Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 5
Текст из файла (страница 5)
ТЕуа РПС. ХЗ. ВОЗбУжДЕНИЕ ПО»Пи т«ПП Тнт, ПУТЕМ ПЕСПММЕтРПЧПОГО Об»УЧЕППП аПЕРтУРМ Об- пучптелп (З]. В последующей разработке облучателей моноимпульсной аппаратуры суммарный и разностный сигналы получались с помощью облучателя с одной апертурой (3, 9). Эта методика основана на использовании в волноводе в дополнение к обычной волне типа ТЕю волн высших типов. Было обнаружено, что смещение «пятна» в фокальной плоскости, вызванное ошибкой сопровождения (рис. 23), возбуждает в волноводе облучателя волны высших порядков несимметричных типов.
Волны этих типов содержат по существу ту же энергию рвзностного сигнала, что н извлекаемая из многорупориых облучателей с помощью моноимпульсных суммарно-разностных схем. Для извлечения волн желаемых типов размер горловины однорупорного облучателя выбираетси таким, чтобы обеспечить возможность распространения волн высшего порядке до СВЧ аппаратуры, в которой производится выделение волн различных типов.
Основными достоинствами многомодовых облучателей являются: !) обеспечение неразделенной апертурой эффективности связи с антенной для формирования суммарного сигнала, превосходнщей иногда даже «оптимум» однорупорного облучателя; 2) малогабаритность и простота конструкции, обеспечивающие малые потери, небольшую массу и незначительное затенение апертуры; 3) короткая симметричная структура, благодаря чему достигается превосходная стабильность равносигнальной оси, не зависящая от частоты. Из рис.
23 видно, каким образом смешение «пятна» в фокальной плоскости возбуждает волну типа ТЕрр, являющуюся несимметричным типом волны высшего порядка в волноводе, используемым в качестве разностного сигнала в Н-плоскости. При смещении «пятна» вправо от оси апертуры облучателя энергия в правои ~асти апертуры увеличивается.
Благодаря этому возбуждается волна типа ТЕ,е, фаза которой относительно волны ТЕ1с показана на Т.б. Миноимпилосния система ТЕ[а тЕге ТЕН оа ооаоуой оатеаае аоаозона ороеааии гоеаге))ические оооо оцеоограоааой алоеаооюа Фоаеоуагуа тут„ ТЕ Т)туу ТЕ +ТУТ)у Рис. 24.
Тнпм волн в «олноводе, используемые в многомодовом обвувателе [л); суммарное елеитРнчесьое иоле воли тйп» Тио и Тши, использУемое Дин снгпала ошибки в Е-плосвостн [8) [б). ТЕгр ТЕ[а-е~лУшгеге ТЕ[о-лелргшгиг Рис. 25. ЕВч устрпдства лли свези с волиани высшего породив в волноводе нли совмешениы» вол» типа ТЕи и Тшц [л) и тина ТЕ~с н ТЕн [8) (б).
2Ч Гл. А Радиолокационные станции сопровождения рис. 23. Волны типа ТЕю и ТЕм суммируются в правой части апертуры и взаимно вычитаются в левой части, что вызывает ассиметричное распреде. ление энергии, вызванное смешением «пятна». При смешении «пятна» влево в фокальной плоскости волна типа ТЕтс возбуждается в противоположной полярности, Таким образом, амплитуда волны ТЕы увеличивается по мере отклонения цели от оси антенны, а ее фаза изменяется на 180' при изменении направлении смешения, что является признаком знака ошибки, используемым в моноимпульсном приемнике. Волны высшего порядка несимметричных типов возбуждаются аналогично и при смещении пятна,.
вызванного ошибкой сопровождения, а Е-плоскости. Результирующее несимметричное электрическое поле, используемое дл» Рмс. та. многомодоныб моноимпульсныя облучатель с одним рупором 1а1т а — енспериментельния модель; б — мелогеберитныя переест.
