Фазовi кутовi моноiмпульснi системи
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
Фазовi кутовi моноiмпульснi системи
1. Фазовий кутовий пеленгатор
У оглядових моноiмпульсних системах iз фазовою пеленгацiСФю напрямок на цiль визначаСФться порiвнянням фаз сигналiв, прийнятих двома рознесеними на вiдстань l антенами А1 i А2 (рис.1). Оскiльки вiдстань вiд цiлi до антен значно бiльше базовоi вiдстанi l мiж антенами, то прийнятi вiд вiдповiдача сигнали практично однаковi за амплiтудою, але рiзняться за фазою на Дш. Рiзниця фаз Дш визначаСФться рiзницею вiдстаней S вiд цiлi до антен А1 i А2, де розмiр S СФ, у свою чергу, функцiСФю кутового вiдхилення цiлi Ц вiд РСН
.
Отже
,(1)
де довжина хвилi сигналу вiдповiдi.
Оскiльки кути Ц зазвичай не перевищують двох-трьох градусiв, то .
Звiдси
або в градусах
.
На рис.2 показанi графiки цiСФi залежностi для чотирьох випадкiв, коли вiдноснi значення антенноi бази l/ дорiвнюють 5, 10, 20 i 40. Крутизна вiдповiдних характеристик, тобто
дорiвнюСФ, вiдповiдно, 31, 62, 124 i 248.
Таким чином, чим бiльше вiдносне рознесення антен А1 i А2, тим iз бiльшою точнiстю можна визначати кутове положення цiлi вiдносно РСН антени.
Здобуття iнформацii, яка мiститься у рiзницi фаз прийнятих сигналiв, провадиться за допомогою найпростiшого кутового дискримiнатора фазового детектора (ФД). Якщо характеристика ФД описуСФться виразом
,
де U вiдносне значення амплiтуди сигналу на його виходi, а рiзниця фаз сигналiв, що надходять до ФД, то вираз (1) прийме вигляд
. (2)
Звiдси
.(3)
Вiдповiднi графiки для чотирьох спiввiдношень l/ наведенi на рис.3.
Однозначне визначення Ц у функцii амплiтуди сигналу U на виходi ФД можливе лише в тому випадку, коли рiзниця фаз сигналiв лежить у межах 90. Таким чином граничнi однозначнi значення кутiв Ц ГРАН будуть згiдно з рiвнянням (1) визначатися виразом
.
Для зазначених вище спiввiдношень l/ (5, 10, 20 i 40) граничнi значення кутових вiдхилень Ц ГРАН, що можуть бути визначенi за допомогою фазового пеленгатора i ФД, складуть, вiдповiдно, 2,68, 1,48, 0,72 i 0,36, але з огляду на значне падiння на дiлянках 0,8 < UВРЖДН < 0,9 i 0,9 < UВРЖДН < 0,8 (рис.3) крутизни характеристик UВРЖДН = f(Ц) реальнi граничнi значення Ц орiСФнтовно дорiвнюватимуть 1,64; 0,41 i 0,21.
Розглянемо деякi питання практичноi реалiзацii фазових пеленгаторiв.
У фазовому пеленгаторi антенна система маСФ сформувати двi iдентичнi ДН, рiвносигнальнi напрямки яких строго паралельнi, а фазовi центри рознесенi на вiдстань l вiдносно один одного. Ширина ДН кожноi з антен A1 i A2 згiдно з рекомендацiями ICAO не повинна перевищувати 3. Ця вимога обумовлена необхiднiстю зменшення кiлькостi ПС, що одночасно потрапляють у промiнь антени, тобто вiдповiдають одночасно на запити, переданi ВРЛ. Крiм того, з вузькими ДН антен радiолокаторiв полiпшуються енергетичнi показники iхнiх передавачiв.
У фазових пеленгаторах ДН можуть формуватися дзеркальними антенами або антенними ТСратками. У випадку застосування дзеркальних антен виконати таку антену з одним вiдбивачем i двома рознесеними на достатньо велику вiдстань опромiнювачами неможливо. Сформованi такою антеною ДН виявляються неiдентичними, а РСН непаралельними. Отже, антенна система такого пеленгатора повинна складатися з двох самостiйних дзеркальних антен, розмiщених на обертовiй балцi i рознесених, як мiнiмум, на вiдстань поземного розкриву (дiаметра) iхнiх дзеркал.
Поземний розкрив дзеркала кожноi з антен може бути визначений iз таких мiркувань.
Ширина ДН параболiчних антен на рiвнi половинноi потужностi (А) в градусах визначаСФться за формулою
,
де R радiус розкриву антени; довжина хвилi; f фокусна вiдстань параболiчного дзеркала; a=0,5 для площини Е, яка збiгаСФться з площиною поляризацii випромiнюваноi або прийнятоi хвилi, i а=0,2 для площини Н, перпендикулярноi до площини Е.
Для ВРЛ, якi задовольняють вимоги ICAO, сигнали вiдповiдi передаються на частотi 1090МГц iз прямовисною поляризацiСФю. Отже, обраний коефiцiСФнт а дорiвнюСФ 0,2, а =27,5см. З практичних мiркувань для отримання задовiльноi форми ДН краще використовувати довгофокуснi антени. Тому обираСФмо f=3м. Тодi для А=2,5 отримуСФмо радiус R=3,7м, тобто вiдстань l мiж антенами А1 i А2 буде не меншою 7,4м. За графiками на рис.10 i за формулою (3), у якiй значення U обираСФться 0,9, визначаСФмо граничне значення кутовоi поправки ц ГРАН однозначного визначення азимутального положення цiлi. ОтримуСФмо
Якщо ширина ДН , сигнал вiдповiдi може прийти пiд будь-яким кутом у межах цiСФi дiаграми, але такий обмежений дiапазон визначення азимута цiлi СФ неприпустимим.
У тих випадках, коли як фазовий кутовий пеленгатор використовуються антеннi ТСратки, поземний розмiр однiСФi антени за тих самих вихiдних вимог до ДН i рiвня бокових пелюсток може становити 5тАж8,5м. Для граничного випадку, коли поземний розмiр антенних ТСраток дорiвнюСФ 5м, дiапазон одн?/p>