МОНОИМПУЛЬСНАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ СЛЕЖЕНИЯ ЗА НАЗЕМНОЙ ЦЕЛЬЮ

Полезная модель относится к бортовым моноимпульсным радиолокационным системам слежения за наземной целью и может быть применено в системах управления летательными аппаратами (ЛА).
Наиболее близкой по технической сущности является амплитудная суммарно-разностная моноимпульсная радиолокационная станции слежения за целью, описанная в (Леонова А.И., Фомичева К.И. «Моноимпульсная радиолокация», М., «Советское радио» 1970 г., стр.32, рис.1.16).
Известная моноимпульсная радиолокационная станции слежения за целью содержит антенну, последовательно соединенные кольцевой волноводный мост, первый и второй входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входу-выходу антенны, переключатель приемо-передачи, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты и амплитудный детектор, последовательно соединенные второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя промежуточной частоты, и блок управления антенной по углу места, выход которого подключен к третьему входу антенны, передатчик, первый выход которого подключен ко второму входу переключателя приемо-передачи, гетеродин, выход которого подключен ко вторым входам первого и второго смесителей, блок автоматической регулировки усиления, вход которого подключен к выходу первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен ко вторым входам первого и второго усилителей промежуточной частоты, при этом первый вход второго смесителя подключен к четвертому выходу кольцевого волноводного моста.
Основным недостатком устройства - прототипа моноимпульсной радиолокационной станции слежения за целью является низкая надежность сопровождения наземной цели из-за большой вероятности срыва слежения при выходе сигнала ошибки сопровождения цели за границы узкого участка дискриминационной характеристики (фиг.3,б заштриховано), однозначно определяющего знак и величину сигнала ошибки углового рассогласования равносигнального направления (РСН) диаграмм направленности антенны (ДНА) и направления на наземную цель, величина которого определяется угловым раствором между максимумами лучей ДНА в угломестной плоскости, равным ширине отдельного луча ДНА по уровню половинной мощности.
Вероятность срыва слежения возрастает с увеличением скорости и маневренности сопровождаемой наземной цели и при эволюциях пространственного положения ЛА - носителя моноимпульсной радиолокационной станции слежения за наземной целью, а также при сокращении расстояния до наземной цели, приводящем к увеличению дисперсии углового шума на входе антенны.
Другим недостатком являются низкие функциональные возможности моноимпульсной радиолокационной станции слежения за целью, которые позволяют следить за целью только в одной плоскости пеленгования, например, в угломестной. Для слежения за целью в другой плоскости пеленгования - азимутальной, необходимо формирование двух дополнительных самостоятельных амплитудных ДНА в азимутальной плоскости и, соответственно, дополнительных блоков для каналов обработки сигналов, принятых этими диаграммами, для формирования сигнала рассогласования в азимутальной плоскости. В результате сложность конструкции моноимпульсной радиолокационной станции слежения за целью возрастает при одновременном увеличении массо-габаритных характеристик бортовой аппаратуры.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании моноимпульсной радиолокационной станции слежения за наземной целью с высокой надежностью сопровождения цели и с расширенными функциональными возможностями слежения за наземной целью одновременно в двух плоскостях пеленгования, в угломестной и дополнительно в азимутальной без усложнения конструкции станции.
Технический результат - возможность увеличить надежности слежения за наземной целью путем расширения зоны однозначного определения сигнала ошибки сопровождения в угломестной плоскости, и дополнительно - расширение функциональных возможностей слежения за целью одновременно в двух плоскостях пеленгования, в угломестной и дополнительно в азимутальной, без усложнения конструкции станции, что достигается путем применения для сопровождения наземной цели в угломестной плоскости амплитудного суммарно-разностного моноимпульсного метода пеленгования с помощью двух разнесенных по углу места ДНА, а для сопровождения наземной цели в азимутальной плоскости путем совмещения по азимуту максимума суммарной ДНА угломестной плоскости с направлением на наземную цель.
