Радиоавтоматика - Коновалов Г.Ф. Москва, 1990, страница 4

Принцип работы дальномера базируется иа измерении сдвига между зондирующими импульсами, следуемыми через интервал времени Т, н импульсами, отраженными от цели. Отраженные от цели импульсы искажены шумами, поэтому непосредственное измерение дальности по времени задержки связано с большими ошибками. Для повышения точности измерения в дальномере формируются следящие импульсы, временное положение которых относительно зондирующих импульсов оказывается пропорциональным дальности до цели н незначительно зависит от шумов.

На рнс. 1.17 приведена упро!ценная Рис !.!7. Фуниинональная схема лальноме. ра имнульноа РЛС функциональная схема дальномера импульсной РЛС "1171. В режиме измерения дальности отраженный от цели импульс (ОИ) через приемник поступает на временной дискриминатор (ВД), на второй вход которого с генератора импульсов (ГИ) подаются на два следующих друг за другом следящих импульса. Во временнбм дискриминаторе вырабатывается напряжение, пропорциональное рассогласованню временного положения отралсенного импульса относительно оси симметрии сле- 22 измеряемая дальность; и г — скорость света.

На рис, 1.18 приведены эпюРы напражениа, поЯс- и няющие принцип работы временного днскримина- 0 тора. Если временнбе рас- и согласование бГ не равно нулю, то во временнбм 0 дискриминаторе выраба- ии тываются два импульса, длительности которых т, = т/2 — Л1; ' (!.29) т, =- т!2+ М, Рис. !.1В. Эпюры напрангеиий временного дискриминатора где т — длительность отраженного импульса.

Импульсы длительностями т~ и та детектируются, разность полученных напряжений является выходным напряжением временнбго дискриминатора ии. На каждом периоде измерения дальности напряжение с выхода временнбго дискриминатора фиксируется экстраполятором (Э) и сбрасывается до нуля перед приходом следующей пары следящих импульсов, Напряжение с Э через ФНЧ подается на временной модулятор (ВМ), который зондирующим импульсом (ЗИ), задержанным на время, пропорциональное сигналу с ФНЧ, запускает ГИ, формирующий два следящих импульса. Таким образом, образуется замкнутый контур, в котором рассогласование ош сводится к минимальному значению, определяющем шибку измерения дальности. Для повышения точности у Работы в ФНЧ дальномера включают интегратор, при этом рассогласование М при измерении постоянного значения дальности сводится к нулю, а напряжение на дяших импульсов: и=й„(1„— 1) =ь б1 (1.28) где М вЂ” рассогласование по времени между отраженным н следящими импульсами; (а=21с,гс — время задержки отраженного импульса от.

носительно зондирующего; 1и — время задержки слепящих импульсов; гс'— выходе ФНЧ в установившемся режиме пропорционально измеряемой дальности: ! ! 2Ав пф = — г вам ~ввв я где Йв — козффицнент передачи временнбго модулятора. Для повышения точности измерения дальности в современных РЛС в ФНЧ дальномера включшот два интегратора, в такой системе ошибка измерения дальности, равна нул!о при нзтленении расстояния до цели по линейному закону.

Описанные процессы поясняют работу дальномера в импульсной РЛС, здесь информация об измеряемой ' дальности может быть получена только в дискретные мо-, менты времени, отстоящие на период повторения, поэто- ' му рассмотренный дальномер относитея к классу импульсных систем РА. На рис. 1.19 показана структурная Схема дальномера, в которой ключ характеризует импульсный характер Рнс. !.!9. Структурнаа схема дальномера сигнала, а звено с характеристикой г'(е) соответствует временному дискримийатору (вид втой характериетиии зависит от отношения сигнал/шум и длительности следящих импульсов); и(Г) — случайная помеха, ухудшающая качество работы дальномера. 5 !.7.

ОБОБШЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ РА Сравнивая различные ситемы РА, рассмотренные в $1.2 — 1.6, нетрудно установить, что их структурные схемы во многом повторяют одна другую. Аналогия структурных схем систем РА позволяет составить их обобщенную структурную схему (рис. 1.20).

На атон схеме приняты следующие обозначения: х(!) — входной сиг* га вал или управляющее воздействие (угол поворота линии визирования в системе автоматического сопронождения цели РЛС, частота эталонного генератора в системе фазовой подстройки частоты и т. п.); р(() — выходной сигнал, нли регулируемый параметр (угол поворота антен- и/~) Рнс. !.20. Обобщенная структурная схема снстемм РЛ ны РЛС, частота перестранваемого генератора); е(г)— сигнал рассогласования, нлн сигнал ошибки.

