Бакулев П.А. Радиолокационные системы (2015) (1151781), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Суммарный сигнал используется как опорный для определения знака вр и для нормировки сигналов.а)б)в)Рис. 11.20. Кольцевой волноводный мост (а)и векторные диаграммы сигналов (б,в)Угловой дискриминатор (Удис) суммарно-разностного радиопеленгатора (рис. 1 1 .2 1 ) построен по двухканальной (при определении одной угловой координаты) схеме. Чувствительным к информативным параметрам разностного сигнала элементом является фазовый детектор.На рис. 11.21 показана схема фазового суммарно-разностного моноимпульсного радиопеленгатора. Построение амплитудного суммарноразностного радиопеленгатора отличается тем, что используется амплитудный угловой датчик и отсутствует фазовращатель на л/2.
Для нормировкисигналов служит устройство МАРУ по суммарному сигналу, поэтому коэффициенты усиления УПЧ изменяются обратно пропорционально VПри таком построении получается дискриминационная характеристика вида312Рис. 11.21. Структурная схема суммарно-разностногомоноимпульсного радиопеленгатораt/( 0 P)=kUb& р)COS(U&A Uj_) ,UZV P)где /г - коэффициент пропорциональности; U(9p) и L'v(0р) - амплитуды разностного и суммарного сигнала при угле 0р - между направлением на цель и РСН (или перпендикуляром к базе антенн при фазовом угловом датчике), формируется фазовым детектором.Напряжение на выходе последнего с учетом нормировки по суммарному каналу„^ вы х =„*фди ь(вРШ—,,2 ,- .гв р), г , „ ч1,c o s [ a r g ( t / At / z ) ] = kи А(вр)—,f - c o s ( p &- (h ) .Щ{вр)Так как при изменении 0V угол между UA идва значения 0 и 180°, томожет принимать^ы х = ^ф д (± 1)[£/л^р)/^1(^)],где учтено, что при малых 0V значение и^{0^)=и^ и не зависит от 6V.Нормировка устраняет влияние амплитуды сигнала и повышает точность пеленгации.При оптимальном построении амплитудного суммарно-разностного радиопеленгатора (рис.
1 1 .2 2 ) с дискриминационной характеристикой видаD(9p) = -К (Z'(0p)/Z (0p))в качестве углового датчика используется ФАР, выполняющая функциюпространственного фильтра. Весовые коэффициентыи W' выбираютиз условия формирования суммарной и разностной диаграмм.
При пеленгации в пространстве необходимо соединить четыре выхода антенныс входными отводами четырех суммарно-разностных мостов, а с выходных отводов СРМ сформировать два разностных пеленгационных при313емных канала по углу а - [(1 + 3) - (2 + 4)] для сопровождения цели вгоризонтальной плоскости и по углу Р ~ [(1 + 2) - (3 + 4)], для сопровождения цели в вертикальной плоскости. Кроме того, необходим суммарный приемный канал [(1 + 2 + 3 + 4)] для обнаружения цели и сопровождения ее по дальности (рис.
10.23).Рис. 11.22. Схема оптимального амплитудногосуммарно-разностного радиопеленгатора (а) и диаграмма,поясняющая выбор весовых коэффициентов (б)31411.6. Точность моноимпульсныхрадиопеленгаторовТочностные параметры таких радиопеленгаторов зависят главнымобразом от типа радиопеленгатора и степени идентичности приемныхканалов. Тогдаae = a(p[2 7 t(2 d lX )l\где Gy - погрешность измерения фазы, нижнее значение которой даетформула потенциальной точности, т. е.(EINq)~xi2.С учетом этой формулы потенциальная точность ФФ МИ радиопеленгатора характеризуется погрешностью*g =<T,[2x(E/N0)'n ( d /* ) J l =<pa[ l *(E/N Q)V2] ' ,ИЛИав!<Ра =к14ч "где учтено, что при указанных на рис.
1 1 . 1 2 размерах антенн фазовогорадиопеленгатора база da и ширина ДНА <ра = Aid. При использованииФАР с теми же размерами ширина ДНА <рл = 0,5 Aid при той же базе.Рис. 11.23. Угловой датчик и преобразователь суммарно-разностногопеленгатора при пеленгации в пространствеЗаметим, что при направленных антеннах с шириной диаграммы (раможно устранить прием сигналов, приходящих с направлений, лежащихвне угла (ра, и тем самым избежать многозначности отсчета угла при сохранении высокой точности пеленгации. Наибольшая точность при однозначности отсчета достигается, если выбирать базу из условия d ==0,5/а, где /а - размер апертуры антенной системы.Точность АА МИ РП можно найти, используя выражение (11.12).Разлагая Infa(0p) в степенной ряд в первом приближении, получаеми(в р) « -2/7а#р,где Я а = /Д #)) / /а(Оо) - пеленгационная чувствительность.315Тогда при [U(в)]2 -><Ты и О2 -> а 2вав= -\,7[П л(дГтГ'Если уровень пересечения ДНА выбран равным примерно 0,5 (см.11.6), то /7а = к/<ръ откудас гд 1< Р ь~ к( q )m.Точность амплитудного суммарно-разностного РП при оптимальной обработке сигнала (потенциальная точность) характеризуется погрешностьюae/<pa=k(E/N0y m.Таким образом, можно утверждать, что при любом типе моноимпульсного радиопеленгатора точность измерения характеризуется погрешностьюae / 9a= k{q yV2 ,где коэффициент к слабо зависит от типа радиопеленгатора и его значение лежит в пределах 0,5...
