РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ (1087875), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

стной плоскости. Эти напряжения подаются на два серводвигателя, управляющие положением антенны в пространстве, т.е. положением ее равносигнального направления.

Рис.9.7. Структурная схема РЛС конического сканирования

Последовательность отраженных целью сигналов после усиления и детектирования в приемнике поступает на детектор сигнала ошибки. На выходе детектора сигнала ошибки возникает синусоидальное напряжение с частотой сканирования. Оно усиливается усилителем, настроенным на частоту сканирования и имеющим узкую полосу пропускания. Амплитуда выходного напряжения усилителя сигнала ошибки пропорциональна угловому отклонению цели от равносигнального направления, а начальная фаза зависит от направления этого смещения, отсчитываемого от некоторой опорной плоскости.

Серводвигатели поворачивают антенну соответственно в

азимутальной и угломестной плоскостях до тех пор, пока оба сигнала ошибки не будут сведены к нулю, т.е. цель окажется на

равносигнальном направлении.

Таким образом равносигнальное направление антенны РЛС с точностью до ошибки сопровождения всегда направлено на цель.

При организации радиопротиводействия важно знать частоты сканирования подавляемых РЛС. Они обычно равны 30 … 80 Гц, иногда сотням Гц.

9.3. Моноимпульсный метод

При моноимпульсном методе угловая координата цели в каждой из двух взаимно перпендикулярных плоскостей определяется сравнением параметров сигналов (амплитуды, частоты или фазы), принимаемых одновременно двумя разнесенными не сканирующими антеннами. Информация об угловых координатах цели может выделятся одновременно с приходом сигнала на приемную антенну. Часто такие системы называют системами с мгновенной равносигнальной зоной или с одновременным сравнением сигналов.

Антенная система классической моноимпульсной РЛС рис.9.8 состоит из четырех антенн, размещенных попарно в азимутальной и угломестной плоскостях перед общим отражателем. Чтобы определить направление на цель, сравнивают амплитуды сигналов, принятых двумя антеннами и затем усиленных и детектированных двумя приемниками с идентичными характеристиками.

Диаграммы направленности антенн образуют равносигнальное направление. Когда цель находится на этом направлении, амплитуды входных, а, следовательно, и выходных сигналов обоих приемников равны, и на выходе подключенного к ним вычитающего устройства сигнала нет. При смещении цели с равносигнального направления амплитуды входных, а, следовательно, и выходных сигналов будут неравными и на выходе схемы вычитания возникнет напряжение, величина и знак которого определяют сторону и величину смещения цели. Это напряжение использует-

ся для поворота антенны так, чтобы сигнал на выходе схемы вы-

читания стал равным нулю. В этом случае сопровождаемая цель

будет находиться на равносигнальном направлении.

Применяется как амплитудная (сравниваются амплитуды), так и фазовая пеленгация (сравниваются фазы). Существенным недостатком амплитудной пеленгации является то, что амплитуда входных сигналов может стать равной порогам ограничения приемников станции, например, при сближении РЛС с целью. При этом разность сигналов двух антенн обратится в нуль и информация об угловом положении цели будет потеряна.

Рис.9.8. Моноимпульсная РЛС

При фазовой пеленгации информацию об угловом положении цели получают из разности фаз сигналов, принимаемых дву-

мя антеннами (в каждой из плоскостей пеленгации) (рис.9.9).

Рис.9.9. Фазовый пеленгатор

Две антенны одного канала расположены так, что оси диаграмм направленности разнесены на расстояние и взаимно параллельны. Линия, соединяющая антенны, называется базой антенной системы. Если цель расположена так, что из центра базы она визируется под углом , который отсчитывается от перпендикуляра, восстановленного к середине базы, то сигналы, принимаемые антеннами, будут различаться по фазе.

Сигналы, принимаемые каждой антенной, равны:

, (9.17)

,……………..(9.18)

где - коэффициенты,

- диаграмма направленности антенны,

ω – несущая частота РЛС,

ψ – фазовое запаздывание сигнала

.………………………..(9.19)

С выходов обеих антенн принятые сигналы поступают на смесители. На смеситель первого канала напряжение гетеродина подается через фазовращатель, в связи с чем напряжение сигнала на выходе УПЧ этого канала равно

(9.20)

а на выходе второго канала -

…………….(9.21)

где - фазовый сдвиг фазовращателя,

- фазовые задержки в УПЧ1 и УПЧ2,

- коэффициенты усиления первого и второго каналов УПЧ.

