3. Автоматическое сопровождение цели по дальности

Сопровождение целей по дальности может быть ручным, полуавтоматическим и автоматическим.

Ручное сопровождение заключается в непрерывном совмещении оператором измерительного импульса с отмет­кой цели. Этот метод не обеспечивает высокую точность сопровождения, особенно быстро перемещающихся целей.

При полуавтоматическом сопровождении перемещение измерительного импульса производится с помощью спе­циального двигателя. Роль оператора сводится к подбору такой скорости вращения этого двигателя, при которой измерительный импульс будет все время совпадать с отмет­кой цели.

Автоматическое сопро­вождение - автоматическое слежение за дальностью до цели, без участия оператора, Если АРЛС работает в импульсном режиме, слежение осуществляется с помощью т.н. стробов — двух импульсов, симметрично расположенных относительно отметки цели.

В РЛС с ЧМ слежение может осуществляться путем такой перестройки гетеродина приемника, при которой разность частот излу­чаемого и отраженного сигналов остается все время посто­янной.

На рис.4 приведена функциональная схема систе­мы АСД импульсной АРЛС, а на рис.5 АРЛС с частотной модуляцией.

Первая схема включает временной различитель, инте­гратор, устройство плавной задержки и генератор стробирующих импульсов.

На один вход временного различителя поступают эхо сигналы с приемника (см.рис.4, а), а на второй - два стробирующих импульса (см.рис.4, б), вырабатываемых специальным генератором.

Рис.4. Функциональная схема и временные диаграммы системы АСД импульсной РЛС

Рис. 5. Функциональная схема системы РЛС

с частотной моду­ляцией

Временной различитель пред­ставляет собой две схемы совпадений. На одну схему совпа­дений подается первый (опережающий) строб 1, на вторую - строб 2. Кроме того, на эти схемы поступают сигналы с вы­хода приемника На выходе каждой схемы совпадений возникают импульсы, длительность которых зависит от степени «перекрытия» соответствующего строба отраженным от цели сигналом.

Полярности этих импульсов противопо­ложны (см.рис.4, в). После интегрирования выходных импульсов схем совпадений получается напряжение (см.рис.4,г), которое поступает на устройство регулируе­мой задержки импульсов (фантастрон) и выполняет роль управляющего напряжения. Сюда же подаются синхрони­зирующие импульсы. На выходе устройства регулируемой задержки получаются импульсы, задержанные относитель­но синхронизирующих на время t_стр (см.рис.4, е), опреде­ляемое управляющим напряжением U _ynp.

В генераторе стробирующих импульсов (ГСИ) из этого напряжения фор­мируется первый строб. Второй строб получается с помощью линии задержки, входящей в состав ГСИ.

При изменении расстояния до цели эхо сигнал переме­стится относительно стробов. Это приведет к изменению управляющего напряжения, что, в свою очередь, вызовет перемещение стробов, восстанавливающее прежнее, т. е. симметричное, расположение их относительно эхо сигнала.

Информацию о дальности содержит напряжение на выхо­де интегратора. Так как при сопровождении стробы совпа­дают с сигналом цели, то представляется возможность работать с нормально запертым приемником, открывая его при помощи этих стробов на короткое время, когда приходит эхо-сигнал. Благодаря этому повышается помехозащищенность РЛС.

Отличительной чертой рассмотренной схемы АСД является наличие в ней одного интегратора. Для нее справедливо уравнение

, (3)

где t_стр — время задержки стробирующих импульсов относительно зондирующего (см. рис.4);

t_D — время задержки эхо-сигнала;

- размерный коэффициент, 1/сек, опре­деляемый коэффициентами передачи соответственно временного различителя (k₁), интегратора (k₂) и устройства регулируемой задержки k₃.

Если цель неподвижна, т. е. ,

то, решая уравнение (3.3), получим

.

Для этого случая временное рассогласова­ние между стробирующими импульсами и эхо сигналом

.

Если коэффициент k > 0, то с течением времени рассо­гласование уменьшается и через время t≥3/k становится ничтожно малым.

Таким образом, в установившемся режиме АСД с одним интегратором позволяет точно измерять даль­ность до неподвижного объекта.

В том случае, если цель перемещается с постоянной скоростью (V_р), т. е. если t_D=V_рt, то решение уравнения (3.3) можно представить как

.

Откуда рассогласование

.

Таким образом, система АСД с одним интегратором сопровождает подвижную цель с ошибкой, которая в установившемся режиме достигает величины

Более совершенные системы АСД содержат два интегратора (рис.6).

Обязательным элементом таких систем является стабилизирующее звено, включенное между пер­вым и вторым интеграторами. Роль такого звена может выполнять цепь, состоящая из сопротивления R и емко­сти С.

Рис. 6. Функциональная схема системы АСД с двумя интеграто­рами