Лекция №21-22. Конспекты к слайдам (1186401), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

На рисунке 4, б показано, как происходит сравнение по фазе в моноимпульсной системе, имеющей две антенны, отстоящие одна от другой на расстоянии .

Слайд 17

Линия визирования цели образует угол с осью, перпендикулярной к линии, соединяющей обе антенны, т. е. с равносигнальным направлением. Расстояние между антенной 1 и целью составляет

, (1)

а расстояние между антенной 2 и целью

. (2)

Разность расстояний от цели до антенн

(3)

даст разность фаз

, (4)

где – длина волны.

Это даст возможность определить угол прихода по измеренной величине фазовых сдвигов отраженных от цели сигналов, принимаемых на две разнесенные антенны.

Слайд 18

Выражение (4) показывает, что фазовый сдвиг сигналов обращается в нуль не только при , но также и при других углах рассогласования, соответствующих условию

, (5)

где

. (6)

В результате пеленгационная характеристика получается знакопеременной и имеет наряду с основным направлением много ложных равносигнальных направлений. В этом причина неоднозначности измерений фазовым методом. Однако неоднозначность не является серьезным недостатком, если ложные равносигнальные направления находятся за пределами главного лепестка диаграммы направленности, а для этого расстояние между центрами приемных антенн должно быть не больше диаметра каждой из них. Такая система может быть выполнена, например, в виде двух расположенных рядом антенн.

Слайд 19

В моноимпульсных системах, использующих амплитудно-фазовый (комплексный) метод пеленгования, угловые координаты определяют сравнением амплитуд и фаз сигналов, принимаемых двумя антеннами (рисунок 4, в).

В качестве источника угловой информации в рассмотренных системах соответственно используются амплитудные, фазовые и амплитудно-фазовые соотношения сигналов, принимаемых независимыми каналами. Различия в способах извлечения угловой информации, в свою очередь, порождают определенные различия в обработке принимаемых сигналов и, следовательно, в структуре моноимпульсных РЛС в целом. Рассмотрим в общем виде структурную схему моноимпульсной радиолокационной системы.

Слайд 20

2.1 Структурная схема моноимпульсной системы

Как уже говорилось, в моноимпульсных системах информация об угловом положении цели получается при попарном сравнении принятых сигналов. При таком сравнении напряжение на выходе моноимпульсной угломерной системы не зависит от абсолютного значения амплитуд принятых сигналов, а определяется лишь углом прихода сигналов.

Пеленгационная характеристика моноимпульсной РЛС должна указывать на величину и знак угла прихода принятых сигналов, т. е. должна являться нечетной действительной функцией угла прихода сигналов. Исходные данные об угле прихода, содержащиеся в паре сигналов, образуются при приеме их антенной моноимпульсной РЛС, которую, называют угловым датчиком. В соответствии с этим над принятыми сигналами должны быть произведены такие операции, чтобы можно было получить функцию, вещественная часть которой удовлетворяла бы требованиям, предъявляемым к пеленгационным характеристикам.

Слайд 21

Рассмотрим аналитически возможные решения поставленной задачи.

Напряженность поля в точке приема в комплексной форме можно записать как функцию времени:

, (7)

где – амплитуда;

– круговая частота;

– начальная фаза.

ДНА, которые являются комплексными функциями угла прихода, выражаются зависимостями:

, (8)

где и – амплитудные ДНА;

и – фазовые ДНА.

Фазовые ДНА будем считать зеркальными отображениями друг друга относительно равносигнального направления, а амплитудные диаграммы направленности идентичными и смещенными своими максимумами на угол относительно равносигнального направления.

Слайд 22

Отраженные сигналы, которые принимаются разнесенными антеннами, могут быть записаны так:

. (9)

Тогда отношение двух принятых сигналов можно записать

. (10)

Данное отношение, которое в дальнейшем будем называть мультипликативным, при определенных условиях может служить исходным для формирования пеленгационной характеристики.

Для формирования пеленгационной характеристики может быть использовано также отношение разностного сигнала к суммарному

, (11)

которое обычно называют аддитивным отношением принятых сигналов.

Слайд 23

Кроме мультипликативного и аддитивного отношений могут быть образованы другие отношения, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к пеленгационной характеристике моноимпульсной РЛС. Устройства, в которых образуются сумма и разность принятых сигналов или производится операция умножения принятых сигналов на комплексный коэффициент, называются преобразователями, так как в них в общем случае возможно преобразование информации из амплитудных соотношений в фазовые и обратно.

