Как именно обрабатывались сигналы счетверенных тарелок Аполлона Deep Space High-Gain Antenna или российского B-529 для локального контроля сопровождения?

На вопрос о четырех антеннах системы Б-529: "Можно ли понять, как именно это работало?"

На рис. 5 представлена ​​схема аналогового формирования антенной системой Б-529 суммарных разностных сигналов линейной поляризации отдельно для вертикальной и горизонтальной поляризации. Существует два этапа сложения сигналов, и синфазные сигналы добавляются как на первом, так и на втором этапах. Следовательно, отношение сигнал/шум на каждом этапе удваивается, и результирующее отношение сигнал/шум становится равным 4.

На рис. 5 реализована схема производства формируемой антенной системы Б-529 суммарно разностных сигналов линейной поляризации отдельно для вертикальной и горизонтальной поляризации. Здесь присутствуют два варианта сложения сигналов, причем как на первой, так и на второй стадии развиваются синфазные сигналы. Поэтому отношение сигнал/шум на каждой ступени удваивается и результирующее отношение сигнал/шум становится значительным 4.

http://russianspacesystems.ru/wp-content/uploads/2017/03/6s45.pdf

Система выполнена по двухканальной схеме, обеспечивающей поляризованно-разнесенный прием сигналов горизонтальной и вертикальной поляризации в метровом и дециметровом диапазонах волн с последующим сложением сигналов и автоматическим формированием телеметрического видеосигнала из канала с наилучшей отношение сигнал шум. Система выполнения по двухканальной схеме, выработка поляризационно-разнесенного приема сигналов, вертикальная и вертикальная поляризация в метрах и дециметровом возникновении волн с последующим набором сигналов и определение потребности в выборе телеметрического видеосигнала из канала с лучшим отношением к сигналу/шуму.

Антенная система СМ-178 обеспечивает прием сигналов метрового и дециметрового диапазонов волн с произвольной поляризацией электромагнитной волны. Антенная система CM-178 захватывает прием сигналов в метрах и дециметровом воздействии волн, вызывающих поляризацию электромагнитной волны.

Система состоит из четырех параболических зеркал диаметром 6 м с разнесенными фазовыми центрами (рис. 8). Система составлена ​​из четырех параболических зеркал диаметром 6 метров с разнесенными наклонными центрами (рис.8).

Зеркала размещены на опорно-поворотном устройстве СМ-175, обеспечивающем их вращение в сторону космического корабля. Для определения направления на объект используется моноимпульсный метод с формированием суммарного и разностного сигналов для азимутальной и угломестной пеленгационных плоскостей. Преимуществом полноразностной системы является независимость направления равносигнального сигнала от паразитного фазового набега в каналах. Зеркала размещена на опорно-поворотном обзоре CM-175, где показана их ориентация в измерении космического аппарата. Для определения направления на объект моноимпульсный метод с образованием совокупного и разностного сигналов для азимутальной и угловой плоскостей пеленгации.

Эффективная площадь антенны по общему каналу составляет не менее 20 кв.м в метровом диапазоне волн и 25 кв.м. метров в дециметровом диапазоне волн. Ширина сводной диаграммы составляет 2,5° - 3° по дециметру и 7,5° - 12° по двум участкам метрового диапазона. Максимальные ошибки слежения при скорости ветра 20 м/с не превышают 30 угловых минут по углу места и азимуту. Используемые антенные излучатели и фидеры обеспечивают прием сигналов в широкой полосе частот. Коэффициент перекрытия частот равен 7, что позволяет принимать сигналы всех рабочих частот метрового и дециметрового диапазонов.

Эффективная площадь антенны по суммарному каналу составляет не менее 20 квадратных метров в метрах и 25 квадратных метров в дециметровом диапазоне волн. Ширина общей диаграммы составляет 2,5° - 3° в дециметровом и 7,5° - 12° в двух участках метров метрового. Максимальные ошибки сопровождения при скорости ветра 20 м/с не превышают по площади места и азимуту 30 угловых минут. Используемые излучатели антенн и фидеры принимают сигналы в широких полосах частот. Коэффициент перекрытия по частоте равен 7, что позволяет принимать сигналы всех рабочих частот метрового и дециметрового диапазонов.

