Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы (1994) (1151783), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Антенна ГРМ излучает непрерывные немодулированные колебания. При прохождении луча через точку приема на выходе Р ГМ, = РГМ„( — Л) + К„РР ГМо (Р) соя ф = О. (6.25):.-".-.'-;.-,:, Для определения Л воспользуемся выражением (6.22), по',:-,'-,'-.,-, ложив РГМ=РГМ, и 6~3= — Л. Тогда Искомое значение Л найдем, подставив (6.26) в (6.25): Л = Котр~~а2 (Д) ~2~а (~0) 1 соз 'Ф. (6.27) приемника формируются импульсы, длительность и форма ко- (626) ",':,.'::::,:-:'-' торых зависит от скорости сканирования Й„, ширины и формы ДНА радиомаяка.
В бортовом оборудовании ЛА измеряется интервал времени 1 ~ между импульсами А и Б, соответствующими прямому и обратному ходу луча. Интервал 1~, сравнивается с Величина Л т . е, б временем Т, равным тому значению 1 ~, которое соответствует еличина Л тем меньше, чем больше крутизна ДНА на равносигнальнв~„ нам ';: „оложению ЛА на заданной линии глиссады, т. е. углу ~о.
направлении ~','фо) и чем меньше (а.(р), т. е. чем выше поднята нижняя граница ДНА ад 1 -~Р» . - няя '" ' Основное уравнение рассматриваемого угломерного канала граница ~~ над земной поверхностью. Уменьшение ~;,~(~) связано с рядо сложностей, так как номинальный угол глиссады ро обычно около 3'. П, ом ':::;:::'. имеет вид этому в РСП повышенной точности применяют дополнительные антенн, ':::.
':,,"':. ~~ = О 5~с~ (~~В Т0)- (6.28) 1 поле которых компенсирует излучение основных антенн под углами и го-:.'..': ':::-;::. для повышения точности следует уменьшать скорость сканироризонту, меньшими 1'. вания й„,. Нижнии предел й„ограничен необходимым при по- ФЗ (~.И~) входит мно"'итель соз ч' значение ~~~~р~~о зависит от раз- .'-.'~'„':.'-': садке темпом получения информации об угловых отклонениях и дВижении ЛА бычно не м~енее О О1... О О периодическому -""-' '"-: Из сказанного следует что заданное положение линии глиср Л~ ° у т "о некоторой кривой. показаннои на -:::::::.'-'.::::;:::::, сады, т. е.
угол ~р, определяется интервалом времени Т, зна- Р Р' еп ~то явление существенно снижает точность..::,::','"-'-::::-,: чение которого задается в бортовой аппаратуре ЛА. Поэтому рис. 6.32 штриховой линией. Это явление с щественно снижает точи РСП:и может нарушить работу системы автоматической посадки.
в импульсной РСП не возникает проблем, связанных с оптими- ий сигнал мощно с ой ~о, лежащей ая А1 и приемная гнал с ча,стотой ~о лансном смесителе рии) и~сключить вли ума приемного тра о на 10 дБ повы я шума смесителя формирует баланс где ~,. „— час „, поступающий на ты исключаемся ча ндирующ й частот тью неско 3 ил нны образ смес~ лько десятых дол и 13 3 ГГц, выра, формируют иденти уется на промежу ~тель позволяет (п игнала гетеродина сигнала на пром ельность приемни Когерентный г частоты на вы и. Фильтр выдел еситель. Прп вто о позволяет ослаб усилитель выделя ль частоты ИЧ.
о 9, окол А2 +Ед . Та Пер едающ енный си „„,в ба анте пре кой мов с ~е шу ,ап ян| оиммет еревод вствит стаи улятор роди~ ый см кта циент ш т чу обла шае примерн ия уро.вя и ~сигнал ,вны ~о=Ь " 1о 1"- ии часто стаби ньп мод а гете тот ба лансн та ~, олос ~.ц, ЧТ овой сто П льн ости гетероди на торой затем подаетс я на измерите гнал ко Сл нной едует иметь в виду, ч знаке Рд, что не имее в которых требуется и, необходимы специал олетных ДИС). Кроме усилитель, граничные ах соответствуют диа аком усилителе снижа то в рассмотре ения в са ных молет т знач ция о ДИС, скор ост в верт лоси ый Р„„ Цри т знать чени не только зна ьные того, схемы опр в данной едел ения схем частоты полось пуск коро ал-ш про ых с паза.н ется у измеряем отношение оигн Зо не суще ГРЧ.
