2 Принципи побудови структурних схем систем апч
Об'єктом підстроювання частоти у системі АПЛ може бути автогенератор або місцевий гетеродин. Місцевий гетеродин (МГ) є більш вигідним об'єктом зміни частоти швидкодії в амплітудному режимі, смузі схоплювання і рівню споживаної потужності виконавчого пристрою.
Однак у двоканальних системах АПЛ з перемиканням об'єкта перебудови точна АПЛ може здійснюватися шляхом зміни частоти автогенератора. Так, наприклад, вирішується завдання в РЛЗ 5Н84А.
Як приклад розглянемо одноканальну систему АПЛ із підстроюванням частоти місцевого гетеродина (рис.3.60).
У системах АПЛ як вихідні параметри використовуються частоти генератора і місцевого гетеродина, різниця яких повинна бути рівною номінальному значенню проміжної частоти. Практично простіше проводити вимірювання догляду частот високочастотних сигналів на проміжній частоті, при цьому значно легше досягти високої чутливості системи до розладу.
Перетворення та виділення різницевої (проміжної) частоти проводиться змішувачем АПЛ, аналогічним змішувачу сигналів у тракті прийому. Різниця полягає лише в тому, що на змішувач сигналу тракт прийому подається відбитий сигнал і сигнал місцевого гетеродина, а на змішувач АПЛ - сигнал місцевого гетеродина і передавача в момент його роботи. Сигнал передавача подається через атенюатор для того, щоб зменшити його потужність до величини порівнянної з потужністю гетеродина.
Різнисний сигнал на виході змішувача посилюється допоміжним УПЧ. Смуга пропускання УПЧ має бути дещо більшою за смугу захоплення. Безпосередній вимір догляду частоти та вироблення відповідної напруги, що управляється, помилки здійснює частотнийдискримінатор, який перетворює радіоімпульси різницевої частоти в напругу, що управляє. Величина цієї керуючої напруги залежить від величини розладу, а полярність від знаку розладу.
Рис.3.60. Одноканальна система АПЛ.
В основному використовуються два типи частотних дискримінаторів:
із взаємопов'язаними налаштованими контурами;
із взаєморозстроєними паралельними контурами.
Якщо гетеродином є клістрону, то на його відбивачі виробляється постійна на даний період напруга, що управляє.
Якщо виконавчий елемент - двигун змінного струму, то виробляється змінна напруга, амплітуда якого задана відходом частоти від проміжної, а фаза - напругою догляду кривій дискримінатора (рис.3.57). Виконавчий пристрій змінює частоту гетеродина в напрямку зменшення сигналу помилки рівня, що визначається точністю системи АПЛ.
Якщо РЛС використовується система СДЦ з внутрішньої когерентністю, то застосовують, як правило, переривчасту АПЛ, що запобігає, як зазначалося вище, паразитні фазові набіги, можливі при безперервній роботі АПЛ. У цьому випадку уривчасті системи АПЛ мають у своєму складі програмний пристрій, який розриває контур АПЛ і включає його на короткий час. Наприклад, РЛС ПРВ-13 АПЛ включається на 0,5 секунд через кожні 22 секунди.
За короткий час роботи система АПЛ встигає підлаштувати місцевий гетеродин. Нормальна робота системи СДЦ практично не порушується, оскільки більшість часу бойової роботи РЛС місцевий гетеродин не підлаштовується.
Переривчаста система АПЛ застосовується за умови високої стабільності місцевого гетеродина, коли частота його за час між двома впливами АПЛ не виходить за межі допустимихзначень.
Таким чином, до переваг одноканальної системи АПЛ відноситься простота та можливість роботи в тих випадках, коли передавач і приймач рознесені та знаходяться на різних транспортних одиницях (об'єктах). Недоліки системи полягають у тому, що, по-перше, втрачається інформація про доплерівське зміщення частоти сигналу, по-друге, система виявляється схильною до впливу зовнішніх перешкод і при високому їх рівні може помилково підлаштовувати частоту гетеродина – не за частотою сигналу, а за частотою перешкоди .
Двоканальна система АПЛ(автономна система АПЛ) з перемиканням об'єкта підстроювання застосовується, наприклад, в РЛС П-18 і 5Н84А, що мають внутрішньокогерентну апаратуру СДЦ, систему перебудови зі значною залишковою помилкою та порівняно вузькосмуговий приймач (рис.3.61) .
Режим грубої АПЛвключається при великих розладах. При цьому схема перемикання каналу не спрацьовує і напруга грубого дискримінатора надходить на виконавчий пристрій, що підлаштовує гетеродин.
У міру підстроювання збільшується напруга на виході резонансного підсилювача і коли ця напруга досягне певного рівня спрацьовує схема перемикання каналів, яка включить режим АПЧ перехідної на час 0,5 с.
Дискримінаційні характеристики систем АПЛ РЛС 5Н84А грубого та точного каналів показано на рис.3.62.
У цьому режимі використовується сигнал точного дискримінатора, але, як і раніше, підлаштовується гетеродин. Через 0,5 секунд автоматично вмикаєтьсярежим точної АПЧ, при якому використовується сигнал точного дискримінатора, то підлаштовується генератор НВЧ. Можливі інші варіанти двоканальних схем АПЛ, наприклад, електронна АПЛ клістрона.
Рис.3.61. Двоканальна система АПЛ.
Рис.3.62. Дискримінаційні характеристики систем АПЛ РЛС 5Н84А грубого та точного каналів
Таким чином, двоканальна система АПЛ різницевої частоти вільна від більшості перерахованих недоліків одноканальної системи АПЛ. Вона працює, використовуючи частину потужності передавача, що відбирається від останнього через атенюатор, і не піддається впливу перешкод. Однак при цій схемі отримання інформації про доплерівське зміщення частоти сигналу, відбитого від мети, що рухається, неможливо, бо хоча при змінах частот передавача і гетеродина різницева частота і буде підтримуватися постійною з якою завгодно малою похибкою, але зміна частоти передавача неминуче призведе до зміни навіть за постійної швидкості мети. Тому за необхідності точного визначення швидкості мети слід застосовувати окремі системи стабілізації частот передавача та гетеродина.