Фазові кутові моноімпульсні системи

1. Фазовий кутовий пеленгатор

У оглядових моноімпульсних системах із фазовою пеленгацiєю напрямок на ціль визначається порівнянням фаз сигналів, прийнятих двома рознесеними на відстань l антенами А1 і А2 (рис. 1). Оскільки відстань від цілі до антен значно більше базової відстані l між антенами, то прийняті від відповідача сигнали практично однакові за амплітудою, але різняться за фазою на Дш. Різниця фаз Дш визначається різницею відстаней DS від цілі до антен А1 і А2, де розмір DS є, у свою чергу, функцією кутового відхилення цілі DjЦ від РСН

.

Отже

,            (1)

де l – довжина хвилі сигналу відповіді.

Оскільки кути DjЦ зазвичай не перевищують двох-трьох градусів, то .

Звідси

або в градусах

.

На рис. 2 показані графіки цієї залежності для чотирьох випадків, коли відносні значення антенної бази l/l дорівнюють 5, 10, 20 і 40. Крутизна відповідних характеристик, тобто

дорівнює, відповідно, 31, 62, 124 і 248.

Таким чином, чим більше відносне рознесення антен А1 і А2, тим із більшою точністю можна визначати кутове положення цілі відносно РСН антени.

Здобуття інформації, яка міститься у різниці фаз прийнятих сигналів, провадиться за допомогою найпростішого кутового дискримінатора – фазового детектора (ФД). Якщо характеристика ФД описується виразом

,

де U – відносне значення амплітуди сигналу на його виході, а Dy – різниця фаз сигналів, що надходять до ФД, то вираз (1) прийме вигляд

   .                  (2)

Звідси

    .                  (3)

Відповідні графіки для чотирьох співвідношень l/l наведені на рис. 3.

Однозначне визначення DjЦ у функції амплітуди сигналу U на виході ФД можливе лише в тому випадку, коли різниця фаз сигналів Dy лежить у межах ±90°. Таким чином граничні однозначні значення кутів Dj°Ц ГРАН будуть згідно з рівнянням (1) визначатися виразом

.

Для зазначених вище співвідношень l/l (5, 10, 20 і 40) граничні значення кутових відхилень Dj°Ц ГРАН, що можуть бути визначені за допомогою фазового пеленгатора і ФД, складуть, відповідно, ±2,68°, ±1,48°, ±0,72° і ±0,36°, але з огляду на значне падіння на ділянках 0,8 < UВІДН < 0,9 і – 0,9 < UВІДН < – 0,8 (рис. 3) крутизни характеристик UВІДН = f(DjЦ) реальні граничні значення DjЦ орієнтовно дорівнюватимуть ±1,64°; ±0,41° і ±0,21°.

Розглянемо деякі питання практичної реалізації фазових пеленгаторів.

У фазовому пеленгаторі антенна система має сформувати дві ідентичні ДН, рівносигнальні напрямки яких строго паралельні, а фазові центри рознесені на відстань l відносно один одного. Ширина ДН кожної з антен A1 і A2 згідно з рекомендаціями ICAO не повинна перевищувати 3°. Ця вимога обумовлена необхідністю зменшення кількості ПС, що одночасно потрапляють у промінь антени, тобто відповідають одночасно на запити, передані ВРЛ. Крім того, з вузькими ДН антен радіолокаторів поліпшуються енергетичні показники їхніх передавачів.

У фазових пеленгаторах ДН можуть формуватися дзеркальними антенами або антенними ґратками. У випадку застосування дзеркальних антен виконати таку антену з одним відбивачем і двома рознесеними на достатньо велику відстань опромінювачами неможливо. ............