Олександров
Системи вимірювання координат.
Визначення кутових координат може здійснюватися двома способами:
Шляхом безперервного стеження антеною системою за кутовим становищем об'єкта;
Шляхом послідовного огляду простору антеною з вузькою діаграмою спрямованості та визначення напрямку на об'єкт за часом запізнення відбитого сигналу мети або сигналу відповідача ракети щодо опорного імпульсу, що характеризує вихідний напрямок.
При першому способі одночасно може супроводжуватися лише одна мета, але при цьому забезпечується високі вимоги до точності визначення координат.
Другий спосіб дозволяє визначати кутові координати всіх цілей, що знаходяться в секторі огляду радіолокаційного візира за часом затримок середин пачок відбитих від них імпульсів щодо початкового кутового імпульсу. Для одночасного супроводу цілей N необхідно мати N стежать систем. Розглянуті слідчі системи одержали назву систем автоматичного (ручного) визначення кутових координат з оглядом.
Радіолокаційні автоматичні системи супроводу за напрямом є кутомірною системою. До складу цієї системи входять пеленгаційний та відпрацьовуючий пристрій.
Системи огляду та автосупроводу цілей.
Визначення поточних координат цілей, що переміщаються у просторі, здійснюється за допомогою радіолокаційного автосупроводу їх. У системах автоматичного супроводу цілей за кутовими координатами забезпечується безперервне поєднання ліній візування антени з напрямом на мету.
В основу побудови системи автоматичного супроводу цілей за кутовими координатами покладено компенсаційний принцип регулювання відхилення.Основними елементами є вимірювальний елемент або блок виділення сигналу помилки (БВСО), підсилювач, виконавчий елемент та об'єкт регулювання (РЛЗ).
Вимірювальний елемент, що включає радіолокаційний канал і фазовий дискримінатор, формує сигнал помилки у вигляді напруги, пропорційного куту неузгодженості між лінією візування антени та напрямком на ціль. Після зусилля і необхідні перетворення цей сигнал впливає на виконавчий елемент, який повертає антену у бік зменшення неузгодженості.
Найчастіше для автоматичного супроводу мети по кутовим координатам застосовується рівносигнальний метод визначення координат, заснований на формуванні діаграм спрямованості.
Рівно-сигнальна зона створюється за рахунок перетину двох симетричних діаграм спрямованості. Повертаючи антену, домагаються її положення, коли позначки на екрані індикатора мають однакові амплітуди. У цей час лінія поєднується з напрямом на мету.
Радіолокаційна станція пеленгації цілей працює з використанням ефекту Доплера, сутність якого полягає у зміні частоти сигналу, випромінюваного передавачем.
На екранах індикаторів з амплітудною відміткою сигнали від об'єктів, що рухаються, пульсують по амплітуді і мають характерний заштрихований вигляд, тоді як сигнали від нерухомих об'єктів мають стійку амплітуду.
Вилучення інформації про координати об'єкта з сигналів, що приймаються, полягає в порівнянні сигналів від двох симетричних діаграм спрямованості по амплітуді, фазі або спільно по амплітуді і фазі.
Статична характеристика, що визначає залежність напруги від відхилення ліній візування РЛС від напрямку на об'єкт, зветься пеленгаційноюХарактеристики.
Пеленгаційна характеристика РЛС має негативний нахил при неузгодженні більш лінійної зони і тому при таких неузгодженнях спостерігається зрив автосупроводу та втрата мети.
У смузі частот пеленгації міститься значний шумовий сигнал, спричинений спільною дією теплового шуму, низькочастотних флюктуацій за рахунок впливу місцевих предметів, амплітудного та кутового шумів.
Шуми радіолокатора викликають суттєве зростання помилки супроводу. З метою зменшення впливу шумів на помилку супроводу в систему автоматичного супроводу цілі вводять фільтри, що згладжують, що забезпечують необхідне придушення шумів РЛС і звужують смугу пропускання системи АСЦ.
Оцінка якості системи стеження проводиться за двома основними критеріями: швидкодію в перехідному режимі і точності стеження в режимі, що встановився.
Швидкодія системи стеження характеризується часом перехідного процесу при прицілюванні, перенацілюванні на інший об'єкт для повторної дії, а також при стеженні за об'єктом, у тому числі таким, що робить різкий навмисний маневр.
Автоматичний супровід мети по кутових координат здійснюється за допомогою двох стежать приводів, один з яких управляє положенням антени по азимуту, а інший - по кутку місця.
Системи автоматичного супроводу мети за швидкістю.
