Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Ограниченная мощность бортового передатчика приводит к ограничению дальности действия. Полуаятяекые сксжемы не обладают полной автономией управления, поскольку атен на ПУ должна облучать цель в те- пение всего времени наведения. Однако дальность действия таких систем больше, чем активных, а бортовая апгюратура ракеты проще, имеет меньшие массу и габариты. Дальность в таких системах увеличиваегся за счет того, что на пункте управления может быть установлен белее могцный передатчик, а передающая езггенна может иметь большее усиление.
Вор. товая аппаратура ракеты полуактивных систем несколько усдожняется за счет приемника прямого сигнала с пункта управления, необходимого для селекции цели по скорости. Однако размещение передатчика на ПУ улучшаег массогабаритные характеристики бортовой аппаратуры. Пяссиякыа скслжлвы облздают полной автономией и имеют наилучшие массогабаритвые характеристики, но их работа полностью зависит от излучения цели. В таких системах невозможно измерять дальность и скорость сближения с целью. В зависимости от диапазона электромагнитных волн различают радиотехнические (радиолокационные), тепловые (инф:.
ракрасные) и оптические системы самонаведения. Рядиожехяичесяке снсягзжы работают в раднодиапазоне в окнах прозрачности атмосферы. Радиоволны, отраженные от цели, рассеиваются во всех направлениях примерно равномерно. Влагодаря атому самонаведение радиотехнических ' систем возможно с любого вапразленкя. Относительно большая длина волны исключает влияние на работу радиотехнических систем метеоусловий. Но она же порождает более широкие диаграммы направленности антенн в этих системах.
Как следствие, радиотехнические системы обладают более низкой точностью и раарешакхцей способжостьго по сравнению с тепловыми и оптическими. '.Гевлоеые снсяюмы используются в инфракрасном диапааоне волн. Они, как правило, пассивные и более простые по сравнению с радиотехническими. Их точность н разрешающая способность выше. Однако эффективность работы тепловых систем сильно зависит от метеоусловий.
Кроме того, интенсивность теплового излучения у многих целей существенно различается в зависимости от направления. Поэтому дальность действия тепловых систем сильно меняется при изменении направления наведения. В ояжкческкх сисе:емях самонаведения используются видимые лучи (длине волны 0,76...0,4 мкм). 'Ганне системы . строятся на основе телевизионных, оптических и лазерных устройств. Их отличает очень высокая точность и разрешающая способность, особенно характеРные для лазерных уст- 236 ройств. Однако аависимость работоспособности оптических систем от метеорологических условий еще более сильвен.
Важнейшей частью бортовой аппаратуры самонаводящейся ракеты является головка саьюнаеедения (ГСН), выполняющая обнаружение полезного сигнала, селекцию цели и намерение необходимых параметров ее относительного движенвя, помехозащиту от организованных помех. Для примера рассмотрим структурную схему полуактивной радиотехнической ГСЕ1 (рис. 6.1). В ее состав включены лишь наиболее существенные алемеиты, определяющие работу такай ГСН.
В полуактнвных системах приемники ириного и отраженного сигналов имеют обп1ий гетеродин. На рис. 6.1 этот гетеродин помещен в приемник прямого сигнала и создаваемый им сигнал П подаеж.я в приемник отраженного сигнала. Прямой и отраженный сигналы поступают в систему обнаружения и селекции цели и далев з канал измерения дальности н скорости сблия1ения, а также в выходные каскады пеленгатора. При аналоговой обрабшке все перечисленные операции аыполняютса отдельными устройствами.
При циФровой обработке они аадаются врограммами алгоритмов, описызаюп1их работу шдельных устройств. Такие программы заложены в единый специализированный вычислитель. Работа какала измерения дальности и скорости сближения зависит ст вида испольауемого сигнала. Применяют импульсные сигналы с низкой (НЧПИ) и высокой (ВЧПИ) частотой повторении импульсов, а такеке непрерывные сигналы. При Пр и прпееп ~ пележезле пллп Рпс.
6.1. Стргктурппн схема пслупктяеной радиотехнической ГСН сигнале с НЧПИ импульсы прямого сигнала выполняют двойную Функцию. В режиме поиска цели по дальности обнаружитель отключается от тракта приема на время передачи нильса. Тем самым исключается возможность захвата сигнала танции подсвета цели. В режиме аэтосопровождения цели по нссти и угловым координатам эти импульсы служат для инхрпнизацни измерителя дальности, который в аналоговом рианчв работает как следяп(ий импульсный дальномер. Скость сближения измеряется следящей системои с астатизмом рого порядка. Дальномер одновременно с измерением дальности и скорости сближения Формирует импульсы, открываю.щие приемник отраженного сигнале только на время прихода сигнала от выбрэннай цели.