получения разностиого сигнала в Е-плоскости, является комбинацией воль типа ТЕп и ТМц (рис. 24). Эта комбинация типов волн также имеет нулевую амплитуду, если цель находится на оси, и возрастающую амплитуду конечной величины при отклонении цели от оси, причем фаза изменяется на 180' прь изменении направления отклонения от оси, что также используется для определения знака ошибки. На рис. 25 изображены СВЧ элементы, которые можно использовать в ка. честве элементов связи с волнами желаемых типов [8). Апертура горловивьт рупорного облучателя имеет форму квадрата (рис. 25,а), размер которого достаточно велик для распространения волн желаемых типов. Элемент связь с волнами типа ТЕц и ТМц расположен в этом волноводе квадратного сечения.
Затем горловина сужается в Е-плоскости, так что образуется прямо. угольное сечение (рис. 25,б). Его размер ниже критического для волн типа ТЕц и ТМц, однако его ширина в Н-плоскости достаточно велика лля распространения волн типа ТЕм и ТЕта. Волны этих типов разделяются с помощью свернутого двойного Т-образного соединения (рис. 25,б). На рис. 26 изображены два экспериментальных образца одиорупорных облучателей [8), отличающихся простотой и малыми габаритами, Важным достоинством этого типа облучателей является то, что положение электрической оси, определяемое углом, при котором разностный сигнал 28 й4 Моноимпульсная система равен нулю, по существу не зависит от частоты.
В этом случае волны высшего типа, используемые для формирования разностного сигнала, могут быть возбуждены только в результате появления какой-либо асимметрии, напри. мер, при отклонении цели от оси. Благодаря малым габаритам конструкции облучателя можно исключить по существу любую другую асимметрию системы. Из рис. 27 видна превосходная стабильность положения нуля ревностного сигнала и его глубина в !Осгюной полосе частот. Эти данные получены на экспериментальном облучателе рис.
26,а, спаянном из листового металла и обладающем очень стабильным положением нуля даже при заметном нарушении симметрии прн изготовлении. Это свидетельствует о некритичности размеров ууя /ууа ~% ь~~ У б -У -Ф У 4 У Угад,еааУ УгадгааУ 'И а) Рнс. тт. Резностнея диаграмма облучателя рис. те, о.
Следует отметить глубопую нулевую зону и стзбильиость дивгрзммм: о б — Е-плоспость !8! . — Н-плосиостьз Многомодовый облучатель значительно усложняется, если он должен работать не только при линейной поляризации. Йля этого требуетси использование волн многих типов в волиоводе, так что перекрестная связь может оказаться серьезной проблемой, Тем не менее для РЛС типа АХ/РРЯ-Б [9) был разработан многомодовый облучатель, рассчитанный на любую поляризацию. Коэффициент усиления этого облучателя [в режиме однократного использования диаграммы) приблизительно на 2 дБ больше, чем первого пятирупорного облучателя, которому соответствовала эффективность антенны, равная приблизительно 707з.
Он обеспечивает также больший коэффициент усиления разносгного канала, так как суммарный и разностиый сигналы можно оптимизировать раздельно. Размер апертуры облучателя выбирается так, чтобы оптимизировать разностные сигналы, а электрическое поле суммарного сигнала сосредоточено в центральной части апертуры облучателя, как это требуется для оптимального спадания облучения к краям апертуры антенны при использовании волн высшего порядка симметричных типов. Волны этих типов воз- 29 1л.
1, Радиолокационные станции сопровождения буждаются чеоднородностями в горловине рупора [9) и фазируются так, чтобы они суммировались с типом волны суммарного канала в центре апертуры и вычитались по направлению к краям. Описанные облучатели являются частью ряда возможных типов, пригодных для использования в РЛС сопровождения обшего низначения. В специальных случаях, как, например, при сопровождении целей с ответчиквми, являющимися точечными излучвтелями устойчивого сигнала, облучатель можно упростить. Примером такой аппаратуры является системз сопрано)клепик, используемая для сопровождения спутнвкв «Телстир» с целью обеспечения приема сигналов связи [!О).
