Фазовые пеленгаторы

Радиолокационные станции (РЛС).

В современных радиолокационных станциях используют моноимпульсный метод слежения за летательным аппаратом в отличие от ранее применявшихся радиолокационных станций с коническим сканированием.

В моноимпульсной радиолокационной станции каждый импульс от летательного аппарата дает полную информацию о его угловых координатах. Это достигается одновременным сравнением амплитуд и фаз сигналов, принимаемых четырьмя неподвижными антеннами (по две в горизонтальной и вертикальной плоскостях, перпендикулярных друг другу), которые смещены относительно опорного направления. На выходе антенной системы в радиолокаторе находится устройство, вырабатывающее сумму и разность сигналов (принятых парой антенн в каждой плоскости), которые сравниваются между собой. Амплитуда разностного сигнала содержит информацию о величине отклонения углового положения летательного аппарата от опорного направления, а разность фаз между суммарным и разностным сигналами определяет знак этого отклонения.

Суммарная погрешность измерения с помощью радиолокационной станции состоит из инструментальных погрешностей (механические, электрические) и погрешностей, связанных с условиями измерений (дальность измерений, распространение радиоволн, динамика движения летательного аппарата и т.д.).

Кроме проверки перед каждой работой электрической, электронной и механической частей радиолокационная станция подлежит юстировке с регистрацией данных по каналу дальности и каналам измерения углов. Для этой цели используются геодезически привязанные ориентиры с отражательными уголками, а если расстояние от ориентира превышает 3 км, то на ориентире можно установить приемоответчик.

В современных радиолокационных станциях для точной наводки центра параболоида антенны на ориентир существуют телевизионные устройства.

На рис. 1 изображена схема фазовой пеленгации в одной плоскости.

Рис. 1. Принцип работы фазового пеленгатора.

Для работы фазового пеленгатора необходимо, чтобы установленный на летательном аппарате радиопередатчик непрерывно изучал радиоволны, принимаемые наземным фазовым пеленгатором на разнесенные антенны. В связи с большой удаленностью летательного аппарата от фазового пеленгатора направление прихода радиоволн можно считать параллельным. Разность фаз электромагнитных колебаний, принятых антеннами, определяет на плоскости направление на летательный аппарат, что видно из рис. 8 и формулы

,

где Ф – измеренная разность фаз; – длина радиоволн; b – длина базы; – относительная длина антенной базы (в длинах волн). Для определения направления на летательный аппарат в пространстве необходимо знать две угловые координаты – азимут и угол места . Поэтому в фазовых пеленгаторах существуют две пары антенн с перпендикулярными осями. Тогда позиционную линию на летательный аппарат можно найти как линию пересечения двух конических поверхностей, которые, с известным приближением, заменяют гиперболоиды вращения. Направляющие косинусы связаны с угловыми координатами летательного аппарата – углом места () и азимутом () следующими зависимостями:

,

.

Определенным недостатком фазовых систем является многозначность отсчета углов. Для того, чтобы быть чувствительной к изменению угла, фазовая аппаратура должна иметь большой размер относительной базы . С другой стороны, с ростом уменьшается значение угловой координаты, при котором разность фаз превосходит значение , что вызывает неоднозначность отсчета. Обычно ее исключают много­шкальностью, т.е. использованием нескольких баз. При этом меньшая база образует грубую (), но однозначную шкалу отсчета, а большая (точная) – точную, но неоднозначную шкалу отсчета. Многошкальная аппаратура дает правильный отсчет тогда, когда удвоенная максимальная погрешность измерения фазы по грубой шкале не превышает интервал точной шкалы. Величины косинусов направляющих углов и находятся по измеренной разности фаз Ф_х, Ф_z.

Базы между антеннами осей х и z выбираются равными. Тогда . Координаты траектории летательного аппарата определяются измеренными косинусами направляющих углов двух фазовых пеленгаторов и величиной базы между ними.

Измеренные данные регистрируются на магнитную ленту или вводятся в линию связи для передачи на ВЦ и их последующей обработки.

На рис. 2 изображена схема фазового пеленгатора.

Рис. 2. Схема фазового пеленгатора.

Дата добавления: 2014-01-04