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

, (2.17)

где - максимальный размер цели.

При переходе к угловым секундам (2.17) принимает вид

. (2.18)

Аппаратурная погрешность. Расчет выполняется с помощью соотношения (2.4), которое можно использовать непосредственно или привести к более привычному виду:

, (2.19)

где - погрешность по фазе, возникающая из-за неидентичностей приемных и усилительных трактов радиопеленгатора.

Рекомендуется придерживаться следующего порядка расчета:

- рассчитать при заданных значениях неидентичностей , и (см.§ 2.1);

- найти относительную аппаратурную погрешность и сравнить полученный результат с допустимым значением , указанным в исходных данных .

Если полученная погрешность превышает заданную, то это свидетельствует о необходимости применения коррекции неидентичностей;

- определить то допустимое значение погрешности по фазе , при котором относительная аппаратурная погрешность не превышает заданного значения:

. (2.20)

Если коррекция неидентичностей производится путем введения дополнительного фазового сдвига в разностный сигнал, то полученное значение используется для определения допустимого при заданной аппаратурной точности значения фазового сдвига в ПУТ- :

. (2.21)

В заключение рассчитывается максимальное значение корректирующего фазового сдвига по экстремальным значениям, определяемым из (2.19) или (2.21) при , где

(2.22)

и учтена возможность разных знаков . При этом считается, что угломерной канал теряет работоспособность при .

Полученные расчетные данные служат основой при проектировании устройства коррекции.

Полная погрешность. Полная погрешность рассчитывается с помощью соотношения

. (2.23)

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 (2.23) 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, равным 0,1, а дальность меняется от до . На графике представляется зависимость относительной погрешности от относительной дальности , меняющейся с дискретом и в пределах, указанных выше.

2.6. 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 .

Минимальная мощность принимаемого сигнала определяется известным соотношением, в котором вместо порогового отношения мощностей сигнала и шума , обеспечивающего заданное качество обнаружения сигнала, используется значение на выходе тракта усиления суммарного сигнала, при котором достигается требуемая точность:

, (2.24)

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, равная в рассматриваемом радиопеленгаторе полосе пропускания УПЧ ; - коэффициент шума приемника; - коэффициент потерь энергии сигнала при обработке.

Требуемая мощность передатчика РЛ рассчитывается по формуле:

, (2.25)

где - коэффициент потерь энергии во всех высокочастотных элементах РЛ, кроме антенной решетки, потери в которой учтены ранее коэффициентом полезного действия ; - эффективная площадь рассеяния (ЭПР) цели; - удельный коэффициент затухания в осадках; - протяженность зоны осадков.

Расчет энергетических параметров требует учета следующих особенностей:

1. Коэффициенты, характеризующие потери энергии сигнала в аппаратуре РЛ, подставляются в формулы (2.24) и (2.25) в абсолютных единицах.

2. В исходных данных приведены ориентировочные значения и . Поэтому требуется уточнение этих значений в процессе проектирования. Особое, внимание следует обратить на коэффициент потерь энергии в высокочастотных элементах радиолокатора , который должен учитывать потери в передающем и приемном волноводных трактах (т.е. коэффициенты полезного действия и ) и суммарно-разностном преобразователе.

3. При расчете потерь энергии при распространении, характеризуемых коэффициентом

значение следует брать из графиков, подобных показанным на рис. 2.7, для конкретной интенсивности осадков , выраженной в мм/ч, и полученной при расчетах длине волны зондирующего сигнала. Величины и подставляются в (2.25)в дБ/км и в км соответственно.

Рис. 2.7

2.7. Расчет вспомогательных параметров

В данном разделе рассчитываются параметры, необходимые при разработке требований к элементам угломерного канала. При проектировании фазового суммарно-разностного РЛ к таким параметрам относятся параметры выдаваемого в угломерном канале двоичного кода сигнала рассогласования по азимуту и параметры устройства, коррекции неидентичноетей приемных трактов.

Параметры кода угла рассогласования. При использовании двоичного кода для расчета параметров кода можно воспользоваться методикой, изложенной в § 1.8 данного пособия. Если вырабатываемый АЦП код служит только для управления ДНА, то определению подлежат цена младшего разряда кода и число разрядов .

Устройство коррекции. Расчет выполняется для наиболее целесообразного варианта построения устройства коррекции, когда общий АЦП используется как в угломерном канале, так и в канале коррекции, а коррекция осуществляется путем введения корректирующего фазового сдвига в тракт усиления разностного сигнала.

Расчет параметров корректирующего кода и остаточной аппаратурной погрешности рекомендуется выполнять в следующем порядке.

Сначала с использованием соотношения (2.21), где следует принять , определяется то значение , которое соответствует нулю дискриминационной характеристики устройства коррекции. Часто встречающееся расположение на координатной оси используемых при расчетах и соответствующих им аппаратурных погрешностей при имеет вид (при следует изменить направление оси на обратное):

Затем рассчитывается максимальное значение фазового сдвига в УПЧ:

, (2.26)

где найдено в § 2.5.

Цена младшего разряда корректирующего кода должна удовлетворять условию [см.(1.47)]

. (2.27)

При этом значение используемое при коррекции, будет

, (2.28)

где n - номер разряда корректирующего кода.

Динамический диапазон изменения (в децибелах)

, (2.29)

а количество разрядов корректирующего кода соответствует (1.46) при замене на .

Остаточная аппаратурная погрешность определяется по формуле (2.19), в которой следует положить . Большее из полученных значений учитывается при определении точностных параметров угломерного канала.

3. АМПЛИТУДНЫЙ СУММАРНО-РАЗНОСТНЫЙ РАДИОЛОКАТОР

Рассматриваемый амплитудный суммарно-разностный радиолокатор (РЛ) входит в состав обзорно-прицельного комплекса тактического самолета (истребителя). Для детальной разработки предлагается канал измерения азимута цели (азимутальный канал) этого РЛ, представляющий собой амплитудный суммарно-разностный моноимпульсный радиопеленгатор.

Проектируемый РЛ по назначению аналогичен фазовому суммарно-разностному РЛ, разработке которого посвящена гл.2 данного пособия. Близки эти радиолокаторы и по принципу действия, что обусловлено одинаковым типом углового дискриминатора. Поэтому для более детального ознакомления с особенностями РЛ рекомендуется обращаться к соответствующим разделам предыдущей главы пособия.

Тактическая ситуация, соответствующая исходным данным на проектирование, предполагает работу РЛ в ближней зоне БЗ (см. рис.2.1) и использование в качестве зондирующего простого импульсного сигнала. Считается, что модулирующие импульсы имеют прямоугольную форму, а период повторения импульсов выбирается из условия однозначности дальнометрии (2.1).

3.1. Выбор структурных схем

В данном разделе предлагается один из вариантов разработки структурной схемы РЛ, а также схем азимутального канала и устройства коррекции неидентичностей приемных трактов этого канала, существенно влияющих на его точность.