Радиолокационная станция П-140У

Сравнительные тактико-технические характеристики РЛС П-14 и П-140У

І. Особенности модернизации РЛС П-14

Цель модернизации П-14:

• Повышение тактико-технических характеристик та боевых возможностей РЛС П-14;
• Продление ресурса,
• Уменьшение стоимости эксплуатации, а также уменьшение стоимости и времени технического обслуживания и ремонта РЛС.

Подготовка РЛС к модернизации предусматривает:

• поставка нового модуля (ТОЕ.240.70.000) в котором размещается новая цифровая, твердотельная аппаратура станции, выносное АРМ;
• модернизация антенно-мачтового устройства;
• поставка двух агрегатов электропитания 380 В, 50Гц мощностью не более 85 кВт с системой автоматического переключения (ТОЕ.240.80.000);

Модернизация радиоэлектронной аппаратуры РЛС предусматривает:

1. Замена аппаратной кабины на старой элементной базе на новый модуль (ТОЕ.240.70.000), в составе:

• твердотельного передатчика;
• твердотельного цифрового приемника:
• блока цифровой обработки (включая систему СДЦ) та синхронизации;
• автоматизированного рабочего места оператора;
• выносного автоматизированного рабочего места оператора с удаленным управлением;
• автоматизированной системы климат - контроля;
• блока распределения электропитания и освещения;
• противопожарной системы;
• системы оперативно-командной связи;
• распределительного щита;

2. При ремонте антенно-мачтового устройства проводится замена отдельных узлов и агрегатов АМУ на более современные, надежные и экономичные:

• двигателя вращения - М 3АА 180L или аналогичного ему;
• высоко частотного фидера (ВЧ кабеля);
• токосъемника;
• облучателя.

Дополнительно, как опции, могут быть поставлены:

• система документирования информации;
• тренажер;
• 4-х канальный автокомпенсатор активно-шумовых помех, воздействующих по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны РЛС.

Преимущества РЛС П-140У

За счет использования новых радиокомпонентов и программного обеспечения работы вновь создаваемой аппаратуры, удается решить ряд вопросов повышения тактико-технических характеристик и боевых возможностей, а именно:

Повышение помехо защищенности – за счет увеличения:

• в 2 раза, по сравнению с устаревшей РЛС, энергии излучаемого сигнала;
• динамического диапазона приемника, который составляет не менее 100 дБ,

а также использования высокоэффективного цифрового фильтра.

В состав радиоэлектронной аппаратуры модернизированной РЛС входит блок цифровой обработки сигналов, который выполняет все функции по формированию и обработке сигналов, включая селекцию движущихся целей (СДЦ) и выносное автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, которое реализует все функции траекторной обработки сигналов и информационно-расчетные задачи.

Повышение надежности – за счет использования современных радиокомпонентов и новых технических решений, уменьшения объема аппаратуры. Среднее время наработки на отказ оборудования монтажного комплекта составляет 5000 часов, что приблизительно в 100 раз превышает показатели не модернизированной РЛС.

Повышение ремонтопригодности – за счет построения оборудования по блочно-модульному принципу, за счет технологичности, доступности, та удобства в обслуживании. Модернизированная РЛС имеет полную внутреннюю диагностику и индикацию технического состояния с детализацией до сменного блока или модуля, а передатчика – до отдельного транзистора. Предусмотрен агрегатный метод ремонта – заменой неисправного блока или узла. Таким образом, время восстановления не превышает 30 минут, что в несколько раз превышает показатели предыдущих образцов.

Повышение живучести – за счет уменьшения количества составляющих единиц в комплекте РЛС, существенного сокращения кабельного хозяйства (после модернизации остаются только кабель питания, кабель антенно-фидерного тракта и четырехпроводный связной кабель для связи с выносным АРМ), повышения эффективности работы системы защиты от противорадиолокационных ракет.

Использование современных систем съема и передачи радиолокационной информации позволяет исключить из системы человека-оператора и значительно увеличить дистанцию до потребителей этой информации (КП РТВ, ЗРВ и истребительной авиации).

Повышение электромагнитной совместимости - модернизированной РЛС обеспечивается наличием автоматической перестройки частоты в рабочем диапазоне частот РЛС и минимально низким уровнем собственных внеполосных излучений.

