книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

Напряжение с выхода приемника поступает на два полосовых фильтра, один из которых пропускает полосу частот от F{A тах

ло ^ т£„ . а другой - от F2Am axAoFS A m ia .

Напряжения на выходе полосовых фильтров будут:

где

жалению, наблюдение только за одной целью, т .е . не обладает разрешающей способностью по дальности, и для его реализации в составе передающего устройства должно быть два высокостабильных генератора высокочастотных колебаний.

§ 2. Точность измерения наклонной дальности

Общие сведения об ошибках измерения координат

Под ошибкой измерения любой координаты объекта, в том числе

Точность определения координат объектов характеризуется вели­ чинами систематических и случайных ошибок, возникающих при изме­ рении дальности, азимута и угла места.

Систематические ошибки могут быть определены расчетным путем или экспериментально и, следовательно, могут быть либо устранены, либо учтены при измерении соответствующей координаты.

Случайные ошибки вызываются различными причинами, не поддаю­ щимися точному учету и действующими в каждом отдельном измерении различным образом.

Предположим, что систематические ошибки отсутствуют. Тогда случайная ошибка единичного г-того измерения будет равна:

X i,■ = X {. U 3 M - х ис т

- 232 -

При большом числе измерений

где f ( * ) - плотность распределения вероятностей. Эксперимен­ тально среднюю ошибку определяют по формуле:

роятность превышения абсолютной величины которой составляет 50$.

Для того чтобы определить срединную ошибку по данным из тг изме­ рений, нукно все ошибки в порядке возрастания абсолютных значений расставить в ряд. Та из них, которая находится посередине этого ряда, принимается за срединную.

- 233 -

Среднеквадратическая ошибка определяется по следующей фор­ муле :

п

< г= X , (7 .4) i=l

Ошибку, равную трем средним квадратическим (или четырем срединным), называют максимальной.

Для нормального закона распределения ошибок связь между числовыми характеристиками устанавливается следующим соотно­ шением:

Ошибки меньше среднеквадратической встречаются в 68$ изме­ рений, а меньше максимальной - в 99,7$ измерений.

Часто даются ошибки для 85 или 95$ измерений. Эти ошибки со среднеквадратической ошибкой связаны следующими соотношениями:

На практике точность измерения координат очень часто харак­ теризуют величиной срединной ошибки.

- 234 -

Заменяя дифференциал конечными приращениями, получим величи­ ну ошибки измерения дальности

Первое слагаемое ошибки AD зависит от точности измерения скорости распространения радиоволн, второе определяется степенью технического совершенства радиодальномерами и отношением

т .е . точностью измерения времени между моментами излучения и приема импульсных сигналов. '

Скорость распространения радиоволн определяется свойствами среды

(7.7)

П

где С0 - скорость распространения радиоволн в свободном про­ странстве;

П - коэффициент преломления.

Свойства среды, особенно при распространении волн в около­ земном пространстве, с течением времени не остаются постоянными, а подвергаются регулярным и нерегулярным изменениям.

Суточные колебания температуры воздуха, атмосферного давления и парциального давления водяных паров в атмосфере вызывают изме­ нение скорости распространения радиоволн порядка 10“^ .

Внастоящее время скорость распространения радиоволн известна

сточностью порядка Ю- ^ . Такая точность обеспечивается при наи­ более тщательно проведенных измерениях.

Неопределенность истинной величины скорости распространения радиоволн ставит предел для повышения точности измерения даль­ ности радиолокационными методами.

Перейдем к излонению факторов, определяющих величину второго слагаемого в выражении, определяющего так называемую инструмен­ тальную точность импульсного дальномера.

- 236 -

где Ьф - время нарастания видеоимпульса цели;

U и U - соответственно амплитуды видеосигнала и шума.

п2 S in оС

главе 1У, степень искажения формы импульса зависит от полосы пропускания приемника: чем шире полоса, тем меньше искажения.

