NUMER ĆWICZENIA:	TEMAT ĆWICZENIA:	DATA WYKONANIA:
8	Schemat blokowy radaru
ROK,GRUPA:	IMIĘ I NAZWISKO:	OCENA:
III TMZ ćwicz.- A Lab.- a	Krzysztof Ciemny

Sprawozdanie

1. Cel ćwiczenia

Celem wykonania ćwiczenia nt.:„Schemat blokowy radaru” było zapoznanie się z ogólnym schematem blokowym radaru, ideą i zasadami działania poszczególnych bloków funkcjonalnych oraz obserwacja i pomiary przebiegu sygnałów w wybranych punktach tego urządzenia.`

2. Opis układu pomiarowego

Układ pomiarowy służący do wykonania ćwiczenia składał się z morskiego radaru nawigacyjnego SRN 623 oraz oscyloskopu dwukanałowego z pomocą którego istnieje możliwość zbadania przebiegu poszczególnych sygnałów w węzłowych punktach radaru.

Ponadto po wykonaniu ćwiczenia należało zapoznać się z teoretycznymi przebiegami na poszczególnych blokach przy pomocy symulatora komputerowego który umożliwia obserwację tych przebiegów w zależności od ustawień poszczególnych parametrów urządzenia takich jak:

• długość impulsu

• wzmocnienie

• ZRW (zasięgowa regulacja wzmocnienia)

• ustawienie kręgu ruchomego i kręgów stałych

i innych. Z pomocą symulatora można również dokonywać zmiany odległości obserwowanego obiektu.

Na konsoli nadawczo odbiorczej radaru wyprowadzone są następujące punkty pomiarowe :

• demodulator

• ZRW

• modulator

• synchronizacja oscyloskopu

Na konsoli wskaźnikowej wyprowadzono następujące punkty pomiarowe:

• wyjście układu odchylania podstawy czasu

• wyjście układu podświetlania

• wyjście układu odchylania interskanu

• czasoster

• znacznik kursu

• wzmacniacz wizyjny

• rozróżnialnik

• podświetlenie podstawy czasu

• podświetlenie interskanu

3. Przebieg wykonania ćwiczenia

Wykonanie ćwiczenia polegało na badaniu następujących bloków funkcjonalnych radaru: toru odbiorczego, toru nadawczego, generatora podstawy czasu i interskanu.

Następnie wykonano analizę przebiegów na stanowisku symulacyjnym radaru. Po przygotowaniu stanowiska do badań zgodnie z instrukcją do ćwiczenia przystąpiono do właściwej części zadania.

Badanie toru odbiorczego

Do odpowiednich gniazd oscyloskopu podłączono sygnał piły PC ( z konsoli wskaźnikowej) i sygnał ze wzmacniacza wizyjnego. Ustawiono zgodnie z instrukcją podstawę czasu oscyloskopu oraz czułości kanałów.

Odrysowano z oscyloskopu piłę odchylającą i sytuację przedstawiono w sposób schematyczny na poniższym rysunku :

Regulując pokrętło wzmocnienia radaru obserwowano na oscyloskopie pojawianie się szumów (patrz rysunek) wraz ze zwiększaniem położenia regulacji wzmocnienia szumy stawały się coraz bardziej intensywne. Wzmocnienie radaru realizowane dla całego zakresu pracy radaru w bloku wzmacniacza pośredniej częstotliwości powoduje wzmocnienie sygnału - szumy własne na ekranie oscyloskopu są wynikiem zbyt dużego wzmocnienia. W położeniu maksymalnego wzmocnienia obserwowano bardzo dużą liczbę rozbłysków na ekranie lampy radaroskopowej. Następnie zgodnie z instrukcją załączono rezonator echa. Ustawiono maksymalny promień rezonatora. Zmierzono za pomocą kręgów stałych jego średnicę:

D _rezonatora = 1,5 Mm

Czas trwania impulsu określony został zgrubnie według wskazań oscyloskopu:

T _{impulsu rezonatora} = 10 μs [wg obliczeń t = (2 ⋅ r)/c = 1,85 ⋅ 10^-5 s = 18,5 μs]

Obraz ekranu oscyloskopu po włączeniu rezonatora echa:

Następnie przy wciśniętym przycisku rezonatora zmieniono nastawę pokrętła rozróżnialnika i obserwowano oscyloskop. Na poniższym rysunku przedstawiono wygląd ekranu oscyloskopu dla skrajnego prawego położenia pokrętła :

Ponieważ rozróżnialnik różniczkuje sygnał odbieranego impulsu - skraca go w ten sposób, że widać na ekranie tylko czoło ew. koniec impulsu - promień rezonatora na ekranie radaru się skrócił.

Następnie po przełączeniu radaru na zakres 6 Mm na kanał oscyloskopu podano sygnał zasięgowej regulacji wzmocnienia ZRW. Obserwowano przebieg sygnału na ekranie oscyloskopu. Za pomocą stałych kręgów zmierzono obserwowaną odległość działania ZRW przy jego maksymalnej nastawie :

R_ZRW = 2 Mm

Przebieg ZRW z oscyloskopu przedstawia rysunek poniższy :

Następnie obliczono zasięg działania ZRW za pomocą przebiegu z oscyloskopu:

R_ZRW = (c ⋅ 30 μs)/2 = 5 Mm (około)

Gdzie :

C - prędkość światła

30 μs - wartość czasu impulsu odczytana z oscyloskopu

Pewną różnicę pomiędzy zasięgiem odczytanym z ekranu radaru i wartością obliczoną na podstawie przebiegu z ekranu oscyloskopu tłumaczyć trzeba małą wprawą obserwatorów i błędem odczytu czasu z oscyloskopu.

