|
| |
|
Слаботочка Книги Чувствительность трубки обратно пропорциональна напряжению на втором аноде (/az. поскольку с увеличением Ugz скорость электронов возрастает и время пребывания их под действием напряжений Uy уменьшается. Для получения неискаженного изображения чувствительность труб* ки не должна зависеть от напряжения развертки. Поэтому средний потенциал Х-пластин устанавливают постоянным и равным или близким напряжению на втором аноде, что требует симметричного питания и симметричных пилообразных напряжений развертки Uxi и Ыжг Анодное напряжение 6/ai (сотни вольт) снимается с R5, R6 и регулируется потенциометром R6 ( фокус ); Uaz (единицы киловольт) снимается с R5, R6, R7, R8. Аквадагу (Акв), предназначенному для улавливания вторичных электронов, выбиваемых из люминофора экрана, сообщают, как показано на схеме, потенциал второго анода. Напряжение, приходящееся на резисторы R8, R9, подводится к потенциометрам R10, R11, механически связанным движками; эти потенциометры предназначены для смещения луча по горизонтали. Движок от R11 через резистор R1 соединен с пластиной X/, а движок от R10 через R2- с пластиной Х2. Когда поворотом оси потенциометров движки смещаются вправо, то потенциал пластины X/ понижается, а Х2 - повышается, электронный пучок приближается к пластине Хг, при обратном движении оси - к пластине Xt, но в обоих случаях средний потенциал остается неизменным. Таким же этот потенциал будет во время развертки, так как напряжения развертки ui, жг симметричные - они численно равны и противоположны по знаку. В исходном положении луч должен быть примерно у. края экрана, тогда можно полнее использовать диаметр экрана. 33.2. Основные каскады индикатора. Кроме ЭЛТ, индикатор содержит канал, развертки, генератор масштабных - импульсов, каскад формирования импульсов подсвета и усилитель видеосигналов (рис. 6.2). Остроконечные синхронизирующие импульсы с в с периодом следования Тс запускают расширитель импульсов. Обычно это ждущий мультивибратор, формирующий прямоугольные импульсы Мрш, длительность которых Гдз; равна или больше времени запаздывания сигналов в данном диапазоне дальности РЛС. Именно в этом интервале времени нужно осуществить прямой ход развертки, подсвет экрана трубки и калибровку шкалы дальности индикатора. Вот почему всеми перечисленными схемами управляет расширитель импульсов. Принципиально для подсвета трубки достаточно импульсов расширителя, которые при отрицательной полярности подаются на катод, а при положительной - на управляющий электрод. Но часто вводят специальный формирующий каскад, который наряду с усилением импульсов подсвета устраняет связь между расширителем и ЭЛТ. Генератор напря5кения развертки создает пилообразные импульсы, которые усиливаются по напряжению и преобразуются в два симметричных напряжения ui, Ux2, нарастающие во время прямого хода Tax и быстро спадающие во время обратного хода Tqx развертки. 136 Усилитель напряжения развертки связан с отклоняющими пластинами XI, Х2 переходными цепями С/, R1 и С2, R2. Во время прямого хода конденсаторы цепей заряжаются токами, замыкающимися по контурам: 1) корпус, R8, R11, R1, С1, участок ао выхода усилителя и 2) участок оЬ выхода усилителя, С2, R2, RIO, R9, корпус. При обратном ходе развертки Tqx и в стадии покоя Гц конденсаторы С1, С2 разряжаются в обратных направлениях, но на конденсаторах остается постоянная составляющая импульсов развертки. За счет этого изменяется напряжение смещения на Х-пластинах относительно установленного потенциометром R11, R10. Но самое главное, что переключение на другой диапазон дальности и нестабильность источников питания приводят к изменению постоянной составляющей напряжений развертки, а от нее зависит исходное положение светового пятна. Это устраняется фиксирующими диодами Д1, Д2, которые, отпираясь при разряде конденсаторов С1, С2, шунтируют собой большие сопротивления R1, R2 и тем самым обеспечивают столь быстрый разряд, что начальное напряжение на горизонтально отклоняющих пластинах определяется только сдвоенным потенциометром R11, R10 и начало развертки всегда соответствует нулю шкалы дальности. Видеоимпульсы и, поступающие с выхода приемника, подвергаются усилению и затем подаются на пластину Y2. Сочетание прямолинейной развертки дальности с амплитудной отметкой дает изображение на экране ЭЛТ в виде шумовой дорожки, на фоне которой видны всплески от зондирующего импульса О и импульсов целей 1, 2, ... Простейший способ отсчета дальности - по механической шкале, образуемой рисками, которые наносятся механическим путем на светофильтр, вплотную прилегающий к экрану трубки. В случае необходимости механическая шкала калибруется масштабными калибрацион-ными импульсами с периодом следования Т, удобным для