Предлагаемая моноимпульсная радиолокационная станция слежения за наземной целью позволяет повысить надежность слежения за целью путем расширения зоны однозначного определения сигнала ошибки сопровождения в угломестной плоскости (фиг.3,а), например, в головке самонаведения реактивного снаряда или ракеты, особенно на стадии выхода на стационарный режим полета, с увеличением скорости и маневренности сопровождаемой цели и эволюциях положения носителя - ЛА, когда может произойти потеря цели при выходе ее за пределы линейного участка дискриминационной характеристики (фиг.3,б заштриховано для прототипа). Она также имеет расширенные функциональные возможности слежения за целью одновременно в двух плоскостях пеленгования, в угломестной и в азимутальной без усложнения конструкции станции и без увеличения массо-габаритных характеристик бортовой аппаратуры ЛA, что особенно важно, например, в головке самонаведения ракет и др. аналогичных устройств различных ЛА.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Моноимпульсная радиолокационная станция слежения за наземной целью, содержащая антенну, последовательно соединенные кольцевой волноводный мост, первый и второй входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входу-выходу антенны, переключатель приемо-передачи, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты и амплитудный детектор, последовательно соединенные второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты и фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя промежуточной частоты, передатчик, первый выход которого подключен к второму входу переключателя приемо-передачи, гетеродин, выход которого подключен ко вторым входам первого и второго смесителей, блок автоматической регулировки усиления, вход которого подключен к выходу первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен ко вторым входам первого и второго усилителей промежуточной частоты, блок управления антенной по углу места, выход которого подключен к третьему входу антенны, при этом первый вход второго смесителя подключен к четвертому выходу кольцевого волноводного моста.
По отношению к прототипу дополнительно содержит последовательно соединенные блок автоматического сопровождения цели по дальности, временной селектор, блок выделения сигнала ошибки по азимуту и блок управления антенной по азимуту, выход которого подключены к четвертому входу антенны, последовательно соединенные блок фиксации нулевого уровня и блок выделения сигнала ошибки по углу места, выход которого подключен к входу блока управления антенной по углу места, при этом второй вход временного селектора подключен к выходу амплитудного детектора, вход блока фиксации нулевого уровня подключен к выходу фазового детектора, второй вход блока выделения сигнала ошибки по углу места подключен к выходу блока автоматического сопровождения цели по дальности, второй выход передатчика подключен ко второму входу блока автоматического сопровождения цели по дальности и третьему входу блока выделения сигнала ошибки по углу места.
На фиг.1 представлена структурная схема моноимпульсной радиолокационной станции слежения за наземной целью, где:
1 - антенна (А),
2 - кольцевой волноводный мост (КВМ),
3 - переключатель приемо-передачи (ППП),
4-1 и 4-2 - первый и второй смесители (СМ),
5-1 и 5-2 - первый и второй усилители промежуточной частоты (УПЧ),
6 - амплитудный детектор (АД),
7 - фазовый детектор (ФД),
8 - передатчик (ПРД),
9 - гетеродин (Гет.),
10 - блок автоматической регулировки усиления (АРУ),
11 - блок управления антенной (БУА) по углу места,
12 - блок автоматического сопровождения цели по дальности (АСД),
13 - временной селектор (ВС),
14 - блок выделения сигнала ошибки (СО) по азимуту,
15 - БУА по азимуту,
16 - блок фиксации нулевого уровня,
17 - блок выделения СО по углу места.
На фиг.2 представлены графические пояснения к принципам работы предлагаемой полезной модели в угломестной плоскости, где: а) геометрия задачи (штриховая линия показывает пространственное положение РСН в угломестной плоскости); б) - з) эпюры напряжений на выходах различных блоков.
На фиг.3 представлены дискриминационные характеристики, где: а) -предлагаемой полезной модели, б) - прототипа. Заштрихованы участки срыва слежения в прототипе.
На фиг.4 представлены графические пояснения к принципам работы предлагаемой полезной модели в азимутальной плоскости, где:
а) - геометрия задачи, показывающая пространственное положение линий (эллипсов) пересечения парциальных ДНА угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью, где показаны ситуации для различных угловых отклонениях цели по азимуту Θ от оси симметрии суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования;
∑
6) - эпюры напряжений суммарного сигнала цели U(Θ) при различных отклонениях цели по азимуту Θ в обе стороны от оси симметрии суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования на выходе АД 6.