1,5.Погрешность ФФ МИ радиопеленгатора определяется выражением(11.14), в котором следует учесть, что при сопровождении цели по угловым координатам вр « 0 .Для ослабления влияния неидентичности характеристик приемныхканалов в угловых дискриминаторах применяют коммутацию (переменумест) приемных каналов с определенным периодом. В импульсных системах возможно также усиление сигналов углового датчика в общемприемном канале с использованием сдвига сигналов во времени (рис.11.24, а), а в системах с смодулированным сигналом - с разделениемсигналов по частоте (рис. 11.24, б).
Известны и другие способы ослабления этого влияния.Точность следящих измерителей угловых координат характеризуется относительными значениями составляющих, образующих суммарную погрешность одноканальных с коническим сканированием OiKC имногоканальных моноимпульсных а^МИрадиопеленгаторов.На точность одноканальных следящих радиопеленгаторов влияютшумы приемника, приводящие к погрешности сгш, аппаратурная погрешность сга, угловой шум сгуш и амплитудный шум флуктуаций отраженногосигнала <таш (рис. 11.25). В моноимпульсных радиопеленгаторах (при идеальной нормировке сигналов) погрешность сгаш отсутствует, что приводитк повышению точности пеленгации.
Этому же способствует большая пеленгационная чувствительность суммарно-разностных моноимпульсныхрадиопеленгаторов, примерно в два раза превышающая аналогичный па316a)Рис. 11.24. Схемы одноканальных моноимпульсных радиопеленгаторов^/^тахРис. 11.25. Составляющие погрешностей в одно- и многоканальныхследящих радиопеленгаторахраметр в радиопеленгаторах с коническим сканированием.
Отмеченныепреимущества моноимпульсных радиопеленгаторов привели к широкомураспространению этого типа угломерных устройств.Полная погрешность следящего радиопеленгатора°вп = ^фл+Л#дин+СТу2ш+<Та2 ,317где сгфл - флуктуационная погрешность, вызываемая шумами, поступцв_шими на вход дискриминатора следящего измерителя радиопеленгаторавместе с полезным сигналом; Д 0диН - динамическая погрешность, обусл<зв_ленная изменением измеряемого уг.ла в и инерционностью следящего Измерителя; Оущ - погрешность углового шума, возникающая из-за флуктуа_ции угла прихода отраженного от це^ли сигнала при «блуждании центра ох_ражения» относительно центра цели:; сга - аппаратурная погрешность.Погрешность углового inyMaL (см.
гл. 2) зависит от дальности доцели R и размера цели /ц:<7^ =0,1671 (рад).Флуктуационная погрешность определяется соотношением (смгл. 9)СГфл “»где- эквивалентная спектральная плотность шума на входе дискри_минатора следящего измерителя (нш нулевой частоте), зависящая от ви_да измерителя и отношения си1ГНал/шум q, имеющая размерносгь[в2]/ Гц ; A- полоса пропускание следящего измерителя.Оптимизация следящего измерителя выполняется с целью мини_мизации суммарной погрешности измерителяВ табл. 9.1 приведены выражения для расчета динамической пэ_грешности Д^дин и оптимальной полюсы пропускания ДFom следящих И3.мерителей с астатизмом первого и второго порядка, наиболее часто и:_пользуемая структура которых такяке соответствует соотношениям, пр^_веденным в табл.
11.1, где Т\ и Т2 -- постоянные времени сглаживающихцепей, Тк - постоянная времени корректирующей цепи экстраполятора, ^- коэффициент передачи интегратора, 0 'ц = Оц и 0 " = ац - угловая скорость и угловое ускорение цели. При использовании табл. 9.1 целесоо(>_разно для упрощения принять Т2 = ][ с . Следует иметь ввиду, что в опт^.мизированном по критерию минимума сгь т.е. имеющего полосу пропу^_кания Д/^ опт»следящем измерителе; При указанных в табл.
9.1 передато^.ных функциях W{p) имеет место полезное для практики соотношение мцжду флуктуационной и динамической погрешностями: сгфл = 2Д#дин . 3табл. 1 1 . 1 приведены соотношения ДдЛя расчета эквивалентной спектраш.ной плотности G3 для радиопеленгаторов различных типов.Аппаратурная погрешность М[И радиопеленгатора рассчитываете,по формулам, приведенным в табл. 1 1 .2 .318Таблица 11.1Тип РПс3РП СК1град2Па2Л^фл<? ’Гцгде q - отношение сигнал/шум на входе дискриминатора; А/Гфл = Д/уни - полоса до детектораАА МИ РП2Тпград2Пги чГц ’где Тп- период повторения;f'(Q\= 2Я а = 2 - — -пеленгационная чувствительность АА МИ РПАСР МИ РПТ„П ^ ’гдеград2Гц- отношение сигнал/шум на выходе суммарного каналаФФ МИ РПМ2W *. ’рад2Гц ’где М = [2л-(с//Я)] 1 - масштабный коэффициент;q - отношение сигнал/шум на входе дискриминатораФСР МИ РПМ 2Г„Чъ ’рад2Гц ’где М = \2к{с11 Х )\х - масштабный коэффициент;q^ - отношение сигнал/шум на выходе суммарного каналаТаблица! 1.2Алгоритм расчета аппаратурной погрешностиТип МИ РПАА МИ РП1пшАСР МИ РП(к 2ЛV^02l+g)1 (l + g o ) -2 g 0-y/l + tg V s in V(l-g o )-2 g o tg /sm y /П,ФФ МИ РПФСР МИ РПу/ +у2n{dl X)Л- 2Л^ + arcsin — — tg /l 2g0n(d / A)4319В табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
