11.2. Фазовые радиопеленгаторы

Принцип действия фазового радиопеленгатора (РП). Информация о направлении на цель извлекается из фазовых соотношений сигналов, принятых в разных точках пространства. При определении одной угловой координаты, например азимута а, сигналы, принятые антеннами (рис. II.! 0), разнесенными на расстояние Б, называемое базой, из-за разности хода волн имеют разность фаз Так как то

Следовательно, информацию об азимуте цели можно получить, измерив разность фаз и используя соотношение

Измерение а по разности фаз выполняют с помощью измерителя фазы фазометра на выходе двухканального приемника (рис. 11.11). Нелинейная шкала ИФ проградуирована в значениях угла а в соответствии с (11.8).

Рис. 11. 10. Взаимное положение антенн и источника излучения в фазовом радиопеленгаторе

Рис. 11.11. Структурная схема фазового радиопеленгатора

В фазовых РП могут быть использованы как обычные зеркальные антенны (рис. 11.12,а), так и ФАР (рис. При пеленгации в одной плоскости ФАР разделяются на две группы излучателей формирующие отдельные диаграммы направленности (рис. 11.12,в). Сама ФАР строится по схеме пространственного оптимального фильтра (или коррелятора).

Выходные сигналы сдвинуты по фазе на угол связанный с направлением на точку излучения сигнала выражением (11.7). Пеленгация в пространстве выполняется трехканальным РП с базами, повернутыми друг относительно друга на 90°. При необходимости обе базы можно расположить на земной поверхности (рис. 11.13). На этих базах образуются разности фаз

Пеленги целей в горизонтальной а и вертикальной плоскостях определяются из решения системы уравнений (11.9).

Однозначность отсчета угловой координаты. При некоторых значениях угла а и отношения фазовый сдвиг сигналов может превысить 360°. В этом случае из-за цикличности фазы возникает неоднозначность отчета угла а, так как измеритель разности фаз покажет одно и то же значение при а, равном, например, 30 и 390° (т.е. Для обеспечения

Рис. 11.12. Примеры антенн фазового РП

Рис. 11.13. Диаграмма, поясняющая пеленгацию в пространстве фазовым методом

однозначности пеленгации в пределах сектора ±90°, когда необходимо, чтобы разность фаз не превышала ±180°. Из (10.7) следует, что условие однозначности выполняется только при

Точность фазовых РП. Погрешность измерения угла (равного а или (3) в соответствии с (11.7)

где погрешность измерителя фазы, зависящая от типа измерителя (коэффициент неоптимальности обработки сигнала в измерителе и от отношения мощностей сигнала и шума на его входе.

При оптимальной обработке сигнала и погрешность по фазе что соответствует обработке сигнала с неизвестной начальной фазой. Тогда погрешность измерения угла а, характеризующая потенциальную точность пеленгации,

Для повышения точности целесообразно увеличивать отношение что противоречит условию однозначности отсчета угла требующему Для обеспечения и требуемой точности, и однозначности используют многобазовые РП, у которых самую большую базу выбирают из условия требуемой точности, а наименьшую - из условия однозначности. Следует иметь в виду, что переход от грубой базы к более точной требует выполнения условия сопряжения шкал: погрешность на грубой, но однозначной шкале должна быть меньше диапазона однозначного отсчета на более точной шкале.

Поскольку в эффективное значение базы; фаэкв, относительное значение пеленгационной погрешности

Для устранения влияния флуктуаций амплитуды принимаемых сигналов на точность пеленгации в приемный тракт до фазового детектора включают обычно амплитудные ограничители, которые осуществляют так называемую нормировку сигнала.

Как следует из (11.11), погрешность зависит от значения угла и при в точность пеленгации резко падает. Поэтому целесообразно

работать в секторе вблизи перпендикуляра к базе антенн, где а все остальное пространство либо перекрывать с помощью многобазовой системы с базами, образующими многоугольник, либо использовать РП с поворотной базой.

Принцип действия следящего фазового РП. Автоматическое сопровождение по направлению в фазовых РП может осуществляться двумя способами. При первом сигнал ошибки с выхода фазового детектора (переключатель на рис. 11.14 в положении через схему управления (СУ) (экстрапо-лятор) подается на управляемый фазовращатель, компенсирующий пространственный сдвиг фазы. Измеряемый угол (а или (3) отсчитывается по шкале фазовращателя. При переводе переключателя в положение 2 реализуется вторая схема следящего РП. В этой схеме функцию интегратора экстраполятора выполняет электродвигатель привода антенны который поворачивает антенную платформу до совмещения перпендикуляра к базе с направлением на источник излучения.

Рис. 11.14. Структурная схема следящего фазового РП

Рис. 11.15. Следящий фазовый РП со скрытым коническим сканированием

На рис. 11.15 показана структурная схема следящего фазового РП, реализующего метод скрытого конического сканирования путем периодического дополнительного сдвига фаз в одном из каналов приемника на На входе приемника суммируются сигналы, у которых кроме сдвига фаз из-за разности хода сигналов в пространстве периодически (с периодом ) добавляется фазовый сдвиг Поэтому, как показано на рис. 11.16,а,б, в зависимости от знака или, что то же самое, от

Рис. 11.16. Векторные диаграммы (а) для случая ; для случая (б); формирование огибающей в различных точках РП (см. рис. 11.15) {в)

знака на входе приемника образуется амплитудно-модулированный сигнал, фаза огибающей которого зависит от знака или . Разность фаз сигнала ошибки с выхода и опорного сигнала служит для определения знака . На выходе ФД возникает сигнал разной полярности в соответствии со знаком , управляющий через схему управления фазовращателем.