Главным преимуществом модернизированных РЛС является полная автоматизация процессов обработки сигналов, обнаружения целей и выдачи информации.

Поскольку все процессы осуществляются полностью автоматически (без участия человека-оператора), то расчет РЛС уменьшается на количество операторов, а значит, исключаются ошибки человека-оператора во время боевой работы.

Общая характеристика РЛС П-140У

А. Назначение

Наземная подвижная радиолокационная станция П-140У предназначена для автоматического обнаружения целей, определения их текущих координат (азимута и дальности) и автоматического сопровождения траекторий движения воздушных объектов.

РЛС П-140У выполняет следующие основные функции:

• обнаружение, отображение и автоматическое определение координат азимута и дальности воздушных объектов (ВО);
• автоматическая завязка и сопровождение трасс ВО, расчет параметров их движения;
• автоматическое и полуавтоматическое управление наземным радиолокационным запросчиком (НРЗ) и присвоение признака опознавания;
• прием, отображение и обработка РЛИ от аналогичной РЛС или от РЛС, оснащенной экстрактором А-1000М, и формирование трасс;
• автоматическое управление радиовысотомерами (ПРВ), оснащенными экстракторами А-1000Н, расчет и привязка высоты к плоскостным координатам ВО;
• автоматическая выдача радиолокационной информации (РЛИ) по телефонному каналу потребителю;
• возможность неавтоматизированного («ручного») съема РЛИ по цифровым данным формуляров ВО в координатах «азимут–дальность» или в квадратах единой сетки ПВО в неавтоматизированных группировках;
• документирование радиолокационной информации;
• контроль технического состояния и диагностика основных устройств РЛС.

На базе РЛС 5Н84М (5Н84АМ) может организовываться пункт управления (командный пункт) первого уровня.
Объем и перечень конкретных выполняемых функций, состав отдельных программно-аппаратных средств могут изменяться в зависимости от конфигурации подразделения и варианта исполнения РЛС.

Б. Помехозащищенность РЛС П-140У

РЛС 5Н84 (5Н84АМ) имеет эффективную защиту от следующих видов помех:

• импульсных помех;
• пассивных помех;
• активных шумовых помех (АШП).

Импульсные помехи различного вида подавляются полностью при цифровой обработке сигнала.

Защита от пассивных помех обеспечивается адаптивной цифровой системой СДЦ и созданием карты помех.
Параметры адаптивной системы СДЦ:

• рабочая зона: 0 – 500 км;
• коэффициент подавления отражений от местных предметов: > 40 дБ.

Защита от активных шумовых помех обеспечивается:

• автоматическим мониторингом помеховой обстановки и отображением его результатов на рабочем месте оператора;
• перестройкой рабочей частоты РЛС с шагом 0,2 МГц;
• большим динамическим диапазоном приемника и блока цифровой обработки сигналов равным 105 дБ;
• дополнительным расширением динамического диапазона на 32 дБ за счет применения АРУ.

Для наглядного представления состояния помеховой обстановки на экране монитора рабочего места оператора (АРМ-О), кроме эхо-сигнала, отображается дополнительно «шумовая дорожка» в виде круговой шумовой линии неправильной формы на переменной дальности.

Дальность отображения «шумовой дорожки» уменьшается с увеличением уровня шума (помехи) на входе приемника и наоборот. При наличии помех с определенных направлений в зоне отображаются провалы.

В результате, «шумовая дорожка» показывает оператору относительное изменение зоны обзора под влиянием АШП. Изменяя частоту работы РЛС, оператор может выбрать ее наиболее оптимальное значение по минимальному уменьшению зоны обзора.

В. Эксплуатационные характеристики РЛС П-140

Питание РЛС осуществляется от сети трехфазного переменного напряжения 380 В 50 Гц или от агрегатов питания электростанции.

• Потребляемая мощность - 40 кВт;
• Время включения аппаратуры: от сети - 3 мин.; от агрегата 3-5 мин.

