Область применения выпрямителей:
Строение вещества: ядро, электрон, их характеристики. Диэлектрики (изоляторы), проводники, полупроводники.
Ядро атома имеет сложное строение. Оно состоит из положительно заряженных частиц вещества, называемых протонами, и не заряженных электричеством частичек, которые называются нейтронами. Заряд протона равен заряду электрона по величине, но по знаку противоположен. Число протонов в ядре атома равно числу электронов. Поэтому положительный заряд равен сумме отрицательных зарядов всех электронов, вращающихся вокруг ядра, и атом – в целом нейтрален. Если атом теряет или приобретает несколько электронов, то он становится электрически заряженным ионом. Нейтральный атом, потерявший электрон, является положительным ионом, а получивший электрон – отрицательным ионом.
В зависимости от электрических свойств все вещества делят на 3 основные категории: проводники, полупроводники и диэлектрики.
Диэлектриками (изоляторами) называют такие вещества, у которых при нормальных условиях количество свободных электронов и ионов ничтожно мало. Поэтому они практически не проводят электрический ток. К диэлектрикам относятся слюда, стекло, фарфор, резина, эбонит, лаки, минеральные масла и др. Ток обусловлен проводящими примесями, содержащимися в веществах и называется током утечки.
Проводниками называют вещества, хорошо проводящие электрический ток. Различают проводники электрического тока первого и второго рода. К проводникам первого рода относятся металлы и их сплавы: медь, алюминий, серебро, латунь, бронза и другие. Растворы солей, кислот, щелочей, именуемые электролитами, относятся к проводникам второго рода. Деление на проводники первого и второго рода обусловлено различными видами проводимости: - проводники первого рода имеют большое количество свободных электронов и обладают электронной проводимостью. - проводники второго рода (электролиты) содержат много ионов; для них характерна ионная проводимость. Ток в проводниках второго рода создается за счет движения положительно и отрицательно заряженных ионов.
|
|
|
Полупроводниками называют группу веществ, которая по электропроводности занимает промежуточное положение между диэлектриками и проводниками электрического тока. К полупроводникам относятся германий, кремний, селен, окислы металлов и др.
2. Понятие электрического тока и электрической цепи. Скорость электрического тока.
Электрический ток – упорядоченное движение электрических зарядов. Для того чтобы заряды перемещались им необходимо передать некоторую энергию. Устройство, выполняющее эту функцию, называется источником электрической энергии.
|
|
|
Источник электрической энергии является составным элементом электрической цепи. Энергия, передаваемая источником движущимся зарядам, может быть получена только путём преобразования других видов энергии. Электрическая цепь в общем случае состоит из трёх элементов: источника электрической энергии, приёмника и соединительных проводов.
Распространение электрического тока по металлическому проводнику происходит со скоростью света – 300 000 км/с (3 ·108 м/с). Скорость же движения отдельных электронов значительно меньше и измеряется сантиметрами в секунду. Это объясняется тем, что под действием разности потенциалов все свободные электроны, находящиеся в проводнике, начинают двигаться почти одновременно. Если один электрон начинает свое движение в данный момент, то электрон, расположенный от первого даже на расстоянии 300 000 км, начинает свое движение всего лишь на одну секунду позднее. В проводнике длиной даже в несколько километров электрический ток практически возникает одновременно на всём его протяжении.
3. Закон Ома для участка и полной цепи.
При упорядоченном движении свободных электронов по проводнику они всегда встречают препятствие со стороны проводника, обусловленное столкновением электронов друг с другом, а также с атомами и молекулами материала проводника. Противодействие проводника прохождению электрического тока называется электрическим сопротивлением или просто сопротивлением R, r.
|
|
|
I = U ∕ R
Полное сопротивление складывается из сопротивления внешней и внутренней цепи:
I = U ∕ Rобщ = U ∕ (Rн + rЕ )
Е = U×Rобщ = U× (Rн + rЕ ) = U + U0
Единицей измерения сопротивления является Ом.
Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью G: G = 1 ∕ R
Измеряется проводимость в Сименсах = [См] = [1/Ом].
Сопротивление любого проводника определяется по формуле: R = р ×l/ S;
где: р – удельное сопротивление материала проводника, Ом-мм2/м;
l – длина проводника, м;
S – поперечное сечение проводника, мм2.
Сопротивление проводника зависит от его температуры. У металлов с возрастанием температуры сопротивление увеличивается, а у электролитов (проводников второго рода), угля и некоторых других веществ – уменьшается. Для обозначения сопротивления как предмета (детали) введен термин «резистор».
4. Работа и мощность электрического тока. Единица мощности электрического тока. КПД источника питания.
|
|
|
Способность электрического тока совершать работу называется электрической энергией. Энергия проявляется только в виде работы, а последняя является единственной мерой определения количества энергии.
Если в электрическую цепь включен источник тока, имеющий напряжение U, то за время t источник тока перенесет от одного полюса к другому количество электричества Q = It. При этом будет совершена работа:
Работа, произведенная током в течение 1 с, называется мощностью:
Единица мощности электрического тока называется ватт.
1 ватт (Вт) – это мощность, совершаемая электрическим током 1 ампер при напряжении 1 вольт.
На практике пользуются единицами больше и меньше ватта:
1 гектоватт (гВт) = 100 Вт;
1 киловатт (кВт) = 103 Вт;
1 мегаватт (МВт) = 106 Вт;
1 милливатт (мВт) = 10-3 Вт;
1 микроватт (мкВт) = 10-6 Вт.
Мощность любого источника электродвижущей силы расходуется во внешней и внутренней цепях. Мощность, расходуемая во внешней цепи, называется полезной мощностью. Расход мощности на внутреннем сопротивлении источника называется мощностью потерь.
Сумма полезной мощности и мощности потерь дает полную мощность источника.
Полезная мощность равна нулю при разрыве внешней цепи и коротком замыкании.
Отношение полезной мощности Рп к общей мощности Р0бщ называется коэффициентом полезного действия источника (КПД):
Работа электрического тока (электрическая энергия) измеряется в джоулях (ватт-секунда) и более крупных единицах: ватт- час (Вт·ч), гектоватт-час (гВт·ч), киловатт-час (кВт·ч).
1 Вт·ч = 3600 Вт·сек или 3600 Дж;
1 гВт·ч=100 Вт·ч;
1 кВт·ч = 1000 Вт·ч.
5. Пассивные элементы электрической цепи: Резисторы, индуктивности, конденсаторы и их характеристики
Пассивными называют элементы электрической цепи не способные производить электрическую энергию. К ним относятся: резистор, катушка индуктивности и конденсатор.
