Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 4
Текст из файла (страница 4)
половины интервала разрешения ЛТ: гК— т)Т 2 (1.15) Если нужно сохранить постоянной относительную ошибку измерения частоты — '= соим в большом диапазоне разведки, применяют Л фильтры с переменной полосой пропускания, т.е. фильтры с одинаковой для всех частот добротностью. Частотные дискриминаторы преобразуют отклонения частоты сигнала от некоторого известного значения в напряжение, пропорциональное величине и знаку этого отклонения.
Работа устройства дискриминаторного измерения частоты иллюстрируется структурной схемой (рис. 1.9), г(г) Частотный дискриминатор .....г Рнс. 1.9. Частотный дггскрттмннатор прненнгтка РРТР В соответствии с этой структурной схемой принятый сигнал усиливается в широкополосном усилителе и подается на пару фильтров Ф1 и Ф2, несколько расстроенных от частоты Тр. Разность значений огибающих сигналов на выходах фильтров (Г,ы„зависит от частоты, как показано на графике рис.!.9. Таким образом частотный дискриминатор преобразует частоту входного наблюдаемого сигнала в напряжение на выходе.
Это напряжение подается на индикатор приемника РРТР. Приемники с частотными дискриминаторами способны определять частоту разведываемого сигнала в широком диапазоне и с относительно высокой точностью (-1%) (21. Принцип интерференционного измерения частоты в приемниках РРТР иллюстрируется функциональной схемой (рис.!.10). 22 Глава 1. Радио- и радиотехническая разведка (РРТР) Рнс. 7.
йд Инмерференннанный нзиернмель часмамы Принятый и усиленный сигнал подастся на двухканальную фидерную линию. Такая линия обладает некоторыми дисперсионными свойствами; фаза н амплитуда выходного сигнала линии зависит от частоты. Действительно, разность электрических длин двух каналов (рис. 1.10) распространения сигнала Г)Е приводит к тому, что фазы двух сигналов будут различаться на: (1.
16) где 1Ф вЂ”. фазовая скорость распространения электромагнитной волны в фидерной линии. Амплитуда суммы двух синусоид, сдвинутых по фазе на ду, будет связана, хотя и нелинейно, с частотой сигнала: и„,„= гсУсоз —, о~И. 2К (1.17) где )с — постоянный коэффициент, а У вЂ” амплитуда сигнала. Как следует из (1.17), детектируя выходной сигнал и измеряя амплитуду, можно определить его частоту. Поскольку напряжение и,„„зависит, кроме частоты, еше и от амплитуды входного сигнала, требуется его нормировка. Для этого используется ограничитель на входе двухканального фидерного устройства и, кроме того, в измерителе организуется схема автоматической регулировки усиления по амплитуде входного сигнала. К лостоннствам измерителя относится возможность практически мгновенного измерения частоты разведываемого сигнала.
К недостаткам — невозможность определения частоты при одновременном наблюдении нескольких сигналов, а также сравнительно небольшой 1,2. Измерение частоты сигнала срелстеамн РРТР диапазон однозначного измерения. Последнее свойство обусловлено аз,зз. неоднозначностью зависимости функции сов — от своего аргумента. 2и Корреляционные измерители несущей частоты строятся по схеме рис. 1.11. Риг. б )б Коррелнционныг) измеритель частоты Сигнал с выхода широкополосного усилителя подается на перемножитель вместе со своей копией, задержанной в линии залержки (ЛЗ).
Усредненное фильтром нижних частот напряжение с выхода перемножителя пропорционально значению автокорреляционной функции вхолного процесса лля аргумента т = т,. Задержка вхолного разведываемого сигнала на т, эквивалентна сдвигу его фазы на гр = озт,. Перемножение прямого и задержанного сигнала дает (с точностью до быстропеременной составляюшей, усредняемой фильтром нижних частот) на выходе коррелятора а и,„,= /г — соз озт„ (1.18) где гг — коэффициент пропорциональности, и — амплитуда входного сигнала, Как слелует из (1.18), выходное напряжение коррелятора зависит от частоты сигнала оз, а также от его мощности аз/2.
Зависимость от частоты используется измерителем, а зависимость от мощности компенсируется сигналом с выхола квадратичного детектора. Как и интерференционный, корреляционный измеритель обеспечивает однозначные измерения только в пределах одной октавы, т.е. лиапазона, лля которого отношение верхней и нижней частот равно 2. 24 Глава 1. Ралио- и рааиотехиическая разведка (РР ГР) Рис. 1.
12. Цас)зроаоо иасзооозомер Входной формирователь создает узкие импульсы в моменты перехода сигналом через нулевой уровень снизу-вверх (с положительной производной). Эти импульсы через схему совпадений, открываемую стробом на время измерения Ти,м, попадают на счетчик. Результат подсчета числа импульсов за время Ти,м выводятся в качестве оценки частоты Тизм (1.19) где 1У вЂ” число в счетчике.
Ошибка дискрета измерений по методу частотомера соответствует ошибке в один счетный импульс, т.е. один период входного сигнала за время измерения; 1 сз1' =— Тизм (1. 20) при Тизм 1 с, Ьг = 1 Гц. Для уменьшения ошибки дискрета цифрового измерения частоты используют метод периодомера. Основная схема измерения по этому методу представлена на рис. 1.13. Периодомер подсчитывает число импульсов частоты Т„»1,' за время Т,„= и Т,= —, т.е. Л1 = 1;„Т,„= о — ", с с а частота сигнала может быть оценена как п .зс зсч йз (1. 21) Цифровые способы измерения частоты обеспечивают высокую точность и хорошо сопрягаются с вычислительными устройствами последующей обработки сигнала. Для измерения частоты применяют схемы, реализуюшие различные модификации двух основных методов. Это методы цифрового частотомера и цифрового периодомера.
