Амплитудные суммарно-разностные моноимпульсные системы

Типовая структурная схема моноимпульсного амплитудного суммарно-разностного пеленгатора изображена на рис. 3.47.

Рис. 3.47. Структурная схема моноимпульсного амплитудного

суммарно-разностного пеленгатора

Схема содержит антенну с двумя облучателями, смещенными относительно фокальной плоскости, устройства суммирования и вычитания принятых сигналов, смесители (СМ), усилители промежуточной частоты (УПУ), амплитудные детекторы (АД), устройство деления амплитуд сигналов, полученных на выходах каналов прохождения суммарного и разностного сигналов, а также систему управления антенной системой, обеспечивающей ее слежение за целью.

Антенна со смещенными относительно фокуса облучателями позволяет формировать две диаграммы направленности, направления максимумов которых смещены на некоторый угол относительно оси антенны или некоторого заданного радиосигнального направления (рис. 3.47).

На рис. 3.48 изображены диаграммы направленности антенны (1, 2) относительно каждого из облучателей в полярной и декартовой системах координат. Кривые 3 и 4 соответствуют диаграммам направленности разностного и суммарного каналов соответственно.

Суммирование и вычитание сигналов осуществляются в волноводных или микрополосковых трактах РЛС, а сами устройства вычитания и сложения расположены в облучателе, как в моноблоке. Точность пеленгации при этом будет выше, чем в случае выполнения этих операций на выходах приемных устройств. Во избежание затенения антенны облучателями используются антенны, переотражающие сигналы облучателей, а также линзовые антенны, облучаемые облучателями на «просвет», и др. [10, 11].

Рис. 3.48. ДН антенны относительно каждого из облучателей

Разлагая принимаемые сигналы в окрестности равносигнального направления в ряд Тейлора и ограничиваясь первыми двумя членами разложения, можно считать, что сигналы, снимаемые с двух облучателей антенны, работающей в режиме приема, имеют следующий вид:

, ,

тогда

,

,

.

Этот простой пример показывает, что выходной сигнал такого угломера не зависит ни от флуктуаций амплитуды , ни от флуктуаций фазы .

Таким образом схема изображенного на рис. 3.47 пеленгатора иллюстрирует принцип действия амплитудных суммарно-разностных угломеров, а также демонстрирует их основное достоинство – существенно уменьшенное влияние мультипликативных флуктуаций комплексных амплитуд на оценку угловых координат целей.

На практике вместо устройства деления сигналов чаще используют устройства вычитания или умножения. Устройства вычитания применяют после логарифмического усиления принятых суммарного и разностного сигналов.

Пример такого устройства показан на рис. 3.49.

Рис. 3.49. Суммарно-разностный пеленгатор с устройством вычитания сигналов

Принцип работы системы иллюстрируется следующими соотношениями:

,

,

; ,

,

где – коэффициент передачи амплитудного детектора.

Учитывая известное соотношение , находим, что .

В этой формуле оценка угла не зависит от флуктуаций амплитуды и фазы .

Применение фазовых детекторов вместо устройств деления требует также либо наличия логарифмических усилителей, либо глубокой и эффективной автоматической регулировки усиления для стабилизации величин амплитуд приходящих сигналов в суммарном и в разностном каналах.

Для исключения влияния флуктуаций амплитуды пришедшего сигнала оба канала пеленгатора охватывают глубокой АРУ (рис. 3.50).

Рис. 3.50. Схема пеленгатора с АРУ

Это упрощенный вариант суммарно-разностного следящего пеленгатора. ЭМУ – электромашинный усилитель в цепи обратной связи, обеспечивающий слежение за целью и ее автосопровождение. Условие обеспечивается лишь в одной плоскости .

Схема пеленгатора, осуществляющего измерение угловых координат целей в двух плоскостях, показана на рис. 3.51. Эта схема сочетает в себе свойства двух схем, аналогичных схеме, представленной на рис. 3.50. В ней пара облучателей 3 и 4 рассматривается как один облучатель и пара облучателей 1, 2 – тоже как один облучатель. В итоге они образуют два облучателя, разнесенных по вертикали, создавая две диаграммы направленности, разнесенные по углу в вертикальной плоскости. Из соответствующих сигналов образуются суммарные и разностные сигналы, позволяющие оценить угол места . Аналогично пары 1, 3 и 2, 4 создают две диаграммы направленности и соответствующие суммарные и разностные сигналы для горизонтальной азимутальной плоскости.

Так как работа системы оценок угловых координат осуществляется за счет сигналов, формирующихся вблизи равносигнального направления, где при и сами сигналы в разностных каналах равны нулю, то для эффективного наблюдения за отметкой от цели на экране индикатора и для уверенного измерения дальности используется суммарный сигнал 1+2+3+4, т.е. U₁+U₂+U₃+U₄.

Сигнал передатчика излучается через антенный коммутатор, через суммарный канал.

Рис. 3.51. Структурная схема суммарно-разностного пеленгатора целей в двух плоскостях

Дата добавления: 2014-12-26