К фазовому детектору, кроме напряжения ошибки, подводится опорное напряжение, фаза которого с помощью опорных сигналов станции НН жестко связана с вращением диаграммы направленности передающей антенны станции управления (фиг. 4 в). Знак выходного напряжения фазового детектора определяется соотношением начальных фаз синусоидального напряжения ошибки и опорного напряжения.
Величина выходного напряжения фазового детектора U при определенном линейном отклонении ракеты от оси равносигнальной зоны r зависит от коэффициента К, равного отношению:
K=U/r
Чем больше этот коэффициент, тем больше напряжение выдается станцией НБ на автопилот при одном и том же отклонении r.
Линейное отклонение ракеты от равносигнальной зоны r связано с угловым отклонением ε следующей зависимостью (фиг. 5):
r=D sin ε
где D - дальность до ракеты от станции управления НН. Вследствие того, что угол ε мал, можно считать sin ε=ε и записать
r=D ε
Для того, чтобы сделать коэффициент передачи независимым от дальности D, в цепь включают специальное устройство-потенциометр дальности.
С помощью потенциометра дальности, амплитуда синусоидального напряжения ошибки, определяемой углом ε, увеличивается пропорционально линейному отклонению ракеты от оси равносигнальной зоны r. Это преобразование напряжения ошибки приводит к тому, что чувствительность аппаратуры управления к линейным отклонениям, становится одинаковой при нахождении ракеты в любой точке траектории, т.е. условия управления оказываются независимыми от дальности.
Для управления полетом ракеты наземная станция управления НН излучает сигналы в виде кодовых импульсных групп, имеющих частоту повторения Н Гц. Основная кодовая группа состоит из двух импульсов длительностью по 0.5. мксек с интервалом между ними в 2 мксек (фиг. 6). Эта группа импульсов называется ниже основной кодовой парой.
В момент времени, когда антенный луч станции НН при своем движении проходит положения, соответствующие фазе Ωt=90° и Ωt=270° (см. фиг. 3), к основной кодовой паре добавляется третий импульс длительностью 0.5 мксек. Интервал между первым и третьим импульсами кодовой группы при крайнем правом положении антенного луча (Ωt=90°) равен 5.5 мксек. При прохождении лучом крайнего левого положения (Ωt=270°) излучение третьего импульса задерживается на 7 мксек. относительно первого. Эти две посылки, состоящие из основной кодовой пары и дополнительного импульса, представляют собой опорные сигналы, с помощью которой на борту ракеты вырабатывается опорное напряжение.
Для передачи на ракету команды 2 станция НН излучает сигналы в виде трехимпульсных кодовых групп с частотой повторения Н Гц. Длительность каждого импульса сигнала команды 2 равна 0.5 мксек, а интервалы между импульсами зависят от номера установленного кода.
Предварительная команда 2А и исполнительная команда 2Б передаются с помощью двух серий импульсов по 20 трех импульсных кодовых групп в каждой. Серия импульсов, соответствующая команде 2Б. Передается через 80 периодов частоты Н Гц после окончания передачи команды 2А (фиг. 7).
Принятые на борту ракеты сигналы используются станцией НБ в соответствии с функциями выполняемыми отдельными каналами станции.
Элементы, составляющие эти каналы, конструктивно расположены в блоках, имеющих условные наименования НБ-1, НБ-2, ... НБ-9.
3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА СТАНЦИИ НБ.
Функциональная схема станции НБ приведена на рис. 8. Она включает в себя следующие каналы:
1. приема сигналов;
2. управления;
3. синхронизации;
4. формирования стробирующих импульсов;
5. передачи ответных сигналов;
6. формирования команды 2;
7. программное устройство.
3.1. Канал приема сигналов
Канал приема сигналов представляет собой приемное устройство супергетеродинного типа, предназначенное для приема радиосигналов станции НН и для преобразования их в виде импульсов. В состав канала входят:
· приемо-передающая антенна.
(Конструктивно оформлена в виде отдельного блока НБ-1)
· преселектор-смеситель, гетеродин, схема стабилизации частоты клистрона (СЧК) и предварительный усилитель промежуточной частоты (блок НБ-2).
· основной усилитель промежуточной частоты (УПЧ), демодулятор, схема автоматической регулировки усиления (АРУ), схема контроля СЧК и два видеотракта (блок НБ-3).