Резисторы
Электрическое сопротивление является основным параметром элемента электрической цепи, используемого для ограничения тока и называемого резистором. Идеализированный резистор обладает только этим параметром и называется резистивным элементом.
Величина сопротивления резистора зависит от свойств материала, из которого он изготовлен, а также от его геометрических размеров. Но может зависеть также от величины и/или направления протекающего по нему тока.
Если зависимости от тока нет, то вольт-амперная характеристика (ВАХ) резистора представляет собой прямую линию (рис.) и он является линейным элементом электрической цепи:
При этом из уравнения вольт-амперной характеристики следует, что сопротивление можно определить как тангенс угла наклона ВАХ:
где mu,mi – масштабы осей напряжения и тока ВАХ.
Катушки индуктивности
Кату́шка индукти́вности – винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении
Протекание тока в электрической цепи сопровождается возникновением магнитного поля в окружающей среде. Магнитному полю присуща энергия, равная работе, совершаемой электрическим током i в процессе создания поля и численно равная Wм =Li2 / 2. Коэффициент L, определяющий энергию магнитного поля называется индуктивностью.
Величина индуктивности участка электрической цепи зависит от магнитных свойств окружающей среды. Чем больше величина магнитного потока, сцепляющегося с контуром (пронизывающего контур) участка электрической цепи, тем больше, при прочих равных условиях, величина его индуктивности. Сумма сцепляющихся с контуром цепи элементарных магнитных потоков Фk называется потокосцеплением:
Для увеличения потокосцепления проводнику придают форму цилиндрической катушки. Такая катушка предназначена для формирования магнитного поля с заданными свойствами и называется катушкой индуктивности.
Идеализированная катушка, основным и единственным параметром которой является индуктивность, называется индуктивным элементом.
Индуктивность численно равна отношению величины потокосцепления участка цепи к величине протекающего по нему тока:
Единицей измерения индуктивности является [L]=[ Ψ]/[i]= Вб/А=Гн (генри).
Связь потокосцепления с током индуктивного элемента называется веберамперной характеристикой (ВбАХ). В случае линейной зависимости между этими величинами индуктивный элемент будет линейным и индуктивность может быть определена как тангенс угла наклона ВбАХ:
| где mΨ, mi – масштабы осей потокосцепления и тока ВбАХ. |
Изменение потокосцепления катушки вызывает появление ЭДС самоиндукции:
Знак минус в выражении показывает, что ЭДС, в соответствии с правилом Ленца, действует встречно по отношению к вызвавшему её изменению тока. Для того чтобы в катушке протекал ток, ЭДС самоиндукции должна уравновешиваться равным и встречно направленным напряжением
Отсюда можно определить ток в индуктивном элементе:
| где i(0) – ток на момент начала интегрирования. |
Конденсаторы
Конденсатор – двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.
Электрические заряды в цепи могут не только перемещаться по её элементам, но также накапливаться в них, создавая запас энергии:
| где u – напряжение на элементе электрической цепи, а C – коэффициент, определяющий запас энергии и называемый электрической ёмкостью или просто ёмкостью. |
Величина ёмкости участка электрической цепи зависит от электрических свойств окружающей среды, а также от формы и геометрических размеров проводников, в которых накапливаются заряды.
Чем больше площадь проводников и чем меньше толщина изолирующей прослойки, тем больше, при прочих равных условиях, величина их ёмкости. Такая совокупность проводников, предназначенных для накопления энергии электрического поля, называется конденсатором. Идеализированный конденсатор, основным и единственным параметром которого является ёмкость, называется ёмкостным элементом.
Ёмкость численно равна отношению величины электрического заряда на участке электрической цепи к величине напряжения на нём
Единицей измерения ёмкости является [C]=[q]/[u]= Кл/В=Ф (фарада).
Изменение напряжения на конденсаторе вызывает изменение количества зарядов на электродах, т.е. электрический ток. Это следует из уравнения C = q/u
Если взять производную по времени от числителя и знаменателя, считая, что
C =const , то
Отсюда можно определить напряжение на ёмкостном элементе:
| где u(0) – напряжение на момент начала интегрирования. |
Следует отметить, что все рассмотренные элементы электрической цепи (резистор, катушка индуктивности и конденсатор) обладают всем набором параметров (R, L и C), т.к. в любом физическом объекте при протекании электрического тока происходит необратимое преобразование энергии с выделением тепла.
Из трёх рассмотренных элементов цепи только резистивный элемент связан с необратимым преобразованием электрической энергии. Индуктивный и ёмкостный элементы соответствуют процессам накопления энергии в магнитном и электрическом полях с последующим возвратом её в источник в том же количестве, в котором она была накоплена. Сопротивление резистивных элементов называют активным, индуктивное и емкостное – реактивным.
6. Соединение пассивных элементов. Расчет цепей при различных соединениях.
Резисторы
Резисторы (потребители) во внешней цепи могут соединяться последовательно, параллельно и смешанно.
Последовательным соединением резисторов называется такое, при котором конец одного резистора соединен с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д..
При последовательном соединении резисторов:
а) общее сопротивление цепи равно сумме отдельных сопротивлений:
б) ток на любом участке цепи одинаков:
в) напряжение, подведенное к цепи, равно сумме напряжений на отдельных участках:
Uобщ = U1 + U2 + U3 +….. Un
| 
|
| а | б |
В случаях параллельного соединения двух(а) и трёх (б) резисторов эквивалентное сопротивление определяется как:
б) напряжение, приложенное к каждому из резисторов одинаково;
в) Сумма токов, протекающих через резисторы равна общему току источника питания.
Катушки индуктивности
Соединение нескольких катушек индуктивности может производиться последовательно и параллельно.
| 
|
| 
|
| Последовательное соединение катушек индуктивности | Параллельное соединение катушек индуктивности |
На практике наиболее часто встречаются два типа маркировки индуктивности – цветовая маркировка, по типу той что используется для резисторов, и кодовая маркировка.
Кодовая маркировка:
Первые две цифры указывают значение в микрогенри (мкГн), последняя – количество нулей. Следующая за цифрами буква указывает на допуск.
Например, код 272J обозначает 2700 мкГн± 5%. Если последняя буква не указывается, то допуск считается 20%.
7. Реактивное сопротивление. Резонанс и условия его возникновения. Добротность контура, резонансные кривые.
Реакти́вное сопротивле́ние (реактанс) — электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергиипеременным током электрическому или магнитному полю (и обратно).
Реактивное сопротивление определяет мнимую часть полного сопротивления (импеданса): Z=R+jX
где Z — полное сопротивление или импеданс, R — величина активного сопротивления, X — величина реактивного сопротивления, j — мнимая единица.
