная схема систем типа КРАМС-2-АРМ,
АМИС- РФ, АМИИС-2000 представлена на рис.
7.6.

Вариант
комплектации с датчиками и блоками от
КРАМС-2

Центральная
система (автоматизированное рабочее
место тех­ника-метеонаблюдателя —
АРМ) — 2 компл. (основной и резервный) в
составе:

—
персональная ЭВМ типа IBM
PC
(системный
блок с платой интер­фейса RS232C,
платой
сопряжения с БИ АИУ (блоком индикации
авто­номного индикаторного устройства),
дисплей, клавиатура, мышь)

: 2
к-та

Т_к
= t°C+273,15°С, t°C = Т_К-273,15°С. 9

Ф=Ф_о.е^_0!/, 111

ПРИБОРЫ
И УСТАНОВКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ В СВОБОДНОЙ АТМОСФЕРЕ 134

РСУ=0+ДД 159

10.
АППАРАТУРА ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИСКУССТВЕННЫХ
СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ 170

11.
АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ, ПРИБОРЫ И
УСТАНОВКИ 167

12.
РАДИОПРИЕМНИКИ И РАДИОПРИЕМНЫЕ
УСТРОЙСТВА 12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О
РАДИОПРИЕМНИКАХ 208

Основные
узлы радиоприемных устройств 200

Р2. 209

13.
ФАКСИМИЛЬНАЯ АППАРАТУРА 216

14.
ТЕЛЕГРАФНАЯ АППАРАТУРА 234

Т_к
= t°C+273,15°С, t°C = Т_К-273,15°С. 9

Ф=Ф_о.е^_0!/, 111

ПРИБОРЫ
И УСТАНОВКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ В СВОБОДНОЙ АТМОСФЕРЕ 134

РСУ=0+ДД 159

10.
АППАРАТУРА ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИСКУССТВЕННЫХ
СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ 170

11.
АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ, ПРИБОРЫ И
УСТАНОВКИ 167

12.
РАДИОПРИЕМНИКИ И РАДИОПРИЕМНЫЕ
УСТРОЙСТВА 12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О
РАДИОПРИЕМНИКАХ 208

Основные
узлы радиоприемных устройств 200

Р2. 209

13.
ФАКСИМИЛЬНАЯ АППАРАТУРА 216

14.
ТЕЛЕГРАФНАЯ АППАРАТУРА 234

Комплектация.
В ПМС-70М включены: два агрегата питания
АБ-1- 0/230 два телеграфных аппарата
РТА-80,радиоприемники Р-155П или Рябина-М1,
Р-326, Волна-К, приставка П0-80, преобразователь
ПЧМС- 2. станция М-49, психрометр МВ-4,
термометр ТМ-8, измерители М- 53А, ИВО-1М,
барометр МД-49, барограф М-22н, факсимильный
аппа­рат ФИАЛКА-П

Устройство.
Вся аппаратура и приборы станции
смонтированы в кузове-фургоне КМ-131
(рис. 8.1) на стеллаже и столах сварной
конст­рукции, прикрепленных к полу
и стенам кузова. В салоне кузова
обору­дованы 4 стационарных рабочих
места, позволяющих метеоспециали­стам
дежурной смены производить прием,
обработку метеоинформа­ции и выдачу
ее потребителям.

Вдоль
передней стены закреплен стеллаж, па
котором установлен комплект аппаратуры
для радиотелеграфного и фототелеграфного
при­ема метеоинформации. На стеллаже
справа налево закреплены: аппа­раты
РТА-80, «Фиапка-П» и радиоприемное
устройство Р-155П (Ряби­на-Mi).

На
правой стойке стеллажа установлен
радиоприемник «Волна-К» и
преобразователь ПЧМС-2. На соединительной
раме между стопками закреплены
радиоприемник Р-326М и осциллограф и
ческая приставка ПО-80. На левой стойке
стеллажа размещены коммутатор и
стабилизи­рованный выпрямитель
ВС-2,5 (из комплекта радиоприемника
Р-326).

Основание
стеллажа разделено на два отсека. В
правом отсеке, изо­лированном от
салона кузова, установлены два
бензоэлектрических аг-

регата
АБ-1-0/230. Доступ к ним осуществляется
через наружную дверь отсека. В левом
отсеке, закрытом откидной дверцей,
находится иму­щество метеостанции.

Вдоль
правой стены салона размещен рабочий
стол метеоролога. Он оборудован подъемной
крышкой и двумя выдвижными ящиками. В
средней части стола имеется стойка, на
которой размещены громкого­воритель,
барограф, телефонный аппарат ТА 1170,
полевой телефон ТА- 57, психрометр МВ-4М
и указатель метеопараметров дистанционной
метеостанции М-49. Над стойкой размещен
анемометр АРИ-49, баро­метр-анероид
М-67. Рядом со стойкой закреплен пульт
управления, а в нише стола приемник и
передатчик аппаратуры «ИВО-1М»

У
левой стены размещен стол радиста и
метеонаблюдателя-нано- сителя,
оборудованный двумя рабочими местами.
Внизу в каркасе сто­ла имеются два
выдвижных ящика и два отсека, закрытых
дверцами. Сверху к каркасу стола
привернута стопка, предназначенная
для уста­новки приемопередатчика и
согласующего устройства радиостанции
Р- 130М. На рабочем месте радиста к крышке
стола привернут направля­ющие для
установки телеграфного ключа и
переключатель питания ра­диостанции
Р-130М. Рядом со стойкой закреплен аппарат
РТА-80. В выдвижных ящиках стола
закрепляются в походном положений
датчики М-49, вентилятор и ЗИП радиоприемника
«Волна-К», пенал для карт и сумки
с инструментом аппарата РТА-80.

В
отсеках закреплены четыре аккумуляторные
батареи 5НК-80К и ЗИП агрегатов питания
АБ-1-0/230, измеритель видимости М-53А, ЗИП
радиоприемного устройства Р-155П,
комплект, инструмента и принад­лежностей
аппарата «Фиалка-П».

В
правом сиденье в нише закреплен сейф
и уложен ЗИП радиопри­емника Р-326 и
аппаратуры ИВО-1М. В левом сиденье
размещены ка­тушки с кабелями питания
и телефонным кабелем, антенна «наклонный
луч», ведро, кувалда, бидон для воды
и настольные тиски. Над рабочим местом
метеонаблюдателя-наносителя закреплены
аптечка, кронштейн для часов и комнатный
термометр. За правым столом в углу
салона ку­зова па полу закреплена
катушка с кабелями аппаратуры ИВО-1М.

Электропитание
станции осуществляется как от внешних,
так и от автономных источников питания.
Автономными источниками питания служат
два бензоэлектроагрегата АБ-1-0/230.
Установка метеомачты, защита электрических
цепей от перегрузок и освещение рабочих
мест в ПМС-70М осуществлены аппаратурой
АЗС. Оборудование позволяет вести прием
метеоинформации по нроводным линиям
и по радиокана­лам связи.

8.3.
ПОДВИЖНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
ПМС-72

Станция
ПМС-72 предназначена для метеорологического
обеспече­ния потребителей в полевых
условиях.

Рис.
8.2

Станция
ПМС-72 размещена в кузове-фургоне К-66 на
автошасси ГАЗ 66, обладает высокой
проходимостью, может быть транспортирова­на
своим ходом, на железнодорожных
платформах и на больших транс­портных
самолетах (рис. 8.2).

Основные
технические характеристики

Число
рабочих мест. 3

Пределы
измерений метеопараметров:

скорости
ветра, м/с 1,5-50

направления
ветра, ‘ 0-360

температуры
воздуха, * С от -55 до +50

относительной
влажности, % 30-100

метеорологической
дальности видимости, м 1200-17 000

атмосферного
давления, мм рт.ст. 600-800

высоты
нижней границы облаков,м 50-1000

Напряжение
питания, В 220 (50 Гц)

Потребляемая
мощность, Вт, не более 2000

Максимальная
скорость движения по дорогам с асфальтовым
по­крытием, тфШ^Оштттт^шФ^…,,^^. 90

Время
развертывания станции из походного
положения в рабочее

экипажем
в составе 3 человек, мин

Габариты,
мм

Масса,
кг.

Комплектация.
Метеорологические приборы (лазерный
измеритель высоты нижней границы
облаков ЛИНГО-1М, дистанционная
метеостан­ция М-49, барометр-анероид
М-67 (МД-49-2), барограф недельный М- 22Ан,
психрометр аспирационный МВ-4М, анемометр
ручной индукци­онный АРИ-49, измеритель
видимости М-53А, термометр-пращ ТМ-8,
метеомачта, теодолит 2АШТ, шаропилотный
комплект LLIK-50,
круг
Мол­чанова А-30, два водородных баллона,
средства связи — радиоприем­ники
Р-155П (Рябина-М1), Р-326М, «Волна-К»,
факсимильный приемный аппарат Фиалка-П,
рулонный телеграфный аппарат РТА-80,
приставка- преобразователь
частотно-манипулированных сигналов
ПЧМС-2ЧМС-2, осциллографическая приставка
Г10-80, две полутелескопические антен­ны,
антенна «наклонный луч», телефонный
аппарат ТАН-70 и ТА-57 и або­нентский
громкоговоритель; вспомогательное
оборудование — два бен- зоэлектрических
агрегата питания типа АБ-1-0/230,
контрольно-изме­рительные приборы,
запасное имущество, инструмент,
четырехместная палатка для личного
состава, двухместная палатка для
бензоэлектри- ческих агрегатов питания,
компас, аккумуляторный фонарь, катушки
с кабелями, тренога для теодолита и др.

Устройство.
В салоне кузова станции оборудованы
три рабочих места, позволяющие дежурной
смене метеоспециалистов производить
прием и обработку метеоинформации.

Вся
аппаратура и приборы ПМС-72 смонтированы
в кузове-фурго- не типа К-66 на столах
сварной конструкции, прикрепленных к
стенам и полу кузова. Более легкие
приборы закреплены на стенах кузова.
Вся остальная аппаратура размещена с
учетом удобства работы с ней.

В
станции предусмотрены места для
размещения блоков лазерного измерителя
высоты нижней границы облаков (ЛИВО,
ЛИНГО-1М).

На
передней стене снаружи кузова закреплена
метеомачта для ус­тановки датчиков
дистанционной метеостанции М-49.
Метеомачта со­стоит из трубы с
поворотной вилкой и лимбом для введения
поправки на магнитное склонение и
кронштейна с кольцом для вертикальной
ус­тановки трубы. Рядом с метеомачтой
укреплен кронштейн для установ­ки
приемопередатчика аппаратуры ЛИВО.
Слева на стейе закреплена полутелескопическая
антенна. Справа на стене имеются две
подножки для удобного подъема на крышу
кабины.

25-30

6130x2430x2900
5800

На
задней стене слева закреплена вторая
полутелескопическая ан­тенна, а
справа вверху — кронштейн для установки
водородных балло­нов. Ввод проводов
и кабелей с внешней стороны осуществляется
че­рез коробки вводов. На задней стене
внизу расположены два разъема

для
ввода сетевого напряжения 220 В. На правой
стене кузова сзади расположена коробка
вводов, к клеммам которой подключаются
линии связи. —

Для
подключения аппаратуры на стенах салона
установлены розет­ки В схеме станции
предусмотрена возможность подключения
второго рулонного телеграфного аппарата.
Освещение на рабочих местах осу­ществляется
тремя электрическими лампами

Оборудование
станции позволяет вести прием
метеоинформации, передаваемой по
проводным линиям и радиоканалам связи
Для при­ема факсимильных и телетайпных
передач карт и сводок метеоданных по
проводным линиям связи аппаратура
«Фиалка-ГТ и РТА-80 коммутиру­ется
непосредственно на коробку ввода. При
работе по радиоканалам связи факсимильная
и телеграфная аппаратура подключается
с помо­щью коммутатора к радиоприемникам
Р-155П (Рябина-М1), Р-326М, «Волна-К».
Коммутатор позволяет подключать
оконечную аппаратуру к любому из трех
радиоприемников.

При
отсутствии в месте базирования сети
переменного тока стан­ция может
обеспечивать выполнение необходимого
объема работы, ис­пользуя для
электропитания два автономных источника
переменного тока типа АБ-1-0/230.

Электрическая
сеть станции защищена от перегрузок с
помощью двух автоматов защиты сети
995А и 995Б. Кузов фургон станции обору­дован
отопительной установкой ОВ-65, работающей
на бензине.

Вентиляция
кузова обеспечивается фильтровентиляционной
уста­новкой, которая управляется от
силового щитка, расположенного внут­ри
кузова. Салон кузова может освещаться
от аккумулятора и выпрями­теля
напряжением 12 В.

Вдоль
правой стены салона размещен рабочий
стол метеоролога, который оборудован
подъемной крышкой и двумя выдвижными
ящика­ми. В средней части стола
.имеется стойка, на которой размещены
гром­коговоритель, барограф, телефонный
аппарат ТАН-70, полевой телефон ТА-57,
психрометр МВ-4М и указатель метеопараметров
дистанцион­ной метеостанции М-49. Под
стойкой размещен анемометр АРИ-49,
ба­рометр-анероид М-67, авометр Ц4313 и
аккумуляторный фонарь. Ря­дом со
стойкой закреплен пульт управления, а
внутри стола два бензо- агрегата в
походном положении.

ПРИБОРЫ
И УСТАНОВКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ В СВОБОДНОЙ АТМОСФЕРЕ

9.
РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ И УСТАНОВКИ

Радиолокация
— область радиотехники, в которой
излучение и отра­жение электромагнитных
волн используется для обнаружения
объектов (целей), а также для измерения
их координат, параметров их движе­ния,
количественных характеристик и т.д.
Радиолокация основана на свойствах
радиоволн распространяться в однородной
среде по извес­тным траекториям с
постоянной скоростью ( диапазон длин
волн, ис­пользуемый в радиолокации,
близок к оптическому). Метеорологичес­кими
радиолокационными целями (метеоцелями)
являются облака и связанные с ними
опасные для авиации явления погоды,
турбулентные образования атмосферы,
атмосферные фронты и т.д.

