Принцип вимірювання дальності до цілі і до ракети.

 

Визначення дальності до цілі засноване на постійності швидкості і прямолінійності розповсюдження радіохвиль. Час розповсюдження радіохвиль від координатора цілі і назад (час затримки) пов'язано з дальністю до цілі співвідношенням:

,

де - швидкість світла.

В імпульсних радіотехнічних координаторах цілі (ракети) час затримки є часом між моментом випромінювання зондуючого імпульсу і моментом приходу „ехо-імпульса” цілі. Він надзвичайно малий і прямим способом його виміряти неможливо.

Використовують непрямі способи: метод індикаторів, метод рахункових імпульсів і фазометрический метод.

Метод індикаторів припускає наявність в КЦ індикатора дальності на електронно-променевій трубці. Розгортка індикатора запускається імпульсом нульової дальності (), за часом співпадаючим з моментом випромінювання зондуючого імпульсу (Мал. 64). Розгортка пов'язана із шкалою дальності.

Одночасно із запуском розгортки індикатора система вимірювання дальності формує і подає на індикатор рухомий імпульс дальності (). Це – вимірювальний імпульс. На розгортці індикатора він спостерігається у вигляді прямокутного імпульсу. На індикатор надходить також „ехо-імпульс” цілі.

Вочевидь, спостерігаючи картину на індикаторі, за допомогою штурвалу дальності пересуває так, щоб „ехо-імпульс” цілі опинився на ньому, як на п'єдесталі. При цьому оператор з шкали дальності знімає величину дальності до цілі.

Метод лічильних (рос. - счетных) імпульсів припускає заповнення часового інтервалу каліброваними стабільними лічильними імпульсами частоти („сч” від рос. счетные). Період проходження їх відповідає зміні дальності на величину . Очевидно, що

 

.

 

Тоді дальність до цілі може бути визначена за формулою:

 

 

 

де – кількість лічильних імпульсів в інтервалі (Мал. 65).

Для підрахунку числа імпульсів найчастіше використовують інтегратори, що працюють як лічильники. Метод лічильних імпульсів лежить в основі побудови цифрових систем вимірювання дальності ().

Очевидно, точність вимірювання дальності за цим методом залежить від величины . Чим більше , тим точніше можна визначити дальність. Наприклад, в в вибрано . При цьому

 

.

 

Мал. 64. Пояснення методу індикатору.

 

Мал. 65. Пояснення методу лічильних імпульсів

 

Фазометричний метод. При цьому методі одночасно з випромінюванням в простір зондуючого імпульсу запускається генератор стабільних синусоїдальних коливань. Він генерує опорне гармонійне коливання з постійним періодом , тобто частотою (Мал. 66).

 

Мал. 66. Пояснення фазометричного методу.

 

Одночасно запускається фазообертач, який вимірює зміну фази опорного коливання до моменту приходу ехо-імпульсу цілі (у градусах).

В цьому випадку дальність до цілі може бути розрахована за наступними формулами:

 

; ; .

 

Наприклад, при F=150 кГц (в ):

 

.

 

Всі три методи застосовуються в радіолокаційних станціях ЗК БД и МД ППО СВ.

 

Типова функціональна схема системи вимірювання дальності (СВД) цілі за допомогою індикатора

 

 

Схема наведена на Мал. 67.

На схемі позначено:

ГПН – генератор пилкоподібної напруги;

– резистор затримки;

– напруга керування;

– імпульс запуску;

– імпульс нульової дальності;

– оператор ручного супроводу.

 

Мал. 67. Типова схема СВД за допомогою індикатора.

 

На Мал. 68 наведені часові діаграми напруги, що пояснюють роботу схеми.

Імпульс нульової дальності ІНД (Мал. 68 а) запускає розгортку індикатора дальності і генератор пилкоподібної напруги. Пилкоподібна напруга поступає на схему порівняння. На другий вхід цієї схеми поступає постійна напруга керування із змінного резистору затримки (Мал. 68 б). У момент співпадіння цих напруг формується імпульс запуску () (Мал. 68 в) генератора . Сформований поступає на індикатор дальності. Сюди ж надходить і „ехо-імпульс” цілі.

Оператор , спостерігаючи картину на індикаторі, за допомогою штурвалу дальності змінює величину резистору затримки, а значить і напругу керування, і переміщає так, щоб підвести його під імпульс Ц.

 

Мал. 68. Часові діаграми напруг, що пояснюють роботу схеми Мал. 67.

 

Дана схема реалізована в ССЦ ЗРК "Оса" в режимі ручного супроводу цілі по дальності.

 

Принципи побудови автодальномірів КЦ (КР)

Автодальноміри призначені для автоматичного супроводу цілі по дальності.

Режим автоматичного супроводу "АС" вмикається натисканням кнопки "АС" після поєднання з „ехо-сигналом” цілі на індикаторі дальності в режимі "РС". В цьому випадку в ідеалі енергетичний центр „ехо-сигналу” цілі буде суміщений з серединою . В автодальномірі розділяють на два симетричних і однакових напівстроби супроводу.

При зміні дальності до цілі виникатиме часове розузгодження між енергетичним центром „ехо-імпульсу” цілі і серединою напівстробів супроводу. Тому при супроводі цілі по дальності треба постійно пересувати напівстроби супроводу так, щоб їх середина співпадала з енергетичним центром „ехо-імпульсів” цілі.

При цьому реалізується наступний алгоритм визначення дальності до цілі:

 

.

 

Т.ч., автодальномір це слідкуюча система. Для вимірювання часового розузгодження і створення сигналу помилки застосовуються часові дискримінатори. Виконавчим пристроєм є двигун, об'єктом управління – рухомі напівстроби супроводу.

Принцип формування сигналу помилки ілюструється Мал. 69. На Мал. 69 а) показаний випадок, коли часове розузгодження відсутнє. Він має місце у момент переходу з режиму РС в режим АС цілі по дальності. Сигнал помилки – напруга на виході часового дискримінатора – відсутня. На Мал. 69 б) часове розузгодження вже має місце. Тому на виході часового дискримінатора вже буде сигнал помилки .

Типова функціональна схема аналогового автодальноміра представлена на Мал. 70. У основі її лежить типова схема СВД, яка була розглянута в п. 5.5.2. Функції оператора РС в автодальномірі виконує двигун.

Імпульс нульової дальності ІНД запускає ГПН, який формує пилкоподібну напругу. Ця напруга надходить до схеми порівняння, куди одночасно надходить і напруга керування з потенціометра затримки. Вимірювальний імпульс з виходу схеми порівняння запускає генератор рухомих напівстробів супроводу. Середина їх при натисканні кнопки"АС" співпадатиме з енергетичним центром „ехо-імпульсу” цілі.

 

Мал. 69. Виникнення сигналу помилки автодальномірі.

 

Мал. 70. Типова схема аналогового автодальноміру.

 

При зміні дальності до цілі „ехо-імпульс” цілі змінить своє часове положення. Виникне часове розузгодження його положення з серединою напівстробів. Часовий дискримінатор сформує сигнал помилки . Після посилення цей сигнал надходить до двигуна. Відпрацьовуючи його, двигун змінить положення повзуна потенціометра затримки. Зміняться величина напруги керування, часове положення імпульсу запуску ІЗ, а, отже, і стробів супроводу.

Так відбувається процес автоматичного супроводу цілі по дальності.

Схема аналогового автодальноміра реалізована в ССЦ і СВР ЗРК "Оса".