Система измерения дальности РЛС

Система измерения дальности (дальномер) РЛС предназначена для измерения дальности до выбранной цели, информация о которой используется в счетно-решающих устройствах систем наведения летательных аппаратов, навигационных комплексах и др.

Принцип работы дальномера базируется на измерении сдвига между зондирующими импульсами, следуемыми через интервал времени T, и импульсами, отраженными от цели. Отраженные от цели импульсы искажены шумами, поэтому непосредственное измерение дальности по времени задержки связано с большими ошибками. Для повышения точности измерения в дальномере формируются следящие импульсы, временное положение которых относительно зондирующих импульсов оказывается пропорциональным дальности до цели и незначительно зависит от шумов.

Функциональная схема дальномера (рис. 2.17) содержит временной дискриминатор (ВД), экстраполятор, фильтр нижних частот, временной модулятор (ВМ) и генератор импульсов (ГИ).

Рис. 2.17 - Функциональная схема дальномера импульсной РЛС

В режиме измерения дальности отраженный от цели импульс (ОИ) через приемник поступает на первый вход ВД, на второй вход ВД с ГИ подаются два следующих друг за другом следящих импульса. Во временном дискриминаторе вырабатывается напряжение, пропорциональное рассогласованию временного положения отраженного импульса относительно оси симметрии следящих импульсов:

, (2.23)

где Dt – рассогласование по времени между отраженным и следящими импульсами; t_R = 2 R/c – время задержки отраженного импульса относительно зондирующего; t_и – время задержки следящих импульсов; R – измеряемая дальность; c – скорость света.

Если временное рассогласование Dt не равно нулю, то во временном дискриминаторе вырабатываются два импульса, длительности которых определяются

(2.24)

Импульсы эпюры напряжений ВД приведены на рис. 2.18, длительностями t₁ и t₂ детектируются, разность полученных напряжений является выходным напряжением временного дискриминатора u_д. На каждом периоде измерения дальности напряжение с выхода временного дискриминатора фиксируется экстраполятором и сбрасывается до нуля перед приходом следующей пары импульсов. Напряжение с Э через ФНЧ подается на временной модулятор, который зондирующим импульсом (ЗИ), задержанным на время, пропорциональное сигналу с ФНЧ, запускает ГИ, который формирует два следящих импульса. Таким образом, образуется замкнутый контур, в котором рассогласование сводится к минимальному значению, определяющему ошибку измерения дальности. Для повышения точности работы в ФНЧ дальномера включают интегратор, при этом рассогласование Dt при измерении постоянного значения дальности сводится к нулю, а напряжение на выходе ФНЧ в установившемся режиме пропорционально измеряемой дальности

,

(2.25)

где k_ВМ – коэффициент передачи временного модулятора.

Рис. 2.18 - Эпюры напряжений временного дискриминатора

Для повышения точности измерения дальности включают два интегратора. В такой системе ошибка измерения дальности при измерении расстоянии до цели по линейному закону равна нулю. При этом следует знать, что информация об измеряемой дальности может быть получена в дискретные моменты времени, отстоящие на период повторения, поэтому рассмотренный дальномер относится к классу импульсных систем РА (рис. 2.19).

Рис. 2.19 - Структурная схема дальномера

Для обеспечения работы в импульсном режиме в структурную схему дальномера включен дискретизатор (ключ). Звено с характеристикой F(e) соответствует временному дискриминатору (вид этой характеристики зависит от отношения сигнал/шум и длительности импульсов); n(t) – случайная помеха, ухудшающая качество работы дальномера.