К
характерным особенностям метеорологических
целей следует от­нести:

• большие
  пространственные протяженности;

• медленные
  скорости перемещения;

• достаточно
  быстрые изменения микрофизической
  структуры за время наблюдения;

• широкий
  диапазон измерения микрофизических
  свойств;

• особенности
  структуры (большинство метеоцелей
  образовано со­вокупностью огромного
  числа частиц, хаотически перемещающихся
  от­носительно друг друга в достаточно
  широких пределах).

Совокупность
сведений о метеоцелях, получаемых
средствами ме­теорологической
радиолокации, называют метеорологической
радио­локационной информацией.

Технические
средства получения метеорологическими
радиолока­ционными станциями (МРЛС),
которые представляют собой сложные
комплексы, содержащие помимо
радиотехнических устройств системы
автоматики и персональные электронные
вычислительные машины (ПЭВМ).

Метеоцель
может излучать радиоволны вследствие
вторичного из­лучения, переизлучения
и собственного излучения. В первом и
во вто­ром случаях радиолокатор
излучает в направлении метеоцели мощный
зондирующий сигнал, при собственном
излучении метеоцели облуче­ния
зондирующим сигналом не требуется.

Радиолокация
с использованием вторичного излучения
и переиз­лучения метеоцелей называется
активной метеорологической радио-
локацией
(МРЛ, МРК), а радиолокация с использованием
собственного излучения —
пассивной (теплолокаторы).

‘
Самое широкое распространение в
радиометеорологии получила радиолокация
с использованием отражения от метеоцелей
зондирую­щих сигналов, так как
отраженный сигнал несет информацию не
только о координатах, параметрах
движения, размерах метеоцелей, но и их
микроструктуре и происходящих в них
физических процессах.

Мощность
отраженного сигнала зависит от ряда
факторов:

• мощность
  первичного электромагнитного поля,
  созданного МРЛ (метеорологическим
  радиолокатором) у метеоцели;

• длины
  волны излученных МРЛ колебаний;

• микроструктуры
  метеоцелей.

Радиолокация
с переизлучением базируется переизлучением
спе­циальным ответчиком зондирующих
сигналов РЛС. При этом виде ра­диолокации
цель должна содержать приемопередающую
аппаратуру ответчика (применяется в
системах радиозондирования).

Радиолокация
основана на явлении излучения
электромагнитной энергии любым физическим
телом, температура которого выше
абсо­лютного нуля. Изучаемая метеоцелью
электромагнитная энергия зави­сит
не только от температуры, но и от ее
физических свойств (можно различать
метеоцели с разными микрофизическими
свойствами). Ра- диотеплопеленгаторы
(СВЧ-радиометры) находят широкое
применение в спутниковой метеорологии
при обзоре земной поверхности и
облач­ности с искусственных спутников
Земли (ИСЗ).

В
МРЛ используют импульсный метод
радиолокации. Принцип дей­ствия
импульсной РЛС можно представить
упрощенной блок-схемой (рис. 9.1).

Передатчик
РЛС генерирует, а антенна излучает
электромагнитные колебания сверхвысокой
частоты (СВЧ) в виде периодически
повторя­ющихся кратковременных
сигналов (зондирующих импульсов).

В
промежутках между зондирующими импульсами
происходит при­ем отраженных сигналов
антенной МРЛ, затем их усиление и
преобра­зование приемным устройством.
С выхода приемника преобразован­ные
и усиленные сигналы поступают на
индикаторные устройства. Ин­дикаторное
устройство позволяет измерить интервал
времени (f_;Hm
) между
началом излучения зондирующего импульса
и началом приема отраженного, а
следовательно, и определить расстояние
до отражаю­щей цели (рис. 9.2).

Переключатель
«Передача-прием» предназначен для
обеспечении передачи и приема на одну
антенну. Во время работы передатчика
ан­тенный переключатель отключает
приемник, чтобы импульс передал-

Рис.
9.1

Площадь,
пропорциональная энергии радиоэхо

§

£зап

чика не
повредил его, а во время приема — отключает
передатчик, что> бы всю энергию радиоэха
направить в приемник.

fir,
ощадь,
пропорциональная /энергии зондирующего
импульса

ф*

Рис.
9.2

Для
нормальной работы импульсной РЛС
необходима синхрониза­ция всех узлов
аппаратуры, в том числе синхронизация
импульсного

передатчика
с индикатором, т.е. моменты излучения
зондирующего импульса и начала развертки
индикатора должны строго совпадать.
Синхронизация отдельных узлов станции
может осуществляться как синхронизирующими
импульсами передатчика, так и выходным
импуль­сом специального блока-синхронизатора
(внешняя синхронизация). Чаще всего
применяется внешняя синхронизация.

Антенная
система

Антенная
система состоит из антенны, антенного
переключателя и фидера, соединяющего
ее с передатчиком и приемником. На
санти­метровых и миллиметровых волнах
антенна РЛС обычно представляет собой
устройство, состоящее из параболического
зеркала, в фокусе которого установлен
рупорный облучатель. В качестве фидера
исполь­зуется волновод — латунная
трубка прямоугольного или круглого
сече­ния.

Параболические
антенны позволяют получать узкие
диаграммы на­правленности, ширина
которых определяется размерами
параболичес­кого зеркала и рабочей
длиной волны станции. Направленные
свойства антенны характеризуются
коэффициентом усиления мощности G,
кото­рый
показывает во сколько раз мощность
изотропного излучателя дол­жна быть
больше мощности направленного излучателя,
чтобы в данной точке пространства
создать такой же поток энергии.

Коэффициент
усиления антенны может быть вычислен
по формуле

X²
‘ ■

где
А_е
— эффективная площадь антенны,
X
— рабочая длина волны.

Кроме
основного (полезного) лепестка диаграммы
направленнос­ти излучения антенны,
под различными углами к нему образуются
боко­вые лепестки, уровень которых
составляет обычно менее 10% мощнос­ти
энергии основного лепестка диаграммы
направленности (рис. 9.3). Наличие боковых
лепестков увеличивает «мертвую»
зону станции и ухуд­шает её тактические
характеристики. Для исключения вредных
воздей­ствий внешней среды антенна
сантиметрового диапазона длин волн
часто закрывается колпаком, потери
энергии СВЧ в котором ничтожно малы —
около 0,2 дБ (рис. 9.3).

Передатчик

В
состав передатчика входят подмодулятор,
модулятор и генера­тор энергии СВЧ.
Запускающие импульсы синхронизатора
поступают на подмодулятор, в котором
они усиливаются и приобретают необхо­димую
форму и длительность. С выхода подмодулятора
усиленные им­пульсы поступают на
модулятор, который создает прямоугольные
им­пульсы постоянного тока большой
мощности и амплитуды. Модулято­ры
управляют работой генератора СВЧ.
Генератор СВЧ преобразует энергию
источника постоянного тока и энергию
колебаний СВЧ. Эти колебания создаются
генератором в течение очень коротких
проме­жутков времени. Импульсная
работа генератора, т.е. включение его
на короткие промежутки времени,
осуществляется при помощи модуля­тора.
В передатчиках сантиметрового и
миллиметрового диапазонов используются
магнетронные генераторы, обладающие
высоким КПД (больше 90%).

Рис.
9.3

Приёмник

Приёмник
радиолокационных станций предназначен
для усиления принимаемых антенной
радиоэха (отражённых сигналов) и
преобразо­вания их в видеоимпульсы,
удобные для наблюдения на экранах
индика­торов. В диапазоне СВЧ на прием
радиоэха оказывают влияние помехи
внутреннего происхождения — внутренние
флюктуационные шумы при­ёмных
устройств.

Индикаторы

Индикатором
называется устройство, преобразующее
электричес­кие сигналы в видимые или
слышимые, позволяющие производить
от­счет координат цели. В практике
встречаются различные виды индикато­ров
— акустические, оптические, стрелочные,
осциллографические. В РЛС получили
самое широкое распространение
осциллографические инди­каторы, в
которых используется электрон но-лучевая
трубка (ЭЛТ). По методу индикации радиоэха
индикаторы можно разделить на две
боль­шие группы: с амплитудной и
яркостной отметками, а по использова­нию
и определяемым координатам — на три
группы: кругового обзора (ИКО),
дальность-высота (ИДВ) и типа А (ИА).

Технические
характеристики радиолокационных станций

Любая
радиолокационная система характеризуется
определенны­ми техническими
характеристиками (параметрами).

Несущая
(рабочая) частота f
—
это частота генерируемых передат­чиком
СВЧ колебаний. Основными факторами,
влияющими на выбор несущей частоты,
являются: свойства отражающего объекта,
обеспе­чение необходимой точности
определения координат, габариты
аппа­ратуры, условия генерирования
и усиления энергии колебаний СВЧ и др.
Практически используются частоты в
диапазоне 100 — 10000 МГц и выше. Рабочая
длина волны X (см) может быть вычислена
по формуле

_х
=
30000

г
‘

где
f
—
несущая частота (МГц).

Длительность
зондирующего импульса
т — длительность во време­ни генерируемых
передатчиком РЛС колебаний СВЧ. Для
различных РЛС находится в пределах
0,1-15 мкс включительно.

Частота
повторения F
—
число импульсов, излучаемых антенной
РЛС в секунду (Гц).

Период
повторения Т = 1/F
(с)
— интервал времени между двумя
последовательными импульсами. Интервал
времени между посылка­ми импульсов
должен быть достаточным для возвращения
отражённых сигналов от любой цели,
расположенной в пределах дальности
дей­ствия РЛС.

Импульсная
мощность
Р_и
— мощность передатчика во время
генери­рования импульса. Передатчик
генерирует энергию СВЧ в виде очень
короткого импульса, а затем выключается
на сравнительно продолжи­тельный
интервал времени (до следующей посылки),
поэтому средняя

мощность
(р_и)
за один цикл очень мала по сравнению с
Р_и.
Связь меж­ду
^р„
и р_и
может быть выражена формулой

Отношение
периода повторения импульсов к
длительности зонди­рующего импульса
называют скважностью (О*) и определяют
по фор­муле

Q-
= ^T-±.

т
Ft

Таким
образом, связь между Р_и
и р₈
через скважность равна

Р_И=Р_ИСГ

Чувствительность
приемника
Р_ш
— минимальная мощность радио­эха на
входе приемника, при которой на выходе
приемника обеспечи­вается номинальное
(заданное) значение выходного напряжения
при заданном соотношении сигнал/шум,
позволяющим уверенно фиксиро­вать
сигнал на уровне помех. Обычно
чувствительность радиолокаци­онных
приемников измеряется в ваттах (Вт) и
составляет от 10″¹²
до К)»¹⁴
Вт. Реальная предельная чувствительность
приемника может быть выражена формулой

=KT₀Af’N,

где
К- постоянная Больцмана, 7 — абсолютная
температура (300 К); КТ = 4 • 10~²¹
Вт с, ДГ — эффективная полоса пропускания
приемного тракта,
N —
коэффициент шума приемного устройства.

Коэффициентом
шума
приемника называется число, показываю­щее
во сколько раз отношение мощности
сигнала к мощности шума на выходе
приемника меньше, чем на входе. В
радиолокационных прием­никах
коэффициент шума
N
меняется от 5 до 25. Чем меньше
N
тем лучше приемник. В идеальном не
шумящем приемнике
N =
1.

Диаграмма
направленности антенны
0 характеризует направлен­ные свойства
антенны РЛС, от которых зависит точность
определения координат цели. Форма и
ширина диаграммы направленности могут
быть различны в зависимости от назначения
станции.

Шириной
диаграммы направленности
по половинной мощности на­зывается
угол между направлениями, в которых
излучаемая мощность равна 50% максимальной
мощности, излучаемой в направлении оси
диаграммы. Форма и ширина диаграммы
направленности зависят от типа и размеров
антенны, а также от рабочей длины волны
I. Практичес­ки антенны различных РЛС
имеют ширину диаграммы направленности
от нескольких десятков до десятых долей
градуса, для параболической антенны ©
= 70
(X/D),
где
D
—
диаметр параболоида.

Определение
координат цели

Наклонная
дальность г.
Постоянная скорость распространения
энер­гии СВЧ (с = 3-10⁸
м/с) используется для определения
наклонной даль­ности г путем измерения
времени необходимого импульсу для
про­хождения расстояния до цели и
обратно. Момент излучения зондирую­щего
импульса берется за начало отсчета
времени. Интервал между моментами
излучения зондирующего импульса и
приема отраженного называют временем
запаздывания f_3an:

I

с 2

Точность
измерения наклонной дальности г зависит
от точности из­мерения чрезвычайно
коротких отрезков времени f_3ari.
В
зависимости от назначения станции
точность измерения дальности различна
и со­ставляет от 10 м до 1 км.

Угловые
координаты (азимут и угол места).
Определение угловых координат основано
на использовании направленного действия
антен­ны. Обычно угловые координаты
определяются по положению антенны,
когда она направлена на цель. Различают
амплитудные, фазовые и амп­литудно-фазовые
методы определения угловых координат
(пеленгации). В МРЛ принят амплитудный
метод пеленгации по максимуму, когда
мо­мент точного пеленга определяют
по максимуму выходного сигнала на
индикаторе. Точность определения угловых
координат зависит от ши­рины диаграммы
направленности и метода определения
угловых коор­динат.

Разрешающая
способность.
Различают разрешающую способность по
дальности и угловым координатам.
Разрешающей способностью по дальности
(г_мин)
называют минимальные расстояния между
целями, на­ходящимися в одном
направлении, при котором на индикаторе
они на­блюдаются раздельно. При
дальнейшем уменьшении расстояния меж­ду
целями радиоэхо этих целей сливаются.
Разрешающая способность по дальности
(РСД) зависит от длительности импульса
в пространстве h
=
ст, а также от технических характеристик
аппаратуры. Практически РСД колеблется
в пределах
h/2
—
h.
Так,
например, при т = 1 мкс, г_мин
= 200 м. Таким образом, для улучшения РСД
желательно применять воз­можно более
короткие импульсы.