В зависимости от знака величины X какого-либо элемента электрической цепи говорят о трёх случаях:
X>0 — элемент проявляет свойства индуктивности.
X=0— элемент имеет чисто активное сопротивление.
X<0 — элемент проявляет ёмкостные свойства.
Величина реактивного сопротивления может быть выражена через величины индуктивного и ёмкостного сопротивлений:
X=XL-XC
Индуктивное сопротивление (XL) обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции в элементе электрической цепи. Изменение тока и, как следствие, изменение его магнитного поля вызывает препятствующую изменению этого тока ЭДС самоиндукции. Величина индуктивного сопротивления зависит от индуктивности L элемента и угловой частоты omega протекающего тока:
XL = omegaL = 2piFL
Ёмкостное сопротивление (XC). Величина ёмкостного сопротивления зависит от ёмкости элемента C и также частоты протекающего тока f:
XC = 1/omegaC = 1/2piFC
Здесь omega — циклическая частота, равная 2pi*f.
Резона́нс — частотно-избирательный отклик колебательной системы на периодическое внешнее воздействие, который проявляется в резком увеличении амплитуды стационарных колебаний при совпадении частоты внешнего воздействия с определёнными значениями, характерными для данной системы
Резонанс в этой цепи возникает, если:
В этом случае противоположные по фазе напряжения на индуктивном и ёмкостном сопротивлении равны UL=UC и компенсируют друг друга
Условие резонанса можно выполнить тремя способами: изменением частоты питания ω, индуктивности L или ёмкости C.
| Для неизменных L и C резонансная частота будет: | 
|
Индуктивное и ёмкостное сопротивления при резонансе равны:
Эта величина называется характеристическим сопротивлением. Отношение характеристического сопротивления к активному сопротивлению называется добротностью резонансного контура: Q= ρ/r.
Рассмотрим характерные особенности резонанса напряжений:
1) Так как реактивное сопротивление последовательного контура в режиме резонанса равно нулю, то его полное сопротивление минимально и равно активному сопротивлению:
Вследствие этого входной ток при резонансе максимален и ограничен только активным сопротивлением контура I0 = U/Z0 = U/R. По максимуму тока можно обнаружить режим резонанса и это используется в технике при настройке резонансных контуров. В то же время возрастание тока может быть опасно для оборудования, в котором возникает резонанс напряжений.
2) В режиме резонанса напряжения на отдельных элементах контура составляют:
UR=RI0; UL=XLI0; UC =XCI0.
Из равенства следует, что UL=UC и входное напряжение контура U=UR+ j(UL−UC)=UR
становится равным напряжению на резистивном элементе. При этом индуктивное и ёмкостное сопротивления могут быть больше активного XL=XC ≫R. Тогда напряжения на реактивных элементах будут больше входного напряжения. Коэффициент усиления напряжения равен добротности контура
В радиотехнических устройствах добротность резонансного контура составляет 200…500. Эффект усиления напряжения в резонансном контуре широко используется в радиотехнике и автоматике, но в энергетических установках он, как правило, нежелателен, т.к. может вызывать крайне опасные перенапряжения.
При резонансе происходит периодический процесс обмена энергией между магнитным и электрическим полем, но суммарная энергия полей остаётся постоянной и определяется индуктивностью и ёмкостью контура. При этом источник питания поставляет в контур только энергию, идущую на покрытие тепловых потерь в резисторе, и совершенно не участвует в процессе её обмена между полями.
8. Понятие трёхфазной системы цепей, её достоинства.
Трёхфазные цепи являются основным видом электрических цепей, используемых при производстве, передаче и распределении электрической энергии. Они являются частным случаем симметричных многофазных цепей, под которыми понимают совокупность электрических цепей с источниками синусоидальных ЭДС, имеющими одинаковые амплитуды и частоты и смещёнными по фазе относительно друг друга на одинаковый угол.
Это связано с тем, что трёхфазная система является минимально возможной симметричной системой*, обеспечивающей:
- экономически эффективное производство, передачу и распределение электроэнергии;
- эффективное преобразование электрической энергии в механическую посредством машин с вращающимся магнитным полем;
- возможность использования потребителем двух различных напряжений питания без дополнительных преобразований.
9. Распределение фаз напряжений в трёхфазной системе, связь линейного и фазного напряжений.
Последовательность, в которой фазные ЭДС проходят через одинаковые состояния, например, через нулевые значения, называется порядком чередования фаз. В электрических сетях этот порядок жёстко соблюдается, т.к. его нарушение может привести к серьёзным экономическим последствиям и к угрозе жизни и здоровью людей. В отечественной литературе принято обозначать ЭДС источников индексами, соответствующими обозначению начал обмоток, т.е. A-B-C.
Пусть начальная фаза ЭДС eA равна нулю, тогда мгновенные значения ЭДС обмоток генератора равны:
Основным свойством симметрии многофазных систем является равенство нулю суммы мгновенных значений ЭДС, напряжений и токов, т.е.
eA+eB+eC=0 EA+EB+EC=0.
В несвязанной трёхфазной системе источники электрической энергии и нагрузка соединены шестью проводами и представляют собой три независимые электрические цепи. Очевидно, что такая система ничем не отличается от трёх однофазных цепей.
Если же обмотки генератора и нагрузки фаз соединить между собой, то образуется связанная трёхфазная цепь. На рисунке показана трёхфазная цепь, в которой фазы генератора и нагрузка соединены звездой. Узлы соединений обмоток генератора и фаз нагрузки называются нейтральными (нулевыми) точками или нейтралями (n, N ), а провод, соединяющий эти точки – нейтральным (нулевым) проводом. Проводники, соединяющие генератор и нагрузку, называются линейными проводами, а напряжения между линейными проводами - линейными напряжениями.
В связанной системе генератор и нагрузка соединены только четырьмя проводами и такая система называется четырёхпроводной.
Связать отдельные цепи можно также треугольником, но обмотки генераторов обычно соединяют звездой. Связь линейного напряжения и фазного напряжения:
в
10. Реле постоянного и переменного тока. Принцип действия электромагнитного реле.
Реле - электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей. Электромагнитные реле, благодаря простому принципу действия и высокой надежности, получили самое широкое применение в системах автоматики и в схемах защиты электроустановок.
Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле одинаково реагируют на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, а поляризованные реле реагируют на полярность управляющего сигнала. Конструкция реле переменного тока напоминает конструкцию реле постоянного тока, только сердечник и якорь изготавливаются из листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на гистерезис и вихревые токи.
11. Реле времени, назначение, классификация и принцип действия.
