Файл: Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ..pdf

ответствует геометрической оси антенны н является равноснгнальным направлением.

Если направление на цель совпадает с равносигнзлышм на­ правлением, то амплитуды отраженных сигналов во всех поло­ жениях луча одинаковы. Если же направление на цель состав­ ляет с осью антенны некоторый угол (угол рассогласования), то амплитуда сигналов при вращении луча антенны в пространстве изменяется.

s

Рис. 273. Получение качающейся диаграммы направленно­ сти в антеннах сантиметрового диапазона

В случае плавного вращения луча антенны в пространстве н генерирования достаточно большого числа импульсов за период вращения луча амплитуда принимаемых сигналов £ модулиру­ ется во времени по синусоидальному закону.

Рассмотрим закон изменения амплитуды отраженных сигна­ лов для четырех различных положений цели относительно оси антенны (рис. 274).

В первом случае ось антенны направлена на цель. Э.д.е., на­ водимая отраженными сигналами в антенне, одинакова при лю­ бом положении луча. Линия, огибающая вершину импульсов, снимаемых с выхода приемника, является прямой (рис. 274, а).

Во втором случае цель находится правее оси антенны. Э.д.е. в антенне меняется; она максимальна в моменты, когда ось луча антенны близко подходит к цели, и минимальна, когда она боль­ ше всего удаляется от оси. Импульсы имеют равную амплитуду при крайних верхнем и нижнем положениях луча антенны. Мак­ симальная амплитуда получается при крайнем правом положе­ нии луча и минимальная — при крайнем левом (рис. 274, б). ' •. В третьем случае цель находится выше оси антенны. Импуль­ сы имеют равную амплитуду при крайних правом и .левом по­ ложениях оси луча.

При крайнем верхнем положении оси.луча амплитуда импуль­

285

В четвертом, наиболее общем, случае цель сдвинута относи­ тельно оси антенны в обеих плоскостях (например, вверх и впра­ во). Импульсы различны при крайних положениях оси луча ан­ тенны как по вертикали, так и по горизонтали (рис. 274, г).

Линия, соединяющая вершины импульсов в последних трех случаях, является синусоидой; она характеризует сигнал ошиб­ ки, или сигнал рассогласования. Амплитуда сигнала ошибки прямо пропорциональна величине угла рассогласования.

Егпттттттгп_«

@ @ @ . 0 @ ® 0 @ 0 @ 0 ©

I ТГТтгтГ

0000000)00000

в

Гт-г-гТТ Т

®®©©©©©©®®©0

ГТТтпгтТ «,

© 0 © 0 © 0 © © © 0 © О

•-Ось антенны A-Цель о-Максимум диаграммы

направленности

Рис. 274. Образование сигнала ошибки при коническом развертыва­ нии луча антенны в пространстве:

а — ось антенны направлена на цель; б — цель смещена относительно оси антенны в азимутальной плоскости; в — цель смещена в вертикальной плоско­ сти; г — цель смещена в обеих плоскостях

На рис. 274 для наглядности приведено лишь восемь импуль­ сов за один оборот луча антенны. На самом деле их бывает го­ раздо больше.

Метод конического развертывания применяют на сантиметро­ вых и реже дециметровых волнах.

Осуществляется коничеркое развертывание путем вращения облучателя вокруг оси параболоида. При этом характеристика направленности антенны также вращается вокруг геометриче­ ской оси антенны,

2 8 6

Для смещения максимума диаграммы направленности отно­ сительно осп антенны облучатель сдвигают в фокальной плоско­ сти перпендикулярно оси на 1—3 см от нее. Характеристика на­ правленности антенны смещается при этом в сторону, противо­ положную смещению вибратора.

В РЛС дальнего воздушного обнаружения, работающих на сантиметровых волнах, как правило, определяют не угол места, а непосредственно высоту цели. Для этого используются специ­ альные антенны, характеристика направленности которых в вер­ тикальной плоскости напоминает букву V (рис. 275).

При такой форме характеристики направленности достигают­ ся высокая точность определения угловых координат и быстрый обзор пространства.

