книги из ГПНТБ / Пелюхов П.И. Основы радиолокации учебное пособие

кое его распространение в наземных и самолетных радиоло­

кационных станциях.

Режимы обзора. В индикаторе кругового обзора может

быть предусмотрено использование нескольких режимов об­ зора: кругового, кольцевого, секторного; причем переход от

одного режима к другому может совершаться без изменения Установленной закономерности вращения антенны станции.

При круговом обзоре запуск генератора развертки инди-' Ксттора и передатчика станции осуществляется одновременно; в результате чего на экране индикатора просматривается зона от места расположения радиолокационной станции на глуби­ ну, равную масштабу развертки Др (рис. 96,о)..

При кольцевом обзоре между моментами запуска передат­ чика и генератора развертки вносится рассогласование по времени, т. е. задержка, пропорциональная заданной величине наклонной дальности #зат., а на экране индикатора могут на­ блюдаться отметки целей, находящихся в пределах кольцевой зоны, заштрихованной на рис. 96,6. В этом случае дальности до цели Du = Д яад+ Д Э, где D 3— дальность, измеренная по

экрану.

Для получения секторного обзора центр вращения радиуса развертки смещают на край экрана, причем центр враще­ ния можно поместить в любую точку края экрана (рис. 96,в).

Кольцевой и секторный обзоры позволяют более рацио­ нально использовать поверхность экрана для наблюдения за отметками от наиболее важных целен при самых малых вели­ чинах масштаба развертки по дальности, что способствует увеличению разрешающей способности и точности измерения дальности.

Блок-схема индикатора кругового обзора с вращающейся отклоняющей системой представлена на рис. 97. Расширитель импульсов здесь имеет такое же назначение, как и в индика­ торе дальности: с каждым пусковым импульсом синхрониза­ тора он выдает отрицательный прямоугольный импульс тре­ буемой длительности, которым запускается генератор разьертки, генератор импульсов засвета и масштабных импульсов дальности и азимута.

В индикаторах кругового обзора, как правило, исполь­ зуются электронно-лучевые трубки с магнитным управлением, так как в таких трубках, в сравнении с трубками, в которых отклонение электронного луча происходит путем изменения электрического поля, легче получить вращающуюся линию развертки.

Для создания отклоняющего магнитного поля, линейно изменяющегося во времени, через отклоняющие катушки про­ пускают пилообразные, линейно нарастающие импульсы тока.

141

Генератор масштабных импульсов выдает прямоугольный импульс положительной полярности при одновременном воз­ действии на него импульса от датчика сигналов угла поворота антенны и импульса расширителя. Длительность масштабного азимутального импульса соответствует времени развертки.

Импульсы цели с выхода приемника вместе с масштабными импульсами дальности и азимута подаются па сетку (управ­ ляющий электрод) трубки и создают на экране яркостные отметки. Сравнительно длительное послесвечение экрана труб­ ки обеспечивает наглядное изображение отметок целей и мас­

штабной сетки.

Генератор развертки. Для получения пилообразных им­ пульсов тока в отклоняющих катушках к последним необхо­ димо подводить чрапецеидальные импульсы напряжения. По­ кажем необходимость использования таких импульсов.

Реальную отклоняющую катушку можно рассматривать как последовательное соединение индуктивности L K и актив­ ного сопротивления R K, равного активному сопротивлению витков катушки (рис. 98,а).

Определим форму напряжения ы0ТКл . подводимое к откло­ няющей катушке, чтобы через нее протекал линейно изменяю­ щийся ток (рис. 98,6):

где а — постоянный коэффициент.

Напряжение на зажимах отклоняющей катушки

Н о т к л = uR + uL . ( I П , 7 )

Первое слагаемое (напряжение на активном сопротивле­ нии):

Индикатор кругового обзора с неподвижными отклоняющими катушками

Кроме электромеханического способа вращения линии развертки, в индикаторах кругового обзора применяется электрический способ вращения. В этом случае отклоняющая система состоит из двух пар взаимно-перпендикулярных ка­ тушек. Для получения радиально-круговой развертки по одной

h

144

паре катушек пропускаются импульсы пилообразного тока, амплитуда которых изменяется по синусоидальному закону, а по другой — импульсы, амплитуда которых изменяется по косинусоидальному закону (рис. 99).