калибровки. Генератор масштабных импульсов управляется импульсами расширителя и на время калибровки подключается к пластине Y1 ключом 4Кл). К этой же пластине постоянно подводится регулируемое напряжение смещения по вертикали (на рис. 6.2 не показано). Изображение на экране индикатора, представленное на рисунке, соответствует положению импульсов видеосигналов и масштабных меток м на временных диаграммах. § 34. Индикаторы дальности с кольцевой равномерной разверткой (типа /) В индикаторах типа J развертка дальности имеет форму окружности радиуса R (рис. 6.3, а). При равномерном вращении светового пятна с угловой скоростью й = 2лР проекции пятна на оси хну соответственно равны х = RsinQt-=- R sin 2nFt; у RcosQt = R cos 2nFt. - Разделив x a у ш соответствующие чувствительности трубки Ac, hy, получим мгновенные значения напряжений, которые должны быть приложены к горизонтально и вертикально отклоняющим пластинам: Ux = x/h - (R/hx) sin 2nFt=- Um sin2nFt, Uy = ylhy - {Rlhy) cos 2nFt = sin {2nFt n/2), T. e. для получения равномерной кольцевой развертки к Х- и 7-пла-стинам должны быть приложены синусоидальные напряжения одинаковой частоты, сдвинутые по фазе на 90° и имеющие амплитуды Uxm= = R/hx и Uym == R/hy. Поскольку обе пары отклоняющих пластин используются для получения развертки, нужен доповнительный электрод для образования амплитудной отметки сигналов. Этот электрод, называемый централь- Шкала отсчета дальности Лииая развертки 
 RmSlt й 6 f Рис. 6.3. ЭЛТ индикатора дальности с равномерной кольцевой разверткой. 6Ш, проходит через центр экрана (рис. 6.3, б), и при появлении на нем отрицательных видеоимпульсов световое пятно совершает радиальные выбросы 1, 2 от центра (рис. 6.3, в). Пусть отметка 1 зондирующего импульса совпадает с нулем шкалы. Тогда отметка 2 цели с дальностью Д окажется повернутой от начального радиуса на угол Шд, где /д = 2Д/с- время запаздывания отраженного сигнала. Если этот угол, выраженный в радианах, умножить на радиус развертки R, то получим длину линии развертки от ее начала до отметки цели / = QtR = 2nF-2JXR/c=- AnFRJUc. Отсюда находим масштаб дальности = ил = 4л/?/с [мм/км]. (6.6) Как видно из формулы, шкала, дальности получается равномерной, но нестабильность частоты развертки F может вызвать изменение масштаба /Ид во времени. На практике этого легко избегают: так как на-, пряжение генератора развертки синусоидальное, то возможна эффективная стабилизация частоты F с помощью кварцевого генератора. Нужно предусмотреть еще стабильность нуля шкалы: для этого частоту развертки F устанавливают равной или в целое число п большей частоты следования импульсов Fc- При п Ф 1 нужно подсвечивать трубку не весь период - \IFc, а Только его п-ю часть, которая соответствует измеряемому диапазону дальности. Схема получения напряжений кольцевой развертки и соответствующая векторная диаграмма показаны на рис. 6.4, а, б. На контуре Lj, С1 кварцевого автогенератора синусоидальных колебаний имеется напряжение Ux, которое вызывает с отставанием по фазе на 90 ток /ц в индуктивности L1. Этим током наводится э. д. с. g в индуктивности L2 с дополнительным отставанием по фазе на 90°. Вторичный контур L2, С2, R настроен в резонанс с генератором, благодаря чему э. д. с. Ia и ток в контуре 1 синфазны. Токи /i и /а, в свою очередь, наводят э. д. с. в катушках связи L3, L4, с которых снимаются напряжения развертки Ux и Uy на Х- и К-пластины трубки. Очевидно, что сдвиг по фазе между напряжениями Ux и Uy такой же, как между вызвавшими их токами /j, /2, т. е. 90°.  Рис. 6.4. Принципиальная схема получения кольцевой развертки (а) и векторная диаграмма напряжений и токов в схеме (б). Регулировка каскада осуществляется таким образом: - конденсатором С2 вторичный контур настраивается в резонанс и тем самым устанавливается требуемый сдвиг по фазе (90°) между напряжениями Ux, Uy-, - потенциометром R изменяется затухание вторичного контура, чтобы напряжение Uy соответствовало напряжению Ux по амплитуде (hUxm = hyUym = R); - конденсатором CI настраивается в резонанс первичный контур, а это совместно с подбором режима автогенератора определяет амплитуды Uxm и Uym, от которых зависит значение радиуса развертки R. Характерно, что в индикаторе с кольцевой разверткой: а) отсутствуют обратный ход луча и связанные с этим ограничения максимума измеряемой дальности; б) при м = 1 не требуется схемы формирования импульсов подсвета; в) малейшее нарушение фазовых или амплитудных соотношений между отклоняющими напряжениями- Uy. и щ вызывает эллиптичность развертки, которая легко обнаруживается на глаз и устраняется. § 35. Влияние индикаторов дальности на тактические показатели РЛС 35.1. Влияние индикатора на дальность обнаружения связано с происходящим в нем последетекторныминтегрированием. Индикатор РЛС, как отмечалось, несовершенный интегратор по сравнению с когерентным. 