Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Термин «авионика» означает радиоэлектроника обслуживания полетов авиации, «ветроник໠— от англ. геЫс?е гааЧое!ее?гоше, т.е. совокупность радиоэлектронных средств, используемых на борту ВС. В понятие «авионикаь иногда включают не только бортовые радиосистемы управления полетом, но также радиоэлектронное обеспечение всех видов деятельности наземных авиационных служб: системы УВД, системы посадки, линии передачи данных, системы аэродромных средств организации пассажиропотоков и др. Особое значение приобрели комплексы управления высокоточным оружием (ВТО), разработке которого в настоящее время уделяется большое внимание и выделяются огромные средства во многих странах мира.
Понятие «высокоточное оружие« обычно связывают с возможностью гарантированного поражения заданной цели в группе или избирательного попадания в заданный элемент цели. При этом РТС решают задачи обнаружения, распознавания, идентификации и точного определения координат и параметров движения цели. Обнаружение здесь связывается с селекцией цели на фоне подстилающей поверхности и разнообразных видов помех, распознавание — с различением целей определенного класса в группе с целями другого класса, идентификация — с различением заданных целей от других целей того же класса.
Решение этих задач потребовало разработки новых и глубокой модернизации существующих средств радиоэлектроники и прежде всего систем радиолокации и радионавигации. Контрольные вопросы 1. Что такое постоянная погрешность дальномера, каковы причины ее появления и пути уменьшения? 2. Чем определяется потенциальное значение точности и разрешающей способности частотного дальномера? 3. При каких условиях возможно раздельное однозначное измерение дальности и радиальной скорости объекта частотным дальномером? 308 4. В каких случаях возможно применение нелинейного закона Ч М при измерении дальности частотным метолом? 5. В чем особенность измерения дальности многих объектов частотным методом? 6.
Сравните преимущества и недостатки импульсного и частотного методов измерения дальности. 7. Укажите особенности применения ЧМ в радиовысотомерах и возможные пути повышения точности измерения высоты. 8. Выберите необходимые значения девиации частоты В~и периода модуляции 7'„частотного дальномера, работающего в трехсантиметровом диапазоне 1 = 3 см), если задан диапазон измеряемых дальностей от гз„,„= 1 км до О,„= 100 км, а максимальная радиальная скорость цели а, = 200 м/с.
Разрешаемое дальномером расстояние дгз,„должно быть не более 30 м. 9. Как можно осуществить автоматическое сопровождение по дальности частотным дальномером? 10. В чем заключается принцип действия цифрового частотного дальномера? 11. В чем заключаются причины больших погрешностей измерения однолучевых ДИСС? 12. Точность измерения какого параметра и почему повышается при использовании одностороннего двухлучевого ДИСС? 13. Каким образом должны быть расположены лучи двухлучевого ЛИСС для получения высокой точности измерения путевой скорости? 14.
Каковы достоинства трехлучевых и четырехлучевых ДИСС? 15. Сравните преимушества и недостатки ДИСС с непрерывным и импульсным излучением. 16. Как определяется угол сноса и путевая скорость ДИСС, работающего а автокогерентном режиме? 17. Какие преимущества дает применение в ДИСС частотной модуляции излучаемого сигнала? 18.
В чем заключается корреляционный метод измерения путевой скорости и угла сноса? 19. Определите допустимую погрешность в установке угла облучения В в случае однолучевого и двухстороннего двухлучевого ДИСС для получения относительной погрешности измерения путевой скорости, не превышающей 0,15% МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ 8.1. Методы измерения угловых координат Для измерения угловых координат в радиолокации и радионавигации используется радиопеленгование, т.е. определение направления на источник принимаемого радиосигнала. Зависимость напряжения принимаемого радиосигнала от направления прихода радиоволн, заданного углами а и б в горизонтальной и вертикальной плоскостях, можно представить выражением о(г — тр, а, 13) = = Ке(г (г — тр, а, ~))ехр[ — )[2яг(г — тр)+<р(г — тп))) = = ке(г (г — тп)б(а)0(1))ехР[ — г[2Я/(г — тр) +е(г — тп)Я, (8.1) где тр — задержка сигнала, пропорциональная расстоянию от источника сигнала до приемной антенны; у(г — тв) — частота принимаемого сигнала; д(г — тп) — фаза колебаний радиосигнала; 6(а) и Щ) — функции, описывающие ДНА в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно.
Таким образом, для определения направления прихода радиоволн можно непосредственно использовать зависимость амплитуды принимаемою сигнала от отклонения оси ДНА от направления на источник радиосигнала, выражаемую функциями 6(и) и Щ). Такой метод пеленгования называется амплитудным. При приеме сигнала на две или несколько разнесенных в пространстве антенн фазовый сдвиг сигналов, возбуждаемых в антеннах, определяется направлением прихода радиоволн.
Методы определения направления измерением фазовых сдвигов сигналов в антеннах называются фазовыми. Применяются также комбинированные ггиплитудно-фазовые методы пеленгования. При использовании частотной модуляции сигнала возможно использование и частотного метода определения направления. Этот метод иногда применяется совместно с амплитудным для повышения точности и разрешающей способности РЛС по угловым координатам. 310 Рассмотрим методы пеленгования, предполагая для упрощения выкладок, что источник сигнала и антенна приемника находятся в одной (горизонтальной) плоскости. чзазовые методы.
