- •4.3 Требования к динамическому диапазону приемного тракта и технические решения, обеспечивающие их выполнение
- •4.3.1 Согласование динамических диапазонов элементов приемного тракта
- •4.3.2 Шумовая автоматическая регулировка усиления
- •4.3.3 Усилители с логарифмической амплитудной характеристикой
- •4.4 Технические решения, обеспечивающие помехозащиту рлс методами пространственной и поляризационной селекции
- •4.4.1 Уменьшение угловых размеров главного лепестка дна и снижение уровня боковых лепестков
- •4.4.2 Уменьшение уровня приема в направлении на постановщик ашп
- •4.5 Устройства защиты рлс от импульсных помех
- •4.5.1 Устройства защиты от узкополосных импульсных помех
- •4.5.2 Устройства защиты от широкополосных импульсных помех
- •4.5.3 Устройства защиты от нип
- •4.5.4 Особенности построения устройств защиты от ответных импульсных помех
- •4.6 Пути повышения помехозащищенности рлс в условиях пассивных помех
- •4.6.1 Основные отличия целей и маскирующих пассивных помех
- •4.6.2 Основные пути повышения помехозащищенности рлс
- •4.6.3 Выбор структуры зондирующего сигнала при работе рлс в условиях пассивных помех
- •4.7 Влияние пассивных помех на боевые возможности рлс
- •4.7.1 Методика определения возможностей рлс (рлк) по обнаружению воздушных объектов в условиях пассивных помех
- •4.8 Обобщенная структурная схема системы сдц
- •4.8.1 Структурная схема систем сдц
- •4.8.2 Основные характеристики системы сдц
- •4.9 Устройства селекции движущихся целей
- •4.9.1 Устройства сдц с эквивалентной внутренней когерентностью с чпв на видеочастоте
- •4.9.2 Устройства сдц с внешней когерентностью с чпв на видеочастоте
- •4.9.3 Устройства сдц с чпв на промежуточной частоте
- •4.10 Принципы построения элементов и устройств системы сдц
- •4.10.1 Ограничитель
- •4.10.2 Фазовый детектор
- •4.10.3 Устройство формирования опорного напряжения
- •4.10.4 Устройство череспериодной компенсации
- •4.10.5 Устройство чпк на вычитающих потенциалоскопах
- •4.10.6 Влияние нестабильностей аппаратуры на эффективность систем сдц
- •4.11 Системы сдц на базе автокомпенсаторов
- •4.11.1 Структурная схема чпак
- •4.11.2 Основные характеристики чпак
- •4.12 Фильтровые и корреляционно-фильтровые системы сдц
- •4.12.1 Фильтровые системы сдц
- •4.12.2 Корреляционно-фильтровые системы сдц
- •4.12.3 Основные характеристики фильтровых и корреляционнофильтровых систем сдц
- •4.13 Дискретно-аналоговые и цифровые системы сдц
- •4.13.1 Дискретно-аналоговые системы сдц
- •4.13.2 Цифровые системы сдц
- •5. Обработка радиолокационной информации
- •5.1 Первичная обработка радиолокационной информации
- •5.1.1 Задачи, решаемые при обработке рли
- •5.1.2 Сравнительная характеристика аналоговых и цифровых методов обработки
- •5.1.3 Обобщенная структурная схема системы цифровой обработки информации
- •5.2 Принципы построения устройств преобразования радиолокационных сигналов в цифровую форму
- •5.2.1 Устройства дискретизации аналоговых сигналов
- •5.2.2 Устройства квантования
- •5.2.3 Аналого-цифровые преобразователи, их параметры и основные типы
- •5.3 Принципы построения цифровых обнаружителей радиолокационных сигналов
- •5.3.1 Цифровые обнаружители радиолокационных сигналов при бинарном квантовании
- •5.3.2 Цифровые обнаружители радиолокационных сигналов при многоуровневом квантовании
- •5.4 Цифровые измерители координат воздушных объектов
- •5.4.1 Цифровые измерители дальности и азимута
- •5.4.2 Измерение доплеровской частоты сигнала
- •5.5 Вторичная обработка радиолокационной информации
- •5.5.1 Существо процедур вторичной обработки рли
- •5.5.2 Стробирование и селекция отметок в стробах
- •5.5.3 Оценка параметров траекторий
- •5.5.3.1 Сглаживание и экстраполяция при вторичной обработке
- •5.5.3.2 Алгоритм фильтрации параметров траектории по методу максимального правдоподобия
- •5.5.4 Оптимальное последовательное сглаживание координаты и скорости ее изменения
- •5.5.5 Последовательное сглаживание скорости и курса. Выявления маневра воздушного объекта
- •5.5.6 Обнаружение и сопровождение траекторий воздушных объектов в обзорной рлс
- •5.5.6.1 Структурная схема алгоритма обнаружения траекторий
