Основы построения и принципы систем радиолокации (стр. 4 из 5)
Управляющее напряжение поступает на усилитель следящей системы канала и после усиления по мощности в виде напряжения U1 подается на стабилизирующий двигатель СД. Исполнительные двигатели каналов через редукторы управляют положением головки антенны одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. В результате антенна при возникновении сигнала ошибки перемещается по азимуту и наклону до совмещения равносигнального направления с направлением на объект. Поскольку объект, например самолет, непрерывно перемещается, система следит, непрерывно поворачивая антенну на некоторый угол.
Следящая система управления антенной в радиолокационной станции автоматического сопровождения по направлению — двухканальная связанная. Управление положением антенны производится раздельно по двум каналам. Система имеет общие для двух каналов сигнал ошибки и выход (положение антенны).
Электроавтоматическая часть станций автоматического сопровождения по направлению — одна из наиболее сложных и совершенных. Кроме электроавтоматики, связанной непосредственно с управлением антенны по угловым координатам, станции такого типа имеют системы, обеспечивающие автоматическое регулирование частоты сканирования диаграммы направленности, автоматического сопровождения по дальности АСД и вычислительные устройства
Естественные флуктуации амплитуды отраженного сигнала проявляются в СИН как эквивалентные флуктуации углового положения цели. Возникающие таким образом модуляционные погрешности снижают точность измерителя. Преднамеренная активная помеха, модулированная по амплитуде с частотой сканирования ї, может полностью нарушить работоспособность одноканального СИН. Существуют также другие специфические факторы, снижающие точность СИН с коническим сканированием. Однако, несмотря на отмеченные недостатки, одноканальные СИН имеют достаточно широкое распространение. В частности, они применяются в пассивных радиолокационных головках самонаведения ракет. Для таких, безвозвратно теряемых при практическом использовании устройств простота аппаратуры и хорошие экономические показатели одноканальных СИН имеют первостепенное значение. Решению проблемы помехозащищенности в этом случае способствует скрытность работы пассивных бортовых РЛС.
Рассмотрим временные диаграммы преобразования радиосигнала РЛС на примере, предложенном на рисунке ниже (Цель находится точно над точкой равносигнального состояния.)
6. Фазовый детектор
Фазовым детектором (ФД) называется устройство, напряжение на выходе которого зависит от разности фаз двух сравниваемых напряжений одной частоты или очень близких частот.
ФД применяется в широком диапазоне частот от нескольких десятков Гц до десятков МГц.
Электрическая схема ФД показана на рисунке 5.
Рисунок 5 - Электрическая схема фазового детектора
Напряжение на диоде VD1 равно
, а на диоде VD2 
.Напряжение на выходе ФД пропорционально (приблизительно равно) разности модулей напряжений U1 и U2:
Выходное напряжение зависит от разности фаз напряжений U1 и UII. На рисунке 6 показана диаграмма напряжений, когда фазовый сдвиг между U1 и UII равен нулю.
Векторная диаграмма напряжений U1 и U2 при фазовом сдвиге между U1 и UII, равном 90○, показана на рисунке 7. В этом случае выходное напряжение равно нулю.
Рисунок 6 - Векторная диаграмма напряжений в фазовом детекторе при фазовом сдвиге между сравниваемыми напряжениями, равно нулю
Рисунок 7 - Векторная диаграмма напряжений в фазовом детекторе при фазовом сдвиге, равно 90○
Зависимость выходного напряжения uвых от фазового сдвига
между сигнальным и «опорным» напряжениями показана на рисунке 8. 
Рисунок 8 - Зависимость выходного напряжения фазового детектора от фазового сдвига между входными напряжениями
Эта зависимость имеет вид
(6)Если UI = UII = U, то
(7)Пусть одно из напряжений UI, UII меньше другого в несколько раз. Тогда, обозначая меньшее из двух напряжений U, из формулы (6) получаем
(8)В качестве ФД можно использовать схему дифференциального усилителя, в котором опорное напряжение подается на базу или затвор транзистора, являющегося генератором стабильного тока. Напряжение, фаза которого сравнивается с опорным напряжением, подается на один из дифференциальных входов, а второй дифференциальный вход заземляется, либо сравниваемое напряжение подается на оба дифференциальных входа в противофазе.
Приращение коллекторного тока одного плеча дифференциального усилителя имеет вид
(9)где,
I0 - ток генератора стабильного тока;
uД - напряжение на дифференциальном входе относительно земли или разность напряжений на двух дифференциальных входах;
UТ - тепловой потенциал транзистора, равный при комнатной температуре примерно 25 мВ.
При uД < UТ:
(10) 
(11)Пусть
(12) 
(13)Тогда
(14)Приращение постоянной составляющей коллекторного тока
(15)Следовательно, дифференциальный усилитель в этом случае выполняет роль ФД. Приращение постоянной составляющей коллекторного тока создает приращение постоянной составляющей коллекторного напряжения, пропорциональное амплитуде сигнала на дифференциальных входах и косинусу сдвига фаз между напряжением сигнала и опорным напряжением, приложенным к входу генератора стабильного тока.
Разность напряжений между коллекторами пропорциональна разности приращения коллекторных токов:
(16)Чтобы убрать высокочастотные составляющие, на выходе применяют фильтр нижних частот.
7. Смеситель
Смеситель (См) является нелинейным элементом и служит для преобразования принятого сигнала в другой, более удобный для усиления и обеспечения хорошей избирательности.
Электрическая схема простейшего См показана на рисунке 9.
Рисунок 9 - Электрическая схема смесителя
Преобразование состоит в изменении частоты несущей при сохранении закона модуляции сигнала. На рисунке 10 показан входной сигнал См с несущей частотой fc и гармоническим законом модуляции с частотой F. Спектр этого сигнала будет иметь вид, изображенный на рисунке 11.
Рисунок 10 - Входной сигнал смесителя с несущей частотой fc и гармоническим законом модуляции с частотой F