Бакулев П.А. Радиолокационные системы (2015) (1151781), страница 44
Текст из файла (страница 44)
е. от угла 0СМотклонения максимума ДНА от РСН). Из (11.5)следует: 0р =т1Пл . Поскольку\т- > AU2minIUl=(Pc/ P J - '= \/ qи £-*<тгв(см. рис. 11.5), то( 11.6)о* = 1 1(4чП3).Можно показать, что при любой аппроксимации ДНА пеленгационная чувствительность с учетом потерь аппроксимации и обработкиравна Пл =\/кфа, тогда=k/yjq .При оптимальной обработке сг^/^ = к/ J Е/ N0 - минимальная относительная погрешность, соответствующая потенциальной точностиизмерения угловой координаты.Таким образом, точность определяется отношением мощностейсигнала и шума и значением пеленгационной чувствительности, которое зависит от / а (#0) и / а (#0) , следовательно, от выбора уровня пересечения диаграмм. Для увеличения Ла необходимо увеличивать / а (#0)и уменьшать / а ( 0о), что достигается увеличением 0ц и уменьшениемуровня пересечения, однако при уменьшении fa.(0CM) падает q.
Поэтомуобычно #) берут таким, чтобы пересечение диаграмм направленности помощности происходило примерно на уровне (0,33 - 0,5).Принцип действия следящего радиопеленгаторас коническим сканированиемРассмотренная схема (см. рис. 11.5, а) позволяет определить толькоодну угловую координату, например азимут а. Когда требуется одновременно измерить две угловые координаты, РСН формируется вращением ДНА, отклоненной на у/см от оптической оси рефлектора антенны(рис.
11.6, а). Максимум диаграммы смещается при механической илиэлектрической дефокусировке облучателя. Во время работы радиопеленгатора диаграмма направленности вращается вокруг РСН. Такая реализация равносигнального метода называется коническим сканированием. При этом на входе приемника радиопеленгатора действует сигнал300(рис. 1 1 .6 , б), модулированный по амплитуде с частотой сканированияFCK. Глубина AM зависит от углового отклонения у м источника излучения от РСН (рис. 11.7), а фаза модуляции от угла <рм, лежащего в плоскости, перпендикулярной РСН, и заключенного между опорным направлением (ось X) и направлением на проекцию источника излучения наэту плоскость (точка М).Рис. 11.6. Диаграммы,поясняющие принцип конического сканирования) = tg K O sin(^M) = tg(A i)tg(V'M)tg WКогда у/м « щсм, что обеспечивается в режиме автосопровождения,можно считать, что cos(^M) « а м/у/м a sin(#>M) « 0м/ р м.- Таким образом,Из рис.
11.7 следует: cosазимут ам и угол места Д* источника излучения можно выразить черезугол (fa путем формирования сигналов, пропорциональных c o s ^ и sin^vРис. 11.7. Геометрическиесоотнош ения при коническом сканированииПри автоматическом сопровождении цели по направлению положение ДНА радиопеленгатора с коническим сканированием (рис. 11.8)однозначно связано с фазой опорного напряжения и0 . Формируютсядва опорных сигнала для сопровождения цели в горизонтальной и вертикальной плоскостях, вырабатываемые в устройстве конического сканирования генератором опорных напряжений, при вращении ДНА с помощью привода сканирования:Щх(*) = итОСО<Пск*-<РоУ> Щ¥(0 = итО*т(ПСк*-<Ро)>где Um0 - амплитуда сигнала УКС; QCK= 2 л\Рск; (р§ - вводимая заранееначальная фаза.При угле рассогласования 0р ф 0 огибающая импульсов на выходеприемника описывается выражениемMi(0 =+ т cos(QCKr - <РМ)] = Umc + rnUmc cos(Q CKt - q>M).a)6)Рис.
11.8. Схема радиопеленгатора с коническим сканированием (а)и сигналы в ее характерных точках (б); вид напряжений в точках:1 - после приемника; 2 - после ДСО; 3 - после УСОДемодулятор сканирования (Дем Ск), стоящий на выходе приемника обычно состоит из последовательно включенных детектора сигнала ошибки(ДСО) и усилителя сигнала ошибки(УСО).После демодулятора сканирования сигнала ошибки (Дем Ск), впростейшем случае состоящего из последовательно включенных детектора сигнала ошибки ДСО (пикового детектора) и полосового усилителясигнала ошибки УСО, настроенного на частоту FCK, выделяется сигналошибки - первая гармоника огибающей видеоимпульсов«3W= ^ l m U mcCOS(QCK1 - < Р и ~ <Ро)-где щ - сдвиг фаз в УСО, для компенсации которого в опорное напряжение специально вводитсяНа рис.