- •5.5.6.2 Структурная схема алгоритма сопровождения траекторий
- •5.5.7 Полуавтоматическое сопровождение траекторий воздушных объектов
- •5.6 Радиолокационное распознавание
- •5.6.1 Классификация методов и показателей качества радиолокационного распознавания
- •5.6.2 Оценка вероятности правильного распознавания
- •5.6.3 Методы и техника радиолокационного распознавания
- •5.6.3.1 Методы радиолокационного распознавания
- •5.6.3.2 Техника распознавания, проблемы ее реализации
- •6. Дополнительные системы рлс
- •6.1 Индикаторные устройства рлс и их основные характеристики
- •6.1.1 Назначение и классификация индикаторных устройств
- •6.1.2 Влияние индикаторов на характеристики рлс
- •6.2 Принципы построения индикаторов обзорных рлс
- •6.2.1 Функциональный состав индикатора
- •6.2.2 Ико с вращающимися отклоняющими системами
- •6.2.3 Индикатор кругового обзора с неподвижной отклоняющей системой
- •6.3 Принципы построения системы отображения радиовысотомера
- •6.3.1 Способы построения индикаторов измерения высоты
- •6.3.2 Функциональная схема индикатора измерения высоты
- •6.4 Системы передачи и формирования масштабных отметок азимута рлс ртв
- •6.4.1 Принципы построения систем передачи азимута рлс ртв
- •6.4.2 Принципы построения систем формирования масштабных отметок азимута рлс ртв
- •6.5 Системы вращения антенн рлс ртв
- •6.5.1 Назначение, режимы работы, классификация систем вращения антенн и основные тактико-технические требования, предъявляемые к ним
- •6.5.2 Принципы построения основных типов систем вращения
- •7. Принципы построения и функционирования систем имитации, контроля и управления
- •7.1 Система имитации сигналов и помех. Общие сведения о системе имитации
- •7.1.1 Задачи решаемые системой имитации и ее роль в составе аппаратуры рлс
- •7.1.2 Требования, предъявляемые к имитатору и его основные особенности
- •7.1.3 Краткая характеристика имитируемых сигналов
- •7.2 Состав, структура и принципы функционирования имитатора
- •7.3 Блок имитации эхо-сигналов и активных помех (111-01). Назначение, состав, принцип работы
- •7.3.1 Назначение и состав блока
- •7.3.2 Фоpмиpователь сигналов ц1
- •7.3.3 Фоpмиpователь сигналов ц2
- •7.3.4 Формирователь шумовых помех гш2
- •7.3.5 Формирователь несинхронных и синусоидальных помех
- •7.3.6 Распределитель сигналов
- •7.4 Блок имитации пассивных помех (111-02). Назначение, состав, принцип работы
- •7.4.1 Имитатор отражений от облака дипольных помех (формирователь пп)
- •7.4.2 Имитатор отражений от местных предметов (формирователь мп)
- •7.5 Блок формирования контрольных сигналов (111-03). Назначение, состав, принцип работы
- •7.5.1 Назначение и состав блока
- •7.5.2 Формирователь шумовых помех гш1
- •7.5.3 Формирователь сигналов контрольной цели
- •7.5.4 Формирователь сигналов контрольного местного предмета
- •7.5.5 Устройство коммутации и распределения сигналов
- •7.5.6 Формирователи сигналов спл и фап
- •7.6 Вспомогательные блоки системы имитации. Назначение, принцип работы
- •7.6.1 Блок преобразования частоты (114-01)
- •7.6.2 Блоки фазовращателей (115-04, 115-05)
- •7.6.3 Блок управления имитатором (112-01)
- •7.6.4 Блок кодирования (072-03) и блок декодирования (072-04) команд управления фазовращателями
- •7.7 Система контроля. Общие сведения о системе контроля
- •7.7.1 Назначение и состав системы контроля
- •7.7.2 Режимы работы подсистемы автоматического контроля и диагностирования
- •7.7.3 Режим непрерывного контроля
- •7.7.4 Режим функционального контроля
- •7.7.5 Режим диагностического контроля
- •7.8 Аппаратура диагностирования
- •7.8.1 Принципы построения и функционирования аппаратуры диагностирования
- •7.8.2 Принципы построения и работы периферийных устройств контроля
- •7.8.3 Принципы построения блока диагностирования
- •7.9 Системы управления и сопряжения с внешними системами
- •7.9.1 Назначение, состав, принцип работы системы управления
- •7.9.2 Блок программного включения кабины пд (081-03). Назначение, принцип работы
- •7.9.3 Блок управления приемо-передающей аппаратурой (081-01). Назначение, принцип работы
