Материал: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие]

равносипнальной зоны, которая образуется при коническом развер­ тывании луча в пространстве.

- r rf L "11г;rpbjr-п-тг|Тп JтГг7|

Рис. 2.234. Отраженные сигналы на входе и выходе селектор­ ного каскада (зондирующие импульсы не показаны, масштаб не выдержан)

специального селекторного каскада. Селекторным каскадом может быть каскад УПЧ или видеоусилителя. Нормально он заперт и от­ крывается только на малый промежуток времени, когда ожидается «приход» сигнала от сопровождаемой цели. Селекторный каскад открывается специальным селекторным импульсом, время появле­ ния которого (после импульса передатчика) может изменяться по желанию оператора радиолокационной станции. Оказанное пояс­ няется рис. 2.234. На верхнем графике показаны отраженные им­ пульсы от трех целей, действующие на входе селекторного каскада (радиоимпульсы или видеоимпульсы). Импульсы от сопровождае­ мой цели заштрихованы. На втором графике изображены селектор­ ные импульсы. Их длительность обычно в два — три раза больше длительности пеленгируемых импульсов. На третьем графике пока­ заны сигналы, действующие на выходе селекторного каскада. Они промодулированы по синусоидальному закону. Частота модуляции имеет порядок десятков герц. Следовательно, период огибающей выделяемых видеоимпульсов измеряется сотыми долями секунды. На нижнем графике показано напряжение на выходе системы АРУ

477

§15. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПОДСТРОЙКА ЧАСТОТЫ

1.Назначение автоматической подстройки частоты

врадиолокационных приемниках

Большинство радиолокационных станций работает в диапазоне сантиметровых волн. Источниками высокочастотных колебаний в этом диапазоне являются многорезонаторные магнетроны (в пере­ датчиках) и отражательные клистроны (в приемниках). Частота колебаний, генерируемых магнетроном или клистроном, не являет­ ся строго стабильной. Она изменяется в процессе работы радиоло­ кационной станции в силу различных причин.

Основными причинами нестабильности частоты магнетронного генератора являются: изменение объема резонаторов при измене­ нии температуры магнетрона; изменение нагрузки на магнетрон, происходящее при вращении антенны радиолокационной станции (за счет изменения величины и характера сопротивлений во вра­ щающихся сочленениях); изменение величины питающих напря­ жений.

В результате этих причин частота колебаний, генерируемых в магнетроне, может изменяться от своего номинального значения примерно в таких пределах:

Основными причинами нестабильности частоты колебаний, гене­ рируемых отражательным клистроном, являются изменение вели­ чины питающих напряжений и изменение объема резонатора кли­ строна.

Частота колебаний, возникающих в .клистроне, очень сильно за­ висит от напряжения на его отражателе. В десятисантиметровом клистроне изменение потенциала отражателя на один вольт вызы­ вает изменение частоты генерируемых колебаний на сотни кило­ герц. Если питание такого клистрона осуществляется от стабили­ зированного выпрямителя, то уход частоты от номинального зна­ чения (за счет температурного изменения объема резонатора и не­ больших колебаний напряжения на электродах) может быть по­ рядка 2—3 Мгц.

При указанных величинах возможного ухода частоты магнетро­ на и клистрона на волне 10 см максимальное отклонение промежу­

приемника, а форма усиливаемых радиоимпульсов будет значитель­ но искажаться (рис. 2.236).

Поддержание промежуточной частоты приемника вблизи номи­ нального значения обычно достигается применением системы авто­

479

В первом случае изменение частоты магнетрона сопровождает­ ся одновременным изменением частоты клистрона так, что разность этих частот остается практически неизменной. Система разностной АПЧ требует для своей работы регулярного воздействия радиоим­ пульсов, создаваемых магнетроном. Поэтому она может применять­ ся только в том случае, когда передатчик и приемник станции на­ ходятся в непосредственной близости.

6

Рис. 2.236. Расположение частотного спектра радиоимпульсов про­ межуточной частоты относительно частотной характеристики УПЧ:

а — когда промежуточная частота приемника равна своему номинальному значению; б — когда промежуточная частота приемника выше номинального

значения

Во втором случае частота клистронного гетеродина приемника не зависит от частоты принимаемых колебаний. Она остается все время стабильной. В этом случае постоянство промежуточной ча­ стоты достигается мерами стабилизации частоты передатчика. Если же частота принимаемых сигналов не остается постоянной, то воз­ можные изменения промежуточной частоты приемника учитывают путем расширения его полосы пропускания. Система абсолютной АПЧ применяется в тех случаях, когда передатчик полезных сиг­ налов находится вдали от приемника, а также в радиолокационных станциях с селекцией движущихся целей.

2.Схема разностной системы АПЧ

Врадиолокационных приемниках применяются различные раз­ ностные системы АПЧ. Одна из распространенных разностных схем АПЧ изображена на рис. 2.237. В нее входят: смеситель, усилитель

480

напряжения промежуточной частоты (обычно не более трех каска­ дов), частотный дискриминатор, видеоусилитель (обычно один кас­ кад), управляющая схема.

Из схемы видно, что часть энергии мощных высокочастотных радиоимпульсов, генерируемых в магнетроне радиолокационной станции, поступает через ослабитель мощности на смеситель систе­ мы АПЧ. В результате действия ослабителя мощность зондирую­ щих импульсов на входе смесителя оказывается порядка 1 мет, в то время как на входе ослабителя она доходит до тысячи киловатт.

Конструкция ослабителя может быть различной. Сравнительно ча­ сто им является отрезок цилиндрического предельного волновода или коаксиального кабеля с большим затуханием.

Смеситель системы АПЧ конструктивно мало отличается от сме­ сителя основного канала приемника. Принцип действия обоих сме­ сителей одинаков.

От клистронного гетеродина приемника высокочастотные коле­ бания поступают на оба смесителя. Мощность этих колебаний бы­ вает порядка 0,5 мет. Частота колебаний клистрона отличается от частоты колебаний магнетрона на величину промежуточной часто­ ты приемника.

Нагрузкой смесителя системы АПЧ служит входной контур уси­ лителя напряжения промежуточной частоты. На этом контуре соз­ даются радиоимпульсы промежуточной частоты. Радиоимпульсы, усиливаются и поступают на вход частотного дискриминатора. Его схема может быть такой же, как в приемнике частотно-модулиро-