Курсовая работа: Система автосопровождения источника сигнала по направлению

Отношение сигнал/шум: q² _max = 10.

Переходный режим: 10 º/с.

Граница апертуры: Q=2º.

Задание

Рассчитать:

1. Номинальное значение петлевого усиления из условий:

а). Динамическая ошибка в стационарном режиме не превышает 5% полуапертуры при полиномиальном воздействии.

б). Амплитуда ошибки слежения в стационарном режиме при действии эквивалентной синусоиды с заданными максимальными значениями скорости и ускорения воздействия не превышает указанного выше значения.

в). Максимальное значение ошибки в переходном режиме при скачке скорости воздействия не превышает 50% полуапертуры.

2. Параметры сглаживающей цепи из условий:

а). Запас устойчивости по фазе не менее 30%.

б). СКО ошибки слежения, вызванной действием помехи с заданным значением , не превышает 20% полуапертуры.

1. Общая характеристика системы

Системы автоматического слежения за направлением прихода радиосигнала широко используются в радиолокации, радионавигации, радиоуправлении для измерения угловых координат источника сигнала

Функциональная схема системы углового сопровождения показана на рис. 1.

Рис.1. Функциональная схема АСН

В ее состав входят: пеленгационное устройство, фильтр (ФНЧ), усилитель (У) и исполнительное устройство (ИУ).

Пеленгационное устройство, играющее роль углового дискриминатора, состоит из антенны и приемника, в котором проводится обработка принятого радиосигнала. При отклонении источника сигнала (ИС) от некоторого направления РН, называемого равносигнальным направлением антенны, на выходе пеленгационного устройства появляется напряжение , зависящее от величины и знака этого отклонения. Напряжение далее фильтруется, усиливается и воздействует на исполнительное устройство. Исполнительное устройство изменяет положение антенны или состояние ее отдельных элементов так, что равносигнальное направление антенны смещается в пространстве и исходное угловое рассогласование между ним и направлением на источник сигнала уменьшается.

Угловое положение источника сигнала в пространстве обычно оценивается углами и , отсчитываемыми в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: горизонтальной и вертикальной. В этих же плоскостях измеряется угловое рассогласование между равносигнальным направлением антенны и направлением на источник сигнала и осуществляется управление положением антенны.

Важным звеном системы углового сопровождения является пеленгатор. На практике находят применение двух типов: с одновременным и с последовательным сравнением сигналов. Более высокую точность измерения позволяют получить пеленгаторы первого типа, называемые также моноимпульсными пеленгаторами.

К пеленгаторам второго типа относятся пеленгаторы с коническим сканированием и с переключением диаграммы направленности.

В курсовой работе рассматривается АСН с пеленгатором с коническим сканированием. Рассмотрим принцип его работы.

Функциональная схема пеленгатора с коническим сканированием показана на рис. 2.

Рис.2. Функциональная схема пеленгатора с коническим сканированием

Этот пеленгатор, являющийся одним из вариантов пеленгатора с последовательным сравнением сигналов, работает следующим образом. Двигатель (Дв) вращает с круговой частотой облучатель антенны, смещенный относительно фокальной оси, обеспечивая тем самым сканирование диаграммы направленности антенны в пространстве. Направление максимума диаграммы при сканировании образует круговой конус, ось которого является равносигнальным направлением антенны. При отклонении источника сигнала от равносигнального направления радиосигнал на выходе антенны приобретает амплитудную модуляцию с частотой сканирования. Глубина модуляции определяется величиной отклонения, а фаза - направлением отклонения.

Сигнал с выхода антенны в приемнике преобразуется по частоте, усиливается в УПЧ, охваченном инерционной системой АРУ, и детектируется. Выделенная детектором Д огибающая амплитудно-модулированного радиосигнала фильтруется и усиливается в избирательном усилителе сигнала ошибки УСО, настроенном на частоту сканирования. Затем она поступает на амплитудно-фазовые детекторы АФД1 и АФД2 азимута и угла места, где перемножается с опорными колебаниями и , которые вырабатываются генератором опорных напряжений ГОН и синхронизированы со сканированием диаграммы направленности антенны. В результате перемножения на выходах амплитудно-фазовых детекторов формируются напряжения, пропорциональные отклонению источника сигнала от равносигнального направления по азимуту и углу места. Эти напряжения, являющиеся выходными напряжениями пеленгатора, после усиления и фильтрации используются для управления положением равносигнального направления антенны.

Достоинством пеленгаторов этого типа является сравнительная простота.

Недостатком пеленгатора с коническим сканированием, по сравнению с моноимпульсным, является меньшая точность, что обусловлено его чувствительностью к амплитудным флуктуациям сигнала и некоторыми другими факторами.

2. Выбор номинального значения петлевого усиления

Расчёт петлевого коэффициента передачи выполняем исходя из трёх условий: