Системы слежения за задержкой сигнала. Системы слежения за направлением прихода сигнала

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет»

Кафедра «Радиосистемы»

Авторы: В. Н. Бондаренко, А. Г. Бяков

РАДИОАВТОМАТИКА

Системы слежения за задержкой сигнала,

Системы слежения за направлением прихода сигнала

Радиотехнический факультет

19.11.2007 г.

Содержание

Тема 5: «Системы слежения за задержкой сигнала»

1.  Функциональная схема ССЗ псевдослучайного ФМ-сигнала

2.  Формирование дискриминационной характеристики

3.  Система тактовой (символьной) синхронизации демодулятора цифро­вых сигналов

4.  Структурная схема системы слежения за задержкой

Тема 6: « Системы слежения за направлением прихода сигнала»

1.  Амплитудный пеленгатор, использущий суммарно-разностный метод пеленгования

2.  Структурная схема ССН

Тема 5:«Системы слежения за задержкой сигнала»

Рис. 5.4 – Временные диаграммы для ССЗ

Функциональная схема ССЗ псевдослучайного ФМ-сигнала

Рис. 5.5

ВД – временной дискриминатор (состоит из двух каналов); ПФ – полосовой фильтр; АД – амплитудный детектор S₊, S_– – опережающая и запаздывающая копии опорной ПСП; ГПСП – генератор псевдослучайной последовательности; УТГ – управляемый тактовый генератор.

Формирование дискриминационной характеристики

             

Рис. 5.6

U1, U2 – выходные напряжения каналов 1 и 2.  – временное рассогласование.

 

Система тактовой (символьной) синхронизации демодулятора цифро­вых сигналов

Рис. 5.7	Рис. 5.9

S(t) – двоичный сигнал (последовательность символов ±1); Дм – демодулятора; СТС – система тактовой синхронизации; ФИ –  формирователь интервалов; РУ – решающее устройство; Т₀ – длительность опорного им­пульса; Т_c  – длительность интервала интегрирования.

Рис. 5.8

Структурная схема системы слежения за задержкой

Временное рассогласование

.                                                    (5.1)

Выходное напряжение дискриминатора

,                               (5.2)

где  – полезная составляющая;  – помеха.

Зависимость управляющего напряжения

            U_у(t)=K_ф(p)U_д(t),                                           (5.3)

где K_Ф(p) – передаточная функция ФНЧ.

Регулировочная характеристика схемы управляемой задержки

      ,                                        (5.4)

где  – значение задержки U_у=0,

 – крутизна регулировочной характеристики (коэффициент передачи СУЗ, имеющая размерность мкс/В.

Аппроксимиация зависимости U(Dt) при малых рассогласованиях Dt

,                                               (5.5)

где  .

Рис. 5.10 Рис. 5.11

К(p)=kPKФ(p) – передаточная функция, описывающая схему управляемой задержки и ФНЧ. Линейная модель ССЗ позволяет решать задачи определения запаса устойчивости, быстродействия, точности.

Тема 6: « Системы слежения за направлением прихода сигнала»

Угломерные следящие системы.

Используются в:

·  радиолокации (для автоматического сопровождения по направлению),

·  радионавигации (амплитудные и фазовые пеленгаторы),

·  радиоуправлении (наведение управляемых снарядов, ракет на цели),

·  радиосвязи (наведение приёмных антенн космических систем связи).

Амплитудный пеленгатор, использущий суммарно-разностный метод пеленгования.

Рис. 6.1

О₁ и О₂ – облучатели; ВМ – волноводный мост; u_c(t), u_р(t) – суммарный  и разностный сигналы; ФД – фазовый детектор; u_cп(t) – опорное колебание; РСН – равносигнальное направление; ИД – исполнительный двигатель; U_у  – управляющее напряжение.

Диаграмма направленности антенны

Дискриминационная характеристика

Рис. 6.2

f₁(a) и f₂(a) – так называемые парциальные диаграммы; a – угловое рассогласование; D/l – относительный размер антенны (D – диаметр отражателя, l – длина волны).

Угловое рассогласование

                  .                                           (6.1)

где a_ц – азимут (пеленг) цели,  – оценка азимута.

Напряжение на выходе УД (углового дискриминатора)

U_д(t)=U(a)+n(t,a),                                  (6.2)

где U(a) –дискриминационная характеристика; n(t,a) – помеха.

U(a)=k_фU_pп(t,a)U_cп(t).                                   (6.3)

                             (6.4)

U₀ – амплитуда сигнала на выходе суммарного канала; U_p(a)и U_c(a) – зависимости амплитуды сигнала на входе от a соответственно для разностного и суммарного каналов; f_p(a)=f₂(a) – f₁(a) и f_c(a)=f₁(a)+f₂(a).

                  .                                          (6.5)

Управляющее напряжение

U_у(t)=k_уU_д(t),                                           (6.6)

,

где W_д(t) – управляемая переменная (скорость вращения ротора двигателя);  k_д – коэффициент передачи, рад/сВ; Т_д – постоянная времени.

,                               (6.7)

где    

,                                        (6.8)

где k_P – коэффициент передачи редуктора (интегрирующего звена).

.                                 (6.9)

Структурная схема ССН

Рис. 6.3

. Линейная модель ССН: задачи определения запаса устойчивости, качества переходного процесса (быстродействия, перерегулирования), точности слежения.