Первачев С.В. Радиоавтоматика (1982) (1095886), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Как правило, полоса пропускания усилителей У1, У2 значительно превышает полосу пропускания фильтра системы углового сопровождения, следующего за дискриминатором. Флюктуационное напряжение на выходе углового дискриминатора при этом можно считать белым шумом н характеризовать значением спектральной плотности на нулевой частоте. Положив в (3.84) оэ=0, получим зависимость 5о (О, О) от О, т. е. флюктуационную характеристику углового дискриминатора: 5 (О О)= ° й,.1'г 11+у'2)о)1+ ')11. (3.85) 2 11 (1 + чо) о 1 72 Флюктуационная характеристика рассматриваемого дискриминатора в области 0)0 показана на рис. 3.17.
Как и дискриминационная, флюктуационная характеристика имеет боковые лепестки, вызванные наличием боковых лепестков диаграмм направленности антенны. При малых значениях дзе флюктуационные характеристики слабо зависят от величины рассогласования О, С ростом отношения сигналшум неравномерность флюктуационной характеристики возрастает. При ма- 0 (аг)в оту~д~ г Рис. д.!7 р 4 р() лых отклонениях О, полагая б,(0) =б,(0) и бз(0) =)ьО, можно представить (3.85) в виде З,(0,0)=8,(0)+8,(0) О, (3.86) где ~ ,О, оз и „ У2 и ) + У2 Ч'э 2В ()+ч э) о'(!'ст р " () ( Ча )з аа,(О) ' в котором крутизна )з разностной диаграммы направленности и значение 01(0) определяются соотношениями (3.83). Обратим теперь внимание на то, что парциальные диаграммы направленности антенны имеют не плоский, а пространственный характер.
Поэтому сформированные из них суммарнаа н разностнап диаграммы антенны при пеленгации в одной плоскости зависят от отклонения источника сигнала Оз во второй плоскоств, т. е, 6~(О) =б~(О, Оз) и пз(О) =6з(0, Оз). При учете отклонения 73 Выявленная параболическая зависимость (3.86) спектральной плотности 5з (О, ~0) шума от рассогласования 0 характерна для дискриминаторов и отмечалась ранее при рассмотрении дискриминатора обобщенной радиотехнической следящей системы и частотного дискриминатора. При нефлюктуирующем сигнале возрастание спектральной плотности 5й (О, О) с ростом 0 объясняется в основном повышением интенсивности биений шума с увеличивающимся сигналом в разностном канале. В расчетах следящих систем часто оперируют величиной спектральной плотности шума приведенного,ко входу дискриминатора.
Эта величина равна отношению 5й (0„0)/Язп и для рассматриваемого дискриминатора описывается выражением (О 0 78а У~ и )+ Рйч е о з(о) а ' ) д 28 заэ Вз выражения (3.70) для суммарной и разностной диаграмм несколько изменяютсн яп р 1/( — О,)'+ 0', Мп р 1/(О+ О,)'+ О', аь,(0, Е,) р')/(в — в,) 4 е, р)/(О+е„)з+ез, Зависимость суммарной и разностной диаграмм от рассогласования О, приводит к тому, что дискриминационная и флюктуационная характеристики пеленгатора также оказываются зависящими от рассогласования Вт При малых величинах Вм как показывает анализ, наличие такого рассогласования приводит к уменьшению протяженности линейного участка дискриминационной характеристики по 0 и практически не меняет ее крутизну. Флюктуациоиная характеристика 5 В[О, О) при этом также изменяется слабо. Поэтому при сравнительно небольших рассогласоваииях О, во второй плоскости их влияние на дискриминационную и флюктуациониую характеристики пеленгатора можно не учитывать.
При значительных рассогласоваииях изменение дискриминационной характеристики становится более существенным, что свидетельствует о появле>ич в пеленгаторе перекрестных снязей между каналами пеленгации по азимуту и углу места. Если принимаемый сигнал является флюктуирующим, то при определении энергетического спектра напряжения на выходе углового дискриминатора необходимо учитывать возникающие прн перемножении в фазоном детекторе ФД (рис. 3.14) бпеиия сигналов разностного и суммарного каналов. Интенсивность этих биений пропорциональна мощности сигнала в разностном канале дискриминатора. Если пеленгуемый объект находится на равноснгнальном направленпи, то разностный сигнал равен нулю и биения сигнал-сигнал отсутствуют.
Этот результат вытекает также из формулы (3.76), описывающей спектральную плотность биений сигнал-сигнал, так как при 8=0 величина 6з(0)=0 и 5се(ю)=0. При отклонении источника сигнала от равносигнальиого направления составляющая 5„(ю) спектра выходного напряжения дискриминатора, порождаемая флюктуациями сигнала, увеличивается. При этом, конечно, увелпчивается и суммарная спектральная плотность 51 (ю) флюктуаций выходного напряжения дискриминатора. В тех случаях, когда ширина спектра флюктуирующего сигнала существенно превьппает полосу,пропускания следящей системы, спектр биений сигнал-сигнал можно считать равномерным и характеризовать значением 5„(0) спектральной плотности на нулевой частоте.