Эги методы основаны на измерении разности фаз колебаний, принимаемых двумя антеннами, разнесенными в пространстве (радиопеленгатор). Прием может осуществляться и на одну антенну, но тогда сигнал должен излучаться разнесенными антеннами (фазовый РМ). Рассмотрим пеленгование объекта фазовым методом при использовании двух ненаправленных антенн А1 и А2 (рис. 8.1). Пусть расстояние между антеннами, которое называется базой, равно г! и пеленгуемый объект удален от центра базы на расстояние О» е!. В этом случае направления прихода сигналов от объекта к антеннам А1 и А2 можно считать параллельными и записать разность расстояний в виде Л0 = 0з — О, = г!з)па, где а— угол между направлением на объект и нормалью к базе, проходящей через ее середину. Зная базу и измеряя тем или другим способом разность расстояний Л0, можно определить направление на пеленгуемый объект а.
При фазовом методе измеряется разность фаз д колебаний, возбуждаемых в антеннах А1 и А2. Если длина волны принима- е! емых колебаний равна Х„, то у = 2л — ейпа. При применении в Х„ качестве фазочувствительного элемента фазового детектора напряжение на его выходе можно вычислить по формуле 6е (а) = /ге,~/ сов~р = /сеа(/ сов 2л — гйпа , (8.2) И и где 0 — амплитуда сигнала на входе детектора. Рис, 8.1. Фазовый метод пеленгования 311 Для исключения влияния неизвестной амплитуды применяют эффективную автоматическую регулировку усиления (АРУ) или ограничение сигнала, благодаря чему напряжение на входе фазового детектора можно считать постоянным и записать выражение (8.2) для Цфл(а) в виде (/ (а) = (/ь сов(2л — яп а, где (/ь = сопя, Поскольку косинус — функция четная, то знак напряжения на выходе фазового детектора не зависит от стороны отклонения оси антенны от направления на объект.
Для устранения этого недостатка в один из приемных каналов вводят цепь сдвига фазы на я/2, благодаря чему зависимость (/ж, от угла рассогласования а приобретает вид дискриминационной характеристики Ы (/ф (а) = (/о яп (2я — яп а . и (8.3) При малых значениях а зависимость (/Ф (а) имеет приближенно линейный характер с/ (~, (а) =(~ 2 — а И (8.4) и позволяет непосредственно по напряжению на выходе фазового детектора определить величину и знак угла рассогласования а.
Зависимость относительного значения напряжения рассогласования (Гф /(/о от угла рассогласования а называется пеленгаиионной характеристикой угломера (8.5) а модуль ее производной при а = 0 носит название крутизны пелен- гационной характеристики, или чувствительности пеленговиния, с$с (а)~ с( (8,6) 3!2 Таким образом, чувствительность, а следовательно, и точность пеленгования растут с увеличением отношения й/Х„. Однако при И/Х„> 0,5 появляется неоднозначность измерения угла, что видно из выражения (8.3). Для исключения неоднозначности прибегают (так же как и в фазовых дальномерных системах) к применению нескольких шкал, т.е. проводят измерения при различных отношениях й/) „. Следует заметить, что рассмотренный фазовый угломер с ненаправленными антеннами не обладает разрешаюшей способностью по углу, поскольку два или несколько источников сигнала, расположенных на различных направлениях, создадут в антеннах единый результируюший сигнал (если они неразделимы по другим параметрам), что исключает возможность их раздельного наблюдения и измерения пеленгов.
Для разрешения сигналов по углу необходимо использовать антенны с достаточно узкой амплитудной характеристикой направленности. Для определения азимута а и угла места б фазовый радиопеленгатор должен иметь две пары антенн с базами е(, и 4 соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях, возможно измерение а и 5 также с одинаковыми взаимноперпендикулярными базами, расположенными в горизонтальной плоскости. При этом а и ~) определяются измерением разности фаз первой и второй пары антенн д, и дз по формулам; а = агс18 —; р = агссоз — (д~ — ~р, 'рз. (А гз Т1 (8.7) <р, ' ~2яИ ем = Е яп ~2я/'„~ + т сов(йг — а)1, (8.8) где т„— индекс фазовой модуляции, та = 2яг/Х„; а — пеленг. Таким образом, информация о пеленге заключена в фазе модулируюшего колебания, которое может быть выделено путем сравнения сигналов антенн А! и А2 в фазовом детекторе.
3!3 Если база первой пары совпадает с направлением север — юг, а второй — с направлением восток — запад, то угол а будет истинным азимутом. При использовании импульсных сигналов и многоканальной схемы обработки возможно определение направления в течение одного импульса, поэтому такие угломеры получили название моноимнул ьсных. В моноимпульсных системах, которые широко применяются в радиолокации и подробнее рассмотрены далее, используются как фазовые, так и амплитудные методы пеленгования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
