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

а его функция преобразования запишется как

На рис. 11-16 показана принципиальная схема блока управле­ ния, составленная в соответствии со структурной схемой рис. 11-15.

Первый и второй интеграторы представлены здесь каскадами Л х и Л2, форсирующее звено — цепью RKCK. Коэффициент передачи фор­

сирующей RKCK цепи равен Кф3— 75- , а ее постоянная времени

Хф3 = RKCK. Следовательно, передаточная функция блока упра­

вления, выраженная через параметры схемы рис. 11-16, может быть записана в виде

( И - 6 8 )

Нужно иметь в виду, что задача стабилизации системы А СД с двумя интеграторами может решаться и без применения стабилизи­ рующего (форсирующего) звена. Для этого достаточно скорректи­ ровать выходной сигнал блока управления. Коррекция состоит в добавлении к выходному сйгналу второго интегратора части сигна­ ла с выхода первого интегратора.

Структурная схема блока управления с коррекцией выходного

460

Сравнивая (11-69) с ( l l -б?), легко понять, что схема рис. 1 Ы 7 будет идентична схеме рис. 11-15, если выбрать Кк — К,,,Кфз*фз и /С'„а взять в Кк раз большим, чем в схеме рис. 11-15.

Рис. 11-17

При практической реализации блоков управления систем АСД в их схемы обычно вводят дополнительные элементы, сглаживающие фильтры, элементы для повышения коэффициентов усиления инте­ граторов, разделительные (буферные) каскады. При детальном анализе блока управления и системы АСД в целом свойства допол­ нительных элементов, разумеется, должны быть учтены. Такой ана­ лиз, а также исследование вопросов, связанных с поведением и ошибками систем АСД различных типов при воздействии внешних возмущений, можно найти в работах [39, 48, 9 и др.].

§ 59. СХЕМА ПОИСКА И АВТОМАТ ЗАХВАТА

Задачей схемы поиска является обеспечение циклического пе­ ремещения селекторных импульсов и стробимпульса в заданном диапазоне. Работа схемы поиска тесно связана с работой автомата захвата. Технические параметры автомата захвата во многом опре­ деляют параметры схемы поиска и наоборот. Поэтому несмотря на то, что автомат захвата по существу является самостоятельным функциональным элементом Р ГС , в практических схемах он выпол­ няется как составная часть системы АСД и его работу удобно рас­ сматривать совместно с работой схемы поиска.

На рис. 11-18 показана функциональная схема устройства по­ иска, включающая схему поиска, коммутирующий элемент и авто­ мат захвата. До тех пор пока реле захвата обесточено, сигнал по­ иска проходит через его нормально-замкнутые контакты в блок управления и далее на устройство временной задержки, вызывая движение селекторных импульсов и стробимпульса, то есть обеспе­ чивая поиск цели по дальности. Поиск продолжается, пока эхо-им­ пульс не войдет в пределы стробимпульса и отселектированная по­ следовательность эхо-импульсов, поступающая на автомат захвата,

451

не заставит сработать реле захвата. В результате срабатывания реле цепь сигнала поиска разрывается и блок управления подклю­ чается к выходу временного дискриминатора.

Выше было установлено, что для обеспечения режима поиска в системе АСД на устройство временной задержки должно подавать­ ся периодическое линейно-падающее напряжение. Следовательно, в соответствии со схемами на рис. 11-1 и 11-18, собственно схема по­ иска должна представлять собой отдельный генератор линейно-па­ дающего напряжения. Однако в практических системах А СД схема поиска как самостоятельный элемент обычно отсутствует и выделе­ ние ее, как это сделано на рис. 11-1 и 11-18 следует считать услов­ ным. Дело в том, что современные генераторы пилообразного на­ пряжения используют транзитронный эффект, который легко полу­ чить в пентодном каскаде, охваченном емкостной обратной связью.

Рис. 11-18

Поэтому если в блоке управления имеется электронный интегратор на пентоде, то в режиме поиска он же и используется как транзит­ ронный генератор поискового напряжения. Перевод пентодного ка­ скада из режима электронного интегратора в режим транзитронного генератора пилообразного напряжения и наоборот осуществ­ ляется изменением режима работы каскада посредством коммута­ ции его цепей через реле захвата. На рис. 11-19 показан возмож­ ный .вариант принципиальной схемы такого каскада.

Автоколебательный режим работы каскада при поиске обеспе­ чивается наличием большого сопротивления в цепи экранной сетки Rь связью этой сетки с антидинатронной сеткой и положительным потенциалом Е2 на управляющей сетке. В этом режиме напряжение на аноде Л х— £/уЛ1 (напряжение поиска) имеет пилообразную фор­

му с очень крутым передним фронтом и пологим, линейным задним фронтом (рис. 11-20). Рабочей частью периода является задний фронт, имеющий длительность £3ф. Длительность нерабочей части

452

4 .ф составляет обычно сотые доли 4 .ф, поэтому можно считать, что период поискового напряжения, генерируемого этой схемой, равен длительности заднего фронта ^поиска — 4.ф .

