Радиоавтоматика - Коновалов Г.Ф. Москва, 1990, страница 7

3.6. К пояснению принципа конического ска нправанпя: а — определенна составляющих ошнбон; б — выделенне снгнала ошнбан деленные интервалом времени, равном половине периода сканирования, отраженные от цели импульсы будут иметь различные амплитуды, т. е. будет осуществляться модуляция отраженного сигнала по амплитуде с частотой сканирования. Прн небольших отклонениях направления на цель от продольной оси антенны модуляция будет линейной: Е(1) =- Е,(1+ й„есоз(сосна + ср)), где Е(г) — амплитуда импульса, отраженного от цели и принятого и момент времени й Ео — средняя амплитуда импульсов за период сканирования; й, — постоянный коэффициент; юс, — частота сканирования; е — угловое рассогласование. Значение е характеризует отклонение направления на цель, а ср — знак этого отклонения.

Если а=О при 'гр=О (рис. 3.6, б), то можно записать, что ЕЯ = Ео(! + йг есозсрсозотснг+ й бгйпсргйпю,„Л. Сигнал Е(с) подается на два фазовых детектора, опорными напряжениями являются два синусоидальных на- 42 пряжения, сдвинутых относительно друг друга на 90'. Опорные напряжения снимаются с генератора, кннематпчески связанного с устройством вращения диаграммы направленности так, что частота вращения диаграммы направленности и генератора опорных напряжений одна и та же. На выходе одного из фазовых детекторов возникает напряжение пеаг = йфа И,есор = й е., на выходе другого иеаз — — йе„й, аз)п~р = й д аг где й„а — коэффициент передачи углового дискриминатора. Зависимость напряжения на выходе фазового детектора от сигнала рассогласования называется леленгацнонной характеристикой дискриминатора (см.

рис. 1.1О, б). Передаточная функция углового дискриминатора с учетом инерционности фазового детектора 1+ Г (3. 7) В угловом дискриминаторе с коническим сканированием прием отраженных импульсов происходит последовательно через промежутки времени, равные периоду сканирования. За этот промежуток времени сигнал из-за отражающих свойств цели изменяется (флюктунрует), что приводит к снижению точности измерения угла рассогласования. В моноимпульсных углоных дискриминаторах прием отраженных от цели сигналов осуществляется одновременно четырьмя антеннами, две нз которых предназначены для пеленгации цели в одной плоскости, а две другие — в другой.

Так как в каждой плоскости используются по два независимых канала, то амплитудные флуктуации отраженного сигнала не влияют на точность измерения угла рассогласования. В зависимости от способа обработки принятых сигналов моноимпульсные дискриминаторы подразделяютси нз фазовые, амплитудные и суммарно-разностные. Ограничимся рассмотрением фазового суммарно-разностного дискриминатора, В таком дискриминаторе направление на цель определяется путем сравнения фаз сигналов, применяемых одновременно двумя антеннами.

Ца рис. 3.7 показано, как осуществляется такое сравнение. Непосредственно из этого рисунка следует, что и Й, = )т'+ — з(пи, Кз =- )т' — — з!не, 2 2 где )ть )тз — расстояния от антенн до цели; аг — расстояние между центрами антенн. Разность расстояний М =й~ — )тз= = г( 81п е позволяет найти разность фаз Сггр = — и Сг| = — тт яп е, (3.8) Х Х где Х вЂ” длина волны. Согласно (3.8), угловое рассогласование определяется через разность фаз, принятых антеннами сигналов: е = агсз(п — — . (3.9) Лар 2н о Рис. 3.7. К пояснению фазового нотона пеленгации СуммоРный конон Разногогный канал Рис.

3.8. Функциональная схема суммарио-разностного фазового дискриминатора Формула (3.9) неоднозначна, однако это не является серьезным недостатком, если расстояние между центрамн антенн выбрать не больше диаметра антенны. На рис.3.8 показаяа функциональная схема фазового суммарно-разностного моноимпульсного дискриминатора. Сигналы, принятые антеннами, подаются на волновой мост (ВМ), с одного из выходов которого снимается суммарный сигнал, с другого — разностный.

Эти сигналы поступают на преобразователи частоты, состоящие из смесителей СМ„СМР и гетеродина Г. На выходах смесителей образуются суммарный и разностный сигналы промежуточной частоты, которые усиливаются усилителями промежуточной частоты УПЧ, Для стабилизации уровней сигналов суммарного и разностного каналов в дп"крпмииатор введено устройство автоматической регулировки усиления АРУ. Разностное напряжение поступает иа фазовый детектор ФД, опорным сигналом которого является суммарное напряжение.

Для обеспечения нормальной работы ФД в разностный капал включен фазовращатель ФВ. Напряжение на выходе ФД ко ~+солйр ес где 1гр, йс — коэффициенты усиления разностного и сум. марного каналов. С учетом выражения (3.8) по (3.10) получим ив (е) = йод — Р 1п ~ — гйп е). (3.!1) Временные дискриминаторы предназначень1 для измерения временных рассогласований между отраженными от цели импульсами и зон- дирующими импульсами и преобразования рассогласования в пропорциональное значение напряжения.

Принцип работы временного дискриминатора рассмотрен йс в 5 1,6. Здесь проанализируем связь выходного сигнала -, зз дискриминедноинеи дискриминатора с входным ХдрдитЕРИСтниа НРЕМЕННбГО сигналом, которым является дискриминаторе временнбе рассогласование Ы (см, рис. 1,18). Временнбе рассогласование равно разности времени задержки отраженного от цели импульса (н и времени задержки следящих импульсов („, Во временном дискриминаторе вырабатываются два импульса, длительности которых определн|отся выражениями (1.29). После сглаживания этих импульсов образуется усредненная разность напряжений и„д = уо(тг — т,мт(Т, (3.12) где (Го — амплитуда импульсов. Формула (3.12) справедлива прн условии, что 1Ы) Я ~т)2.

