Двухканальных систем
Произвольное угломерное устройство (амплитудное или фазовое) может быть использовано для получения сигнала рассогласования (сигнала ошибки) следящей системы при автосопровождении по угловым координатам.
На рис. 13.14 представлена блок-схема приемной части двухканальной амплитудной системы автосопровождения по одной угловой координате, основанной на использовании суммарно–разностной обработки. Принцип измерений был описан ранее. Влияние изменения амплитуды на точность пеленгования устраняется быстродействующей автоматической регулировкой усиления (на схеме она не показана).
На рис. 13.15 представлена блок-схема простейшей двухканальной фазовой системы (АРУ не показана).
| Исполнительное
устройство
|
| Рис. 13.14. Блок-схема приемной части суммарно-разностной амплитудной системы автосопровождения по угловой координате
|
Сигналы с выходов приемных антенн подаются на суммарно-разностный блок, выполненный на двойном волноводном тройнике
Е,
Н (или волноводно-щелевом мосте). В результате перемножения разностного и предварительно сдвинутого на суммарного сигналов и усреднения интегрирующим фильтром Ф получают сигнал рассогласования, который при малых углах рассогласования и без учета действия АРУ представляется в виде:
| Рис. 13.15. Блок-схема фазовой системы автосопровождения
по угловой координате с суммарно-разностной обработкой
|
После усиления сигнал рассогласования может быть подан на приводной мотор, поворачивающий антенную систему таким образом, чтобы угол рассогласования уменьшался. При непрерывном изменении угловой координаты цели ось антенной системы будет следить за направлением на цель, отставая от него на некоторый угол или же совершая колебания около этого направления. Напряжение суммарного канала после детектора Д и видеоусилителя ВУ поступает в канал дальности.
Широкое применение находят моиоимпульсные системы автосопровождения по угловым координатам, в которых напряжение сигнала ошибки вырабатывается на промежуточной частоте. Эти системы отличаются наличием в них двух гетеродинов с различными частотами колебаний и усилителя сигнала ошибки на промежуточной частоте (рис. 13.16). Усиление на промежуточной более удобно, чем на видеочастоте. В этой схеме на фазовый детектор ФД подается напряжение с разностной частотой гетеродинов Г1 и Г2, соответствующее частоте сигнала ошибки, колебания которого поступают из усилителя УСО
| На монитор
вращения антенны
|
| Рис. 13.16. Блок-схема фазовой моноимпульсной системы
углового автосопровождения с использованием сигнала ошибки на промежуточной частоте
|
В некоторых моноимпульсных системах сопровождения по направлению не используют суммарно-разностных напряжений, а сразу перемножают высокочастотные напряжения двух приемных каналов, вводя в одном из каналов фазовый сдвиг на 90
0 (рис. 13.17):
| Рис. 13.17. Блок-схема фазовой моноимпульсной системы автосопровождения с использованием непосредственного перемножения канальных напряжений
|
.
Для автосопровождения цели по двум угловым координатам достаточно иметь четыре отдельных облучателя приемной антенны.
Наряду с импульсной радиолокацией подобные системы автосопровождения и измерения угловых координат могут использоваться в случае радиолокации с непрерывным излучением. В этом случае вместо термина метод моноимпульсного автосопровождения, относящегося только к импульсному режиму, используют более широкий термин метод мгновенной равносигнальной зоны.
|
Рис. 13. 18. К сравнению
одноканальных и двухканальных систем
пеленгования
|
13.5. Потенциальные и реальные точности двухканального моноимпульсного углового измерения
Потенциальная точность двухканального углового измерения, как и одноканального, определяется шумами и особенностями вторичного излучения цели. Наибольший интерес при этом представляет сравнительный анализ двухканальных и одноканальных систем по степени влияния этих факторов на точность измерения.
Оценим ошибку углового измерения двухканальной системы, вызываемую шумами. Анализ проведем для антенной системы (рис. 13.18) в виде двух сомкнутых излучателей с общей апертурой , полагая, что отклонение направления на цель от осевого направления антенной системы мало, а величина определяется путем измерения разности фаз принимаемых колебаний.
В рассматриваемом случае можно записать:
.
За счет влияния налагающихся на сигнал шумов фаза результирующего колебания в каждом канале отличается от фазы колебания сигнала. Считая дисперсии отклонения фазы в обоих каналах одинаковыми, дисперсию разности фаз представим в виде:
.
Тогда дисперсия и среднеквадратичная ошибка измерения угловой координаты цели будут
|
Рис. 13.19.
К расчету
шумовой ошибки
измерения
угловой
координаты
|
и .
Чтобы оценить среднеквадратичное искажение фазы шумовым колебанием, рассмотрим векторную диаграмму, соответствующую окрестности пика импульса и иллюстрирующую наложение шумового колебания на сигнал одного из каналов (рис. 13.19).
Пусть на колебание сигнала, описываемое выражением , накладывается колебание помехи , причем . В этом случае величина q имеет смысл отношения сигнал/шум; при измерении фазы после оптимальной обработки значение этой величины будет . Из векторной диаграммы следует, что вызванное шумом отклонение фазы при q=1 определяется величиной , его дисперсия равна , а среднеквадратичное значение .
Таким образом, окончательно имеем
.
Анализируя полученные результаты, убеждаемся, что двухканальные и одноканальные системы пеленгации с одинаковыми относительными размерами раскрыва антенн имеют практически одинаковые ошибки, вызываемые действием шумов.