Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Измерив разность фаз «р, — ~р сигналов, принятых антеннами 2 и 8, можно устранить неоднозначность отсчета, подобно тому, как неоднозначность точного отсчета времени с помощью минутной стрелки устраняется отсчетом с помощью часовой. И в том и в другом случае мы имеем дело с устранением неоднозначности за счет многошхальных измерений. й 5.18. Использование суммарно-разностных методов измерения в моноимпульсных системах Широкое применение в моноимпульсных системах находит суммарно-разностная обработка колебаний, принимаемых различными каналами.
При такой обработке образуются сумма и разность двух колебаний. Чтобы облегчить требования к идентичности и динамическому диапазону каналов приема, раздельную обработку принимаемых колебаний заканчивают схемой образования разности в самом начале приемного тракта, на высокой частоте. Для получения суммарного и разностного колебаний обычно используются высокочастотные мостовые схемы на волноводах, либо на коаксиальных линиях.
На рис. 5.67 показана схема кольцевого суммарно-разностиого волноводиого моста. Принятые сигналы подводятся к отводам моста 1 и 2. С отвода «сэ снимается суммарное колебание, а с отвода «р» — разностиое. 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-разностиого волноводного моста к антенной системе амплитудной мопоимпульсной 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. й зла ЗО! -3:а Колебания передатчика приходят к облучателям антенны синфазными, об! разуя суммарную диаграмму направ! ленности антенны на излучениеР„(0) = Р,(О) + Р,(О). Суммарная диаграмма вд на прием аналогична суммарной диагоамме на излучение. Зависимостьразностного напряжения от углового от! клонения цели определяется разностной диаграммой направленности Рр(0) = = Р,(0) — Р,(0) При этом в соответствии со знаком углового отклонения цеРис.
5.67. Схема кольке' ли от оси системы фазы колебаний сумвого суммарио.разиостио марного и разностного каналов оказываются либо одинаковыми, либо отличающимися на л, что характеризует сторону углового рассогласования. Амплитуда разностного колебания при малых угловых рассогласованиях пропорциональна величине углового отклонения цели. Таким образокп 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 положением антенной системы. Для измерения угловых координат амплитудным моноимпульсным методом в двух плоскостях используются две аналогичные системы с общим суммарным каналом. В 4киовых моноимпульсных измерителях имеются угловые каналы с одинаковыми характеристиками направленности, но разнесенными фазовыми центрами (см. рис. 5.60).
Для измерения раз- Рис. 5.68. Подключение суммарио-разиостиого волиоводиого моста к евгение амплитудной моно- импульсной РЛС 302 $5.18 Рис. 6.69. Пояснение образования суммарной и разностной диаграмм направленности антенной системы амплитудной моноимпульсной РЛС ности фаз мгновенных значений двух колебаний и,(г), из(г) также широко используется суммарно-разностная обработка.
В фазометрах суммарно-разностного типа образуются сумма и разность входных колебаний, амплитуды которых одинаковы: и,~и,=асан(го(+гр)~Рсоа(гог+~р) = СО5/ тг Фз ~Сазе ( + Чг+Фз ) 5!п~ 2 /5(п~ 2 Для суммирования и вычитания можно использовать, например, плечи Н и Е двойного волноводного тройника, если входные сигналы подавать в его боковые плечи.
Для этой же цели пригоден волноводно-шалевой 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 и ! "" 2 ! (,р, =~(й 2и 2 что иллюстрируется на градуировочной кривой (рис. 5.70). Как видно нз рисунка, по отношению амплитуд У /У+ можно опре- 5 5па ЗОЗ иг-иг 7й,-иг)з м о) саг Рнс.
5,70. Градунровочная кривая фазометра со схемой деления на вндеочас- тоте Рнс. 5.71, Градунровочная кривая фазометра со схемой деления яа радноча- стоте и,— и, ~р,— Ез =(д (и,+и,) где индекс 1 указывает на операцию сдвига фазы на %'. Из градуировочной кривой (рис. 5.71) следует, что интервал однозначного измерения расширен до 2п. 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.
лил иеии Рнс, 5.72, Блок-схема фазового пеленгатора, использующего для получения сигнала ошибки углового рассогласования схемы АРУ н фазового детектора 304 й 5. 18 делить разность фаз срт — сря. Однако интервал однозначного измерения разности фаз составляет в этом случае только и радиан. Интервал однозначного измерения расширяется, если использовать отношение мгновенных значений розностного и суммарного напряжении, пропустив предварительно одно из них через девяностоградусный фазовращатель.
Поскольку сравниваемые колебания после этой операции приводятся к одной фазе, получим Рис. 3.73. Градуировочвая кривая фааометра со схемой умиоисеиия иа радио- частоте (беа 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 3 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,— иа) (и,+ их)х = = — 4(ухз(п "' ' соз ' ' з(пх)Ы+ Ч ') =-(7'з(п(ср,— срх). 2 2 ( 2 (4) Непосредственно основанный на этом фазометр нуждается, однако, в нормировке амплитуд (7 входных напряжений за счет использования АРУ или ограничения; диапазон однозначного измерения разности фаз составляет при этом и (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 умножителя (4) будет поделен на (2(усов~' / и сведется к (3), градуировка фазометра — к кривой рис. 5.71, диапазон однозначного измерения разности фаз увеличится до 2 и. Н зак. !200 303 $6.19. 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 автосопровожденни 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 предыдушем 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, Н (нли волноводно-щелевом мосте).
В результате перемножения разностного и предварительно сдвинутого на и/2 суммарного сигналов и усреднения интегрирующим фильтром Ф получают сигнал рассо- ле-ит Рис. 5.74. Блок-схема приемной части суммзрно-ревностной амплитудной системы ввтосопровождения по угловой координате Рнс. 5.75. Блок-схема фвзовой системы звтосопровождения по угловой координате с суммврно-ревностной обработкой иллглд отечия Езеа~ Рис. 5.76. Блок-схема фазовой моноимпульсной системы углового автосопровождения с использованием сигнала ошибки иа промежуточной частоте гласования, который в силу 1(1), з 5.171 и [(4), $5.181 при малых углах рассогласования О и без учета действия АРУ представляется в виде (ит — и ) (и, +и ), =(Iзз!п(~р,— <р ) =(узз(п(2пс(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 итого направления. Напряжение суммарного канала после детектора Д и видеоусилителя ВУ поступает в канал дальности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