Разрешающей
способностью по угловым координатам
(РСУ) назы­вается наименьшее угловое
расстояние между двумя целями,
находя­щимися на одинаковом удалении,
при котором можно их наблюдать на
индикаторе раздельно. Разрешающая
способность по угловым коор­динатам
зависит прежде всего от ширины диаграммы
направленности антенны в горизонтальной
(вертикальной) плоскости, а также от
разре­шающей способности индикаторной
аппаратуры:

РСУ=0+ДД

где
О — ширина диаграммы направленности
антенны в горизонтальной (вертикальной)
плоскости; Ар — разрешающая способность
индикато­ра по углу в соответствующей
плоскости. Первое слагаемое определя­ет
потенциальную разрешающую способность
РЛС по угловым коорди­натам.

Таким
образом, разрешающая способность по
угловым координа­там практически
всегда больше ширины диаграммы
направленности в соответствующей
плоскости. Для получения высокой
разрешающей способности по угловым
координатам необходимо иметь узкую
диаг­рамму направленности антенны.

Единицы
измерения в радиолокации

Широкий
диапазон мощностей (от 10″¹³
Вт до сотен кВт), с которы­ми приходится
встречаться в радиолокации, а также
специфичность способов их измерений,
основанных на сравнении измеряемой
мощ­ности со стандартной, заранее
известной, обусловили применение
от­носительных единиц измерения —
децибелов (дБ). Децибел — логариф­мическая
единица, применяемая для измерения
отношения мощнос­тей:

АдБ)=101д5.,

«о

где
Р_л
и
Р₆
— сравниваемые мощности.

Если
Р
больше
Р₀
, то величина децибела положительная,
что соот­ветствует усилению. При Р₁
меньше Р₀
величина децибела будет отрица­тельной,
что соответствует ослаблению.

9.2.
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ
СТАНЦИЯ МРЛ-5

Метеорологическая
радиолокационная станция МРЛ-5 (рис.
9.4, 9.5) представляет собой специализированный
радиолокатор градозащи­ты и штормового
оповещения. Он предназначен для решения
следую­щих задач:

• обнаружения
  и локализации градовых очагов в облаках;

• обнаружения
  и определения местоположения очагов
  гроз и лив­невых осадков в радиусе
  300 км;

• селекции
  радиоэха метеообъектов на фоне мешающих
  отражении от местных предметов;

• определения
  горизонтальной и вертикальной
  протяженности ме­теообразований,
  направления и скорости их смещения;

• определения
  верхней и нижней границы облаков любых
  форм;

• измерения
  средней мощности радиоэха метеорологических
  це­лей.

Таким
образом, с помощью данного метеорологического
локатора можно осуществлять штормовое
оповещение аэродромов, разраба­тывать
краткосрочные прогнозы погоды, определять
тенденцию раз­вития метеообстановки
и проводить борьбу с градом.

Рис.
9.5

Радиолокатор
МРЛ-5 — двухволновый высокопотенциальный
метео­рологический локатор, выпускащийся
в двух вариантах:

• А
  — аппаратура размещается в отсеках
  прицепа ПАУ-1, куда встро­ены
  отопительные камин-вентиляторы,
  вытяжная вентиляция и освеще­ние;

• Б
  — аппаратура размещается в типовом
  здании, в котором предус­мотрены
  отопление, вентиляция и освещение.

Аппаратура,
размещенная внутри кузова ПАУ-1 и
помещении, дол­жна работать при
температуре окружающего воздуха от
+5″ до +40′ С и относительной влажности
воздуха 90-95% при температуре +30.»С.

Аппаратура,
размещенная под ветрозащитным укрытием
должна работать при температуре
окружающего воздуха от -40* до +50’С и
относительной влажности 95-98% при
температуре +40°С.

Радиолокатор
функционирует нормально в условиях
высотных рай­онов до 2000 м над уровнем
моря.

Метеорологический
радиолокатор МРЛ-5 работает в двух
диапа­зонах волн: 3-сантиметровом (I
канал) и 10-сантиметровом (И канал): при
этом режим штормового оповещения может
осуществляться на каждом канале, а
режим обслуживания градозащиты
осуществляется при совместной работе
обоих каналов,

В
основе работы радиолокатора лежит
импульсный метод радио­локации.
Передающее устройство каждого канала
генерирует короткие импульсы
электромагнитной энергии сверхвысокой
частоты, которые с помощью антенно-волноводной
системы изучаются в пространство в
виде узкого остронаправленного луча.

Если
эта энергия встречает на пути своего
распространения объек­ты, то в общем
случае происходит отражение энергии
в различные сто­роны, в том числе и в
обратном направлении, т.е. в сторону
радиолока­ционной антенны. Отраженные
импульсы энергии СОТ принимаются той
же антенной и по волноводному тракту,
откуда они после усиления и детектирования
попадают на индикаторы для создания
радиолокаци­онного изображения целей
и на измерительную аппаратуру для
опоз­навания и определения их
количественных характеристик. При этом
интенсивность радиоэха метеорологических
целей и их координаты, измеренные на
любом имеющемся канале, позволяют
определить тип метеоцели и обнаружить
опасные метеоявления, а по изображению
на индикаторах отношения радиоэха I и
II каналов и величине этого отно­шения
согласно реализованному в аппаратуре
методу измерения мож­но опознавать
градовые очаги в облаках.

Рассмотрим
общее устройство основных блоков МРЛ
(рис. 9.6).

Антенно-волноводная
система

Антенноволноводная
система обеспечивает работу
метеорологи­ческого радиолокатора
градозащиты и штормоповещения МРЛ-5 в
двух

J
и
2 —
рефлекторы I и II каналов;
3
— двух диапазонный волноводный
облучатель;
4
и 4′
— передатчики
1
н II каналов;
В
и 5′ — антенные переключателя;
6
н
6′
— диодные СВЧ аттенюаторы; 7 и 7′ ~ СВЧ
усилители; 1 и У — логарифмические
усилители промежуточ­ной частоты;
9 —
устройство вычитания;
10 —
шкаф угловой информации; //— блок
управления маркером;
12 —
аппаратура фоторегистрации;
13
и
IS—
индикаторы
ИКО/ИДВ (основной и фоторегистрации);
14—
индикатор типа А;
16
и
17 —
световое информацион* ное табло;
J8
—
блок управления антенной;
19 —
привод антенны;
20 —
кондиционер.

Рис.
9.6

рабочих
диапазонах радиоволн и предназначается
для передачи высо­кочастотных
импульсов электромагнитной энергии
от передатчиков к антенне, излучения
в пространство, приема и передачи
отраженных сигналов к приемникам.

В
состав антенно-волноводной системы
входят:

• двухдиапазонная
  антенна;

• волноводный
  тракт I канала;

• волноводный
  тракт II канала.

Особенностью
антенны радиолокатора является
совмещение двух рабочих каналов в одном
антенном блоке. Антенна состоит из
большо-

го
и малого параболических отражателей и
сдвоенного двухдиапазон- ного облучателя.

Большой
параболический отражатель представляет
собой парабо­лоид вращения с круглым
раскрывом. Диаметр раскрыва отражателя
4500 мм. Фокусное расстояние отражателя
1900 мм. Рабочая поверх­ность отражателя
выполнена из сплошного металлического
листа.

Малый
параболический отражатель также
представляет собой па­раболоид
вращения с круговым раскрывом. Диаметр
раскрыва отра­жателя 1400 мм с фокусным
расстоянием отражателя 590 мм.

Особенность
малого отражателя — его рабочая поверхность
выпол­нена из двух слоев поляризованной
ткани, в которую вмонтирована
ме­таллизированная сетка параллельных
проводников. Благодаря такой структуре
ткани она прозрачна для волн, поляризациях
которых орто­гональна проводникам
сетки, и отражает волны с поляризацией,
па­раллельной проводникам, т.е. малый
отражатель является прозрачным для
волн II канала и эквивалентен металлической
поверхности для волн I канала.

Двухдиапазонный
облучатель состоит из большого рупора
с вход­ным- волноводом сечением 72×34
мм, в который встроен малый рупор так,
чтобы продольные оси рупоров совпадали
и обеспечивали совпа­дение центров
их излучения.

Описанная
конструкция обеспечивает режим
градозащиты с оди­наковыми диаграммами
направленности в обоих каналах, равными
1,5°. При переходе к режиму штормооповещения
малый отражатель снима­ется, при этом
оба рупора облучают всю поверхность
большого отра­жателя.

Волноводные
тракты I и II каналов выполнены на основе
прямоуголь­ных волноводов, в которых
для повышения электрической плотности,
а также предотвращения попадания в
тракт пыли и влаги поддерживает­ся
избыточное давление (I канала: 1,6-105 Па,
II канала: 0,5-105 Па ).

Управление
вращением и вертикальным сканированием
антенны производится с панели управления
приводом, расположенным в пуль­те
индикатора метеоролога. Здесь
осуществляется выбор режима ра­боты
привода антенны (автоматический, ручной
или программный), за­дается скорость
вращения антенны и выбирается шаг
ступенчатого из­менения угла в
программном режиме.

Электропривод
антенны позволяет решить следующий
круг задач:

• вращение
  по азимуту (I программа) с регулируемой
  скоростью от 0 до 6 об/мин;

• сканирование
  по углу места (II программа) в пределах
  от -1 до +95* и обратно с регулируемым
  периодом сканирования от 24 до 72 с;

• сканирование
  в секторе как по азимуту, так и по углу
  места, выби­раемом в любом углу, с
  величиной сектора 450 и регулируемым
  перио­дом от 12 до 36 С;

• автоматический
  программный обзор пространства двух
  видов: автоматический круговой обзор
  со ступенчатым изменением угла на­клона
  с шагом 0,5; 1,5; 3*; автоматическое
  вертикальное сканирование по углу
  места с дискретным изменением азимута
  в верхнем и нижнем положении с шагом
  0,5;1,5;3′;

• режим
  ручного доворота с регулируемыми
  скоростями 0-36° в се­кунду по азимуту
  и 0-15’в секунду по углу места.

Передающее
устройство предназначено для вырабатывания
мощ­ных СВЧ импульсов на 3,2 и 10 см. В
передающем устройстве осуще­ствляется
плавный подъем высокого напряжения,
стабилизация режи­ма работы при
изменении напряжения сети, автоматическое
снижение напряжения при пробоях и
пропусках магнетрона.

Передающие
устройства обоих каналов включают в
себя унифици­рованные углы и блоки
(за исключением магнетронов) и имеют
обычно унифицированную конструкцию
шкафов.

Отсутствие
электрон но-вакуумных приборов (кроме
магнетронов и тиратронов) и высоковольтного
источника постоянного напряжения,
применение транзисторов и тиристоров
в целях управления и автома­тики,
новые схемные решения мощных цепей
передающего устройства, широкое
применение унифицированных узлов и
элементов обеспечи­вают высокую
надежность (2000 ч), высокий КПД (0,7), и
технологич­ность конструкции.

Приемные
устройства МРЛ-5 имеют ряд особенностей,
которые обусловлены необходимостью
одновременной обработки их выходных
сигналов, отраженных от одного и того
же объема, в реальном масшта­бе времени.
К основным особенностям приемных
устройств МРЛ-5 можно отнести следующие.
Оба приемных устройства выполнены по
структурной схеме, в которой количественные
измерения могут произ­водиться
комбинированным способом, т.е. по СВЧ +
ВЧ. Приемные ус­тройства обоих каналов
в схемном и конструктивном отношениях
мак­симально унифицированы и отличаются
друг от друга только СВЧ-трак­том. Все
технические характеристики приемных
устройств, кроме чув­ствительности,
одинаковы, .а входящие элементы тракта
ПЧ и ВЧ взаи­мозаменяемы. Для повышения
чувствительности на входах приемных
устройств включены малошумящие усилители
СВЧ и ЛБВ.

Усиление
приемных трактов на заданном уровне
при любой мощно­сти отраженных сигналов
поддерживается схемой автоматической
ста­билизации усиления.

Количественные
измерения мощности отраженных сигналов
в при­емных устройствах приводятся
по СВЧ с помощью фиксированного и
ступенчатого аттенюаторов.

Контрольно-измерительная
аппаратура позволяет оценить нор­мальное
функционирование радиолокатора и
оперативный контроль его основных
параметров перед проведением
метеорологических на­блюдений.
Встроенные измерительные секции с
высокочувствительны­ми термопарами
позволяют непрерывно контролировать
мощность из­лучаемых высокочастотных
колебаний на выходе передающих устройств
как I, так и II канала.

Одновременно
с измерением мощности передающего
устройства производится измерение
коэффициента шума приемного устройства
и, следовательно, чувствительности
приемника.

Шумовые
генераторы, встроенные в волноводный
тракт на входе приемных устройств,
позволяют непрерывно по стрелочным
индикато­рам контролировать коэффициент
шума и усиление приемных устройств I и
II каналов. Оперативный контроль
энергетического потенциала ра­диолокатора
является важным фактором обеспечения
эффективной обработки метеоинформации.

Постоянные
напряжения, пропорциональные мощности
передатчи­ка к коэффициенту шума
приемника, поступают на измеритель
отноше­ния напряжений, выходное
напряжение, которого поступает на
индика­тор энергетического потенциала
и линейку допускового контроля,
осу­ществляющую контроль энергетического
потенциала.

Если
изменения энергетического потенциала
не превышают 3 дБ относительно его
номинального значения, то схема выдает
напряже­ние + 27 В и на световом табло
панели индикаторов высвечивается бук­ва
«П», а на стрелочном приборе энергетического
потенциала стрелка не должна выходить
за пределы допускового сектора.