Для підвищення вибірковості та інформативності системи управління в зенітних ракетних комплексах автоматичне стеження може здійснюватися не тільки за кутовими координатами, а й за радіальною складовою швидкості мети. Визначення радіальної складової швидкості руху мети засноване на використанні ефекту Доплера, відповідно до якого при локації рухомихоб'єктів спостерігається деформація діапазону відбитого сигналу. При цьому відбувається зміна частоти сигналу fi, що приймається в порівнянні з частотою сигналу передавача f на величину Доплера, тобто:.
Знак "плюс" відповідає наближенню об'єкта. Таким чином, автоматичне супроводження мети за швидкістю зводиться до автоматичного стеження зміною частоти Доплера у відбитому сигналі. Автоматичний вимір частоти полягає в перетворенні частоти Доплера FД сигнал, який може бути безпосередньо подано в обчислювальний або індикаторний пристрій.
Залежно від типу вимірювального елемента системи автоматичного стеження за частотою чи швидкістю поділяються на частотні та фазові. У частотних системах як вимірювальний елемент використовується частотний дискримінатор. Можуть застосовуватися і комбіновані частотно-фазові системи, що слідкують.
Системи супроводу мети за дальністю.
Системи супроводу по дальності призначені для автоматичного (напівавтоматичного) виміру відстані до мети (ракети). Система автоматичного супроводу мети за дальністю працює за компенсаційним принципом.
Визначення дальності зводиться до вимірювання часу запізнення t3 імпульсу, відбитого від об'єкта щодо зондуючого імпульсу передавача (імпульсу нульової дальності). Дальність до мети Дц і t3 пов'язані між собою співвідношенням:. Вимірювання часу t3 здійснюється системою автоматичного або ручного супроводу. Необхідність створення таких систем обумовлена тим, що успішна атака та поразка противника в першу чергу залежать від того, хто перший виявить мету та швидше виробить дані для стрілянини.
В основу побудови систем автоматичного супроводу метидальності покладено принцип безперервного порівняння часу затримки відбитих сигналів t3 (вхідної дальності) та часу закінчення першого і початку другого стробуючого імпульсу (вихідна дальність), що виробляються тимчасовим розрізнячем або дискримінатором.
У процесі роботи системи супроводу дальності використовується інформація, що надходить лише під час дії на вході дискримінатора строба супроводу. Решту часу система закрита. Якщо сформувати спеціальний селекторний імпульс, жорстко пов'язаний зі стробом супроводу і подавати його на вхід приймального пристрою, то можна здійснити автоматичну тимчасову селекцію приймального пристрою, що дозволяє підвищити запобіжність інших систем, що використовують інформацію з виходу приймача.
Селекція рухомих цілей.
При відображенні радіоімпульсів, що випромінюються РЛС від рухомих цілей внаслідок прояву ефекту Доплера відбувається зміна частоти, що несе.
Ця зміна частоти призводить до того, що амплітудний спектр відбитого сигналу зсувається по осі частот на величину поправки щодо амплітудного спектра, який мав би сигнал відбитий від нерухомої мети або щодо амплітудного спектра випромінюваних радіоімпульсів.
Таким чином, завдання виділення рухомих цілей на тлі нерухомих предметів досягається двома способами:
безпосереднім використанням амплітудно-модульованих сигналів.
Для придушення складових частоти повторення у спектрі відбитих сигналів, а також складових, обумовлених флюктуаціями сигналу застосовується спеціальний гребінчастий фільтр, у якого коефіцієнт передачі в залежності від частоти має вигляд гребеня. Смуга придушення фільтра вибирається досить вузькою і визначається якчастотною та амплітудною нестабільністю випромінюваних і прийнятих сигналів, так і збільшенням виграшу щодо сигнал/шум (може бути забезпечено до 3740 дБ).
Безпосереднє використання амплітудно-модульованих сигналів для виділення цілей, що рухаються, полягає в тому, що при подачі їх на індикатор дальності відбувається модуляція світлової плями. Внаслідок цього позначки рухомої мети виходять заштрихованими, у той час як відмітки від нерухомих цілей спостерігаються у вигляді звичайних імпульсів.
При використанні амплітудно-модульованих сигналів для виділення сигналів від рухомих предметів станція радіолокації повинна мати високу роздільну здатність, що працює в міліметровому діапазоні радіохвиль. Хоча такі станції мають високу точність у визначенні координат мети, вони значною мірою поступаються за зручністю спостереження рухомих цілей станціям, де позначки нерухомих предметів не спостерігаються.