Бесекерский В.А., Елисеев А.А., Небылов А.В. и др. Радиоавтоматика. Под ред. В.А.Бесекерского (1985), страница 4

Система автоматического сопровождения по направлению движущихся объектов. Положение движущегося объекта ДО в какой-либо системе координат Ось определяется расстоянием Р от начала координат до этого объекта и направлением нз начала координат на этот объект (рис, 1.6). Направление на объект определяется двумя угловыми координатами: азимутом и углом места. Азимутом объекта называют угол а в горизонтальной (азимутальной) плоскости 30т) между прямой Оу, соединяющей начало координат с проекцией объекта на эту плоскость, и координатной осью 0$. 13 Углом места объекта называют угол 6 в вертикальной (угломестной) плоскости 70~ между прямой Оу, соединяю1цей начало координат с проекцией объекта на плоскость от), и прямой, проходящей через начало координат и объект.

Измерение угловых координат движущихся объектов осуществляется системой АСН. Система АСН (рис. 1.7) — это система радиоавтоматики, состоящая пз прнемопередающего устройства ППУ, антенны направленного действия А и двухканального следящего привода СЛ этой антенны, посрсдством которого осуществляется поворот антенны в двух плоскостях — азимутальной (горизонтальиой) и угломестной (вертикальной). Рис. 1.7 Рис.

1.б Таким образом, система АСН состоит из двух следящих систем, в каждой из которых входной величиной является соответствующая угловая координата (азимут или угол места) движущегося объекта, а выходной величиной — угол, определяющий положение равносигнального направления РСН в азимутальной или угломестной плоскости. Обычно такие радиотехнические системы работают в импульсном режиме, т. е.

излучают в пространство короткие (длительностью 1О-' с и менее) радиоимпульсы с частотой повторений 1О' — 10' имп/с. Прн этом антенна работает и на прием и на передачу: посредством антенного перекгиочателя она подключается поочередно то к передатчику, то к приемнику. Антенна системы АСН является антенной направленного действия. Из теории антенн известно, что если перед излучателем электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты поместить параболический отражатель, размеры которого значительно превышают длину волны этих колебаний, то излученная электромагнитная энергия будет распространяться лишь в узкой конусообразной области пространства, симметричной относительно электрической оси антенны. При этом интенсивность излучения внутри этой области зависит от направления излучения: по мере удаления от электрической оси антенны интенсивность излучения убывает. Зависимость относительной интенсивности излучения от направления характеризуется диаграммой направленности антенны.

Плоская диаграмма направленности, показанная иа рис. 1.8, а характеризует распределение интенсивности излучения Р„„(ЬО) в плоскости, проходящей через электрическую ось антенны. Максимум излучения соответствует направлению электрической оси антенны. Кроме того, диаграмма направленности антенны устанавливает зависимость коэффициента усиления и„антенны (при работе ее на прием) от направления прихода Лй сигнала, отраженного от цели.

Антенна направленного действия совместно с приемопередающим устройством образует угловой дискриминатор УД системы АСН. При этом внутри диаграммы направленности формируется равносигнальное Рис. 1.В направление, обладающее тем свойством, что при совпадении его с направлением на объект напряжение на выходе дискриминатора равно нулю. Если же равносигнальное направление не совпадает с направлением на объект, т.

е. если возникает угловое рассогласование е(1), то на выходе дискриминатора появляется напряжение ошибки ид(1), пропорциональное рассогласованию: и„=й„ре, где ядр в коэффициент передачи радиотехнического углового дискриминатора. Рис. 1.9 На рис. !.9 приведена функциональная схема одной из следящих систем, образующих систему АСН, состоящая из измерителя рассогласования, или углового дискриминатора УД, усилительного устройства У и исполнительного двигателя ИД с редуктором Р. Объектом управления ОУ является следящая антенна А системы АСН. Кроме того, для получения требуемых динамических характеристик следящей системы в ее состав введено корректирующее устройство КУ.

Оно состоит из тахометрического моста, вырабатывающего напряжение, пропорциональное скорости вращения ротора исполнительного двигателя, и дифференцирующей цепи и представляет собой цепь гибкой обратной связи, или связи по ускорению, охватывающей усилительи исполнительный двигатель следящей системы. Возникающее в результате движения объекта рассогласование е(1) преобразуется угловым дискриминатором в напряжение ошибки ид(!), которое поступает на вход усилителя следящей системы. Выходное напряжение усилителя и (1) подводится к цепи управления исполнительного двигателя.

