Устройство и работа составных частей станции

Государственный комитет Российской федерации по высшему образованию

Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова

Артиллерийская баллистическая станция АБС-1М.

Санкт-Петербург 2002

Указание мер безопасности

При включенном состоянии станции недопустимо нахождении людей впереди станции на расстоянии менее Зм вследствие вредного воздействия СВЧ излучения станции. Особенно чувствительны органы зрения, поэтому недопустимо смотреть даже кратковременно в раскрыв антенны в указанной зоне.

Назначение

Артиллерийская баллистическая станция АБС-1М предназначена для определения начальной скорости снарядов калибров от 100 мм и выше, мин от 120 мм и выше в диапазоне от 80 м/с до 2200 м/с систем, имеющих "Таблицы для определения отклонения начальной скорости снарядов от табличного значения по результатам измерений станции АБС-1М".

Тактико-технические данные

Рабочая частота, ГГц 11.1 ±0.005

Излучаемая мощность, мВт 8

Чувствительность приемника, Вт 10^-13

Ширина диаграммы направленности (8±2)
Срединная ошибка определения начальной

скорости 0.1%

Рис.1.Внешний вид панели управления станции АБС-1М

1 - переключатель ВКЛ., 2 - микрометрический винт НАСТРОЙКА ФИЛЬТРА, 3 - переключатель МАСШТАБ, 4 - уровень для горизонтирования станции, 5 - кнопка КОНТРОЛЬ, 6 - переключатель КАНАЛЫ, 7 -визирное устройство, 8 - световод, 9 - индикаторное табло, 10 - фикса­тор, 11 - крышка, 12 - пружина, 13 - переключатель Т₁Т₂, 14 - индика­торная лампа ГОТОВ, 15 - переключатель сброса АВТ.-РУЧ., 16 - кноп­ка СБРОС, 17 - болт, 18 - переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ, 19 - скоба, 20 - предохранители, 21 - колодка подключения кабеля питания, 22 -контрольный разъем, 23 - винт.

Принцип работы станции

Принцип работы артиллерийской баллистической станции основан на использовании эффекта Доплера при отражении электромагнитных колебаний от движущегося снаряда.

Эффект Доплера заключается в изменении частоты колебаний или длинны волны колебаний, воспринимаемых приемником, вследствие движения источника волн и приемника относительно друг друга. Причиной эффекта является изменение числа волн, укладывающихся на пути распространения от источника колебаний до приемника. При сохранении длинны волны, излучаемой источником, это приводит к изменению числа волн, достигающих приемника каждую секунду, то есть к изменению частоты принимаемых колебаний. Для монохроматических электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве изменение длинны волны равно приращению расстояния за время .

здесь λ₀ - длина испускаемой волны, V₀ - скорость перемещения источника волн относительно приемника, α -угол между наблюдаемым лучом и вектором взаимного перемещения (см. рис. 2).

При сближении источника и наблюдателя частота f колебаний увеличивается , а при удалении уменьшается . Очевидно также, что на величину доплеровского сдвига частоты FД влияет только радиальная составляющая относительной скорости.

В случае активной радиолокации источник волн (передатчик) и приемник неподвижны относительно друг друга, а движется объект локации, отражающий падающую на него электромагнитную волну. В этом случае сдвиг частоты удваивается, и формула эффекта Доплера принимает следующий вид:

где FД - доплеровский сдвиг частоты, с - скорость света.

Значение доплеровской FД частоты однозначно определяется скоростью движения снаряда, длинной волны λ. и положением станции по отношению к плоскости траектории снаряда. Измерение скорости производится косвенным способом, а именно, посредством измерения времени t пролета снарядом измерительной базы длины L = 200см с последующим определением начальной скорости по специальным таблицам.

Время пролета снарядом измерительной базы фиксированной длинны L=200см при длине волны передающего устройства λ = 2.7смсоответствует в станции времени 148 периодов доплеровской частоты:

Работа станции АБС-1М

В станции предусмотрены следующие режимы работы:

1. Боевая работа (БР),

2. Режим настройки фильтра,

3. Функциональный контроль (ФК),

4. Автономный функциональный контроль (АФК),

5. Режим контроля установки задержек Т₁ и Т₂.

Боевая работа. Упрощенная структурная схема станции АБС-1М представлена на рис 3. Генератор СВЧ приемо-передающего устройства работает в режиме непрерывной генерации немодулированного сигнала с частотой f₀. Через параболическую антенну сигнал излучается в направлении выбранной на траектории измерительной базы. Отраженный от движущегося снаряда сигнал с доплеровским смещением частоты f = f₀ – F_Д принимается антенной и через развязывающее волноводное устройство поступает в приемное устройство.

В приемном устройстве происходит двойное преобразование частоты сигнала, подавление сигнала несущей частоты, выделение, усиление и формирование сигнала доплеровской частоты. Для дальнейшей обработки сигнал F_Д поступает в счетно-индикаторное устройство.

Для обеспечения работы станции необходимо фиксировать момент выстрела орудия. Синхронизация счетно-измерительного устройства с момента выстрела осуществляется по инфракрасному излучению пламени посредством блока этого запуска.

Счетно-индикаторное устройство формирует относительно импульсов фотозапуска интервалы задержек Т₁ и Т₂ до начала первой и второй измерительных баз соответственно (определенные положением соответствующих тумблеров на панели управления станции), вырабатывает измерительные стробы, равные 148 целым периодам доплеровской частоты, по первой и второй измерительным базам, производит измерение длительности измерительных стробов, распределение результатов измерения по каналам памяти и индикацию измерений.

В первом канале памяти фиксируется время пролета снаряда первой измерительной базы, а во втором - второй измерительной базы. Результаты измерений могут быть в дальнейшем поочередно высвечены на цифровом табло с помощью переключателя КАНАЛЫ.

Режим настройки фильтра. Для точного определения скорости снаряда необходима перед выстрелом предварительная настройка приемного устройства на ожидаемую доплеровскую частоту (ожидаемую скорость снаряда). В этом режиме на индикаторе устанавливают заранее вычисленное контрольное число, указанное в специальных таблицах.

В станции АБС-1М предусмотрены возможности автономного контроля функционирования аппаратуры. Это позволяет существенно облегчить поиск и устранение неисправностей станции. Для контроля предназначены режимы:

Функциональный контроль. Этот режим позволяет проверить работу практически всего приемного тракта станции и работу счетно-индикаторного устройства. Работа основных устройств станции в этом режиме происходит аналогично режиму боевой работы с той лишь разницей, что имитируется вспышка выстрела нажатием кнопки КОНТРОЛЬ и на вход приемного устройства поступает имитированная частота F_Д.

Автономный функциональный контроль. В этом режиме производится проверка только счетно-индикаторного устройства. Работа СИУ в этом режиме идентична боевой работе, только запуск производится от кнопки КОНТРОЛЬ, а в качестве частоты Р_д используется частота 100 кГц. На цифровом табло в этом случае должно высвечиваться число 1,480.

Режим контроля установки задержек T₁ и Т₂. Режим предназначен для контроля только устройства установки и формирования интервалов задержек Т₁ и Т₂. В этом режиме СИУ измеряет длительность импульсов, равных по длительности Т₁ и Т₂, то есть время до начала первой и второй измерительных баз соответственно.

Устройство и работа составных частей станции