Plessey AR-3D

Plessey AR-3D
Kraj pochodzenia Wielka Brytania
Producent Plessey
Wprowadzono 1975
Nie. zbudowany 23
Typ Radar 3D , wczesne ostrzeganie
Częstotliwość Pasmo S , 2915 do 3055 MHz
PRF 250 s
Szerokość wiązki
1° w poziomie 3° w pionie
Szerokość impulsu 36 μS
obr./min 6 obr./min
Zakres 260 mil morskich (480 km; 300 mil)
Średnica 12 na 12 metrów (39 na 39 stóp)
Azymut 360°
Precyzja Zasięg 40 m, azymut 0,16°
Moc 1,1 MW
Inne nazwy AMES Typ 94

AR -3D był wojskowym radarem kontroli ruchu lotniczego i wczesnego ostrzegania opracowanym przez Plesseya i wyprodukowanym po raz pierwszy w 1975 roku. Wykorzystywał wiązkę ołówkową i prosty system skanowania częstotliwości znany jako „ zezowanie ”, aby stworzyć tani system radarowy 3D , który był również stosunkowo mobilny. W sumie wyprodukowano około 23 sztuk, które do wczesnych lat 80-tych trafiły do ​​sprzedaży na całym świecie.

System skanowania częstotliwości miał tę wadę, że docelowy samolot był zawsze „malowany” sygnałem o tej samej częstotliwości, co ułatwiało zadanie zakłócania radaru. Ograniczyło to perspektywy sprzedaży do użytkowników wojskowych i wkrótce po dostarczeniu AR-3D firma rozpoczęła negocjacje z amerykańską firmą ITT-Gillifan w sprawie włączenia ich skanowania wieloczęstotliwościowego do odbiorników i systemów wyświetlania AR-3D w celu wyprodukowania Plessey AR- 320 .

Historia

Mrużyć np. oczy

Podczas instalacji pierwszych radarów mikrofalowych dużej mocy wykorzystujących anteny szczelinowe operatorzy AMES Type 14 zauważyli, że pozorny kąt „punktów” na wyświetlaczu radaru nie zawsze odpowiadał fizycznemu kątowi anteny. Przypisano to wpływowi falowodów , które miały nieco inną charakterystykę transmisji w zależności od częstotliwości. Gdy magnetron wnękowy nagrzewał się i ochładzał podczas użytkowania, jego częstotliwość nieznacznie się zmieniała, a w falowodzie wprowadzano opóźnienie. Spowodowało to, że sygnał nie odpowiadał już dokładnie położeniu promienników w antenie, co spowodowało przesunięcie wiązki. Efekt ten stał się znany jako „ mrużenie oczu ” i było ogólnie uważane za irytujące, szczególnie w AMES Type 80 , gdzie serwisowanie magnetronu wymagało długiego procesu ponownej kalibracji, aby ustawić wiązkę z powrotem w jednej linii z anteną.

W latach sześćdziesiątych XX wieku włożono znaczny wysiłek w opracowanie „kanałów bez zeza”, które pozwoliły uniknąć tego problemu, ale problem ten stwarzał również szansę. Zez jest spowodowany przez system falowodu spowalniający sygnał o różną wartość w zależności od częstotliwości. Jeżeli sygnał wychodzi przez szczelinową antenę falowodową , to niewielkie przesunięcie w taktowaniu powoduje przesunięcie fazowe sygnału wyjściowego. To przesunięcie spowoduje zmianę kierunku powstałego czoła fali. To jest podstawa radaru z układem fazowanym , który zwykle osiąga to za pomocą elektroniki opóźniającej sygnał. Ponieważ zez powoduje podobne opóźnienie, można go również wykorzystać do sterowania wiązką. Prowadzi to do możliwości radaru, który może skanować swoją wiązkę w wybranym kierunku, zazwyczaj pionowo, bez ruchomych części.

