Визначення кутового положення об'єкта (пеленгація) - студопедія

Визначення кутових координат об'єкта, що спостерігається відносно корпусу БЛА можна робити різними методами.

Амплітудний метод. Він використовується для визначення напрямку на ціль при скануванні антеною.

При русі антени в міру попадання цілі в сектор, який визначається діаграмою спрямованості, РК отримує відбиті сигнали. Якщо об'єкт точковий (тобто кутовий розмір мети Dyö <

Кутова координата yö визначається або як середнє значення:

де n - число імпульсів в пачці, або з урахуванням можливої ​​флуктуації амплітуди відбитого сигналу:

де ui - амплітуда відбитого сигналу при знаходженні антени в yi положенні.

Цей метод використовується в РК для грубого визначення кутових координат цілей під час сканування при пошуку мети. Точність методу визначається діаграмою спрямованості антени і числом імпульсів в пачці. При n = 50-100 середньоквадратичне похибка вимірювання величини yц не перевищує 0,1q.

Необхідно відзначити, що точність вимірювання кутових координат залежить від співвідношення сигнал / шум. Чим більше сигнал перевищує рівень шуму, тим точніше визначається значення yц. Це відноситься і до інших методів, що розглядаються далі.

Різновидом амплітудного методу є визначення по максимуму відбитого сигналу:

Цей метод використовується у випадках, коли спостережуваний об'єкт має кутові розміри, що перевищують діаграму спрямованості антени.

Рівносигнальний метод. Ці методи вимагають прийому сигналу або одночасно двома антенами з рознесеними в просторі діаграмами, або однієї антеною при двох різних положеннях в просторі її діаграми спрямованості. Рівносигнального методи у порівнянні з амплітудними дозволяють підвищити точність вимірювання кутових координат, зменшити час вимірювання і досить просто здійснити автоматичне стеження за метою по кутових координатах.

Історично перші РК, що використовують рівносигнальний метод пеленгації, мали обертову антену, електрична вісь якої нахилена до осі обертання під кутом приблизно 0,3 0,25q0. Спрощена схема такої антеною системи приведена на рис. 2.9, a, де 1 і 2 - діаграми спрямованості антени в її крайніх положеннях, РСН - рівносигнальний напрямок, yц - кут відхилення мети від рівносигнального напряму. Антена обертається навколо осі, що збігається з рівносигнального напряму. На рис. 2.9, б наведено залежності амплітуди сигналу, що приймається антеною в положенні 1 і 2, від кута відхилення напряму на об'єкт локації щодо РСН, а також показана разностная характеристика Duc. утворена вирахуванням амплітуди сигналу, отриманого в першому положенні антени, з амплітуди сигналу, що отримується у другій позиції антени. Duc дозволяє в деякій зоні (

0,5q) отримати лінійну залежність сигналу Du від величини відхилення мети від рівносигнального напряму.

Напрямок yц на об'єкт локації в РК визначається щодо корпусу БПЛА в лінійній зоні:

де yа - кут повороту антени (РСН) щодо корпусу; k - постійний коефіцієнт, що визначає крутизну пеленгаційної характеристики в лінійній зоні; Du = u1 - u2 - різниця сигналів, які надходять від об'єкта в двох крайніх положеннях антени.

З виразу (2.1) і рис. 2.9 очевидно, що точність вимірювання напрямку на ціль буде найбільшою при збігу напрямку на ціль з РСН. Забезпечення цієї умови є однією з основних функцій контуру кутового супроводу ДБН. Недоліками описаного способу пеленгації є наявність додаткового обертання антени, знижена частота вимірювання (по крайней мере, в чотири рази щодо частоти зондувальних імпульсів) кутового положення цілі і, нарешті, істотна залежність вимірювань від флуктуації амплітуди відбитого сигналу.

Від цих недоліків вільні РК, що використовують сумарно-різницевий метод. Він отримав також назву моноімпульсного і ліг в основу моноимпульсной радіолокації. Він дозволяє визначити кутове положення цілі по одному прийнятому сигналу.

Суть цього методу в тому, що антенна система в нерухомому стані формує чотири діаграми спрямованості, зміщені відносно один одного на величину приблизно 0,5 q. Ці діаграми називаються парціальними. Кожній з них належить свій високочастотний такт. Схема одного з варіантів розташування рупорів в фокальній площині моноимпульсной РЛС показана на рис. 2.10, a.

При випромінюванні зондуючого імпульсу енергія рівномірно розподіляється по всьому високочастотним трактах і парціальним діаграм. Під час прийому сигналу в режимі пошуку і виявлення цілі енергія, яка приймається кожної парціальної діаграмою, підсумовується, утворюючи сумарну діаграму і сумарний сигнал, що приймається (рис. 2.10, б і в). Таким чином забезпечуються максимальна чутливість РК і дальність виявлення об'єктів.

У режимі супроводу мети, коли відбитий сигнал значно перевищує рівень шуму в кожному з чотирьох високочастотних трактів, сигнали, що приймаються попарно протилежними діаграмами, віднімаються одна з одної, утворюючи різницевий сигнал Duy і DuJ для горизонтальної та вертикальної площин. Еквівалентна разностному сигналу діаграма спрямованості називається різницевої діаграмою, а залежність величини сигналу Duy (або DuJ) від кута неузгодженості лінії візування мети від рівносигнального напряму (або електричної осі антеною системи) - різницевої або пеленгаційної характеристикою РК.

Додавання і попарне віднімання відбуваються в єдиному блоці, званому сумарно-різницевим перетворювачем (СРП), що перебуває в високочастотному тракті РК. Відзначимо, що необхідна ретельна настройка СРП, шляхом фазировки кожного високочастотного тракту, щоб уникнути втрат при підсумовуванні і спотворення пеленгаційної характеристики при відніманні.

B системі автоматичного управління (системі кутового супроводу мети) СРП є дискримінатором - пристроєм, що виділяють помилки неузгодженості справжнього стану об'єкта та напрямки електричної осі антени. Діскрімінатор з характеристикою uy. наведеної на рис. 2.10, в, прийнято називати лінійним в силу того, що в районі нуля uy має лінійний ділянку. Строго кажучи, це ланка з неоднозначною нелінійної характеристикою може бути прийнято за лінійне тільки тоді, коли помилка неузгодженості мала і не перевищує приблизно 0,1q.

У деяких РК для спрощення обробки сигналів використовують релейний дискримінатор, характеристика якого наведена на рис. 2.10, р Однак в цьому випадку спрощення радіотехнічної апаратури призводить до погіршення якості автоматичної системи супроводу об'єкта по кутових координатах або до ускладнення цієї системи.

Схожі статті