При электрическом способе вращения линии развертки ско­ рость вращения ее зависит от частоты огибающей тока разразвертки, а эта частота определяется скоростью вращения антенны. Период огибающей тока развертки равен времени одного оборота антенны.

На рис. 100 изображена схема получения радиально-кру­ говой развертки электрическим способом.

Сельсин-трансформатор, изображенный на рис. 100, состоит из двух неподвижных статорных обмоток, расположенных под углом 90° одна относительно другой, и ротора, вращающегося синхронно с антенной. На обмотке ротора от специального генератора развертки подаются импульсы трапецеидального напряжения. Напряжения со статорных обмоток подаются на усилители разверток. Нагрузкой усилителей являются непо­ движные отклоняющие катушки электронно-лучевой трубки.

Видеоимпульсы с выхода приемника подаются на сетку электронно-лучевой трубки индикатора кругового обзора,

увеличивая плотность электронного потока на время воздей­ ствия импульса. Увеличение плотности электронного потока вызывает увеличение яркости свечения светового пятна в соот­ ветствующих точках экрана.

Следует, однако, отметить, что ИКО с неподвижными катушками получили меньшее распространение в сравнении с ЙКО с подвижными катушками, так как при передаче по фидерам усиленного двухфазного напряжения от генератора развертки к неподвижным отклоняющим катушкам возможны искажения напряжения развертки и, кроме того, возникают трудности регулировки оконечных усилителей при смене ламп.

Индикатор дальности и азимута со строчной разверткой

Индикаторы дальности и азимута со строчной разверткой условно принято называть индикаторами типа «В». Отсчет ко­ ординат цели здесь осуществляется в прямоугольной системе координат (рис. 87,д). Индикатор типа «В» удобен для отсчета

координат при секторном обзоре. Положение яркостной отмет­ ки цели на экране относительно начала координат соответ­ ствует координатам цели — дальности и азимуту.

Одним из преимуществ индикатора типа «В» следует пола­ гать независимость условий наблюдения отметок целей на экране от места их пасположения.

Индикаторы типа «В» находят широкое применение в на­ земных радиолокационных станциях обнаружения и наведения, в самолетных панорамных радиолокационных станциях, а так­ же в самолетных радиолокационных станциях обнаружения’ и прицеливания.

Строчная развертка создается следующим образом. Свето­ вое пятно с постоянной скоростью перемещается снизу вверх (при вертикальной шкале дальности), прочерчивая линию развертки в виде прямой. Линия развертки является линией отсчета расстояний (шкалой дальности). В пределах некото­ рого угла, соответствующего сектору наблюдения, линия раз­ вертки перемещается по экрану электронно-лучевой трубки параллельно самой себе синхронно с перемещением антенны в азимутальной плоскости. Световое пятно всякий раз начи­ нает свое движение снизу вверх в строгом согласовании с мо­ ментом запуска передатчика. Число строк, прочерченных в одну секунду, равно частоте повторения импульсов радиоло­ кационной станции.

В индикаторах типа «В» чаще всего используют трубки с магнитным управлением. Для создания развертки дальности по вертикально отклоняющим катушкам пропускают ток пило­ образной формы. Для отклонения луча по азимуту через гори­ зонтально отклоняющие катушки пропускают ток, величина которого пропорциональна углу поворота антенны в горизон­ тальной плоскости от середины выбранного сектора.

Блок-схема одного из индикаторов типа «В» изображена на

146

рис. 101. Генератор развертки по дальности создает пилооб­ разные импульсы тока, пропускаемые через вертикально откло­

Рис. 101

Электромеханические устройства для передачи угла по­ ворота антенны могут быть двух видов. К первому виду отно­ сятся такие устройства, которые вырабатывают напряжение, пропорциональное углу поворота антенны. В устройстве вто­ рого вида осуществляется модуляция по амплитуде напря­ жения генератора переменного тока в соответствии с угловой скоростью вращения антенны, а затем это напряжение пре­ образуется в постоянное. Величина постоянного напряжения (медленно изменяющегося напряжения) зависит от угла по­ ворота антеины. Это напряжение используется для переме­ щения линии развертки в зависимости от положения антенны.

§ 17. ИНДИКАТОРЫ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ

Как уже было указано выше, измерение азимута цели осно­ вано на фиксировании положения антенны в азимутальной плоскости во время приема сигналов, отраженных целью.

