|
| |
|
Слаботочка Книги нальных плоскостей совпадает с фокальной (оптической) осью антенны и является РСН системы. Суммирование и вычитание сигналов производится в суммарно-)азностном кольцевом мосту (или волноводном двойном Т-мосту). 3 режиме передачи радиоимпульсы передатчика проходят антенный , ВаШ X Видео-dememsp. i/салитем  Рис. 7.15, Функциональная схема амплитудной суммарно-разностной моноимпульс ной системы автосопровождення по одной угловой координате. переключатель и участки aai, аа\\ кольцевого моста, равной длины (Хв - волноводная длина волны), после чего они синфазно возбуждают облучатели. Благодаря этому диаграммы направленности С  
Рис. 7.16. Построение суммарной (а) н разностной (б) ДН антенны н пеленгационная характеристика (а) моноимпульсной системы АСН. /, суммируются в пространстве. На рис. 7.16, а показано построение результирующей ДН для трех ее точек Л, В и С: ОЛ = OA -t> -{- OA , OB - OB OB , ОС = Oa .+ OC. как видно, максимум излучения совпадает с равносигнальным направлением ОС. Форма результирующей ДН в режиме приема зависит от того, какой путь проходят отраженные радиоволны в кольцевом мосту 190 (рис. 7.15). В суммарный канал они проходят через антенный переключатель без сдвига фазы относительно облучателей (благодаря равенству участков aja и аца), а в разностный канал - в противофазе: от облучателя / по пути ajb, равному ЗХв/4, и от облучателя по пути a/jb, равному Результирующая диаграмма получается вычитанием радиус-векторов диаграммы / {OA, OB, ОС, ...) из радиус-векторов диаграммы. (ОЛ , ОВ , ОС, ...) (рис. 7.16, а, б). Весьма важно, что в РСН разностный сигнал равен нулю, а при переходе через ось его фаза меняется по знаку. Как видно, зависимость разностного сигнала от угла рассогласования Дф между направлением на цель и РСН имеет форму, характерную для дискриминатора следящего измерителя (см. рйс. 7.16, в). Второй вывод: в разностном сигнале заключена вся необходимая для АСН информация о цели. Суммарный сигнал тоже используется для обработки информации: во-первых, в качестве опорного сигнала фазового различителя системы АСН и, во-вторых, для определения дальности. При этом важно, что амплитуда суммарного сигнала максимальна в РСН. Суммарный и разностный каналы приемника независимые (рис. 7.15). В них производится преобразование частоты посредством смесителей с общим гетеродином, затем усиление по промежуточной частоте (УПЧ), после чего суммарный сигнал их проходит вндеодетектор и видеоусилитель и поступает в систему АСД (или в индикатор), а разностный сигнал ыд сопоставляется в фазовом детекторе с опорным сигналом s, в результате чего получается управляющее напряжение t/ynp. Оно воздействует на исполнительное устройство и последнее поворотом антенны (РСН) устраняет рассогласование по азимуту. Так как в моноимпульсных системах информация о направлении цели может быть получена от одного импульса, то АРУ, предназначенная для стабилизации угловой чувствительности системы, должна быть быстродействующей (БАРУ) и в идеальном случае - даже мгновенной. На вход БАРУ подаются импульсы с выхода УПЧ суммарного канала, а выход БАРУ подключен к УПЧ обоих каналов. БАРУ, следовательно, полностью охватывает УПЧ суммарного канала и обеспечивает постоянство амплитуды выходных импульсов данного канала U. Амплитуда выходных импульсов разностного канала благодаря БАРУ оказывается обратно пропорциональной амплитуде напряжения суммарного канала. Обозначим коэффициент усиления антенны, соответствующий суммарной ДН, через Gaz, а соответствующий разностной диаграмме через Сад. Так как при передаче используется только суммарная диаграмма направленности антенны, а при приеме сигналы разветвляются по каналам, то мощности на входе приемников суммарного и разностного сигналов пропорциональны соответственно величинам Caz и Caz Сдд. Входные напряжения i/cs и t/сд приемников тех же каналов пропорциональны квадратному корню из этих величин: VCiz и ТСдгСдл. В отсутствие БАРУ такое