Точность и помехоустойчивость систем радиоавтоматики. Устройства радиоавтоматики, страница 14

          Дискриминатор сигнала ошибки содержит пиковый детектор, фильтр нижних частот и два фазовых детектора (рис. 4.15). Сигнал выбранной цели выделяется в приемнике селекторным импульсом, вырабатываемым следящим дальномером. Импульсы сигнала растягиваются на период повторения пиковым детектором  и огибающая импульсного напряжения с частотой сканирования выделяется фильтром нижних частот. Фазовые детекторы содержат умножители сигнала на опорные напряжения и фильтры нижних частот, задерживающие гармоники частоты сканирования. Составляющие сигнала ошибки  и  формируются фазовыми детекторами, различающимися сдвигом фаз опорного напряжения . Сигналы   и  поступают далее на корректирующие цепи, усилители мощности и двигатели, вращающие антенну по углам азимута и угла места, соответственно.

          Произведем расчет крутизны дискриминационной характеристики в канале . Напряжение принятого сигнала на выходе УПЧ при условии  имеет вид

                                   (4.14)

где  – импульсное высокочастотное напряжение;  – комплексный закон случайной модуляции отраженного сигнала, причем ;  – крутизна диаграммы направленности антенны; ;  – ширина диаграммы на уровне –3 дБ;  – частота сканирования.

С целью упрощения вычислений характеристику детектора приемника принимаем квадратичной. В пиковом детекторе происходит восстановление формы огибающей сигнала, и выходное напряжение пикового детектора равно

                                      (4.15)

где  – коэффициент передачи пикового детектора;  – действующее значение импульса сигнала на выходе УПЧ .

            Представляя приближенно фазовый детектор как умножающее устройство, получим   .                                         

            Сигнал ошибки, поступающий в следящую систему, определяется статистическим усреднением напряжения . Учитывая, что , имеем

.                                              (4.16)

            Дифференцируя выражение (4.16) по , получим крутизну дискриминационной характеристики угломера:

                                    .                                                                   (4.17)                 

            Недостатком метода сканирования является низкая помехоустойчивость из-за влияния случайных флуктуаций амплитуды сигнала и возможности создания помех на частоте сканирования.

            Эти недостатки устранены в моноимпульсном угломере, использующем многолепестковую диаграмму направленности антенны и многоканальный приемник.

            Для измерения двух угловых координат антенна моноимпульсного угломера должна формировать четыре луча. Отдельные лучи могут различаться амплитудными или фазовыми характеристиками. Соответственно в зависимости от вида информационного параметра радиосигнала моноимпульсный метод измерения может быть амплитудным или фазовым.

            В моноимпульсных угломерах для ослабления влияния нестабильности коэффициентов усиления отдельных приемных каналов на положение равносигнальной зоны используется суммарно-разностный метод обработки сигналов, при котором с помощью соответствующих волноводных устройств формируются суммарная и две разностные диаграммы для угла азимута и угла места, соответственно.

            Принцип формирования суммы и разностей в угломере поясняется на рис. 4.16 а, на котором показаны сечения отдельных лучей антенны, а также группирование сигналов при образовании суммы и разностей.

            Рассмотрим сечение диаграмм для измерения одной угловой координаты (угла места) в угломере амплитудного типа, использующем расходящиеся лучи антенны (рис. 4.16, б). Отклонение цели от равносигнального направления (РСН) приводит к различию амплитуд сигналов  и . Амплитуда сигнала разности зависит от рассогласования по угловой координате , а разность фаз суммы и разности принимаемых сигналов в зависимости от знака   (выше или ниже РСН) составляет  или  (рис. 4.16, в).