Реле времени – устройство, которое дает возможность коммутировать электрические цепи с установленным временным интервалом.
На производствах оно применяется для автоматизации процессов. В бытовых условиях реле времени используется для управления осветительными приборами.
Классификация реле времени производится по различным признакам. По исполнению, РВ может быть:
* моноблочным.
* встраиваемым.
* модульным.
Принцип работы механического РВ заключается в том, что поворот регулятора таймера воздействует на положение контактов, которые смыкаются или размыкаются, в результате чего происходит замыкание или размыкание электрической цепи, а потом в течение определенного времени контакты возвращаются в первоначальное положение.
12. Выпрямители переменного тока, назначение и принцип работы.
Выпрямители переменного тока – это схемы с использованием полупроводниковых элементов для преобразования питания переменного тока в однонаправленное питание постоянного тока.
Область применения выпрямителей:
-контактная сеть электрифицированного транспорта;
-электроприводы, работающие на постоянном токе;
-компьютерные блоки питания; -зарядные устройства для электронных приборов.
Простейшая схема выпрямителя состоит из диода, подключаемого между источником питания и нагрузкой. Работа схемы основана на свойстве диода проводить ток в одном направлении и не пропускать его в обратном. На выходе получается напряжение, складывающееся только из положительных полуволн, и, соответственно, выпрямленный ток. Если диод подключить в обратном направлении, сигнал сложится из отрицательных полуволн.
13. Стабилизаторы переменного тока, назначение и принцип работы
Стабилизатор предназначен для сглаживания пульсаций и поддержания неизменным в заданных пределах выходного постоянного напряжения при колебаниях входного напряжения (поступающего с фильтра). В состав типового стабилизатора переменного напряжения входят: преобразователь, управляемый элемент и регулирующий элемент. Преобразователь переменного напряжения выполняет те же функции, что и у вторичного источника постоянного напряжения. Отличие лишь в том, что преобразование переменного напряжения производится до уровня, достаточного для стабилизации выходного напряжения при низком (минимальном) входном напряжении: ~U0 преобр мин ≥ ~U0 стабил. ~U0 преобр мин ≥ ~U0 стабил.
14. Собственная и приместная проводимости полупроводников, донорные и акцепторные примеси.
Собственная проводимость полупроводников.
Собственным полупроводником или же полупроводником i-типа называется идеально химически чистый полупроводник с однородной кристаллической решёткой.
Дырки и свободные электроны, образующиеся в результате генерации носителей заряда, называются собственными носителями заряда, а проводимость полупроводника за счёт собственных носителей заряда называется собственной проводимостью проводника.
Примесная проводимость проводников.
Проводимость полупроводника существенно зависит не только от температуры, но и от различного рода примесей. В отличие от металлов примеси в полупроводниках увеличивают электропроводность. Так как у полупроводников i-типа проводимость существенно зависит от внешних условий, в полупроводниковых приборах применяются примесные полупроводники.
Если в полупроводник из кремния Si 4+ ввести пятивалентную примесь (например мышьяк As 5+ ) , то 4 валентных электрона восстанавливают ковалентные связи с атомами полупроводника, а пятый электрон остаётся свободным, а счёт этого концентрация свободных электронов будет превышать концентрацию дырок. Примесь, за счёт которой ni>pi, называется донорной примесью.
При введении в кремний Si4+ трёхвалентной примеси, например индия In3+, три её валентных электрона восстанавливают ковалентную связь с атомами полупроводника, а четвёртая ковалентная связь оказывается не восстановленной, т. е. имеет место дырка. В результате этого концентрация дырок будет больше концентрации электронов. Примесь, за счёт которой ni<pi, называется акцепторной примесью.
16) Диоды и транзисторы. Обозначение, классификация, область применения.
Полупроводниковым диодом называется устройство, состоящее из кристалла полупроводника, содержащее обычно один p-n переход и имеющее два вывода.
Классификация диодов:
- по конструкции: плоскостные диоды; точечные диоды; микросплавные диоды.
- по мощности: маломощные; средней мощности; мощные.
- по частоте: низкочастотные; высокочастотные; СВЧ.
- по функциональному назначению: выпрямительные диоды; импульсные диоды; стабилитроны; варикапы; светодиоды; тоннельные диоды и так далее.
Условное обозначение диодов подразделяется на два вида:
- маркировка диодов – цифровое и буквенное обозначение типа и характеристик диодов;
- условное графическое обозначение (УГО) – обозначение на принципиальных электрических схемах.
Маркировка диодов состоит из 4 обозначений (I II III IV).
Диод обладает односторонней проводимостью и если приложить к нему переменное напряжение, то он будет работать как выпрямитель переменного тока. Диоды, предназначенные для выпрямления токов высокой частоты, обычно применяются в детекторах. Выпрямительные диоды, делаются плоскостными для уменьшения плотности тока через р – n переход. Там, где необходимо уменьшить паразитную емкость перехода, применяют детекторы точечной конструкции.
Транзистором называется полупроводниковый прибор, имеющий не менее трёх выводов и способный усиливать, генерировать и преобразовывать электрические сигналы.
Классификация транзисторов:
- по материалу полупроводника – обычно германиевые или кремниевые;
- по типу проводимости областей (только биполярные транзисторы) – с прямой проводимостью (p-n-p – структура) или с обратной проводимостью (n-p-n – структура);
- по принципу действия – биполярные и полевые (униполярные);
- по частотным свойствам – НЧ (<3 МГц), СрЧ (3÷30 МГц), ВЧ и СВЧ (>30
- по мощности – маломощные транзисторы ММ (<0,3 Вт), средней мощности СрМ (0,3÷3Вт), мощные (>3 Вт).
Маркировка:Г Т - 313 А
К П - 103 Л
I II - III IV
I – материал полупроводника: Г – германий, К – кремний.
II – тип транзистора по принципу действия: Т – биполярные, П – полевые.
III – три или четыре цифры – группа транзисторов по электрическим параметрам.
Первая цифра показывает частотные свойства и мощность транзистора.
IV – модификация транзистора в 3-й группе.
17) Понятие о радиопередающих устройствах (РПУ). Назначение, состав и классификация РПУ.
Радиопередающее устройство (РПУ) предназначено для создания высокочастотных колебаний и управления ими по заданному закону. Оно является составной частью многих радиотехнических систем, используемых для радиосвязи, радиолокации, радионавигации, телевидения, радиоуправления и др.
Основными элементами радиопередающего устройства являются генератор высокой частоты, модулятор, источник питания.
Генератор высокой частоты преобразует энергию источника питания в энергию колебаний СВЧ, которые с помощью антенны излучаются в пространство в виде электромагнитных волн.
