книги из ГПНТБ / Вулконский Б.М. Основы теории радиолокационных устройств самонаведения ракет учебник

не в амплитудно модулированной последовательности принятых ра­ диоимпульсов, а в одном импульсе, но принятом в различных точ­ ках. Именно в этом состоит основное преимущество метода одно­ временного сравнения. Он обладает большим быстродействием и исключает влияние флуктуаций амплитуды отраженного сигнала от импульса к импульсу на точность работы координатора. И имен­ но поэтому метод одновременного сравнения часто называют моноимпульсиы м методом.

Прямым следствием указанной особенности является то, что в системах с одновременным сравнением для формирования сигналов рассогласования используются только приемные диаграммы на­ правленности отдельных антенн. То есть эти системы строятся либо по полуактивному принципу, либо по активному, но с общей для всех антенн фиксированной и симметричной относительно некото­ рого направления (обычно оси визирования) диаграммой направ­ ленности на излучение.

Формирование диаграммы направленности на излучение произ­ водится, как правило, путем синфазного возбуждения всех антенн.

Установим связь между параметрами принятых сигналов и уг­ лами рассогласования при методе одновременного сравнения. Нач­ нем с простого случая, когда рассогласование определяется в одной плоскости, например в плоскости курса. Для решения этой задачи достаточно иметь две точки приема, размещенные в плоскости рас­ согласования.

Поместим две независимые остромаправленные приемные антен­ ны в точки 1 и 2 плоскости XOZ (рис. 3-11). Диаграммы направлен­ ности антенн считаем идентичными. Расстояние d между точками 1 и 2 назовем базой. Линия базы составляет прямой угол с осью ОХ и делится ею пополам. Ось симметрии каждой диаграммы от­ клоним от оси ОХ на угол 0 О, как это показано на чертеже. Тогда

ш0 — угловая частота колебаний; фазовый сдвиг высокочастотных колебаний, принятых в точках 1 и 2.

120

И з рис. 3-11 следует

• Положив угол cpz малым и выполнив преобразования, уже'зна­ комые нам по методу последовательного сравнения, получим:

(t) = Um(0O) (1 — p(pz) sin (m0* — p5<pz),

где £/m(e0)— амплитуда высокочастотных колебаний при ну­ левом рассогласовании;

dFE

О=0о амплитудная пеленгационная чувствительность

^ Е(®о)

По аналогии с методом последовательного сравнения назовем сигналом ошибки величину, равную

121

После подстановки (3-93) в (3-94), получим

При изменении направления угла рассогласования <pz в правой части (3-95) меняются лишь знаки слагаемых, поэтому в общем случае можно записать

где if— фазовый сдвиг сигнала ошибки относительно высокочастот­ ных колебаний, принимаемых в точках 1 и 2 при нулевом рассогла­ совании.

Фазовый сдвиг f в формуле (3-96) может принимать лишь два значения:

ния угла рассогласования достаточно использовать любую из двух составляющих сигнала ошибки, поскольку каждая из них содержит полную информацию о рассогласовании. Величина угла,<р2 связана с амплитудами составляющих (для второй составляющей даже дважды), направление <pz определяется фазой составляющих.

Для устранения избыточности информации в сигнале ошибки

Это амплитудный принцип метода одновременного сравнения, так как для определения рассогласования здесь используются толь­ ко амплитудные различия сигналов, принятых в точках 1 и 2.

При ©о = 0

так как

dFz

db 0 - 0

Здесь для определения рассогласования используются только фазовые различия сигналов в точках приема, поэтому этот принцип носит название фазового принципа одновременного сравнения.

Как при амплитудном, так и при фазовом принципе амплитуда сигнала ошибки, как видно, зависит не только от величины угла <pZ) но и от мощности принимаемых сигналов. Для устранения этой

122

зависимости введем нормированную функцию сигнала ошибки, оп­ ределив ее равенством

где [f/j (£) + U2(£)]m— амплитудное значение суммы сигналов в точках приема.

Используя (3-93), получим

Знаки слагаемых в правой части (3-100), в отличие от (3-95), не зависят от направления угла .рассогласования. Тогда для амплитудного принципа

Полученные формулы (3-102) и (3-105) совпадают с формулами (3-28) и (3-37) метода последовательного сравнения.

Как при одном, так и при другом методе амплитуда нормиро­ ванной функции сигнала ошибки однозначно определяет величину угла рассогласования, а ее фаза — направление этого угла. Как при одном, так и при другом методе ось ОХ является равносигнальным направлением, поскольку только по этому направлению сигнал ошибки равен нулю. Различие между методами состоит лишь в том, что при последовательном сравнении функция Sco (t) имела период сканирования, а при сравнении одновременном она имеет период высокочастотных колебаний.

Более общий случай определения двух угловых координат <pz и оу мало чем отличается от рассмотренного. В этом случае необходи­

123

мо только иметь четыре точки приема (рис. 3-12) и сравнивать сиг­ налы по соответствующим парам точек. Для определения рассогла­

сования по курсу <pz сравниваются сигналы от правой и левой пар точек, для определения рассогласования по тангажу <ру— сигналы

У

от верхней и нижней пар. Причем сигналы каждой пары предвари­ тельно суммируются. Нормировка сигналов ошибки в каждой пло­ скости рассогласования производится по амплитуде суммарного си­

124

гнала, принятого во всех четырех точках. Покажем это на примере

амплитудного принципа.

