Скачиваний:
14
Добавлен:
24.05.2023
Размер:
2.84 Mб
Скачать

Передатчик

 

ДИСС

излучает

непрерывные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

немодулированные колебания. Спектр таких колебаний

Ширина спектра прежде всего определяется размерами

– одна линия на излучаемой частоте f0. В реальных

пятна в направлении нормали к изочастотным линиям.

условиях луч имеет конечную ширину и освещает на

Интенсивность

 

 

отдельных

 

 

составляющих

спектра

земле целую область. На освещённом лучом участке

зависит

от

 

 

протяженности

 

соответствующей

можно

провести

бесконечное

множество

изочастотной гиперболы внутри освещённого пятна и

изодопплеровских линий.

Это

означает,

что

коэффициента усиления антенны в направлении разных

отражённый сигнал содержит бесконечное множество

точек гиперболы (при постоянном коэффициенте

допплеровских частот, т.е. спектр отражённого сигнала

отражения). Поэтому можно заключить, что форма

является непрерывным. При этом ДИСС измеряет

диаграммы

 

направленности

антенны

оказывает

среднюю допплеровскую частоту FДср, которая лишь

основное влияние на форму спектра допплеровсккх

приближённо

соответствует

допплеровской частоте

частот.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнала, принимаемого по оси диаграммы направленно-

F

 

F

 

F

 

 

 

2W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сти. Точность измерения FДср

существенно зависит от

 

 

 

 

 

 

 

п

 

cos

 

0

cos

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

Д max

 

Д min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ширины спектра: чем шире спектр, тем хуже точность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сигнал на входе приёмника представляет собой сумму

 

4W

sin sin

0

 

2W

 

 

 

sin F

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

колебаний от различных отражателей, расположенных

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случайным образом в пределах освещаемой области.

28.

 

 

Основные типы ДИСС. Влияние крена и

 

 

 

 

Число таких отражателей весьма велико, поскольку

тангажа на точность ДИСС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размеры элементарного отражателя соизмеримы с

С помощью одного луча можно определять проекцию

длиной волны (для ДИСС используют диапазон волн

составляющей вектора скорости ЛА на направление

3 см). По мере движения самолёта освещаемое пятно

этого луча. В общем случае вектор скорости ЛА

перемещается по земле, при этом элементарные

характеризуется

 

 

тремя

 

 

 

 

 

проекциями

на

три

отражатели перемещаются вдоль пятна и постепенно

некомпланарных (не лежащих в одной плоскости)

выходят за его пределы, а взамен их появляются новые.

направления. Поэтому для определения полного

Форма огибающей и частота сигнала каждого

вектора скорости необходимо излучать и принимать

элементарного отражателя изменяются при его

сигналы минимум по трем некомпланарным лучам,

перемещении в пределах освещаемого пятна и

образующим трёхмерную систему координат. При

являются регулярными функциями времени, которые

горизонтальном полёте вектор скорости лежит в гори-

могут быть точно вычислены. Амплитуда сигнала

зонтальной плоскости и характеризуется только двумя

модулирована

диаграммой

направленности

и

составляющими (или путевой скоростью и углом

зависимостью удельной ЭПР земной поверхности от

сноса). В этом случае достаточно двух лучей.

 

 

 

 

 

угла скольжения 0( ), а частота Допплера

Следовательно, ДИСС вертолётного типа должен иметь

уменьшается по мере перемещения отражателя

не менее трёх лучей, самолётного – не менее двух. На

навстречу самолету .

 

 

 

 

практике обычно используют число лучей больше

В этих условиях сигнал на входе приёмника

минимально необходимого. «Лишние» лучи позволяют

представляет собой нормальный случайный процесс,

улучшить определённые свойства ДИСС. Наибольшее

поскольку он является суммой большого числа

применение находят 3-лучевые и 4-лучевые системы,

элементарных сигналов со случайными амплитудами и

приведённые на рис. 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фазами, причём состав элементарных сигналов

На рис. 12,а изображена самолётная 4-лучевая Х-

непрерывно меняется случайным образом вследствие

система. Заметим, что пары лучей 1-3 и 2-4 в этом

движения самолёта.

 

 

 

 

случае дают тождественные уравнения для определения

 

 

 

 

 

 

 

путевой скорости и угла сноса.

Проектируя Wп

 

на

 

 

 

 

 

 

 

направления лучей, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

2(W

) cos cos(

c

)

,

F

F

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д1

 

п

 

 

 

 

Д 3

Д1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

д 2

2(W

) cos cos(

c

)

,

F

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

Д 4

 

Д 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лучи 3 и 4 не несут дополнительной информации о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скорости, так как знак частоты Допплера известен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заранее,

поскольку он связан с

направлением

луча

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(вперёд или назад). Поэтому 4-лучевая X-система

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эквивалентна 2-лучевой по числу определяемых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

составляющих вектора скорости. Дополнительные лучи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

позволяют уменьшить ошибки ДИСС при крене и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тангаже самолёта и упростить способ построения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аппаратуры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 12.б приведена самолётная 3-лучевая -система.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В этом случае третий луч также является ‘’лишним’’ и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предназначен дня уменьшения ошибок при крене и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тангаже. На рис. 12.в изображена самолётная 4-лучевая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- система, у которой четвёртый луч предназначен для

На рис. 14 показаны смещения лучей относительно

определения зависимости 0(β) и внесения поправок на

исходных положений при крене и тангаже в случае,

характер отражающей поверхности. На рис.12.г

когда угол сноса равен нулю. При крене (рис. 14.а, крен

показана 3-лучевая вертолётная У-система. Три луча в

вправо) ось вращения самолёта совпадает с вектором

этом случае позволяют получить систему из трёх

Wп, лучи перемещаются по изодопплеровским линиям,

независимых уравнений и определить величину и

значения FД13 и FД24 не изменяются и ошибок не

направление полного вектора скорости с учётом

возникает. При положительном тангаже все лучи

вертикальной составляющей.