Модулятор формирует заданный (определённый) закон колебаний СВЧ, выработанными генератором. Источник питания обеспечивает генератор и модулятор питающими напряжениями.
Современные радиолокационные передатчики по схеме построения делятся на две группы: РПУ с одним автогенератором (однокаскадные) и многокаскадной высокочастотной частью (многокаскадные).
18) Принцип работы ламповых автогенераторов, условие баланса фаз и условие баланса амплитуд.
Под автогенератором понимается первичный источник электрических колебаний высокой частоты. В автогенераторе периодические колебания создаются без подачи извне возбуждающего напряжения. Частота и амплитуда генерируемых колебании определяются его собственными параметрами. Основными автогенераторами являются: - ламповые триоды в метровом и дециметровом (нижней частотной части) диапазонах СВЧ;
- магнетроны и лампы бегущей волны в дециметровом (верхней частотной части) и сантиметровом диапазонах СВЧ.
В ламповом автогенераторе возбуждение и поддержание колебаний происходят за счет подачи на сетку лампы небольшой энергии колебаний из анодного контура с цепью сетки. Частота колебаний автогенератора определяется параметрами колебательной системы.
19) Колебательные системы автогенераторов.
Получить колебания даже в метровом диапазоне волн с помощью обычных колебательных систем с сосредоточенными параметрами невозможно, так как величины индуктивностей и ёмкостей должны быть очень малыми. Поэтому колебательные системы на СВЧ образуют отрезками короткозамкнутых длинных линий и некоторой ёмкостью (метровые, дециметровые волны) или же объёмными резонаторами (сантиметровые волны). Используются лампы с дисковыми выводами (металлокерамические или металлостеклянные).
Отрезки «длинных линии» колебательной системы автогенератора образованы тремя концентрически расположенными цилиндрами разного диаметра. Анодно-сеточный контур образуется из внутренней поверхности анодной и внешней поверхности сеточной трубы в сочетании с междуэлектродной емкостью анод – сетка лампы. Внутренняя поверхность сеточной и внешняя поверхность катодной труб в сочетании с емкостью сетка–катод лампы образуют сеточно-катодный контур.
Связь между контурами осуществляется через емкость анод–катод лампы. Для увеличения емкости обратной связи к анодной трубе прикрепляется штырь, проходящий через сеточную трубу в сеточно-катодный контур.
Для осуществления автоматической подстройки частоты автогенератора в анодно-сеточный контур вводят дополнительную индуктивность – пластинку АПЧ.
Условие баланса фаз в генераторе выполняется настройкой контура так, чтобы на генерируемой частоте анодно-сеточный контур был эквивалентен индуктивности, а сеточно-катодный контур – емкости.
Настройка контуров производится с помощью закорачивающих плунжерных поршней путем изменения длины коаксиальной линии. Отвод колебательной мощности из анодно-сеточного контура в антенну производится петлей связи.
20) Магнетрон, назначение, состав и принцип работы.
Магнетрон – это мощный электронный прибор, генерирующий электромагнитные волны СВЧ при взаимодействии потока электронов с электрической составляющей поля СВЧ в пространстве, где постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрическому полю.
Многорезонаторный магнетрон является широко распространенным генератором колебаний в сантиметровом диапазоне волн как в радиолокации, так и в других областях техники.В настоящее время мощность импульсных магнетронов достигает нескольких десятков мегаватт при достаточно высоком КПД (50÷60%). Устройство многорезонаторного магнетрона упрощенно изображено на Рис.:
Многорезонаторный магнетрон:
а – устройство магнетрона; б, в, г – формы резонаторов блока магнетрона
(цилиндрическо-щелевые, щелевые, лопаточные)
В центре магнетрона расположен массивный катод 1, который окружен цилиндрическим анодным блоком 2 с отверстиями – объемными резонаторами 3. Число резонаторов всегда четное, а форма их может быть различной (Рис. б, в, г).
Высокочастотная энергия выводится из магнетрона с помощью петли связи 4, помещаемой в одном из резонаторов, или щели, переходящей в волноводный выход. Выводы от нити накала 5 и петли связи 4 проходят через стеклянные перегородки, обеспечивающие сохранение вакуума внутри магнетрона. Магнетрон помещается между полюсами постоянного магнита или электромагнита. Силовые линии магнитного поля проходят параллельно оси катода.
Для лучшего охлаждения наружная поверхность анодного блока делается ребристой. Анод магнетрона заземляется, а к катоду подводится большое отрицательное напряжение.
Работа многорезонаторного магнетрона основана на взаимодействии вращающегося электронного потока с переменным электрическим полем резонаторов, в результате которого электронный поток тормозится и отдает энергию резонаторам, поддерживая в них незатухающие колебания.
Электроны, вылетевшие из катода, под воздействием магнитного поля постоянного магнита образуют вращающийся электронный поток (рис. а). Под влиянием постоянного электрического поля, обусловленного напряжением источника анодного питания, электроны движутся в сторону анода по прямой 1, Магнитное поле искривляет траекторию их движения (кривая 2). Искривление, траектории электронов тем больше, чем больше напряженность магнитного поля.
21) Лампа бегущей волны, назначение, состав и принцип работы.
Лампа бегущей волны (ЛБВ) – электровакуумный прибор, в котором для генерирования и (или) усиления электромагнитных колебаний СВЧ используется взаимодействие бегущей электромагнитной волны и электронного потока, движущихся в одном направлении.
Основной способ повысить усиление сигналов сантиметрового диапазона в электронных приборах состоит в том, чтобы увеличить время взаимодействия усиливаемого поля с пролетающими через него электронами. Этот способ используется в усилителе, называемом лампой бегущей волны (ЛБВ). ЛБВ содержит электронный прожектор(1), создающий равномерный электронный поток, подводящий (2) и отводящий(3) волноводы (коаксиальные разъёмы) и замедляющую систему(4).
Усиливаемое электромагнитное поле и электронный поток движутся вместе вдоль замедляющей системы лампы. Для того, чтобы усиливаемое поле и электронный поток двигались вместе, необходимо приблизительно уравнять их скорости. С этой целью фазовую скорость распространения радиоволн вдоль лампы замедляют с помощью спирали, расположенной внутри баллона. Электромагнитные колебания распространяются вдоль проводников этой спирали. Шаг спирали и длина витка подбираются так, чтобы получить нужное значение фазовой скорости перемещения поля вдоль оси спирали.