Отражстоту ~ ной его коз ффи частоту снижен: рующи" рого ра частото разован вания 1Р ~, ~си ей ватга "-'-"- батьиает -'.",.- тс~(, чные до~,,-:„'.;:,"," точную ч:::.',,...",,::-.,-,,-,-',, ри идеаль:-'-" -""'--""-': (ГРЧ) ежуточну~''-,:.:,.'-:,,'-:.:,--';::-,::., ка за сч~:::,'::-.':-;.„'::.'-.'=.; етер однни ''-",.'-,'...':, ходе кото -'::,'', яет сигнал ....':,; Ром преоб. ить требо- '.'" ~ ет частоту ме теряется информа ДИС. Однако в тех е, но и направление,':- -:=::.'. знака Е„(например, использован широкопоания которого Р, „„.,'::.::="-.:." стей и углов сноса, ум на входе ИЧ, а Рис.
7.4. Пути прохождения просачивающегося и отраженного сигналов У (а), а также их спектры 4 (б, в) ~рис 7 4 б) приходится на низкочастотную часть т е на тот участок частот, где расположены составляющие 6,, отраженного сигнала ОС. Следует иметь в вид, что в приемнике с Учитывая, что мощность шума на входе приемника при коэф фициенте развязки К составляет ~Р =~ Р, Лу =~~, /ЙТ', где ЙТ'=4 10 " Вт/Гц, а Ршп. =Рш+Р,— полная мощность просачивающегося сигнала, получаем выраже ние, позволяющее оценить требуемую развязку: Кр~ЙТ'ЛУ [Р,(К,+0,25тп') ~ В самолетных ДИС НМ требуемое для обеспечения заданных высотности и точности значение Кр доходит до — (80... 90) дБ.
Естественным способом увеличения развязки, т. е. уменьшения .Кр, яв ляется пространственное разнесение передающей,и прямой антенн, что не всегда возможно на ЛА. Поэтому приемную антенну экранируют от пере дающей, применяют поглощающие покрытия элементов конструкции ЛА вблизи антенн ДИС, повышают жесткость конструкции антенной системы и ее обтекателя и т.
п. Если этими мерами не удается добиться требуемого значен~ия .Кр, то используют частотную модуляцию зондирующего сигнала, при которой спектр доплеровского сигнала переносится в область более высоких частот, где уровень 6,,, мал. Однако при этом ухудшается использование энергии сигнала и появляются слепые высоты, рис. 7.5. Спектр преобразованного сигнала в ДИС ЧМ Спектр преобразованного сигнала определяют разложением и„р(~) в ряд Фурье, и при У„, р —— 1 он имеет вид и, (~) = У,(т„„) сок Ы,1+~ 1„(~п„„)(соя ((пй„— Й,) 1— п=1 — 0,5ай Я+( — 1)" соя ~(и2, +Й,) 1 — 0,5ай 1рЦ, тде У.
(т,,„) — функция Бесселя. первого рода п-го порядка. Каждая из составляющих спектра и„р (рис. 7.5), кроме со- Рис. 7.9. Структурная схема трехлучевого одноканального ДИС ЧМ коммутации антенн. Выходы приемной антенны А2 коммутатором К2 подклю чаются поочередно к балансному смесителю БС. Устройство управления уу синхронизирует работу всех коммутаторов ДИС. С помощью УПЧ из пре образованного сигнала выделяется полоса частот вблизи, например, частоты ЗР„, (см.
рис. 7.5). В синхронном детекторе, гетеродинирующий сигнал которого формируется умножителем частоты, выделяется сигнал 1Р„~, поступающий через полосовой усилитель на измеритель частоты ИЧ. Значение ~Р~| выдается на вычислительное устройство ВУ. данных углы ~ и ч, измеренные бортовыми системами ЛЛ, учитывают в вы числительном устройстве ДИС при пересчете вектора скоРости ЛА в гори- зонтальную систему координат. Погрешность измерения доплеровского сдвига частоты О новными источниками погрешности о, измерения Р являют я собственные шумы приемного тракта и просочившегося в эт .
тракт сигнала передатчика, а также случайный характер ло„. леровского сигнала. Первый из этих факторов приводит к флу„ туационной погрешности оф„. ш, предельное значение которой можно найти из (5.6) с учетом развязки, рассмотренной в и. 7.1.1. Случайный х ар актер сигнала — специфический фактор, вц зьгвающий методическую флуктуационную погрешность и по' грешность смещения.
