щей цели становится точкой неустойчивого состояния равновесия и система переходит на сопровождение одного из источников, т. е. мерцающие цели разрешаются.

Критическая амплитуда внешнего воздействия может быть определена из уравнения

/спу= 2 --i2- arc sin ъ = о,

я макс

откуда

AiaKe = eMaKCcosec W2 (7.2.20)

2 («1 + к2)

Исследование (7.2.20) на экстремум показывает, что величина амплитуды Лмакс принимает минимальное значение (Лмакс)мпн при к2 = со . Значение коэффициента к2 = оо определяет вид укороченной пеленгационной характеристики, получаемой при релейном угловом стробиро-вании (рис. 7.22, б).

Следовательно, релейное стробирование влияет на качество системы АСН двояким образом. С одной стороны, уменьшается апертура пеленгационной характеристики, что приводит к улучшению разрешающей способности системы АСН при действии на нее помех, вызывающих периодические или случайные возмущения большой амплитуды (например, мерцающие помехи). С другой стороны, нелинейность релейного типа ухудшает динамические свойства системы и снижает запас устойчивости вследствие уменьшения коэффициента передачи пеленгационного устройства. Этот недостаток схем стробирования необходимо учитывать при проектировании систем АСН.

Уравнение динамики линеаризированной системы АСН записывается в виде [24]

Q (D) 9° + R (D) кэкв 9° = S (D) в°„, (7.2.21)

где Q (D), R (D), S (D) - многочлены с постоянными коэффициентами (степень многочлена R (D) ниже степени многочлена Q (D).

В связи с тем, что эквивалентный коэффициент передачи зависит от параметров помехи А и Q, их значения влияют на устойчивость системы; причем под устойчивостью обычно понимают затухание переходных процессов по медленно меняющейся составляющей. Запас устойчивости в прост-362

На систему отработки антенны

Рис. 7.24.

ранстве параметров системы и действующей помехи находится известными способами 1155].

Имеются различные способы формирования сигнала управления стробирующим устройством. На рис. 7.24 изображена упрощенная схема моноимпульсной РЛС автоматического сопровождения с устройством углового стробирования [214]. В этой схеме для управления устройством стробирования используется способ создания энергетического контраста двух целей Llj и Ц2, находящихся в объеме разрешения.

Энергетический контраст целей создается за счет их облучения передающей антенной, имеющей разное усиление в направлениях на разрешаемые цели. Наиболее просто это достигается смещением максимума диаграммы направленности передающей антенны РЛС относительно равносиг-нального направления. При этом сигналы, принимаемые даже от одинаковых целей, будут иметь различные интенсивности.

В схеме содержится два пеленгатора. Пеленгатор А работает с передающей антенной, которая имеет диаграмму направленности FA (6), смещенную относительно РСН вверх, а пеленгатор В включает в себя передающую антенну с диаграммой направленности Fb (9), смещенной вниз. Разделение сигналов Л и В может происходить путем частотной или временной селекции.

В качестве управляющего используется сигнал u-z, получаемый при суммировании напряжений иА и ив, формируемых соответственно пеленгаторами Ли В, т. е. «2 =•

Ua + «в- Для управления стробирующим устройством используется разностный сигнал «д = Ua - «в-

При пеленгации одиночной цели суммарный сигнал «е ничем не отличается от напряжения на выходе обычного пеленгатора, а сигнал «д = 0. Совершенно иная картина складывается при появлении в объеме разрешения другой мешающей цели. При этом ид Ф 0, а напряжение не по-прежнему характеризует угловые координаты первой цели.

Рассмотрим более подробно работу устройства при пеленгации парной цели.

Пусть работает передатчик А. Тогда сигналы на выходах элементарных антентся в виде

их = (0О - 0) cos щ,/ + U2F2 (0О - 0 + А0) cos <о2/,

(7.2.22)

u, = UXF (0O + 0) F (0O - 0) cos (oj + U2F (0O + 0 - - Д0) F (0O - 0 + Д0) cos a2t, (7.2.23)

где приняты обозначения § 2.2.

На выходе фазового детектора пеленгатора А получим

и а = к [(Ul + и2) («х-ыср = к {fij\F2 (0П-0) Л (0О + 0)] + + F2(0o-0 + A9)-/ri(eo + 9-A6)}, (7.2.24)

й UXF (Q0-Q)

pa -

U2F (Go-e+AG)

- коэффициент, характеризующий энергетический контраст целей.

