Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 2 (2003) (1151998), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Угломеры со скоростной коррекцией обладают лучшей стабилизацией антенны прн быстроизменяющихся небольших угловых колебаниях, которые характерны для истребителей и ракет различного назначения. Недостатком является плохая чувствительность контура стабилизации к большим, но медленно изменяющимся угловым колебаниям ОУ, которые имеют место в тяжелых самолетах. Индикаторный принцип построения контура стабилизации не накладывает ограничений на размеры и массу антенны. Поэтому угломеры со скоростной коррекцией и индикаторной стабилизацией широко употребительны в БРЛС истребителей и РГС ракет различного назначения. 11.1.3. Угломер с позиционной кор екцией И СИЛОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ Особенностью такого угломера (рис.
11.4) является то, что антенна устанавливается на гиростабилизаторе (ГС) или укрепляется в связанном с ним карданном подвесе. При этом развязка антенны от угловых колебаний ЛА обеспечивается способностью ГС сохранять неизменным свое пространственное положение, причем ГС одновременно выполняет функции привода антенны. Параыетры тненного ения Оу у п и 11 оп Рвс. 11.4 Если ЛВ не совпадает с РСН на угол Ьер„(см. рис. 11.1), то напряжение пд на выходе пеленгатора пропорционально этому рассогласованию. Это напряжение па, усиленное в УМ, подается на моментные двигатели ГС, под действием которых ГС совместно с антенной начнет прецессировать в сторону уменьшения ошибки сопровождения. Устранение ошибки приводит к тому, что РСН с той или иной точностью сопровождает ЛВ. Корректирующий сигнал, обусловленный собственным движением ОУ, учитывается так же, как и в рассмотренных ранее угломерах с индикаторной стабилизацией.
Необходимо отметить, что ГС по своим 220 свойствам адекватен интегрирующему звену. В связи с этим оценка угловой скорости в виде напряжения и„снимается с выхода УМ. Оценка бортового пеленга цели в виде напряжения ия поступает к потребителям от датчика углового положения антенны. Поскольку гироскопические приводы не могут развивать большой мощности, то угломеры с силовой стабилизацией чаше всего используются в РГС ракет «в-в» с малоразмерными легкими антеннами. 11.2.
УГЛОМЕР БРЛС ПРИ КВАЗИНЕПРЕРЫВНОМ СИГНАЛЕ ПОДСВЕТА ЦЕЛИ В режиме сопровождения одной воздушной цели угломер, входящий в состав импульсно-доплеровской БРЛС, решает следующие задачи: обеспечивает непрерывную пространственную селекцию цели, позволяющую получать отраженный от нее сигнал; непрерывно оценивает углы пеленга <р„и д„и угловые скорости со„и оз„в горизонтальной и вертикальной плоскостях, знание которых необходимо для реализации алгоритмов наведения (7.4), (7.22), (7.23) и выдачи команд целеуказания в ракету «в — в»; оценивает угол у крена антенны и скорость о>„его изменения, которые используются для стабилизации антенны в пространстве. Решение последней задачи позволяет предотвратить потерю сопровождаемой цели при выполнении истребителем маневров с креном.
Кроме того, стабилизация антенны обеспечивает максимально возможную дальность наведения ракет с полуактивными радиолокационными головками самонаведения. Следует, однако, подчеркнуть, что для решения этой задачи необходимо также стабилизировать в пространстве и антенну ракеты, гарантируя наиболее благоприятные условия приема радиоволн с определенной поляризацией. Стабилизация антенны БРЛС в пространстве необходима и при передаче на борт наводимой ракеты команд радиокоррекции. Структурная схема угломерного канала импульсно-доплеровской БРЛС, позволяющего решать перечисленные задачи, показана на рис. 11.5.
Особенностями этого канала являются: применение скоростной коррекции с индикаторной стабилизацией; моноимпульсная пеленгация целей с использованием квазинепрерывного сигнала их подсвета; алгоритмический способ решения широкого класса частных задач с помощью БЦВМ. В связи с тем, что общие принципы таких угломеров были уже рассмотрены в п. 1!.1.2, основное внимание обратим на особенное ти функционирования моноимпульсного пеленгатора и решение некоторых задач угломера с помощью БЦВМ. 221 Рис. 11.5 Контур стабилизации угломера функционирует следующим образом.
Возникающие в процессе колебаний самолета углы рыскания (курса) зр, тангажа д и крена у измеряются позиционными гироскопами ПГ, преобразуются в АЦП в цифровые коды !Р(п), 0(п) и )!(и) для каждого иго такта измерений и затем поступают в БЦВМ. На основе поступающих значений 1у(п), д(п) и у(п) БЦВМ формирует их производные !р (и), д(п) и у(п), которые после преобразования в цифроаналоговом преобразователе ЦАП в непрерывные сигналы скоростной коррекции поступают в привод (двигатель) антенны (ПА). Привод разворачивает антенну на углы, равные приращениям !у, б н у, но в стороны, противоположные первоначальным угловым колебаниям самолета.
В итоге антенна сохраняет свое прежнее положение в пространстве. Для того, чтобы этот контур отрабатывал все возможные колебания истребителя, .его полоса пропускания должна составлять десятки герц. В состав контура сопровождения цели входят: пеленгационное устройство, АЦП, БЦВМ, ЦАП, ПА и аналого-цифровой преобразователь углов (АЦПУ). В современных угломерах широко применяются пеленгаторы моноимпульсного типа [22, 45]. В составе таких пеленгаторов должны использоваться многоканальные устройства приема и 222 обработки сигналов с высокой идентичностью каналов. Требования к идентичности можно снизить, использовав различные способы уплотнения сигналов. На рис. 11.5 приведена схема угломера с модуляционным уплотнением.