Принятые антенной радиосигналы преобразуются по частоте, усиливаются и подаются с выхода УПЧ:
· в цепь первого видеотракта, обеспечивающего работу канала управления. В этом видеотракте осуществляется детектирование импульсов промежуточной частоты и усиление видеотракта. Усилитель первого видеотракта имеет автоматическую регулировку усиления. Сигнал на выходе видеотракта представляет собой группы импульсов, модулированных по амплитуде с частотой вращения диаграммы направленности передающей антенны Т гц. Эти видеоимпульсы подаются в канал управления;
· в цепь второго видеотракта, обеспечивающего работу канала синхронизации и канала формирования команды 2. Сигнал на выходе видеотракта представляет собой кодовые группы видеоимпульсов с постоянной амплитудой. Амплитудная модуляция импульсов значительно ослабляется с помощью демодуляторов. Видеоимпульсы с выхода тракта подаются в канал синхронизации и в канал формирования команды 2;
· в цепь схемы контроля СЧК. Схема контроля СЧК состоит из отдельного каскада усиления промежуточной частоты, частотного детектора и видео усилителя. При изменении частоты клистрона изменяется промежуточная частота канала. В зависимости от этого частотный детектор выдает видеоимпульс, амплитуда и полярность которых характеризуют величину и сторону ухода промежуточной частоты от номинального значения. Видеоимпульсы после усиления просматриваются на экране осциллографа.
3.2. Канал управления
Канал управления предназначен для выделения управляющего напряжения из видеоимпульсов, выдаваемых каналом приема сигналов.
Входные элементы канала:
· детектор напряжения ошибки
· усилитель
(расположены в блоке НБ-3)
В них происходит детектирование видеоимпульсов для выделения их огибающей и усиление полученного синусоидального напряжения сигнала ошибок. Детектор напряжения сигнала ошибки выполняет также функции детектора АРУ сигнала ошибки. Все остальные элементы канала размещены в блоке НБ-3.
Фазирующая схема.
Включена после усилителя напряжения сигнала ошибки. Осуществляет сдвиг напряжения сигнала ошибки по фазе на 90°, а также компенсацию паразитных фазовых сдвигов, которые испытывают напряжение сигнала ошибки при прохождении по цепи сигнала НБ.
Сдвиг напряжения сигнала ошибки на 90° необходим в связи с тем, что опорное напряжение в станции НБ синхронизируется импульсами станции НН, которое излучаются при прохождении диаграммой направленности передающей антенны крайнего правого (Ωt=90°) и крайнего левого (Ωt=2700) положений. Поэтому при отклонении ракеты вправо или влево от равносигнальной зоны огибающая видеоимпульсов на выходе приемника будет отличаться по фазе от опорного напряжения на ±90°, и управляющее напряжение на выходе фазового детектора формироваться не будет.
Софазность или противофазность опорного напряжения и синусоидального напряжения сигнала ошибки для управления ракетой по курсу достигается в станции НБ за счет изменения фазы напряжения сигнала ошибки на 90° фазирующей схемой.
Потенциометр дальности.
Служит для увеличения коэффициента усиления канала пропорционального расстоянию, пройденному ракетой. Благодаря этому напряжение сигнала ошибки, выдаваемое станцией НБ, оказывается пропорциональным линейному отклонению ракеты от вертикальной плоскости, проходящей через цель и антенну станции НН.
С потенциометра дальности напряжение сигнала ошибки поступает на селективный усилитель, где благодаря узкой полосе пропускания, подавляются высшие гармоники частоты Т Гц.
Дальнейшее усиление напряжения сигнала ошибки производится усилителем-ограничителем и парафазным усилителем. Ограничитель введен в схему канала во избежание перегрузки последующих каскадов. Он осуществляет двухстороннее симметричное ограничение напряжения сигнала ошибки, если его амплитуда превысит определенный уровень.
Фазовый детектор.
Предназначен для формирования управляющего напряжения постоянного тока. К фазовому детектору подводится синусоидальное напряжение сигнала ошибки и опорное напряжение, представляющее собой напряжение прямоугольной формы, фаза которого жестко связана с положением диаграммы направленности антенны станции НН и не зависит от положения ракеты относительно равносигнальной зоны. Опорное напряжение выдается генератором опорного напряжения, синхронизируемого опорными сигналами станции НН.
На выходе фазового детектора после фильтра выделяется управляющее напряжение постоянного тока, величина и полярность которого характеризует величину и сторону отклонения ракеты от оси равносигнальной зоны. Это напряжения после усиления подается в канал курса автопилота для управления ракетой.
3.3 Канал синхронизации.
Канал синхронизации объединяет в себе ряд схем, предназначенных для формирования синхронизирующих импульсов, с помощью которых достигается согласование работы отдельных узлов станции во времени. Все элементы канала размещены в блоке НБ-5.
В состав канала синхронизации входят:
· дешифратор основной кодовой пары. Эта схема преобразует основную кодовую пару в одиночный импульс, который используется для формирования всех синхронизирующих импульсов;
