Амплітудні кутові пеленгатори і дискримінатори
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
нюючих елементів. Для отримання вузької ДН в поземній площині з малим рівнем бокових пелюсток використовується рівномірне розташування елементів у ґратці і синфазне їхнє заживлення. Розподіл потужності за поземним розкривом антени засновується в теоретичному плані на функціях Дольфа Чебишева, а в практичному плані наближається ближче до розподілу Тейлора. Сумарна ДН тоді описуватиметься виразом:
,(1)
де I інтегральна дифракційна функція типу ; l розкрив антени; довжина хвилі; ?? кут відхилення від максимуму ДН антени.
Для одержання різницевої ДН у найпростішому випадку антенні ґратки поділяться на дві половини й обидві половини заживлюються у протифазі. Діаграма описуватиметься тоді виразом:
.(2)
Вирази (1) і (2) дозволяють визначити поправну функцію амплітудно-різницевого пеленгатора
(3)
Графіки поправних функцій такого пеленгатора для різних поземних розмірів антен наведені на рис.3. Прийнята довжина хвилі 27,5см відповідає несучій частоті сигналів відповіді 1090МГц. Крутизна поправних функцій достатньо велика для отримання високої точності визначення кутового положення цілі.
Робочим сектором ДН сумарно-різницевого амплітудного пеленгатора за умови прийому достатньо великих рівнів сигналів приймається азимутальний сектор, обмежений точками перетинання сумарної і різницевої ДН (рис.2, а і б). Ці точки можуть бути відшукані за допомогою виразів (1) і (2), якщо припустити виконання умови:
,
тобто
,
де граничні значення азимутальних кутів робочого сектора.
Значення тригонометричних функцій у виразах однакові при аргументах 45, або ж в радіанах 0,785. Отже,
.
Звідси ,
або для хвилі довжиною 0,275м і з урахуванням переходу від радіанної міри до градусної де розкрив антени l вимірюється у метрах. Для часто використовуваних у сучасних амплітудних пеленгаторах антенних ґраток із поземними розмірами 5 і 8м, що забезпечує необхідну ширину сумарної ДН порядку 2,0…2,3 на рівні 3дБ, одержуємо відповідні граничні значення робочих секторів 1,57 і 0,981, а це цілком достатньо для нормальної роботи пеленгаторів.
,(4)
Сучасний розвиток антенної техніки не викликає принципових труднощів у виготовленні сумарно-різницевих амплітудних пеленгаторів, що задовольняють усі вимоги використання їх у моноімпульсних вторинних оглядових радіолокаторах. Певні проблеми виникають лише у розробці кутових дискримінаторів, оскільки отримана в амплітудних пеленгаторах висока точність визначення кутового положення цілі може бути збережена лише за високої стабільності параметрів цих дискримінаторів.
Амплітудний кутовий дискримінатор
Амплітудний кутовий дискримінатор визначає коригувальний кутовий зсув положення цілі ц відносно кутового положення максимуму сумарної ДН антени пеленгатора. Значення ц визначається за співвідношенням амплітуд сигналів U і U, пpийнятих різницевим і сумарним каналами амплітудного пеленгатора. Для того, щоб результат визначення не залежав від абсолютних значень U і U, використовується не різниця, а відношення амплітуд цих сигналів
.
Якщо параметри антени відомі, тобто відомі форми різницевої і сумарної ДН антени, то відомі сама функція та похідна цієї функції. Ці функції записуються до памяті обчислювального пристрою, і на амплітудний кутовий дискримінатор покладається лише задача оперативного визначення співвідношень прийнятих від кожної цілі сигналів U і U і знака цих співвідношень. Спрощена функціональна схема такого дискримінатора наведена на рис.4.
На вхід дискримінатора надходять сигнали із сумарного і рiзницевого каналів амплітудного пеленгатора. У змішувачах високочастотні сигнали U і U перетворюються в проміжну частоту, підсилюються в логарифмічних підсилювачах, детектуються амплітудними детекторами і далі надходять до схеми порівняння, яка обраховує логарифми вхідних сигналів. Вихідний сигнал у цьому випадку дорівнюватиме
,
де К1 і К2 коефіцієнти передачі відповідних каналів амплітудного дискримінатора.
Якщо коефіцієнти К1 і К2 однакові, то
.(5)
Вихідна напруга UВИХ утворює пеленгаційну характеристику, що є функцією кута Ц між напрямком на ціль і віссю симетрії сумарної пелюстки ДН антени, оскільки
.
На рис.5 наведені графіки таких пеленгаційних характеристик для ідеалізованих випадків, коли ДН антени пеленгатора описуються виразами (1), (2), довжина хвилі ?=0,275м і поземні розміри фазованих антенних ґраток дорівнюють відповідно 10; 8 і 5м. Найбільша крутизна характеристики відповідає малим значенням ? ?Ц, із чого випливає, що похибки вимірювання амплітуд сигналів мінімально впливають на точність визначення кутового положення цілі в тих випадках, коли ціль знаходиться поблизу центру ДН сумарного променя антени.
За великих відхилень положення цілі від напрямку осі антени крутизна пеленгаційної характеристики знову збільшується, але це, зазвичай, відбувається вже за межами робочого сектора пеленгатора, коли значення сигналу, прийнятого сумарною ДН, значно змeншується і погіршується віднош