11.8, б показан вид напряжений в точках: 1 - после приемника, 2 - после ДСО и 3 - после УСО.Учитывая, что согласно (11.5) т = у/мПа , и объединяя все постоянные величины в коэффициенте к2 , имеем302«з(0 = кг ¥ иco s(0 CKi-< р и-<2>о).Напряжения на выходах фазовых детекторов каналов азимута и угламеста пропорциональны разности фаз сигнала и опорных напряжений:Uа = k3mUc cos(<рм) = кгкгу/м{a J y /M) = каы,Up = k3mUc sin(</>J = к2къу/ы(pJy/„ ) = kPM.Опорные напряжения вырабатываются в генераторе опорных напряжений, находящемся в устройстве конического сканирования.Таким образом, при вращении ДНА с помощью привода сканирования в каналах азимута и угла места образуются управляющие напряжения Ua и Up , значения и полярность которых зависят от угла отклонения цели от РСН в соответствующей плоскости. С помощью этихсигналов приводы антенны «Привод по а» и «Привод по 0» поворачивают антенну в горизонтальной и вертикальной плоскостях в положение, когда ами Д, равны нулю.Информация об угловом положении цели выделяется из последовательности видеоимпульсов (рис.
11.9, а), модулированных по амплитуде частотой сканирования и флуктуациями ЭПР цели. Спектр этогосигнала содержит компоненты частоты сканирования и спектральныеполосы флуктуаций амплитуды (рис. 11.9, б). В тракте после детекторастоит настроенный на частоту FCK фильтр. Для однозначной связи синформацией об угловом положении цели и минимума флуктуационных помех в полосе пропускания этого фильтра необходимо чтобыРис. 11.9. Огибающая(а) и спектр (б) сигнала на выходе приемника11.4.
Фазовые радиопеленгаторыП ринцип дей стви я ф азового радиопеленгатораИнформация о направлении на цель извлекается из фазовых соотношений сигналов, принятых в разных точках пространства. При определении одной угловой координаты, например азимута а , сигналы, принятые антеннами Л и В (рис. 11.10), разнесенными на расстояние d, на303зываемое базой, из-за разности хода волн AR = АС имеют разность фаз(р = 2яАR / Я .
Так как AR = dAB sin а , то(p ^lK ^d p ^ll)sm a .(11.7)Следовательно, информацию об азимуте цели можно получить,измерив разность фаз фи используя соотношениеa = arcsin[^/ 2 ^ J ^ / A ] .( 1 1 .8 )Измерение а по разности фаз <рвыполняют с помощью измерителяфазы (фазометра) на выходе двухканального приемника (рис. 1 1 . 1 1 ).Нелинейная шкала фазометра проградуирована в значениях угла а в соэтветствии с ( 1 1 .8 ).В фазовых радиопеленгаторах могут быть использованы как обычные зеркальные антенны (рис.
11.12, а), так и ФАР (рис. 11.12, б). Припеленгации в одной плоскости ФАР разделяются на две группы излучателей А\...А3 и А2..Л 6, формирующие отдельные диаграммы направленности (рис. 11.12, в). Сама ФАР строится по схеме пространственногоэптимального фильтра (или коррелятора).Выходные сигналы М] и м2 сдвинуты по фазе на угол (р, связанный: направлением на точку излучения сигнала М выражением (11.7). Петенгация в пространстве выполняется трехканальным радиопеленгатором с базами, повернутыми друг относительно друга на 90°.
При необходимости обе базы можно расположить на земной поверхности (рис.11.13). На этих базах образуются разности фаз| Фав =2rt{diBlX)sm a cos /?,(П9)1<pAc = 2* {dAcl*)cosacosp.Рис. 11.10. Взаимное положение ан- Рис. 11.11. Схема фазового радиопеленгатенн и источника излучения в фазо- торавом радиопеленгаторе304Пеленги целей в горизонтальной а и вертикальной Р плоскостяхопределяются из решения системы уравнений (11.9).Рис.
11.12. Примеры антенн фазового радиопеленгатораРис. 11.13. Диаграмма, поясняющая пеленгациюв пространстве фазовым методомОднозначность отсчета угловой координатыПри некоторых значениях угла а и отношения d/Я фазовый сдвигсигналов может превысить 360°. В этом случае из-за цикличности изменения фазы (в пределах 2 л) возникает неоднозначность отчета угла а ,так как измеритель разности фаз покажет одно и то же значение при а ,равном, например, 30 и 390° (т.е. 360 + 30°).Для обеспечения однозначности пеленгации в пределах сектора±90°, когда - l > s i n a ' < + l , необходимо, чтобы разность фаз не превышала ±180°.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