Метод измерения угла места цели может быть основан на аналогичном принципе, т. е. определение угла места можно осуществлять, фиксируя положение антенны в вертикальной плоскости при приеке сигналов, отраженных целью. Однако

этот метод не является универсальным. Он находит примене­ ние преимущественно на сантиметровых волнах в радиолока­ ционных станциях с узкими диаграммами направленности в вертикальной плоскости (станции орудийной наводки, поса­ дочные радиолокационные станции, наземные станции опре­ деления высоты, самолетные станции обнаружения и прице­

ливания).

Из индикаторов угловых координат с электронно-лучевой трубкой наибольшее распространение получили индикаторы азимута и угла места. Условно их принято называть индика­ торами типа «О». Отсчет координат здесь ведется в прямо­ угольной системе. Начало координат помещается в центр эк­ рана и соответствует фиксированному направлению, относи­ тельно которого ведется отсчет угловых координат. В само­ летных радиолокационных станциях в частном случае за это направление может быть принято направление продольной оси самолета. Положение яркостной отметки цели, наблюдаемой в виде светлой точки или черточки, относительно начала коор­ динат соответствует пространственному положению цели от­ носительно радиолокационной станции. Градуировка шкал азимутов и углов места осуществляется в зависимости от уг­ лов обзора пространства в горизонтальной и вертикальной' плоскостях.

Индикаторы типа «С» удобны для наблюдения за воздуш­ ными целями с самолетов, поэтому они находят применение преимущественно в радиолокационных станциях, устанавли­ ваемых на самолетах-перехватчиках.

В индикаторах типа «С» применяются электронно-лучевые трубки с послесвечением. Это позволяет одновременно наблю­ дать все цели, находящиеся в пределах зоны обзора.

Движение светового пятна по экрану соответствует пере­ мещению в пространстве направления максимального излуче­ ния (приема), т. е. зависит от метода обзора. Отраженные импульсы подаются на управляющую сетку трубки, в резуль­ тате чего яркость светового пятна значительно увеличивается на время приема сигналов— на экране появляется отметка цели.

Пеленгация цели осуществляется по максимуму отражен­ ного сигнала. Этим обусловливается сравнительно невысокая точность пеленгации цели.

§ 18. ИНДИКАТОРЫ ДАЛЬНОСТИ И ВЫСОТЫ

Индикатор «дальность—высота» применяется преимуще­ ственно для измерения высоты полета целей в наземных радио­ высотомерах — специальных радиолокационных станциях.

148

предназначенных прежде всего для измерения высоты полета

(рис. 87,з). Отклоняющая система трубки состоит из катушек вертикального и горизонтального отклонения.

Горизонтальная развертка по дальности (шкала дальности) создается путем пропускания через неподвижные катушки горизонтального отклонения линейно нарастающих (пило­ образных) импульсов тока i = k\t с длительностью, равной вре­ мени развертки ^р (М— постоянный коэффициент).

Через катушки вертикального отклонения пропускают ток, величина которого в течение интервала 0-Г/р изменяется по

где ki и k-i — постоянные коэффициенты;

■— переменный угол наклона оси диаграммы на­ правленности антенны относительно (горизон­ тальной плоскости.

Выражение для тока i-i соответствует расчетной формуле определения высоты с учетом поправки на кривизну Земного

Линия развертки в индикаторе «дальность— высота» пред­ ставляет собой параболическую кривую с центром вращения в начале координат. Вращение линии развертки происходит с угловой скоростью, равной скорости качания антенны в вертикальной плоскости.

Отсчет высоты и дальности ведется по положению яркост­ ной отметки цели на экране индикатора: по вертикали отсчи­

образуют систему горизонтальных параллельных линий, что создает значительные удобства отсчета высоты.

Упрощенная схема индикатора изображена на рис. 102. Расширитель импульсов представляет собой генератор прямо­ угольных импульсов, длительность которых зависит от времени оазвертки по дальности, т. е. определяется масштабом раз­ вертки.

Прямоугольные импульсы отрицательной полярности, соз­

149

даваемые расширителем, используются для управления гене­ ратором развертки по дальности. Этот генератор питает ка­ тушки горизонтального отклонения пилообразным током» имеющим постоянную амплитуду и нарастающим по линей­ ному закону.

Р и с . 102

Генератор развертки по высоте также создает пилообраз­

дается специальным датчиком, связанным с механизмом ка­ чания антенны в вертикальной плоскости.

150