В этом случае ие требовзлась высокая точность сопровождения, а спутник обеспечивал устойчивый сигнал с практически кру- ф ч () ф м -12 т ф ~~ -уд чМ 4 -2д -2 1) 2 4 йае 6огарееанаа ()га 6) Ю~ ()гана ()сана жана тЕау вина ТЕгг л'l ч'нс. 2з. типы волн в вруглом волноводе, нспольвуемые длп сопровождении по углям (а). л(нагрвммв направленности, полученная в реиультвте возбуждения антенны втимн тнпимн волн (б). о — радиус волноводв. ь 2а)х.
гавай поляризацией [малой эллиптичности). Поэтому для сопровождения по двум угловым координатам разработчики могли использовать два типа волн в цилиндрическом волноводе (рис. 28). Волне основного типа ТЕп обеспечивает опорный сигнал, а волна ТМег — двумерный сигнал ошибки, амплитуда которого пропорциональна величине угловой ошибки. Фаза снгналв ошибки относительно волны типа ТЕ определяет направление таким образом, что изменение фазы от 0 до 360' соответствует изменению направления отнлонения от оси антенны от 0 до 360'. Воэможности втой системы ограничены ее чувствительностью к поляризации принимаемого сигнала.
Можно было бы получить очень точное сопровождение, если бы принимаемый сигнал всегда имел точную круговую поляризацию, однако при нарушении круговой полярязации поивляется перекрестная связь между каналами сопровождения по азимуту и углу места. В случае пвссивных радиолоквционных целей наблюдаются флуктузцнн амплитуды н поляризации эхо-сигнала„Обычно при облучении самолета сигналом с односторонней круговой поляризацией отрвженные сигналы имеют правую и левую круговую поляризацию с почти одинаковой энергией. Поэтому параметры 30 !лй Моноимпульсная система облучателей, в которых дла сопровождения по углам использованы осесимметричиые типы волн в волноводе, ухудшаются в случае работы по пассивным неля м. Влияние Фазовых ошибок ло высокой и промежуточной частоте.
Фаза в цепях ВЧ и ПЧ существенно влияет на характеристики РЛС. При формировании суммарного и разностного сигналов фаэоэые ошибки существенно зависят от ориентировки и схемных решений облучателя, высокочастотных каскадов, смесителей, каскадов промежуточной частоты и детекторов ошибки. Выходным сигналом детектора ошибки является видеоимпульс, пропорциональный ошибке сопровождения, полярность которого соответствуе~ знаку ошибки.
Йвуми нежелательными следствиями фазовых ошибок являются смешение равносигнальной оси и потери у~лозой чувствительности. В моноимпульсных облучателях фаэовые или амплитудные ошибки могут ввиться причиной смещения равносигнальной оси РЛС. Этим определяется то что в обычных моиоимпульсных РЛС разностиые сигналы формируются по высокой частоте с помощью пассивных устройств, длина которых должна быть возможно более малой В некоторых из первых типов моноимпульсных схем для формирования разностиых сигналов выходное иапрвжение каждого из рупоров детектировалось отдельно и усиливалогь по промежуточной частоте. Вследствие этого возникали интенсивные флуктуации положения электрической оси в функции времени изменения уровня си~нала и высокой частоты. Поскольку обычный моноимпульсный облучатель и суммарно-раэностная схема являются пассивными, обычно симметричнычи устройствами незначительной электрической длины, они по существу мало чувствительны к амплитудным ошибкам В правильно рассчитанном устройстве фазовые ошибни, возникающие до суммарно-разноствой схемы, могут поддерживаться на достаточно низком уровне Если этими ошибками можно пренебречь, то нуль разностного сигнала, определяющий направление электрической оси РЛС, имеет большую глубину н его угловое направление не изменяется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
