Казаков В. Д., Машошин Ф. Г., Бобнев М. П. Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС. М., Воениздат, 1987, страница 13

6.5,б) подводится к изме;рителю частоты. Рис. 6уь Структурная схема даль- Рнс. 6.5. Графики, поясняющие прииномера с частотной модующией пип действия дальномера с Передатчик дальномера с ЧМ состоит из модулятора и ЧМ- генератора. Модулятор вырабатывает напряжение, под действием которого изменяется частота выходных колебаний генератора по заданному закону. Отсчет дальности может производиться по цифровому или электронному индикатору. В фазовых дальномерах используется фазовый метод измереиия дальности, при котором время то определяется разностью фаз излучаемых и принимаемых сигналов.

632. Методы определения угловых координат объектов Принцип определения угловых координат (йелеигации) целей основан иа измерении направления прихода ЭМВ, излучаемых или отражаеыых объектом. В состав угломерного. устройства входят пелеигациоииое и исполнительное устройства.

Пелеигациоииое устройство состоит из антенны, приемника и измерителя. На выходе пелеигациоииого устройства образуется напряжение, пропорциональное угловым координатам цели. Исполнительное устройство применяется в системах автоматического слежения по направлению (АСН). Оио осуществляет доворот антенны РЛС так, что в установившемся режиме направление ее геометрической оси совпадает с направлением иа цель. Основными характеристиками пелеигациоииого устройства являются пелеигациоииая характеристика и пелеигациоииая чувствительиосгь.

Пелеигациоииой характеристикой называется зависимость выходного напряжения пеленгатора от направления прихода ЭМВ, т. е. функция У (~р). Пелеигациоииая чувствительность определяет крутизну пелеигациоииой характеристики в направлении, примерно совпадающем с направлением иа цель. Методы измерения угловых координат подразделяются иа амплитудиые, фазовые и частотные в зависимости от параметра отраженного сигнала, используемого при измерении угловых координат. Рис.

6.6..Форма диаграммы н авлениостн антенны прн пеленгации цели методом максимума (а); закон изменения напрнжеинк на выходе приемника (б) Амплитудные методы пеленгации основаны иа использоваиии направленных антенн. Оии характеризуются тем, что определеиие угловой координаты связано с оценкой амплитуды сигнала иа выходе приемной антенны. Среди амплитудных методов пеленгации находят применение метод максимума, метод минимума и метод равиосигиальиого направления.

При пеленгации по методу м а кс им ум а используется антенна (рис. 6.6, а) с узкой диаграммой направленности (доли, единицы градусов). Схема угломерного устройства с пеленгацией по методу максимума показана иа рис. 6.7. При вращении антенны амплитуда сигналов иа ее выходе изменяется в соответствии с формой ДНА. Амплитуда сигналов иа выходе приемника Уз х(ф) также повторяет форму ДНА (рис. 6.6, б). Измерительное устройство содержит измеритель амплитуды выходного напряжения приемника и указатель положения антенны.

Измерение угловых координат цели производится при положении ДНА, соответствующем максимальиому значению напряжения иа выходе приемника. Достоинствами метода являются простота его технической реализации и возможность получения наибольшего значения амплитуды сигнала в момент отсче- Рнс. 6.7. Структурная схема угломерного устройст- ва с неленгацней по методу мнкснмума та угловых координат.

Недостатком метода является низкая точность, так как пеленгационная чувствительность вблизи максимума ДНА низкая. При пеленгации по методу минимум а используется антенна с явно выраженным минимумом ДНА. Схема угломерного устройства не отличается от рассмотренной выше. Отсчет угловой координаты производится при положении ДНА, соответствующем минимальному значению )рапряжения на выходе приемника. Преимуществом метода является более высокая точность измерения угловой координаты по сравнению с методом максимума, так как пеленгационная чувствительность угломерного устройства в окрестности точки отсчета высокая. Существенным недостатком метода является минимальное значение величины амплитуды сигнала в момент отсчета.

М е т о д р а в н о с н г н а л ь н о г о н а п р а в л е н и я подразумевает сравнение амплитуд сигналов, принимаемых либо одной антенной при различных пространственных положениях ее ДНА, либо несколькими антеннами, максимумы диаграмм направленности которых отклонены друг от друга на некоторый угол йфо (рис. 6.8, а). л ()г) )) «) ' д а Рнс. й.й. К цойсненню мононмнульсного метода целентввнн целей: .Лааграмма валравлевносга антенной свстемм (а): граэвлв вааражевнй аа амхо- Лах облучателей врв Ото (б) н О О (а) При использовании нескольких антенн обработка принятых сигналов осуществляется одновременно. Пря излучении импульсных сигналов угловые координаты цели можно получить за время действия одного принимаемого импульса.