Предлагаемая моноимпульсной радиолокационной станции слежения за наземной целью, так же, как и прототип, содержит антенну 1, последовательно соединенные кольцевой волноводный мост 2, первый и второй входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входу-выходу антенны 1, переключатель приемо-передачи 3, первый смеситель 4-1, первый усилитель промежуточной частоты 5-1 и амплитудный детектор 6, последовательно соединенные второй смеситель 4-2, второй усилитель промежуточной частоты 5-2 и фазовый детектор 7, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя промежуточной частоты 5-1, передатчик 8, первый выход которого подключен к второму входу переключателя приемо-передачи 3, гетеродин 9, выход которого подключен ко вторым входам первого 4-1 и второго 4-2 смесителей, блок автоматической регулировки усиления 10, вход которого подключен к выходу первого усилителя промежуточной частоты 5-1, а выход подключен ко вторым входам первого 5-1 и второго 5-2 усилителей промежуточной частоты, блок управления антенной по углу места 11, выход которого подключен к третьему входу антенны 1, при этом первый вход второго смесителя 4-2 подключен к четвертому выходу кольцевого волноводного моста 2.
В отличие от прототипа, в предлагаемую моноимпульсную радиолокационную станцию слежения за наземной целью введены последовательно соединенные блок автоматического сопровождения цели по дальности 12, временной селектор 13, блок выделения сигнала ошибки по азимуту 14 и блок управления антенной по азимуту 15, выход которого подключены к четвертому входу антенны 1, последовательно соединенные блок фиксации нулевого уровня 16 и блок выделения сигнала ошибки по углу места 17, выход которого подключен к входу блока управления антенной по углу места 11, при этом второй вход временного селектора 13 подключен к выходу амплитудного детектора 6, вход блока фиксации нулевого уровня 16 подключен к выходу фазового детектора 7, второй вход блока выделения сигнала ошибки по углу места 17 подключен к выходу блока автоматического сопровождения цели по дальности 12, второй выход передатчика 8 подключен ко второму входу блока автоматического сопровождения цели по дальности 12 и третьему входу блока выделения сигнала ошибки по углу места 17.
Рассмотрим работу предложенной моноимпульсной радиолокационной станции слежения за наземной целью с борта ЛА.
В предлагаемом устройстве в процессе слежения наземная цель все время удерживается на равносигнальном направлении, образованном равносигнальной плоскостью пеленгования двумя одинаковыми, разнесенными в пространстве относительно РСН на половину ширины парциальной ДНА, расположенными в угломестной плоскости, и направления максимума суммарной ДНА в угломестной плоскости, расположенном на угломестной плоскости пеленгования. Слежения за наземной целью осуществляется одновременно в двух плоскостях пеленгования, в угломестной и в азимутальной, что достигается путем применения для сопровождения наземной цели с борта ЛА в угломестной плоскости амплитудного суммарно-разностного моноимпульсного метода пеленгования с помощью двух разнесенных по углу места ДНА, а для сопровождения наземной цели в азимутальной плоскости путем совмещения максимума суммарной ДНА угломестной плоскости с направлением на наземную цель.
1
0,5
2
0,5
0,5
Антенна 1 формирует в пространстве две идентичные G(Θ)=G(Θ-Θ) и G(Θ)=G(Θ+Θ), G(Θ) - функция, описывающая парциальную диаграмму направленности ДНА, зеркально симметричные относительно РСН ДНА, перекрывающиеся в угломестной плоскости ДНА, максимумы которых разнесены на угол ±Θ от РСН (фиг.2,а), обычно равный половине ширины парциальной ДНА по уровню половинной мощности.
Каждый период повторения ПРД 8 на первом выходе формирует высокочастотные зондирующие импульсы, а на втором выходе формируется синхронизирующий сигнал, поступающий одновременно на второй вход блока АСД 12 и на третий вход блока выделения СО по углу места 17.
Высокочастотные зондирующие импульсы, сформированные на первом выходе ПРД 8, поступают на второй вход ППП 3, с первого входа-выхода которого через третий вход-выход КВМ 2, через первый и второй входы-выходы которого поступают на первый и второй входы-выходы А 1 и излучаются по ее двум ДНА в угломестной плоскости в пространство.
Отраженные от цели импульсы принимаются А 1 и попадают через первый и второй входы-выходы А 1 на первый и второй входы-выходы КВМ 2, где образуется их суммарный и разностный сигналы.
