- •Учебник по дисциплине «Военно-техническая подготовка»
- •Раздел I: «основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск»
- •Введение
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв
- •1.1. Радиолокационная система ртв. Принципы построения
- •1.2. Внешняя среда радиолокационной системы
- •1.2.1. Радиолокационные цели
- •1.2.2. Мешающие отражения
- •1.2.3. Внешние излучения
- •1.2.4. Среда распространения радиоволн
- •1.3. Классификация рлс ртв
- •1.4. Основные тактико-технические характеристики рлс ртв
- •1.5. Обобщенная структурная схема рлс
- •1.6. Общие сведения о сазо
- •1.7. Кодирование и декодирование сигналов в системах опознавания
- •1.8. Общие сведения о системах пассивной локации
- •1.9. Радиолокационное распознавание целей. Общие сведения
- •1.9.1. Методы радиолокационного распознавания
- •1.9.2. Показатели качества распознавания
- •1.9.3. Способы распознавания классов воздушных объектов по сигнальным признакам
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв
- •2.1. Зона обнаружения целей снк
- •2.2. Способы обзора зоны обнаружения и их влияние на боевые возможности рлс
- •2.3. Способы формирования зоны обнаружения
- •2.3.1. Зона обнаружения целей дальномерами
- •2.3.2. Зона обнаружения целей радиовысотомерами
- •2.3.3. Зоны обнаружения целей трехкоординатными рлс
- •2.4. Зона обнаружения целей в рлс метрового диапазона волн
- •2.5. Способы измерения координат целей
- •2.5.1. Измерение наклонной дальности до цели
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв
- •3.1. Технические характеристики и способы построения передающих устройств рлс ртв
- •3.2. Зондирующие сигналы и влияние их параметров на характеристики рлс
- •3.2.1. Зависимость дальности обнаружения целей от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.2. Влияние параметров зондирующих сигналов на точность измерения координат целей
- •3.2.2.1. Ошибки измерения дальности
- •3.2.2.2. Ошибки измерения угловых координат
- •3.2.3. Зависимость разрешающей способности рлс от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.4. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от активных помех
- •3.2.5. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от пассивных помех
- •3.3. Однокаскадное радиопередающее устройство рлс
- •3.3.1. Импульсные модуляторы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.3.1.1. Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя
- •3.3.1.2. Импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя
- •3.3.2. Генераторные приборы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.4. Многокаскадные радиопередающие устройства рлс
- •3.4.1. Многокаскадное радиопередающее устройство с «простым» зондирующим сигналом
- •3.4.2. Многокаскадное радиопередающее устройство с фкм - зондирующим сигналом
- •3.4.3. Многокаскадное радиопередающее устройство с лчм - зондирующим сигналом
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв
- •4.1. Структурная схема тракта приема и выделения сигналов из помех
- •4.2. Технические характеристики радиоприемных устройств и их влияние на боевые возможности рлс
- •4.3. Способы увеличения динамического диапазона радиоприемных устройств
- •4.4. Радиоприемные устройства для обработки узкополосных эхо-сигналов
- •4.5. Радиоприемные устройства для выделения широкополосных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование линейно-частотно модулированных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование фкм сигналов
- •4.6. Устройства накопления эхо-сигналов
- •4.6.1. Назначение и классификация устройств накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •4.6.2.Некогерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.3. Когерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.4. Рециркуляторы. Принципы построения
- •4.6.5. Цифровые устройства накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •Содержание
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв 8
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв 100
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв 156
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв 247
- •Список сокращений
- •Библиографический список
4.6.4. Рециркуляторы. Принципы построения
Рециркуляторы, как вид некогерентного накопителя сигналов, нашли широкое применение в РЛС с аналоговой обработкой сигналов. Основными элементами рециркулятора являются линия задержки на , сумматор и усилитель в цепи обратной связи с регулируемым коэффициентом усиления () рис.4.37.
Рис.4.37. Структурная схема рециркулятора
Накопление импульсов в рециркуляторе обеспечивается в результате суммирования поступившего очередного импульса пачки с суммой импульсов, возвратившихся на вход по цепи обратной связи и полученных на предшествующих этапах работы. Выходное напряжение определяется по формуле
Коэффициент обратной связи считаем комплексной величиной с модулем, меньшим единицы в целях предотвращения самовозбуждения.
При воздействии на вход рециркулятора одного импульса на его выходе получается последовательность периодически следующих импульсов с убывающей амплитудой, причем убывание амплитуды тем меньше, чем ближе к единице величина .
Частотную характеристику рециркулятора найдем по обычной методике
Суммируя члены геометрической прогрессии, находим
.
(Заметим, что геометрической называется прогрессия, в которой любой ее член равен , где - постоянная величина. Сумма всех членов геометрической прогрессии () равна
,
где - число членов геометрической прогрессии.)
Переходя к нормированной амплитудно-частотной характеристике
,
получим
.
