Усилительно-преобразовательные элементы (см. рис. 4.5) в свой состав включают:
схему управления;
избирательный усилитель;
амплитудный детектор с фильтром;
нелинейный элемент;
фазовращатель;
избирательный усилитель огибающей.
Схема управления представляет собой двухвходовую схему "И", на один вход которой поступает импульсный сигнал с усилителя с АРУ, а на второй – пропускающий строб со схемы переключения.
Избирательный усилитель предназначен для усиления импульсного сигнала таким образом, чтобы обеспечить требуемую зависимость амплитуды первой гармоники сигнала на выходе амплитудного детектора от ошибки рассогласования (U1.= f()). При этом выбор полосы пропускания и резонансной частоты производится с учетом заданных характеристик пятна рассеяния изображения цели в плоскости ФП ОК, формы маски ФП и частотных характеристик тракта обработки сигнала до усилителя. Характеристики избирательного усилителя оптимизируются с учетом действия шума и фона.
Амплитудный детектор предназначен для выделения первой гармоники импульсного сигнала, амплитуда которой обратно пропорциональна длительности импульса. Фильтр амплитудного детектора обеспечивает предварительную фильтрацию гармонического сигнала с амплитудного детектора.
Нелинейный элемент производит при необходимости корректировку зависимости, формируемой избирательным усилителем.
Фазовращатель предназначен для компенсации запаздывания сигнала в электронном блоке.
Избирательный усилитель производит дополнительную фильтрацию сигнала в целях выделения его первой гармоники, следующей на частоте вращения ротора гироскопа. Полоса пропускания этого усилителя выбрана достаточно широкой для обеспечения требуемого быстродействия СКЦ.
Усилитель коррекции предназначен для усиления синусоидального сигнала с усилителя огибающей по мощности, что необходимо для осуществления коррекции положения ротора гироскопа с требуемой скоростью. Нагрузкой усилителя служит катушка коррекции и последовательно соединенные с ней активные резисторы, сигнал с которых поступает в УВК.
Схема ближней зоны служит для компенсации падения крутизны модуляционной характеристики сигнала коррекции в районе встречи ракеты с целью и определения момента начала работы схемы смещения в УВК. В состав схемы ближней зоны входят: усилитель с АРУ; фазовращатель; избирательный усилитель; амплитудный детектор и фильтр низких частот. Входным сигналом для схемы ближней зоны является сигнал с ФП ОК, поступающий через дополнительный контакт вращающегося контактного устройства координатора. При малых расстояниях до цели (начиная с 400... 600 м) угловые размеры цели начинают оказывать влияние на размеры пятна рассеяния, которое до этого определялось, в основном, угловыми размерами сферической аберрации. Увеличение размеров пятна рассеяния приводит к увеличению длительности импульсов с ФП, что влечет за собой при принятом в СКЦ способе формирования сигнала коррекции уменьшение крутизны зависимости амплитуды сигнала коррекции от ошибки рассогласования (). Это может привести к увеличению ошибок слежения и наведения и даже к срыву процесса слежения.
Принцип работы схемы ближней зоны заключается в следующем. Сигнал с ФП ОК поступает на вход усилителя с АРУ и на вход избирательного усилителя, параметры которого (резонансная частота, полоса пропускания) отличаются от параметров избирательного усилителя основного канала СКЦ. Выходной сигнал избирательного усилителя детектируется и фильтруется фильтром низких частот (ФНЧ). Сигнал с ФНЧ изменяет уровень задержки цепи АРУ усилителя с АРУ. Сигнал с усилителя с АРУ через фазовращатель, который компенсирует задержку сигнала в электронном блоке СКЦ, поступает на вход усилителя коррекции, который усиливает первую гармонику сигнала на частоте вращения ротора гироскопа, и на вход схемы УВК. Выбор коэффициента усиления усилителя с АРУ определяет величину ближней зоны, в которой схема работает с большой эффективностью.
Особенности устройства СКЦ ЗУР других модификаций ПЗРК
В отличие от ТГСН 9Э410 ТГСН ЗУР других модификаций ПЗРК не являются помехоустойчивыми и в их составе отсутствуют такие элементы, как фотоприемник и предусилитель вспомогательного канала, схемы управления и переключения. Из-за различия в видах модуляции лучистого потока несколько отличаются состав и функционирование усилительно-преобразовательных элементов электронного блока СКЦ. Кроме того, в ТГСН 9Э46 и 9Э45 (ПЗРК "Стрела-2М" и "Стрела-3") отсутствуют схемы ближней зоны и смещения.
Для примера на рис. 4.7 представлена функциональная схема СКЦ ТГСН 9Э418 ПЗРК "Игла-1", в котором для выделения сигнала ошибки используется частотная модуляция лучистого потока, сущность которой рассмотрена выше (п. 2.3.1). После модулирующего растра частотно-модулированный лучистый поток, пройдя через иммерсионную линзу, которая обеспечивает равномерное распределение потока по площади фотоприемника, поступает на фотоприемник. В качестве фотоприемника используется охлаждаемый до температуры –200 0С фоторезистор, выполненный на базе сурмянистого индия (InSb). Электрический сигнал с фотоприемника после усиления в предусилителе и усилителе несущей частоты поступает на вход частотного детектора. Схема частотного детектора включает широкополосный усилитель-преобразователь частотно-модулированных сигналов в амплитудно-модулированные и двухполупериодный амплитудный детектор с интегратором. Амплитудно-модулированный сигнал, следующий на частоте вращения ротора гироскопа, содержит информацию о величине (амплитуда сигнала) и направлении (фаза сигнала) ошибки рассогласования. Дальнейшее функционирование СКЦ ТГСН 9Э418 не отличается от функционирования СКЦ ТГСН 9Э410.
СКЦ ТГСН 9Э45 ПЗРК "Стрела-3" отличается от СКЦ ТГСН 9Э418 только отсутствием схемы ближней зоны.
Рис. 4.7. Функциональная схема СКЦ ТГСН 9Э418
В СКЦ ТГСН 9Э46 ПЗРК "Стрела-2М" используется ШИМ лучистого потока. В качестве фотоприемника используется неохлаждаемый фоторезистор на базе сернистого свинца (PbS), а для выделения сигнала на частоте вращения ротора гироскопа в электронном блоке СКЦ используется амплитудный детектор. Электронный блок СКЦ также не имеет схемы ближней зоны.
4.2.2. Вспомогательные си с темы следящего координатора цели
В состав вспомогательных систем СКЦ ТГСН 9Э410 входят (рис. 4.8):
система разгона ротора гироскопа;
система стабилизации оборотов ротора гироскопа;
система электрического арретирования ротора гироскопа.
Система разгона и стабилизации оборотов ротора гироскопа. Система разгона предназначена для быстрого (в течение 5 с) разгона ротора гироскопа до частоты вращения fвр = 85...109 Гц. В состав системы разгона входят:
блок разгона и синхронизации, конструктивно расположенный в пусковом механизме (ПМ);
датчики положения полюсов ротора-магнита (ДП), расположенные в передней части пусковой трубы;
катушки разгона, расположенные в комплексе "Игла" в координаторе ТГСН, а в других модификациях ПЗРК – в передней части пусковой трубы совместно с датчиками положения.
Блок разгона и синхронизации ПМ состоит из преобразователя напряжения, схемы разгона и частотного реле.