- •4.3 Требования к динамическому диапазону приемного тракта и технические решения, обеспечивающие их выполнение
- •4.3.1 Согласование динамических диапазонов элементов приемного тракта
- •4.3.2 Шумовая автоматическая регулировка усиления
- •4.3.3 Усилители с логарифмической амплитудной характеристикой
- •4.4 Технические решения, обеспечивающие помехозащиту рлс методами пространственной и поляризационной селекции
- •4.4.1 Уменьшение угловых размеров главного лепестка дна и снижение уровня боковых лепестков
- •4.4.2 Уменьшение уровня приема в направлении на постановщик ашп
- •4.5 Устройства защиты рлс от импульсных помех
- •4.5.1 Устройства защиты от узкополосных импульсных помех
- •4.5.2 Устройства защиты от широкополосных импульсных помех
- •4.5.3 Устройства защиты от нип
- •4.5.4 Особенности построения устройств защиты от ответных импульсных помех
- •4.6 Пути повышения помехозащищенности рлс в условиях пассивных помех
- •4.6.1 Основные отличия целей и маскирующих пассивных помех
- •4.6.2 Основные пути повышения помехозащищенности рлс
- •4.6.3 Выбор структуры зондирующего сигнала при работе рлс в условиях пассивных помех
- •4.7 Влияние пассивных помех на боевые возможности рлс
- •4.7.1 Методика определения возможностей рлс (рлк) по обнаружению воздушных объектов в условиях пассивных помех
- •4.8 Обобщенная структурная схема системы сдц
- •4.8.1 Структурная схема систем сдц
- •4.8.2 Основные характеристики системы сдц
- •4.9 Устройства селекции движущихся целей
- •4.9.1 Устройства сдц с эквивалентной внутренней когерентностью с чпв на видеочастоте
- •4.9.2 Устройства сдц с внешней когерентностью с чпв на видеочастоте
- •4.9.3 Устройства сдц с чпв на промежуточной частоте
- •4.10 Принципы построения элементов и устройств системы сдц
- •4.10.1 Ограничитель
- •4.10.2 Фазовый детектор
- •4.10.3 Устройство формирования опорного напряжения
- •4.10.4 Устройство череспериодной компенсации
- •4.10.5 Устройство чпк на вычитающих потенциалоскопах
- •4.10.6 Влияние нестабильностей аппаратуры на эффективность систем сдц
- •4.11 Системы сдц на базе автокомпенсаторов
- •4.11.1 Структурная схема чпак
- •4.11.2 Основные характеристики чпак
- •4.12 Фильтровые и корреляционно-фильтровые системы сдц
- •4.12.1 Фильтровые системы сдц
- •4.12.2 Корреляционно-фильтровые системы сдц
- •4.12.3 Основные характеристики фильтровых и корреляционнофильтровых систем сдц
- •4.13 Дискретно-аналоговые и цифровые системы сдц
- •4.13.1 Дискретно-аналоговые системы сдц
- •4.13.2 Цифровые системы сдц
- •5. Обработка радиолокационной информации
- •5.1 Первичная обработка радиолокационной информации
- •5.1.1 Задачи, решаемые при обработке рли
- •5.1.2 Сравнительная характеристика аналоговых и цифровых методов обработки
- •5.1.3 Обобщенная структурная схема системы цифровой обработки информации
- •5.2 Принципы построения устройств преобразования радиолокационных сигналов в цифровую форму
- •5.2.1 Устройства дискретизации аналоговых сигналов
- •5.2.2 Устройства квантования
- •5.2.3 Аналого-цифровые преобразователи, их параметры и основные типы
- •5.3 Принципы построения цифровых обнаружителей радиолокационных сигналов
- •5.3.1 Цифровые обнаружители радиолокационных сигналов при бинарном квантовании
- •5.3.2 Цифровые обнаружители радиолокационных сигналов при многоуровневом квантовании
- •5.4 Цифровые измерители координат воздушных объектов
- •5.4.1 Цифровые измерители дальности и азимута
- •5.4.2 Измерение доплеровской частоты сигнала
- •5.5 Вторичная обработка радиолокационной информации
- •5.5.1 Существо процедур вторичной обработки рли
- •5.5.2 Стробирование и селекция отметок в стробах
- •5.5.3 Оценка параметров траекторий
- •5.5.3.1 Сглаживание и экстраполяция при вторичной обработке
- •5.5.3.2 Алгоритм фильтрации параметров траектории по методу максимального правдоподобия
