Радиолокационные и радионавигационные измерители угловых координат, страница 13

где П - пеленгационная чувствительность; -период повторения импульсов, a - отношение мощностей сигнала и шума на выходе ПУТ. Коэффициент "2" в числителе указывает на увеличение мощности шума при вычитании сигналов (считается, что шумы обоих ПУТ некоррелированые и имеют одинаковые дисперсии.

Пеленгационная чувствительность имеет размерность град^-1 и в амплитудно-амплитудном радиопеленгаторе равна

. (4.13)

При определении П целесообразно воспользоваться рис. 3.4, из которого следует, что , и

. (4.14)

Величина 1/П выполняет функцию масштабного коэффициента и в (4.12) отображает тот факт, что проникающий на выход СВ шум воспринимается следящей за углом системой как случайное приращение угла и является источником флуктуационной погрешности пеленгатора.

Погрешность угломерного канала рекомендуется выражать в угловых секундах (1 угл.с=1/3600 градуса). Поэтому значение можно выражать в (угл.с)²/Гц и вместо (4.12) использовать формулу

. (4.15)

В формулы табл. 1.1 входит угловая скорость цели . Для нахождения значения следует воспользоваться соотношением (1.2). При этом значения рассчитываются для всех дальностей, в пределах от до , участвующих в последующих расчетах.

Вычисление погрешностей рекомендуется проводить по методике, изложенной в подразделе "Порядок расчета" § 1.6 данного пособия, используя схему "алгоритма" расчета, показанную на рис.1.9. Ниже приведены особенности расчета в проектируемом пеленгаторе.

1. Если в исходных данных задана погрешность на дальности , то на первом этапе расчета принимается, что ; ; ; и вычисляются значения и , соответствующие дальности . Принимается, что следящий измеритель оптимизирован для дальности , т.е. .

2. На втором этапе расчета определяется погрешность следящего измерителя, оптимизированного для дальности , на дальности . Для расчета отношения мощностей сигнала и шума на выходе ПУТ при служит соотношение (1.31).

3. На третьем и четвертом этапах рассчитываются погрешности и , имеющие место в оптимизированном для дальности измерителе на дальностях и соответственно.

Результаты расчета следует представлять в виде таблицы, форма которой аналогична форме табл. 4.1:

Таблица 4.1

Расчеты должны иллюстрироваться графиком, на котором представляются зависимости от относительной дальности , одна из которых соответствует , а другая - , т.е. оптимизации измерителя для дальностей или соответственно.

Погрешность углового шума. Погрешность , вызываемая угловым шумом (см.§ 1.6), рассчитывается (в радианах) по формуле

, (4.I6)

где - максимальный размер цели.

При переходе к угловым секундам (4.16) принимает вид

. (4.17)

Аппаратурная погрешность. Расчет выполняется с помощью соотношения (4.3), которое можно использовать непосредственно или записать в более привычном виде

. (4.18)

Рекомендуется сначала рассчитать при заданных значениях неидентичностей и (см.§ 4.1) с учетом зависимости от дальности до цели.

Действительно, , где - амплитуда принимаемого сигнала в максимуме ДНА, а - напряжение сигнала на входе ЛУПЧ, соответствующее началу логарифмического участка амплитудной характеристики (см.§ 4.1). Уравнение для принимаемой радиолокатором мощности отраженного сигнала показывает, что пропорциональна , поэтому амплитуда этого сигнала пропорциональна , т.е. при прочих равных условиях

.

Так как логарифмическая характеристика (см. рис. 4.4) существует только при , то необходимо выбирать . Тогда последнее соотношение принимает вид

. (4.19)

Рис. 4.4

Таким образом, с уменьшением имеет место рост , a следовательно и увеличение аппаратурной погрешности (4.18) по мере сближения с целью. Погрешность достигает максимального значения на . Именно для этой дальности необходимо рассчитывать , подставляя в (4.18) значение .

Следует иметь в виду, что при подстановке требования к идентичности приемных трактов могут оказаться трудно реализуемыми. В этом случае допускается определять на дальности .

После расчета имеющейся аппаратурной погрешности следует найти относительное ее значение и сравнить его с допустимым значением , указанным в исходных данных. Если полученная относительная погрешность превышает заданную, то это свидетельствует о необходимости применения коррекции неидентичностей. Естественно, что можно сравнивать полученное значение с допустимым значением , которое вычисляется из заданного значения при известной ширине диаграммы направленности антенны .

Если коррекция производится путем изменения коэффициента передачи одного из ПУТ (т.е. путем управления коэффициентом ), то коэффициент рассчитывается по формуле:

, (4.20)

которая следует из (4.3) при .

Максимальное значение коэффициента при коррекции равно

, (4.21)

где - коэффициент запаса; - заданное в исходных данных значение . Результаты расчета и используются при проектировании устройства коррекции.

Полная погрешность. Полная погрешность рассчитывается с помощью соотношения

(4.22)

по результатам определения составляющих этой погрешности, полученным в данном параграфе. Исключение составляет аппаратурная погрешность , значение которой должно соответствовать остаточной аппаратурной погрешности, имеющей место после проведения коррекции. В соотношении (4.22) используется то значение , которое получено при выбранном варианте оптимизации следящего измерителя угла .

Результаты расчета точностных параметров угломерного канала представляются в виде таблицы и графика, построенного с помощью этой таблицы, отображающих зависимость погрешностей от дальности. Головка таблицы должна иметь следующую форму:

где относительная дальность берется с дискретом 0,1, а дальность меняется от до . На графике представляется зависимость относительной погрешности от относительной дальности , меняющейся с дискретом и в пределах, указанных выше.

4.6. Расчет энергетических параметров

Под энергетическими параметрами в данном разделе понимаются минимальное значение принимаемой мощности , при котором обеспечивается заданная или расчетная точность угломерного канала, и соответствующее значение мощности передатчика . Ниже приводятся основные соотношения, используемые для нахождения этих параметров. Особенности расчета даны в § 2.6 настоящего пособия.

Минимальная мощность принимаемого сигнала определяется известным соотношением:

, (4.23)

где - значение отношения мощностей сигнала и шума на дальности , равное округленному до ближайшего большего целого числа значению ; Вт/Гц - произведение постоянной Больцмана на стандартную температуру (в градусах Кельвина),при которой определяются шумовые параметры приемного тракта угломерного канала; - шумовая полоса пропускания тракта обработки сигнала; - коэффициент шума приемника; - коэффициент потерь энергии сигнала при обработке.

Требуемая мощность передатчика РЛ рассчитывается по формуле

, (4.24)

где - коэффициент потерь энергии во всех высокочастотных элементах РЛ, кроме антенной решетки, потери в которой учтены ранее коэффициентом полезного действия ; - ЭПР цели; - удельный коэффициент затухания радиосигнала в осадках в дБ/км; - протяженность зоны осадков в км.

4.7. Расчет вспомогательных параметров.

В данном разделе по методике, изложенной в § 1.8 данного пособия, рассчитываются параметры, необходимые при разработке требований к элементам угломерного канала. При проектировании амплитудно-амплитудного РЛ к таким параметрам относятся параметры выдаваемого угломерным каналом двоичного кода сигнала рассогласования по азимуту и параметры устройства коррекции неидентичностей приемных трактов.

Параметры кода угла рассогласования. При использовании двоичного кода для управления ФАР определению подлежат следующие параметры: цена младшего разряда и число разрядов этого кода.

Значение находят из соотношения (см.§ 1.8)

, (4.25)