Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 56
Текст из файла (страница 56)
На рис. 5.67 показана схема кольцевого суммарно-разностного волноводного моста. Принятые сигналы подводятся к отводам моста ! и 2. С отвода «с» снимается суммарное колебание, а с отвода «р» — разностное. Фаза разностного колебания определяется фазой того из пары входных сигналов, амплитуда которого больше. Вместо кольцевого моста часто используется двойной волноводный тройник. Суммарно-разностная обработка применяется в моноимпульсных системах, основанных как на сравнении амплитуд„так и на сравнении фаз принимаемых колебаний. На рис.
5.68 показано подключение суммарно-разностного волноводного моста к антенной системе амплитудной моноимпульсной РЛС, измеряющей одну угловую координату. В этой РЛС имеются два угловых канала с неодинаковыми характеристиками направленности при общем фазовом центре. Рис.
5.69 поясняет образование суммарной и разностной диаграмм. ф зла зо~ у Колебания передатчика приходят к облучателям антенны синфазными, об- Г разуя суммарную диаграмму направг! ленности антенны на излучением,(0) = Р,(0) + Р,(0). Суммарная диаграмма М вЂ” д на прием аналогична суммарной диагоамме на излучение. Зависимость разностного напряжения от углового от! клонения цели определяется разност- 2 ф, ! ной диаграммой направленности Рр(0) = = Р,(0) — Р,(0).
При этом в соответствии со знаком углового отклонения цели от оси системы фазы колебаний сумвого суммарно-разностно го волноводного моста марного и разностного каналов оказы- ваются либо одинаковыми, либо отличающимися на л, что характеризует сторону углового рассогласования. Амплитуда разностного колебания при малых угловых рассогласованиях пропорциональна величине углового отклонения цели. Таким образом, разностная диаграмма направленности обладает дискриминаторными свойствами по углу и позволяет определять величину и знак углового рассогласования.
Для определения величины и знака рассогласования служит фазовый детектор, в котором в качестве опорного напряжения используется суммарный сигнал. На выходе фазового детектора получаются видеоимпульсы, полярность которых зависит от знака рассогласования. После расширения и усиления эти импульсы используются для привода исполнительного устройства следящей системы, управляющей попожением антенной системы.
Для измерения угловых координат амплитудным моноимпульсным методом в двух плоскостях используются две аналогичные системы с общим суммарным каналом, В фазовых моноимпульсных измерителях имеются угловые каналы с одинаковыми характеристиками направленности, но разнесенными фазовыми центрами (см. рис. 5.65). Для измерения раз- Рис. 5,68. Подключение суммарно-разностного волноводного моста к антенне амплитудной моно- импульсной РЛС э 5.18 302 Рис, 5.69. Пояснение образования суммарной и разиостной диаграмм направленности антенной системы амплитудной моноимпульсной РЛС ности фаз мгновенных значений двух колебаний и,(1), и,(1) также широко используется суммарно-разностная обработка.
В фазометрах суммарно-разностного типа образуются сумма и разность входных колебаний, амплитуды которых одинаковы: и,-~-и, = (l соз (Ы + тр,)-~-(/ соз (а1 + тре) = соя(' % — Ча ~соя~' ~ ) Чт+ рз Для суммирования и вычитания можно использовать, например, плечи И и Е двойного волноводного тройника, если входные сигналы подавать в его боковые плечи.
Лля этой же цели пригоден волноводно-щелевой мост. Суммарный и разностный сигналы усиливаются разными каналами, но требования к их идентичности ниже, чем при прямом измерении разности фаз. Отношение амплитуд разностного и суммарного сигналов, которые обозначим здесь У и У+, зависит только от разности фаз исходных сигналов (2) 20 соз что иллюстрируется на градуировочной кривой (рис. 5.70). Как видно из рисунка, по отношению амплитуд У /У+ можно опре- 5 зла 303 1У. Уг 1 1 в Фгу у Рис. 5.70.
Градуировочная кривая фазометра со схемой деления на видеочас- тоте Рис. 5.71. Градуировочная кривая фазометра со схемой деления на радиоча- стоте делить разность фаз гр, — гр,. Однако интервал однозначного измерения разности фаз составляет в этом случае только л радиан. Интервал однозначного измерения расширяется, если использовать отношение мгновенных значений разностного и суммарного напряжений, пропустив предварительно одно из них через девяностоградусный фазовращатель. Поскольку сравниваемые колебания после этой операции приводятся к одной фазе, получим мал иЖи Рис, 5.72, Блок-схема фазового пеленгатора, использующего для получения сигнала ошибки углового рассогласования схемы АРУ и фазового детектора 304 $ 5.18 и1 — иа Ч>1 — ср2 =1ц (3) (и,+и,)~ 2 где индекс ! указывает на операцию сдвига фазы на 90'. Из градуировочной кривой (рис. 5.71) следует, что интервал однозначного измерения расширен до 2л. Отношение амплитуд или же мгновенных значений колебаний может быть визуально измерено с помощью осциллографа, на вертикальные и горизонтальные пластины которого подают продетектированные или недетектированные соответствующие напряжения Рис, 5.73.