TRYSKAĆ

Inną techniką szeroko badaną pod koniec lat pięćdziesiątych i na początku sześćdziesiątych XX wieku była technika kompresji impulsów . Kompresja impulsów znacznie zwiększa rozdzielczość zasięgu radaru, która wcześniej była definiowana prawie wyłącznie na podstawie szerokości impulsu. Aby uzyskać wymaganą rozdzielczość w starszych konstrukcjach, impulsy były bardzo krótkie, zwykle kilka mikrosekund, co wymagało ogromnej mocy wyjściowej w celu wytworzenia wykrywalnego odbitego sygnału. Stosując kompresję impulsów, impulsy mogłyby być znacznie dłuższe, co najmniej dziesięciokrotnie, co oznacza, że ​​ten sam sygnał zwrotny byłby wytwarzany przy 1/10 szczytową moc wyjściową.

Kompresja impulsów polega na zmianie częstotliwości sygnału w czasie trwania impulsu, a następnie opóźnieniu zwróconego sygnału w oparciu o jego częstotliwość. Kompresuje to powrót do krótkiego impulsu, który można następnie wykorzystać do dokładnego określenia zakresu. Stanowiło to potencjalny problem w radarze wykorzystującym skanowanie zeza, który prawdopodobnie wysyłałby sygnały w różnych kierunkach, gdyby zastosowano kompresję impulsów. Okazało się, że dopóki sterowanie belką będzie miało odpowiednią prędkość, możliwe będzie jedno i drugie; dany cel widziałby jedynie niewielką zmianę częstotliwości, gdy skanowana wiązka przechodziła przez niego, ale sygnał zatrzymywałby się na dowolnym celu na tyle długo, że podczas wynikowego odbicia nastąpiłoby zauważalne przesunięcie częstotliwości, które można by wykorzystać do kompresji impulsów.

W 1964 roku Plessey zdobył kontrakt na rozważenie problemu i rozpoczął prace nad systemem eksperymentalnym. Całość została ukończona w 1967 roku jako SQUIRT . Wczesne testy wykazały, że system działał w teorii, ale zwracany sygnał był słaby, a system nie miał pożądanego zasięgu wykrywania. System został zmodyfikowany, a testy wznowiono w 1968 roku, w wyniku czego zasięg wykrywania poprawił się, ale dokładność określania wysokości była niższa niż pożądana. Ostatecznie stwierdzono, że różnica w wydajności systemu w paśmie 10 MHz jest zbyt duża, aby była praktyczna.

AR-3D

Plessey uważał, że podstawowa koncepcja nadal zapewnia znaczne korzyści, przynajmniej w mniej wymagających rolach, i że można ją znacznie ulepszyć, zwiększając przepustowość w stosunku do tego, co było możliwe w oryginalnych systemach z lat 60. XX wieku. W 1973 roku otrzymali Ministerstwa Obrony Narodowej (MON) na zbudowanie przykładowego zestawu o potencjalnej szerokości pasma 150 MHz, który zaczął działać w następnym roku. W 1975 roku firma wprowadziła go na rynek jako AR-3D, przeznaczony dla wojskowej kontroli ruchu lotniczego (ATC) i „ograniczone cele obrony powietrznej”. Idealnym rynkiem byłaby codzienna kontrola ruchu wokół lotniska wojskowego, gdzie nadal przydatna byłaby wtórna funkcja wczesnego ostrzegania. Został on zaprezentowany publicznie na Paris Air Show w 1975 roku. Przewidywano wówczas sprzedaż do 50 systemów na całym świecie.

Cały system składał się z anteny i jej mocowania, sześciu krótkich naczep ze sprzętem i jednej pełnej naczepy z pomieszczeniem operacyjnym. Był to pojazd powietrzny za pośrednictwem helikoptera Chinook . Następnie nastąpiła sprzedaż: Egipt przejął trzy jednostki, Republika Południowej Afryki dziesięć, a Katar i Ekwador po dwie. RAF użył jednego w Niemczech dla ATC wokół RAF Gatow i wysłał dwa na Falklandy w styczniu 1983 r., a następnie w lutym 1984 r. Według Burra, krajom nadano kryptonimy, przy czym Penguin odnosił się do Ministerstwa Obrony Wielkiej Brytanii, a Rodent, Condor, Lion i Falcon do sprzedaży poza Wielką Brytanią. Ta lista pokazuje łącznie 23 wyprodukowane egzemplarze. Te używane przez RAF otrzymały nazwę AMES Type 94 .

