Амплитудные методы пеленгации

Амплитудные методы пеленгации основаны на использовании направленных свойств антенн.

При использовании остронаправленной антенны амплитуда отраженного от цели сигнала на выходе приемника зависит от направления диаграммы направленности на цель (пеленг цели). Диаграмма направленности антенны – это графическое изображение зависимости мощности, излучаемой передающей системой или ЭДС (либо токов), наводимых в приёмной антенне, от направления.

В зависимости от способа измерения рассогласования Da амплитудные пеленгаторы бывают одноканальными и многоканальными.

В одноканальном пеленгаторе имеется один приёмно-антенный канал и формируется одна ДНА, максимум которой либо совпадает с осью антенны, либо смещён с оси антенны.

Известны следующие одноканальные методы пеленгации:

- метод максимума;

- метод минимума;

- метод сравнения амплитуд.

При пеленгации по методу максимума направление на цель определяется по максимуму сигнала принимаемого от цели.

Рис 3.17. Определение угла координат цели методом максимума.

Этот метод используется при круговом вращении антенны или качании её в некотором секторе пространства. Для реализации метода применяют узконаправленные антенны, ширина диаграммы направленности которых составляет доли или единицы градусов.

Достоинства метода: простота технической реализации и большое отношение сигнал/шум в момент измерения. Поэтому метод максимума широко используется в РЛС обнаружения.

Недостатки метода: относительно низкая точность пеленгации.

При методе минимума антенна формирует две диаграммы направленности, максимумы которых разнесены относительно друг друга некоторый угол. Для этого достаточно иметь одну антенну с двумя облучателями.

Рис. 3.18. Определение угла координат цели методом минимума.

Вращая антенну и анализируя зависимость амплитуды сигнала от цели, определяют её пеленг в тот момент, когда сигнал минимален.

Достоинство метода состоит в высокой точности измерения направления на цель.

Однако преимущественным недостатком метода минимума является то, что в момент измерения амплитуда сигнала близка к нулю. Следовательно, метод обладает низкой помехоустойчивостью. Метод минимума находит применение в системах радионавигации. В радиолокации распространения не получил.

При методе сравнения амплитуд (методе равносигнального направления), для определения направления на цель, антенна создаёт направление равных сигналов – равносигнальное направление (РСН), образуемое двумя диаграммами направленности.

Рис. 3.19. Метод равносигнального направления.

При нахождении цели на РСН сигналы, принимаемые лучами антенны А₁ и А₂, будут равны (рис. Da = 0).

Если цель отклонится от РСН на некоторый угол Da, амплитуды сигналов будут разными (рис. Da ¹ 0).

Метод сравнения широко применяется в следящих пеленгаторах. На практике нашли применение одноканальные пеленгаторы с коническим сканированием ДНА, обеспечивающие автосопровождение цели в двух плоскостях. В таком пеленгаторе ДНА, смещенная с РСН на угол Da, вращается с небольшой частотой w (несколько десятков Герц). При этом направление максимума ДНА при каждом обороте описывает конусную поверхность, что и определяет название метода.

Рис. 3.20. Метод конического сканирования.

При нахождении цели на РСН (в точке О) сигналы на выходе приёмника РЛС имеют постоянную амплитуду. При наличии рассогласования Da выходные сигналы приёмника промодулированы по амплитуде за счет сканирования ДНА. Глубина модуляции зависит от величины рассогласования Da. Фаза огибающей определяется направлением рассогласования.

j = arctg(De / Db).

Тогда огибающая(сигнал ошибки) имеет вид:

U(t) = U₀ m cos (w t - j),

где: m=U_m/U₀ - коэффициент модуляции.

Отсчет фазы j модуляции осуществляется относительно напряжения, вырабатываемого специальным генератором опорного напряжения.

Рис. 3.21. Виды отраженных сигналов.

Достоинством метода конического сканирования является его простота (наличие одного приёмного канала). Поэтому метод широко применяется в РЛС сопровождения целей и ракет.

Недостатком методаявляется зависимость сигнала ошибки от амплитуды радиолокационного сигнала, снижающая точность пеленгации. Кроме того, пеленгатору с коническим сканированием легко можно создать угловую ответную помеху. Такая помеха вызывает ложный сигнал ошибки, приводящий к срыву сопровождения.