Приблизительный вид суммарной и разностной диаграмм показан на рис. 9. В направлении оси антенны (α = β = 0) разностный сигнал равен нулю, а суммарный сигнал максимален. При отклонении объекта от равносигнального направления амплитуда сигнала в разностном канале характеризует величину, а фаза по отношению к фазе суммарного канала указывает на сторону отклонения. Сигнал разностного канала используется в сервоприводе СМ-175 для поворота оси антенны по соответствующей угловой координате объекту.

Примерный вид совокупности и разностной диаграмма приведен на рис.9. На адаптации оси антенны (α=β=0) разностный сигнал равен нулю, а полный максимален. При отклонении объекта от равносигнального направления амплитуды сигнала в разностном канале характеризует величину, а фазу по отклонению к фазе суммарного канала - отклонение стороны. Сигнал разностного канала используется в сервоприводе CM-175 для доворота оси антенны по выбору угловой координаты на объекте.

http://niskgd.ru/pages/selena-m/tm/

Вот эта фраза:

Антенна отслеживает с помощью электронного конического сканирования

Не совсем полезно. Электронное коническое сканирование использовалось в радарах, своего рода промежуточный этап между переключением лепестков (также известным как последовательное лепестковое сканирование) и моноимпульсными методами. Насколько я могу судить, USB-радио CSM использовало своего рода промежуточный вариант, который один источник назвал «одноканальным моноимпульсом». Интересно, что, по крайней мере, в одном документе НАСА система слежения за антенной CSM упоминается как «последовательное лепестковое движение» ( спутники связи на дальней стороне Луны ), но это кажется единичным случаем и, следовательно, вероятно, ошибкой.

Для истинного моноимпульсного отслеживания у вас может быть четыре приемника, выходы которых объединяются для получения суммарного сигнала и двух разностных сигналов, обычно один для азимута (взятый от приемников, разнесенных по горизонтали) и один для угла места (взятый от приемников, разнесенных по вертикали). Это обеспечивает непрерывные значения погрешностей высоты и азимута. Я не буду вдаваться в подробности о моноимпульсных системах слежения, так как в свободном доступе уже есть много вещей, которые справятся со своей задачей лучше, чем я. «Одноканальная моноимпульсная» система переключается между предоставлением сигналов ошибки по азимуту и ​​углу места с некоторой скоростью. Я не совсем уверен, какая частота цикла была в CSM, но я вижу ссылки на 50 Гц.

Из расширенной программы изучения транспондеров S-диапазона , 1968 г.:

Эта система номинально называется одноканальным моноимпульсным трекером, однако она сохраняет свойства системы с последовательными лепестками из-за метода дискретизации. Последовательно вход приемника ($\Sigma + \Delta$) содержит информацию об азимуте, а затем информацию о высоте во многом таким же образом, как метод последовательного лепестков отбирает информацию в каждом квадранте. Единственная разница в том, что$\Delta Az$и$\Delta El$сигналы формируются антенной сумматорно-разностной сетью, а не путем обработки амплитуды импульса, полученного от каждого лепестка

«CAD» — это детектор когерентной амплитуды (который, как мне кажется, то же самое, что и синхронный детектор огибающей , если вам интересно), а «AGC» — это автоматическая регулировка усиления, сигнал, полученный из какого-то другого CAD, не показанного на рисунке. эта конкретная блок-схема. Значения ошибок должны были быть переданы обратно в систему сервоуправления, чтобы направить антенну.

Наземные станции USB, как и российская антенна, описанная в ответе А. Рамлина, использовали настоящие моноимпульсные методы, чтобы помочь направить свои антенны, с группой из четырех рупоров, управляющих одной большой параболической антенной. Вышеупомянутая исследовательская программа S-диапазона предлагала модернизировать систему CSM до моноимпульсной системы слежения с использованием существующего широкополосного фазово-разностного детектора (WBD):

Антенна также, по-видимому, была направлена ​​на Землю с помощью ИК-датчика, хотя я нашел только одну ссылку на это: Труды технической конференции Apollo Unified S-диапазона в разделе «Характеристики антенны CSM».

Также возможный интерес представляет тот факт, что антенна с высоким коэффициентом усиления на самом деле представляет собой две антенны с высоким коэффициентом усиления: 11-дюймовый широкоугольный рупор посередине, с самым широким углом луча и самым низким коэффициентом усиления, который предположительно использовался бы ближе всего к на Землю. Этот бит сам по себе состоит из четырех рупоров, и поэтому, вероятно, его можно было бы переключить на точно такое же оборудование слежения, которое использовала бы параболическая антенная решетка.