С третьего входа-выхода КВМ 2 через ППП 3 суммарный сигнал поступает на первый вход первого СМ 4-1, на второй вход которого подается сигнал с выхода Гет. 9. В первом СМ 4-1 колебания несущей частоты преобразуются в колебания промежуточной частоты. Сигнал промежуточной частоты усиливается до необходимого уровня первым УПЧ 5-1.
С выхода первого УПЧ 5-1 сигнал поступает на вход блока АРУ 10, который управляет коэффициентами усиления первого 5-1 и второго 5-2 УПЧ пропорционально амплитуде выходного сигнала первого УПЧ 5-1 для исключения зависимости сигнала угловой ошибки от амплитудных флюктуации принимаемых сигналов цели, ширина спектра которых составляет 2-5 Гц. Блок АРУ 10 производит нормировку суммарного сигнала первого УПЧ 5-1 и разностного сигнала второго УПЧ 5-2 относительно сигнала суммарного первого УПЧ 5-1.
С выхода первого УПЧ 5-1 сигнал поступает на вход АД 6, где происходит преобразование принятых радиоимпульсов в видеосигналы от цели, временное положение которых (дальность) отслеживает блок АСД 12.
С выхода АД 6 сигнал поступает на первый вход блока АСД 12, на второй вход которого поступают синхронизирующие импульсы, сформированные на втором выходе ПРД 8 в момент формирования зондирующих импульсов, для привязки к временной оси начала отсчета в пределах периода повторения зондирующих импульсов.
Рассмотрим процесс слежения за наземной целью с борта ЛА в угломестной плоскости, в результате которого при точном слежении наземная целью находится на равносигнальной угломестной плоскости пеленгования, которая пересекается с земной поверхностью по линии, проходящей через наземную цель.
Разностный сигнал с четвертого выхода КВМ 2 поступает на первый вход второго СМ 4-2 и далее на первый вход второго УПЧ 5-2, процедура обработки сигнала в которых аналогична процедуре обработки сигнала в соответствующих первых СМ 4-1 и УПЧ 5-1.
С выхода второго УПЧ 5-2, сигнал поступает на первый (сигнальный) вход ФД 7, на второй (опорный) вход которого подается напряжение с выхода первого УПЧ 5-1 суммарного канала.
В процессе распространения зондирующего импульса ПРД 8 с борта ЛА по двум парциальным ДНА в направлении наземной цели (фиг.2,а) в момент касания фронта зондирующего импульса земной поверхности начинается обратное отражение от земной поверхности в направлении к бортовой антенне 1.
Принятый сигнал от земной поверхности каждый период повторения зондирующего сигнала на выходе ФД 7 формирует сигнал, изменяющийся во времени с момента начала приема сигнала от земной поверхности до окончания приема сигнала от земной поверхности, повторяющий по форме пеленгационную характеристику в угломестной плоскости (фиг.2,б), сформированную парциальными ДНА по правилам формирования моноимпульсного отношения на выходе ФД 7.
Как видно из фиг.2,б, сначала, в момент начала приема сигнала от земной поверхности, сигнал на выходе ФД 7, например, возрастает от нулевого уровня, когда отраженного от земной поверхности сигнала еще не принято, до максимума, соответствующего моменту приема сигнала отраженного от земной поверхности по максимуму нижней парциальной ДНА. Затем сигнал на выходе ФД 7 убывает до нулевого уровня, когда сигнал, отраженный от земной поверхности, принимается с линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью. Потом сигнал на выходе ФД 7 убывает ниже нулевого уровня, когда сигнал, отраженный от земной поверхности, принимается после линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью, до момента окончания приема сигнала от земной поверхности (фиг.2,б) в текущем периоде повторения зондирующих импульсов.
С выхода ФД 7 сигнал поступает на вход блока фиксации нулевого уровня 16, который каждый период повторения зондирующих импульсов вырабатывает импульс (фиг.2,г) в момент времени, соответствующий моменту перехода сигнал с выхода ФД 7 через нулевой уровень, который поступает на первый вход блока выделения СО по углу места 17.