- •5.5.4 Оптимальное последовательное сглаживание координаты и скорости ее изменения
- •5.5.5 Последовательное сглаживание скорости и курса. Выявления маневра воздушного объекта
- •5.5.6 Обнаружение и сопровождение траекторий воздушных объектов в обзорной рлс
- •5.5.6.1 Структурная схема алгоритма обнаружения траекторий
- •5.5.6.2 Структурная схема алгоритма сопровождения траекторий
- •5.5.7 Полуавтоматическое сопровождение траекторий воздушных объектов
- •5.6 Радиолокационное распознавание
- •5.6.1 Классификация методов и показателей качества радиолокационного распознавания
- •5.6.2 Оценка вероятности правильного распознавания
- •5.6.3 Методы и техника радиолокационного распознавания
- •5.6.3.1 Методы радиолокационного распознавания
- •5.6.3.2 Техника распознавания, проблемы ее реализации
- •6. Дополнительные системы рлс
- •6.1 Индикаторные устройства рлс и их основные характеристики
- •6.1.1 Назначение и классификация индикаторных устройств
- •6.1.2 Влияние индикаторов на характеристики рлс
- •6.2 Принципы построения индикаторов обзорных рлс
- •6.2.1 Функциональный состав индикатора
- •6.2.2 Ико с вращающимися отклоняющими системами
- •6.2.3 Индикатор кругового обзора с неподвижной отклоняющей системой
- •6.3 Принципы построения системы отображения радиовысотомера
- •6.3.1 Способы построения индикаторов измерения высоты
- •6.3.2 Функциональная схема индикатора измерения высоты
- •6.4 Системы передачи и формирования масштабных отметок азимута рлс ртв
- •6.4.1 Принципы построения систем передачи азимута рлс ртв
- •6.4.2 Принципы построения систем формирования масштабных отметок азимута рлс ртв
- •6.5 Системы вращения антенн рлс ртв
- •6.5.1 Назначение, режимы работы, классификация систем вращения антенн и основные тактико-технические требования, предъявляемые к ним
- •6.5.2 Принципы построения основных типов систем вращения
- •7. Принципы построения и функционирования систем имитации, контроля и управления
- •7.1 Система имитации сигналов и помех. Общие сведения о системе имитации
- •7.1.1 Задачи решаемые системой имитации и ее роль в составе аппаратуры рлс
- •7.1.2 Требования, предъявляемые к имитатору и его основные особенности
- •7.1.3 Краткая характеристика имитируемых сигналов
- •7.2 Состав, структура и принципы функционирования имитатора
- •7.3 Блок имитации эхо-сигналов и активных помех (111-01). Назначение, состав, принцип работы
- •7.3.1 Назначение и состав блока
- •7.3.2 Фоpмиpователь сигналов ц1
- •7.3.3 Фоpмиpователь сигналов ц2
- •7.3.4 Формирователь шумовых помех гш2
- •7.3.5 Формирователь несинхронных и синусоидальных помех
- •7.3.6 Распределитель сигналов
- •7.4 Блок имитации пассивных помех (111-02). Назначение, состав, принцип работы
- •7.4.1 Имитатор отражений от облака дипольных помех (формирователь пп)
- •7.4.2 Имитатор отражений от местных предметов (формирователь мп)
- •7.5 Блок формирования контрольных сигналов (111-03). Назначение, состав, принцип работы
- •7.5.1 Назначение и состав блока
- •7.5.2 Формирователь шумовых помех гш1
- •7.5.3 Формирователь сигналов контрольной цели
- •7.5.4 Формирователь сигналов контрольного местного предмета
- •7.5.5 Устройство коммутации и распределения сигналов
- •7.5.6 Формирователи сигналов спл и фап
- •7.6 Вспомогательные блоки системы имитации. Назначение, принцип работы
- •7.6.1 Блок преобразования частоты (114-01)
- •7.6.2 Блоки фазовращателей (115-04, 115-05)
- •7.6.3 Блок управления имитатором (112-01)
- •7.6.4 Блок кодирования (072-03) и блок декодирования (072-04) команд управления фазовращателями
- •7.7 Система контроля. Общие сведения о системе контроля
- •7.7.1 Назначение и состав системы контроля
- •7.7.2 Режимы работы подсистемы автоматического контроля и диагностирования
- •7.7.3 Режим непрерывного контроля