Прн непрерывном свгпале подсвета цели приемник прямого сигнала Формирует опорное напряжение. В результате взаимо'действия его с отраженным сигналом выделяется даплеропское смещение частоты, обусловленное пзанмеым перемен(ением цели. ракегы и станции подсвета дели. Е1а этой основе строятся системы селекции цели по скорости и измерению скорости сближения. Для измерения дальности непрерывный сигнал подсвета подвергают дополнительной гармонической модуляции по частоте.
Дальность измеряют по модулирующему сигналу. При квааинепрерывном сигнале с ВЧПИ поэможна двойная селекция по доплеровской честше и по периоду повторения , приходящих от цело импульсов. Скорость сближение определяется по доплеровской частоте, а дальность — по зепаэдыванию импульсного сигнала. Особенностью использования сигнала с ВЧПИ является неоднозначность намереяий дальности и проведенве дополнительной обработки по ее устранению. 6.2. Особенности проектирования Система самонааеденин — сложный комплекс различных по физической природе подсистем, призванных решать едн- ную задачу: обеспечение движения ракеты, отвечающего оп ределенным требованиям.
Требования могут предъявляться как к конечному состоянию наведения. так н ко зоей траектории полета. Например, можно потребовать, чюбы расстояние между ракетой н целью в конечный момент наведения было минимальным, при этом не важно, с какими относительными скоростями они будут в этот же момент двигаться один атносигельно другого. Однано совсем пе бевраалично. какие анергетичсские аатраты необходимы для наведения. Желательно, 237 чтобы оки были минимальными либо огрэкичеииыми, а это уже зависит от всей траектории полета. Система самонаведения включает в себя радиосистему, подсистему формирования упразляакцих свгкэлов (команд управления), автопилот и управляемую ракету.
Все зти под. системы взаимозависимы, что следует учитывать при выборе характеристик каждой иэ иих для обеспечеквя требуемого движения ракеты. В частности, развосястема должка выполнять иесбходимые для этого измерения. Однако характеристики требуемого двиэкекия ракеты в большикстве случаев не определяют полностью характеристики подсистем. Поэтому имеетсв векоторая свобода в формулироваиии требований к свойстввм подсистем, которая при проектировании обычно используется для максимального их упрощения. Сгремлеиие максимально упростить подсистемы может привести к язмеяекшо желаемого дэяжекяя ракеты и ухудшению его характеристик. В связи с этим яри проектировании систем самонаведения необходимо учитывать влиявие принимаемых проектных решевий для отдельных подсистем иа ха(мктеристики всей системы самонаведения.
Ч'акую возможкоеть лредоставляет едивая модель. описываюгцая систему самокаведевия в целом. Изучение свойств такой модели позволяет определять характеристики будущей системы самонаведевия и на втой основе формулировать требования к составляющим ее подсистемам. Поскольку осиоввой задачей системы самонаведения является обеспечение движевия ракеты. именио его должна описывать модель. Для этого наиболее удобен математический аппарат обыкновенных дифференциальных ураввевий и эквивалентный ему аппарат фуккциокалькых схем. Модель.
учитывающая все огравичевия и особенности проектируемой системы самоиаведения, обычно настолько сложна и необозрима, что использовать ее для проектирования оказывается иелозможкым. Поэтому проектирование системы самонаведения разделяется яа несколько этапов. Вначале делаются многочисленные допущения и упрощения, в результате которых создается простая модель, позволяющая сформулщювать основные привципы, закладываемые в основу щюектируемой системы: выработать правило управхеяия (метод наведения, см. равд. 1.2.3). определить необходимый для этого состав измерений, оценить некоторые характерястики движения. На первом этапе применяются в основном аналитические методы исследования, и в частности методы теории оптимального управления.
На втором этапе рассматрвваются более сложные модели. В моделях второго этапа могут закладываться решения, принимаемые из желания упростить техкическое исполнение. При атом может измениться найденное на первом агапе правило управления. Последствия такого изменения исследуются , иа модели. Ясли изменение характеристик движения ракеты еще приемлемо, то упрощевие технического исполнения подсистем целесообразно. Модели первого этапа являются настолько укрупненными, ' что применительно к радиосистеме позволяют определить только иеобходимый состав ее измерений. Параметры же ра. диасистемы, такие как шприца диаграммы направленности затеяны, полосы фильтров, влияиие естественных и оргавиаоваквых помех, могут быть определены с помощью моделей только второго этапа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