Характер взаимодействия между полем и потоком электронов зависит от соотношения между фазовой скоростью волны VФ и скоростью электронов Vэ. Пусть D будет средний диаметр спирали, a L – ее шаг, тогда фазовая скорость радиоволны:
VФ = с L/πD
В результате усиливаемое электромагнитное поле и электронный поток взаимодействуют в течение длительного времени. Первоначально усиливаемое поле, воздействуя на электроны, ускоряет одни из них и замедляет другие. В следствие различия скоростей, происходит глубокая группировка электронов в сгустки даже при слабом входном сигнале.
Взаимодействие электронного потока с электромагнитным полем:
а – на входе ЛБВ, б – середине замедляющей системы, в – на выходе ЛБВ.
Условием передачи кинетической энергии электрона электромагнитному полю является торможение его этим полем. Поэтому на электродах (аноде и ускоряющем электроде прожектора) подбирается такие напряжения, чтобы сформированный сгусток электронов у выходного (отводящего) волновода оказался в
22. Средство измерения и их Погрешности
Средство измерения - это техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства.
Технические устройства, предназначенные для обнаружения (индикации) физических свойств, называются индикаторами (стрелка компаса, лакмусовая бумага). С помощью индикаторов устанавливается только наличие измеряемой физической величины интересующего нас свойства материи.
По метрологическому назначению средства измерений делятся на образцовые и рабочие.
Образцовые предназначены для поверки по ним других средств измерений как рабочих, так и образцовых менее высокой точности.
Рабочие средства измерений предназначены для измерения размеров величин, необходимых в разнообразной деятельности человека.
Сущность разделения средств измерений на образцовые и рабочие состоит не в конструкции и не в точности, а в их назначении.
К средствам измерения относятся:
1. Меры, предназначеные для воспроизведения физической величины заданного размера. Различают однозначные и многозначные меры, а также наборы мер (гири, кварцевые генераторы и т. п.). Меры, воспроизводящие физические величины одного размера, называются однозначными. Многозначные меры могут воспроизводить ряд размеров физической величины, часто даже непрерывно заполняющих некоторый промежуток между определенными границами. Наиболее распространенными многозначными мерами являются миллиметровая линейка, вариометр и конденсатор переменной емкости.
К однозначным мерам относятся также образцы и образцовые вещества. В зависимости от погрешности аттестации меры подразделяются на разряды (меры 1, 2-го и т. д. разрядов), а погрешность мер является основой их деления на классы.
2. Измерительные преобразователи - это средства измерений, перерабатывающие измерительную информацию в форму, удобную для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и обработки, но, как правило, не доступную для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные усилители и др.).
3. Измерительные приборы относятся к средствам измерений, предназначенным для получения измерительной информации о величине, подлежащей измерению, в форме, удобной для восприятия наблюдателем.
К приборам прямого действия относится большинство манометров, термометров, амперметров, вольтметров и т. д.
По способу отсчета значений измеряемых величин приборы подразделяются на показывающие, в том числе аналоговые и цифровые, и на регистрирующие.
По способу записи измеряемой величины регистрирующие приборы делятся на самопишущие и печатающие.
4. Вспомогательные средства измерений. К этой группе относятся средства измерений величин, влияющих на метрологические свойства другого средства измерений при его применении или поверке.
5. Измерительные установки. Для измерения какой-либо величины или одновременно нескольких величин иногда бывает недостаточно одного измерительного прибора. В этих случаях создают целые комплексы расположенных в одном месте и функционально объединенных друг с другом средств измерений (мер, преобразователей, измерительных приборов и вспомогательных средств), предназначенных для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.
6. Измерительные системы - это средства и устройства, территори-ально разобщённые и соединённые каналами связи. Информация может быть представлена в форме, удобной как для непосредственного восприятия, так и для автоматической обработки, передачи и использования в автоматизированных системах управления.
Погрешность СИ – разность между показанием СИ Xп и истинным (действительным) значением измеряемой величины Q.
Показание СИ – это значение величины или число на показывающем устройстве СИ.
Абсолютная погрешность СИ – это погрешность СИ, выраженная в единицах измеряемой физической величины. Математически - это разность между показанием измерительного прибора Xп и истинным значением измеряемой им величины Q:
Абсолютные погрешности, не зависящие от измеряемой величины, называются аддитивными, а зависящие от измеряемой величины – мультипликативными.
Относительная погрешность СИ – это отношение абсолютной погрешности СИ к истинному (действительному) значению измеряемой величины.
Приведенная погрешность СИ определяется как отношение абсолютной погрешности СИ к условно принятому значению XN величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона, называемую нормирующим значением. Ее обычно выражают в процентах.
Нормирующее значение XN – это условно принятое значение, которое может быть равным верхнему пределу измерений, диапазону измерений, длине шкалы и др.
Погрешность СИ, применяемого в нормальных условиях, называется основной погрешностью СИ.
Составляющая погрешности СИ, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или выхода ее за пределы нормальной области значений, называется дополнительной погрешностью СИ.
23. Щитовые приборы и правила пользования ими
Щитовые приборы - это измерительные приборы, конструкция которого позволяет укреплять его на диспетчерских щитах, пультах управления, контрольных стойках, шкафах электротехнических установок и т.д. Как правило, щитовые приборы. имеют низкий класс точности (обычно 1,0—5).
Щитовой прибор используют для показания, регистрации измеряемых величин. Ш.п бывают аналоговые и цифровые.
Щитовые приборы для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов:
- магнитоэлектрической системы с выпрямителем;
- электромагнитной системы.
Щитовые приборы измеряют:
Амперметры - для измерений сил тока.
Варметры - для измерений реактивной электрической мощности.
Ваттметр - для измерений мощности электрического тока.
Вольтметры - для измерений напряжения или ЭДС в электрических цепях.
Вольтамперметр - для измерения силы тока и напряжения в электрических цепях.
Омметры - для измерения сопротивления изоляции сетей.
Преобразователи - для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал.
Синхроноскоп - для обеспечения равенства напряжений частот и совпадения напряжений по фазе.
Фазометры - для измерения углов сдвига фаз между двумя изменяющимися периодически электрическими колебаниями.
Частотомеры - для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.
К работам по обслуживанию и эксплуатации приборов допускаются лица, ознакомленные с правилами техники безопасности, имеющие допуск для работы с электроустановками напряжением до 1000 В и изучившие настоящее руководство по эксплуатации.
6.2 При работе с приборами необходимо пользоваться только исправным инструментом и оборудованием.
6.3 Запрещается: - эксплуатировать приборы в режимах, отличающихся от указанных в настоящем руководстве; - производить внешние соединения, не сняв все напряжения, подаваемые на прибор; - производить замену радиоэлементов при включенном напряжении питания прибора. 6.4 При подключении питающего напряжения требуется соблюдать полярность подводящих проводов.
