Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Сопровождение по дальности осуществляется аналогичным образом — перемещением строба дальности так, чтобы полдерживать его совмещенным с импульсоч эхо-сигнала Это может выполняться аналоговой аппаратурой илн с помощью регистров типа цифровых счетчиков, в которых запоминаются числа, соответствующие дальности цели, в результате чего образуется не механическая, а цифровая замкнутая петля связи канала сопрано>кдения )см, Г> 1Л), В следящих системах могут быть использованы гидравлические двигатели, обычные электрические лвигателя с замедляющей передачей на ось вращения антенны нли электрические двигатели с прямой перелачей, котла вал механизма вращения антенны явлнется непосредственно частью арматуры привода, а двигатель встроен в опорную раму.
Прямая передача труднее осуществима при заданной мощности привала, однако при этом отсутствует мертвый хол зубчатой передачи. Обычные двигатели можно использовать в лвонном приводе с неболыпим остаточиыч противо>>олен<ими крутящим моментом лля компенсации чертвого хола. Коэффициент усиления усилителей н характеристика фильтров, а также крутя>ций момент и инерция двигателя определяют возможности следящей системы по скорости и ускооению, а также возможность отслежива>ь параметры ави>кения цели вйсших поряаков.
Желательно, чтобы антенный луч сопровождал центр цели точнее, для чего необходимо, чтобы следящая система была в состоянии быстро поворачивать антенну. Параметры скорости и ускорения, свойственные следящей системе, могут быть описаны частотной характеристикой замкнутой петли сопровождения, являющейся по существу характеристикой фильтра нижних частот. Прн расширении полосы частот увеличивается скорость слепящей системы н ее способность точно сопровождать интенсивный устойчивый сигнал Однако флуктуяния эхо-сигнала об>ычной цели вызывает появление дополнительных составляющих сигналов ошибок в выхолном сигнале детектора ошибки (т.
1, $!0.3), а на больших дальностях интенсивность эхо-сигнала падает, вследствие чего в выходном сигнале детектора ошибка появляются дополнительные случайные флуктуации, обусловленные шумом приемника. Следовательна, в случае широкой полосы пропускапия следящей системы, уменьшающей ошибки запаздывания, появляются ошибки сопровождения пели, обуслов- 4$ Гл. й Рпдиолокпцпонные стпнцип сопровождения ленные шумом. Таким образом, для получения оптимальных характеристик необходимо ограничивать полосу пропускания следящей системы до минимально возможного значения, требуемого для поддержания приемлемо малой ошибки запаздывания при сопровождении.
В зависимости от типа цели, ее траектории и других радиолокационных параметров существует оптииальная ширина полосы пропускания, минимизирующая общую среднеквадратическую ошибку, обусловленную как запаздыванием по сопровождени)о, так н шумом. ,/е ~ „Ласс)елтаА у,р" дрелуе, с Рнс. 37. Частотные характеристики замкнутой петли сввзи двух тинов следнщих систем (о) и соответствующие отклики этих систем на единичную функпню (6).
Оптимальная для сопровождения по угловым координатам ширина полосы зависит от дальности, Угловая скорость и отношение сигнал/шум в случае цели с обычной скоростью малы на больших дальностях, так что следящая система с более узкой полосой пропускания обеспечит сопровождение с небольшим запаздыванием и с меньшим воздействием теплового шума приемника. На малых дальностях интенсивность сигнала настолько велика, что шумы приемника подавляются, но ошибки, обусловленные угловым шумом, пропорциональным угловым разыерам цели, очень велики.
В этом случае необходима более широкая полоса частот, чтобы поддерживать ошибки запаздывания в разумных пределах, однако она не должна быть больше совершенно необходимой во избежание чрезмерного увеличения ошибок, обусловленных угловым шумом. т,(7 ф Щ дг (та дд ()г /(у (таер)ЕЕ/а, /а а/ 1.6. Следящие системы РЛС сопровождения Нормированная частотная характеристика замкнутой петли следящей системы равна единице на нулевой частоте и обычно сохраняет примерно это значение вплоть до частоты среза нижних частот, на которой может появиться пик напряжения (рис.
37). Наличие пика является показателем неустойчивости системы, однако пик допустим в определенных пределах, обычно на 3 дБ больше, чем при нулевой частоте, с целью получения максимально возможной полосы частот при данном типе пррвода следящей системы. Кривая А на рис. 37 о является примером чрезмерно большого пика — порядка 8дБ.
О влиянии пика можно судить по сигналу ибки ступенчатой формы на входе следящей системы. При совмещении осн',антенны с направлением на цель ось антекны совершает переброс через это йаправление, а при очень большои пике при возвращении снова переходит через это направление. При очень высоком пике (кривая А рис. 37) ось антенны совершает затухающие колебания вокруг цели.
