Система измерения дальности РЛС

Дальномер РЛС предназначен для измерения даль­ности до выбранной цели, информация о которой исполь­зуется в счетно-решающих устройствах систем наведе­ния летательных аппаратов, навигационных комплексах и др.

Принцип работы дальномера базируется на измере­нии сдвига между зондирующими импульсами, следуе­мыми через интервал времени Т, и импульсами, отражен­ными от цели. Отраженные от цели импульсы искажены шумами, поэтому непосредственное измерение дальности по времени задержки связано с большими ошибками. Для повышения точности измерения в дальномере формиру­ются следящие импульсы, временное положение которых относительно зондирующих импульсов оказывается про­порциональным дальности до цели и незначительно за­висит от шумов. На рис. 1.17 приведена упрощенная функциональная схема дальномера импульсной РЛС [17].

В режиме измерения дальности отраженный от цели импульс (ОИ) через приемник поступает на вре­менной дискриминатор (ВД), на второй вход которого с генератора импульсов (ГИ) подаются на два следую­щих друг за другом следящих импульса. Во временном дискриминаторе вырабатывается напряжение, пропор­циональное рассогласованию временного положения от­раженного импульса относительно оси симметрии следящих импульсов:

u=k_Д(t_R–t_и )=k_Д Dt (1.28)

где Dt— рассогласование по времени между от и следящими импульсами; t_R = 2R/c — время отраженного импульса относительно зондирующе­го;

t_и — время задержки следящих импульсов; R — измеряемая дальность; с — скорость света.

На рис. 1.18 приведены эпюры напряжения, пояс­няющие принцип работы временного дискримина­тора. Если временное рас­согласование Dt не равно нулю, то во временном дискриминаторе выраба­тываются два импульса, длительности которых

t₁=t/2 - Dt;

t₂₁=t/2 + Dt, (1.29)

где t — длительность от­раженного импульса.

Импульсы длительно­стями t₁ и t₂ детектируются, разность полученных напряжений является выходным напряжением временного дискриминатора u_Д. На каждом периоде измерения дальности напряжение с выхода вре­менного дискриминатора фиксируется экстраполятором (Э) и сбрасывается до нуля перед приходом следующей пары следящих импульсов. Напряжение с Э через ФНЧ подается на временной модулятор (ВМ), который зон­дирующим импульсом (ЗИ), задержанным на время, пропорциональное сигналу с ФНЧ, запускает ГИ, фор­мирующий два следящих импульса. Таким образом, об­разуется замкнутый контур, в котором рассогласование сводится к минимальному значению, определяющему ошибку измерения дальности.

Для повышения точности работы в ФНЧ дальномера включают интегратор, при этом рассогласование Dt при измерении постоянного значения дальности сводится к нулю, а напряжение на выходе ФНЧ в установившемся режиме пропорционально измеряемой дальности:

(1.30)

где k_вм — коэффициент передачи временного модулятора.

Для повышения точности измерения дальности в современных РЛС в ФНЧ дальномера включают два интегратора, в такой системе ошибка измерения дальности равна нулю при изменении расстояния до цели по линей­ному закону.

Описанные процессы поясняют работу дальномера в импульсной РЛС, здесь информация об измеряемой дальности может быть получена только в дискретные моменты времени, отстоящие на период повторения, поэтому рассмотренный дальномер относится к классу импульсных систем РА.

На рис. 1.19 показана структурная схема дальномера, в которой ключ характеризует импульсный характер сигнала, а звено с характеристикой F(e) соответствует временному дискриминатору (вид этой характеристики зависит от отношения сигнал/шум и длительности сле­дящих импульсов); n(t) —случайная помеха, ухудшаю­щая качество работы дальномера.