Блок фиксации нулевого уровня 16 настроен так, что сигнал от наземной цели, например, танка, имеющий кратковременных - точечный характер, не влияет на его реакцию, а сигнал, отраженный от земной поверхности, имеющий длительность огибающей существенно большую, чем огибающая сигнала наземной цели (фиг.2, в), приводит к его срабатыванию.
С выхода блока фиксации нулевого уровня 16 сигнал (фиг.2,г) поступает на первый вход блока выделения СО по углу места 17.
Блок выделения СО по углу места 17 сравнивает в пределах одного периода повторения временное положение отраженных сигналов цели, информация о которых снимается с выхода блока автоматического сопровождения цели по дальности 12 (фиг.2,в), с временным положением импульса фиксации момента пересечения равносигнального направления с подстилающей поверхностью.
На третий вход блока выделения СО по углу места 17 поступают синхронизирующие импульсы, для сброса его предыдущего состояния, сформированные на втором выходе ПРД 8 в момент формирования зондирующих импульсов, для привязки к временной оси начала отсчета в пределах периода повторения зондирующих импульсов.
1
2
3
На второй вход блока выделения СО по углу места 17 с выхода блока АСД 12 поступает сигнал (фиг.2,в) в момент времени, соответствующий сформированной в нем оценке дальности до цели. На фиг.2,в приведены три ситуации, соответствующие различным наклонным дальностям до цели (фиг.2,а: Ц, Ц, Ц).
1
Ситуация 1, когда цель Ц расположена по дальности от ЛА ближе линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
2
Ситуация 2, когда цель Ц расположена по дальности от ЛА на линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
3
Ситуация 3, когда цель Ц расположена по дальности от ЛА дальше линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
Для реализации решения в каждой ситуации на выходе блока выделения СО по углу места 17 формируется СО слежения за выбранной целью по углу места в виде сигнала, например, постоянного уровня, длительность которого равна от момента запуска первым из поступивши на его первый или второй входы сигналов, до момента срыва вторым из поступивши на его первый или второй входы сигналом, что может быть реализовано устройством триггерного типа
1
Для первой ситуации, первым на один из входов блока выделения СО по углу места 17 пришел сигналом с выхода блока АСД 12, тогда на выходе блока выделения СО по углу места 17 формируется сигнал, например, постоянной величины и длительностью τ, пропорциональный задержке времени прихода сигнала (дальности) цели по сигналу с выхода блока АСД 12, и временному положению импульса фиксации нулевого уровня, с выхода блока фиксации нулевого уровня 16, соответствующего дальности (задержке) пересечения равносигнального направления с земной поверхностью.
Полярность этого сигнала с выхода блока выделения СО по углу места 17 может быть задана, например, положительной (фиг.2,д), если цель находится ближе линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
Для третьей ситуации полярность сигнала с выхода блока выделения СО по углу места 17 может быть задана отрицательной (фиг.2,е), если цель находится дальше линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
Во второй ситуации, когда цель Ц2 расположена по дальности от ЛА на линии пересечения равносигнальной угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью, на выходе блока выделения СО по углу места 17 формируется нулевой сигнал по длительности и амплитуде, соответствующий нулевому СО по углу места.
1(2)
Во всех ситуациях на выходе блока выделения СО по углу места 17 формируется сигнал соответствующей полярности длительностью ±τ, пропорциональной дальностям цели, рассмотренным выше временным ситуациям.
Таким образом, на выходе блока выделения СО по углу места 17 сигнал несет информацию об угловом отклонении направления на наземную цель от РСН. Длительность этого сигнала определяет величину сигнала угловой ошибки слежения, а полярность - знак угловой ошибки, т.е. направление отклонения цели от РСН. Фактически это дискриминационная характеристика пеленгатора в угломестной плоскости пеленгования.
Блок АСД 12 при соответствующих энергетических отношениях выдает импульс дальности до цели в диапазоне дальностей, от ближнего края до дальнего края эллипса пересечения суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
Следует иметь ввиду, что ширина суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования равна удвоенной ширине парциальной ДНА по уровню половинной мощности, поэтому сформированная дискриминационная характеристика угломестного пеленгатора на изложенных принципах временных соотношений имеет величину углового сектора, однозначно определяющего знак и величину сигнала ошибки углового рассогласования РСН ДНА и направления на наземную цель, в два раза шире, чем у прототипа, что обеспечивает более надежное слежение за целью.
