Ghjcnj ybrnj, Виталий Каберник и Игорь Галабурда
В предыдущих частях статьи мы рассмотрели почти все основные системы «вместе именуемые – радар». Не поместился только рассказ про то, как вращаются антенны и как информация о их положении вводится в аппаратуру.
В радиолокации используются антенны с узкой диаграммой направленности. Это один из её краеугольных камней. Что такое диаграмма направленности было показано во второй части цикла «Радиолокация для самых маленьких» (ссылка ниже). Для нас сейчас важно, что антенны и большие, и маленькие нужно разворачивать в сторону цели, либо вращать с постоянной скоростью по азимуту.
При этом оператор РЛС в любой момент должен видеть в каком направлении она "смотрит". Причём антенны располагаются иногда далеко от аппаратных кабин или залов и информацию об этом нужно доставить на пульт.
Сейчас бы с этим не было никаких проблем, есть миниатюрные аналого-цифровые (энкодеры) и цифро-аналоговые преобразователи, на которых можно построить систему, определяющую положение антенны, или вырабатывающую команды на её установку в нужном направлении. У основоположников (красивое слово – 6 букв "О") радиолокации таких возможностей не было. Цифровой техники ещё не существовало. Триггер в те времена можно было сделать только на одной-двух лампах и т.д. Использовать в качестве датчиков проволочные резисторы на кольцевой оправке – ненадёжно и неточно. ФАР были весьма примитивны, они не сканировали, а только не спеша переключали сектора обзора. Но было найдено решение - использование сельсинов.
Сельсины — маломощные электрические машины, применяющиеся для передачи ведомой оси углового положения ведущей оси через электрическую связь. Одна из этих машин, приводится во вращение валом устройства, угловое положение которого нужно передать, и называется сельсин-датчик, а другая, связанная с первой электрически, используется либо для синхронного поворота ведомой оси и называется сельсин-индикатор, либо для получения управляющего напряжения, в этом случае она будет называться сельсин-трансформатор.
При повороте ротора сельсина-датчика на какой-либо угол, ротор сельсина-приемника поворачивается на такой же точно угол.
Два одинаковых сельсина БС1405. Рассчитаны на напряжение 110В 50Гц. При использовании с сетью 220В обмотки роторов следует включать последовательно. Вполне доступны для постройки самодельного радара. Цена в магазине около 1700руб.
Не станем грузить Вас, читатель, рассмотрением всех видов сельсинов, рассуждениями об индукции, токах и прочих подробностях. Интересующимся деталями рекомендуем посмотреть этот видеоролик.
Объясняем примитивно просто: Вы берёте два одинаковых сельсина (будете экспериментировать – выбирайте сельсины на 220В 50Гц), соединяете их одноименные клеммы проводами и подключаете обмотки роторов к обычной розетке. Теперь, если вы рукой повернёте вал одного из них, вал другого повернётся на столько же градусов и в ту же сторону. Продолжите эксперимент – установите сельсин-датчик на оси флюгера, а к сельсин-индикатору добавьте азимутальный диск. Вы сможете узнавать направление ветра, не выходя из дома. Заменим флюгер антенной РЛС, получим индикатор её азимутального положения.
На рисунке вариант использования пары сельсинов для передачи в аппаратную кабину РЛС угла места или азимута антенны.
Здесь применены наиболее распространённые сельсины с однофазным ротором. Мощность, развиваемая таким сельсином, обычно в пределах единиц или первых десятков ватт. Этого хватит, чтобы привести в движение стрелку или катушки отклонения на электронной лучевой трубке, но не хватит, например, для управления топливной рейкой судового двигателя. В случаях, когда требуется более серьёзная мощность, можно применить трёхфазные силовые сельсины. Но никакой сельсин не справится, скажем, с поворотом большой и тяжёлой антенны.
70-метровая антенна космической связи в Голдстоуне, штат Калифорния, на фоне пустыни Мохаве. Используется по программе исследования Марса.
Однако и в этих случаях сельсин будет полезен. С применением их строятся сервоприводы. Схема простейшего сервопривода на сельсинах для поворота антенны в заданное положение выглядит так.
Разместим обе системы – индикации и управления в одном пульте. Оператор может установить антенну в нужное положение и считать показания индикаторов. Вот пример пульта управления офицера наведения в ЗРК С-75.
Долгое время сельсины были важнейшим элементом сервоприводов, не только в радиолокации. Сервоприводы широко используются в различных системах управления от станков, до электровозов, самолётов, рулевых приводов судов и там же для управления мощными двигателями.
Ну вот, мы собрали все необходимые составляющие для постройки радара. На следующем рисунке представлена простейшая схема его. Почти всё это рассмотрено в предыдущих двух частях статьи. А вот как работает такой радар, рассказывает следующий за картинкой ролик.
Та же схема, но в динамике и с пояснениями
Схема Ghjcnj ybrnj, графика Игорь Галабурда, монтаж и озвучка Виталий Каберник.
Классический импульсный радар.
Для понимания, что такое РОФАР, необходимо было разобраться в том, что такое радар вообще. Надеемся, Вам это удалось?
Первая часть этой статьи здесь
Два предшествующих цикла о радиолокации:
«Как устроен и работает радар. Радиолокация для самых маленьких»
«ФАР простым языком, да с анимашками».
Вышли три части статьи о цифровой антенной решётке. Мы идём к РОФАР!
