книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

- 250 -

Г л а в а УШ

АВТОМАТИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ЦЕЛЕЙ РЛС

В некоторых радиолокационных станциях применяются автомати­ ческое сопровождение и непрерывное автоматическое определение текущих координат цели. К таким станциям относятся наземные и корабельные станции орудийной наводки, самолетные станции пере­ хвата и прицеливания и радиодальномеры. Автоматическое сопро­ вождение по направлению и дальности широко используется также в радиолокационных станциях управления реактивными снарядами и в радиолокационной аппаратуре самонаведения, устанавливаемой

на этих снарядах.

Применение автоматического сопровождения в значительной сте­ пени повышает точность измерения текущих координат быстро движу­ щихся целей и позволяет исключить субъективные ошибки оператора. При автоматическом сопровождении может осуществляться непрерыв­ ное введение текущих координат в различные счетно-решающие уст­

ройства.

В настоящей главе будут отдельно рассмотрены принципы автома­ тического сопровождения по дальности и направлению.

§I . Автоматическое сопровождение по дальности

вимпульсных радиолокационных станциях

Автоматическое сопровождение по дальности позволяет:

-повысить точность и увеличить скорость получения данных

одальности до цели;

-исключить из импульсного дальномера электронно-лучевую трубку;

-исключить оператора из процесса измерения;

-автоматизировать процесс селектирования по дальности в си­ стемах автоматического сопровождения цели по направлению.

- 251 -

Конечным результатом работы устройства автоматического со­ провождения по дальности является получение на выходе дальноме­ ра напряжения, пропорционального дальности до цели:

где Q. - постоянный коэффициент пропорциональности.

Это напряжение может подаваться в индикатор и счетно-решаю­ щее устройство.

Наиболее современным устройством, обеспечивающим автомати­ ческое определение дальности, является дальномер, пюстроенньй по принципу следящей системы. Структурная схема такого дально­ мера изображена на рис.8 .1 .

Рже. 8.1

Сущность работы дальномера заключается в следующем. Наклон­ ная дальность В , задаваемая положением объекта относительно

радиолокационной станции в виде временного интервала t — &D

с

и вводимая во временной различитель, сравнивается в измеритель­ ном устройстве с так называемой эталонной дальностью В з т .

Значение Вэт задается самим измерителем - датчиком эталонной дальности - в виде временного интервала между пусковым импуль­ сом передатчика (зондирующим импульсом) и серединой двух следя­ щих импульсов - стробов. Разность этих временных интервалов, пропорциональная разности В ~ В ЗТ , определяет величину сигна­ ла ошибки и воздействует на интегратор. Последний выдает управ-

- 252 -

ляющее напряжение, регулируя временной интервал, пропорциональ­

РИС. 8.2

Рассмотрим устройство и работу ее отдельных элементов. Датчик эталонной дальности выдает два кратковременных им­

пульса, которые назовем следящими. Первый следящий импульс бу­ дет ранний, а второй - поздний.

Формирование раннего следящего импульса осуществляется при помощи ждущих мультивибраторов, фантастронов и других импуль­ сных схем. На рис.8.2 изображена схема ждущего мультивибраторагенератора прямоугольных импульсов, собранного на лампах JIj

и Л.2 ‘ Запуск генератора осуществляется пусковыми импульсами синхронизатора. Длительность генерируемых прямоугольных импуль­ сов устанавливается прямо пропорциональной величине входного напряжения, которое снимается с сопротивления R к , включен­ ного в катодную цепь буферного каскада - катодного'повторителя. Это напряжение пропорционально напряжению на конденсаторе С0 ,

- 253 -

находящемся в интеграторе. Следовательно, изменение напряжения на конденсаторе С0 обусловливает соответственное изменение длительности прямоугольных импульсов, выдаваемых мультивибра­ тором.

Прямоугольные импульсы обостряются посредством дифференци­ рующей цепи RC . После каскада ограничения (лампа Л3) ранний следящий импульс подводится к экранной сетке лампы Л^ времен­ ного различителя. Поздний следящий импульс снимается с выхода цепи фиксированной задержки, выполненной в виде отрезка искус­ ственной длинной линии. Этот импульс подводится к экранной сет­ ке лампы Л5 различителя.

На рис.8.2 изображена одна из схем временного различителя. Лампы Л^ и Л^ различителя при отсутствии входных импульсов на их сетках заперты путем подачи на сетки запирающих напряжений Е-С1 и Есг . Лампы открываются в единственном случае: при

одновременном воздействии на экранную сетку одного из следящих импульсов, а на управляющую - отраженного импульса, подводимого с выхода приемника.