С выхода блока выделения СО по углу места 17 сигнал ошибки подается на вход БУА по углу места 11, по выходному сигналу которого, поступающему на третий вход А 1, механически или электронно перемещаются по углу места ДНА антенны 1 в сторону уменьшения ошибки углового рассогласования по углу места до тех пор, пока СО по углу места не станет равным нулю, т.е. пока не совместится РСН по углу места с целью.
Для этого в БУА по углу места 11 сигнал с выхода блока выделения СО по углу места 17 преобразуется из временной полярной функции, например, в амплитудную функцию, зависимость (фиг.2,з) амплитуды СО, в нашем случае временного рассогласования временное положение отраженных сигналов цели, информация о которых снимается с выхода блока автоматического сопровождения цели по дальности 12 (фиг.2,в), с временным положением импульса фиксации момента пересечения равносигнального направления с подстилающей поверхностью, (например, устройством типа фантастрона). Возможны другие методы управления исполнительными устройствами, в том числе антенными устройствами, временной полярной функцией, например, известными методами управления с широтно-импульсной модуляцией.
Таким образом, в моноимпульсной радиолокационной станции осуществляется автоматическое сопровождение наземной цели по углу места.
Рассмотрим процесс слежения за наземной целью с борта ЛА в азимутальной плоскости, в результате которого при точном слежении наземная цель находится одновременно на максимуме суммарной ДНА угломестной плоскости, т.е. на РСН в угломестной плоскости, что рассмотрено выше, и на максимуме суммарной ДНА в азимутальной плоскости относительно текущего направления слежения за целью на соответствующей дальности, расположенной, в результате точного слежения по углу места, на равносигнальной угломестной плоскости пеленгования, которая пересекается с земной поверхностью по линии, проходящей через наземную цель.
С выхода АД 6 сигнал поступает также на второй вход ВС 13, на первый вход которого подается селектирующий (открывающий) сигнал с выхода блока АСД 12, соответствующий дальности сигнала цели. Тогда ВС 13 пропускает в момент приема сигнал от цели, выбранной для сопровождения.
Сигнал от сопровождаемой цели с выхода ВС 13 поступает на вход блока выделения СО по азимуту 14, который вырабатывает сигнал, пропорционально которому БУА по азимуту 15 перемещает ДНА таким образом, чтобы совместить максимум суммарной ДНА в угломестной плоскости с направлением на наземную цель, при этом максимум суммарной ДНА в азимутальной плоскости на соответствующей дальности также совмещен с направлением на наземную цель.
1
2
3
На фиг.4,а приведены три ситуации, соответствующие различным угловым отклонениям цели (Ц, Ц, Ц) в азимутальной плоскости на одной дальности.
1
Ситуация 1, когда цель Ц расположена по азимуту дальше линии пересечения оси симметрии суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
2
Ситуация 2, когда цель Ц расположена по азимуту ближе к линии пересечения оси симметрии суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
3
Ситуация 3, когда цель Ц расположена по азимуту на линии пересечения оси симметрии суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования с земной поверхностью.
∑
Для этих ситуаций на фиг.4,б приведены эпюры напряжений суммарного сигнала цели L(Θ) при различных отклонениях цели по азимуту Θ в обе стороны от оси симметрии суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования на выходе АД 6.
Из эпюр фиг.4,б видно, что для различных угловых отклонениях цели по углу места от РСН закон уменьшения величины суммарного сигнала при увеличении отклонения цели по азимуту в обе стороны от оси симметрии суммарной ДНА угломестной плоскости пеленгования сохраняется.
Для реализации решения в каждой ситуации на выходе блока выделения СО по азимуту 14 формируется СО слежения за выбранной целью по азимуту в виде сигнала, например, постоянного уровня, который поступает на вход БУА по азимуту 15, который производит совмещение максимума суммарной ДНА угломестной плоскости с азимутальным направлением на наземную цель.