ПРи ) Л1~ )т/2 напРЯжение и.» УменьшаетсЯ н пои Л1=1,5т становится равным нулю. На рис. 3.9 показана дискриминационная характеристика временного дискриминатора. Система работает в условиях действия помех, поэтому при анализе их влияния на качественные характеристики системы необходимо учитывать нелинейную характеристику дискриминатора (см. гл. 12), $ З.З. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОИСТВА В системах РА используются различные исполнительные устройства. В системах, предназначенных для регулирования электрических сигналов, например частоты напряжений в системах АПЧ, исполнительными устройствами являются электронные приборы. В системах РА, используемых для управления механическими устройствами, например антеннами РЛС, в качестве исполнительных устройств применяются электрические двигатели постоянного и переменного тока, электромагнитные порошковые муфты и другие устройства.

На рис, 3.10 показана схема двигателя, работающего на некоторую нагрузку (Н), Двигатель состоит из обмотки возбуждения ОВ, подключенной к источнику по- Н Рис. 3.! !. !'сгулировочиая характеристика электрического двигателя Рис. 3.!О. Схема электрического двигателя постоя!!ного тока стоянного тока, и обмотки якоря Я, па которую подается управляющее напряжение с усилителя мощности. 1!апряжение на обмотке якоря является входным сигналом двигателя, а угол поворота якоря выходным сигналом. Зависимость частоты вращения якоря х) двигателя от входного напряжения и называют регулировочной «аРпктеристикой (рис, 3.11).

(3.13) Передаточная функция двигателя определяется следующим выражением: йт ( ) т рв (р) и(р) р()+ртн) где гр(р) — преобразование Лапласа для угла отклонения якоря; (/(р) — преобразование Лапласа для отклонения напряжения на обмотке якоря от установившегося значения. Коэффициент передачи й„, и электромеханическая постоянная времени Т„ двигателя определяются экспе. риментальным путем. Для нахождения коэффициента передачи необходимо снять регулировочную характеристику, угол наклона касательной к которой, проведенной в точке, соответствующей установившемуся режиму работы двигателя, позволяет найти коэффициент передачи.

Для измерения электромеханической постоянной времени Т„ необходимо снять осциллограмму изменения частоты вращения двигателя при скачкообразном изменении напряжения па обмотке якоря. Для этого нужно зарегистрировать напряжение с какого-либо датчика частоты вращения, механически соединенного с якорем двигателя. Время, в течение которого частота вращения двигателя изменится на значение, равное 0,63 от установившегося значения, равно электромеханической постоянной времени. Передаточные функции электрических двигателей переменного тока описываются выражением (3'.13). Исполнительные устройства с электромагнитными порошковыми муфтами рассмотрены в 161. й ЗВ.

ТИПОВЫЕ ЗВЕНЪЯ Устройства систем РА, имеющие различное конструктивное исполнение н принципы работы, могут описываться одинаковыми дифференциальными уравнениями. Уст. ройства систем РА, классифицируемые по виду передаточных функций, называют типовыми (основными) звеньями. Различают семь типовых звеньев.

Рассмотрим их основные характеристики. Безынерционное звено. К числу таких звеньев относятся устройства с передаточной функцией йт(р) =и, где й — коэффициент передачи звена. Амплитудная н фазовая характеристики звена: ( Яу()гв) ) =й, ~р(ы) =0; переходная функция й(1) =/г 1(1). Примерами таких звеньев являются потенцнометр, полупроводниковый усилитель, зубчатая передача н т.

п. Инерционное звено. К подобным звеньям относятся устройства с передаточной функцией к(р) = (3. 14) 1+рт ' Пример инерционных звеньев — 1т'С-цепочка, изображенная на рис, 3.12. Частотная характеристика инерционного звена +;т цйх Рие. 3.13. Годагрвф чвстотной хврвитернетихн инерционного звени Рне. 3,13. Схема КС цепи инерционного звени Ь(1) = л(1(1) — е 1. Импульсная переходная функция находится по формуле '(2.16).

Вещественная и мнимая частотные характеристики: и Р(го) = 1+ и' Тз ЫвТ Я(го) = —— 1+ нп Т' амплитудная н фазовая характеристики: (йт((го) ( =; гр(ы) = — агс1п а1Т. (3.15) )~1 + гае Т'. На рис. 3.13 изображен годограф частотной характе. ристики инерционного звена, где от. = ЦТ вЂ” сопряженная частота. Переходная функция звена в соответствии с (2.10) имеет вид Ркс.

3.!4. Годограф частоткой характеристики кктегркругощего звена Рвс. 3.!5. Схема злект. ркческой цепи колеба. тельного звена Колебательное звено. Передаточная функция звена т 7 а+ йьрт+ (3.18) где 5 — относительный коэффициент затухания. Примером колебательного звена является контур, со. стоящий из индуктивной катушки, резистора и кондеи. сатора (рис, 3.15), 4 — 493 Интегрирующее звено. К числу таких звеньев относятся устройства с передаточной функцией Я7 (р) = )г!р, (3.16) Примеры интегрирующего звена: электрический двигатель с передаточной функцией (3.13), если в ней пренебречь электромеханической постоянной времени; усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления, в цепь обратной связи которого включен кон.