Ошибка А В п за счет диаметра светового пятна при яркостной индикации может быть определена по формуле:

(? Л 0 )

Точность отсчета дальности до цели можно существенно увели­ чить, если вместо непосредственного отсчета по механической или электронной шкале применить методы косвенного отсчета дальности. Общий принцип методов косвенного отсчета дальности состоит

в том, что непосредственное наблюдение положения отраженного сиг­ нала относительно шкалы дальности заменяется совмещением специаль­ ной измерительной метки с сигналом цели, либо совмещением сигна­ ла цели с измерительной меткой при отсчете дальности на счетчиках

одной линии развертки начальный импульс и сигнал цели, а значит,

- 337 -

появляется возможность просматривать сигнал цели при малых зна­ чениях масштаба развертки Dp . Во-вторых, совмещение сигнала цели с измерительной меткой или наоборот можно выполнить значи­ тельно точнее, чем непосредственное наблюдение сигнала. И, на­ конец, путем использования нескольких счетчиков, последователь­ но уточняющих результат измерения, почти полностью исключаются ошибки интерполяции.

§3. Методы определения угловых координат

Вбольшинстве случаев определение угловых координат (радио­ пеленгование) сводится к определению направления на объект, при­ чем угловые координаты отсчитываются по положению антенны отно­ сительно направления, принятого за начало отсчета угловой коор­ динаты.

Различают следующие методы радиопеленгования: амплитудные, амплитудно-фазовые и фазовые.

Амплитудные методы радиопеленгации основаны на использовании направленных свойств антенн, фазовые методы радиопеленгации - на использовании фазовых соотношений .напряжений двух разнесенных антенн, амплитудно-фазовые - на использовании как амплитудных, так и фазовых соотношений напряжений двух разнесенных в прост­ ранстве антенн.

Применение того или иного метода связано с назначением радио­ локационной станции, требованиями к ее конструкции, используемым диапазоном волн, а также требуемой точностью измерения.

В наземных и самолетных РЛС наибольшее распространение полу­ чили такие амплитудные методы радиопеленгования, как метод пелен гованин по максимуму ("метод максимума") и метод пеленгования по равносигнальной зоне.

- 238 -

С

*

Рве. 7 .2

Метод максимума. При пеленговании по методу максимума о на­ правлении на цель судят по направлению максимума диаграммы на­ правленности (рис.7.2) в момент, когда амплитуда сигнала пелен­ гуемой цели достигает наибольшей величины, т .е . когда направле­ ние максимума диаграммы направленности совпадает с направлением

на цель.

В импульсной РЛС при вращении диаграммы направленности по■ азимуту сигналы, отраженные целью, будут представлять собой

В случае применения амплитудных индикаторов, например инди­ катора типа "А", определение азимута сводится к тому, что опера тор, установив максимальную амплитуду отраженного сигнала на экране индикатора, отсчитывает азимут по стрелочному прибору, связанному с датчиком угла поворота антенны в азимутальной плос кости.

В индикаторах кругового обзора процесс определения азимута сводится к определению середины яркостной отметки цели, соот­ ветствующей центру пачки отраженных импульсов, и отсчету этого* положения по шкале азимутов.

Основными достоинствами метода максимума являются: простота пеленгации и возможность пеленгации при максимальной дальности радиолокационного обнаружения, так как угловая координата отсчи тывается по максимальной величине сигнала цели. Поэтому этот ме

Ошибка в определении угловой координаты зависит от крутизны диаграммы направленности вблизи максимума, т .е . от ширины диа­ граммы направленности. При амплитудной индикации ошибка в опре­ делении а з и м у т а ~ (0,2 - 0,25)0 у :

Метод равносигнальной зоны. Этот метод может быть использо­ ван для определения одной или одновременно двух угловых коор­ динат. Рассмотрим этот метод на примере определения одной коор­ динаты - азимута цели.

Рис. 7 .3

Для определения азимута можно использовать две приемные ан­ тенны А и В (рис.7 .3 ), нес: ;о связанные с осью вращения, при­ чем максимумы диаграммы направленности сдвинуты на некоторый по­ стоянный угол относительно оси 00 . Вход приемника с помощью специального коммутатора поочередно подключается то к одной, то к другой антенне. Синхронно с этим за счет кратковременной по­ дачи дополнительной разности потенциалов на горизонтально от­ клоняющие пластины осуществляется небольшое смещение развертки на экране индикатора с амплитудной отметкой.