Период поискового напряжения Т поиска зависит от параметров схемы и прежде всего от С и R, а также определяется величиной по­

ложительного напряжения на управляющей сетке. Последнее позво­ ляет управлять крутизной заднего фронта Uy.n, то есть управлять

скоростью поиска. Подробное описание принципа работы транзи-, тронного генератора и методов его расчета можно найти в спе­ циальной литературе [47, 51, 52].

Рис. 11-20

Переход схемы в режим электронного интегратора после сраба­ тывания реле захвата осуществляется за счет подачи на управляю­

453

щую сетку лампы отрицательного потенциала Одновременно на управляющую сетку через нормально-разомкнутые контакты реле захвата подключается выход временного дискриминатора.

В ряде случаев возникает задача управления диапазоном поиска без изменения его скорости. Для этого необходимо изменять ампли­ туду поискового напряжения (£ /у.Птах — ^y.nm in). Указанный эф­ фект можно получить, варьируя электрическими параметрами схе­ мы, однако это не удобно, поэтому в схему вводят обычно специаль­ ные каскады управления зоной поиска. Один из возможных вариан­ тов управления изображен на рис. 11-21.

Управляющая часть схемы включает фазоинвертор на лампе Л2 и триггерный каскад на лампах Л3 и Л4. Делитель Re, R 7 , Re и от­ рицательное напряжение Е3 подбираются так, что пока напряже­ ние Uy.nбольше, а напряжение на аноде Л2 соответственно меньше определенных величин, ламп Л3 закрыта. Напряжение на аноде Л3 при этом имеет максимальное значение иатах., а на аноде открытой лампы Ль минимальное значение «апцп. Средняя точка делителя Rn, R12 имеет положительный потенциал относительно земли и диод,

подключенный катодом к этой точке, заперт. При таком состоянии схемы поисковое напряжение Uy.„ во время рабочей части периода генератора Л ! падает по линейному закону, а напряжение на ано­ де Л2 — нарастает. В тот момент, когда напряжение, снимаемое с анода Л2, компенсирует действие отрицательного напряжения Е3 настолько, что отрицательное смещение на сетке Л3 окажется по

абсолютной величине меньше напряжения запирания лампы, по­ следняя быстро открывается и напряжение на ее аноде становится

454

минимальным иаminНапряжение в средней точке делителя #ц> Rn становится при этом отрицательным, так как сопротивление Rn подключено к источнику отрицательного напряжения Е. Диод Д от­ крывается, и на управляющую сетку лампы Л\ подается отрица­ тельное напряжение. Лампа Л х закрывается и напряжение 7/у.п на­

чинает быстро возрастать, что соответствует обратному ходу по­ иска. Когда напряжение CJy.nувеличится настолько, что отрицатель­ нее напряжение Е3 скомпенсирует действие анодных напряжений ламп Л2 и Л4, лампа </73 запрется и цикл поиска повторится.

Установим связь диапазона поиска с параметрами данной схе­ мы. Будем считать, что коэффициент усиления фазоинвертора ра­ вен К и что опрокидывание триггерного каскада (Лъ, Л4) происхоходит, когда потенциал на сетке Лъ (в точке А схемы) равен нулю. Тогда для точки А в момент опрокидывания можно записать:

K R ,

Из (11-72) видно, что диапазон поиска в данной схе.ме зависит от коэффициента усиления промежуточного каскада на лампе Л2.

Эта зависимость при необходимости может быть использована для управления диапазоном.

Найдем значение поискового напряжения Uy.ncp, соответствую­

щее середине зоны поиска:

455

Из (11-73) следует, что положение середины зоны поиска при постоянстве остальных параметров схемы определяется напряже­ нием Е.Изменяя напряжение Е3, можно осуществить регулировку

положения зоны поиска. Лри этом диапазон поиска будет сохра­ няться неизменным.

Перейдем к рассмотрению принципов построения схем автомата захвата. Функции, возлагаемые на автомат захвата, в каждом кон­ кретном случае зависят; от задач, которые должно решать радиоло­ кационное устройство самонаведения. В самом общем случае на автомат захвата могут возлагаться те же задачи, которые решает при выборе цели оператор, а именно:

—обеспечение просмотра всей зоны возможного нахождения целей;

—отождествление и выбор нужной цели;

—обеспечение селекции выбранной цели;

—захват выбранной цели и включение аппаратуры в режим ав­ томатического сопровождения.