Индикаторное
устройство предназначено для отображения
на эк­ране типовых индикаторов в
режимах ИКО и ВДВ, выбираемых опера­тором,
информации о метеоцелях и для фото
регистрации изображе­ния целей и
светового табло, на котором представлены
данные о пара­метрах метеоцелей .

Индикаторное
устройство включает в себя (рис. 9.5):

• два
  идентичных индикатора ИКО/ИДВ (метеоролога
  и фоторегис­трации);

• индикатор
  типа А на базе осциллографа CI-55;

• две
  идентичные панели управления индикаторами;

• клавишные
  переключатели выбора дальности маркера
  и выбора видеосигналов, расположенные
  в панели управления МРЛ.

Для
увеличения разрешающей способности,
улучшения визуально­го и количественного
анализа метеообразований в индикаторе
приме­нена электрон но-лучевая трубка
с диаметром экрана 450 мм.

Индикатор
ИКО/ИДВ совмещает в себе функции
индикатора круго­вого обзора в полярных
координатах азимут-наклонная дальность
(ИКО) и индикатора в прямоугольных
координатах горизонтальная дальность-
высота (ИДВ). Выбор режима работы
осуществляется оператором с панели
управления индикатором, который
обеспечивает воспроизве­дение
видеосигналов I и II каналов РЛС или их
отношения.

На
экране индикатора в режимах ИКО и ИДВ
на масштабах до 100 км отображается
подвижная мерцающая метка маркера
дальности, предназначенная для точного
отсчета до метеообразования (с точнос­тью
1100 м), причем управление перемещением
подвижной метки и отсчет дальности
производятся оператором с панели
управления МРЛ.

В
индикаторе предусмотрена возможность
отключения всех меток дальности, за
исключением метки максимальной дальности,
а также возможность включения задержки
начала развертки в режиме ИКО.
Осуществляется аварийное отключение
всех источников питания, рас­положенных
в блоке индикатора, при выходе из строя
одного из них.

В
режиме ИКО индикатор имеет следующие
параметры:

• масштабы
  дальности — 25, 50, 100 и 300 км;

• возможность
  регулируемого смещения начала развертки
  на вели­чину радиуса электронно-лучевой
  трубки в любом направлении по ази­муту,
  на масштабах дальности 100 и 300 км;

• электронные
  метки дальности (основные/опорные) для
  каждого масштаба: 5, 5/10, 10/50, 50/100 км;

• азимутные
  метки через 30°поворота антенны

В
режиме ВДВ индикатор имеет следующие
параметры:

• масштабы
  высота/дальность: 6,25/12,5; 12,5/25; 25/50; 50/100

км;

• электронные
  метки дальности (высоты) для каждого
  масштаба со­ответственно 1,5,10 и 20 км;

• отсчет
  горизонтальной дальности и высоты
  производится по го­ризонтальным и
  вертикальным линиям, нанесенным на
  трафаретный прямоугольник шкалы
  индикатора.

В
качестве индикатора типа А используется
двухлучевой осциллог­раф CI-55,
на
экране которого индицируется: на первом
луче — радио­эхо целей по I каналу, а
на втором луче — радиоэхо целей по II
каналу либо величина 10LgP32/P10.

Синхронизатор
предназначен для формирования импульсов
запуска передающих и индикаторных
устройств фиксации начала и конца
кор­рекции эхо-сигналов по дальности,
запуска шумовых генераторов. Вы­бор
частоты повторения его импульсов
производится с панели управ­ления
МРЛ. В МРЛ-5 имеются основной и резервный
синхронизаторы, смонтированные на двух
стандартных платах.

Аппаратура
измерения и обработки эхосигналов
предназначена дли измерения мощности
отраженных сигналов, производится с
помощью устройств изоэха, размещенных
на входе приемников обоих каналов и
выполненных на базе полупроводниковые
аттениюаторов СВЧ.

В
систему изоэха в каждом канале входят
два аттенюатора СВЧ, один из которых
вносит в приемный тракт фиксированное
ослабление 42 дб, а другой — ступенчатое
ослабление через 6 дБ от 0 до 36 дБ, т.е.
полной ослабление измеренных сигналов
составляет 78 дБ в каждом канале
радиолокатора.

В
целях автоматизации процесса измерений
радиолокационной отражаемости метеоцелей
в МРЛ-5 производится коррекция сигналов
на расстояние по закону I/R2.
Коррекция
сигналов на частоте повторе­ния 500 Гц
осуществляется в пределах от 10 до 100 км,
а при частоте 250 Гц — от 30 до 300 км. Коррекция
мощности отраженных сигналов по СВЧ
расширяет диапазон измерения еще на 20
дБ и доводит его до тре­буемой величины
порядка 100 дБ.

При
работе станции в режиме градозащиты с
помощью устройства обработки видеосигналов
производится выдача на индикатор И КО/
ИДВ сигнала, пропорционального логарифму
отношения отражаемо­сти метеоцелей
на л= 3,2 и 10 см. Одновременно это отношение
выво­дится на стрелочный прибор и по
его численному значению определя­ется
размер градовых частиц.

Световое
табло предназначено для оперативного
съема и фоторе­гистрации характеристик
метеообъектов.

Табло
расположено в пультах индикатора
метеоролога и индикато­ра фоторегистрации
и отображает следущую информацию:

• календарь
  (число, месяц, год);

• время
  (часы, минуты);

• характеристику
  каждого из двух работающих каналов
  (номер кана­ла, ступень затухания
  ИЗО-ЭХО, допусковый контроль потенциала,
  факт включения коррекции на расстояние);

• координаты
  и параметры цели (масштаб дальности
  развертки, ази­мут, угол места, высота
  цели, наклонная и горизонтальная
  дальность).

Аппаратура
фоторегистрации необходима для получения
объектив­ного фотодокумента,
позволяющего впоследствии анализировать
ха­рактеристики метеоцелей и результаты
воздействия на градовые обла­ка.
Используемый фотоаппарат не требует
специального тубуса для за­темнения
и обеспечивает фоторегистрацию открытого
экрана индика­тора при включенном
освещении на рабочих местах оператора.
Тем самым обеспечивается одновременное
наблюдение метеообразова­ний на
экране индикатора и фоторегистрирование.
Емкость сменной кассеты составляет 900
кадров. Система управления предназначена
для управления аппаратурой, контроля
работы и защиты основных уст­ройств.
Она обеспечивает работу радиолокатора
в одном из двух ре­жимов: «Настройка»
или «Работа».

В
режиме «Работа» управление осуществляется
с панели управле­ния МРЛ-5 и с панелей
управления приемопередатчиками и на h
=
3 и 10 см, расположенными в индикаторном
отсеке..

В
режиме «Настройка» все органы управления,
находящиеся на па­нелях, обесточиваются
и управление осуществляется непосредственно
с лицевых панелей соответствующих
устройств.

Вся
логическая часть системы управления
передатчиками, прием­никами и
индикаторами выполнена на полупроводниковых
элементах.

Система
электроснабжения предусматривает
питание аппаратуры либо от промышленной
трехфазной сети 50 Гц, 380 В, либо от
автоном­ной трехфазной сети 50 Гц, 220
В, вырабатываемой дизельной элект­ростанцией.
В первом случае напряжение сети понижается
с помощью входящего в состав аппаратуры
трансформатора, а при использова­нии
автономного источника питания
трансформатор включается в об­ратном
направлении только для питания
кондиционера.

Система
вторичного питания станции состоит из
централизован­ного и автономных
источников питания.

Централизованные
источники питания обеспечивают напряжение
±27В , которое используется для питания
аппаратуры управления, а также в качестве
первичной сети для питания стабилизаторов.

Автономные
источники питания расположены
непосредственно в тех устройствах,
аппаратуру которых они питают.

Система
кондиционирования, отопления и вентиляции
предназна­чена для обеспечения
нормального микроклимата обслуживающему
персоналу и аппаратуре радиолокатора.

При
работе в условиях низких температур
система прогрева обес­печивает
повышение температуры в шкафах, а система
обогрева в при­емопередающем и
индикаторном отсеках кузова — до заданной
темпе­ратуры.

При
работе в условиях высоких температур
система кондициони­рования воздуха
обеспечивает понижение температуры в
приемопере­дающем и индикаторном
отсеках до заданной температуры за счет
по­дачи охлажденного воздуха. Включение
и выключение системы конди­ционирования
и отопления осуществляется термореле,
на которых ус­танавливаются температурные
пороги включения/отключения камин-
вентиляторов и кондиционеров. Благодаря
этому обеспечивается ав­томатическое
поддержания заданного температурного
режима (25 ± 2,5″С).

Предусмотрена
блокировка включения аппаратуры при
температу­рах ниже 8*С.

10.
АППАРАТУРА ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИСКУССТВЕННЫХ
СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ

10.1. Общие сведения

Космическая
эра на Земле началась 4 октября 1957 года,
когда впер­вые в мире в нашей стране
был выведен на орбиту искусственный
спут­ник. Дистанционное зондирование
Земли из космоса включает наблю­дение
и измерение энергетических и поляризационных
характеристик собственного и отраженного
излучения элементов суши, океана и
ат­мосферы в различных диапазонах
электромагнитных волн, способству­ющих
описанию местонахождения, характера и
временной изменчиво­сти естественных
природных параметров и явлений, природных
ресур­сов, окружающей среды, а также
антропогенных объектов и образова­ний.

В
метеорологии появился новый раздел —
спутниковая метеоро­логия, изучающий
физическое состояние атмосферы и
подстилающей поверхности, систему Земли
— атмосферу в целом, а также метеороло­гические
явления и процессы с помощью искусственных
спутников. А главной задачей спутниковой
метеорологии стало получение необходи­мой
первичной информации об атмосферных
процессах и явлениях, состоянии земной
поверхности и океана в планетарном
масштабе и раз­работка методов
использования этой информации для
анализа и про­гноза погоды, экологического
состояния окружающей среды, изучение
климата.

Дистанционное
зондирование Земли из космоса включает
наблю­дения и измерения энергетических
и поляризационных характеристик
собственного и отражённого излучения
элементов суши, океана и ат­мосферы
в различных диапазонах электромагнитных
волн, способству­ющих описанию
местонахождения, характера и временной
изменчиво­сти естественных природных
параметров и явлений, природных ресур­сов,
окружающей среды, а также антропогенных
объектов и образова­ний, что очень
актуально для нашего времени с учетом
ухудшающейся экологической обстановки
на планете.

В
отличие от контактных (прямых) измерений,
когда измерительное устройство находится
в непосредственном соприкосновении с
иссле­дуемым объектом среды, приборы
дистанционного (косвенного) зонди­рования
получают информацию о среде путём
измерения эффектов взаимодействия с
ней различных излучений: применительно
к наблю­дениям с МСЗ наиболее важным
является взаимодействие: со средой
электромагнитного излучения, но
существуют и другие методы иссле­дования.

Электромагнитное
излучение, приходящее на вход аппаратуры
МИСЗ с произвольной площади излучаемой
поверхности, описывается длиной’волны,
интенсивностью и поляризацией.
Значительная доля информации содержится
также в пространственном распределении
излучения исследуемой поверхности и в
его временной динамике. В поле зрения
МИСЗ находится часть системы Земли —
атмосфера, кото­рая включает в себя
не только земную поверхность, но и
атмосферу, че­рез которую энергия
Солнца достигает поверхности Земли и
снова воз­вращается к спутнику. В
настоящее время активно используют два
уча­стка электромагнитного излучения:

• область
  с длинами волн Х^ 2 мкм;

• область
  с длинами волн X > 5-6 мкм.

В
первой области преобладает компонент
отраженной радиации. Для солнечного
света максимум интенсивности этого
компонента при­ходится на Шш 0,5-0,6 мкм.

Свойства
излучения, проявляющиеся в параметрах
этого компонен­та, описываются
коэффициентом спектральной яркости,
зависящим от длины волны. Эту характеристику
иногда называют спектральной ярко­стью
В (А,) или просто В.

Во
второй области преобладает собственное
тепловое излучение объектов. Максимум
интенсивности этого компонента
соответствует интервалу V^е
10 — 15 мкм.

В
этой области излучающую поверхность
удобно характеризовать так называемой
радиационной температурой Г , которую
должно иметь абсолютно черное тело,
чтобы испускать на рассматриваемой
волне излучение необходимой интенсивности
i(%%
Радиационная
температу­ра зависит не только от
теплового состояния поверхности, но и
от физи­ко-химических свойств.

Информативность
излучения в различных спектральных
диапазонах определяется полнотой данных
об излучающих объектах, переносчиком
которых оно является, его интенсивностью
на входе аппаратуры и чув­ствительностью
детектора.

Источником
метеорологической информации при
наблюдении Зем­ли из космоса являются
пространственные, временные и угловые
вари­ации интенсивности электромагнитных
волн, отражённых или излучён­ных
системой, подстилающая поверхность
атмосфера. Измерение характеристик
поля электромагнитного излучения на
различных длинах волн является основой
оценки параметров физического состояния
ат­мосферы, океана, материковых
покровов.

Широкое
развитие дистанционных методов
зондирования окружа­ющей среды
объясняется тем, что они не только
обеспечивают получе­ние новой
информации, но и дополняют и расширяют
возможности тра­диционных методов
наблюдения. И это несмотря на то, что
последние хорошо разработаны и повсеместно
вошли в практику.

Использование
в качестве носителя измерительной
аппаратуры МСЗ обеспечивает :

• осуществление
  глобальных наблюдений, в том числе и
  над трудно­доступными регионами
  Земли;

• сбор,
  частичную обработку на борту и передачу
  глобальных данных в метеорологические
  центры быстрее и дешевле по сравнению
  с на­земными системами связи;

• практическое
  мгновенное исследование атмосферы и
  подстилаю­щей поверхности в двух-трёх
  измерениях.