На рис. 3-13 изображены следы пересечения диаграмм направ­ ленности и соответствующих углов с поверхностью сферы, проходя­ щей через цель, с центром в точке О. При отклонении цели от оси

125

С учетом (3-109) можно записать выражения для сигналов, при­ нятых в различных точках:

Составим суммарные сигналы по смежным парам точек приема:

126

Тогда сигналы ошибки по курсу и тангажу, в общем случае, йри отклонении цели от оси ОХ в произвольном направлении опреде­ лятся следующими зависимостями:

где фазовый сдвиг у, как и прежде, может принимать лишь два зна­ чения 0 и л, в зависимости от направления угла рассогласования в соответствующей плоскости.

Для нормировки сигналов (3-112) используем половину ампли­ тудного значения суммы принимаемых сигналов по всем четырем точкам

амплитудная пеленг'ационная чувствительность антенного устрой­ ства.

Как видно, для амплитудного принципа различие в решении двухплоскостной задачи (3-114) по сравнению с решением одно­ плоскостной (3-102) состоит лишь в том, что амплитудная пеленгационная чувствительность антенного устройства по каждой коор­

динате в двухплоскостном случае оказывается в у/" 2 раз меньше. Это объясняется тем, что при определении рассогласования в двух плоскостях осевые сечения диаграмм направленности антенн не совпадают с координатными плоскостями XOZ'и XOY (рис. 3-12).

Зависимости, аналогичные (3-114), не трудно получить и для фазового принципа одновременного сравнения.

127

Для малых углов рассогласования <pz и <ру выражения для сиг­ налов, принятых в различных точках при фазовом принципе (рис. 3-12), могут быть записаны в виде:

Составив разностные и суммарную комбинации сигналов, полу­ чим:

§ 16. ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ КОРРЕКЦИИ В УСТРОЙСТВАХ С ОДНОВРЕМЕННЫМ СРАВНЕНИЕМ

Метод одновременного сравнения допускает возможность ис­ пользования различных способов формирования сигналов коррек­ ции. Однако все многообразие этих способов можно свести к трем принципиальным разновидностям:

1)амплитудное формирование;

2)фазовое формирование;

3)суммарно-разностное формирование.

Каждый из этих способов может использоваться в сочетании как с амплитудным, так и с фазовым принципом одновременного сравнения, поскольку амплитудные различия принятых сигналов всегда могут быть преобразованы самой схемой формирования в различия фазовые и наоборот [18].

Задачей формирования, как и прежде, является выработка элек­ трических сигналов, пропорциональных углам рассогласования <pz и <ру:

U<tx —

(3-118)

U,y — &р©у>

где k9 — пеленгационная чувствительность координатора по кана­ лам наведения.

Для простоты, рассмотрим вначале формирование по одному курсовому каналу Z.

Амплитудный и фазовый способы основаны на непосредствен­ ном сравнении исходных сигналов (3-91), без предварительного об­ разования их разности и суммы.

128

Действительно, для извлечения полной информации об угле рас­ согласования, содержащейся в исходных сигналах (3-91), при ам­ плитудном и фазовом сравнении достаточно найти, соответственно, либо отношение их амплитуд

Величина угла <pz будет определяться в одном случае абсолют­ ным значением отношения амплитуд, в другом — абсолютным зна­ чением разности фаз. Направление угла будет соответствовать зна­ ку отношения амплитуд или разности фаз (опережение или запаз­ дывание по фазе одного сигнала относительно другого).

Таким образом, нормированную функцию сигнала ошибки (3-99) следует рассматривать не более как удобную, но не единст­ венно возможную комбинацию исходных сигналов, в которой сохра­ няется информация рассогласования.

Амплитудный способ формирования предусматривает выделе­ ние отношения (3-119). Раздельное усиление исходных сигналов U\(t) и U2(t) и прямое деление их амплитуд на выходе схемы фор­ мирования непригодно. Это привело бы к тому, что сигнал коррек­ ции U9 на равносигнальном направлении (£/m, = Umt) был бы от­

личен от нуля. Поэтому схема амплитудного формирования должна

Формула (3-121) определяет структуру схемы амплитудного • формирования. Схема должна включать: операторы логарифмиро­ вания в раздельных каналах усиления сигналов Ux(t) и U2(t), де­ текторы каналов и оператор вычитания логарифмов амплитуд.

Поскольку амплитудный способ оперирует лишь с отношением амплитуд, которое не зависит от мощности принимаемых сигналов, то какой-либо дополнительной нормировки сигналов в схеме не требуется.

Фазовый способ формирования состоит в преобразовании фазо­ вого сдвига (3-120) в электрический сигнал коррекции U?z. Проще

всего эта задача решается при помощи оператора сравнения PBz.

Оператор применяется к одному из сравниваемых сигналов, второй используется в качестве синхронизирующего или опорного сигнала оператора. При этом для обеспечения четности функции U9 отно­

сительно равносигнального направления один из сигналов обяза-