Заменяя функцию F (0) двумя первыми членами степенного ряда в окрестности равносигнального направления, находим

ы„ = к[(1 +6Д)9-ДО). (7.2.25)

Аналогичное выражение получаем для напряжения, формируемого пеленгатором В:

ивк [(1 + 6) 0 - Д0), (7.2.26) гпр о UiF(QB+Q)

д рв~ t/ai=(60+e-A6) *

Для суммарного напряжения имеем «х = «л + «в = к [(2 + РД + Рв) (0 -2Д0)]. (7.2.27)

Разностный сигнал управления wA = /c(pi-pl)0#O, (7.2.28)

где Рл Рв-

Формула (7.2.28) показывает, что при отсутствии ошибки сопровождения селектируемой цели Ць когда 0 = 0, напряжение управления ыд = 0 и сигнал на схему стробирования не подается. При появлении ошибки 0 напряжение Ид ф 0 и происходит стробирование углового канала на время, пока управляющее напряжение больше некоторого порога. При этом управляющее напряжение в общем случае формируется в стробирующем устройстве логическим сравнением «2 и «д. Оно используется для размыкания системы АСН на время, выбираемое из условия получения необходимой точности автосопровождения. Во время стробирования управляющий сигнал в системе АСН формируется от запоминающего устройства. Суммарное напряжение Us несет информацию об обеих целях и используется для формирования сигнала ошибки системы АСН При этом факт присутствия двух целей устанавливается с помощью напряжения Цд.

Г л/а в а 8

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ, СТРУКТУРНАЯ И КОМБИНИРОВАННАЯ СЕЛЕКЦИИ

8.1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СЕЛЕКЦИЯ

Методы и средства функциональной обработки сигналов дают возможность проводить раздельное измерение угловых координат нескольких источников радиоизлучения и параметров радиосигналов (амплитуды, частоты и т. д.). Благодаря этому на этапе обработки видеосигналов осуществляется селекция полезного сигнала.

Задача одновременной оценки нескольких параметров требует построения многоканального измерителя, который представляет собой многоканальную РЛС с приемной антенной решеткой [8, 167, 2091.

При отсутствии шумов измерение нескольких параметров радиосигналов сводится к получению и решению определенной системы уравнений с неизвестными, являющимися искомыми параметрами радиосигнала. Обычно система уравнений имеет вид

/i С*!,---, хп) - Uul>

fi {X\f-t Хп) = Uu2>

fn (#1»--ч хп) Uип>

где /; (хи хп) -функция искомых параметров х1,...,хп; Uu.i (г = 1> 2, ...,п) - измеренные значения комплексных амплитуд поля в раскрыве антенны либо комплексных авто- и взаимокорреляционных функций сигналов в независимых каналах измерений.

Практически функции искомых параметров Д (хи...,хп) представляют собой сигналы им на входах элементарных антенн многоканального радиолокационного измерителя

uai= 2 с/,е-+ф«<+Ч

где й( - частота 1-го сигнала; Ul - амплитуда 1-го сигнала на входе г-й антенны, ср0, - начальная фаза 1-го сигнала, фаза фг определяется относительным положением 1-го источника по отношению к t-й антенне. Для линейной антенной решетки

Фг = (2 я/к) xt sin 9ц!,

где Xi - смещение г-й антенны относительно центра решетки радиолокационного измерителя, 0цг - угол прихода сигналов от 1-й цели. Здесь предполагается, что все п целей находятся на одной дальности.

Если считать частоту а, известной и одинаковой для всех п сигналов, то неизвестными величинами являются амплитуды Ub начальные фазы фш и угловые координаты 0Ц, источников (I = 1, 2, п). Для определения всех неизвестных необходимо решить систему М = 3 п независимых уравнений.

При некогерентных сигналах их начальные фазы можно не учитывать (из-за усреднения). Тогда для определения угловых координат 9цг и амплитуд требуется М == 2 п независимых уравнений вида

2 г/,е-,ф« = (8.1.1)

г = 1

Проблема определения неизвестных сводится по сути дела к воспроизведению распределения поля в раскрыве решетки по М = 2 п отсчетам.

Каждому пространственному распределению целей соответствует свое распределение поля в раскрыве решетки и своя диаграмма направленности, именуемая откликом радиолокационного измерителя.

Рассмотрим проблему разрешения двух источников Цги Ц2, сигналы которых имеют амплитуды и U2- Угловое положение источников характеризуется углами 0ц1 и 9ц2. Каждый из источников порождает в измерителе отклик/7). Для измерения четырех неизвестных антенная решетка должна иметь четыре элемента.

Пусть нормированный отклик радиолокатора на воздействие одиночного сигнала имеет вид

F (&) = si пел t) = sinnt>/nt),

(8.1.2)