Лампы Л6 и Лг, при отсутствии импульсов положительной поляр­ ности на их сетках заперты. Лампа Л6 включена в цепь разряда конденсатора 00 , а лампа Л^ - в цепь заряда.

При прохождении импульса анодного тока через лампу Л^, т .е . при одновременном воздействии раннего следящего и отраженного импульсов, в сеточной цепи лампы Л6 индуцируется импульс поло­ жительной полярности - лампа Jig открывается; конденсатор С0 несколько разряжается через лампу Jig - напряжение па конденса­ торе уменьшается.

В случае одновременной подачи позднего следящего и отражен­ ного импульсов на сетки лампы Л^ в сеточной цепи лампы Л? инду­ цируется импульс положительной полярности, открывающий эту лам­ пу. В результате открывается цепь заряда конденсатора С0 и на­ пряжение на конденсаторе увеличивается.

На рис.8.3 изображены временные диаграммы процессов, происхо­

- 254 -

Рис. 8 .3

Режим питания и параметры ламп Jig и Лг, подбираются с таким расчетом, чтобы амплитуда анодных токов этих ламп Ут6 = Um7 ,

ности импульсов анодных токов ламп Jig и JLp будут одинаковы. При

где Т/ - длительность импульса анодного тока лампы Jig; Тг- длительность импульса анодного тока лампы Л? ; X - длительность отраженного импульса.

Р и о . 8 .5

- 257 -

Напряжение JJc на конденсаторе С0 устанавливается про­ порциональным измеряемой дальности. Это напряжение через катод­ ный повторитель подводится к генератору прямоугольных импуль­ сов, к индикатору или счетно-решащему устройству.

Дальномерный блок работает в двух режимах: в режиме поиска и в режиме автоматического сопровождения. Режим поиска пред­ шествует режиму автоматического сопровождения.

Режим поиска

даваемое генератором напряжения поиска, входящего в состав схемы поиска (рис.8 .5 ) . В режиме поиска при отсутствии импуль­

тора напряжения поиска подводится напряжение пилообразной фор­ мы.

Время нарастания этого напряжения выбирается значительно больше периода следования импульсов синхронизатора (1-3 с е к .) . Величина напряжения, воздействующего на генератор прямоуголь­ ных импульсов, изменяется от импульса к импульсу (на рис.8.5

она пропорциональна отрезкам ^ » а г ' аз и **Д*) в пределах отрезка времени, равного периоду посылки импульсов синхронизатора. Следовательно, в дальномерном блоке при по­ иске осуществляется автоматическое изменение задержки следя­ щих импульсов в пределах периода посылки импульсов,. синхрониза­ тора.

Режим поиска продолжается до так называемого момента "захва­ та" цели, т .е . до момента, когда запаздывание сигнала, отра­ женного от цели, не сделается равным запаздыванию (задержке) одного из следящих импульсов относительно пускового импульса

- 258 -

Следует отметить, что в некоторых радиолокационных станциях автоматический поиск цели отсутствует и все подготовительные операции к автосопровокдению выполняет оператор станции, наблю­ дая цель на экране индикатора.

Автоматическое сопровождение

При автоматическом сопровождении напряжение, действующее на конденсаторе С0 , регулируется при .помощи цепи заряда или цепи разряда в зависимости от того, увеличивается или уменьшается вре­ менной интервал, прямо пропорциональный расстоянию между радиоло­ кационной станцией и целью. Напряжение на конденсаторе С0 должно непрерывно изменяться прямо пропорционально дальности до цели.

Предположим, что цель приближается к радиолокационной станции и запаздывание отраженного сигнала равно задержке переднего сле­ дящего импульса (рис.8 .5 ). В этом случае открывается лампа Л^ и конденсатор Со частично разряжается через цепь разряда. В ре­ зультате напряжение ILC на конденсаторе несколько уменьшается.

Таким образом, следующий прямоугольный импульс будет иметь длительность, меньшую длительности импульса предыдущего цикла работы станции (рис.8 .5 ), т .е . временной интервал между импуль­ сом синхронизатора и следящими импульсами уменьшится.

В паузе между двумя импульсами цель приблизится к радиолока­ ционной станции. В результате уменьшится запаздывание отраженно­ го сигнала и на лампу Л^ будут снова одновременно воздействовать два импульса, открывая цепь разряда. В то же время может быть открыта и цепь заряда. Однако в рассматриваемом случае ток заря­ да окажется меньше тока разряда. Напряжение ной разряде будет снова уменьшаться и т .д . При удалении цели картина будет обрат­ ной: при совпадении позднего следящего импульса с импульсом це­

С0 , в режиме автоматического сопровождения может подводиться к стрелочному индикатору и счетно-решающему устройству, деличина этого напряжения пропорциональна дальности до цел,!.