Для
проведения наблюдений с помощью МСЗ
могут быть примене­ны устройства,
регистрирующие излучение в диапазоне
длин волн от 0,3 мкм до 1 м, который
подразделяется на:

• 0,3—0,4
  мкм — ближний ультрафиолетовый (УФ);

• 0,40—0,76
  мкм — видимый;

• 0,76—1,5
  мкмближний
  инфракрасный (ИК);

• 1,5—1000
  мкм — средний и дальний ИК;

• 1
  мм — 1м — сверхвысокочастотный (СВЧ),
  называемый микро­волновым.

СВЧ-диапазон
подразделяется на:

• миллиметровый
  1 мм < X < 10 мм;

• сантиметровый
  1 см < к < 10 см;

• дециметровый
  10 см ^ к < 100 см.

Первый
из этих диапазонов нашел самое широкое
применение в дистанционном зондировании
Земли из космоса, ибо в нем проявля­ются
все важнейшие характеристики
излучающих-объектов, регистри­руется
наибольшая интенсивность излучения,
используются наиболее простые способы
регистрации и интерпретации измерений.

Во
втором диапазоне интенсивность излучения
примерно на два порядка меньше, чем в
первом, а чувствительность излучения
на поря­док выше. Однако этот диапазон
позволяет осуществить количествен­ный
подход к оценке излучающих объектов
независимо от времени су­ток.

В
радиодиапазоне отражательные способности
естественных объек­тов изучается
радиолокационными (активными) методами,
а их собствен­ное радиоизлучение — с
помощью радиометров (пассивными
метода­ми). На интенсивность излучения
в этом диапазоне оказывают влияние
температура, влажность объекта и
структура его поверхности (шерохо­ватость).

Во
всех указанных областях спектра широко
применяется многозо­нальный
(многоспектральный) метод регистрации
излучения, когда съемка производится
одновременно в наборе узких, близко
располо­женных друг к другу спектральных
зон (каналов). Информация, получа­емая
этим методом, существенно превосходит
по объему, данным ин­тегральных
(широкополосных) измерений, лучше
характеризует состо­яние объектов и
их свойства, позволяет избежать многих
атмосферных помех.

МИСЗ
— это космическая автоматическая
обсерватория, оснащен­ная сложным
электротехническим, электрооптико-механическим
и ра­диоэлектронным оборудованием
для измерения, запоминания и пере­дачи
информации.

Для
решения практических задач необходимо
знать точное положе­ние спутника в
пространстве, т. е. орбиту спутника и ее
элементы.

В
зависимости от угла наклона орбитальной
плоскости орбиты МИСЗ подразделяются
на:

• экваториальные
  (/=0*);

• полюсные
  </=90^в);

• наклон
  ые (ОЧ/ОО»);

По
направлению движения спутника по орбите
на:

• прямые
  (с запада на восток);

• обратные(с
  востока на запад).

По
высоте полета МИСЗ делятся на:

• низкоорбитальные
  (до 500 км);

• среднеорбитальные
  (500-2000 км);

• высокоорбитальные
  (десятки тысяч км);

Для
МИСЗ используются преимущественно
круговые орбиты, на­клонные (не очень
сильно) или экваториальные, на высоте
600-1500 км (стационарные — около 36000 км), с
периодом обращения в пределах 95-115 мин.

Комплекс
МИСЗ условно делится на две группы
аппаратуры: науч­ной и служебной.

Комплекс
предназначен для получения информации
о состоянии атмосферы и подстилающей
поверхности Земли, аппаратура которо­го
в соответствии с особенностями
регистрируемой информации на­учная
аппаратура условно может быть разделена
на обзорную и изме­рительную.

Обзорная
аппаратура, работающая в основном в
видимом и инф­ракрасном диапазонах
спектра излучения, предназначена для
получе­ния изображений облачности,
ледяных и снежных полей, подстилающей
поверхности. В качестве такой аппаратуры
используют фотокамеры и телевизионные
системы, а также сканеры, пассивно
воспринимающие уходящее излучение от
системы Земля-атмосфера.

Наиболее
широкое использование в оперативной
работе получили сканеры, позволяющие
осуществить съемку в диапазоне 0,3-14 мкм.
Сканер обеспечивает поэлементный
просмотр излучающей поверхнос­ти
достаточно узким телесным углом поля
зрения.

Радиолокационные
станции бокового обзора, устанавливаемые
на МИСЗ, в отличие от рассмотренной
аппаратуры, съемку ведут в актив­ном
режиме. Они посылают высокочастотные
импульсы в пределах ди­аграммы
излучения, отраженные импульсы принимаются
той же си­стемой и преобразуются в
электрические сигналы, регистрируемые
на борту или передаваемые на Землю.

Таким
образом, важнейшими характеристиками
научной аппарату­ры МИСЗ являются
разрешающая способность и ширина полосы
обзо­ра. Работает эта аппаратура в
режимах непосредственной передачи или
регистрации информации на борту в
специальном запоминающем уст­ройстве.

Первый
режим предназначен для получения
региональной инфор­мации, второй для
получения глобальной информации.
Получение ин­формации обзорного
характера обычно представляется в виде
косми­ческих изображений (снимков).

К
измерительной относится аппаратура,
предназначенная для по­лучения
количественных характеристик или
абсолютных величин соб­ственного
излучения системы «Земля-атмосфера».
Одна и та же науч­ная система может
быть как обзорной, так и измерительной.

Комплекс
служебной аппаратуры предназначен для
поддержания нормального функционирования
научной аппаратуры и всего спутника в
целом, в который входят системы:

• стабилизации
  и ориентации,

• бортовая
  управления,

• радиотелеметрическая,

• электроснабжения,

• терморегулирования.

Стабилизация
и ориентация МИСЗ поддерживаются в
космичес­ком пространстве пассивными
и активными методами. Спутник должен
быть ориентирован таким образом, чтобы
одна из его осей Z
была
по­стоянно направлена к Земле по
местной вертикали, вторая ось X — по
направлению вектора абсолютной скорости,
а третья ось Y
—
перпенди­кулярна плоскости орбиты.

Бортовая
система управления обеспечивает прием,
исполнение и скорость выполнения команд
управления, поддерживает заданные
ре­жимы работы всех устройств МИСЗ,
обеспечивает точную временную
синхронизацию их функционирования.
Основу системы составляет бор­товая
вычислительная машина.

Основными
задачами радиотелеметрической системы
являют­ся: сбор измерительной (научной)
и контрольной информации от бор­товых
датчиков, преобразование ее в электрические
сигналы, переда­ча со спутника по
радиолинии, прием на Земле, обработка
и представ­ление в форме, удобной для
потребителя. В состав бортовой аппара­туры
входит запоминающее устройство. Некоторые
данные передают­ся после вхождения
спутника в зону радиовидимости по
команде с Зем­ли или по программе
работы. Вычислительные устройства,
входящие в состав наземных станций,
производят запись передаваемой
инфор­мации, ее предварительную
обработку и регистрацию в виде, удобном
для последующего использования,

Система
электроснабжения представляет собой
совокупность оборудования, предназначенного
для производства электрической энергии,
передачи ее различным устройствам и
распределения между ними.

Система
терморегулирования предназначена для
поддержания необходимого теплового
режима МИСЗ, находящегося на орбите.

Метеорологические
системы с космическими аппаратами на
.низ­ших приполярных орбитах обеспечивают
решение следующих основ­ных задач:

• мониторинг
  облачного покрова Земли и других
  погодных явлений в видимом и инфракрасном
  диапазонах спектра;

• измерение
  вертикального профиля температуры
  атмосферы, ха­рактеристик
  приповерхностного ветра и температуры
  поверхности моря;

• получение
  информации о состоянии околоземного
  космического пространства;

• сбор
  информации с платформ геофизического
  мониторинга окру­жающей среды;

• прием
  и регистрация сигналов бедствия в
  рамках системы поиска и спасения
  Космос/SARSAT,
  а
  также определение местонахождения
  ис­точников этих сигналов.

Представителями
спутниковых систем данного класса
являются:

• серия
  спутников «NOAA»
  (США);

• спутниковая
  система «Метеор» (Россия);

Серия
NOAA
используется
Национальным управлением по исследо­ванию
океана и атмосферы. В состав приборов
дистанционного зонди­рования могут
входить:

• сканирующий
  и несканирующий радиометры для изучения
  ради­ационного баланса Земли;

• радиометр
  для измерения температуры суши и морской
  поверх­ности, наблюдения облачного,
  снежного и ледового покровов, контроля
  за осадками, влажностью почв и измерения
  растительного индекса;

• инфракрасный
  зонд высокого разрешения для пошаговой
  съемки поверхности Земли;

• устройство
  стратосферного зондирования для
  определения про­филей температуры
  в стратосфере и измерений в верхних
  слоях ат­мосферы;

• микроволновые
  зондирующие устройства для проведения
  всепо­годных, непрерывных
  измерений.температуры атмосферы на
  высоте до 45 км, измерения вертикальных
  профилей влажности;

• несканирующий
  радиометр для анализа содержания в
  атмосфере малых газовых компонентов
  (включая озон);

• монитор
  космической среды для измерения
  плотности потока про­тонов, электронов
  и альфа-частиц проходящего солнечного
  излучения, анализа энергетического
  спектра частиц на высоте размещения
  кос­мического аппарата.

Российская
метеорологическая спутниковая система
«Метеор» пре­дусматривает
установку следующей аппаратуры
дистанционного зон­дирования:

• спектрометр
  инфракрасного диапазона для измерения
  вертикаль­ных температурных профилей,
  определения влажности и концентрации
  озона в атмосфере;

• спектрометр
  ультрафиолетового диапазона для
  измерения профи­лей концентрации
  озона в атмосфере;

• камеры
  для исследования потоков частиц и
  электромагнитного излучения;

• аппаратура
  для изучения потоков солнечного
  излучения;

• аппаратура
  («Климат») для получения в тепловом
  инфракрасном диапазоне изображений
  облачного покрова Земли, снежных и
  ледовых полей, измерения температуры
  поверхности моря,

наблюдение
поверхности суши;

• аппаратура
  микроволнового зондирования для
  определения вла- госодержания облаков
  и снежного покрова, измерения температуры
  морской поверхности, снежных и ледовых
  полей;

• радиометры
  для получения изображений облачного
  покрова Зем­ли, снежных и ледовых
  полей;

• многоспектральный
  радиометр для построения изображений
  по­верхности Земли в видимом, ближнем
  ИК и тепловых ИК диапазонах спектра;

• аппаратура
  микроволнового зондирования для
  измерения темпе­ратурных профилей;

• радиационно-магнитометрический
  комплекс для исследования потоков
  заряженных частиц и электромагнитного
  излучения поля Зем­ли;

Геостационарные
метеорологические спутники образуют
состав­ную часть глобальной системы
наблюдений в рамках Всемирной
метео­рологической организации (WMO).
В
настоящее время Европейское космическое
агентство использует на геостационарной
орбите систему METEOSAT,
которая
предназначена для решения задач
глобального ме­теорологического
обеспечения потребителей в европейском,
азиатском и африканском регионах.

Геостационарные
метеорологические спутники образуют
составную часть глобальной системы
наблюдений в рамках Всемирной
метеоро­логической организации WMO
(World
Meteorological
Organisation),
яв­ляющейся
важным элементом Всемирной службы
погоды WWW
(World
Weather
Watch).
В
настоящее время метеорологическими
спутниками

на
геостационарной орбите обладают
Европейское космическое аген­тство
(система METEOSAT),
Индия
(система INSAT),
Россия
(ИСЗ «Элек- тро»), США (система GOES)
и
Япония (система GMS).
К
этим странам присоединится и Китай,
после запуска космического аппарата
FY-2.

К
аппаратуре дистанционного зондирования
METEOSAT
относятся:

—
радиометры видимого и инфракрасного
диапазонов для наблю­дения облачного
покрова Земли, измерения влажности
верхних слоев тропосферы и температуры
поверхности моря.

Планируется
установка камеры видимого и ИК-диапазонов
для на­блюдения динамики облачного
покрова, измерения высоты облачности
и выделения массивов перистых облаков,
изучения особенностей пе­ремещения
воздушных масс, контроля интенсивности
осадков и состо­яния тропопаузы,
определения концентрации озона и
измерение тем­пературы поверхности
моря.

Сбор
и распределение информации с МИСЗ
осуществляется пунк­тами приема
информации (ППИ), расположенными в
Москве, Новоси­бирске и Хабаровске.
Зоны радиовидимости ППИ взаимно
перекрыва­ются и простираются по
долготе с востока на запад, охватывая
рассто­яние, близкое к 160′. Это позволяет
принимать без пропусков спутнико­вую
информацию по всей территории нашей
страны и примерно с 80% территории земного
шара несколько раз в сутки. Основная
задача ППИ — прием информации и обработка
спутниковой гидрометеорологичес­кой
информации и передача обрабатываемых
данных потребителям.

Наряду
с ППИ информацию в реальном масштабе
времени можно получать с помощью
автономных пунктов приема информации
(АППИ). Они обеспечивают прием данных
наблюдений с МИСЗ в любой точке земного
шара и оснащены аппаратурой, предназначенной
для приема и регистрации информации
обзорного характера (изображений).

10.2.
АВТОНОМНЫЙ ПУНКТ ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ
(АППИ-МР)

Назначение
— прием и регистрация сигналов, поступающих
с МИСЗ (прием может быть осуществлен с
российских и зарубежных МИСЗ, ра­ботающих
в режиме непосредственной передачи
данных). На рис. 10.1 представлен автомобильный
вариант АППИ, который размещен в
кузо­ве-фургоне КЦ-375 на автошасси
Урал-375А.

