Лекция №21-22. Конспекты к слайдам (1186401), страница 4
Текст из файла (страница 4)
. 4.11(29)
Слайд 45
Суммарный и разностный сигналы на выходе волноводного моста с учетом баланса мощностей примут вид
. 4.12(30)
Зависимость сигнала ошибки от амплитуды принимаемых сигналов исключается системой АРУ.
После преобразования на частоте и усиления с учетом работы системы АРУ на входе фазового детектора суммарный и разностный сигналы могут быть представлены выражениями
, 4.13(31)
где 
и 
— фазовые сдвиги в каналах.
Слайд 46
На выходе фазового детектора получим
. 4.14(32)
Суммарная и разностная ДНА амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы с условным обозначением фазовых соотношений знаками «+» и «–» изображены на рисунке 12.
Рисунок 12 – Диаграммы направленности амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы: а – парциальные; б – суммарная и разностная
Из рисунка видно, что фаза разностного сигнала на выходе антенны меняется в зависимости от направления отклонения цели относительно равносигнального направления и может либо совпадать с фазой суммарного сигнала, либо быть с ним в противофазе. При отсутствии рассогласования, когда направление на цель совпадает с равносигнальным направлением антенной системы, отраженные от дели сигналы на выходе приемных каналов имеют равные амплитуды, поэтому разностный сигнал равен нулю.
Разностный сигнал непосредственно используется для управления положением антенной системы в процессе пеленгования или автоматического сопровождения цели. Образующийся при приеме суммарный сигнал используется не только как опорный, но и для обнаружения цели, а также измерения дальности до цели и ее скорости.
Слайд 48
3.4 Фазовая суммарно-разностная моноимпульсная система
Рассмотрим обработку сигналов в фазовой суммарно-разностной моноимпульсной системе (рисунок 13).
Рисунок 12 – Структурная схема фазовой суммарно-разностной моноимпульсной системы сопровождения цели в одной плоскости
Слайд 49
По аналогии с фазово-фазовой системой сигналы на выходе антенны в данном случае можно записать в виде
. 4.15(33)
На выходе волноводного моста получим суммарный и разностный сигналы
. 4.16(34)
Слайд 50
На выходе фазового детектора после преобразования по частоте и усиления с учетом работы АРУ и дополнительного фазового сдвига в разностном канале на 
имеем
, 4.17(35)
где 
и 
– комплексно-сопряженные значения сигналов на выходе суммарного и разностного каналов.
С учетом (34) выражение (35) принимает вид
. 4.18(36)
После подстановки значения 
из (4) получим
. 4.19(37)
Сигнал ошибки с выхода фазового детектора подается на систему управления антенной.
Слайд 51
4 Обзорные моноимпульсные радиолокационные системы
Обзорными моноимпульсными системами будем называть такие системы, которые производят программный обзор пространства и поиск целей в заданном секторе, определяют координаты всех целей, находящихся в пределах диаграммы направленности и разрешаемых по дальности для каждого положения луча в пространстве.· Обзорные моноимпульсные системы рассмотрим на примере систем с амплитудным пеленгованием.
В рассматриваемых РЛС применяются антенны в виде фазированной решетки с быстрым электронным перемещением луча, а также используется широкополосный зондирующий импульс и осуществляется его сжатие при приеме. Для автоматизации процесса работы применяются ЭВМ. Они управляют лучом, производят обработку радиолокационной информации, а также решают ряд других задач.
Слайд 52
Поиск и обнаружение элементов цели или нескольких целей может осуществляться как по данным внешнего целеуказания, так и автономно. При обоих режимах обнаружения амплитуды отраженных сигналов на выходе приемника суммарного канала сравниваются с порогом. Если амплитуда сигнала больше порога в каком-либо стробе, то цель считается обнаруженной и по ней формируется замер. Полученные замеры по соответствующему алгоритму распределяются по траекториям сопровождаемых элементов цели. Замеры, не причисленные к сопровождаемым траекториям, используются для обнаружения новых траекторий.
Слайд 53
4.1 Амплитудно-амплитудная моноимпульсная система
Как указывалось ранее, амплитудный угловой дискриминатор с логарифмическими усилителями имеет существенный недостаток, заключающийся в необходимости поддержания высокой идентичности и стабильности амплитудных, характеристик усилителей. Этот недостаток затрудняет их практическое применение в амплитудно-амплитудных моноимпульсных системах.