Рис.4.38. Нормированная АЧХ рециркулятора
Амплитудно-частотная характеристика рециркулятора имеет гребенчатую структуру (рис.4.38). Ее гребням соответствуют частоты. Амплитуды гребней нормированы к единице. Между гребнями АЧХ располагаются провалы с уровнем . Подбор необходимой ширины гребней и уровней провалов может быть осуществлен за счет выбора . Чем ближе к единице, тем уже гребни АЧХ, что соответствует увеличению памяти рециркулятора. Для оптимизации фильтрации (накопления) ширину гребней АЧХ согласуют с шириной гребней амплитудно-частотного спектра пачки эхо-сигналов. Иначе, это означает согласование длительности импульсной характеристики рециркулятора с длительностью пачки.
Положение гребней АЧХ рециркулятора вдоль от частот необходимо совместить с положением гребней амплитудно-частотного спектра сигнала. Последнее можно обеспечить как за счет частотного сдвига каждой из спектральных составляющих сигнала (изменением периода следования сигнала), так и за счет подбора аргумента (см. выражение для ).
Рассматриваемая схема (рис.4.37) не может быть, вообще говоря, оптимальной для целей, имеющих разные скорости. При изменении скорости цели изменяется положение гребней амплитудно-частотного спектра сигнала. Соответственно нужна новая настройка гребней АЧХ рециркулятора.
В качестве устройства задержки в рециркуляторах наибольшее распространение получили ультразвуковые линии задержки (УЗЛЗ) (рис.4.39)
Накопление импульсов пачки осуществляется в сумматоре (). На один из его входов поступают видеоимпульсы от амплитудного детектора (АД) приемника через сумматор и ограничитель (Огр). Включение ограничителя перед сумматором 2 обеспечивает следующее: единичные импульсные помехи не создают на выходе рециркулятора заметные отклики; сильные сигналы не выходят за границы динамического диапазона цепей рециркулятора. На второй вход сумматора 2 подаются видеоимпульсы с выхода видеоусилителя (ВУС) цепи обратной связи. Линия задержки осуществляет задержку каждого импульса пачки на период повторения. Кварцевый гетеродин (Г) и модулятор (М) обеспечивают перенос спектра интегрируемых видеосигналов в диапазон рабочих частот УЗЛЗ.
Рис.4.39. Структурная схема рециркулятора с ультразвуковой линии задержки
Усилитель радиочастоты (УРЧ) предназначен для компенсации ослабления сигнала в УЗЛЗ. В нем должны быть предусмотрены каскады, обеспечивающие возможность регулировки коэффициента усиления в заданном динамическом диапазоне с требуемой точностью. Амплитудный детектор в цепи обратной связи осуществляет обратное преобразование выходных импульсов с УРЧ в видеоимпульсы.
Для устранения возможности, как самовозбуждения, так и снижения эффективности рециркулятора применяют автоматическую регулировку усиления в цепи обратной связи. Наиболее эффективной является схема импульсной дифференциальной АРУ (ДАРУ).
Автоматическое поддержание номинального значения коэффициента обратной связи осуществляется следующим образом. Генератор контрольных импульсов (ГКИ) вырабатывает контрольные импульсы (пилот сигналы), которые поступают на один из входов схемы ДАРУ (через сумматор 1, ограничитель и селектор (сел.)). На второй вход схемы поступают эти же контрольные импульсы, задержанные в УДЛЗ.
Амплитуда входного контрольного видеоимпульса сравнивается с амплитудой ослабленного в раз контрольного импульса в цепи обратной связи ( - номинальное значение коэффициента обратной связи). При нормальной работе рециркулятора амплитуды импульсов одинаковы. Отклонение коэффициента обратной связи от номинального значения изменяет величину накопленного сигнала, поэтому равенство амплитуд нарушается. Схема ДАРУ при этом вырабатывает соответствующее напряжение для изменения коэффициента усиления УРЧ.
Схема ДАРУ производит сравнение амплитуд контрольных сигналов в специально выделенном временном интервале (как правило, в конце дистанции) свободном от действия выходных сигналов приемника. Временной интервал выделяется путем подачи управляющих импульсов на временные селекторы (Сел.) в моменты поступления на вход рециркулятора контрольных импульсов.
Следует заметить, что при реализации рециркулятора по схеме (ри.4.39), т.е. на видеочастоте после амплитудного детектирования накопление сигналов становится одноканальным по дальности и по скорости. Амплитудно-частотная характеристика рециркулятора принимает вид (рис.4.40).
Рис.4.40. Амплитудно-частотная характеристика рециркулятора на видеочастоте
Обеспечение устойчивости является одной из главных мер при практической реализации рециркуляторов. Необходимое и достаточное условие устойчивости рециркулятора выполнение неравенства
,
где - коэффициент дополнительного ослабления -го паразитного отражения УЗЛЗ. Уровень паразитных отражений в УЗЛЗ достигает величины 0,03…0,05. Поэтому уже при числе импульсов в пачке запас устойчивости рециркулятора составляет около 0,1. Это означает, что допустимая нестабильность коэффициента усиления цепи задержанной обратной связи в сторону его увеличения не должна превышать 10% от его номинального значения.