Основные
технические характеристики

Диапазон
рабочих частот, МГц

Чувствительность
приемного устройства, мкВ

Коэффициент
усиления антенны, дБ

135,3-138

1

10

Пределы
наведения антенны/

Т_к
= t°C+273,15°С, t°C = Т_К-273,15°С. 9

Ф=Ф_о.е^_0!/, 111

ПРИБОРЫ
И УСТАНОВКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ В СВОБОДНОЙ АТМОСФЕРЕ 134

РСУ=0+ДД 159

10.
АППАРАТУРА ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИСКУССТВЕННЫХ
СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ 170

11.
АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ, ПРИБОРЫ И
УСТАНОВКИ 167

12.
РАДИОПРИЕМНИКИ И РАДИОПРИЕМНЫЕ
УСТРОЙСТВА 12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О
РАДИОПРИЕМНИКАХ 208

Основные
узлы радиоприемных устройств 200

Р2. 209

13.
ФАКСИМИЛЬНАЯ АППАРАТУРА 216

14.
ТЕЛЕГРАФНАЯ АППАРАТУРА 234

Рис.
10.1

Комплектация.
Антенная установка с усилителем (1
комплект), при­емное устройство (1
шт.), панель управления (1 шт.), блок счета
време­ни (1 шт.), устройство магнитной
записи (1 шт.), регистрирующие уст­ройства
телевизионной (ТВ) и инфракрасной (ИК)
информации (1 ком­плект),
контрольно-испытательная аппаратура
(1 комплект), фотообору­дование (1
комплект), средства географической
привязки (1 комплект), ЗИП (1 комплект),
система питания (1 комплект). Для
автомобильного варианта в комплект
АППИ включена станция питания АБ-8Т/400М.

Устройство.
Антенная установка с усилителем
предназначена для направленного приема
и предварительного усиления принятого
сигна­ла от МИСЗ произвольной
поляризации. Антенна состоит из мачты,
стрел и антенного усилителя. В систему
управления антенной входят два
не­зависимых дистанционно управляемых
привода переменного тока (по азимуту и
углу места). Система имеет два режима
работы: ручной и автоматический. ЧМ-сигнал
от МИСЗ, принятый антенной, поступает
на вход антенного усилителя, расположенного
в контейнере вблизи ан­тенны. С выхода
антенного усилителя сигнал напряжением
около 50 мкВ по кабелю подается на блок
приемного устройства.

Приемное
устройство представляет собой
супергетеродинный при­емник ЧМ-сигналов
с двойным преобразованием частоты и
автомати­ческой подстройкой и
регулировкой усиления. Прием происходит
на одной из 6 фиксированных частот.
Перестройка на любую фиксирован­ную
частоту осуществляется вручную.

Панель
управления служит для включения системы
управления ан­тенной, индикации
положения антенны по азимуту и углу
места. •

Блок
счета времени предназначен для подсчета
времени и преоб­разования его в
двоичный код. По команде оператора в
начале и конце сеанса связи на фотобланке
регистрируется сигнал местного времени
что необходимо для временной привязки
принятых изображений.

Устройство
магнитной записи позволяет одновременно
с регистра­цией видеосигнала записать
его на магнитную ленту. Аппарат имеет
два канала. Один из каналов служит для
записи информации, а другой — для записи
опорной .частоты. К выходам устройства
подключены реги­стрирующие аппараты
ТВ- и ИК-информации. С выхода аппарата
маг­нитной записи сигнал можно передать
по телефонным каналам связи и на другие
регистрирующие устройства.

В
систему питания входят щит питания
Щ-90-2, стабилизатор на­пряжения
СТС-6,3-Ц-0,2, блоки питания, выпрямители
и блоки стаби­лизаторов, расположенные
в стойках и устройствах приемной
аппара­туры. АППИ комплектуется
регистрирующей аппаратурой «Нева»,
«Пал- лада» или «Изотоп» для
приема ТВ- и ИК-информации.

10.3.
ПУНКТ ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
СЮЖЕТ-М

Назначение
— приём, обработка и регистрация
телевизионных изоб­ражений облачности,
ледовых и снежных покровов земли и
других те­левизионных изображений,
передаваемых в аналоговом фототелеграф­ном
стандарте APT
с
орбитальных ИСЗ в диапазоне MB
и
с геостацио­нарных ИСЗ в диапазоне
ДМВ, и отображение этой информации на
эк­ране дисплея ПЭВМ.

Данное
изделие относится к третьему поколению
аппаратуры и вы­полнено с использованием
элементов базовой несущей конструкции
«База-2».

Технические
данные

Изделие
обеспечивает приём сигналов от
геостационарных метео­рологических
ИСЗ в диапазоне 1,7 ГГц со следующими
характеристи­ками:

—
ВЧ-сигнал

диапазон
рабочих частот от 1690 до 1710 МГц; ширина
программируемого диапазона частот — 20
МГц; шаг перестройки частоты — 50 кГц;

чувствительность
по входу конвертера — не более 2,0 мкВ при
отно­шении сигнал/шум в выходном
сигнале не менее 38 дБ;

вид
модуляции ВЧ-сигнала — частотный, девиация
не более ±15 кГц.

• аналоговый
  НЧ-сигнап

вид
сигнала — амплитудно-модулированный
фототелеграфный сиг­нал APT
стандарта
с кварцованной несущей частотой 2,4 кГц,
глубина модуляции от 0 до 100 %.

• цифровой
  НЧ-сигнал

Цифровой
последовательный код в уровнях логики
ТТЛ со скорос­тью цифрового потока
до 100 кбит/с в узкополосном диапазоне
и со скоростью цифрового потока до 10ОО
кбит/с в широкополосном диа­пазоне.

Изделие
обеспечивает приём сигналов от
низкоорбитальных метео­рологических
ИСЗ в диапазоне 137 МГц со следующими
характеристи­ками:

• ВЧ-сигнал

Диапазон
рабочих частот от 135 до 138 МГц;

шаг
перестройки частоты — 10 кГц;

чувствительность
по входу антенного усилителя не более
1,0 мкВ при отношении сигнал/шум в выходном
сигнале не менее 38 дБ.

Вид
модуляции ВЧ — сигнала — частотный,
девиация не более ±15 кГц.

• НЧ-сигнал

Вид
сигнала — амплитудно-модулированный
фототелеграфный сиг­нал APT
стандарта
с кварцованной несущей частотой 2,4 кГц;

глубина
модуляции от 0 до 100 %.

Изделие
обеспечивает приём и первичную обработку
информации по заданной лрограмме с
помощью устройства приёма и отображения
информации на базе ПЭВМ типа IBM
PC/AT,
имеющей характеристики не хуже;

• Аппаратные
  средства

центральный
процессор 80386(486) с тактовой частотой
не ме­нее 50(100) МГц;

сопроцессор
80387(487);

ОЗУ
ёмкостью не менее 4(8) Мб;

FDD
ёмкостью
1,44 Мб и др.;

HDD
ёмкостью
не менее 210(400) Мб;

монитор
и видеографический адаптер типа SVGA;

русифицированная
клавиатура

принтер
с разрешением не менее ЗООГЗОО dpi;

манипулятор
мышь;

модем;

устройство
бесперебойного питания.

• Программные
  средства

Операционная
система MS-DOS
версия
3.0 и выше, пакет приклад­ных программ.

Изделие
обеспечивает текущий визуальный
контроль качества ин­формации,
выдаваемой для записи на экране дисплея
с характеристи­ками:

• число
  элементов разложения не менее 600;

• число
  воспроизводимых градаций яркости не
  менее 10;

• число
  воспроизводимых цветов 256.

Программное
обеспечение (ПО) изделия обеспечивает
первичную обработку принимаемой
метеорологической информации, в том
чис­ле:

• управление
  процессами приёма сигнала,

• выбор
  типа ИСЗ,

• настройку
  приёмника на частоту приёма,

• проведение
  сеанса связи,

• обработку
  информации, передаваемой в аналоговом
  виде от сред- неорбитальных и
  геостационарных ИСЗ, за время не более
  15 минут после её получения,

• регистрацию
  обработанной информации полностью
  или фрагмен­там щ

• обработку
  информации, записанной в виде файлов,

• обработку
  информации, формируемой пользователем,

• приём
  и обработку информации, поступающей
  с приёмной аппа­ратуры,

• просмотр
  поступающей полутоновой информации
  по заданному ка­налу на экране
  монитора ПЭВМ в двух режимах,

• роллинг
  (вверх и вниз), покадровый,

• выделение
  необходимого канала из поступающей
  информации,

• независимое
  преобразование масштаба по осям X, Уи
  ведение не­линейных преобразований
  в канале яркости,

• преобразование
  градаций яркости в цвет,

• нанесение
  на изображение координатной сетки,

• построение
  контуров береговой линии,

• задание
  размеров и положение рамки для
  оперативного опреде­ления окна
  обработки и масштабирования изображения,

• вывод
  полутоновой и символьной информации
  на печать и нако­пители,

• трансформацию
  и сшивку (монтаж) изображений, получаемых
  со смежных витков, в том числе от
  разнотипных ИСЗ.

ПО
изделия обеспечивает обмен данными и
управляющими сигна­лами с приёмной
аппаратурой и линейными модемами:

• автоматизированный
  встроенный функциональный контроль
  рабо­тоспособности;

• проверка
  работоспособности аппаратуры с помощью
  тест программ с индикацией на мониторе
  ПЭВМ.

Время
подготовки изделия к работе составляет
не более 10 мин.

Общее
устройство изделия

Изделие
состоит из двух основных частей: наружных
антенных уст­ройств и рабочего места
оператора.

Наружные
антенные устройства включают в себя
антенны ДМВ(рис. 10.3) и MB
(рис.
10.4) диапазонов.

Рис.
10. 4

Рис.
10. 3

Каждая
из антенн имеет оригинальную конструкцию,
обеспечиваю­щую эксплуатацию в
жёстких климатических условиях.

Антенна
ДМВ представляет параболическое
зеркало, установленное вместе с
опорно-поворотным устройством на
пространственную конст­рукцию в виде
трёхгранной пирамиды, вершина которой
несёт на себе вертикально расположенный
вал. Основание подставки выполнено в
виде рамы, имеющей в плане форму
равностороннего треугольника. Каждый
угол рамы опирается на пластины, лежащие
в одной плоскости и имеющие отверстия
под болты М20.

В
фокусе параболического зеркала антенны
на опорных тягах уста­новлен конвертер
с облучателем.

Антенна
MB
представляет
разборную конструкцию стоечного типа,
которая состоит из собственно антенны
в виде волнового крестообраз­ного
вибратора с широкой диаграммой
направленности и стойки-ос­нования,
в контейнере которой размещён антенный
усилитель.

В
основании антенна MB
оканчивается
круглым установочным флан­цем 6
отверстиями под болты.

Рис.
10.5

Рабочее
место оператора (рис. 10.5) содержит:

• блок
  приёма и обработки Б-2316,

• устройство
  приёма и отображения информации на
  ПЭВМ типа IBM
  PC/AT
  со.встроенными в неё слотами устройств
  ввода и вывода ме­теорологической
  спутниковой информации;

• лазерный
  принтер.

Блок
приёма и обработки Б-2316 выполнен в виде
настольного кар­каса несущей базовой
конструкции «База-2», в корзине которого
уста­новлены шесть врубных блоков;

• два
  блока питания БП-884-6,

• блок
  приёмника MB
  Н-87,

• блок
  приёмника ДМВ Н-88,

• блок
  генераторный MB
  Г-212,

• блок
  генераторный ДМВ Г-213,

В
базовый блок ПЭВМ установлены
дополнительно два слота:

• устройство
  АЦП;

• формирователь
  аналогового сигнала.

Антенные
устройства подключаются к блоку приёма
и обработки Б-2316 коаксиальными кабелями.

Эти
устройства обеспечивают ввод в ПЭВМ и
вывод из неё спутни­ковой метеорологической
информации.

11.
АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ, ПРИБОРЫ И
УСТАНОВКИ

11.1. Общие сведения

Разработка
краткосрочных и долгосрочных прогнозов
погоды, ме­теорологическое обеспечение
полетов авиации в настоящее время
не­возможны без данных о состоянии
атмосферы на различных высотах. Основным
методом получения таких данных являются
радиозондовые и радиопилотные наблюдения,
которые производятся при помощи сис­тем
радиозондирования атмосферы. Эти системы
обеспечивают про­ведение
радиотелеметрических измерений
метеорологических пара­метров в
свободной атмосфере,

До
1930 года исследования атмосферы на
различных высотах носи­ли эпизодический
характер и осуществлялись при помощи
аэростатов, шаров-зондов, самолетов. 30
января 1930 года в полет был выпущен первый
в мире радиозонд, изобретенный профессором
Павловской аэрологической обсерватории
П.А. Молчановым. С этого времени на­чали
проводиться регулярные аэрологические
наблюдения, развивать­ся сеть
аэрологических станций. Измерение
метеорологических вели­чин на высотах
является Сложной задачей. Её решение
требует приме­нения наземных
радиотехнических средств и радиозондов.
Получение информации о вертикальном
распределении метеорологических
вели­чин с помощью выпуска радиозонда
называется
зондированием атмос­феры.
С помощью современных радиотехнических
комплексов осуще­ствляется комплексное
(одновременно температурное и ветровое)
зон­дирование атмосферы. Сущность
метода комплексного зондирования
состоит в том, что подвешенный к свободно
летящему шару радиозонд измеряет
температуру окружающего воздуха и
автоматически переда­ет результаты
в виде кодированных радиосигналов F₀,
Р_от,
F-.
Эти
сигна­лы принимаются радиолокационной
(радиопеленгационной) метеостан­цией
и используются не только для определения
температуры воздуха, но и для определения
координат радиозонда в пространстве:
а — ди- рекционного угла на радиозонд, Е
— угла места, Д_н
— наклонной дально­сти до радиозонда.
По координатам вычисляются: высота
подъема ра­диозонда, направление и
скорость ветра.

Реализация
метода комплексного зондирования
атмосферы может быть осуществлена с
помощью систем зондирования. К настоящему
времени разработано несколько систем
зондирования, несмотря нн конструктивные
различия, их объединяет общее — они
состоят из двух подсистем: радиотелеметрической
(радиозонда) и радиолокационной
(пеленгационной) наземной станции.

