Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Рис. 2.4

Точность определения угловых координат цели при фазовом методе пеленгации зависит от размера базы Б (расстояния между фазовыми центрами), который согласно ([6] , с. 53) рекомендуется брать равным

Б=0,5l_а. (2.6)

Антенны с квадратной апертурой имеют одинаковую ширину ДНА _ как в азимутальной, так и в угломестной плоскостях. Коэффи­циент усиления такой антенны определяется из соотношения (1.6), а ее активная площадь - из (1.7).

2.3. Расчет параметров сигнала

В данном разделе рассчитываются некоторые из параметров зон­дирующего и принимаемого сигналов. К основным параметрам зондирую­щего сигнала относятся длина волны, параметры модуляции и излу­чаемая мощность. Ниже определяется только частота модуляции. Мощ­ность сигнала, а точнее мощность передатчика НРЛ, рассчитывает­ся в разделе 2.6. .

Исходным при выборе частоты модуляции зондирующего сигнала является условие однозначности дальнометрии, которое при фазовом методе дальнометрии имеет вид

. (2.7, а)

Вводя для определенности коэффициент запаса K_з (см. раздел 1.3), получаем расчетное соотношение

, (2.7, б)

где R_max – максимальная измеряемая дальность до цели.

Из параметров принимаемого на НРЛ сигнала (доплеровский сдвиг частоты и мощность сигнала) в данном разделе определяется только частота F_д (см. рис. 2.1, в), знание которой требуется для расчета устройств обработки сигнала. Требуемая минимальная мощность принимаемого сигнала вычисляется в разделе 2.6.

Доплеровский сдвиг частоты F_д определяется из соотношения (1.2), которое, как нетрудно показать, при преобразовании частоты сигнала в ответчике (на БПЛА) принимает вид

. (2.8)

Следует выразить скорость в м/с с помощью (1.1) и найти F_дmin и F_дmax, соответствующие углам _max и _min.

2.4. Выбор параметров устройств обработки сигналов

При выполнении этого раздела определяются следующие параметры: частота подставки, параметры фильтров тракта обработки сигна­лов и основные показатели устройства поиска сигнала по частоте (по скорости).

Частота подставки. В разделе 2.1 указано, что сигнал, пода­ваемый на измеритель частоты, должен подвергаться амплитудному ограничению. Такая операция способствует уменьшению влияния ам­плитудной модуляции, как дальномерным сигналом, так и вызываемой помехами, на точность измерения скорости. Очевидно, что сохране­ние амплитудной модуляции сигнала после преобразования его в сме­сителе См-3 (см. рис. 2.3) возможно при условии, что частота под­ставки F_пд≪F_м. В рассматриваемой ситуации определяемая из (2.7) частота F_м при малых R_max оказывается соизмеримой с F_д (2.8). Поэтому для нахождения F_пд можно вместо (1.14) использовать формулу

. (2.9)

Фильтры приемно-усилительного тракта ПУТ-1. В состав ПУТ-1 (см. рис. 2.3) входят фильтры УПЧ-1 и УПЧ-2, а также усилителя доплеровских частот УДЧ.

Полоса пропускания УПЧ-1 выбирается, из условия подавления сигнала с частотой f₀, просачивающегося с Прд:

. (2.10)

Полоса пропускания УПЧ-2 должна обеспечивать выделение модулированного по амплитуде ответного сигнала и с учетом возможного изменения знака F_д равна

. (2.11)

Усилитель доплеровских частот в рассматриваемом канале должен настраиваться на частоту F_пд и иметь полосу пропускания

. (2.12)

Схема поиска. Параметры схемы рассчитываются в соответствии с рекомендациями раздела 1.4. При этом следует иметь в виду, что диапазон поиска сигнала по частоте в рассматриваемом канале скорости составляет с учетом коэффициента запаса

. (2.13)

2.5. Расчет погрешностей

В данном разделе рассчитываются погрешности канала скорости при оптимизации измерителя частоты для дальностей R₀=R₁=R_max или R₀=R₂=R_min. Оптимизация производится по кри­терию минимума дисперсии суммарной погрешности (1.20). В резуль­тате расчета выбирается тот вариант оптимизации и соответствую­щая ему полоса пропускания F_и измерителя частоты, при кото­рых достигается максимальная точность на заданной дальности. Точ­ность измерителя должна оцениваться как на R_min, так и на R_max.

Расчет выполняется по методике, изложенной в разделе 1.5, с использованием приведенных в этом разделе допущений и соотношений. Следует сохранить порядок расчета и формы представления его ре­зультатов и учесть, что дальность пуска оружия R_п должна быть заменена на минимальную дальность R_min . На втором этапе расчета при определении отношения мощностей сигнала и шума q₂ на дальности R₂ = R_min нужно вместо (1.26) использовать формулу

, (2.14)

справедливую для систем с активным ответом, где значение q пропорционально R^-2 ([1], с. 65).

2.6. Расчет энергетических параметров

Под энергетическими в данном разделе понимаются следующие параметры НРЛ и ответчика:

для НРЛ - мощность передатчика P_1з (индекс “з” относится здесь к ниже к запросчику - НРЛ) и минимальная мощность принимае­мого сигнала Р_2minз;

для ответчика - мощность передатчика Р_1от (индекс "от" соответствует ответчику).

Расчет должен быть основан на получении таких энергетичес­ких параметров, при которых обеспечивается расчетная точность канала измерения скорости.

