Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 52
Текст из файла (страница 52)
6.38а) или противоположна (рис. 6.38б) значениюфазы сигнала суммарного канала.y1(t)y1(t)tty2(t)y2(t)tа) y∆(t)tб) y∆(t)ttyΣ(t)yΣ(t)ttUcoUcottРис. 6.38. Зависимость амплитуды разностного сигнала Ucoот величины углового рассогласования Δθ = θц – θаВ результате перемножения и усреднения выходных сигналов в ФДформируется сигнал ошибки Uco =Re ( zΣ ⋅ z∆∗ )zΣ2, величина и полярность кото-рого зависят от значения Δθ и знака рассогласования. Под воздействием Uсоизменяется угловое положение ДН антенной системы до совмещения РСН снаправлением на цель. Заданное положение нуля дискриминационной характеристики пеленгатора обеспечивается уже на входе приёмных каналов волноводным тройником и не зависит от коэффициентов передачи приёмныхканалов КΣ и КΔ.
Нестабильность этих коэффициентов ΔК приводит к некоторому отличию крутизны дискриминационной характеристики от расчетного значения; в частности, различие фазовых характеристик трактов приёмаΔΨ приводит к уменьшению крутизны дискриминационной характеристики,пропорциональному значению cosΔΨ.Крутизна дискриминационной характеристики определяет чувствительность углового измерителя к малым расстройкам. Чем больше крутизна, Радиолокационные системы. Учеб.331ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.4. РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫтем больше сигнал ошибки даже при малых ε, следовательно, выше чувствительность измерителя.Таким образом, наиболее высокими характеристиками среди многоканальных пеленгаторов, реализующих метод амплитудного мгновенного сравнения, обладают пеленгаторы с суммарно-разностной обработкой сигналов.Принцип измерения угловых координат методом ФМС.Определение угловой координаты при использовании метода фазовогомгновенного сравнения осуществляется сравнением фаз сигналов, принимаемых двумя антеннами (рис.
6.39).θцРПрУ IРФНθа = 0Фазометрd∆rUсоРПрУ IIРис. 6.39. Упрощенная схема фазового пеленгатора, реализующая метод ФМСАнтенны пеленгатора имеют одинаковые амплитудные характеристики, направленность которых не зависит от угла прихода сигналов вблизиравнофазного направления (РФН) θа. Расстояние между антеннами d называется базой фазового пеленгатора.Линия визирования цели образует угол θц с осью, перпендикулярной клинии, соединяющей две антенны, (т. е. с РФН).
Разность фаз сигналов свыходов приемников будет определяться разностью хода лучей ∆r = d ⋅ sinθци вычесляется по формуле=∆φ∆r2πd=2πsinθ ц .λλЭто дает возможность определить угол θц по измеренной величине фазовыхсдвигов отраженных от цели сигналов, принимаемых на две разнесенные антенны.Разность фаз Δφ колебаний полезного сигнала при отклонении цели отРФН может быть выделена фазовым детектором, а по значению выходногосигнала Uсо можно определить угол θц. В следящих системах этот сигналиспользуется для наведения антенны на угол, т. е. отработки угла рассогласования между направлением на цель и РФН.Зависимость напряжения Uсо на выходе фазометра от Δφ Радиолокационные системы.
Учеб.332ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.4. РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫ 2πdU со ≈ k ⋅ cos∆φ = k ⋅ cos sinθ ц , λ(6.27)где k – const.кПри значении θц = θа, т. е. при θц = 0, пеленгатор нечувствителенизменению угла θц, так как cos θ = 1 и крутизна пеленгационной характеристики также равны нулю:∂U со ( θ ц )∂θ ц=0θ ц = 0.Для того чтобы при нахождении цели на РФН, соответствующем θц,сигнал фазового детектора был равен нулю (отсутствие рассогласования ∆θ)в один из каналов включается фазовращатель π/2, тогда 2πdU со ≈ k ⋅ sin∆φ = k ⋅ sin sinθ ц . λ(6.27а)Зависимость Uсо от ∆θ = θц − θа = θц (так как θа = 0) представлена нарис.
6.40.Uсо–θ00θ0∆θ = θцРис. 6.40. Дискриминационная характеристика пеленгатора ФМСПоскольку функция sin θц периодическая, то измерять угловую координату однозначно можно лишь в диапазоне ±θ0. Однозначное измерение λ , т. е. чем 4d угла ∆ϕ ограничено пределами ±π/2, поэтому ±θ0 = ±arc sin больше сектор однозначного измерения угла рассогласования, тем меньшедолжна быть база d. Радиолокационные системы. Учеб.333ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.4.
РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫОднако при этом снижается крутизна дискриминационной характеристики, а следовательно, ухудшается точность оценки.Таким образом, принцип измерения угловых координат методом ФМСсигналов заключается в извлечении информации об угловом отклонении целиот РФН, содержащейся в фазах сигналов на выходе каждой из антенн измерителя. Для его реализации необходимы две антенны с идентичными характеристиками, двухканальное приемное устройство и фазовой детектор.Реализация измерителей угловых координат методом ФМС.При корреляционно-фильтровой обработке сигналов следящий измеритель, реализующий метод ФМС сигналов, строится по типовой схеме, приведенной на рис. 6.41, где ППП – переключатель «прием – передача».УПЧСМППППередатчикUсоГФДπ/2СМУПЧУСОСхемауправ.антен.Рис.
6.41. Типовая схема следящего измерителя угловых координат,реализующая метод ФМС сигналовСхема требует высокой идентичности и стабильности фазовых характеристик приёмных каналов. В частности, из-за неидентичности ∆ψ фазовыххарактеристик каналов приёма происходит смещение нуля дискриминационной характеристики и возникает ошибка оценки θц. Зависимость Uсо от ∆ϕ,поясняющая появление ошибок измерения, представлена на рис. 6.42, гдерассмотрен случай, когда измеритель используется в качестве углового дискриминатора: sin∆ϕ≈∆ϕ, если ∆ϕ<<1. Соответственно Uсo∼∆ϕ+∆ψ.Uсо∆Ψ>0∆Ψ=0∆Ψ<0∆ϕРис. 6.42. Зависимость Uсо от ∆ϕ, поясняющая появление ошибок измеренияиз-за неидентичности ∆ψ фазовых характеристик каналов приёма Радиолокационные системы. Учеб.334ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.4.
РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫВлияние фазовой неидентичности ∆Ψ ослабляется при переходесуммарно-разностной обработке (рис. 6.43), т. е. к вычислению суммыразности принимаемых колебанийyΣ =y1 (t ) + y2 (t );киy∆ =y1 (t ) − y2 (t )непосредственно на выходе антенных элементов (рис. 6.42).СМ∆АДУПЧКанал ДUсоДВТАРУГет.ФДСигнал ошибкиΣСМπ/2УПЧРис. 6.43. Структурная схема следящего измерителяс суммарно-разностной обработкойДля формирования yΣ(t) и y∆(t) может использоваться двойной волноводный тройник. Если цель находится на РФН (∆ϕ = 0), то фазы (и амплитуды) сигналов с выходов антенн оказываются одинаковыми, а разностныйсигнал – равным нулю. При нулевом значении y∆(t) неидентичность АЧХ иФЧХ трактов последующей обработки сигналов, формирующих значениякорреляционных интервалов, не повлечет появление сигнала ошибки.
Устранение смещения нуля дискриминационной характеристики – главное преимущество схемы с суммарно-разностной обработкой.Если направление на цель отклонилось от равнофазного, то фазы принимаемых сигналов с выходов антенн оказываются неодинаковыми, появляется разностный сигнал, амплитуда которого определяется величиной рассогласования, а фаза сдвинута на ±π/2 радиан относительно фазы суммарногосигнала в зависимости от знака рассогласования.Фазовращатель на π/2 преобразует в зависимости от знака угловогорассогласования ∆θ напряжения суммарного и разностного каналов из ортогональных в синфазные или противофазные.Колебания yΣ(t) и y∆(t) поступают в схемы оптимальной обработки, гдевычисляются корреляционные интегралы:zΣ= z + ze j∆φ ;z∆= z − ze j∆φ . Радиолокационные системы.
Учеб.335ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.4. РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫНа выходе фазового детектора формируется сигнал, пропорциональный произведениюzΣ ⋅ z∆* = z (1 + e j∆φ ) ⋅ z ∗ (1 − e − j∆φ ) =22 ∆φ ∆φ =4 j z sin ⋅ cos =2 j z sin∆φ. 2 2 За счет схемы АРУ в суммарном канале амплитуда его выходного напряжения поддерживается постоянной, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