РЛС может работать в любое время суток, в условиях изменения окружающей температуры наружного воздуха от минус 40 до плюс 50°С (при скорости ветра до 30 м/с) и при воздействии атмосферных осадков. Прием РЛИ от других радиолокационных средств и выдача РЛИ на выносное рабочее место АРМ–В и потребителю осуществляются по телефонному каналу связи с использованием модемов на скорости 9600 бит/с по протоколу ASTERIX. Аппаратура РЛС может транспортироваться своим ходом по дорогам 4-й и 5-й категорий со скоростью 25 – 40 км/ч., по дорогам 1 – 3-й категорий со скоростью 40‑60 км/ч.

Г. Общая структурная схема РЛС П-140У

В состав РЛС П-140У входят:

• аппаратная кабина, в которой размещается основная электронная аппаратура РЛС – прицеп №1;
• антенно–мачтовое устройство (АМУ) с антенно–фидерной системой (АФС) (для 5Н84АМ - полуприцеп №2);
• два агрегата электропитания;
• комплекты кабельного хозяйства и эксплуатационной документации.

Выносное автоматизированное рабочее место может выноситься из аппаратной кабины и устанавливаться на командном пункте. АРМ - В оборудуется необходимыми средствами связи и обмена данными, комплектация которых согласовывается с заказчиком.
Дальность выноса ограничивается длиной штатных кабелей связи (до 500 м).

Е. Состав

В составе РЛС П-140У можно выделить следующие функциональные системы и устройства:

1. Передающая система (шкаф УИ, субблок формирования зондирующих сигналов ФЗС)
2. Антенно–фидерная система (блоки 154, 254, высокочастотный фидер, токосъемник с блоком сельсин-датчиков (блок 5), антенно - мачтовое устройство, согласующий трансформатор Т50/75, полосовой ВЧ–фильтр, ответвитель);
3. Приемная система (УВЧ, приемник основного канала, цифровой приемник, БЦОС);
4. Система обработки, отображения и выдачи информации (блок БЦОС, АРМ-О, АРМ-В, модемы);
5. Система контроля и диагностики;
6. Система электропитания, включающая электростанцию, разделительный трансформатор и щит распределения питания ЩРП аппаратной кабины;
7. Система вращения, наклона, подъема и опускания антенны (блоки 29, 31М, регулятор вращения, лебедка);
8. Система связи;
9. Система обеспечения температурного режима (СОТР).

Приведенное разделение на системы условно, так как отдельные устройства участвуют в работе нескольких систем (например, блок БЦОС), а отдельные элементы конструктивно размещены в других системах.

Передающая система формирует зондирующие импульсы (ЗИ), излучаемые антенно–фидерной системой (АФС) в определенном направлении. Параметры излучаемых сигналов (частота, структура, мощность) задаются оператором через блок цифровой обработки и синхронизации (БЦОС), который непосредственно управляет работой передающей системы.

Антенный коммутатор (АК) обеспечивает развязку передающей и приемной систем и коммутацию АФС к выходу передатчика или входу приемника.

Антенно–фидерная система (АФС) выполняет функции согласования элементов антенно-фидерного тракта, канализации и распределения энергии от передающей системы к излучателям, формирования диаграммы направленности определенного вида и непосредственного излучения электромагнитной энергии в пространство. При приеме отраженных сигналов излучателями они суммируются в фидерном тракте и через антенный коммутатор направляются на вход приемной системы.
Антенная система РЛС выполнена в виде параболической антенны зеркального типа с размерами зеркала 32´11 м.

В приемной системе отраженные эхо–сигналы усиливаются в малошумящем усилителе высокой частоты, переносятся на промежуточную частоту, преобразуются в цифровые данные в блоке цифрового приемника и передаются для обработки в блок цифровой обработки и синхронизации БЦОС.

Вся дальнейшая обработка по очистке сигнала от шумов, помех различного вида, селекции движущихся целей, обнаружению сигналов целей и определению их координат и параметров движения выполняется процессором блока цифровой обработки и синхронизации (радарным процессором) с использованием специальных алгоритмов.
Система отображения, обработки и выдачи РЛИ состоит из рабочего места оператора (АРМ-О), выносного РМ (АРМ-В), блока цифровой обработки и синхронизации (БЦОС) и модемов. Процессор БЦОС выполняет функции управления формированием зондирующего сигнала, обработки принятого радиолокационного сигнала, управления включением запроса государственной принадлежности и обработки сигналов НРЗ, а также и функции управления отображением информации на мониторе АРМ-О и обработки команд, вводимых оператором. Конструктивно БЦОС размещается в пульте АРМ-О.