35.2. Индикатор ухудшает разрешающую способность РЛС по дальности ДДмин вследствие несовершенства фокусировки светового пятна. При идеальной фокусировке разрешающая способность равна потенциальной, т. е. ограничивается только длителмостью импульса т (рис. 6.5, а) и согласно формуле (3.4) АДмин п=сТи/2: Контуры реальных отметок целей имеют толщину диаметра пятна da (рис. 6.5, б), что соответствует дальности dJiUji. Это снижает вероятность различения отметок целей и ухудшает разрешающую способность до величины АДм = У(ст /2Г+(4/ д) . (6-7)  Рис. 6.5. К оценке разрешающей способности по дальности. Так как слагаемые входят под знак радикала в квадрате, то при достаточно большой длительности импульса первое слагаемое больше второго и тогда можно пренебречь конечными размерами светового пятна (ДДмин сти/2), а при обратномсоотношении {cxj2<.djm разрешающая способность по дальности определяется только индикатором, точнее, зависит от диаметра пятна и масштаба дальности: ARunHdJm. 35.3. Реальная ошибка измерения дальности больше потенциальной [см. формулу (3.8)1 за счет следующих составляющих. а) Так как дальность цели Д = то относительная ошибка ее измерения складывается из относительных ошибок, вызванных незнанием точного значения скорости распространения электромагнитных волн и погрешностью определения времени запаздывания отраженного сигнала: ДД/Д = Ас/с + Дд/д. (6.8) Обычно принимают скорость с равной 3 10 м/с; более точно с = = 299792,5 км/с, но и это значение среднее: изменения состояния атмосферы, земной и водной поверхности влияют в какой-то мере и на скорость с. Кроме того, наблюдается искривление (удлинение) траектории распространения радиоволн вследствие атмосферной рефракции. Все это - методические ошибки, которые могут быть учтены при калибровке дальномера. Ошибки измерения времени запаздывания сигнала более значительны. Они связаны с несовершенной синхронизацией, наличием задержек сигналов в цепях и системой отсчета в РЛС. б) Ошибки синхронизации выражаются в несоответствии запуска передатчика и развертки дальности в индикаторе. Систематическая часть этих ошибок практически исключается тем, что отсчет дальности производят не от начала развертки, а от отметки зондирующего импульса. Случайные ошибки синхронизации имеют различное значение при различных способах синхронизации. Источником импульсов, синхронизирующих работу всей РЛС, может служить модулятор передатчика, специальный релаксационный генератор, например блокинг-генератор, или генератор непрерывных синусоидальных колебаний. Если ключевое устройство модулятора ионное, то поскольку оно весьма инерционно, передатчик запускается с нестабильной задержкой и тогда развертку индикатора лучше синхронизировать от того же модулятора. Когда модулятор передатчика электронный (на жестких лампах) , можно достичь погрешности синхронизации 10~* от номинальной частоты кварцевого генератора, если использовать этот генератор в качестве первичного источника синусоидальных колебаний. Из них после ряда преобразований получаются синхронизирующие импульсы. в) Задержки импульсов разделяются на заранее предусмотренные и паразитные. Первые легко учитываются, а вторые вызывают систематические, и случайные ошибки. Паразитные задержки происходят в цепях, содержащих индуктивности и емкости. Они, в частности, растягивают фронты импульсов, а это затрудняет точный отсчет дальности. Систематическую ошибку, вызванную па11азитными задержками, устраняют калибровкой нуля шкалы дальности. Калибровка производится по отраженному сигналу от местного предмета, дальность которого точно известна, или совмещением нуля шкалы с зондирующим импульсом. Случайные ошибки сводятся к минимуму уменьшением самих паразитных задержек сигналов. Например, применяют импульсы с большими амплитудой и крутизной фронта или специальные схемы устранения ошибок, вызванных задержками сигналов. Ошибкам отсчета как наиболее значительным посвящен отдельный параграф. § 36. Ошибки отсчета дальности Эти ошибки зависят от способа отсчета. 36.1. Ошибки отсчета дальности по механической и электронной шкалам. а) Ошибки интерполяции и параллакса. Первые возникают при оценке на глаз положения отметки цели между делениями шкалы, а вторые вызваны удаленностью плоскости экрана от механической шкалы. Ошибки интерполяции тем меньше, чем меньше интервал между делениями шкалы А/, однако этот интервал делают не менее 2 мм, так как из-за несовершенства фокусировки диаметр пятна не удается установить меньшим 0,5-0,8 мм. Ошибки интерполяции и па- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [22] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 |