Градуировочная кривая фазометра со схемой умножения на радио- частоте (без делящей АРУ) Изображение на экране имеет вид черты, наклон которой определяется величиной отношения напряжений, а значит, и величиной измеряемой разности фаз. Автоматизированное деление амплитуд разностного и суммарного сигналов можно осуществить за счет использования соответствующих усилителей с быстрой автоматической регулировкой усиления (как в ~ 5.17). Эффект, аналогичный делению мгновенных значений, можно получить, если после усилителей с автоматической регулировкой усиления поставить общий фазовый детектор, используя в качестве опорного напряжение суммарного, а в качестве основного — напряжение разностного канала (рис. 5.72).
Знак напряжения на выходе фазового детектора учитывает при этом знак разности фаз. В самом деле, наряду с операцией деления может быть использована операций умножения и усреднения полученного напряжения во времени: (и,— и,)(и,+и,)) = = 4(/'д з1п ~ 2 соз з)п~ (4ог+ = ( з)п (дрт хр2) 2 2 2 (4) Непосредственно основанный на этом фазометр нуждается, однако, в нормировке амплитуд (( входных напряжений за счет использования АРУ или ограничения; диапазон однозначного измерения разности фаз составляет при этом л (рис. 5.73).
Если же (рис. 5.72) ввести единую автоматическую регулировку усиления и суммарного и разностного каналов по выходному напряжению суммарного, то выходной эффект умнолнтелэ (4) будет поделен нв (24)поэт' т и сведется к (3), градуировка фазометра — к кривой рис. 5,71, диапазон однозначного измерения разности фаз увеличится до 2 2т. 11 зак. ! 200 303 $5.19. Автосопровождение по угловым координатам при использовании двухканальных систем Произвольное угломерное устройство (амплитудное или фазовое) может быть использовано для получения сигнала рассогласования (сигнала ошибки) следящей системы при автосопровождении по угловым координатам, На рис.
5.74 представлена блок-схема приемной части двухканальной амплитудной системы автосопровождения по одной угловой координате, основанной на использовании суммарно-разностной обработки. Принцип измерений был описан в предыдущем параграфе. Влияние изменения амплитуды на точность пеленгования устраняется быстродействующей автоматической регулировкой усиления (на схеме она не показана).
На рис. 5.75 представлена блок-схема простейшей двухканальной фазовой системы (АРУ не показана), Сигналы с выходов приемных антенн подаются на суммарноразностный блок, выполненный на двойном волноводном тройнике Е, О (или волноводно-щелевом мосте). В результате перемножения разностного и предварительно сдвинутого на л/2 суммарного сигналов и усреднения интегрирующим фильтром Ф получают сигнал рассо~р-й'р Рис.
5.74. Блок-схема приемной части суммарно-разностной амплитудной системы автосопровождения по угловой координате Рис. 5.75. Блок-схема фазовой системы автосопровождения по угловой координате с суммарно-разностной обработкой $5. 19 306 нелидов и;ения тенны Рис. 5.76. Блок-схема фазовой моноимпульсной системы углового автосопровождения с использованием сигнала ошибки на промежуточной частоте гласования, который в силу [(1), ~ 5.17] и [(4), ~ 5.18] при малых углах рассогласования О и без учета действия АРУ представляется в виде (и, — из) (и, + и,) = Е/' я'и (гр, — гр,) = Сl' ып (2лг(О/Х). После усиления сигнал рассогласования может быть подан на приводной мотор, поворачивающий антенную систему таким образом, чтобы угол рассогласования О уменьшался.
При непрерывном изменении угловой координаты цели ось антенной системы будет следить за направлением на цель, отставая от него на некоторый угол или же совершая слабые колебания около этого направления. Напряжение суммарного канала после детектора Д и видеоусилителя Ву поступает в канал дальности. Широкое применение находят моноимпульсные системы авто- сопровождения по угловым координатам, в которых напряжение сигнала ошибки вырабатывается на промежуточной частоте. Эти системы отличаются наличием в них двух гетеродинов с различными частотами колебаний и усилителя сигнала ошибки на промежуточной частоте (рис. 5.76).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