- •7.7.4 Режим функционального контроля
- •7.7.5 Режим диагностического контроля
- •7.8 Аппаратура диагностирования
- •7.8.1 Принципы построения и функционирования аппаратуры диагностирования
- •7.8.2 Принципы построения и работы периферийных устройств контроля
- •7.8.3 Принципы построения блока диагностирования
- •7.9 Системы управления и сопряжения с внешними системами
- •7.9.1 Назначение, состав, принцип работы системы управления
- •7.9.2 Блок программного включения кабины пд (081-03). Назначение, принцип работы
- •7.9.3 Блок управления приемо-передающей аппаратурой (081-01). Назначение, принцип работы
- •7.9.4 Технический пульт управления (081-02). Назначение, принцип работы
- •7.10 Общие сведения о системе дистанционного управления
- •7.10.1 Назначение, состав и принцип работы системы дистанционного управления
- •7.10.2 Оперативный пульт управления рлс (071-01). Назначение, принцип работы
- •8. Перспективы развития радиоэлектронной техники ртв
- •8.1 Перспективные направления развития радиолокации
- •8.2 Перспективные направления развития систем и устройств радиолокационных станций ртв
- •Литература
- •Оглавление
5.4 Цифровые измерители координат воздушных объектов
5.4.1 Цифровые измерители дальности и азимута
Методы цифрового измерения дальности.
В цифровых измерителях дальности время запаздывания отраженного сигнала, а соответственно и дальность до цели, определяется путем счета Nм = 2rFм/c масштабных импульсов Uм, имеющих достаточно высокую и стабильную частоту повторения Fм и заключенную на интервале времени от момента tо излучения зондирующего импульса до момента прихода отраженного сигнала (рис.5.19).
Рис.5.19. Масштабные метки дальности
Каждый импульс синхронизатора отпирает счетчик импульсов, а следующий за ним отраженный сигнал прекращает счет. К моменту излучения очередного импульса передатчика данные счетчика вводятся в систему памяти измерителя и счетчик возвращается в исходное состояние, т.е. позволяет начать новый цикл счета.
Дискретность отсчета дальности составляет Δr = c/(2Fм), а число разрядов счетчика n определяется исходя из максимума дальности и допустимой ошибки
2n ≥ rmax/Δr. (5.10)
Пример. При rmax = 200 км и Δr = 20 м величина rmax/Δr = 104, откуда n = 14.
Устройство, показанное на рис.5.20, позволяет за период повторения измерить дальность только до одной цели. Этот недостаток можно устранить, если триггер закрывать импульсом конца дистанции (ИКД), а в момент прихода импульса цели, текущий код дальности записывается в блок памяти спецвычислителя. При этом процесс счета не прекращается и с приходом другого импульса цели выдается другое значение дальности.
Рис.5.20. Цифровое измерение дальности
Методы цифрового измерения азимута. Азимут цели определяется по центру пакета отраженных сигналов с учетом поправки на задержку, возникающую при определении начала пакета
(5.11)
где − β н, βк азимут начала и конца пакета импульсов, Δ – поправка на задержку. Начало и конец пакета определяется путем межпериодной логической обработки сигналов. Азимутальные направления βн, βк определяют путем счета МАИ.
Цифровой измеритель азимута может быть реализован с помощью устройства, показанного на рис.5.21, включающего обнаружитель с фиксацией границ пачки, преобразователь угла поворота антенны в цифровой код и схему определения центра пачки.
Рис.5.21. Устройство цифрового измерения азимута
Импульсы начала и конца пачки используются для считывания кода азимута с преобразователя, а измеренное значение азимута цели (оценка азумута) определяется по формуле
β* = (βн + βк)/2, (5.12)
где β н, βк – азимут начала и конца пачки соответственно.
Преобразователь азимута в цифровой код включает датчик масштабной метки «Север», датчик масштабных азимутальных импульсов (МАИ) и m – разрядный двоичный счетчик.
