Система автоматического сопровождения цели бортовой РЛС

Радиолокационная станция (РЛС) сопровождения предназначена для автоматического измерения составляющих угла отклонения линии визирования (линия РЛС — сопровождаемая цель) в системе координат OX_С Y_СZ_С,, связанной с летательным аппаратом (рис. 1.9, а). Антенна РЛС устанавливается в карданном подвесе, наружная рамка которого вращается в горизонтальной, а внутренняя — в вертикальной плоскостях (рис. 1.9,6). С антенной связана система координат OX_AY_AZ_A , ОХ_А которой нормальна к плоскости внутренней рамки карданного подвеса и совпадает с продольной осью антенны. Для измерения углов отклонения линии визирования в горизонтальной j_уи вертикальной j_гплоскостях на рамках карданного подвеса устанавливаются аналоговые или цифровые датчики.

Современные РЛС строятся как моноимпульсные (одноимпульсные) системы, в которых измерение угловых координат сопровождаемой цели осуществляется по одному отраженному от цели импульсу. РЛС — это многоканальное устройство, два канала требуются для измерения составляющей угла отклонения линии визирова­ния в горизонтальной плоскости и два —для измерения в вертикальной плоскости. Для этого в антенне РЛС формируются одновременно в каждой из плоскостей две остронаправленные перекрещивающиеся диаграммы направленности. На рис. 1.10, а изображены две такие диаграммы направленности для пеленгации цели в вертикальной плоскости; диаграммы разнесены относительно равносигнального направления (РСН) на постоянный угол q_с. Если линия визирования отклонена от РСН на угол е, который является сигналом рассогласования в системе автосопровождения, то сигналы, принятые по диаграммам направленности, будут различными: сигнал Е₁, принятый по верхней диаграмме направленности, будет больше сигнала Е₂, принятого по нижней диаграмме:

(1.17)

где Е₀ — сигнал, принимаемый по РСН; k_A — постоянный коэффициент.

Разность амплитуд принятых сигналов

Е_р = Е ₁ - Е₂ = 2К_АеЕ₀ (1.18)

пропорциональна углу отклонения линии визирования от РСН. Для того чтобы исключить влияние на измерение напряжения, пропорционального углу отклонения е от абсолютных значений принимаемых сигналов Е₁ и Е₂, разностный сигнал (1.18) нормируется суммарным сигналом;

Е_с = Е₁ + Е_г = 2Е₀. (1.19)

В этом случае отношение амплитуды разностного сигнала (1.18) к амплитуде суммарного сигнала (1.19)

Е_р/ Е_с = k_Ae = S (1.20)

пропорционально углу отклонения линии визирования от РСН. Зависимость (1.20) называют пеленгационной характеристикой (рис. 1.10, б). Эта характеристика определяет коэффициент передачи приемника РЛС, допустимый диапазон угла рассогласования от РСН.

На рис. (1.11) показана функциональная схема моноимпульсного приемника, в котором реализация соотношения (1.20) обеспечивается устройством автоматической регулировки усиления (АРУ). Суммарный сигнал (1.19) является также опорным сигналом для фазового детектора

u_фд=k_фдk_Аe (1.21)

где k_фд— коэффициент передачи фазового детектора.

На рис. 1.12, а показана структурная схема системы автосопровождения РЛС, из которой видно, что напряжение с приемника (П) через корректирующее устройство (КУ) подается на усилитель мощности (УМ), на который подступает и сигнал с местной обратной связи (МОС).

Усилитель мощности вводится для обеспечения нормальной работы электрического двигателя (ЭД), который через редуктор (Р) поворачивает антенну (Л) в направлении уменьшения сигнала рассогласования, не превышающего в режиме сопровождения цели допустимого значения. С помощью КУ, включенного после фазового детектора приемника, и местной обратной связи обеспечивается устойчивость и необходимые динамические свойства системы автосопровождения цели РЛС.

Система автосопровождения работает в условиях действия ряда возмущающих воздействий (помех), основными из которых являются следующие: флуктуация отраженного от цели радиолокационного сигнала, угловой шум, обусловленный перемещением по цели центра отражения сигнала (блуждание блестящей точки), шум первых каскадов приемника. Эти возмущающие воздей­ствия снижают точность работы системы автосопровождения. На структурной схеме системы (рис. 1.12, а) эти воздействия учитываются введением возмущающего воздействия n(t).

Регулируемым параметром в системе автосопровождения цели является угол отклонения оси антенны РЛС Фа от продольной оси летательного аппарата ОХ_С, а уп­равляющим воздействием (входным сигналом) — угол отклонения линии визирования j_ц. Объект управления — антенна РЛС, состояние которой (угол отклонения и его производные) должно изменяться так, чтобы продольная ось антенны с необходимой точностью была направлена на сопровождаемую цель, а производные от ее угла от­клонения не превышали допустимых значений.