F(α) – характеристика направленности антенны.
Однако, по амплитуде Uc(α) принимаемого сигнала еще нельзя судить о направлении прихода сигнала и производить пеленгацию цели, так как амплитуда зависит от сомножителя Uco. Для отсчета угла по напряжению Uc(α) необходимо исключить зависимость от Uco.
Исключение влияния этого воздействия на результат измерения, при пеленгации методом РСН осуществляется выполнением операции нормирования сигнала.
Прием отраженного от цели сигнала ведется на две пересекающиеся диаграммы направленности. Для получения отсчета добиваются равенства сигналов Uc1 и Uc2.(рис. 3). Равенство принимаемых сигналов позволяет считать, что цель находится на равносигнальном направлении. Отсюда названия метода пеленгации – метод сравнения (частный случай метода сравнения - равносигнальный метод).
При методе сравнения используется разность двух сигналов, соответствующих двум одинаковым ДН. Антенная система СУ МР-123 (рис. 2) формирует на прием две сканирующие диаграммы направленности (рис. 3).
Принятые антенной сигналы подаются на суммирующее и вычитающие устройства, выполненные на щелевым мосте МЩ-1.
В результате вычитания на выходе антенны получаются сигналы (2):
Е1 = Uco*[Е∑ - ЕΔ]
Е2 = Uco*[Е∑ + ЕΔ] (2)
Далее сигналы с выхода разностного и суммарного каналов поступают в двухканальное приемное устройство. Математически эти сигналы описываются следующими выражениями (3):
U1(t) = 2/2Uco * (1 - m2cos2Ωt)*cosωнt;
U2(t) = 2/2Uco * (1 + mcosΩt)2*cosωнt, (3)
где Ω – частота сканирования;
ωн – частота магнетрона (несущая);
m – коэффициент модуляции;
Uco – амплитуда сигнала в РСН.
В приемном устройстве сигналы U1(t) и U2(t) преобразуются в сигналы промежуточной частоты, усиливаются, стробируются и подаются на амплитудный детектор.
После детектирования сигналы U1(t) и U2(t) в общем виде можно представить следующим образом (4):
U1(t) = 2/2К1*Uco * [1 - γm2cos2(Ωt + φ)];
U2(t) = 2/2К2*Uco * [1 + γm2cos2(Ωt + φ)]2, (4)
где, γ – коэффициент искажения огибающей за счет детектирования;
φ – сдвиг фазы огибающей за счет преобразования и детектирования.
Затем эти сигналы усиливаются и подаются на выход приемного устройства. С выхода приемного устройства усиленные видеосигналы двух каналов поступают на устройство выделения сигнала ошибки, где выполняется операция нормирования – деления разностного сигнала на суммарный.
На выходе схемы вычитания получаем сигнал, определяемый выражением (5):
U(α) = lnU2(t) – lnU1(t) = ln lnU2(t)/U1(t) = 2mcosωt……(5)
U(α) = 2mcosωt
Из формулы видно, что сигнал на выходе устройства ВСО зависит только от угла прихода сигнала и не зависит от флюктуаций отраженного сигнала. Операция нормирования также позволяет защитить систему от активных уводящих помех по направлению.
Далее сигнал проходит через резонансный усилитель и на выходе устройства ВСО получается сигнал ошибки переменного тока с частотой огибающей, равной 32 Гц, пропорциональный глубине модуляции и не зависящий от средней величины принимаемого сигнала Uрсн.
Для пелегации цели в двух плоскостях в СУ МР-123 применяется моноконическое сканирование луча антенны, на прием имеется две диаграммы направленности, которые вращаются (сканируют) вокруг равносигнального направления с частотой 32 Гц.
Автоматическое сопровождение цели по направлению производится путем сравнения отраженных сигналов принятых при четырех главных положениях луча: верхнем и нижнем, правом и левом. Сравнение сигналов в этих положения позволяет определить курсовой угол (КУ) и угол места (УМ) цели. Суть автоматического сопровождения заключается в том, что если антенна точно направлена на цель, то амплитуды принимаемых сигналов, при сканировании луча, в разностном и суммарных каналах будут немодулированными. Если же антенна будет смещена от цели, то сигналы в суммарном канале будут не модулированы, а в разностном канале будут промодулированы по амплитуде частотой сканирования (рис. 4).
Параметры огибающей позволяют определить величину и сторону отклонения цели от РСН: амплитуда показывает величину отклонения, а фаза огибающей – сторону отклонения.
Сформированное напряжение сигнала ошибки с устройства ВСО используется для формирования напряжений, управляющих силовыми приводами антенны по КУ и УМ. Разложение сигнала ошибки по составляющим производится в амплитудно-фазовых различителях схем управления приводами по КУ и УМ, куда в качестве опорных напряжений подаются напряжения генератора опорных напряжений (ГОН), сдвинутых друг относительно друга на 900.
Управляющие напряжения с фазовых различителей усиливаются по мощности с помощью ЭМУ и подаются на приводные электрические двигатели КУ и УМ, что позволяет осуществлять раздельное слежение за движением цели по каждой координате. Приводные двигатели поворачивают антенну в сторону уменьшения угла рассогласования между РСН и направлением на цель.