Рассчитаем величину 5„(0), аппрокснмировав форму спектра принятого сигнала гауссовской зависимостью; 5 (ю) =5, ехр( — юз(ртс). Положив, что частотная характеристика усилителей описывается выражением (3.66) и полоса пропусканпя их значительно превышает ширину спектра сигнала (Л((з,» »1), по формуле (3.76) найдем -(/й „ц и „44 а, (0) (3.87) р~ ((+ ое)з 6'~ (9) ' где От= Рс)Рю=5„)',)/пб~~ (8)/5шб — отношение сигнал-шум. При больших отношениях сигнал-шум составляющая (3.87), обус- 74 ловленная наличием флюктуацпй сигнала, вносит основной вклад в увеличение спектральной плотности 51 (О, 6) шума на выходе дискриминатора с ростом рассогласования 6. Поэтому прн флюктунрующем сигнале это увеличение происходит быстрее.
Длн нормировки мошиости сигнала в суммарном и разностиом каналах углового дискриминатора может применяться не только рассмотренная выше инерционная система АРУ, но и мгновенная (безынерционная) система АРУ, называемая сокращенно МАРУ. Такая система лучше работает при действии некоторых сиецнальных помех, например прерывистых [24). Дискриминационные характеристики пеленгаторов с инерционной АРУ и МАРУ, как показано в [231, црв условии идеальности обоих видов регулнровок совпадают.
Спектральная плотность шумов на выходе пеленгатора с МАРУ прн условии, что источник сигнала либо находится на равиосигнальиом иаправленпи, либо вовсе отсутствует, возрастает по сравнению со случаем инерционной АРУ. Это иревышение при флюктуируюшем сигнале может достигать 2,6 раза и объясняется резким увеличением уровня выходных шумов иа временных интервалах, где мгновенные значения сигнала на входе суммарного канала малы и коэффициент усиления усилителей У1, У2 очень велик.
В то же время следует отметитзь что система МАРУ подавляет амплитудные флюктуации сигналов суммарного и разпостного каналов. Поэтому ирн идеальной МАРУ составляющая о„(ы) спектра Хй (ы) выходного напряжения пеленгатора равна нулЮ не только когда источник сигнала находится на равиосигнальном направление, но и при наличии углового рассогласования Е. В результате спектральная плотность ой(ы) шума иа выходе пеленгатора с МАРУ ирв флюктуируюшем сигнале увеличивается с ростом рассогласования 0 медленнее н при значительном рассогласовании оказывается меньше, чем в случае инерционной АРУ.
3.4. Временные дискриминаторы Временным днскрпмннатором называют устройство, выходное напряжение которого зависит от временного сдвига сигнала по отношению к опорному напряжению. Принцип работы временного днскрнмннатора описан в 2 2.3 на прнмере схемы, получившей. широкое распространение прн нспользованнн импульсного некогерентного сигнала. Там же приведены эпюры напряжений (ряс, 2.19), нллюстрнрующне процессы в отдельных точках днскрнмннатора. Ряд схем временных днскрнмннаторов для импульсного пекогерентного, фазоманппулнрованного н других форм сигнала рассмотрен в [16, 17).
Определим характеристики временного днскрпмннатора, опнсанного в $ 2.3. Этн характеристики существенно зависят как от параметров дискриминатора, так н от свойств напряжения и(П па входе дискриминатора. Из рассмотрения схемы приемника (рнс. 2.16) следует, что свойства напряжения и(1) зависят от параметров сигнала н помех на входе УПЧ, от формы частотных характеристик УПЧ н вндеоуснлнтеля, от характеристик амплнтудного детектора, от способа нормировки сигнала по амплитуде в УПЧ, длительности импульсов, стробнрующнх УПЧ, н других факторов.
Определение статистических свойств выходного напряження временного дискриминатора с учетом всех перечисленных факторов является достаточно сложной задачей 125). Поэтому в 75 дальнейшем изложении используем ряд упрощающих предположений. При высокой скважности сигнальных и стробирующих импульсов и достаточно коротких импульсах сброса можно приближенно считать выхоленное напряжение дискриминатора (эпюра 9 на рис. 2.!9) постоянным за время, равное периоду повторения импульсов Т. При наличии шумов на входе временного дискриминатора его выходное напряжение имеет ступенчатую форму (рис. 3.(8). Длительность ступеньки равна периоду повторения импульсов, а амплитуда случайна. Напряжение идь формируемое в 1-и периоде следования импульсов, как вытекает из описания работы дискриминатора, равно ! с,+с,и !+2сси ид,— — им — им=й (~ '! и (1) й — )" и (1) й, (3 88) ссссси где 1; — момент появления первого следящего импульса; тс длительность следящих импульсов; и(1) — напряжение на входе дискриминатора, являющееся суммой сигнала и шума; й — коэффициент пропорциональности.
Рис. 8.18 Рис. 8.18 Основными статистическими характеристиками временного дискриминатора, так же как и других видов дискриминаторов, являются дискриминационная характеристика ~и энергетический спектр выходного напряжения. Под дискриминационной характеристикой г'(Лт) в случае временного дискриминатора импульсных сигналов понимается зависимость математического ожидания выходного напряжения дискриминатора от временного рассогласования Лт между положением сигнальных и следящих импульсов. Как следует из (3.88), дискриминационная характеристика определяется соотношением 'и Ьсси— с+ сси г" (Ат) =М(ид(1)) =й [ )" и(!) й — ( и(!) й, (3.89) сс 'с+с где й(1) =М[и(1)) — математическое ожидание напряжения на входе временного дискриминатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