Операцию вычисления отношения двух сигналов, преобразованных или непреобразованных, невозможно выполнить без предварительного их усиления. Устройство, содержащее активные элементы, включая усилители и схему сравнения, которое выделяет мультипликативное или аддитивное отношение и образует пеленгационную характеристику, называется угловым дискриминатором.

Слайд 24

При амплитудном пеленговании угловая информация содержится в амплитудных диаграммах и .

В этом случае при идентичных фазовых диаграммах мультипликативное и аддитивное отношение выражаются только через амплитудные ДНА

, (12)

. (13)

При фазовом пеленговании, когда амплитудные ДНА идентичны, угловая информация содержится в разности фаз

. (14)

Мультипликативное и аддитивное отношения выражаются только через фазовые диаграммы

, (15)

. (16)

Слайд 25

Отношение амплитуд и разность фаз будем называть мультипликативными функциями угла, а отношения и – аддитивными функциями угла.

Угловой дискриминатор, в котором для образования пеленгационной характеристики используется мультипликативная функция угла, реагирующий только на амплитудные соотношения принятых сигналов, называется амплитудным, а реагирующий только на фазовые соотношения – фазовым. Угловой дискриминатор, который реагирует как на амплитудные, так и на фазовые соотношения сигналов и в котором для формирования пеленгационной характеристики применяется аддитивная функция угла, называется суммарно-разностным.

Таким образом, возможны только три различных способа измерения угла (три типа угловых дискриминаторов): амплитудный, фазовый и суммарно-разностный. Каждый из них можно применять либо при амплитудном, либо при фазовом, либо при комплексном пеленговании.

Слайд 26

Поэтому возможно всего девять основных классов моноимпульсных систем. В дальнейшем, исходя из принятой классификации, в названии моноимпульсной системы первое слово будет характеризовать вид пеленгования, а второе – тип углового дискриминатора. Так, например, моноимпульсная система с амплитудным угловым дискриминатором при амплитудном пеленговании будет называться амплитудно-амплитудной, а при фазовом пеленговании – фазово-амплитудной. Моноимпульсная система с фазовым угловым дискриминатором при амплитудном пеленговании будет называться амплитудно-фазовой, а при фазовой – фазово-фазовой. Моноимпульсная система с суммарно-разностным угловым дискриминатором в зависимости от вида пеленгования будет называться амплитудной суммарно-разностной, или комплексной суммарно-разностной.

Слайд 28

Из девяти возможных моноимпульсных систем на практике наибольшее применение находят четыре: амплитудно-амплитудная (АА), фазово-фазовая (ФФ), амплитудная суммарно-разностная (АСР) и фазовая суммарно-разностная (ФСР). Эти моноимпульсные системы и будут подробнее рассматриваться в дальнейшем.

Исходя из последовательности операций, выполняемых моно­импульсной системой, структурная схема ее должна содержать следующие основные элементы (рисунок 5):

– угловой датчик, формирующий сигналы, в соотношениях параметров которых содержится информация об угловом положении цели;

– преобразователь информации, осуществляющий преобразование параметров сигналов;

– угловой дискриминатор, выделяющий вещественную функцию отношения параметров сигналов, однозначно связанную с углом прихода.

Рисунок 5 – Структурная схема моноимпульсной системы

Угловым датчиком служит антенна моноимпульсной системы. В качестве преобразователя применяется фазовращатель на π/2, выполняющий операцию умножения на ±i, и суммарно-разностный преобразователь в виде кольцевого волнового моста или двойного волнового тройника.

Слайд 29

2.2 Угловые дискриминаторы моноимпульсных систем

Схемы угловых дискриминаторов приведены на рисунках 6-8.

В каждой схеме для образования промежуточной частоты в обоих приемных каналах используется один гетеродин (Г), что позволяет сохранить симметрию двух сигналов и поддерживать когерентность фаз между ними.

Отношение принятых сигналов или , характеризующее направление прихода, образуется благодаря нормирующему свойству применяемых в схемах усилителей.

В амплитудном угловом дискриминаторе (рисунок 6, а) отношение получается вычитанием значений логарифмов амплитуд двух сигналов, это эквивалентно образованию логарифма отношения. Поскольку происходит вычитание значений логарифмов амплитуд двух сигналов, выходное напряжение не зависит от абсолютного уровня принимаемых сигналов. Выражение становится равным нулю на равносигнальном направлении и обладает нечетной симметрией относительно этого направления, т. е. оно может быть использовано для получения пеленгационной характеристики

Слайд 30

Характеристики

Список файлов лекций