нии радиоволн от цели можно сделать пренебрежимо малым.

Разность фаз опорного и сигнального напряжений на частоте S3 пропорциональна дальности цели

Дф =

2Qr 4яг с Ах

сДф 2Й

(25-40)

Приминал алтеем

В формулу (25-40) не входит аппаратурный фазовый сдвиг, который учитывается при градуировке фазометрического устройства. Частоту Й выбирают, исходя из требований однозначности измерения. Так, например при й=2000 рад/сек (линейная частота приблизительно 325 гц) диапазон , однозначно измеряемых дальностей равен 470 км.

Двухчастотные фазовые дальномеры (рис. 25-24). Такие дальномеры считаются перспективными в радиолокации. Радиолокационное устройство включает два генератора- незатухающих колебаний н два приемника отраженных сигналов, работающих соответственно на частотах Wi и ш2. Колебания обоих генераторов подводятся к передающей антенне. Кроме того, напряжение генераторов поступает к отдельному смесителю, на выходе которого образуется напряжение разностной частоты [ui(coi-<в2)].

Принятые сигналы после усиления подводятся ко второму смесителю, на выходе которого образуется также напряжение разностной частоты [u2(coi-сог)]. Оба напряжения ui и и2 подводятся к фазовому детектору, выходное напряжение которого оценивается с помощью измерителя. Если рабочие частоты он и W2 мало отличаются друг от друга, то фазовые сдвиги сигналов

Измеритель

ФязоЙый детектор

Летемтор, усилители

Рис. 25-23. Схема фазового дальномера, с модуляцией по амплитуде.

при отражении от цели будут одинаковыми. Аппаратурный фазовый сдвиг известен, и его можно не принимать во внимание. При этих условиях измеряемая фазовым детектором разность фаз следующим образом связана с дальностью цели:

(25-41)

т. е. измерение фазы ведется на частоте ю 1-Ш2, что соответствует длине волны

Wi - со2 Дальность цели будет равна:

2 (% - со2)

(25-42)

Рассмотренный метод характеризуется большим диапазоном однозначного измерения дальности [так как разность (са-<в2) мала] и отсутствием влияния фазового

Смеситель X

Измерители выходного напряжения

Фазовый детектор

Рис. 25-24. Схема двухчастотн-ого фазового дальномера.

сдвига при отражения от цели (фотр) на результат измерения.

Фазовым дальномерам свойственны достоинства и недостатки, присущие всем устройствам с непрерывным излучением (см. стр. 399). Кроме того, достоинством рассмотренных фазовых методов является относительная простота самого измерительного устройства. Общий недостаток фазовых дальномеров состоит в том, что у них плохое разрешение по дальности, так как при наличии на входе приемника одновременно двух или большего числа сигналов раздельные измерения их фазовых сдвигов невозможны.

Потенциальная точность при измерении дальности фазовым методом может быть оценена следующим образом. Среднеквадратичная ошибка измерения фазы равна [Л. I]:

р(Ф)= - .[рад],

где R - соотношение сигнал/шум по энергии.

Так как изменению фазы на п рад, соответствует изменение расстояния до цели на Л/4 (здесь Л представляет собой длину волны, на которой осуществляется измерение фазы), то среднеквадратичная ошибка измерения дальности будет:.

о(г)=-. (25-43)

4л V2R

Формула (25-43) показывает, что точность измерений повышается при уменьшении длины волны, на которой осуществляется измерение фазового сдвига. Сравнение формул (25-39) и (25-43) позволяет видеть, что требования повышения точности измерения и расширения диапазона однозначного измерения дальности противоречивы: при улучшении одного из показателей путем соответствующего изменения параметра Л второй показатель будет ухудшаться.

В заключение следует отметить, что . имеются принципиальные возможности построения фазометрических устройств, позволяющих одновременно измерять дальность нескольких целей. В таких устройствах разрешение одновременно наблюдаемых целей может осуществляться по допплеровскому смещению частот сигналов и после этого может раздельно измеряться дальность каждой цели. Вследствие сложности подобные устройства пока не считаются перспективными.

Методы автоматического сопровождения по дальности

Устройство автоматического сопровождения по дальности (АСД) предназначается для непрерывной выдачи информации о текущем значении дальности одиночной цели. Любое устройство АСД представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования (см. т. 3, разд. 21), в кото-

рой отслеживается значение параметра сигналов цели, однозначно связанное с ее дальностью.

Автоматическое сопровождение может быть осуществлено при использовании как импульсного, так и непрерывного излучения радиоволн. При импульсном излучении отслеживается непосредственно значение времени запаздывания отраженных от цели сигналов, а при непрерывном излучении - значение разности частот излучаемых и принимаемых колебаний.