Badanie toru nadawczego

Następnie na odpowiedni kanał oscyloskopu podano sygnał czasosteru z odpowiedniego gniazda konsoli wskaźnikowej.

Odrysowano przebieg impulsów z czasosteru. Przebiegi te przedstawiono schematycznie na poniższym rysunku:

Badanie generatora podstawy czasu

Następnie na kanał B oscyloskopu podano sygnał wzmacniacz wizji. Na zakresie 6 Mm zmierzono czas narastania piły PC. Na podstawie pomiaru czasu narastania piły PC który wynosił t = 180 μs obliczono zakres pracy radaru :

R _radaru = (180 ⋅ 10^-6 ⋅ 300000)/2 = 27 km = 15 Mm

Impuls radarowy wydostaje się z anteny radaru na początku czasu narastania i w tym czasie pokonuje drogę od anteny radaru do wykrytego obiektu i z powrotem do anteny.

Zmierzono czas trwania jednego cyklu pracy na zakresie 6 Mm, wynosił t = 0,2 ms

Następnie przełączano zakres pracy radaru kolejno na 12 i 24 Mm. Za każdym razem zmierzono cykl pracy :

T₁₂ = 0,3 ms

T₂₄ = 0,6 ms

Następnie wyznaczano częstotliwość powtarzania impulsów. Jest to liczba impulsów wytwarzana w ciągu jednej sekundy :

f_p = T_p^-1 [1/s]

f₁₂ = 3300 1/s = 3,3 kHz

f₂₄ = 1660 1/s = 1,6 kHz

Wartości te są większe w porównaniu z opisem technicznym radaru jednakże błąd utrzymuje się w granicach rzędu wielkości i wynika najprawdopodobniej z małej wprawy obserwatorów.

Następnie rozświetlano kręgi stałe - na zakresie 6 Mm znajdowało się 6 kręgów stałych na ekranie radaru. Liczba impulsów kręgów w jednym cyklu pracy wynosiła 12, a czas między impulsami wynosił 15 μs.

Badanie interskanu

Następnie przystąpiono do badania interskanu. Podłączono do odpowiedniego kanału przebieg piły interskanu i ustawiono odpowiednie czułości kanałów. Zmierzony czas narastania wynosił 0,15 ms. Sygnał piły interskanu jest przesunięty w fazie do sygnału piły podstawy czasu. Sytuację tą zaprezentowano na poniższym rysunku:

Na zakresie 6 Mm podano przebieg impulsu podświetlającego interskanu na kanał B oscyloskopu. Czułość wejście ustawiono na 20 mV/cm.

Dla maksymalnego ustawienia odległości interskanu obserwowano przebiegi na oscyloskopie i sytuację tą przedstawiono na rysunku:

Zmierzony czas trwania impulsu podświetlającego IS dla maksymalnego ustawienia interskanu wynosił 25 μs. Impuls podświetlający interskanu jest impulsem typu wizyjnego którego długość można regulować - mierząc tym samym odległości do wybranych obiektów. Stosunek czasu trwania impulsu podświetlającego interskanu do czasu narastania piły interskanu wynosił = 0,1667. Po przemnożeniu przez czas narastania piły PC = 30 μs. Następnie obliczono odległość interskanu d = 4,86 Mm. Ustawiona na ekranie odległość interskanu wynosił d = 5 Mm.

Analiza przebiegów na stanowisku symulacyjnym

Po zakończeniu pomiarów przebiegów z wybranych bloków radaru przystąpiono do analizy przebiegów na stanowisku symulacyjnym. Regulując odpowiednio wybrane parametry takie jak : strojenie, wzmocnienie, ZRW, rozróżnialnik obserwowano przebiegi :

• Mieszacza

• Wzmacniacza p. cz.

• ZRW

• Ruchomego znacznika odległości

• Kalibratora

• Demodulatora

• Rozróżnialnika

• Wzmacniacza wizji

Dla jednego z ustawień wykonano wydruk ekranu symulatora i dołączono do niniejszego sprawozdania.

4. Wnioski

W trakcie ćwiczenia zapoznano się z przebiegami sygnałów na poszczególnych blokach radaru SRN 623 oraz zapoznano się z samym schematem blokowym. Szczegółowe wnioski dotyczące poszczególnych przebiegów i etapów ćwiczenia zawarte zostały w odpowiednich punktach sprawozdania.

Bazując na odpowiednich odczytach z oscyloskopu można obliczać takie parametry radaru jak np.: częstotliwość powtarzania impulsów, zasięg pracy radaru ustawionego na odpowiedni zakres obserwacji, zasięg działania ZRW.

Na podstawie przebiegu ćwiczenia i w trakcie opracowywania sprawozdania stwierdzono, że celowym ze względów dydaktycznych byłoby jednoczesne wykonywanie pomiarów na radarze SRN 623 i analiza przebiegów na stanowisku symulacyjnym.

---