Такие угломерные устройства назывиот моноимпульснымн. Для пеленгации цели в одной плоскости достаточно иметь две антенны. При пеленгации цели в обеих плоскостях используются четыре антенны. Пересекаясь, ДНА образуют так называемое равносигнальное направление (РСН) 00'. Если цель не находится на равносигнальном направлении, то амплитуда сигнала иа выходе О( одного из приемников будет больше, чем на другом Пй (рис. 6.8,б). Сигналы О( и Уй будут равны, если цель находится на РСН. Пеленг цели определяется по положению ДНА в момент равенства амплитуд сравниваемых сигналов. В этом случае «Р = «Рц — фл = О.

фл=фц; В простейшей амплитудной моноимпульсной РЛС напряжения У( и Уй с выходов приемников сравниваются по амплитуде в схеме вычитания. При этом выходное напряжение Увмх=((( — Пй равно нулю, если цель находится на РСН, и отлично от нуля, если цель отклонена от РСН. Знак напряжения 0 , определяет сторону отклонения направления на цель от РСН (00'). Достоинством моноимпульсного метода является то, что положение РСН не изменяется при флюктуациях амплитуды принимаемых сигналов, так как в любом случае разность одновременно флюктуирующих сигналов равна нулю.

При использовании одной антенны РСН может быть образовано в результате конического сканирования ДНА, Максимум ДНА, перемещаясь в пространстве, описывает конус. РСН является осью конуса 00' (рнс. 6.9, а). Этот метод позволяет определить азимут н угол места цели по положению ДНА в тот момент времени, когда цель находится на РСН. В этом случае амплитуда импульсов на выходе приемника постоянна и не зависит от времени (рис. 6.9,б).

Если цель отклонится от оси 00' на угол ф, амплитуда принимаемых сигналов будет изменяться с частотой сканирования диаграммы направленности антенны ьб,„ (рнс. 6.9, в). Амплитуда огибающей (коэффицнент амплитудной модуляции) радионмпульсов при малых ф будет пропорциональна величине отклонения направления РЛС вЂ” цель (углу ф) от РСН, а фаза огибающей (угол тр,) зависит от стороны отклонения цели от РСН. Фазовые методы пеленгации основаны на сравнении фаз сигналов, принимаемых несколькими антеннами, разнесенными в пространстве. Схема простейшего моноимпульсного пеленгационного устройства представлена на рис.

6.10. Сигналы и((«) и ий((), принимаемые антеннами А( и Ай„при несовпадении направления на цель с РСН будут иметь сдвиг по фазе, обусловленный зе 67 пах «( )- У« / Я' Рвс. Вйн К пояснению принципа пеленгации целей методом конического сканирования диаграммы направленности антенны (а); графики напряжений на выходе приемника при «р=о (б) и «рФО (е) различием длин путей распространения ЭМВ от источника излу- чения (Ц) до антенн А« и Аа.

«)ф = — з)п«р, 2и«( Х (6.12) Рнс. ОДО. Структурная схема фазового велев атора Принятые сигналы и«(() и иа(() после усиления и нормировкн по амплитуде в приемника«( 1 и 2 поступают на фазовый детектор (ФД). В одном из каийлов перед фазовым детектором уста; где «( — расстояние между антеннами, называемое базой; Х— длина волны. новлен фазовращатель (ФВ); изменяющий фазу напряжения и« на 90'. Напряжение на выходе фазового детектора У,,(«р)=«ез«п ~ — з)п«р), «2Ы (6.13) где й — коэффициент пропорциональности.

При малых значениях «р ((10') с/ («г) й з1п — р. «2и«Г л (6.14) При изменении «р в широких пределах пеленгационная характеристика фазового пеленгационного устройства неоднозначна. Неоднозначность измерения угловой координаты устраняется применением направленных антенн. В угломерном устройстве с фазовым методом пеленгация цели осуществляется по равнофазному направлению (РФН) в тот момент времени, когда фазовый сдвиг принимаемых сигналов равен нулю.

Основной недостаток данного устройства состоит в том, что неидентичность фазовых характеристик приемных каналов приводит к ошибкам пеленгации. 633. Методы определения скорости движения объектов Скорость движения цели У„относительно РЛС можно определить через радиальную Ур и тангенциальную У, составляющие (радиальная составляющая направлена по линии РЛС— цель, а тангенциальная — перпендикулярно ей): У„=~ У',+У!. (6.15) Измерение Ур часто основывается на использовании эффекта Доплера.

Принцйп действия таких измерителей сводится к определению разности доплеровских приращений частот зондирующего и отраженного сигналов, обусловленной движением источника излучения (РЛС) и лоцируемого объекта. Принцип действия измерителя Ур при использовании непрерывных сигналов в случае неподвижной РЛС поясняется схемой, изображенной на рис.