Методическая флуктуаи,ионная погрешность. Особенностью ДИС, как указывалось в п. 7.1.1, является измерение средней частоты случайного сигнала, имеющего сплошной спектр. При этом все составляющие этого спектра, кроме центральной, созют помехи снижающие точность измерения. Возникающая по казанной причине погрешность, свойственная используемому указанн " р методу измерения, называется методическои флуктуац онной н и и связана с шириной доплеровского спектра ЛЕ~ и эффективной Рис. 7.12, Формирование спектра доплеровского сигнала Рис, 7.13. Двухлепестковая д1у, по одному лУчУ антенны ДИС (а~ и со- ответствующий ей спектр доплеров- ского сигнала (б) у (или от В) в,,вае бающей спектра и уменьшение энергии сигнала, тем большие Для радикального снижения погрешности смещения прим няют антенны, формирующие две ДНА, которые перекрываютс„ либо касаются друг друга (рис.
7.13, а). Измерение ведется по центральной частоте Р„суммарного спектра (рис. 7.13, б) которая практически не смещается при искажении огибающи„' спектров (погрешность смещения уменьшается в 30...50 раз) Этим же методом можно бороться с погрешностями, вызывае мыми искажениями спектра сигнала из-за слепых высот. 7.2. ОБЗОРНО-СРАВНИТЕЛЬНЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 7.2.1. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ Обзорно-сравнительные системы (ОСС) предназначены для определения местоположения ЛА по результатам сравнения не которых наблюдаемых с помощью бортовых датчиков физиче-ских параметров, характеризующих местность, над которой совершается полет, с эталонными параметрами, хранящимися в памяти системы.
В радиотехнических ОСС наблюдаемыми параметрами являются высоты точек рельефа местности, дальность и угловые координаты радиолокационных ориентиров на местности, а также другие величины, измеряемые радионавига- Бо время полета бортовые датчики ЛА воспроизводят текущее изображение местности, т. е. дают текущую карту местности (ТКМ), которая сравнивается в специальном устройстве с ЭКМ. По результатам сравнения находят отклонение текущего поло- кения ЛА (точка 0~ на рис. 7.14) от заданного (точка О).
Продольное Лх и поперечное Ля отклонения ЛА от точки 0 вычисляются по сдвигу ЭКМ, который необходим для совпаде- ния эталонной и текущей карт местности. Значения Лх и Ля могут быть использованы либо для вывода ЛА на заданную траекторию, либо для коррекции основной (грубой) навигационной системы ЛА. Структурная схема ОСС Необходимыми элементами ОСС' (рис. 7.15) должны быть датчики текущей ДТКМ и эталонной. ДЭКМ карт местности, а также формирователь текущей карты ФТКМ, который преобразует сигналы ДТКМ в форму, удобную для сравнения с ЭКМ.
Обычно ФТКМ выполняет дискретиза-. цию по времени, квантование по уровню и масштабирование по скорости Г и высоте Н сигналов ДТКМ. Требуемая для такого преобразования информация поступает от инерциальной системы ИНС, радиовысотомера РВ и др. Устройство сравнения УС перебирает возможные положения ЛА на эталонной карте и 1 — — — — — буемои точностью и объемом памяти сис. Схема коррекции си- темы. Один из таких компромиссных под стемы счисления пути с по- ходов заключается в том, что в качестве мощью ОСС основного навигационного средства ис. пользуется система счисления пути ССП а ОСС служит для коррекции этой системы на отдельных участках траекто рии полета (рис.
7.16). Расстояние между участками коррекции зависит от степени снижения точности системы счисления со временем. Чем меньше скорость увеличения погрешностей системы счисления (т. е. чем выше точ ность датчиков этой систмы), тем реже ее можно корректировать и тем меньше необходимый объем памяти ОСС Дополнительного снижения требований к объему памяти достигают по степенным повышением точности ОСС по мере приближения к конечному пункту маршрута ЛА. В этом случае на начальном этапе маршрута используют более грубые ЗКМ с большими размерами ячеек и большим уровнем квантования, а на конечном — ЗКИ с максимальной степенью детализации, ! ! ! ! ! Однако при большой протяженности мар. шрута, для которого составляется эталон.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
