Казаков В. Д., Машошин Ф. Г., Бобнев М. П. Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС. М., Воениздат, 1987 (1083409), страница 11
Текст из файла (страница 11)
и, 02 Разложим это выражение в ряд и ограничимся линейным чле- ном, в результате получим У2 ж Уз ~! — — соз ф) . и, и, Аналогично для Уп получим "Ю Уи- Уз(1+ — 'соз ф). У2 Следовательно, напряжение на выходе ФД и, =2йздУ2 соз ф=йьдУ2 соз 2г, Общее выражение ЧМ-радиосигнала имеет вид „=и„,~„~~~, 2, 1~Р)22~. 0 Детектирование ЧМ-колебаний осуществляется ЧД. На выходе ЧД вырабатывается напряжение, меняющееся во времени согласно модуляционным изменениям мгновенной радио- или промежуточной частоты принимаемого сигнала. Зависимость этого напряжения от частоты колебаний иа входе называется детекторной (дискриминационной) характеристикой ЧД ичд=2р(1).
Частота Щщ,), прн которой напряжение равно нулю, называется переходной. Часто дискриминационной характеристикой ЧД называют зависимость этого напряжения от расстройки Л)=1 — )ь Для линейного участка этой характеристики справедливо соотношение ичд=йчд() — )2)=йчл Л1, (5.12) где йчд — коэффициент передачи ЧД. В ЧД, как правило, изменения частоты сигнала преобразуются в соответствующие изменения его амплитуды, которые детектируются АД. Для преобразования ЧМ-сигналов в АМ может использоваться расстроенный колебательный контур, у которого середина одной из ветвей резонансной кривой совпадает с частотой 12()р). Для повышения линейности и ширины дискриминационной характеристики используют два расстроенных контура (5 11) где йед=2йдп.
Из этого выражения видно, что-напряжение на выходе балансного фазового детектора пропорционально косинусу разности фаз, подаваемых на входы сигналов, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ФД. Частотный детектор (ЧД). В радиосигналах с ЧМ изменение приращения частоты повторяет закон изменения модулнрующего сигнала (сообщения), т. е. Лы (1) = ь2 (1) — ь22 = йчмим (1). (рис. 5ЛО,а). Принцип действия такого ЧД поясняется графиками, изображенными на рис. 5.10,б, в. Частотный детектор состоит из двух контуров, нагруженных на амплитудные детекторы Л1, И, С1 и Л2, )г2, С2, включенные навстречу один другому.
Контуры 1 и П взаимно расстроены на величину 2Л)р (рис. 5.10, б). Амплитуда напряжения, подаваемого с контура на амплитудный детектор, зависит от частоты !. Если частота !=~ь амплитуды сигналов на входах амплитудных детекторов будут равными. Следовательно, напряжение на выходе частотного детектора равно нулю. где йчц — коэффициент передачи амплитудных детекторов; (), и с)х — амплитуды напряжений на контурах 1 и П, которые определяются выражениями: ц=кд Юи..„ и,=КЬ+АОП.,' Если амплитудно-частотные характеристики фильтров ! н П разложим в ряд в окрестности точки )е н ограничимся линейным членом разложения, получим КЕ=К(у, + Ю=К(И М)~(М~=~.А|.
С учетом этих выражений напряжение на выходе частотного детектора пчд = 2лад ~ КЯ) у=у.МЯ =Йчдб|Я. В этом выражении ~КО')(~ и — модуль производной АЧХ контура в точке ~=1ь йчд — коэффициент передачи частотного детектора. Из последнего выражения видно, что на выходе ЧД, выполненного на расстроенных контурах, в пределах ширины дискриминационной характеристики 2Л! „напряжение ичд повторяет закон изменения частоты ЧМ-радиосигнала.
Рис. ЗЛО. Частотный детектор (а); амплитудно-частотные характерисснки расстроенных контуров 16); дискриминационная характеристика (е) 4 Частота )е, соответствующая точке взаимного пересечения амплитудно-частотных характеристик контуров 1 и П, называется переходной. При Ь)=! — !е)0 ичд'- О. Если Ц=1 — 1е< О, ичд(0. Прн малых расстройках Л) выходное напряжение ичд ивляется пропорциональным Л).
При больших расстройках напряжение на контурах существенно падает. Следовательно, уменьшается и выходное напряжение (рис. 5.10, в). Выходное напряжение ичд можно представить в виде ичд=яад(()1 — ()х), 5.5. Автоматические регулировки приемников Под действием дестабилизирующих факторов могут изменяться частоты гетеродина и принимаемого сигнала. Вследствие этого их разностная частота может существенно отличаться от )пп.
В этих условиях прием полезных сигналов может оказаться йевозможным. Для того чтобы сохранить разностную частоту близкой к 1„р, необходимо постоянно корректировать частоту )т. Подстройка может осуществляться вручную илн автоматически с помощью схемы автоматической подстройки частоты (АПЧ). В схеме АПЧ содержится ЧД (ФД), который реагирует на величину и знак расстройки. На выходе ЧД вырабатывается напряжение, Пропорциональное расстройке. Это напряжение воздействует на управляющий элемент, который изменяет частоту (е так, чтобы разностная частота стала близкой к Дпр. Для автоматического поддержания на заданном уровне величины выходных сигналов (без искажения их формы) при значительных изменениях сигналов на входе применяются системы АРУ. Работа АРУ основана на изменении коэффициента усиления приемника в зависимости от величины входных сигналов.
