Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Прн вращеннн антенны сннхронно формнруются опорные напряження соэ ()лг н э!и Ядп посредством которых в фазовых детекторах сигнал ошнбкн раскладывается на ортогональные составляющие, пропорцнональные рассогласованням Ьр н Ьэ. После усреднения с помощью ннтеграторов образуются напряженна, которые можно использовать в автоматнческой снстеме слеження эа целью. Снгналы ошнбкн воздействуют на механнзм управлення антенной, который совмещает равноснгнальное направленяе антенны с направленнем на цель. В описанной системе АСН осущестиляется автоматический съем угловых координат сопровождаемой цели, но отсутствует обзор пространства, так как антенна направлена лишь на данную цель.
Для сохранения режима кругового обзора и обеспечения возможности автоматического съема координат избранной цели следует осуществить систему АСН «на проходе» (т. е. по набору последовательных знат чений, получаемых за несколько оборотов антенны), подобную описанной выше системе АСД, в которой слежение по 433 центру тяжести отдельных импульсов цели заменяется слежением по центру тяжести огибающей пачки импульсов. 6. Фазовая пеленгация основана на использованиидвух разнесенных антенн. На рис.
8,10 показано, что разность фаз в антеннах А и 8, имеющих базу Ь, равна А~р = — Ьз(па. 2я (8.2.16) При изменении угла и от 0 до п(2 сдвиг фаз йр меняется от 0 до 2пЫь. Фазометры, измеряющие углы в пределах от 0 до и, обеспечивают однозначное измерение угла и лишь для з(п а я. Х/2Ь. Зависимость А<р (а) является в данном случае пеленгацнонной характеристикой. Ее крутизна определяет точность метода. Как видно из (8.2.16), крутизна растет с увеличением Ьй, что, в свою очередь, сужает область однозначности.
Для получения одновременно высокой точности н однозначности может быть применен двухшкальный принцип. Для этого добавляют третью антенну и создают большую н малую базы антенн. Пара антенн с малой базой дает однозначную в пределах заданных углов а„но грубую по точности систему. Антенны же с большой базой дают системы точного отсчета. Здесь имеется определенная аналогия между двухбазовым фазовым методом намерения углов н двух- частотным фазовым методом измерения расстояний. Чтобы фазовый метод обладал еще и разрешающей способностью, требуется применение остронаправленных антенн.
а.з. мОИОимиУльОные ОНОтеМЫ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ !. Классификация моноимпульсных систем. Как уже говорилось, моноимпульсная пеленгация цели основана на методе одновременного сравнения, прн котором один отраженный импульс дает полную информацию об угловом положении цели, так что заметно уменьшается влияние амплитудных флуктуаций отраженных импульсов на точность. Так как при одновременном сравнении требуются два канала в азимутальной плоскости н два канала в угломестной -плоскости, то моноимпульсная радиолокация является многоканальной.
Следует отметить, что термин «моноимпульсный» не ограничивает применение подобных систем и в случае непрерывной радиолокации. 424 В зависимости от вида используемой пеленгации моно- импульсные РЛС могут быть амплитудными, фазовыми, амплитудно-фазовыми. В процессе же реализации метода сравнения используются различные способы получения пеленгационной характеристики: амплитудный, когда система реагирует на амплитудные соотношения принятых сигналов; фазовый, когда система реагирует только на фазовые соотношения; суммврно-разностный, когда используются как амплитудные, так и фазовые соотношения сигналов, причем для образования пелеигационной характеристики берутся суммарный и разностный сигналы. Каждому виду пеленгации соответствуют трн способа получения пеленгационной характеристики методов сравнения, что позволяет выделить девять возможных моноимпульсных систем. Название каждой мононмпульсной системы содержит два слова: первое обозначает вид пеленгации, второе— способ сравнения.
Следует особенно выделить амплитудно- амплитудную, фазофазовую, амплитудную суммарно-разностную и фазовую суммарно-разностную системы. 2. Амтгнтудн";я суммарно-ревностная система. Простейшая по идее моноимпульсная система — это амплитудно- амплитудная, которая в принципе не отличается по показанной на рис. 8.8, б. Ее недостаток — необходимость поддержания высокой идентичности каналов. В рассматриваемой ниже системе этот недостаток можно обойти.
Принимаемые отраженные сигналы поступают в суммарно-разностный преобразователь, где производится их суммирование и вычитание. В качестве суммарно-разностного преобразователя используется кольцевой волноводный мост (рис. 8.11, а) с четырьмя отводами. Отвод С является суммарным, а Р— разностным. Действительно, если к отводам А, н А, подводятся синфазныевысокочастотные сигналы, то до отвода С они проходят одинаковые пути н, следовательно, складываются в фазе, а до отвода Р онн проходят пути, отличающиеся на Л,(2 (3,,— длина волны в волноводе), и суммируются в противофазе. На рнс. 8.11, б изображены в полярной системе координат смещенные ДН и формируемые нз них суммарная и разностная ДН.
Как видно на разностной диаграмме, амплитуда разностного сигнала определяет величину угловой ошибки, а разность фаз между разностным и суммарным сигналом — ее знак. Структурная схема амплитудной суммарно-разностной системы показана на рнс. 8.12, а. Сигналы на выходах аи- 42$ утагнгсмнаг уиагуамма — — — — -РСН б) Рис.