Импульсный автоматический дальномер (рис. 25-25). Передатчик станции создает импульсные сигналы, которые проходят через антенный переключатель (АП) и излучаются в пространство.

Сигналы, поступающие от цели (это могут быть и отраженные сигналы и сигналы ответчика или ретранслятора), попадают в приемник и далее к системе автоматического сопровождения. Сама система АСД включает следующие принципиально важные элементы: временной различитель, схему временной задержки и генератор селекторных импульсов.

Во временном различителе осуществляется сравнение положения во времени принятых импульсных сигналов и выработанной специальным генератором пары селекторных импульсов. Если центр принятого сигнала ис совпадает с осью симметрии пары селекторных импульсов сел (рис. 25-26, а импульсы 1 и 2), то выходное напряжение временного различителя иЕ.р остается неизменным; наличие временного рассогласования At между сигналом и селекторными импульсами вызывает изменение выходного напряжения различителя (рис. 25-26, б). Знак рассогласования напряжений во времени определяет, в какую сторону изменяется напряжение различителя (см. т. 3, разд. 21).

Выходным элементом временного различителя является конденсатор, постоянные времени заряда и разряда которого выбираются достаточно большими по сравнению с периодом следования импульсов. Поэтому можно говорить о наличии интегратора в системе слежения; обычно подобные системы называют дальномером с одним интегратором.

Напряжение иЕ.р воздействует (при верхнем положении контакта реле) на схему временной задержки; к этой схеме подводятся также импульсы от синхронизатора. В схеме задержки осуществляется смещение во времени синхронизирующих импульсов. Величина задержки т3 определяется значением выходного напряжения временного различителя:

Тз - lB.p.

Импульсы напряжения, сформированные схемой временной задержки, запускают генератор селекторных импульсов. * Таким образом,-* при изменении дальности цели селекторные импульсы автоматически перемещаются вслед за импульсами пели и отслеживается время запаздывания

радиолокационных сигналов. Выходное напряжение временного различителя будет при этом пропорционально дальности

. в.р = k2r. (25-44)

Для введения системы АСД а режим слежения (т. е. для обеспечения предвари-

Передатчик

Временный различитель

if,

Схема Временной задержки

Приемном

I

Генератор селекторных импульсод

Реле захВата

Генератор напряжении поиска

Схема поиске

длительное время, то дальномер может потерять цель, так как за время пропадания сигнала изменится дальность цели и отра- женные импульсы могут выйти за пределы селекторных. Для устойчивой работы импульсной системы АСД (см. § 22-4, разд. 22) ее коэффициент передачи в разомкнутом со-

Антенна

Схема совпадения

Рис, 25-25. Схема импульсного устройства автоматического сопровождения по дальности.

Рис. 25-26. К работе системы автосопровождения по дальности.

тельного совмещения сигналов с селекторными импульсами) используется схема поиска по дальности. При поиске контакт реле опущен вниз и к схеме временной задержки подводится медленно изменяющееся напряжение от генератора напряжения поиска. Это приводит к медленному изменению момента запуска генератора селекторных импульсов - поиску цели по дальности. Один из селекторных импульсов поступает к схеме совпадения; к этой схеме поступают и сигналы от приемника. При совпадении сигналов цели с селекторными импульсами срабатывает реле захвата, которое отсоединяет генератор напряжения поиска и замыкает цепь АСД; начинается автоматическое слежение за сигналами цели.

Рассмотренное дальномерное устройство характеризуется памятью по дальности: если сигналы движущейся цели на некоторое время пропадают (например, вследствие случайных изменений амплитуды отраженных сигналов), то выходное напряжение временного различителя остается в течение этого времени постоянным, а селекторные импульсы оказываются неподвижными на шкале дальности. Если сигнал отсутствует

стоянии не должен превышать определенного значения:

Kv<-~?-, (25-45)

где Г - период повторения импульсов; ЗГв.р - постоянная времени переходной характеристики временного различителя.

Системе АСД свойственна дополнительная потенциальная ошибка измерения - динамическая ошибка, возникающая из-за инерционности системы: селекторные импульсы несколько отстают от сигналов цели. При постоянстве скорости сопровождаемой цели (Vp) относительно РЛС динамическая ошибка будет равна:

Дг= . (25-46)

Если эффективная полоса пропускания системы АСД равна AF3 (т. е. время накопления сигналов Гн=1/А/Га), соотношение сигнал/шум для единичного сигнала Ri, а длительность принимаемых сигналов ти, то основная потенциальная составляющая ошибки измерения дальности для АСД может быть оценена по формуле