Рассмотрим другой вариант схемы построения такой системы, позволяющий избежать применения логарифмических усилителей. В системе, структурная схема которой приведена на рисунке 13, логарифмические усилители не используются, а нормировка осуществляется по суммарному сигналу, образованному на видеочастоте. Опишем формирование пеленгационной характеристики в обзорной амплитудно-амплитудной моноимпульсной системе с нормировкой по суммарному сигналу, образованному на видеочастоте.
Рисунок 13 – Структурная схема амплитудно-амплитудной обзорной моноимпульсной системы для определения координат в одной плоскости
При отклонении цели от равносигнального направления на угол 
сигналы на выходе антенн будут определяться формулой (23).
На выходе детекторов выражения для сигналов принимают вид
. 4.20(38)
Слайд 55
При идентичных приемных каналах на выходе суммирующего устройства
, 4.21(39)
а на выходе схемы вычитания
. 4.22(40)
Тогда на выходе схемы деления получим
. 4.23(41)
Сравнение равенств (4.4) и (41) показывает, что они совпадают с точностью до постоянного коэффициента, т. е. и в системе с нормировкой по суммарному сигналу на выходе получается сигнал, пропорциональный угловой ошибке пеленгования и поэтому он может быть использован в качестве угловой информации при определении угловых координат целей.
Слайд 56
На практике при создании обзорных амплитудно-амплитудных моноимпульсных радиолокационных систем с нормировкой по суммарному сигналу, которые должны иметь динамический диапазон 80-100 дБ, применение линейных УПЧ невозможно. В этих случаях можно использовать логарифмические УПЧ, в которых для устранения необходимости поддержания высокой идентичности логарифмических амплитудных характеристик усилителей в различных каналах необходимо осуществлять нормировку с помощью периодической последовательности контрольных сигналов и в дальнейшем схему обработки строить так же, как показано на рисунке 13.
Слайд 57
4.2 Амплитудная суммарно-разностная моноимпульсная система
Структурная схема обзорной амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы приведена на рисунке 14. Из сравнения схем, приведенных на рисунках 14 и 11, видно, что в обеих системах нормировка осуществляется по суммарному сигналу. Но в обзорной системе нормировка осуществляется не на промежуточной частоте с помощью АРУ, а на видеочастоте путем деления сигнала с выхода фазового детектора на суммарный. Это объясняется невозможностью использования системы АРУ в обзорных моноимпульсных системах в силу того, что в них необходимо определять координаты всех целей, находящихся в луче и разрешаемых по дальности. Система АРУ обладает определенной инерционностью и не может работать по нескольким близко расположенным целям.
Рисунок 14 – Структурная схема амплитудной суммарно-разностной обзорной моноимпульсной системы для определения координат в одной плоскости
Слайд 58
Рассмотрим формирование пеленгационной характеристики в обзорной амплитудной суммарно-разностной системе. Суммарный и разностный сигналы на выходе волноводного моста определяются формулой (4.12). На входе фазового детектора их можно записать соответственно
. 4.24(42)
Суммарный сигнал на выходе амплитудного детектора, считая коэффициент передачи его равным единице, будет равен
, 4.25(43)
а напряжение на выходе квадратичного фазового детектора
. 4.26(44)
В случае применения квадратичного фазового детектора в структурной схеме, приведенной на рисунке 14, необходимо предусмотреть устройство, возводящее в квадрат суммарный сигнал на выходе амплитудного детектора.
Слайд 59
Тогда на выходе схемы деления получим
. 4.27(45)
Сравнение формул (45) и (32) показывает, что они совпадают, т. е. нормировка по суммарному сигналу на видеочастоте дает тот же эффект, что и нормировка на промежуточной частоте с помощью АРУ.
Слайд 60
5 Точность измерения угловых координат
Аналогично выражениям, приведенным ранее, СКО измерения угловой координаты определяется формулой
, (46)
где 
– вторая производная пространственной функции рассогласования по при 
, которой можно дать определенное истолкование: корень квадратный из этой величины определяет эффективную длину апертуры антенны 
, нормированную по отношению к длине волны.
Эффективная длина апертуры определяется следующим образом:
, (47)
где 
— функция распределения поля в раскрыве антенны.
Слайд 62
Отсюда выражение для СКО можно представить в виде
, (48)
где 
– параметр, характеризующий разрешающую способность РЛС по угловой координате.
Таким образом, измерения угловой координаты тем меньше, чем больше эффективная длина апертуры антенны и выше отношение сигнал-шум.
27
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