 

 

 

 

 

 

 

 

сместятся вперёд (рис. 14.б). Частоты FД1 и FД2

ДИСС, имеющие симметрично расположенные лучи,

увеличатся, а FД3 и FД4 уменьшатся. Однако средние

направленные вперёд и назад, часто называют

частоты FД13 и FД24 изменятся мало, поскольку

янусовыми по имени древнеримского бога Януса,

приращения частот отдельных лучей взаимно

имеющего два лица, одно из которых обращено вперёд,

компенсируются. Ошибки возникают лишь при

а другое – назад.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

больших углах тангажа, когда приращения частот для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

передних и задних лучей начинают сильно различаться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 15 показано смещение лучей вследствие крена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и тангажа при угле сноса, отличном от нуля. В этом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случае при крене ось вращения самолёта не совпадает с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектором путевой скорости, лучи будут перемещаться

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по гиперболам, которые пересекают изодопплеровские

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гиперболы (рис. 15,а). При положительном тангаже все

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лучи сместятся вперёд параллельно продольной оси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

самолёта (рис. 15,б). В обоих случаях смещения лучей с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изодопплеровских линий будут приводить к ошибкам в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определении допплеровских частот. Однако средние

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частоты FД13

и FД24 будут изменяться в меньшей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мере, чем

частоты

отдельных

лучей,

поскольку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приращения частот для передних и задних лучей будут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

противоположны по знаку. Четырёхлучевая Х-система

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является устойчивой к крену и тангажу самолёта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29.

Составляющие ошибок ДИСС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первая группа - это методические погрешности,

Влияние крена и тангажа на точность ДИСС

 

 

присущие используемому методу

измерений. Сюда

 

 

относятся:

 

 

 

 

 

 

 

крен или тангаж самолёта приводят к ошибкам.

Угол

 

 

 

 

 

 

 

тангажа

с

измеряется

в вертикальной

плоскости

1.

Погрешности,

вызванные

изменением

характера

подстилающей поверхности.

 

 

 

 

между продольной осью

самолёта

и

горизонтальной

 

 

 

 

2.

Погрешности,

вызванные

морскими течениями и

плоскостью, угол крена с - это угол поворота самолёта

движением

отражателей

под

действием

ветра. Для

вокруг продольной оси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уменьшения этих погрешностей надо знать скорость и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направление течений, учитывать величину и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направление

ветра и

вносить

соответствующие

поправки. На практике учёт влияющих факторов

3. Погрешности устройства измерения средних

затруднителен.

 

 

 

допплеровсккх

частот

в

значительной

мере

3. Погрешности из-за влияния крена и тангажа самолета

определяются его типом. В устройстве измерения

4. Погрешности из-за перехода в режим "память". Как

частоты по методу счёта нулей погрешность возникает

показывают экспериментальные исследования, в

из-за потери нулей вследствие неидеальности

среднем время полёта в режиме "память" не превышает

ограничения. После преобразования информации в

1% от общего времени полёта и ошибки относительно

частоту следования импульсов можно использовать

невелики.

 

 

 

цифровое счётно-решающее устройство, погрешности

5.

Флюктуационная

погрешность.

Вызывается

которого могут быть пренебрежимо малыми.

 

флюктуациями отражённого сигнала и влиянием шумов

 

 

 

 

 

приёмника. Основные пути уменьшения – сужение

 

 

 

 

 

спектра отражённого сигнала за счет применения

 

 

 

 

 

изочастотных антенн и использования в приёмном

 

 

 

 

 

устройстве узкополосных перестраиваемых фильтров,

 

 

 

 

 

согласованных со спектром сигнала.

 

 

 

 

 

 

Вторая группа погрешностей - инструментальные

 

 

 

 

 

погрешности.

Сюда

относятся

погрешности,

 

 

 

 

 

обусловленные неидеальностью характеристик блоков ДИСС, антенны, приёмопередатчика, измерителя допплеровской частоты, вычислителя.

1.Источниками погрешностей антенного устройства являются: несимметрия расположения лучей и неточность определения углов визирования лучей, зависимость этих углов от частоты передатчика, от обтекателя и температуры окружающей среды; неточность установки антенны на самолёте и влияние боковых лепестков антенны. В ДИСС с непрерывным излучением к погрешностям приводит недостаточная развязка между приёмной и передающей антеннами, что вызывает ухудшение чувствительности приёмника за счёт шумов передатчика, поступающих по каналам паразитной связи.

2.Источниками погрешностей, обусловленных передатчиком, являются отклонение частоты излучаемых колебаний от номинального значения (особенно кратковременная нестабильность), амплитудная и частотная паразитная модуляция сигнала передатчика. Модуляция может происходить вследствие вибраций, пульсаций питающего напряжения и под действием шумов. Наибольшие ошибки вызывает модуляция в диапазоне допплеровских частот. Вследствие модуляции возникают шумы передатчика, которые проникают в приёмник вместе с "просочившимся” сигналом передатчика. Для уменьшения влияния этих шумов увеличивают развязку между передающей и приёмной антеннами или применяют ДИСС с частотномодулированным сигналом, что позволяет выделять полезный сигнал на одной из гармоник частоты модуляции, где шумы просочившегося сигнала относительно малы Источниками погрешностей приёмного устройства

являются неравномерность частотной характеристики, шумы приёмника и их неравномерность в диапазоне допплеровских частот, влияние паразитных узкополосных сигналов вследствие наводок, вибраций и т.д.

Соседние файлы в предмете Основы радиолокации и радионавигации