Схема определения центра пачки состоит из сумматора, ключей Кл и Кл' и устройства управления (триггер Т, схемы И1, И2, ИЛИ, ИЛИ2, ЛЗ-1, ЛЗ-2).
Рассмотрим принцип работы устройства. Импульсом «Север» счетчик устанавливается в нулевое состояние, а затем начинает счет импульсов МАИ, приходящих на его вход с датчика МАИ.
Параллельный двоичный код текущего значения азимута подается на ключи Кл. На второй вход этих ключей поступают в качестве коммутирующих сигналов импульсы начала или конца пачки. При приходе с обнаружителя импульса начала пачки Uн из счетчика в сумматор переписывается код азумута βн, а при приходе импульса конца пачки Uк – код азимута βк. В сумматоре оба числа складываются и делятся пополам путем сдвига на один разряд в сторону младших разрядов. В качестве импульсов сдвига используется импульс конца пачки, прошедший через схемы И1, (И2), ИЛИ2 и ЛЗ-1. Время задержки в этой линии выбирается таким, чтобы к моменту сдвига в сумматоре закончились переходные процессы, связанные с образованием суммы. После окончания сдвига с сумматора выдается код азимута цели, и сумматор устанавливается в исходное состояние.
В качестве импульса, управляющего выдачей кода, используется импульс конца пачки, задержанный относительно импульса сдвига на определенное время. Чтобы исключить считывание кодов βн и βк во время переходных процессов в счетчике, связанных с подачей на его вход очередного импульса МАИ, импульсы начала и конца пачки подаются на ключи Кл через схему запрета, на запрещающий вход которой поступают импульсы МАИ. В случае, когда цель находится на нулевом или близком к нему азимуте, вычисления по формуле (3) приводят к ошибке, равной 180о. Азимут центра пачки при этом необходимо определять по формуле
β* = (βн + βк)/2 – 180о. (5.13)
Операцию вычитания можно заменить операцией сложения чисел в обратном или дополнительном коде. Использование дополнительного кода предпочительнее, поскольку нуль в этом коде имеет единственное представление. Переход к вычислению по формулам (5.12) и (5.13) происходит автоматически по следующему критерию: если импульс «Север» находится вне интервала пачки, то вычисление необходимо производить по формуле (5.12), а если внутри - по формуле (5.13).
В первом случае с триггера Т, который устанавливается в единичное состояние импульсом начала пачки, подается разрешающий потенциал на схему И1, а импульс конца пачки, используемый для сдвига суммы, поступает на сумматор через И1, ИЛИ2, ЛЗ-1, что соответствует вычислению по формуле (5.12).
Во втором случае до прихода импульса конца пачки триггер импульсом «Север» перебрасывается в нулевое состояние, и разрешающий потенциал подается на схему И2.
Импульс конца пачки с выхода схемы И2 подается через ИЛИ2, ЛЗ-1 для сдвига суммы, а через ЛЗ-2 - на ключи Кл', обеспечивая подачу на вход сумматора дополнительного кода числа – 180о. Время задержки в ЛЗ-2 выбирается таким, чтобы в сумматоре закончились переходные процессы, связанные со сдвигом.
Оценим ошибку, вносимую данным устройством в суммарную ошибку измерения азимута. Она имеет систематическую и случайную составляющие. Систематическая составляющая обусловлена тем, что импульсы начала и конца пачки выдаются только после выполнения соответствующих критериев. Так например, для алгоритма «k/m – l» имеет место смещение вправо момента фиксации начала пачки на (k – 1) позицию, а момента фиксации конца пачки – на l позиций.
Суммарная систематическая ошибка при этом равна
Δβсист = (k + l – 1)Δ β/2, (5.14)
где Δβ = 360оТп/tз – угловое расстояние между импульсами в пачке; tз – время однократного обзора зоны. Эта ошибка может быть скомпенсирована схемным путем, например, путем установки сумматора в исходное состояние, соответствующее дополнительному коду числа – Δβсист.
Случайная составляющая ошибки обусловлена, главным образом, несимметричностью пропусков сигнальных импульсов на краях пачки, где отношение сигнал-шум мало. Среднеквадратическое значение этой ошибки имеет порядок
σβ = (0,7 – 0,9)Δβ, (5.15)