Doniesienia prasowe z 1986 r. podają, że kolejnych sześć sprzedano Iranowi, ale nie jest jasne, czy znajduje się to na powyższej liście, czy też reprezentuje nowe systemy. Biorąc pod uwagę późną datę sprzedaży, mogą to być systemy „recyklingowe” z użytku RAF lub innej sprzedaży.

AR-320

Główny artykuł: Plessey AR-320

Chociaż AR-3D odniósł sukces rynkowy, miał tę znaczącą wadę w roli wojskowej, że określony cel był zawsze „malowany” sygnałem o tej samej częstotliwości, co znacznie uprościło zakłócanie sygnału. Większość innych radarów 3D tamtej epoki nie wykorzystywała skanowania zeza i dlatego nie występował ten problem. Poszukując sposobu na zastosowanie swojej pracy nad AR-3D w nowym o zmiennej częstotliwości , Plessey zawarł umowę z ITT-Gilfillan z Los Angeles . Gilfillan również stosował skanowanie zeza, ale robił to z różnymi częstotliwościami przy każdym impulsie, unikając w ten sposób problemów z AR-3D. Gilfillan dostarczył nową antenę i nadajniki, natomiast Plessey dostarczył odpowiednio zmodyfikowane wersje istniejących systemów odbiorników i wyświetlaczy. W rezultacie powstał Plessey AR-320 , który zastąpił na rynku AR-3D.

Opis

System został zapakowany jako kompletna jednostka znana jako stanowisko dowodzenia i kontroli typu 40/80-5 . Składał się on z jednostki antenowej na czworonożnym uchwycie, kabiny nadajnika, dwóch generatorów diesla, kabiny komunikacyjnej, kabiny warsztatowej oraz kabiny przetwarzającej i sterującej. Większość z nich miała postać krótkich naczep, chociaż kabina przetwórczo-sterownicza była pełnej długości. Chociaż system został zaprojektowany głównie do ciągnięcia przez siły napędowe , system można było także przenosić w powietrzu za pomocą helikoptera Chinook .

Antena obracała się wokół swojej osi pionowej, aby skanować w azymucie. Odbłyśnik miał postać pionowej, cylindrycznej paraboloidy z obciętymi dolnymi rogami. Antena szczelinowa zasilana od końca była utrzymywana przed reflektorem za pomocą trzech zestawów nóg tworzących trójkątne podpory, jedną na górze i dwie na dole, przy czym najniższa również dostarczała sygnał. Antena została zamontowana na jednym końcu platformy nośnej, pozornie niezrównoważona, podczas gdy kabina nadajnika została umieszczona na drugim końcu, gdzie była połączona z falowodem biegnącym wzdłuż górnej części platformy.

Nadajnik wykorzystywał dwa stopnie, pierwszy to rura z falą bieżącą , a drugi to klistron siatkowy . Całkowita moc szczytowa wyniosła 1,1 MW, a średnia moc 10 kW. Nadajnik miał szerokość pasma 140 MHz podczas impulsów trwających 36 mikrosekund.

Podczas odbioru sygnał był konwertowany na częstotliwość pośrednią , a następnie dzielony na osiem ścieżek sygnałowych, z których każda akceptowała zakres częstotliwości w celu zgrubnego określenia kąta pionowego. Następnie dodano kompresję impulsów za pomocą akustycznego filtra fal powierzchniowych , kompresując ją do 100 nanosekund. „Wiązki” znajdujące się na najniższym wzniesieniu miały również funkcję tłumienia zakłóceń wskazujących ruchomy cel , aby wyeliminować odbicia od ziemi.

Sygnał wyjściowy odbiorników był następnie wysyłany do ekstraktora wykresów, który identyfikował poruszające się obiekty w odpowiedziach i próbował automatycznie przypisać informacje o śledzeniu – kierunek i prędkość. Wynik został następnie przesłany do wielu wyświetlaczy w kabinie przetwarzania i kontroli. Dane można również przesyłać łączem danych za pośrednictwem kabiny komunikacyjnej.

Cytaty

Bibliografia

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Plessey_AR-3D&oldid=1084245365 ”