Первачев С.В. Радиоавтоматика (1982) (1095886), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Количественный анализ характеристик выходного напряжения временного дискриминатора проводится в гл. 3. В состав фильтра в автоселекторе обычно включают один или два интегратора. Преобразование выходного напряжения дискриминатора, выполняемое фильтром нижних частот, определяется его операторным коэффициентом передачи Ке(р).
Напряжение иэ(() на выходе фильтра при этом равно ивЯ=Кв(р)мя((), р=4М. (2,25) Обычно зависимость величины задержки в устройстве регулируемой задержки от управляющего напряжения является безынерцйонной. Если она, кроме того, линейна, то выполняется соотношен'пе тсх=тсп в+ ~рег пв~ (2.2б) где Яр„ — крутизна регулировочной характеристики, ч,аз — значение задержки при отсутствии управляющего напряжения. Величина т,аз может обладать некоторой нестабильностью, что необходимо учитывать при анализе автоселектора.
Соотношениям (2.23) — (2.2б) соответствует структурная схема временного автоселектора, изображенная на рис. 2.20, Рассматриваемый временной автоселектор позволяет сформировать на выходе фильтра ФНЧ напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта, т. е. выполняет одновременно функции авто- 26 дальномера. Поясним это положение. Представим величину т„определяющую положение импульса сигнала, в виде «с «а+ «г (2.27) где тэ — временной интервал между опорным импульсом и зондирующим импульсом передатчика; «,=2ггс — время запаздывания отраженного импульса по отношению к зондирующему; г — расстояние до объекта; с — скорость распространения электромагнитных волн.
Рис. 2.21 Рис. 2.20 Если в режиме слежения импульсы сигнала точно совмещены со следящими, то «,=те и, как следует из (2.26) и (2.27), справедливы равенства «а+«г=«сл а+5»ег Мф=(«г+ «э «ел э)Ф»гг Выбрав величину тэ равной «, а, получим иф=2г/5р„с. Следовательно, напряжение ие пропорционально расстоянию до объекта. В тех случаях, когда приемник и передатчик разнесены в пространстве, например в импульсных радиолинвях связи, и в приемник нельзя ввести опор.
вый импульс непосредственно от передатчика, заходет применение несколько иной вариант построения автоселектора, показанный на рис. 2.2!. Генератор импульсов запускается в этой схеме свнусовдальным напряженнем подстранваемого генератора ПГ, Следящие импульсы «привязаны» к определенной фазе этого напряисения, например образуются в моменты перехода напряжения через нуль. напряжение, поступающее с выхода фильтра ФНЧ, взмеияет частоту (а следовательно, и фазу) колебаний подстранваемого генератора. Это вызы. вает смещение следящих вмпульсов, благодаря чему уменьшается рассогласованве иежду следящими импульсаин и сигналом.
Рассматриваемая схема, в отличие от изображенной на рнс. 2.)б, не может быть использована в качестве автодальномера, так как в ней не формируется кварк»кение, пропорциональное дальности до объекта. При анализе этой схемы можно оперировать временным сдвигом Л«сигнальных и следящих импульсов или их фазовым сдвигом ф. Величины указанных сдвигов связаны с периодом Т колебаний подстраиваемого генератора соотношением ф=2ла«1Т.
Приведенная схема временного автоселектора по сути является системой фазовой авто- подстройки частоты повторения импульсов и близка к системам фазовой автоподстройкп непрерывных колебаний. Основное отлнчие состоит э том, что фазовый детектор заменен в вей временнйм дискриминатором. В заключение данного параграфа отметим, что системы слежения за временным положением применяются не только в случае импульсного некогерентного сигнала, но и при использовании дру- 27 гих, более сложных сигналов, например импульсного когерентного, фазоманппулированного и др, Описание соответствующих следящих систем приведено в 116, 171. Структурные схемы таких систем близки к схеме, показанной на рис.
2.20, что определяет общность методов их анализа. 2.4. Угломерные следящие системы Системы автоматического слежения за направлением прихода радиосигнала широко используются в радиолокация, радионавигации, радиоуправленпи для'измерения угловых координат источника сигнала. Поэтому их часто называют угломерными следягцими системами. Благодаря использоваишо антенн с узкими диаграммами направленности рассматриваемые системы осуществляют также пространственную фильтрацию полезного сигнала на фоне мешающих сигналов, идущих из других точек пространства. Функциональная схема системы углового сопровождения показана на рис, 2.22. Р ее состав входят: пеленгационное устройство, фильтр (ФНЧ), усилитель (У) и исполнительное устройство (ИУ).