Для совмещения максимума суммарной ДНА угломестной плоскости с азимутальным направлением на наземную цель блок выделения СО по азимуту 14 производит поиск и слежение за максимумом сигнала на выходе АД 6 в суммарном канале, например, градиентным методом поиска максимума или дифференциально корреляционным методом, в суммарном канале производится по управляющим сигналам из блока выделения СО по азимуту 14 периодическое смещение БУА по азимуту 15 суммарной ДНА в угломестной плоскости вправо и влево относительно текущего направления слежения за целью. В результате этого смещения в блоке выделения СО по азимуту 14 оценивается изменение амплитуда сигнала сопровождаемой цели на выходе АД 6 в суммарном канале, прошедшего на его вход с выхода ВС 13, при отклонении вправо и влево суммарной ДНА в угломестной плоскости относительно текущего направления слежения за целью.
Если сигналы при отклонении вправо и влево суммарной ДНА в угломестной плоскости имеют одинаковую амплитуду, то цель находится на максимуме суммарной ДНА в угломестной плоскости и, соответственно, ее ось направлена в азимутальной плоскости на цель без рассогласования. Цель сопровождается в азимутальной плоскости точно.
Если сигналы при отклонении вправо и влево суммарной ДНА в угломестной плоскости имеют разную амплитуду, то цель не находится на максимуме суммарной ДНА в угломестной плоскости и, соответственно, ее ось не направлена в азимутальной плоскости на цель, т.е. имеется ошибка слежения, а цель сопровождается в азимутальной плоскости с ошибкой.
Возможен также метод формирования СО по азимуту с помощью периодической модуляции углового положения по азимуту суммарной ДНА в угломестной плоскости вправо и влево относительно текущего направления слежения за целью по азимуту и выделением степени несимметричности изменения амплитуды сигнала сопровождаемой цели на выходе АД 6 в суммарном канале, прошедшего на его вход с выхода ВС 13.
При наличии выявленной несимметричности изменения амплитуды сигнала сопровождаемой цели на выходе АД 6 в суммарном канале, прошедшего на его вход с выхода ВС 13, величина и полярность этой несимметричности оценивается в блоке выделения СО по азимуту 14 и показывает на сколько и в какую сторону от продольной оси суммарной ДНА в угломестной плоскости отклонена наземная цель и на выходе блока выделения СО по азимуту 14 формируется сигнал управления угловым положением ДНА по азимуту.
Таким образом, блок выделения СО по азимуту 14 вырабатывает сигнал который подается на вход БУА по азимуту 15, пропорционально которому БУА по азимуту 15 перемещает ДНА таким образом, чтобы совместить максимум суммарной ДНА в азимутальной плоскости с направлением на наземную цель, при этом максимум суммарной ДНА в угломестной плоскости (ноль пеленгационной характеристики) на соответствующей дальности также совмещен с направлением на наземную цель. Таким образом, в моноимпульсной радиолокационной станции осуществляется автоматическое сопровождение наземной цели по азимуту.
Предлагаемая моноимпульсная радиолокационная станция слежения за наземной целью позволяет увеличить надежность слежения за наземной целью за счет увеличения зоны однозначного определения углового положения цели в угломестной плоскости. Известные устройства слежения за целью обладают участками дискриминационной характеристики с неоднозначным определением углового положения цели (фиг.3,б), приводящим к срыву слежения за целью, если ошибка по каким - либо причинам попадает вне зоны линейного участка, из-за узкого раствора зоны однозначного определения угловой ошибки сопровождения, величина которого определяется угловым раствором между максимумами лучей ДНА в угломестной плоскости. Исключение подобных участков в предлагаемом устройстве (фиг.3.а) позволяет работать с существенно большими сигналами ошибки без срыва слежения.
Предлагаемая моноимпульсная радиолокационная станция слежения за наземной целью обеспечивает также расширение функциональных возможностей слежения за целью одновременно в двух плоскостях пеленгования, в угломестной и дополнительно в азимутальной, без усложнения конструкции станции, что достигается путем применения для сопровождения наземной цели в угломестной плоскости амплитудного суммарно-разностного моноимпульсного метода пеленгования с помощью двух разнесенных по углу места ДНА, а для сопровождения наземной цели в азимутальной плоскости путем совмещения по азимуту максимума суммарной ДНА угломестной плоскости с направлением на наземную цель
Предлагаемым устройством могут оборудоваться военные самолеты, ракеты и реактивные снаряды класса «воздух-поверхность» с головками самонаведения.
Источники информации:
1. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация, М., «Советское радио», 1970 г., стр.32, рис.1.16 - прототип.