Радиозонд
является легким, сравнительно несложным
и недорогим прибором одноразового
действия (рис. 11.1).

Наземная
подсистема представляет сложную и
дорогостоящую ра­диотехническую
аппаратуру. Она рассчитана на многолетний
период работы во всех климатических
зонах.

Наземная
подсистема, включающая вспомогательное
оборудование, расходные материалы
артиллерийских метеорологических
комплексов, размещается на автомобилях,
что обеспечивает ей высокие маневрен­ные
качества и мобильность.

Современные
радиотехнические комплексы зондирования
атмосфе­ры могут осуществлять
сопровождение радиозонда в радиопеленгаци-
онном (пассивном) или радиолокационным
(активном) режимах.

В
радиопеленгационном режиме сопровождается
радиозонд, име­ющий датчики температуры
и давления. В этом режиме наземная
аппа­ратура работает только на приём
сигнала радиозонда. В процессе по­лета
радиозонда антенная система наземной
аппаратуры осуществля­ет прием и
выделение телеметрической информации.

В
радиолокационном режиме производится
сопровождение радио­зондов, которые
имеют в своем составе датчики температуры
и влаж­ности. Отличие радиолокационного
режима с провождения от радио-
пеленгационного состоит в том, что при
активном режиме сопровожде­ния
радиозонда осуществляется не только
по угловым координатам, но и по дальности.
Сопровождение по дальности обеспечивается
переда­ющий системы наземной аппаратуры,
излучающей через антенную си­стему
в направлении радиозонда СВЧ-импульсы
запроса, и системой определения координат
осуществляющей измерение времени
задер­жки прихода ответного сигнала
радиозонда на запросный сигнал стан­ции
слежения.

Информация
о дальности радиозонда вместе с
информацией о его угловых координатах,
телеметрической информацией и информацией
о наземных метеорологических наблюдениях
поступает в ЭВМ, где так­же происходит
вычисление характеристик атмосферы,
формирование и выдача конечных
документов.

Широкое
применение в конструкции комплекса
полупроводнико­вых элементов
значительно расширило их функциональные
и техничес­кие возможности, повысило
экономические показатели. Введение
мик­роэвм
в состав комплекса дало возможность
автоматизировать про­цессы управления
системами в ходе подготовки и проведения
зонди­рования атмосферы, обработку
и представление результатов зондиро­вания.

Конечными
документами являются метеобюллетени
и аэрологичес­кие телеграммы. По
окончании зондирования по команде
оператора метеобюллетени отображаются
на экране в виде контрольного устрой­ства
и отпечатываются на бумажной ленте
алфавитно-цифрового печа­тающего
устройства изделий 1Б44-1, 1Б27-1 и 1Б18-1.
Аэрологические телеграммы выводятся
не только на печать, кроме телеграмм
ШТОРМ и СЛОЙ, которые также отображаются
на экране видеоконтрольного уст­ройства.

11.2.
РАДИОЗОНДЫ

Радиозонд
является аэрологическим прибором
одноразового дей­ствия. Находясь в
полете,современные радиозонды могут
производить измерения температуры и
влажности и передавать результаты
измере­ний по радиотелеметрической
линии в пункт приема. Перемещение
радиозонда в пространстве дает информацию
о скорости и направле­нии ветра на
высоте полета радиозонда.

Конструкция
радиозонда MP3-1
показана
на рис.11.2.

В
пенопластовом корпусе 1 размещаются
радиоблок 2 и батарея 3. Сверху комплекс
закрывается пенопластовой крышкой 4.
Электронная схема радиоблока собрана
на печатной плате 5 и находится внутри
зам­кнутого алюминиевого стакана 6,
который вместе с антенной 7 образу­ет
антенную систему. В данном случае нижня
поверхность стакана играет роль
электрического противовеса антенны,
которая представляет собой ак­тивный
и четвертьволновой несимметричный
вибратор. Такая антенная си­стема
формирует диаграмму направленности в
нижней полусфере с углом от 100 до 130°.
Стакан одновременно является экраном,
защищающим элек­трическую схему
радиоблока от электромагнитного
излучения антенны.

На
крышке корпуса при помощи скобы 8
устанавливается держатель 9 датчика
температуры 10. Датчик температуры
подключается к радиоблоку через разъем
11.

Пенопластовый
корпус защищает батарею и радиоблок
от осадков в полете и от механических
повреждений при транспортировке. Кроме
это­го, в полете батарея стабилизирует
тепловой режим внутри корпуса за счет
выделяемого при работе тепла.

Модификация
радиоблока радиозондов серии МРЗ
незначительно от­личаются по исполнению
и назначению. Так, радиозонды МРЗ-1 и
МРЗ-4 предназначены для проведения
температурно-ветрового зондирования.
Они обладают одинаковыми техническими
характеристиками, но имеют схемные
отличия. Если радиозонд МРЗ-1 построен
на полупроводниковых элементах, то в
электронные узлы радиоблока МРЗ-4
включены интеграль­ные микросхемы.

Радиозонд
МРЗ-З предназначен для
температурно-влажностно-ветро- вого
зондирования. Конструкция его радиоблока
практически не отличает­ся от
конструкции радиоблока МРЗ-4.

Пенопластовый
корпус для разных модификаций радиозондов
серии МРЗ унифицирован. Отличие
заключается только в том, что для МРЗ-З
на крышке имеются крепления для установки
датчика влажности.

Все
радиозонды серии МРЗ могут использоваться
для проведения вет­рового зондирования
радиопилотным методом. В этом случае
датчики тем­пературы и влажности на
них не устанавливаются, и зонд используется
в качестве радиоответчика.

В
таблице приведены сравнительные
тактико-технические характерис­тики
радиозондов РКЗ-2 и МРЗ-З.

Из
приведенной таблицы видно, что применение
современной элемен­тной базы в
конструкциях радиоблоков позволило
более чем в 4 раза сни­зить весовые
показатели радиозондов серии МРЗ по
сравнению с исполь-

зовавшимися
ранее зондами серии РКЗ. При этом
технические характери­стики новых
радиозондов не ухудшились.

Несмотря
на незначительные уменьшения мощности
передатчика СВЧ, максимальная дальность,
на которой возможен прием неискаженной
ра­диотелеметрической информации,
практически не изменилась ввиду того,
что амплитудная модуляция сигнала
передатчика СВЧ заменена частотной,
за счет чего повысилась помехоустойчивость
радиотелеметрической линии.

В
соответствии со структурной схемой,
приведенной на рис. 11.3, радиозонд состоит
из следующих основных узлов:

• свёрхрегенеративного
  приемопередатчика (СПП)

• формирователи
  (Ф)

• измерительного
  преобразователя (ИП)

• электронного
  коммутатора (ЭК)

Рис.
11.3

• первичного
  измерительного преобразователя
  температуры ( f)

• первичного
  измерительного преобразователя
  влажности (U)
  •
  — антенной системы (АС)

• стабилизаторов
  напряжений и токов (Ст)

• батареи
  питания (БП)

Сверхрегенеративный
приемопередатчик, в свою очередь,
состо­ит из сверхвысоточастотного
автогенератора (СВЧ-АГ) и генератора
суперирующих импульсов (ГСИ)-.

Рассмотрим
принцип действия радиозонда в
последовательнос­ти, с которой
формируется его полный сигнал, приведенный
в прило­жении.

При
измерении метеорологических параметров
радиозонд фор­мирует два измерительных
канала — температурный и влажностный,
а также опорный канал (для
температурно-ветрового зондирования
ка­нала: температурный и опорный).
Первичные измерительные преоб­разователи
температуры и влажности осуществляют
преобразование метеорологических
параметров и электрические сопротивления
R_t,
R_v.
Датчиком
опорного канала является высокостабильное
опорное со­противление Я_0[1,
устанавливаемое на печатной плате
радиоблока.

Электронный
коммутатор последовательно во времени
подключа­ет к измерительному
преобразователю, осуществляющему
вторичное преобразование измерительных
сигналов (частотно-импульсную мо­дуляцию),
датчик температуры, или влажности,
последовательно со­единенные с
опорным сопротивлением, или одно опорное
соедине­ние. С выхода измерительного
преобразователя снимаются лрямоу-
гольные импульсы, частота (период)
следования которых зависит от общего
сопротивления, подключаемых в каждый
момент времени ре­зисторов.

Введение
опорного канала связано с тем, что
измерение метеоро­логических
параметров окружающей среды при подъеме
радиозонда в атмосфере, а также изменение
напряжений батареи питания приво­дят
к изменению характеристик измерительного
преобразователя, т.е. появляется
динамическая инструментальная
погрешность преобразо­вания. Для
исключения этой погрешности в пункте
приема, при расчете значений
метеорологических параметров,
производится анализ пе­риода следования
измерительных импульсов Г_м,
a
Y
—
параметра, оп­ределяемого выражением

Y
_
^Топ
Тм

где
7″_оп
— период импульсов на выходе измерительного
преобразовате­ля при подключении к
нему только опорного сопротивления,^
— пери­од импульсов при подключении
к измерительному преобразователю
последовательно с опорным сопротивлением
одного из первичных пре­образователей
— R_t
или
R_v.

С
измерительного преобразователя
импульсный частотно-моду­лированный
сигнал поступает на формирователь.
Формирователь уве­личивает длительность
формируемых в измерительном
преобразова­теле импульсов, что
повышает помехоустойчивость
телеметрическо­го сигнала, и вводит
признак измерительного канала, уменьшая
дли­тельность импульсов опорного
канала примерно в два раза по сравне­нию
с импульсами в измерительных каналах.
Поскольку чередование измерительных
и опорного каналов при передаче
осуществляется в строго определенной
последовательности, на приемной стороне
дос­таточно опознать один канал,
чтобы восстановить последовательность
передачи информации о различных
метеорологических параметрах.

Импульсы
с формирователя поступают на генератор
суперирую- щих импульсов. Особенность
работы СВЧ-автогенераторов состоит
в том,
что если на его входе нет управляющего
напряжения, он не возбуж­дается и
генерация радиочастоты отсутствует.
Управляющее направле­ние для СВЧ-АГ
формирует ГСИ в виде последовательности
прямоу­гольных импульсов, называемых
суперирую щи ми импульсами. Номи­нальная
частота суперирующих импульсов |T
Jr
может
быть 600 или 800 кГц, в ГСИ измерительного
импульса с формирователя, частота
им­пульсов ГСИ увеличивается на
частоту девиации
Af=
11-17
кГц в тече­ние интервала времени,
равного длительности измерительного
импуль­са. Таким образом осуществляется
частотная модуляция частоты супе-
ризации измерительными импульсами.
Теперь информацию о величи­не
измеряемых метеорологических параметров
несут периоды изме­нения частоты
суперизации —
Т_т,
Т_м,
(T_t,
T_v),
а
признаком измерительно­го канала
являются интервалы времени т_м,
(t_f,
tj,
в
течение которых изменяется частота
суперизации.

При
поступлении каждого импульса суперизации
СВЧ-автогенера­тор генерирует
«вспышку» радиоизлучения с частотой
1782 МГц, кото­рая через антенную систему
передается в эфир. Иными словами СВЧ-
автогенератор производит заполнение
суперирующих импульсов не­сущей
частоты 1782МГц, сохраняя все частотные
и временные характе­ристики суперирующей
частоты.

Такой
импульсный режим работы радиопередатчика
с одной сто­роны, выгоден с точки
зрения экономии энергетического ресурса
бата­реи, а с другой стороны, позволяет
формировать ответную реакцию радиозонда
на запросный сигнал радиолокационной
системы комп­лекса.

В
качестве источника питания используется
батарея 28МХМ-0,1. Поскольку в процессе
ее работы в определяющих пределах
изменяют­ся формирующие напряжения,
питание узлов радиозонда, кроме
элек­тронного коммутатора, осуществляется
через стабилизаторы напря­жений.

Электронный
коммутатор питается непосредственно
от батареи, так как длительность периода
коммутации — величина ненормируемая.

Радиозонд
серии РЗМ

С
целью совершенствования конструкции
радиозондов и улучше­ния их
метрологических и эксплуатационных
характеристик, на ОАО УПП «Вектор»
была разработана конструкция,
модернизированного по узлу аэрологического
преобразователя влажности (АПВ),
малогабаритно­го радиозонда РЗМ-2.

Радиозонд
серии РЗМ предназначен для работы в
составе систем комплексного зондирования
атмосферы. Он обеспечивает:

Полную
совместимость со станциями АВК-1, АВК-1М,
АРВК «Век- тор-М», АРС «Бриз»,
«МАРЛ-А»

Диапазон
измеряемых температур, *С от -80 до +50

с
предельно допускаемым значением
погрешности, ‘С..не более 1,8

Диапазон
относительной влажности, % от 10 до 98

с
предельно допускаемым значением
погрешности, %..не более 10

Время
непрерывной работы, ч 2

Средний
ресурс работы радиоблока, ч не менее
30

В
радиозонде используются датчики
температуры ММТ-1 и влаж­ности HS-03M

Электрические
параметры

Несущая
частота радиозонда, МГц 1780±10

Частота
следования радиоимпульсов, кГц 800+25

Девиация
частоты следования радиоимпульсов,
кГц 11-17

Плотность
потока энергии излучения, Вт/м². не
менее 1,5- Ю^-3

Чувствительность
к запросным импульсам, дБ не более -60

Порядок
следования циклов измерения Т-О-Т-В

Период
следования импульсов, мкс:

в
опорном канале 1449-1785

в
температурном канале 1562-58 821

в
канале влажности 2000-3500

Длительность
выходных импульсов формирователя, мкс:

опорного
канала 200-350

каналов
метеоинформации 435-765

Длительность
канальных интервалов, с.,… 5,1-5,4

Предусмотрен
вариант изготовления метеозонда серии
РЗМ на ди­апазон рабочих частот
1680±10 МГц.