8.$ $. Образование суммарной и разностной антенн а) +2 2" " ууммаунмй сигггагу уг углу месма иенанм /В агимуму б) Рнс. ВЛ2. Амплитудная суммарно-разиостная система: о — структурная схема, б — схема пеленгации в двух плоскостях 426 тени равны (впределах длительности импульсов) и„= У,Рр(а,„+ М) соз 2п~,1, и„= У,Г,(,„— Ла) ° 2 Ц.
После суммарно-разностного преобразователя суммар- ный сигнал ис тм = Ус (рр (асм + Ьа) + рр (асм Аа)) соз 2п«««А а разностный сигнал ир„= У, «рр (а,„+ Ьа) — Рр (а„, — Ьа)) соз 2п~ ф. На выходе УПЧ сигналы преобразуются к виду ««с м»»ч = КгУь Ур (ачм + Аа) + + Рг (аом — Ла)) соз (2пг*чч«+ ф«), ир„„= К,У, (Гр(а,„+ Ла)— — Рр(а„, — Ла)) сов (2нГ 4~+ ф,). После разложения Рр (а,„~ Ла) в ряд Тейлора и от- брасывания членов, порядок малости которых два и выше, получим и,„„„= 2К,У,Рр (а,„) соз (2п~„1+ «р,), (8.3.1) ираэпч = 2К«Усср (аьм) Ьа соз (2фд„С+ фз).
(8 8.2) Эти сигналы действуют на фазовый детектор, на выходе которого образуется видеоимпульсы с амплитудой Уз = йзК«К«У Рр (а,„)рр (а.„Яа соз (ф, — ф,). (8.8.8) Это выражение является пеленгационной характерис- тикой. При Ла = О (равносигнальиое направление) Уз = = О. При отклонении от равносигнального направления Ла Ф О появляются вндеоимпульсы той нли иной поляр- ности в зависимости от стороны отклонения. Нуль пеаенга- ционной характеристикк Ьа О не зависит от коэффици- ентов усиления каналов.
Изменение усиления каналов из- меняет лишь крутизну пеленгационной характеристики. Аналогичное влияние оказывает флуктуация напряжения Уь. В рассматриваемой схеме суммарный сигнал исполь- зуется как опорный и, кроме того, для обнаружения цели и измерения дальности. Разностный сигнал позволяет вы- делить сигнал ошибки, который после усиления использу- ется для автоматического сопровожденмя цели или ее пе- ленгации. чика определяется их число (8.4.!) Схема простейшего устройства, работающего по такому принципу, изображена на рис. 8.13, а. Импульс синхронизатора РЛС посредством триггера открывает каскад совпадения, через который счетные импульсы поступают на счетчик («пуск»), а импульс цели закрывает его («стоп»).
Счетчик отсчитывает число импульсов за указанный промежуток времени. Так как показание дальности изме- е нитсЯ только тогда, когда «"а»4 число У, изменится по ~ "а' крайней мере на единицу, даем то имеет место дискрет- «махе а) ность отсчета, равная .Сеееееыа ш ш ! е х На рис. 8.13, б показа- «"й5ееае ме ны временные диаграммы 1 е импульсов при несогласо- «»а»а»ее ванном положении импуль- е --*е -юе. ° ж' ных импульсов.
При этОМ еееаееееееа 1» = (Л; 1)т. + 1„+1, аееаюеа ! (8.4,3) » у) где 1„и 1„— погрешности начала и конца отсчетов. Рас. алз. Съем дальности е яа- Рассмотрим влияние от- мощью счетных импульсов дельных величин. Если продифференцировать (8.4.1), заменить дифференциалы конечными приращениями и перейти к средним квадратическим значениям, то о (1е)е0 = о (г,)еге. В генераторе счетных импульсов можно получить о (г",)ег", ж 10-« ... !О», так что нестабильность периода повторения счетных импульсов Ть практически не влияет иа погрешность. Иначе обстоит дело с погрешностями 1 и 1„.
Так как любое их значение в интервале Л0д следует считать равновероятным,то средняя квадратическая погрешность каждой из них (см. 429 вывод формулы (1.6.22)! пд (1)) = — н ж 0,3ЛВн. (8.4,4) й р'з Для того чтобы осталась только погрешность конца отсчета, следует согласовать положение счетных импульсов и импульса синхронизатора (пунктир на рис. 8.13, а). Как видно из рис. 8.13, б, действительное расстояние всегда Сти4мра4л Рис. ад4. Цифровой съем дальности до многих целей больше измеренного. Для того чтобы погрешности имели разный знак, можно задержать импульсзапуска передатчика на половину периода Т,~2.
Число разрядов счетчика а определяется исходя из максимальной дальности и допустимой погрешности1 2')~В~„'ЙИн. Например,0ша„= 200 км и гь1)н = 20 м, 2" = 10', откуда л = 14. Устройство, показанное на рис. 8.13, а, позволяет за период повторения зондирующих импульсов измеритьдальность только до одной цели, так как в момент прихода сигнального импульса цели поступление счетных импульсов на счетчик прекращается. Такое же действие может оказать помеха. Этот недостаток устраняется в схеме, показанной на рис. 8.14. Здесь импульс синхронизатора запускает генератор строба, который на время, равное 20„еа!с, отпирает каскад совпадения для прохождения счетных импульсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