При их возрастании коэффициент усиления падает под действием регулирующего напряжения, вырабатываемого системой АРУ в результате амплитудного детектирования выходных сигналов. Более подробно принцип действия системы АПЧ и АРУ рассмотрен в гл. 6.
Глава 6. РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СРЕДСТВА А. ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ 6.1. Принципы радиолокации объектов Радиолокация — область радиоэлектроники, включающая методы и средства получения информации об объектах (фнзнческих телах) за счет приема и анализа радиоволн, излучаемых или переизлучаемых (отражаемых) ими. Объекты радиолокации называют радиолокационными целями. Последние могут быть наземными (наземные сооружения, танки, ракетные установки), воздушными (самолеты, вертолеты, ракеты), космическими (ИСЗ, боеголовки баллистических ракет), надводными (корабли). Совокупность сведений о целях — дальность до цели, угловые координаты (направленне на цель), параметры движения цели, получаемые с помощью средств радиолокации, называют радиолокационной информацией. Радиоэлектронные средства, предназначенные для получения радиолокационной информации, называют радиолокационнуми средствами (радиолокационными станциями — РЛС).
В зависимости от природы электромагнитного излучения, доставляющего информацию об объекте радиолокационного наблюдения, различают активную, полуактивную и пассивную радиолокацию. При активной р адиоло к ации информацию об объекте получают путем его облучения зондирующими сигналами и приема сигналов, отраженных от него или переизлученных им. Передатчик и приемник РЛС в этом случае совмещены (находятся в одной точке).
При полуакт) аной радиолокации информацию об объекте получают так же, как и при активной радиолокации, но передатчик зондирующих сигналов и приемник отраженных от объекта сигналов при полуактивной радиолокации разнесены в пространстве. Передатчик может быть размещен на земле (самолете), а приемник — на ракете, наводимой на цель. Использование средств активной и полуактивной радиолокации позволяет определять угловые координаты объекта относительно некоторой фиксированной точки в пространстве (например, относительно РЛС), дальность до объекта и скорость его движения. Наличие данных об угловых координатах и дальности дает возможность определять местоположение объектов в пространстве.
Пассивная радиолокация основана на приеме радиоволн, излучаемых самим объектом или РЭС, установленном на нем. При приеме этого излучения в одной точке пространства можно определить только угловые координаты объекта. Для определения местоположения объекта в пространстве необходимо определение направлений на объект, как минимум, из двух точек пространства. По виду излучаемых радиосигналов различают РЛС с непрерывным и импульсным (большой или малой скважности) язлучением.
В зависимости от предназначения РЛС подразделяются на РЛС обнаружения и РЛС автоматического сопровождения целей. РЛС обнаружении работают в режиме обзора воздушного пространства или земной поверхности. В военных целях применяются для обнаружения воздушных илн наземных объектов, определения их координат и параметров движения. РЛС автоматического сопровождения работают в режиме непрерывного слежения за объектом по направлению (угловым координатам), дальности или скорости.
С помощью этих РЛС представляется возможность получать радиолокационную информацию о цели непре. рывно. Нашли широкое применение в системах управления оружием, например в системах наведения ракет класса «земля— воздух>, «воздух — воздух» и «воздух — земля».
В основу определения координат и параметров движения объектов с помощью РЛС положены следующие свойства ЭМВ: способность ЭМВ отражаться от объектов, встречающихся на пути их распространения, прямолинейность и постоянство скорости распространения ЭМВ в однородной среде и, наконец, эффект Доплера (изменение частоты сигналов, отраженных от объектов, по сравнению с частотой зондирующих сигналов при наличии радиальной составляющей скорости движения объекта относительно РЛС).
При активной радиолокации измерение дальности до цели (дальность РЛС вЂ” цель) основано на определении времени тр распространения (времени запаздывания) ЭМВ от РЛС до объекта и обратно. Дальность до цели Р„ и время запаздывания тр связаны соотношением Р„= сто(2, (6.1) где с=3.10' м/с — скорость распространения ЭМВ в свободном пространстве. Принцип определения дальности до объекта основан на фиксации моментов излучения зондирующего сигнала, приема отраженного от него сигнала и измерения временнбго интервала между этими сигналами.
Как уже отмечалось, ЭМВ распространяются в свободном пространстве по прямолинейной траектории. Это свойство ЭМВ положено в основу определения направления (угловых координат) на источник электромагнитного излучения (ЭМИ). Измерение угловых координат сводится к определению направления прихода ЭМВ, излучаемых или переизлучаемых объектом. Измерение радиальной составляющей скорости движения объекта Рр основано на эффекте Доплера.
Измерение значения разности частот Рд отраженного от цели и излучаемого РЛС сигнала позволяет определить радиальную скорость ее движения. По- кажем это. Пусть РЛС излучает непрерывный гармонический сигнал постоянной амплитуды К цоц с несущей частотой тоо и начальной фазой ~ро.' ицтц(Ю)= 0 цдц соз (тоо!+~ра). (6.2) Сигнал, отраженный от цели, удаленной на расстояние Р от РЛС, описывается выражением 2В ! нотр(г)=Ыиотрсоа~о~о~Ф вЂ” — !+уо+9отр~т (63) .о ! где нотр — изменение начальной фазы сигнала за счет отражения от объекта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
