Радиоавтоматика - Коновалов Г.Ф. Москва, 1990, страница 3

Современные РЛС строятся как моноимпульсные (одноимпульсные) системы, в которых измерение угловых координат сопровождаемой цели осуществляется по одному отраженному от цели импульсу. РЛС вЂ” это многоканальное устройство, два канила требуются для измерения составляющей угла отклонения линии визирования в горизонтальной плоскости и два — для измерения в вертикальной плоскости. Для этого в антенне РЛС формируются одновременно в каждой из плоскостей две остронаправленные перекрещивающиеся диаграммы направленности. На рис.

1.10, а изображены две такие диаграммы направленности для пеленгации цели в вертикальной плоскости; диаграммы разнесены относительно равно- сигнального направления (РСН) на постоянный угол В,. Если линия визирования отклонена от РСН на угол е, который является сигналом рассогласования в системе 15 автосопровождения, то сигналы, принятые по диаграммам направленности, будут различными: сигнал Еь принятый по верхней диаграмме направленности, будет больше сигнала Ер, принятого по нижней диаграмме: (1.17) Е, = Ео — д„гЕ„ где Ев — сигнал, принимаемый по РСН; !ел — постоянный коэффициент, Рпо.

1.1О. К определению пеленгепнонноа харвктернстнкч РЛС; а — диаграмма ваираваевиссти; Π— исиеигаиваиваи аарактервствка Разность амплитуд принятых сигналов Е = Е, — Е, =- 2К гЕ„ (1.18) пропорциональна углу отклонения линии визирования от РСН. Для того чтобы исключить влияние на измерение напрягкення, пропорционального углу отклонения е от абсолютных значений принимаемых сигналов Е1 и Е„ разностный сигнал (1.18) нормируется суммарным сигналом: Ес Ет+Еа=2Ес (!.19) В этом случае отношение амплитуды разностного снг. нала (!.18) к амплитуде суммарного сигнала (1.19) Е~/Е,=й е=5 (1.20) пропорционально углу отклонения линии визирования от РСН. Зависимость (1.20) называют пеленгационной характеристикой (рис.

1,10, б). Эта характеристика определяет коэффициент передачи приемника РЛС, допустимый диапазон угла рассогласования от РСН. На рис.!.11 показана функциональная схема моноимпульсиого приемника, в котором реализация соотношении 16 (1 20) обеспечивается Устройством автоматической регулировки усиления (ЛРУ), Суммарный сигнал (1.19) является также опорным сигналом для фазового детектора Рис. 1,11. Функциональная схема мононмпульсно. го приемника системы аатосопррвождення, напряжение на выходе которого (1.21) где )гад — коэффициент передачи фазового детектора. На рис.

1.12, а показана структурная схема системы автосопровождения РЛС, из которой видно, что напряжение с приемника (П) через корректирующее устройство (КУ) подается на усилитель мощности (УМ), на который подступает и сигнал о местной обратной связи й Хс Ю/ Рис. 1.12. Система автоматического сопровождения: а — структурная сксня; 6 — к отсчету углов 2-493 17 (МОС). Усилитель мощности вводится для обеспечения нормальной работы электрического двигателя (ЭД), который через редуктор (Р) поворачивает антенну (А) в направлении уменьшения сигнала рассогласования, не превышающего в режиме сопровождения цели допустимого значения.

С помощью КУ, включенного после фазового детектора приемника, и местной обратной связи обеспечивается устойчивость и необходимые динамические свойства системы автосопровождения цели РЛС. Система автосопровождения работает в условиях действия ряда возмущающих воздействий (помех), основными из которых являются следующие: флуктуация отраженного от цели радиолокационного сигнала, угловой шум, обусловленный перемещением по цели центра отражения сигнала (блужденне блестящей точки), шум первых каскадов приемника, Эти возмущающие воздействия снижают точность работы системы автосопровождения, Па структурной схеме системы (рис.

1.12, а) эти воздействия учитываются введением возмущающего воздействия и (1). Регулируемым параметром в системе автосопровождения цели является угол отклонения оси антенны РЛС Я~А от продольной оси летательного аппарата ОХ„ а управляющим воздействием (входным сигналом) — угол отклонения линии визирования ~рц. Объект управления— антенна РЛС, состояние которой (угол отклонения и его производные) должно изменяться так, чтобы продольная ось антенны с необходимой точностью была направлена на сопровождаемую цель, а производные от ее угла отклонения пе превышали допустимых значений.

$ Сз. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ Системы автоматической регулировки усиления (АРУ) широко применяются в радиоприемных устройствах различного назначения, они предназначены для стабилизации уровня сигнала на выходе усилителей при большом динамическом диапазоне изменения входного сигнала, достигающим, например, в радиолокационных приемниках 60 — 100 дБ. При таком диапазоне изменения входного сигнала и отсутствии системы АРУ нарушается нормальная работа приемных устройств, что проявляется в перегрузке последующих каскадов приемника. В системах автоматического сопровождения цели РЛС пере- 18 грузка каскадов приемника приводит к искажению амплитудной модуляции, к снижению коэффициснтов усиления, вплоть до срыва сопровождения, В системах стабилизации частоты большой динамический диапазон изменения сигнала вызывает изменение нрутизны дискриминационной характеристики, что резко снижает качество работы системы, Системы АРУ делятся на три основных типа (7): 1) с обратной связью (с обратным действием); 2) без обратной связи (прямого действия); 3) комбинированные.