На АРМ-О размещены панели включения АРМ, управления вращением и наклоном антенны, манипулятор, клавиатура и пульт АКОС.

Выносное рабочее место АРМ-В может выноситься из аппаратной кабины на КП. Выдача информации на АРМ-В от БЦОС организуется по модемному каналу.

На АРМ-В могут также выполняться следующие задачи:

• прием и обработка РЛИ от другой аналогичной РЛС и формирование общей трассы;
• автоматическое управление высотомером и привязка высоты к плоскостным координатам ВО;
• выдача РЛИ потребителю (на КП);
• документирование радиолокационной информации и основных операций оператора АРМ-В.

Для решения указанных задач в АРМ-В, кроме блока процессора и монитора, размещены 2-5 модемов и накопители на жестком и гибком дисках.

Обмен информацией с дополнительными источниками и потребителем осуществляется по стандартным телефонным каналам связи полосой пропускания 300–3400 Гц с использованием модемов.

Система вращения антенны (СВА) обеспечивает:

• плавный пуск и вращение антенны РЛС по азимуту с заданной оператором скоростью;
• формирование напряжений синхронно – следящего привода (ССП) для выдачи информации об угловом положении антенны в БЦОС;
• формирование напряжений ССП для управления синхронным вращением НРЗ;
• подъем и опускание антенны при развертывании и свертывании.

Система контроля и диагностики выполняет следующие основные функции:

• контроль сигналов синхронизации;
• контроль и диагностику элементов передающей системы;
• контроль приемной системы;
• контроль обработки радиолокационного сигнала на основных этапах;
• тестирование и контроль работоспособности АРМ;
• контроль приема и выдачи информации.

Система электропитания состоит из дизельной электростанции (ЭСД) и щита распределения питания ЩРП, установленного в аппаратной кабине.
В составе электростанции входят два агрегата электропитания, разделительный трансформатор 380/220 В, коммутационное и другое оборудование. Питание аппаратуры осуществляется трехфазным напряжением 220 В, 50 Гц с изолированной нейтралью. Напряжение внешней сети может быть 380В 50 Гц с заземленной или изолированной нейтралью. Питание АРМ выполняется через источники бесперебойного питания ИБП.

Система связи образуется аппаратурой командно – оперативной связи АКОС-1, устанавливаемой на рабочих местах. Аппаратура АКОС-1 обеспечивает громкоговорящую и телефонную связь с лицами боевого расчета и командными пунктами. При необходимости (организации пункта наведения) в соответствующем варианте комплектации дополнительно может устанавливаться система управления радиостанциями СУР для связи с экипажами воздушных судов.

Радиолокационная станция П-140У состоит из двух основных составных частей:

1. Новой аппаратной кабины;
2. Модернизированной антенно-фидерной системы

F. Конструктивные составляющие аппаратуры

Конструктивно аппаратура станции состоит из следующих отдельных блоков и элементов:

• антенна;
• высокочастотный токосъемник;
• высокочастотный делитель мощности;
• шкаф усилителя импульсного МВ 30 кВт (УИ) в составе:
• блока предварительного импульсного усилителя БИУ1 1 кВт;
• блоков выходных импульсных усилителей БИУ2 2кВт;
• блока сумматора БС;
• блока коммутации БКМ;
• блока контроля БК;
• блоков питания БП;
• вентиляторов;
• фильтра сети электропитания;
• направленного ответвителя;
• согласующего трансформатора Т50/75;
• полосового фильтра ВЧ;
• малошумящий усилитель ВЧ (УВЧ), размещаемый в блоке БКМ шкафа УИ;
• блок приемника и формирователя зондирующих сигналов (блок ПФЗС);
• автоматизированное рабочее место оператора (АРМ-О) в составе:
• блока цифрового приемника;
• блока цифровой обработки и синхронизации (БЦОС);
• монитора, клавиатуры, манипулятора.