Антенная система (рис. 275, а) состоит из двух антенн. Каж­ дая из них представляет собой усеченный параболоид, форми­ рующий характеристику направленности (луч антенны), узкую в горизонтальной и широкую в вертикальной плоскостях. Один из лучей вертикальный, другой находится под некоторым углом Q (чаще всего 30 или 45°) к первому.

При вращении антенны в азимутальной плоскости цели, на­ ходящиеся в зоне действия станции, облучаются дважды — сна­ чала вертикальным, а затем наклонным лучом. После каждого облучения отраженный сигнал поступает в приемник.

Промежуток времени между первым и вторым облучениями зависит от угловой скорости вращения антенны Q a , наклонной дальности Д и и высоты цели Я.

Действительно, чем больше высота цели Я, тем на больший угол должна повернуться антенна, чтобы цель, облученная вер­ тикальным лучом, была облучена вторично наклонным лучом.

287

Г л а в а 5

АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РЛС

§ 1. Системы передачи данных и приводные устройства РЛС

Устройства, осуществляющие вращение антенны, называются

приводными устройствами.

Любое приводное устройство содержит привод вращения антенны, систему управления вращением и систему контроля и передачи данных.

Всостав этих систем входят синхронные передачи, силовые следящие системы и различные элементы счетно-решающих устройств.

Вавтоматических системах РЛС чаще всего применяется са-

мосинхронизирующаяся синхронная передача (ССП), которая в зависимости от мощности применяемых сельсинов может быть индикаторной или силовой.

Индикаторная ССП используется для передачи данных: коор­ динат цели, определяемых РЛС, положения антенны по азимуту и углу места на индикаторные шкалы и т. д.

Силовая ССП применяется для синхронного вращения антенны РЛС по данным системы управления вращением.

На рис. 276 представлена схема индикаторной ССП, пред­ назначенной для передачи данных о положении антенны по ази­ муту. Она состоит из трех основных элементов:

—сельсина-датчика — электрической машины, в которой ме­ ханическая энергия вращения преобразуется в электрическую;

—сельсина-приемника — аналогичной электрической маши­ ны, с помощью которой электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения;

—линии связи, соединяющей сельсины.

Ротор сельсина-датчика механически связан с осью враще­ ния антенны. На обмотки возбуждения РР и Р'Р' обоих сельси­ нов подается переменное напряжение, под действием которого в обмотках проходит переменный ток, создающий между полюса­ ми переменное магнитное поле. Магнитный поток пересекает об­ мотки статора Си С%, С3 и С /, С2', С3, наводя в них э.д.с. индук­

ции той же частоты. Если роторы сельсииа-датчика и сельсинаприемника занимают одинаковое положение относительно полю­ сов статора, то в одноименных фазных обмотках возникнут рав­ ные напряжения, направленные навстречу друг другу, поэтому они компенсируются и тока в фазных обмотках нет. Оба ротора останутся неподвижными.

Если антенна повернется по пеленгу на некоторый угол, то на этот же угол повернется и ротор сельсина-датчика, равенство

э.д.с. в одноименных фазах сельсинов нарушится и в цепи фаз­ ных обмоток появится ток. При этом вокруг ротора образуется магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем статора, будет стремиться повернуть роторы сельсинов. Но так как ротор дат­ чика жестко связан с антенной, вращаться начнет ротор сельси­ на-приемника. Когда он займет такое же положение, как и ро­ тор датчика, снова наступит равновесие э.д.с. в фазных обмот­ ках и ротор сельсина-приемника остановится.

Ротор сельсина-приемника механически связан с индикатор­

Схема силовой ССП не отличается от индикаторной. Ротор сельсина-датчика в ней обычно механически связан со штурва­ лом управления положением антенны, а ротор сельсина-прием­ ника— с антенной системой. При повороте штурвала на некото­ рый угол на такой же угол поворачивается антенная система.

Для поворота антенной системы сельсин-приемник должен развивать достаточно большую мощность, поэтому в силовых ССП применяются контактные сельсины большой мощности. В индикаторных ССП наиболее часто в качестве сельсина-прием­ ника применяются маломощные бесконтактные сельсины.

Так как роторы принимающих сельсинов имеют на оси боль­ шую механическую нагрузку, положение ротора сельсина-при­

290