Под действием этого напряжения ротор дви- гателя начинает вращаться с угловой скоростью ь1„(Г) и через редуктор поворачивает антенну в соответствующей плоскости в сторону уменьшения рассогласования. Для обеспечения поворота антенны в двух плоскостях выходные оси двигателей азимутальной и угломестной следящих систем соединены с антенной посредством карданного подвеса. Если с неподвижным основанием антенны совместить систему координат, то угловое положение антенны относительно этого основания определит азимут объекта в горизонтальной плоскости и угол места объекта— в вертикальной.

Заметим, что исполнительный двигатель с редуктором совместно со следящей антенной представляют собой неизменяемую часть системы АСН с заданными динамическими характеристиками. Эти характеристики должны быть учтены при разработке управляющего устройства — усилителя с корректирующими цепями — для получения требуемых динамических характеристик всей системы. Поэтому в качестве объекта управления системы АСН целесообразно рассматривать не одну антенну, а антенну и исполнительный двигатель с редуктором как единое целое (в динамическом отношении), При этом динамические свойства антенны, характеризуемые ее моментом инерции относительно выходной оси следящей системы учитывают при расчете постоянной времени исполнительного двигателя.

Система автоматического сопровождения по дальности движущихся объектов. Система АСД предназначена для осуществления пространственно-временнбй селекции по дальности этого объекта с одновременным измерением расстояния от пункта наблюдения до объекта. Принцип действия радиотехнического измерителя дальности основан на конечной скорости распространения в пространстве электромагнитных колебаний.

Пусть объект О' находится на расстоянии 0 от местоположения радиолокационной станции (РЛС) (рис, 1.!О). Через равные промежутки времени Т, т. е. в моменты 1ь — — 'яТ (й=!, 2,..., и,...), где Т вЂ” пе- Рлс. 1.!О риод следования импульсов, РЛС излучает в пространство короткие (1„ж10 ' с) зондирующие радиоимпульсы. Распространяясь в пространстве, они доходят до обьекта и, отразившись от него, принимаются приемником РЛС в моменты времени Гь=-Гь+1о, где Гр —— 20/с. Здесь с — скорость распространения электромагнитных колебаний в пространстве, 1в — время распространения электромагнитных колебаний от РЛС до объекта н обратно. Измерив интервал времени между моментами излучения зондирующих н приема отраженных радиоимпульсов, определяют дальность до объекта.

О=сг'„/2. Ввиду возможного нахождения в зоне действия РЛС нескольких объектов, во избежание приема отраженных сигналов от этих объектов приемник в процессе работы РЛС большую часть времени «закрыть для приема сигналов и открывается специальным селекторным импульсом линц к моменту прихода импульса, отраженного от выбранного объекта, на время, равное удвоенной длительности зондирующего импульса. Селекторный импульс вырабатывается специальным устройством (временным модулятором), причем момент 1, возникновения селекторного импульса должен быть согласован с моментом 1 р прихода отраженного импульса, что обеспечивается специальной следящей системой автоматического сопровождения по дальности (АСД) движущегося объекта, функциональная схема которой представлена на рис, 1.11.

Система АСД состоит из временнбго дискриминатора ВД, управля- ющего устройства УУ и временнбго модулятора ВМ. Входной вели- Я чиной системы АСД является интервал времени 1п между моментом из- ~ лучения зондирующего импульса и моментом приема отраженного от ~ объекта сопровождения импульса, выходной — интервал времени 1, между моментом излучения зондирующего импульса и моментом выработ- г». вг и« и. вд уу вм 1;) ки селекторного импульса. Вследствие движения объекта дальность В и соответственно интер- Рис.

1.11 вал времени 1в изменяются во времени, в связи с чем возникает рассогласование Л1,=1о — 1, между положениями на временнбй оси отраженного и селекторного импульсов. Для обнаружения этого рассогласования и преобразования его в пропорциональное значение постоянного напряжения и =й рИ, служит временнбй дискриминатор.