ВНИМАНИЕ! Не рекомендуется использование одного источника питания для нескольких приборов без гальванической развязки в виду возможного взаимного влияния входных сигналов через цепь питания, увеличения основной погрешности, а также возможного выхода прибора из строя.
24. Содержание позиции РЭТ в противопожарном отношении
территория позиций радиоэлектронной техники должна быть постоянно очищена от горючего мусора и сухой травы, кабельные линии надежно укрыты от внешнего источника огня, электростанции в прицепах удалены от аппаратных прицепов на расстояние 20-25 м, размещение и устройство укрытий (капониров) должны обеспечивать быструю эвакуацию техники при пожаре, на позициях должны быть оборудованы пожарные щиты;
прицепы (кабины, кузова, автомобильные базовые шасси) образцов радиоэлектронной техники должны быть постоянно укомплектованы исправными штатными средствами пожаротушения;
эксплуатация штатных огнетушителей образцов техники должна быть организована в соответствии с Инструкциями, придаваемыми к ним, каждый огнетушитель должен иметь паспорт, маховички и предохранительные клапаны огнетушителей должны быть опломбированы;
контрольная проверка (взвешивание) углекислотных огнетушителей должна проводиться не реже одного раза в год или при повреждениях пломб, данные массы заряда должны записываться в паспорт или на специальную бирку, при утечке углекислоты на 10% и более от номинальной массы заряда огнетушители должны сдаваться для подзарядки или перезарядки;
корпуса углекислотных огнетушителей должны подвергаться испытаниям не реже одного раза в пять лет, эксплуатация огнетушителей с просроченными сроками службы баллонов не допускается;
углекислотные огнетушители, размещенные вне кабин, прицепов и зданий, должны быть защищены от атмосферных осадков и солнечных лучей;
огнетушители не реже одного раза в неделю должны быть осмотрены, при осмотре проверяются исправность корпусов и арматуры, целостность пломб, надежность подвески огнетушителя, наличие к ним свободного доступа;
курение разрешается только в специальных оборудованных местах на позициях образцов радиоэлектронной техники;
разлитое топливо и масло вблизи прицепов электроустановок должны немедленно убираться с помощью песка, использованный песок должен собираться и удаляться с позиций образцов техники;
топливо, смазочные материалы, краски, растворители, гидравлические жидкости и другие легковоспламеняющиеся материалы должны храниться на безопасном удалении от техники в специально отведенных и оборудованных местах;
отработанная ветошь и другие отработанные обтирочные материалы должны складываться в металлические ящики (закопанные металлические бочки) с плотно закрывающимися крышками вблизи прицепов (кабин) техники и удаляться из ящиков и позиций по окончании работ;
в каждом прицепе с электроустановками помимо штатных средств пожаротушения должны находиться 3‑4 бумажных (матерчатых) мешочка, пропитанных раствором поваренной соли, с 2‑3 кг сухого просеянного песка в каждом;
при маскировке техники необходимо принять меры, исключающие воспламенение маскировочных средств от выхлопных систем работающих электроустановок;
при пожаре в аппаратных прицепах (кабинах) образцов техники необходимо прежде всего выключить аппаратуру и снять напряжение с прицепов (кабин) и приступить к тушению пожара с использованием штатных средств пожаротушения и инвентаря пожарных щитов, предварительно доложив оперативному дежурному (дежурному по пункту управления) подразделения;
при пожаре на электроустановках необходимо заглушить двигатель, перекрыть подачу топлива, если это возможно, и приступить к тушению огня огнетушителями, песком, асбестовыми покрывалами, предварительно доложив старшему дежурной смены расчета.
Запрещается:
использование штатных средств пожаротушения и инвентаря пожарных щитов для хозяйственных нужд;
разведение огня на территории позиций образцов техники ближе 50 м от прицепов (кабин);
курение в прицепах (кабинах) образцов техники и использование нештатной бытовой техники с целью обогрева и освещения;
эксплуатация электроустановок с подтеканием топлива и масла, неисправными выхлопными системами, электрооборудованием;
применение для подогрева двигателей открытого огня, паяльных ламп;
эксплуатация аккумуляторных батарей с открытыми крышками;
хранение смазочных и легковоспламеняемых материалов в прицепах (кабинах) образцов техники;
протирка аппаратуры, полов, кузовов прицепов (кабин) горючими и смазочными материалами;
использование при работах в прицепах (кабинах) осветительных ламп без предохранительных колпаков (сеток);
загромождать позиции образцов техники деревянными ящиками, тарой и другими легковоспламеняющимися материалами.
25. Эффективная площадь рассеяния (ЭПР), её понятие и характеристика, зависимость ЭПР от диапазона волн.
Основной радиолокационной характеристикой объекта (цели) является эффективная площадь
рассеяния (ЭПР) радиоволн σц, определяемая исключительно конкретной геометрией и материалами поверхности объекта локации. Под ЭПР объекта понимают такую поверхность идеализированного объекта, которая равномерно рассеивает всю падающую на него электромагнитную энергию, создавая в точке приема такую же плотность потока отраженной энергии, как и реальная цепь. ЭПР цели измеряется в м2.
Величина ЭПР σц каждой конкретной цели является меняющейся и случайной для наблюдателя величиной, зависящей от результата интерференции радиоволн, отраженных доминирующими отражателями цели «блестящими» точками. Значение ЭПР σц зависит от ракурса θц цели относительно РЛС, длины электромагнитной волны λ РЛС, количества и взаимного расположения «блестящих» точек и их вклада в суммарный эхо-сигнал.
Противник стремится уменьшить ЭПР своих СВН. Это достигается как сопутствующий эффект при совершенствовании аэродинамической формы ЛА, уменьшении их размеров (до единиц метров для крылатых ракет и беспилотных летательных аппаратов – БПЛА) и устранении элементов внешней подвески. При этом уменьшается видимое сечение ЛА, увеличивается доля «зеркального» отражения и уменьшается обратное (в сторону однопозиционной РЛС) рассеяние радиоволн. Пик «зеркального» обратного отражения при положении ЛА «бортом к РЛС» может быть большим, но вероятность такого ракурса цели очень мала и в целом величина σц уменьшается. Указанные эффекты сильно проявляются в сантиметровом диапазоне и практически несущественны в метровом.
26. Полярная система координат. Основные характеристики этой системы.
Полярная система координат – двухмерная система координат, в которой каждая точка на плоскости однозначно определяется двумя числами – полярным (азимутальным) углом и дальностью от центра (начала координат) до этой точки.