- •7.9.4 Технический пульт управления (081-02). Назначение, принцип работы
- •7.10 Общие сведения о системе дистанционного управления
- •7.10.1 Назначение, состав и принцип работы системы дистанционного управления
- •7.10.2 Оперативный пульт управления рлс (071-01). Назначение, принцип работы
- •8. Перспективы развития радиоэлектронной техники ртв
- •8.1 Перспективные направления развития радиолокации
- •8.2 Перспективные направления развития систем и устройств радиолокационных станций ртв
- •Литература
- •Оглавление
4.10.5 Устройство чпк на вычитающих потенциалоскопах
Роль канала задержки на период повторения Тп и схемы вычитания в аппаратуре защиты от пассивных помех, например, в РЛС П-14Ф, 5Н84А, П-19 и П-18 выполняет потенциалоскопическая трубка. Для более эффективного подавления помех в РЛС 5Н84А применяется двойное череспериодное вычитание (последовательное включение двух потенциалоскопов).
Вычитающий потенциалоскоп (ВП) представляет собой электронно-лучевую трубку с электростатической фокусировкой и электромагнитным управлением лучом (рис.4.58).
Рис.4.58. Устройство вычитающего потенциалоскопа
Входные сигналы подаются на сигнальную пластину и записываются на диэлектрической мишени в виде потенциального рельефа. Мишень выполнена из материала с высоким поверхностным сопротивлением, исключающим расстекание зарядов по мишени, и с коэффициентом вторичной эмиссии kэм, большим единицы. Коллектор находится под положительным потенциалом относительно мишени и создает для вторичных электронов, прошедших барьерную сетку, ускоряющее поле.
Рассмотрим процессы в потенциалоскопе при отсутсвии входных сигналов.
Первичный поток электронов, создаваемый электронной пушкой, попадая на участок мишени, выбивает из него вторичные электроны, число которых всегда больше первичных (kэм > 1). Поскольку поле в пространстве мишень-барьерная сетка в начальный момент отсутствует, почти все электроны попадут на коллектор, и вторичный ток будет больше первичного. Это приведет к тому, что участок мишени будет заряжаться положительно.
По мере увеличения потенциала мишени нарастает тормозящее поле для вторичных электронов и число тех из них, которые могут уйти к коллектору, уменьшается.
Процесс будет продолжаться до тех пор, пока на мишени не установится равновесный потенциал Uр, при котором количество электронов, приходящих на мишень, равно количеству электроном ушедших с мишени к коллектору.
При подаче на сигнальную пластину входного сигнала положительной полярности тормозящее поле в пространстве мишень-барьерная сетка возрастает и количество вторичных электронов, которые могут уйти к коллектору, уменьшается. Потенциал мишени начинает также уменьшаться, что приводит к уменьшению тормозящего поля и увеличению вторичного тока до тех пор, пока вновь не установится режим динамического равновесия. Потенциал мишени Uм будет при этом равен
Uм = Uр − k·Uвх ,
где Uвх − амплитуда входного сигнала; k < 1 − коэффициент, учитывающий действующую в пространстве мишень-барьерная сетка часть входного сигнала.
При подаче на сигнальную пластину отрицательных входных сигналов вторичный ток вначале возрастает, а затем начинает убывать до значения первичного тока. Потенциал мишени будет при этом повышаться до значения
Uм = Uр + k·Uвх.
Для записи всех отраженных сигналов в данном периоде повторения производится развертывание электронного луча по мишени. Обычно для этого используется спиральная развертка, создаваемая с помощью отклоняющей системы, запитываемой от специального генератора (как правило, на контурах с ударным возбуждением). Генератор синхронизирован импульсом запуска РЛС и вырабатывает два линейно-нарастающих (или спадающих) по амплитуде колебания, сдвинутых по фазе на 90о. Частота этих колебаний выбирается из условия получения заданной разрешающей способности потенциалоскопа по дальности:
fсп ≥ c∙dл/2∙lсп∙(δRп − δR),
где dл − диаметр электронного луча в плоскости мишени; c − скорость света; lсп − средняя длина одного витка; δRп − разрешающая способность по дальности с учетом потенциалоскопа; δR = c.τи(в)/2, где τи(в) − длительность импульса, отраженного от цели на входе потенциалоскопа.