Сигнал на выходе фазового детектора

……......(9.22)

где С – постоянная величина, зависящая от коэффициентов усиления УПЧ.

Если оба канала идентичны, то вносимые ими фазовые задержки равны и . При этом, когда цель расположена на равносигнальном направлении выходное напряжение фазового детектора равно нулю, если фазовращатель отрабатывает фазовую задержку . При отклонении цели от равносигнального направления выходное напряжение фазового детектора будет отличным от нуля и используется схема управления фазовращателем, которая изменяет фазовую задержку фазовращателя так, чтобы свести к нулю выходное напряжение фазового детектора.

Таким образом осуществляется слежение за угловой координатой цели, захваченной на АСЦ.

Рис.9.10. Функциональная схема фазовой РЛС

Обычно применяют систему, содержащую один канал обработки сигнала, а антенны поочередно подключаются к нему.

Если цель находится на равносигнальном направлении антенн, значение сравниваемого параметра, например амплитуды, не изменится при переключении антенн. При отключении цели от равносигнального направления амплитуды входного, а, следовательно, и выходного сигналов приемника изменяются в такт с переключениями антенн. Выходное напряжение будет промодулировано по амплитуде прямоугольным сигналом с частотой переключения антенн.

Система обработки углового положения антенны строится так, чтобы переменная составляющая выходного напряжения приемника сводилась ею к нулю.

При этом равносигнальное направление антенн будет ориентировано на цель, ψ связано с угловым положением главного лепестка, поэтому на индикатор выводятся углы положения цели.

9.4. Автоматическая система сопровождения цели (АСЦ)

по дальности

Канал АСЦ по дальности РЛС, работающей в импульсном режиме, позволяет без вмешательства оператора непрерывно получать дальность до захваченной на сопровождение цели в виде напряжения пропорционального дальности. Получаемую информацию можно использовать для управления схемой стробирования приемника РЛС.

Схема стробирования по дальности отпирает приемник на то время, когда ожидается приход отраженного сигнала.

Дальность до цели непрерывно изменяется, поэтому изменяется положение строба дальности, иначе цель можно потерять.

Рис. 9.11. Блок-схема АСЦ по дальности

Используется два стробирующих импульса – передний и задний, так, что одна половина отраженного сигнала перекрывается передним, а вторая – задним строб-импульсом. Строб-импульсы подаются на один из входов временного дискриминатора, на второй вход которого подается отраженный сигнал. Выходной сигнал временного дискриминатора представляет собой два непосредственно следующих один за другим импульса напряжения или тока, имеющих одинаковую амплитуду, но противоположную полярность.

Когда середина импульса цели совпадает по времени с серединой пары строб-импульсов, длительности выходных импульсов временного дискриминатора равны. Если же симметричность расположения отраженного сигнала относительно стробирующих импульсов нарушается, то нарушается и условие равенства длительностей выходных импульсов временного дискриминатора. В этом случае схема управления вырабатывает сигнал, который подается на генератор строб-импульсов и так изменяет их времен

ное положение (временную задержку относительно прямого сиг-

нала), что нарушенная симметрия вновь восстанавливается.

Благодаря этому приемник оказывается открытым к момен-

ту прихода каждого отраженного целью сигнала. В схеме имеется интегратор, запоминающий текущую дальность до цели.

7.5. Автоматическая система сопровождения цели (АСЦ) по скорости

РЛС с непрерывным излучением автоматически сопровождают подвижные цели, сигналы от которых могут быть значительно слабее сигналов от неподвижных объектов. Разделение сигналов, отраженных движущейся целью и неподвижными объектами основана на доплеровском смещении частоты электромагнитных колебаний, отражающихся от движущейся цели. Поясним эффект Доплера. Пусть приемник установлен на подвижной платформе, которая со скоростью V приближается к неподвижному передатчику А излучающему непрерывный синусоидальный сигнал

, (9.23)

где и - частота сигнала. Пусть при t = 0 приемник находится на расстоянии от передатчика. При приемник будет принимать сигнал:

, (9.24)

Характеристики

Список файлов книги