Начало координат – для РЛС началом координат принимается точка стояния антенной системы РЛС.
Точка местоположения объекта локации – местоположение центра объекта (его центра масс).
Наклонная дальность – расстояние по прямой между точкой стояния РЛС и точкой местоположения объекта локации.
Угол места (ε) – это угол между направлением на заданную точку и её проекцией на горизонтальную плоскость. Горизонтальная плоскость является касательной к земной поверхности (сфере Земли) в точке стояния антенной системы РЛС.
Азимутальный угол (β) – это угол, измеряемый по часовой стрелке в горизонтальной плоскости между направлением на Север и проекцией направления на заданную точку.
Горизонтальная дальность – расстояние по прямой между точками стояния РЛС и проекцией местоположения объекта локации на горизонтальную плоскость. Связь горизонтальной и наклонной дальностями определяется выражением: Dг= Dн cos ε.
27. Обнаружение целей
Обнаружение «целей» означает принятие решения о наличии «цели» в зоне видимости РЛС.
Ввиду случайного характера результатов радиолокационного обнаружения – сигналы от целей обнаруживаются на фоне случайных помех, возможны 4 события:
Д – условная вероятность правильного обнаружения;
Д – условная вероятность пропуска цели;
F– условная вероятность ложной тревоги;
F–условная вероятность правильного не обнаружения.
При этом:
Д + Д = 1
F + F = 1
Очевидно, нужно стремиться, что бы:
Д → 1, Д → 0, F → 0, F → 1
После принятия решения об обнаружении целей необходимо получить о них остальную информацию.
29. Понятие разрешающей способностью РЛС по координатам.
Разрешающая способность РЛС — это минимально возможное смещение цели относительно другой цели по соответствующей координате (при одинаковых значениях всех других координат), при котором возможно раздельное их наблюдение и измерение координат и параметров движения.
30. Опознавание и распознавание целей.
Распознавание целей – это получение радиолокационных характеристик различных объектов, выбор информативных и устойчивых признаков и принятие решения о принадлежности этих объектов к тому или иному классу (типу).
Опознавание - определение гос принадлежности
31. Физические основы радиолокации: принципы диффузионного отражения электромагнитных волн (ЭМВ), постоянства скорости и прямолинейности распространения ЭМВ, направленности излучения ЭМВ, связи технических параметров РЛС с внешней средой.
1. Принцип диффузного отражения электромагнитных (ЭМ) волн от неоднородностей в среде распространения.
2. Принцип постоянства скорости распространения ЭМ волн в однородной среде.
3. Принцип прямолинейности рассмотрения ЭМ волн в однородной среде.
4. Принцип направленности излучения электромагнитной энергии в направлении на объект радиолокации.
5. Принцип связи технических характеристик и параметров РЛС с параметрами внешней среды и характеристиками целей.
Первый принцип отражает безусловную возможность обнаружения неоднородностей (целей) в пространстве.
Второй принцип отражает принципиальную возможность измерения дальности до объекта по измерению времени запаздывания сигнала, отраженного от цели относительно времени излучения зондирующего сигнала РЛС: DН = сtЗ/2.
Третий и четвертый принципы отражают принципиальную возможности измерения направления на объект (угловых координат объекта).
Четвертый принцип отражает тот факт, что отмеченные выше возможности обнаружения и измерения координат объектов радиолокационным методом в значительной степени связаны с особенностями самих объектов, их пространственным расположением, а также зависит от параметров внешней среды.
Пятый принцип подчеркивает, что техническая реализация необходимых параметрами РЛС зависят условий, в каких планируется использование РЛС, и от технических характеристик СВН противника и тактики их применения, их возможным воплощением, которое зависит от условий научно-технических разработок проблемы, финансово-экономических и технико-технологических возможностей страны.
32. Понятие активной локации с пассивным ответом.
Зондирующее излучение в пространство в радиолокации становится радиолокационным сигналами лишь после взаимодействия с объектами локации (целями). При этом объекты локации (цели) играют активную или пассивную роль. Отсюда происходит следующая классификация методов радиолокации по способу образования радиолокационных сигналов.
При активной радиолокации ( а) радиоволны, излучаемые антенной передающего устройства РЛС, фокусируются и направляются на цель. Приемное устройство той же РЛС принимает отраженные волны и преобразует их так, что бы извлечь содержащуюся в отраженном сигнале информацию: наличие цели, ее дальность, направление, скорость и др. Этот метод радиолокации называется активным потому, что предусматривает облучение цели антенной РЛС.
Активная радиолокация в отличие от пассивной позволяет определять все координаты цели (не только направление на нее).
33. Понятие активной локации с активным ответом
При активной радиолокации с активным ответом запросный и ответный сигналы кодируются, чтобы по коду можно было определить государственную принадлежность цели («свой – чужой») и получить дополнительную информацию. Важное преимущество систем с активным ответом – выигрыш в дальности действия, обусловленный значительно большей мощностью ответного сигнала по сравнению с отраженным от цели. Однако ответную аппаратуру можно установить только на «своем» объекте. Поэтому наибольшее применение получила активная радиолокация по пассивным целям (Рис. а), которую для краткости будем называть активной.
Таким образом, по принципам образования радиолокационных сигналов методы радиолокации разделяются на активные, полуактивные и пассивные.
34. Понятие пассивной локации
При пассивной радиолокации (в) сама цель является источником электромагнитного излучения, а РЛС выполняет функции приемного устройства, предназначенного для определения направления на этот источник. Собственное излучение создается нагретыми частями объекта, ионизированной средой, окружающей объект, и, наконец, радиопередающим устройством, которое может оказаться на данном объекте.
35. Понятие полуактивной локации
Разнесенная радиолокационная система – разновидность радиолокации по пассивным целям (г). Ее характерная черта: передающее и приемное устройства разнесены на значительное расстояние. На Рис. г показана функциональная схема разнесенной системы активной радиолокации, в которой передающее устройство принадлежит наземной станции, а приемные устройства – управляемому снаряду. Одно из них (I) предназначено для приема отраженных от цели сигналов, а другое (II) – для приема от передатчика опорных сигналов. Выходное устройство, используя эти сигналы, вырабатывает команды наведения снаряда на цель. Возможна разнесенная система пассивной радиолокации, где цель не облучается со стороны РЛС, а наоборот, сама излучает волны с помощью имеющегося на ней специального передатчика – специального маяка. РЛС при этом только принимает и обрабатывает эти сигналы. Как видно, в обоих вариантах системы та ее часть, где производятся радиолокационные измерения, в облучении цели не участвует. Поэтому разнесенную систему относят к полуактивной радиолокации.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 758; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!