28

Рисунок 5.13.

На практике используются ДИСС с непрерывными и импульсными сигналами. В системах с непрерывными сигналами без модуляции удается сосредоточить спектр отраженного сигнала в одной полосе частот и обеспечить наиболее полное использование энергии сигнала. Извлечение информации в таких системах осуществляется с помощью устройств ФАПЧ или ЧАП. На системы с непрерывными сигналами существенное влияние оказывают помехи, возникающие за счет отражений от вибрирующих частей ВС, вибраций антенно-фидерного тракта. Помехи приводят к модуляции

сигнала и в конечном итоге к ошибкам в определении средней частоты

приемника. За счет запирания приемника на время излучения импульса

подробно рассмотрен в главе 7.

6.ИЗМЕРИТЕЛИ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ В РЛС И РНС[1, 4, 6, 7]

6.1.Методы измерения угловых координат

Существуют три основных метода реализации устройств измерения направления прихода радиоволн(устройств пеленгации): фазовый, амплитудный и амплитудно-фазовый.

Фазовые (разностно-временные) пеленгаторы строятся по принципу извлечения информации об угле прихода из фазы колебаний, которые излучаются или переизлучаются целью. Амплитудные пеленгаторы извлекают информацию об угле прихода из огибающей принимаемого сигнала, которая зависит от диаграммы направленности антенны. Амплитудно-фазовые пеленгаторы используют информацию об угле прихода радиоволн, которая заключена и в фазе, и в амплитуде приходящего колебания.

29

В измерителях угловых координат применяются сигналы с различными видами модуляции. Обычно полоса спектра радиосигнала значительно меньше средней частоты спектра, поэтому форма сигнала практически не оказывает влияния на потенциальные характеристики пеленгации.

Рисунок 6.1.

Процессу измерения угловых координат, как правило, предшествует этап обнаружения сигнала, предполагающий обзор пространства. Диаграмма направленности перемещается в пространстве(сканирует) по определенному закону, обеспечивающему просмотр заданной зоны с наименьшими затратами времени и обнаружение сигнала с требуемым качеством. Сканирование осуществляется механическим или электронным способом. При механическом способе разворачивается антенна или облучатель, при электронном изменяется электрический сдвиг фаз между отдельными элементами антенной решетки. В системах, использующих ненаправленные антенны, необходимость обзора отпадает.

Рассмотрим методы пеленгации, использующие ненаправленные антенны, Эти методы основаны на разнесенном приеме. Предположим, что измеряется угол прихода радиоволн в горизонтальной плоскости. Фазовый метод определения угла требует применения двух разнесенных антеннA1 и

пеленгатора приведена на рисунке 6.1. Сигналы, воспринимаемые антеннами A1 и A2 , после усиления в приемных трактах Пр1 и Пр2 подаются на фазовый дискриминатор (ФД). На выходе его формируется напряжениеuФ. Д , завися-

30

щее от угла a . Пусть колебание на выходе Пр1 имеет вид s1 (t ) = a0 cos (w0t +j0 ) ,

Рисунок 6.2.

Фазовращатель p2 , включенный в один из каналов, обеспечивает требуемую пеленгационную характеристику, т.е. нулевое напряжение на выходе при a = 0 . Имея в виду, что ФД выполняет операции перемножения и выделения низкочастотной составляющей результата, получим следующую зависимость напряжения uФ. Д от угла a :

где l0 = f0 c - длина волны колебаний; k - коэффициент, определяемый амплитудой a0 и коэффициентом передачи ФД. Отношение dl0 называют относительной базой антенной системы. Крутизна пеленгационной характеристики зависит от относительной базы:

меньшей крутизне ПХ оказываются больше, чем в системе с большой крутизной ПХ. Применение многобазовых фазовых пеленгационных систем позволяет обеспечить точное и однозначное измерение угловых координат.

31

Рисунок 6.3.

Амплитудный метод измерения угла прихода радиоволн в системе с разнесенным приемом основан на сравнении амплитуд сигналов в каналах антенн A1 и A2 . Различают суммарную, разностную и суммарно-разностную системы. В суммарной системе формируется сумма комплексных огибающих на выходе приемников Пр1 и Пр2:

где в соответствии с рисунком 6.3 Dj = (2p dl0 )sin a - разность фаз колебаний,

обусловленная разностью хода лучейDR , приходящих в каналы A1 и A2 . Преобразуя выражение (6.3), получаем

где kå - коэффициент, зависящий от амплитуды сигнала. При a ® 0 производная duå da стремится к нулю, т.е. пеленгационная чувствительность суммарной системы к отклонению угла a весьма низка. Помимо этого, имеет место неоднозначность отсчета угла, поскольку функция cos (×) чётная. Эти недо-

статки суммарной системы устраняются в разностной амплитудной системе. В разностной системе формируется разность комплексных огибающих:

где kD - коэффициент, зависящий от амплитуды сигнала. Крутизна пеленгационной характеристики разностной системы пропорциональна относительной базе SD = kD pdl0 .

Зависимость напряжений uå и uD от амплитуды приходящего сигнала является недостатком указанных систем, чувствительных к амплитудным флуктуациям сигнала. Этот недостаток устраняется всуммарно-разностной системе, структурная схема которой приведена на рисунке 6.3.

32

Рисунок 6.4. Рисунок 6.5.

Здесь формируется отношение напряжений, которое не зависит от амплитуды сигнала u1 и при kå = kD определяется выражением

использовании направленных свойств антенн. Эти методы также можно разделить на амплитудные, фазовые и амплитудно-фазовые. В зависимости от способа использования направленных свойств антенн различают следующие

координат производится в момент достижения максимума амплитудой принимаемого сигнала. В этот момент максимум диаграммы направленности совпадает с направлением на цель. Данный метод применяется в обзорных РЛС. На экране индикатора с круговой разверткой по яркостной отметке цели

одновременного наблюдения всех разрешаемых по углу целей является достоинством метода максимума. Вместе с тем точность отсчета угловых координат невысока из-за малого изменения яркости отметки вблизи ее максимума.

При методе минимума форма диаграммы направленности антенны имеет глубокий минимум, как показано на рисунке6.5, а визуальная индикация осуществляется по той же схеме, что и на рисунке 6.4. На экране в этом случае в середине отметки цели появляется темная точка, по которой