Антенная система (АнС) формирует суммарный Ет и два раэностных сигнала: Ед„в горизонтальной и Ед, в вертикальной плоскостях, причем Ед„= Ел„осовзрр =!с,(ср,, -ярд,)совцгр, Ед, = Ед,осоязрр =1с,(1р,-ярд„)соя1рр. Н2 223 Здесь у,,„и д.„„— проекции угла между РСН и продольной осью ЛА в горизонтальной и вертикальной плоскостях; Едм и Едьэ — амплитуды сигналов; й, — коэффициент пропорциональности; ур — текущая фаза принятого радиосигнала. В модуляторе (М) оба разностных сигнала складываются и образованная сумма Ед=Ед,+Ед„модулируется по амплитуде синусоидальным напряжением с частотой й, определяемой частотой вращения двигателя модуляции (ДМ). В суммарно-разностном устройстве (СРУ) формируются два сигнала ЕтьЕд и ЕжЕд, которые усиливаются в двух приемных каналах. Поскольку в каждом из них усиливаются одновременно и суммарный и разностный сигналы, то требования к идентичности каналов снижаются.
В смесителях СМ11 н СМ21 сигналы преобразуются на промежуточную частоту Г„р~ (! 0.1), после чего поступают в усилители промежуточной частоты УПЧ! и УПЧ2. Следует отметь, что из-за недостаточно узкой диаграммы Уо ~г Ц! Рсн направленности АнС пространст- //2 венная селекция может оказаться неэффективной, поскольку в телесном угле хО/2, где Π— ширина диаграммы направленности, могут одновременно находиться несколько целей. Такая ситуация для вертикальной плоскости Х,О„.У, показана на рис.
11.6 для двух о целей Ц! и Ц2. В связи с этим, Рис. 11.6 прежде чем сформировать сигнал управления антенной так, чтобы РСН была направлена на нужную цель (например, Ц1), необходимо ее проселектировать по другим признакам. Квазинепрерывный СПЦ позволяет выполнить указанную селекцию и по дальности и по скорости. Сигнал нужной цели по дальности выделяется каждым приемным каналом в селекторах дальности СД1! и СД21 с помощью строба ц,п (см, рис, 10.3, в), сформированного в измерителе дальности и скорости (см. рис. 10.2). Сигналы по доплеровской частоте (скорости сближения) выделяются узкополосными фильтрами УФ11 и УФ21 (см. рис. 11.5) после преобразования на вторую промежуточную часто ту Г„„. (10.2).
В процессе преобразования частота 1„,. напряжения пп, управляемого гегеродина изменяется так, что ее приращения равны изменениям доплеровской частоты принятых сигналов. Сигнал ц„„с требуемой частотой Г„„формируется в канале сопровождения цели по скорости (см. рис. 10.5). Выделенные в УФ11 и УФ21 непрерывные сигналы (см. рис.
10.4) поступают в логарифмические усилители ЛУ11 и ЛУ21 с логарифмической амплитудной характеристикой, для которых амплитуда ()„„„сигнала на выходе связана с амплитудой (),„входного сигнала соотношением ()„,„=меч!дЦ,„, где )с„, — коэффициент усиления. С помощью операции логарифмирования можно реализовать так называемую нормировку сигналов. Суть ее состоит в исключении зависимости сигналов угломерного канала от мощности принимаемых сигналов (дальности до цели). В общем случае сигналы (11.2) определяются не только ошибками пеленгации д„-у,„и д,-д,„, ио и коэффициентом )ц, который зависит от мощности принимаемых сигналов.
При прочих равных условиях мощность увеличивается по мере уменьшения дальности. В такой ситуации вариации Еь, и Еы (см. рис. 11.5) за счет изменения дальности воспринимаются пеленгационным устройством как изменения углов, что приводит к погрешностям их измерения. Процесс устранения этих ошибок путем нормировки сигналов поясняется ниже.
Продетектированные в амплитудных детекторах АД11 и АД21 сигналы, пропорциональные логарифмам от амплитуд Ем+Ел„и Еш-Ев„, поступают на вычнтающее устройство ВУ. Символами Егл и Евс обозначены амплитуды на входе суммарно-разностного устройства. Принимая во внимание то, что разность логарифмов есть логарифм частного, находим амплитуду сигнала на выходе ВУ: (),„=К,„[)д(~,+Е„)-1д(Ег,-Е,)]=К,„(д ~ '"=К,„)а Еш Ело 1 Еав~Еко (11.3) где Ела«Еш, а К„, — коэффициент передачи ВУ. Алгебраическое суммирование Ела+Еда позволяет избежать отрицательных значений сигналов, для которых операция логарифмирования не имеет смысла.
Домножив числитель и знаменатель дроби в (11.3) на 1+Еда~Ею и пренебретая величинами (Еь„/Еш) второго порядка малости, имеем 224 К8т)К(1+ 2Еао~Ехо). (11.4) Из (11.4) следует, что информация об угловом положении цели, заключенная в Еьм переходит в нормированное соотношение Еь„/Егл. При изменении дальности до цели Еь„и Еш изменяются примерно в одинаковое число раз, а их соотношение остается практически неизменным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