Просмотр зоны возможного нахождения целей обеспечивается в Р ГС автоматическим поиском по направлению и дальности. Зада­ ча отождествления целей предполагает наличие памяти, а задача вы­ бора цели — наличие логики в схеме автомата захвата. Для захвата выбранной цели и перевода аппаратуры в режим сопровождения в схеме автомата должно быть пороговое исполнительное устройство, реализующее решение логической части схемы.

Таким образом, в общем случае автомат захвата может пред­ ставлять собой сложное автоматизированное логическое устрой­ ство, предназначенное для решения конкретной тактической задачи.

Разнообразие тактических задач, возникающих на практике предопределяет разнообразие схем автомата захвата и отсутствие единых принципов их проектирования. Выбор схемы автомата в каждом случае определяется прежде всего 'условиями на проекти­ рование Р Г С в целом.

В простейшем случае на автомат захвата может быть возложе­ на задача захвата первой, отселектированной по дальности цели. Функции такой простой схемы должны сводиться к регистрации эхо-импульсов цели с последующей коммутацией цепей Р ГС . Авто­ мат захвата в этом случае может быть выполнен по принципу на­ копительного, порогового устройства. Накопительный элемент фик­ сирует эхо-импульсы цели, пороговый элемент срабатывает и ком­ мутирует цепи Р Г С при поступлении на накопитель определенного числа эхо-импульсов. В принципе срабатывание порового устрой­ ства может быть обеспечено и по одному поступившему импульсу, однако такая схема была бы крайне ненадежна. Вероятность лож­ ных срабатываний по шумам и помехам в ней была бы весьма вы­ сока. Возможный вариант принципиальной схемы автомата захвата порогового типа с накоплением показан на рис. 11-22. Схема вклю­

456

чает усилительный каскад на лампе Л и пиковый детектор Д, два управляющих каскада на лампах Л2 и Лъи тиратронное реле Л4.

В анодную цепь тиратрона Л4 включена обмотка реле захвата

(РЗ). Работа схемы сводится к следующему. Отселектированные по дальности эхо-импульсы, поступающие на временной дискрими­ натор системы АСД, одновременно подаются в отрицательной по­ лярности на управляющую сетку лампы Л\. Положительные им­ пульсы с анода Лл через диод Д заряжают конденсатор С 2. Заряд на обкладках конденсатора С2 пропорционален числу поступивших

на него импульсов и как только он превысит опорный уровень, уста­ новленный при помощи потенциометра1R2, откроется лампа Л2. Че­ рез открытую лампу Л2. начнет разряжаться конденсатор С4, что в

конечном счете приведет к запиранию Л3 и срабатыванию тиратрон-

ного реле, то есть к срабатыванию реле захвата. При дальнейшем поступлении эхо-импульсов на схему соотношение постоянных вре­ мени цепей заряда и разряда конденсатора С2 обеспечивает по­ стоянство напряжения на его обкладках и лампа Л2 остается от­ крытой. При исчезновении эхо-импульсов напряжение на С2 падает и лампа Л2 закрывается, что приводит к отпусканию реле захвата,

т. е. к срыву захвата. Если не принято каких-либо дополнительных мер, то такая схема будет захватывать цель всякий раз, как только на ее вход будет подана последовательность эхо-импульсов, число которых превышает установленный уровень, и возвращать Р ГС в режим поиска, когда эхо-импульсы на ее входе исчезают.

При проектировании устройства поиска в системе АСД возни­ кает задача выбора скорости поиска цели по дальности. Основным условием при выборе скорости поиска является условие надежного захвата цели. Ввиду того, что эхо-импульсы появляются с опреде­ ленной частотой повторения, а автомат захвата накопительного ти­

457

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Л. С. Г у т кин. Принципы радиоуправления беспилотными объектами. Изд-во

20.В. И. К у р к о т к н н, В. Л. С т е р л и н г о в . Самонаведение ракет. Вбениздат МО СССР, 1963.

21.Г. 3. А й з е н б е р г . Антенны ультракоротких волн. Связьиздат, 1957.

22.Антенны сантиметровых волн. Пер с англ, под редакцией Я. Н. Фельда. Изд-во Сов. Радио,, 1950.

23.И. А. Д о м б р о в с к и й . Антенны. Связьиздат, 1951.

24.А. '3. Ф р а д и н . Антенны сверхвысоких частот. Изд-во Сов. Радио, 1957.

25. А. П. Д о р о х о в . Расчет и конструирование антенно-фидерных устройств. Изд-во Харьковского университета, 1960.

26. И. В. К а с ь я н о в , Н. П. В о л е г о в а, В. И. К а з а н к о в . Антенно-фидер­ ные устройства. Изд-во ЛИАП, 1962.

459