соотношение сохранилось бы и на выходе УПЧ каналов, но так как действие БАРУ эквивалентно де- лению выходного напряжения УПЧ на коэффициент, пропорциональный амплитуде суммарного сигнала, то напряжения суммарного и разностного каналов на входе фазового детектора выражаются как (7.12) (7.13) где К - коэффициент пропорциональности, имеющий размерность напряжения. Выходное напряжение фазового, детектора t/ynp, как известно, пропорционально амплитуде входного напряжения С/д: (7.14) Если к тому же учесть, что GaJGai, = UlJUh, то получаем следующее выражение для управляющего сигнала, подводимого к исполнительному устройству: (7.15) Таким образом, пеленгационную характеристику системы (рис. 7.16, в) можно построить делением напряжения разностного сигнала f/сд на напряжение суммарного сигнала i/cz, которые определяются из рассмотренных ранее диаграмм направленности (рис. 7.16, а, б). Поскольку в равносигнальной зоне суммарный сигнал, изменяется незначительно, пеленгационная характеристика почти совпадает по форме с разностной диаграммой направленности. Это и требуется в данном случае: при углах рассогласования Дф = ±дф1 -крутизна характеристики получается постоянной, а при переходе Дф через нуль управляющее напряжение Vyp изменяет свой знак. Важным достоинством системы является то, что различия в характеристиках каналов не сказываются на положении РСН. Это видно из формулы (7.15): при Дф = О разностный сигнал f/сд = О и поэтому I i/ynpl == О . Такой же вывод следует из того, что разностный сигнал образуется в схеме вычитания, включенной до входа приемников. 48.3. Функциональная схема моноимпульсного следящего измерителя двух угловых координат (рис. 7.17). Параболическая антенна радиолокатора содержит облучатели /, 2, 3, 4, расположенные симметрично оптической оси рефлектора. Эти облучатели через кольцевые мосты /, , /, IV соединяются с приемопередатчиком суммарного канала и приемниками разностных каналов азимута и угла Места. На каждом мосту показаны два входа и два выхода (суммарный 2 и разностный Д). Индексы / - 4 относятся к напряжениям, подводимым от одноименных облучателей, По одну сторону горизонтальной плоскости находятся облучатели / и 2, а по другую - 3 к 4. Поэтому к приемнику канала угла места должно подводиться напряжение (t/ -- - {U3 + Ui). Аналогично, так как по одну сторону вертикальной плоскости расположены облучатели / и 3, а по другую - 2 и 4, разностный сигнал азимута равен (i/i + Us) - (i/2 + и,). В режиме приема с кольца / снимаются напряжения U + U и f/j - f/2, с кольца II - U3 + ии Ug - U; с кольца / - Ui + + и + U3 + Ui {к суммарному каналу) и {Ui + U - {Us + t/4) Облучатели СтпариЫа канал датчик . \Ш Канал азимута Смеситель - УПЧ
Смеситель Гетвло-SuH ВАРУ Ампли/Муд- мыа детектор дидёб- тель Фазовый 1* детектор Kcugm&Mf-АСД Фазовый Лветентор К исполни-, тельному устройству Рис. 7.17. Функциональная схема амплитудной суммарно-разностной моиоимпульс-иой системы автосопровождения по обеим угловым координатам. (к каналу угла места); с кольца IV ~ {Uy-\- U3) - {U -\- U) (к каналу азимута). Кроме того, разностный отвод кольца IV соединяется с поглощающей нагрузкой R. В каждом приемном канале имеются смеситель с общим гетеродином и УПЧ. Вход схемы БАРУ соединяется с выходом УПЧ суммарного канала, а выход БАРУ подключен к цепям смещения УПЧ всех трех каналов. Амплитудныйдетектор (видеодетектор) и видеоусилитель включены в суммарный канал для получения видеосигналов, по которым производится обнаружение и дальнометрии целей. С фазовых детекторов, к которым подводятся разностные сигналы от УПЧ каналов азимута и угла места и опорные сигналы - с выхода УПЧ суммарного канала, снимаются управляющие сигналы для исполнительного устройства. 