Рабочие
условия применения радиозонда

Температура
окружающего воздуха, °С от -80 до +50

Диапазон
изменения относительной влажности,
% от 5 до 98

Атмосферное
давление, гПа от 2 до 1100

Воздействие
солнечной радиации Наличие атмосферных
осадков

Обдув
воздухом со скоростью (в полете), м/с 5±2

Габаритные
размеры, мм не более 200x175x300

Масса,
кг. ; не
более 0,35

Источник
питания радиозонда…батарея типа МХМ-28
или МХС-36 Срок хранения радиозонда,
лет. не менее 2

11.3.
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ
КОМПЛЕКС МРК-1Б27 «ШКВАЛ»

Назначение
— зондирование атмосферы в полевых
условиях радио­зондами серии МРЗ, с
представлением готовых документов,
отражаю­щих результаты зондирования.
Аэрологическая информация представ­ляется
в виде телеграммы «Шторм», «Слой»,
в коде КН-04; таблиц «При­земный
слой»; метеобюллетеней «Метео-11,
«Метео-44». В ходе зонди­рования
осуществляется выдача промежуточных
результатов через 200 м до высоты 6000 м,
через 400 м от уровня 6000 м до уровня 1400 и
далее через 600 м . При достижении
радиозондом высоты 14 км, мо-

Рис.
11.5

жет
производиться экстраполяция
метеорологических параметров
ме­теобюллетеня «Метео-11» до
высоты 30 км.

В
зависимости от модификации радиозонда
может производить­ся либо те
мпературно-влажностно-ветровое, либо
температурно-вет­ровое, либо ветровое
зондирование.атмосферы.

Комплекс
обеспечивает подготовку радиозондов,
оболочек, бата­рей, их проверку и
приведение в рабочее состояние.
Предварительная подготовка радиозондов
производится при помощи стойки Ш05,
ап­паратура которой позволяет
осуществить контроль всех параметров
радиозонда.

Комплекс
МРК-1Б27 размещен на трех машинах:

• аппаратная
  машина (1Б27-1) на шасси Урал-375 (рис. 11.4),

• агрегатная
  машина (1Б27-2) на шасси ГАЗ-664 (рис. 11.5),

• вспомогательная
  машина (1Б27-3) на шасси ГАЗ-66(рис. 11.6).

Аппаратная
часть комплекса размещена в аппаратной
машине — ку­зове-фургоне КЦ-375, который
разделен на два отсека: отапливаемый
и неотапливаемый. В отапливаемом отсеке
размещены: аппаратура систем комплекса,
ЭВМ А-15А, алфавитно-цифровое печатающее
уст­ройство АЦПУ 64-6, видеоконтрольное
устройство ИВК40-04,УКВ-ра- диостанция
Р-111, отопительно-вентиляционная
установка, фильтро- вентиляционная
установка, приборы индивидуального
освещения и вен­тиляции, аккумуляторные
батареи, телефонные аппараты, комплект
ЛК- 4КУ для частичной спецобработки
машины, контрольно-измеритель­ная
аппаратура, элементы комплекта ЗИП,
эксплуатационная и техни­ческая
документация.

В
неотапливаемом отсеке, который находится
в передней части ку­зова, в транспортном
положении размещается антенная система
ком­плекса, установленная на платформе,
а также механизм для подъема и опускания
антенной системы. В платформу вмонтированы
отдельные блоки передающей и приемной
систем, АФС, СУА. Сверху неотаплива­емый
отсек закрывается сдвигающейся крышкой.

Аппаратная
машина оснащена домкратами системы
горизонтиро- вания, позволяющими
устанавливать машину в плоскости
горизонта.

В
кузове агрегатной машины стационарно
установлены два бензо- агрегата
АБ-8-Т-230/Ч-400-М1. Поскольку номинальное
напряжение аг­регатов 230В, а для
питания аппаратуры необходимо 220В, в
комплек­те машины имеются два
понижающих трансформатора. Кроме этого,
в состав вспомогательной машины входят:
комплекты силовых и теле­фонных
кабелей, комплект ПАБ-2М (перископическая
артиллерийская буссоль) для ориентирования
аппаратной машины, термостат для
об­работки оболочек, комплект ЗИП.

Вспомогательная
машина предназначена для перевозки и
хране­ния 15 водородных баллонов,
запаса радиозондов, оболочек и бата­рей
— по 50 штук, В состав оборудования машины,
кроме этого, входят: ящик с оборудованием
для наполнения оболочек, ящик с
оборудовани­ем для выдержки и
подготовки радиозондов, палатка для
наполнения оболочек, носилки для
водородных баллонов, десантный
метеороло­гический комплект (ДМК)
для проведения наземных метеорологичес­ких
наблюдений, запас керосина и бак для
обработки оболочек в керо­сине,
светильник взрывонепроницаемый СВП-9.

В
целях обеспечения пожарной безопасности
при перевозке, глу­шитель и выхлопная
труба выведены в переднюю часть
автомобиля и оборудованы искрогасители.
В задней части на раме закреплена
ме­таллическая цепь, предотвращающая
накопление электростатических зарядов.
В переднем и заднем пологах тента кузова
имеются жалюзи, обеспечивающие
проветривание пространства под тентом.

Возимый
запас водорода обеспечивает проведение
30-38 зондиро­ваний атмосферы.

Технические
данные комплекса МРК-1Б27

Увеличение
дальности автоматического сопровождения
радиозон­да, при одновременном
снижении в 20 раз мощности излучения
основ­ного передатчика, достигнуто
за счет применения в качестве
приемо­передающего блока комплекса
специального комплексного прибора ~
потенциалотрона, что позволило
значительно повысить чувствительность
приемной системы. Применение частотной
модуляции суперирующих импульсов при
передаче метеорологической информации
по радиоте­леметрическому каналу
привело к повышению его помехоустойчивос­ти,
а следовательно, увеличились дальность
и высота зондирования атмосферы.

С
введением в состав передающей системы
МРК-1Б27 маломощ­ного передатчика с
малой длительностью запросного импульса,
более чем в 1,5 раза уменьшилось минимальное
расстояние автосопровож­дения по
дальности («мертвая зона»). Поскольку
этот передатчик имеет незначительную
мощность, до минимума сведено воздействие
СВЧ- излучения на организм человека в
момент выпуска радиозонда.

Рис.
11.7.

В
комплексе МРК-1Б27 значительно улучшены
эксплуатационные и эргонометрические
показатели: потребляемая мощность в
цепях пи­тания, весовые и габаритные
показатели, количество транспортных
еди­ниц. Существенно улучшены условия
работы расчета, а также повышена
безопасность обслуживающего персонала
при подготовке и проведе­нии
зондирования атмосферы.

Таким
образом, сравнение тактико-технических,
наряду с примене­нием в комплексе
МРК-1Б27 автоматизированной обработки
данных и максимальной автоматизацией
процессов управления и контроля сис­тем,
позволяет сделать вывод, что комплекс
МРК-1Б27 — значительный шаг вперед в
развитии средств зондирования атмосферы,
эксплуати­руемых в войсках.

При
выборе места зондирования, необходимо
иметь в виду, что суще­ствует ряд
условий, определяющих размещение
рабочих мест. Площадка для установки
аппаратной машины должна быть достаточно
ровной (с ук­лоном не более 5^е)
с твердым грунтом. Вблизи выбранной
площадки не должно быть естественных
возвышений, зданий, металлических форм
и других объектов, создающих помехи
для сопровождения радиозонда и искажающих
диаграмму направленности. На расстоянии
не менее 80 м от аппаратной машины,
определяется несколько мест (4 — 5) для
пункта вы­держки и подготовки
радиозонда к выпуску, расположенных в
разных направлениях и хорошо
просматриваемых от нее.

Место
для размещения вспомогательной машины
должно обеспе­чивать неискаженные
измерения метеорологических параметров
у по­верхности земли, а также
соответствовать мерам безопасности.

Вариант
схемы размещения комплекса на выбранной
площадке при­веден на рис. 11.7 , в
соответствии с которой, комплекс
размещается на четырех рабочих местах
(на схеме обведены пунктирными линиями
и обозначены цифрами).

На
первом рабочем месте устанавливаются
аппаратная и агрегат­ная машины.
Расстояние между ними определяется
длиной силовых кабелей и не должно
превышать 15 м. Недалеко от агрегатной
машины оборудуется пункт обработки
оболочек (ПО).

Основные
технические характеристики -станций
зондирования атмосферы

Диапазон
несущих частот передатчиков (длина
волны), МГц (см)

МРК-1Б27
1770-1790(17)

Т_к
= t°C+273,15°С, t°C = Т_К-273,15°С. 9

Ф=Ф_о.е^_0!/, 111

ПРИБОРЫ
И УСТАНОВКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ В СВОБОДНОЙ АТМОСФЕРЕ 134

РСУ=0+ДД 159

10.
АППАРАТУРА ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИСКУССТВЕННЫХ
СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ 170

11.
АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ, ПРИБОРЫ И
УСТАНОВКИ 167

12.
РАДИОПРИЕМНИКИ И РАДИОПРИЕМНЫЕ
УСТРОЙСТВА 12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О
РАДИОПРИЕМНИКАХ 208

Основные
узлы радиоприемных устройств 200

Р2. 209

13.
ФАКСИМИЛЬНАЯ АППАРАТУРА 216

14.
ТЕЛЕГРАФНАЯ АППАРАТУРА 234

и
зондировании до 30 км/ч до 1,5 — 2,0

Время
готовности следующих бюллетеней без
смены позиции, ч

.до
1,5

Способ
обработки данных . зондирования

ЭВМ

■до

.до
50 ..доЮ

Скорость
передвижения, км/ч: по дорогам с твердым
покрытием

75

по
грунтовым дорогам по бездорожью

Средняя
скорость передвижения в составе
автомобильной колон-

ны,
км/ч

Запас
хода, км

Размещение
оборудования и приборов метеорологического
комплекса РПМК-1Б44

Аппаратная
машина (изделие 1Б44-1), в состав которой
входят:

1. Кузов-фургон
   типа КЦ на шасси автомобиля »
   Урал-43203″.

2. Основная
   аппаратура — аппаратура радиолокатора.

3. Вспомогательная
   аппаратура и дополнительное оборудование:

поглощающая
камера;

радиостанция
Р-171 М;

отопительно-вентиляционная
установка ОВ-65;

фильтро-вентиляционная
установка ФВУА;

приборы
индивидуального .освещения и вентиляции
двух рабочих;

мест
операторов;

телефонные
аппараты ТА-57;

комплект
ДК-4 Д;

аккумуляторные
батареи (2 шт.);

огнетушители.

1. Контрольно-измерительная
   аппаратура:

• осциллограф;

• частотомер;

• вольтметр
  цифровой;

• прибор
  комбинированный;

• волномер;

• измеритель
  мощности дозы радиоактивного заражения.

1. Метеорологический
   комплект.

В
изделии 1Б44-1 перевозится часть одиночного
комплекта ЗИП и комплект эксплутационной
документации изделия 1Б44.

Кузов
фургона имеет отапливаемый и неотапливаемый
отсеки. В отапливаемом отсеке размещается
следующее оборудование:

• по
  правому борту — основная радиоаппаратура;

• .30
  — 40 625

  по
  левому борту — радиостанция Р-171 М,
  частотомер;

• АЦПУ-64-Б,
  прибор комбинированный, пенал N 3
  ЗИП-0,осцилло-

граф;

• у
  перегородки — портфель с ЭД, изделие
  А15-1, телефонный аппа­рат ТА-57, вольтметр
  цифровой, ящик N ЗИП-0, камера поглощающая.

В
неотапливаемом отсеке находятся:
антенная колонка, подъемный механизм,
механизм управления подъемом и спуском
антенной ко­лонки и горизонтирования
.

Вспомогательная
машина (изделие 1Б44-2 ), в состав которой
входят:

• кузов-фургон
  типа К на шасси автомобиля «Урал
  43203»;

• агрегат
  питания АД-8-Т/230-Ч/400-А1Р;

• одиночный
  комплект ЗИП в ящиках 2-5;

• групповой
  комплект ЗИП 1:1 в ящиках 1-15;

• оборудование
  пункта выдержки и выпуска радиозондов;

• термостат;

• комплект
  ПАБ-2 М;

• комплект
  ДК-4Д;

• запас
  радиозондов, батарей питания к ним и
  радиозондовых оболочек.

В
изделии 1Б44-2 также размещаются и
перевозятся приборы для наземных
метеорологических наблюдений, другое
дополнитель­ное оборудование,
предназначенное для проведения
зондирования атмосферы.

Кузов-фургон
разделен перегородкой на два отсека:
агрегатный не отапливаемый и бытовой
отапливаемый. Кузов-фургон оборудован
устройствами вентиляции, отопления,
освещения и защиты.

Отопительно-вентиляционная
установка ОВ-65 ФВУА, комплект К-4 Д
установлены снаружи кузова-фургона.

В
.агрегатном отсеке размещаются агрегат
питания АД-8, термо­стат, бак для
обработанных оболочек, бак для обработки
оболочек, ящик ЗИП АД-8, аккумуляторный
фонарь, датчик влажности и датчик
направ­ления и скорости ветра (из
состава метеорологического комплекта)

Бытовой
отсек предназначен для размещения
оборудования, при­способлений и ЗИП
в следующем составе:

• ящик
  радиозондиста (с оборудованием пункта
  выдержки и выпус­ка радиозондов);

• комплект
  ПАБ-2М;

• анемометр;

• катушка
  ТК-2 с полевым телефонным кабелем (2
  шт);

• штанга
  из приспособления для выпуска
  радиозондов;

• запас
  радиозондов и батарей питания к ним ;

• аккумуляторный
  фонарь (2 шт.);

• комплект
  ЗИП групповой изделия 1Б44 и часть
  комплекта одиноч­ного ЗИП;