Существуют одно- и многопетлевые системы АРУ с непрерывной и цифровой регулировкой. Функциональная схема системы АРУ с обратной связью показана на рис. 1.!3. Входное напряжение и,х(1) посту- Рис. 1.14, Схема регули- руемого каскада Рнс 1.13. Функнно. налаггая схема ЛРУ пает на усилитель (У) с регулируемым коэффициентом усиления, Выходное напряжение этого усилителя детектируется, после чего суммируется с напряжением задержки и..

Суммарное напряжение и, усиливается усилителем постоянного тока (УПТ) и подается на фильтр нижних частот (ФНЧ). Напряжение с ФНЧ и, используется для регулировки коэффициента усиления входного сигнала. Зависимость коэффициента усиления усилителя входного сигнала от управляющего напряжения называют регулировочной характеристикой. В общем случае эта характеристика нелинейная, однако приближенно она может быть заменена линейной зависимостью вида й(и ) = й„— аи, ((.22) где до — коэффициентусиления при управляющем напряжении, равном нулю; гх — крутизна регулировочной характеристики, (1.24) 20 Изменение коэффициента усиления может быть достигнуто различными способами: путем включения управляемого аттенюатора, изменением крутизны характеристик электронных приборов и др. 17).

В качестве примера на рис, 1.14 показана схема усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, в котором управляющее напряжение подается на базу транзистора Уу. При увеличении управляющего напрюкения напряжение на базе повышается, в результате чего коэффициент усиления каскада уменьшается. Эффект стабилизации уровня выходного напряжения п.мх(1) достигается за счет того, что с ростом уровня и.мх(1) увеличивается и управляющее напряжение и„ под действием которого в соответствии с выражением (1,22) уменьшается коэффициент усиления усилителя входного сигнала, что приводит к снижению уровня выходного сигнала. Для того чтобы не снижать усиление при слабых входных сигналах и начать управление коэффициентом усиления усилителя только при достижении входным сигна.. лом определенного уровня в систему АРУ подают напря.

жение задержки и,. В результате напряжение управления появится только в том случае, когда напряжение с амплитудного детектора превысит напряжение задержки. ФНЧ в цепи обратной связи системы АРУ предназначен для передачи управляющего напряжения с частотами изменения уровня выходного напряжения АРУ. При этом ФНЧ не должен пропускать колебания управляющего напряжения с частотами спектра полезной модуляции сигнала и,„(1), в противном случае происхОдит демодуляция входного сигнала, ослабляющая выходной сигнал. Непосредственно из схемы рис. 1.13 следует, что напряжение на выходе УПТ иэ (и,„„йд — и,), если и„„,й„": и,; (1,23) где Йд — коэффициент передачи детектора.

Управляющее напряжение на выходе ФНЧ находят, из следующего дифференциального уравнения: Ти +и = из. Напряжение на выходе системы АРУ и,„, =-й(ит)и„=(й,— аи )и„, (1,25) Уравнениям (1,23) — (1.25) соответствует структурная схема системы АРУ, изображенная на рис. 1.15. В этой схеме нелинейное звено описывается зависимостью ид — иа при ид)~ив! и — и = д в О при ид(иа. Рис, !.!5. Структурная схема системы АРУ Отличительной особенностью системы АРУ по сравнению с системами РА, рассмотренными в предыдущих параграфах, является зависимость коэффициента цередачи системы от времени, что происходят из-за на- и! д личия в системе (рис.

1.16) звена с коэффициен- том передачи й (!) = ! = 1 (и- (1) ). Кроме того, 2 из-за нелинейного звена с характеристикой (1.26) у система АРУ является нелинейной. Анализ нели- и!амат мзх нейных систем с переменными параметрами явля- РИС„! !а РеттаНРСИЕЯИЫЕ ~~Р~~- ется сложной задачей. В установившемся режиме при постоянном уровне напряжения на входе системы АРУ из уравнений (1.23) — (1.26) следуют следующие соотношения: ив = авива при ид:.и„! аа+ Стаувт дв ивв,х = и„при ид )~ и„(1.27) ! + Мдвх вд аунт где 鄄— коэффициент усиления УПТ. Уравнение (1.27) определяет регулировочную харак- 21 теристику системы АРУ с обратной связью (кривая 2 на рнс.

1.16), на этом же рисунке изображена характеристика без АРУ (кривая !) и регулировочная характеристика с идеальной системой АРУ (кривая 3). $ !.6. СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ РЛС Дальномер РЛС предназначен для измерения дальности до выбранной цели, информация о которой используется в счетно-решающих устройствах систем наведения летательных аппаратов, навигационных комплексах и др.