Изменение тока в нагрузке пропорционально изменению потенциала мишени ΔUм. Поэтому выходное напряжение пропорционально разности входных сигналов в смежных периодах повторения, т.е.
Uвых(t) = Uвх(t) − Uвх(t − Tп).
Следует отметить, что при изменении потенциала мишени изменяется не только ток коллектора, но и появляются токи заряда (перезаряда) емкостей участков сигнальная пластина-мишень и мишень-барьерная сетка. Поэтому нагрузку можно включать как в цепь коллектора, так и в цепь сигнальной пластины и барьерной сетки.
При выборе места включения нагрузки руководствуются требованием максимального снижения коэффициента изменения потерь kL, который зависит от уровня собственных шумов потенциалоскопа. Источниками шумов потенциалоскопа являются: неравномерность диэлектрических свойств мишени; неравномерная прозрачность барьерной сетки; тепловые шумы коллектора, обусловленные его разогревом из-за наличия постоянной составляющей тока коллектора; влияние поля отклоняющей системы; уход части вторичных электронов в горловину трубки.
Наибольший уровень собственных шумов потенциалоскоп имеет в цепи коллектора, так как на него влияют перечисленные факторы, а наименьший − в цепях сигнальной пластины и барьерной сетки. Поэтому для снижения kL нагрузку необходимо включать либо в цепь сигнальной пластины, либо в цепь барьерной сетки. Это в свою очередь, требует разделения входных и выходных сигналов, поскольку они действуют в одних и тех же цепях. Без такого разделения невозможно получить эффект череспериодного вычитания, т.к. малый выходной сигнал (результат вычитания), составляющий единицы милливольт, будет подавлен большим входным сигналом, имеющим значение десятков вольт.
Наиболее приемлемым способом разделения входных и выходных сигналов является частотный способ. Сущность его состоит в том, что выходной сигнал преобразуется в радиоимпульс с несущей частотой fм значение которой выбирается из условия разнесения спектров входного и выходного сигналов, обеспечивающего их надежное разделение. Обычно fм = (20-50)/τи. Преобразование осуществляется путем модуляции первичного луча потенциалоскопа колебаниями Uмод(t), причем режим потенциалоскопа выбирается таким, чтобы он открывался только положительными полупериодами колебаний модулирующей частоты fм. При этом как первичный, так и вторичный токи будут иметь пульсирующий характер (рис.4.59).
Рис.4.59. Иллюстрация принципа частотного разделения каналов
Если в качестве нагрузки использовать колебательный контур, настроенный на частоту fм, он выделит первую гармонику последовательности пульсирующих импульсов и выходной сигнал будет иметь вид радиоимпульса. Чтобы исключить ударное возбуждение этого контура входным сигналом, в цепи подачи последнего ставится фильтр-пробка, представляющий собой параллельный контур, настроенный на частоту fм.
Амплитуда выходного радиоимпульса зависит от модуля разности амплитуд входных сигналов в смежных периодах повторения, а фаза 0 или π − от знака этой разности.
Чтобы исключить подавление сигналов от целей, летящих с оптимальными скоростями, при многократном вычитании необходимо осуществить синхронное детектирование выходных сигналов потенциалоскопа.
Действительно, сигналы от таких целей на выходе потенциалоскопа будут представлять собой радиоимпульсы с одинаковой амплитудой и чередующейся от периоду к периоду начальной фазой 0 или π. При амплитудном детектировании на вход второго устройства ЧПК они будут подаваться в виде последовательности видеоимпульсов одинаковой амплитуды и полярности, а следовательно, будут скомпенсированы.
Таким образом, в состав устройства ЧПК кроме вычитающего потенциалоскопа должны входить (рис.4.60):
устройство разделения входных и выходных сигналов, включающее фильтр-пробку и нагрузочный контур;
модулирующий гетеродин;
синхронный детектор;
усилители входных и выходных сигналов;
генератор спиральной развертки.
Рис.4.60. Структурная схема ЧПК на вычитающем потенциалоскопе
Фазосдвигающая цепь обеспечивает синфазность (или противофазность для сигналов с фазой π) сигналов и опорного напряжения на входе синхронного детектора.