Облучатели, модуляторы, сумматоры

В режиме приема отраженных сигналов антенна формирует четыре неподвижные диаграммы направленности, образующие при пересечении равносигнальное направление.

На облучателе с устройством сравнения осуществляется моноимпульсная обработка отраженного от объекта радиолокационного сигнала (рис. 3.44). Сигналы разностных, азимутального и угломестного каналов пропорциональны отклонению объекта от РСН. Направление отклонения определяет фазу разностного СВЧ - сигнала (0° или 180°) по отношению к суммарному сигналу.

Рис. 3.44. Облучатель.

Разностные сигналы с выходов устройства сравнения поступают на волноводный модулятор (рис. 3.45), на котором осуществляется их векторное сложение и модуляция результирующего сигнала по амплитуде частотой сканирования w_ск.

Рис. 3.45. Модулятор.

Сигналы U_Db и U_De подаются в круглый волновод модулятора через входы прямоугольных волноводов. Векторы электрических полей разностных сигналов U_Db и U_De повернуты в пространстве относительно друг друга на 90° за счет расположения входных волноводов модуля­тора.

В круглом волноводе будут распространяться независимо друг от друга две взаимно перпендикулярных по поляризации волны (два разностных сигнала).

На пути распространения разностных сигналов с амплитудами U_Db и U_De в круглом волноводе располагается секция с гетинаксовой пластиной, на которую нанесено поглощающее электромагнитную энергию покрытие. Пластина установлена параллельно широкой стенке прямоугольного волновода, который размещен в подвижной части мо­дулятора. Секция с поглощающей пластиной и прямоугольный волно­вод образуют жесткое соединение и вращаются вместе.

Векторное сложение разностных сигналов по каналам Db и De выполняется в соответствии с зависимостью

U_D = U_Db × sinj + U_De × cosj.

Физическая реализация данной операции осуществляется следующим образом.

Каждый из разностных сигналов, падая на поглощающую пластину, разлагается на две составляющие. Одна составляющая имеет вектор электрического поля, перпендикулярный плоскости пластины, а следовательно, перпендикулярный к широкой стенке прямоугольного волновода вращающейся части модулятора. Энергия этой составляющей свободно проходит в круглом волноводе с поглощающей пластиной и возбуждает электромагнитные колебания в прямоугольном волноводе.

Вторая составляющая имеет вектор электрического поля, совпадающий с плоскостью пластины, и существенно ослабляется в ее поглощающем слое. Прошедшая через секцию часть энергии этой составляющей имеет вектор электрического поля, параллельный широкой стенке прямоугольного волновода. Следовательно, она не может возбудить электромагнитные колебания в прямоугольном волноводе, отражается от его входа и ослабляется в поглощающем слое пластины.

При фиксированном положении подвижной части модулятора, которому соответствует некоторый угол поворота j, в прямоугольный волновод проходят составляющие разностных сигналов, перпендику­лярные плоскости пластины и равные соответственно U_Db×sinj и U_De×cosj (рис. 3.46).

Рис. 3.46. Принцип формирования результирующего сигнала.

Соответственно, в прямоугольный волновод поступает результи­рующий сигнал с амплитудой

U_D = U_Db × sinj + U_De × cosj.

При непрерывном вращении подвижной части модулятора с частотой w_ск одна из составляющих результирующего сигнала, соответствующая разностному сигналу канала Db облучателя, изменяется по закону sinj, другая составляющая, соответствующая разностному сигналу канала De облучателя, изменяется по закону cosj.

Передача промодулированного результирующего разностного сигнала на выход модулятора осуществляется с помощью двух коаксиально-волноводных переходов.

Таким образом, модулятор обеспечивает преобразование информации об угловом положении объекта, содержащейся в амплитуде и фазе высокочастотных разностных сигналов U_Db и U_De, в амплитуду и фазу низкочастотной огибающей последовательности радиоимпульсов. Амплитуда огибающей частоты сканирования пропорциональна суммарному (пространственному) отклонению объекта от РСН антенны РЛС, а фаза j характеризует направление отклонения объекта.

Результирующий разностный сигнал U_D с выхода модулятора, через ферритовый циркулятор с поглощающими нагрузками, и сигнал суммарного канала облучателя U_S с выхода ферритового циркулятора ПРИЕМ-ПЕРЕДАЧА подаются на входы волноводного сумматора.

Рис. 3.47. Сигналы на входах и выходах сумматора.

В качестве сумматора использован обычный щелевой мост со связью по узкой стенке. Он состоит из двух прямоугольных волноводов с общей узкой стенкой, в которой имеется окно связи определенной длины.

В одном выходном плече сумматора образуется полусумма сигналов U_D и U_S, а в другом -их полуразность. Поэтому огибающие выходных сигналов находятся в противофазе (рис. 3.47).

Вывод: Таким образом элементы АВС позволяют осуществлять деление входной мощности СВЧ колебаний в любом соотношении, амплитудно-разностную обработку сигналов и векторное сложение сигналов.