Оптимальным компромиссом между скоростью реакции системы и величиной переброса является небольшой переброс (кривая В) с достаточно быст. рыи возвратом к цели по экспоненте. Это соответствует пику на характеристике нижних частот замкнутой петли связи порядка 1,4 дБ. Для получения максимально возможной полосы частот замкнутой петли следящей системы при заданной системе привода необходимо использовать тахометрическую обратную связь.
Тахометр вырабатывает напряжение обратной связи, пропорциональное числу оборотов серводвигателя. Когда серводвигатель вращает антенну по направлению к цели, напряжение сигнала ошибки уменьшается, падая до нуля в момент совмещении оси антенны с целью. При этом тахометрнческая обратная связь создает крутящий момент, противоположный моменту инерции системы, обусловливающему переброс, в результате чего двигатель притормаживается и переброс уменьшается.
Резонансные частоты антенны н механических элементов следящей системы (выбор этих элементов является одной из наиболее трудных задач] должны быть значительно выше частоты среза полосы пропускания следящей системы. В противном случае в системе могут возникнуть колебания на резонансной частоте. Желательно, чтобы отношение резонансной частоты системы к частоте среза было не меньше 1О. В случае антенн больших размеров, например в РЛС АХ/РРЯ-6 с зеркалом диаметром около 9 м, трудно получить высокую резонансную частоту иэ-за большой массы системы.
В этой РЛС это отношение было доведено до предельно палого значения — порядка 3, чтобы обеспечить полосу пропускания следящей системы порядка 3,6 Гц. В РЛС с антеннами меньших размеров, например с зеркалом диаметром 3,7 м, можно получить полосу частот следящей системы от 7 до 8 Гц, используя обычные конструкции. Расчет ошибки сопровождения. Ошибка сопровождения при заланных траектории цели и следящей системе может быть достаточно просто вычислена [14) по уравнению: 0(г) О(1) 0(т) е(г)= — + — — — —" ° -, (14) Кт Ка Ку где е(1) — ошибка сопровождения как функция времени; 0(1) — угловая скорость цели относительно РЛС как функция времени; О(() — угловое ускорение; О(() — следующая составляющая углового движения цели более высокого порядка (для наглядности будет называться «подергиванием»); К вЂ” постоянная скорости следящей системы; К, — постоянная ускорения; Кз — постоянная подергивания следящей системы.
Параметры следящей системы определяются путем выбора трех постоянных, и по известной траектории цели О(() рассчитывается ошибка запаздывания по уравнению (14), В качестве примера на рис. 38 изображена прямолинейная траектория самолета при пролете мимо РЛС с минимальной дально- 47 Гл. 1. Радиолокалиолнате станции сопроаожденнл 0 (!) е(т)= — + 100 При подстановке значений произволн провождения будет иметь вид, изобра й "(!) 0 (!) П1 1,111 ых из рис. 39 кривая запаздывания саженный на рис. 40.
Ошибки запаздывания по дальности и углу места можно опрелелить тем же методом — путем вычисления произволных от М(!) и тр(Г) и использования значений постоянных дли соответствующих следящих систем. Постоянные следящей системы сопровождения по углу места равны постоянным азимутальной следящей системы. По дальности может быть применена безынерционная электронная система с двойным интегрированием в пепи обратной связи. Такая система называется системой !1 типа (14), у которой К,= оо, благо- ларя чему запаздывание по скорости сопровождения равно нулю. Сохраняются лишь составляющие запаздывания по ускорению и подергиванию. Антенные решетки с электронным управлением лучом обеспечнван>т безынерцчонное сопровождение по угловым координатам. К тому же бттагодарц.этой возможности система позволяет сопровождать одновременно несколько целей п)тем быстрого переключения луча с одной цели на другую в отличие от механических систем, непрерывно сопроьожлающих одну цель.
Система сопровождения направляет луч в точку ожидаемого положения цели, вносит поправку на ошибку визировании, преобразуя напряже- Рис. 3з, траекторию цели пра про лете мимо РЛС !Ы!. Рис. 3З, Параметры измеиеиии азимута при пролета цели мимо Рлс !!41. 48 стью Кто на высоте й Из РисУнка видно, что наименьшаЯ дальность н наибольший угол места соответствуют направлению луча РЛС, нормальному к траектории. Азимут 0 меняетси от — 90' до +90'.
При 0' (начале отсчета азимута) дальность имеет наименьшее, а 0 (!) (скорость изменения азимута) наибольшее значение. На рис. 39 представлены кривые азнмутааьвых угловых скорости, ускорения и подергивания как функции азнмутК цели (!41.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