Работа систем РА происходит в условиях действия различных помех. На обобщенной структурной схеме системы влияние помех учитывается введением возмущающего воздействия п(т), поступающего на вход системы. Это воздействие может состоять из нескольких составляющих, например в системе автоматического сопровождения цели РЛС оно состоит нз флуктуаций отраженного от цели сигнала, воздействия, возникающего нз-за перемещения центра отражения радиолокационного сигнала по поверхности цели, шумов первых каскадов электронных приборов приемника и т, п. Возмущающее воздействие йс(У) поступает на объект управления системы РА, это воздействие обусловлено в основном изменением условий окружающей среды (температуры, давления, влажности и т, п.) и флуктуациями источников питания.

Известно, что одним из основных недостатков непрерывных систем РА является дрейф нуля их регулировочных (амплитудных) характеристик. В обобщенной структурной схеме системы РА влияние дрейфа нуля учитывается сигналом сдвига $(т), например в системах автоматического сопровождения цели РЛС сигнал «(т) учитывает дрейф нуля пеленгационной характеристики. Функциональные устройства (ФУ) систем РА, указанные в обобщенной структурной схеме, включают устройства измерения сигнала ошибки, исполнительные и кор- 25 ректирующие устройства, предназначенные для создания необходимых динамических характеристик [например, к этой части системы относится ФНЧ в системе фазовой подстройки частоты (см.

рис. 1.8)). На рис. 1.20 ОУ— объект управления (антенна в РЛС, перестраиваемый генератор в системе фазовой подстройки частоты), р(е)— дискриминатор, который, как отмечалось, имеет нелинейную характеристику. При малых сигналах ошибки амплитудная характеристика дискриминатора может быть принята линейной: ид — — й„е.

(1.31) Форма дискриминационной характеристики зависит от амплитуды сигнала ошибки, что приводит к нежелательным изменениям динамических характеристик систем РА, Для исключения такой зависимости проводится нормировка сигнала по амплитуде, что достигается путем введения АРУ или ограничителя. Иногда в системах радиоуправления радиотехнических устройств встречаются системы, структурные схемы которых отличаются от их рассмотренной обобщенной схемы, например системы автоматического сопровождения бортовых РЛС выполняются как комплексные системы, в которых для повышения точности имеется дополнительный канал.

Однако в этих случаях введенная обобщенная структурная схема РА является основной для анализа ее качественных и количественных характеристик, $ Еа. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ РА Системы РА классифицируются по различным призна. кам, Например по принципу построения, как отмечалось, различают системы с управлением по отклонению и возл.ущению. По виду входного сигнала системы РА делятся на: системы стабилизации, где входной сигнал является постоянной величиной (например, системы автоматической стабилизации частоты и напряжения); системы программного управления, в которых входной сигнал является известной функцией (например, система управления антенной РЛС в режиме поиска); следящие системы, в которых входной сигнал является случайным (например, система автоматического сопровождения цели РЛС).

В зависимости от вида уравнений, описывающих про- цессы в системах, различают непрерывные и дискретные, линейные и нелинейные, стационарные (с постоянными параметрами) н нестационарньсе (с переменными параметрами) системы РА. Одна и та же система может характеризоваться несколькими признаками, например система автоматической регулировки усиления — зто не- стационарная нелинейная система. В современных радиотехнических устройствах важную группу составляют цифровьге систелсьг, в состав которых входят вычислительные машины нли элементы зтнх машин, С точки зрения математического описания цифровые системы РА являются дискретными нелинейными.

Для улучшения качества работы систем РА в управляющем устройстве могут вырабатываться не только сигналы управления, но и изменяться алгоритмы управления и перестраиваться параметры системы (коэффициенты усиления звеньев, постоянные времени корректирующих устройств), в результате чего достигается высокое качество работы системы. Подобные системы РА называются адаптивньсми. ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ ! 1. Какой приицип управления реализуется в системах РА с обратиыми связями? По. ясиите этот принцип иа примере систем АПЧ и ФАПЧ.

2. Что такое регулятор (управляющее устройство) системы РЛ? 3. Каким образом измеряетси сигнал рассогласоваиия в системе автоматического со. провождения цели РЛС? 4. Каким образом систеиа РА должна реагировать иа сяг. иал и возмущающее воздействие? 6. Дайте классификацию си. стем РЛ по виду входного сигнала. ГЛЛВЛ 2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ РАДИОАВТОМАТИКИ й 2.1, ОБщее уРАВнение систейй РА Процессы, происходящие в системах РА, описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, которые могут быть решены в отдельных редких случаях. Однако уравнения большого числа систем могут быть линеаризованы.