48.4. Фазовая моноимпульсная система АСН. Эта система отличается от амплитудной схемой и конструкцией антенны: вместо одного рефлектора с четырьмя облучателями используются четыре (или три) разнесенные антенны, каждая со своим облучателем. Две антенны А1, А2 азимутального канала (рис. 7.18) разнесены на базовое расстояние d. Их амплитудные ДН одинаковые, и максимумы ДН совпадают с РСН системы, а фазовые ДН различные. Задача заключается в том, чтобы использовать для измерения угловой ошибки Аф фазовый сдвиг сигналов, принимаемых антеннами: A,j, = Lrfsin Аф-* где Дф - отклонение азимута цели от РСН, Обработка сигналов, как и в большинстве амплитудных моноимпульсных систем, суммарно-разностная, поскольку такая обработка делает РСН независимым от характеристик приемных каналов. Схема суммирования и вычитания выполнена на двойном Т-образном или кольцевом мосту (см, курс Антенно-фидерные устройства ).  ; РС Рис. 7.18. Функциональная схема фазовой моноимпульсной системы АСН. . Мощные импульсы передатчика через антенный переключатель подводятся к Я-плечу моста и поровну разделяются в ответвлениях /, на пути в антенны А1, А2; в плечо Е зондирующие импульсы не попадакгг. Принимаемые антеннами сигналы суммируются в плече и и вычитаются в плече Е. Суммарный канал выполнен так же, как в амплитудном пеленгаторе, а разностный дополнен фазовращателем на л;/2, через который опорный сигнал подается на фазовый детектор. Такой поворот фазы вызван необходимостью компенсировать сдвиг на 90 между суммарным f/j и разностным f/д напряжениями принимаемых антеннами сигналов Vl и и и (рис. 7.19). Фазовый детектор преобразует фазовый сдвиг Дф в постоянное управляющее напряжение t/ynp, которое подводится к фазовращателю (Дф) для устранения рассогласования РСН с направлением на цел ь. Сдвиг фазы, создаваемый фазовращателем, является выходной величиной данного угломера. 48.5. Сравнение систем углового сопровождения, а) В РЛС с автоматическим сопровождением по направлению главным образом применяются зеркальные параболические антенны. Линзовые антенны не нашли применения вследствие низкого к. п. д. и больших боковых лепестков ДН. Из параболических наиболее простая антенна следящего угломера с коническим сканированием, наиболее громоздкая - антенна моноимпульсного угломера с фазовой пеленгацией. Антенна моноимпульсной системы с амплитудной пеленгацией значительно меньше по габаритам, но из-за необходимости установки четырех облучателей, которые к тому же стыкуются с волноводами, имеющими малое поперечное сечение, она имеет сложную конструкцию. Таких волноводных линий должно быть три - по числу каналов, а при коническом сканировании - только одна.  Рис. 7.19. Векторная диаграмма сложения и вычитания принимаемых сигналов в фазовом пеленгаторе. б) Лучи антенны с коническим сканированием пересекаются в РСН на уровне половинной мощности, и это вызывает потери энергии на 3 дБ. Моноимпульсная РЛС свободна от таких потерь на смещение луча, так как максимум ее суммарной диаграммы направленности совпадает с РСН. в) Моноимпульсные РЛС имеют более высокий темп выдачи данных: они обновляют данные об угловом положении цели с частотой следования импульсов Р, а РЛС с коническим сканированием - с частотой сканирования Век, которая должна быть меньше по крайней мере в четыре раза (чтобы получить хотя бы по одному отраженному импульсу в четырех крайних положениях луча антенны); практически же Век < ЮВс- г) Отсутствие движущихся частей и жесткий монтаж волноводного питания антенны в моноимпульсных РЛС способствуют повышению точности АСН. д) Пеленгатор моноимпульсной РЛС не реагирует на помехи, исходящие из одной точки пространства, так как они полностью компенсируются при вычитании сигналов. Системы с коническим сканированием чувствительны и к этим помехам, а если помехи к тому же модулированы с частотой сканирования, то канал АСН становится неработоспособным. е) Основное преимущество моноимпульсных систем, как уже отмечалось, - значительно меньшая восприимчивость к амплитудным флуктуациям отраженных сигналов. Влияние флуктуации на точность сопровождения можно было бы полностью устранить, если бы уда- 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 |
||||||||||||||||||||||||||