Пеленгационное устройство, играющее роль углового дискриминатора, состоит из антенны и приемника, в котором проводится обработка принятого радиосигнала. При отклонении источника сигнала (ИС) от некоторого направления РН, называемого равносигнальным направлением антенны, на выходе пелеигационного устройства появляется напряжение и ((), зависящее от величины и знака этого отклонения. Напряжение ид(Г) далее фильтруется, усиливается и воздействует на исполнительное устройство. Исполнительное устройство изменяет положение антенны или состояние ее отдельных элементов так, что равносигнальное направление антенны смещается в пространстве и исходное угловое рассогласование между ним и направлением на источник сигнала уменьшается.
Угловое положение источника сигнала в пространстве обычно оценивается углами О„и Оям отсчитываемыми в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, как правило, горизонтальной (плоскости азимута) и вертикальной (плоскости угла ~места). В этих же плоскостях измеряется угловое рассогласование между равносигнальным направлением антенны и направлением иа источник сигнала и осуществляется управление положением антенны. 28 Составим уравнения, описывающие поведение угломерной сле-. дящей системы, рассматривая для простоты случай движения в одной плоскости. Обозначим угловые положения источника сигнала и равносигнального направления антенны, измеренные в некоторой опорной системе координат, соответственно через В„и О,. Тогда угловое рассогласование 8 между ними, выявляемое угловым дискриминатором (пеленгатором), равно 8=-8„— 8„.
(2.28) Пеленгатор, как правило, является устройством безынерционным по отношению к изменению угла О. Напряжение на его выходе, содержащее детерминированную составляющую М[ид(>)1=Р(В) и флюктуацпонную составляющую $(1, 8), можно записать в виде ид(1)=-Р(В)+$(1, 8). (2.29) Зависимость Р(0) детерминированной составляющей выходного напряжения пеленгатора от рассогласования О, являющуюся дискриминационной характеристикой пеленгатора, часто называют также пеленгационной характерибтикой. Преобразование напряжения ид(г) фильтром с операторным коэффициентом передачи Кф(р) описывается. выражением иф — — Кф (р) ид (г). (2.30) 11 случае необходимости к фильтру может быть отнесено звено, учитывающее инерционные свойства пеленгатора.
Исполнительное устройство, изменяющее поло>кение равносигнального направления антенны, может быть электромеханическим, гироскопическим или электронным. Если смещение равносигнальпого направления достигается изменением положения зеркала антенны, то в качестве исполнительного устройства часто используется электродвигатель переменного или постоянного тока. При электрическом управлении .диаграммой направленности антенны, например в фазированных антенных решетках, применяются электронные исполнительные устройства. При установке- антенны на подвижном объекте исполнительное устройство ннопда делают гироскопическим с тем, чтобы при отсутствии управляющего напря,жения обеспечить постоянство положения диаграммы направленно,е~и антенны в пространстве независимо от изменения поло>кения объекта.
Элементы исполнительного устройства могут иметь в общем случае нелинейные характеристики, связанные с наличием зоны нечувствительности, люфтом, ограничением, нелинейностью регулпрсиигнпых характеристик. Без учета указанных нел>щейностей, юпорьп обычно стремятся сделать малыми, исполнительное устро1)с~по можно считать линейным и описать уравнением О, (1) ==К„(р) иф (т), (2.31) в котором Кдт(р) — операторный коэффициент передачи исполнительного устройства. При использовании электродвигателя коэффициент Кдк(р) часто записывается в виде Кдх(р) =А/р(1+рТдд), 29 где А — крутизна зависимости угловой скорости вращения антенны в установившемся режиме от величины управляющего напряжения иф(1), постоянная времени Тл, учитывает инерционные свойства двигателя. Структурная схема системы углового сопровождения, соответствующая уравнениям (2,28) — (2.31), показана на рис.
2.23. Она близка к структурным схемам рассмотренных ранее систем слежения за временным положением, частотой и фазой принимаемого сигнала. Важным звеном системы углового сопровождения является пеленгатор. На практике находят применение пеленгаторы двух типов: с последовательным и с одновременным сравнением сигналов (!8, 19). К пеленгаторам первого типа относятся пеленгаторы с коническим сканированием и с переключением диаграммы направленности. В них используется одна антенна и одноканальное приемное устройство.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