Работа цифрового частотомера иллюстрируется схемой рис. 1.12. 25 1.2. Измерение частоты сигнала средствами РРТР Ошибка дискрета в один счетный импульс дФ = 1 (один период колебаний частоты /;„) соответствует ошибке в оценивании частоты: и 1,~, 1 "У- и г',, Т„/'„, (1.22) Ошибка дискрета тем меньше, чем больше гч по сравнению с )е Риг. 1.
/3. Ь~фровой периодоиер Аналогичные схемы применяются средствами РТР для определения параметров импульсных сигналов РЛС и систем передачи информации: длительности импульсов и периода (нли частоты) их повторения. Результаты измерения частоты нужно запоминать. В зависимости от задач, решаемых средством РРТР, различают кратковременные и долговременные способы запоминания частоты. Кратковременные способы запоминания — это запоминание на время, необходимое для настройки передатчика помех, т.е. кратковременное запоминание используется срелствами разведки для оперативной поддержки РЭП. Одна из самых распространенных схем кратковременного запоминания частоты — управляемый рециркулятор рис.
1.14. Из сигнала с выхода приемника ключом й вырезается прямоугольный импульс длительностью те Он усиливается и подается на выходной ключ и на линию задержки. Задержанный на т, импульс снова подается на вход усилителя. Этот импульс начинается в момент окончания предыдушего импульса. Йо тех пор, пока открыт выходной ключ, на Глава 1. Радио- и радиотехническая разведка (РРТР) выходе будет существовать последовательность вплотную примыкающих друг к другу радиоимпульсов частоты сигнала.
Основным условием поддержания незатухающих колебаний на выходе является баланс амплитуд: коэффициент усиления по петле рециркуляции, содержащей усилитель, линию задержки, сумматор и ответвитель сигнала в цепь обратной связи, должен быть не меньше единицы. При очевидной простоте построения схема запоминания с рециркулятором имеет существенный недостаток: выходной сигнал не сохраняет когерентность входному, поскольку в моменты коммутации происходит разрыв фазы.
ход Рнс. 1. 14. Рецнрнулятор для запомннання частоты Другой способ запоминания частоты предусматривает синхронизацию подстраиваемого генератора рис. 1,15 код Рис. 1. 15. Запоминание частоты синхронизируемым генератором Сигнал с выхода приемника стробируется ключом и и подается на импульсно-фазовый детектор, формирующий за время т, напряжение, пропорциональное разности фаз, и запоминаюший это напряжение после окончания строба. Это напряжение подается на управляющий элемент перестраиваемого генератора.
Выходное колебание генератора подстраивается под частоту и фазу входного сигнала. После оконча- 27 1.3. Пеленгааня РЭС срелсгвамн РРТР ния входного сигнала параметры выходного колебания сохраняются на теоретически сколь угодно длительное время. Но практически время хранения ограничивается стабильностью параметров перестраиваемого генератора. При использовании многоканальных приемников, в том числе и приемников с цифровым анализом спектра разаедываемого сигнала, запоминание частоты сводится к запоминанию номера фильтра, в котором обнаруживается сигнал.
Точно также запоминание результата цифрового измерения частоты — это запоминание числа, формируемого счетчиком. 1.3. Пеленгация РЭС средствами РРТР Рис. й!б. Пелеигаиил ла максимуму Пеленгаторы служат для определения пространственных координат объектов разведки. К пеленгаторам предъявляются высокие требования по быстродействию (возможность измерения пеленга по максимально короткой реализации сигнала, в пределе — по одному импульсу), по точности пеленгации, по разрешающей способности. Различают два основных способа определения пеленга: амплитудный и фазовый.
Амплитудный способ основан на анализе амплитудного распрелеления поля, создаваемого пеленгуемым сигналом, на раскрыве приемной антенны. Известны три разновидности амплитудного способа: пеленгование по максимуму, по минимуму и пеленгование на основе сравнения. Способ максимума применяют средства РРТР, работающие в деци- РЭС метровом и сантиметровом диапазонах, в которых можно построить ост- 9 ронаправленные антенны. Диаграмма ~а направленности (ДНА) Г(р,О) такой антенны показана на рис. 1.16, где днл обозначены; е, — угол ориентации максимума ДНА; е„— угол между заданным направлением и направлением на источник излучения (истинный пеленг источника); у — угол между направлением максимума ДНА и направлением на источник излучения (изме- ренный пеленг). Глава !.
Радио- и радиотехническая разведка (РРГР) При пеленговании пространственное положение ДНА изменяется и направление максимума совмешается с направлением на источник излучения. По угловому положению ДНА отсчитывается пеленг. При использовании метода максимума ДНА обеспечивается большая дальность пеленгации, поскольку средство РРТИ работает с большим уровнем сигнала. Но точность пеленгации невысока — она определяется крутизной ДНА в окрестности максимума и составляет, как считается, примерно 0,1 от ширины ДНА по уровню половинной мошности. Способ минимума применяется, чз когда можно сформировать ДНА с ярко выраженным минимумом приема (рис.
!.!7). Пеленгование осушествляется путем поворота ДНА до положения, при котором уровень сигнала на выходе приемника имеет минимальное значение. дня При пеленгации по способу минимума достигается более высокая точность измерения, поскольку в окрестности минимума ДНА имеет большую гЪс. 7. 77. Пеленгация крутизну зависимости ' '. Но да- аР(В) ио минииУмУ ае льность действия пеленгаторов по минимуму меньше, чем у пеленгаторов по способу максимума (уровень принимаемого сигнала меньше). Структурная схема амплитудного радиопеленгатора, работавшего по способу максимума или минимума, представлена на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