Для упрощения считается, что коэффициент потерь L_п.з включает потери энергии сигнала как в высокочастотных элементах НРЛ (кроме антенно-волноводной системы), так и при обработке сигналов, а потери энергии в аппаратуре ответчика учтены в значении минимальной принимаемой ответчиком мощности P_{2min от}. Параметры НРЛ и ответчика должны выбираться так, чтобы обеспечить наибольшую экономичность системы в энергетическом смысле ([1], с. 65), когда

R_{max з}=R_{max от}=R_max. (2.15)

Если в НРЛ используется общая приемно-передающая антенна, а передающая и приемная антенны ответчика идентичны, то из соотношения (2.15) следует, что

. (2.16)

Мощность передатчика НРЛ. Этот параметр следует рассчитывать по формуле

, (2.17)

где P_10з – мощность передатчика без учета потерь при распространении радиоволн;  - удельный коэффициент затухания в осадках (см. рис. 1.7); R_ос - протяженность зоны осадков.

Расчетная формула для определения P_10з имеет вид

, (2.18)

где G_Аот – коэффициент усиления ответчика, который при ненаправленной антенне (или неизвестных параметрах последней) следует принять равным единице; 1з – КПД передающего волноводного тракта НРЛ.

Минимальная мощность принимаемого на НРЛ сигнала. При расчете этого параметра используется соотношение (1.27) раздела 1.6.

Мощность передатчика ответчика. Этот параметр рассчитывается с использованием соотношения (2.16).

2.7. Расчет вспомогательных параметров

В данном разделе рассчитываются те параметры, которые необходимы при разработке требований к элементам НРЛ (см. Приложение П 1) и не являются результатом предыдущих расчетов.

Для решения этой задачи рекомендуется воспользоваться материалами, изложенными в разделе 1.7.

3. ДОПЛЕРОВСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ

Доплеровские измерители скорости (ДИС) предназначены для опре­деления вектора полной скорости V подвижного объекта или составляющих этого вектора V_г, V_x, V_y и V_z (рис. 3.1) по измерен­ным доплеровским сдвигам несущей частоты нескольких отраженных от земной поверхности сигналов. На рис. 3.1 через V_воз обозна­чена воздушная скорость ЛА, а через V_вт - скорость ветра; _с - угол сноса. Ось Х совпадает с продольной осью ЛА. Типовые зада­ния на проектирование самолетного (КП-23) и вертолетного (КП-24) ДИС приведены в Приложении Π 2.

Рис. 3.1

В целях упрощения расчетов считается, что:

1. информация о скорости, получаемая от ДИС, используется только в установившемся режиме полета ЛА, когда скорость последне­го постоянна;

2. самолетные ДИС выдают данные на внешние системы и индика­торы только в горизонтальном полете, когда V_y = 0;

3. в измерителе применена стабилизация выходных данных, при которой углы крена и тангажа ЛА учитываются в алгоритмах расчета выходных данных ДИС;

4. вычислительное устройство ДИС работает абсолютно точно. Точность ДИС при нарушении указанных допущений может быть оце­нена по методике, изложенной в ([3] , гл.10).

3.1 Выбор структуры ДИС

Исходными предпосылками при выборе структуры ДИС являются: число лучей ДИС; число каналов обработки сигналов; вид модуляции зондирующего сигнала и способ усиления и преобразования отраженно­го сигнала в приемном тракте ДИС. Считается, что ДИС работает в ре­жиме непрерывного излучения (см. раздел 2.1).

Число и расположение лучей ДHA. Сигналы, необходимые для опре­деления вектора скорости или его составляющих, в ДИС получают от многолучевой антенной системы (АС), состоящей из двух идентичных (передающей и приемной) волноводно-щелевых ФАР, жестко связанных с корпусом ЛА. Применяют четырехлучевые или трехлучевые АС (рис. 3.2). В последнем случае один из показанных на рис. 3.2,а лучей отсутствует. Предпочтение отдают более простым трехлучевым АС. Четырехлучевую АС используют в некоторых типах ДИС, в которых отсутствует стабилизация выходных данных и влияние угловых колебаний ЛА на точность измерения скорости снижают путем совместной обра­ботки сигналов, принятых по двум лучам ДНА ([З], с.353). В вер­толетных ДИС находит применение треугольное расположение лучей (рис.3.2,б), при котором основными источниками информации о сос­тавляющих скорости V_x, V_z и V_y служат сигналы, принимаемые по лучам 1, 2 и 3 соответственно.

Рис. 3.2

Ориентация лучей в связанной с ЛА системе координат XYZ оп­ределяется установочными углами B₀ и Г_ο (рис. 3.2,в). Первый из них - угол между плоскостью ХOZ и линией ОМ, соответствующей максимуму луча ДНА, а второй - угол между продольной осью ЛА (ось X) и проекцией ОМ на плоскость ХОZ. Величины B_ο и Г₀ однозначно определяют установочные углы – ₀ и ₀, измеряемые в плоскостях ХOM и ZОМ соответственно (точка Μ является центром отражающей площадки ОП на земной поверхности).

Углы B₀ и Г₀ - основные, так как от них зависят масштабные коэффициенты M_x , M_z и М_y, связывающие средние квадратичеcкие погрешности _x, _zи y определения составляющих вектора скорости ЛА с соответствующими погрешностями _Fк измерения доплеровского сдвига F_дк по сигналам, принятым по к -му лучу ДНА. В рассматриваемом РТУ соотношение (1.22) имеет вид

,

Характеристики

Список файлов книги