Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Каково влияние флуктуаций амплитуды сигналов, а также собственной скорости носителя РЛС на эффективность СДЦ? 11. Определите значение «слепых» скоростей для РЛС с СДЦ, работающей на волне 3 см с периодом повторения импульсов 1 мс. 12. Каким образом можно исключить влияние «слепых» скоростей? 13. Почему использование коэффициента улучшения для оценки эффективности СДЦ предпочтительнее коэффициента подавления? 14. В чем заключаются преимущества и недостатки РЛС со средней и высокой частотами повторения по сравнению с РЛС с низкой часготой повторения? 15.
В каких случаях целесообразно применение импульсно-допплеровских РЛС с высокой и средней частотами повторения? 16. Почему в импульсно-допплеровских РЛС необходимо применять несколько частот повторения? В каких соотношениях эти частоты должны находиться и почему? 17. Почему в импульсно-допплеровских РЛС предъявляются очень высокие требования к уровню боковых лепестков ДНА? РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ И СКОРОСТИ ОБЪЕКТОВ 7.1. Импульсный метод измерения временной задержки Как уже отмечалось ранее, в основе измерения дальности радиотехническими методами лежит измерение времени задержки радиосигнала т„которое при известной скорости с распространения радиоволны прямо пропорционально расстоянию 0 от источника радиосигнала до приемного устройства, на выходе которого и производится измерение та тем или другим способом. В активных РЛС время задержки тр— - 20/с пропорционально удвоенному расстоянию 0, поскольку время задержки измеряется от момента излучения зондирующего сигнала РЛС до приема отраженного (переизлученного) объектом сигнала.
В радионавигационных дальномерных системах беззапросного типа измеряется время задержки от момента излучения радиосигнала опорной станцией, расположенной на Земле или ИСЗ, до его приема на объекте, определяющем свое местоположение. В этом случае время задержки та связано с расстоянием от опорной станции до объекта 0 соотношением та = 0/с. В разностно-дальномерных РНС измеряется разность времени задержки сигналов, принимаемых от двух опорных станций: от = тр, — та, = (0~ — О,)/с. Наиболее прост импульсный метод измерения временнбй задержки, применение которого наиболее естественно в системах с импульсной модуляцией радиосигналов. Именно такой метод применен в РЛС КО, рассмотренной в гл. ! в качестве примера, поясняющего принцип определения дальности и азимута в двухкоординатной РЛС обнаружения.
В такой станции время задержки отраженного целью сигнала измеряется по положению яркостной отметки цели на развертке дальности ИКО, начало которой соответствует моменту излучения зондирующего импульса. Если скорость развертки дальности и, = сопа1, то время задержки принятого импульсного сигнала т будет пропорционально расстоянию на экране ЭЛТ от начала развертки до отметки цели. Это расстояние может быть измерено с помощью механических или элект- 259 с) =,/2Е/ Ао.
Таким образом, повышения точности измерения дальности можно достигнуть расширением спектра и увеличением энергии излучаемых сигналов. Расширение спектра можно получить сокращением длительности сигнала. При этом для сохранения требуемого значения с) придется увеличивать пиковую мощность, однако возможности на этом пути крайне ограничены. Как известно, эти противоречия разрешаются при использовании внутриимпульсной модуляции частоты или фазы колебаний высокой частоты, позволяющей обеспечить требуемое произведение т„ог„для получения заданных значений максимальной дальности, точности и разрешающей способности по дальности.
Кроме ширины спектра и энергии сигнала при проектировании импульсной радиолокационной станции должны быть выбраны частота повторения импульсов Г„, время обзора Т„способ измерения времени задержки сигнального импульса и отображения измеренного значения дальности. Выбор частоты повторения обычно определяется требованием однозначного измерения дальности.
Если задана максимальная дальность действия РЛС Р, то однозначное измерение обеспечивается при выполнении условия: Т„= — > тв — — '" или Р„< ! 22) с г 22),„ (7.! ) Это ограничение влияет и на выбор скорости обзора, если измерение дальности производится в процессе обзора, поскольку число накапливаемых импульсов пачки М„,„, определяющее величину с), связано с угловой скоростью сканирования ДНА й,„и ее шириной аА формулой у оА~п пач ск Таким образом, выбор частоты повторения должен удовлетворять также условию 260 ронных меток визуально. Такой метод не может быть точным, так как даже при наличии электронной метки в виде кольца, совмещаемого при измерении с яркостной отметкой цели, погрешность измерения дальности будет значительной из-за погрешности совмещения даже в отсутствии помех и других факторов, влияющих на задержку сигнала.
В гл. 4 показано, что потенциальная точность измерения временнбй задержки сигнала со случайной фазой (что имеет место в некогерентных РЛС) на фоне помехи в виде НБШ определяется эффективной шириной спектра сигнала ог'; и отношением сигнала к шуму на выходе СФ ~п — х1па ~иск /пА в котором число импульсов в пачке Ю„,„и скорость сканирования ь),„определяются заданными максимальной дальностью действия РЛС и темпом обзора, а их — требуемой точностью и разрешающей способностью по азимуту. Нарушение условия однозначности (формула (7.1)) ведет к усложнению системы, так как для устранения неоднозначности измерения дальности приходится применять две или более частоты повторения импульсов, что приходится делать в когерентно импульсных РЛС со средней и высокой частотами повторения с целью борьбы с пассивными помехами.
Рассмотрим, какие причины влияют на точность измерения дальности импульсным методом с помощью индикаторов на ЭЛТ. Прежде всего обратимся к РЛС КО, в которой дальность определяется в процессе обзора по изображению на экране ИКО. Точность измерения дальности при этом значительно ниже потенциально возможной, определяемой шириной спектра сигнала и отношением сигнал/шум. Дополнительные погрешности связаны с синхронизацией развертки дальности, нестабильностью ее скорости и способом отсчета положения яркостной отметки цели. Если имеются задержки сигнала в приемном тракте т„, и начала развертки дальности т„,относительно момента излучения зондирующего импульса, то естественно возникает соответствующая погрешность измерения дтв.
Кроме того, существенную погрешность вносит неточное совмещение метки дальности с отметкой цели. Значение этой погрешности зависит от диаметра пятна на экране ЭЛТ, определяемого качеством фокусирования, скоростью развертки дальности и ее стабильностью во времени. Если обозначить среднеквадратичное значение погрешности синхронизации (начала развертки) о„„погрешности из-за изменяющейся задержки в приемном тракте и„, и погрешности отсчета и„, то при независимости указанных ошибок погрешность измерения дальности будет определяться значением результирующей погрешности измерения временнбй задержки тв: (7.2) Более высокую точность измерения дальности можно получить при использовании индикатора с линейной разверткой и отметкой цели, получаемой отклонением луча.
В этом случае можно существенно уменьшить погрешность отсчета, который обычно производится по переднему фронту сигнального импульса. Выбирая соответствующую шкалу дальности индикатора, т.е. изменяя скорость развертки и соответственно масштаб изображения, можно радикально снизить погрешность отсчета. Однако в современ- 26! ных РЛС индикатор с линейной разверткой используется редко (обычно в качестве устройства контроля работы аппаратуры при ее испытаниях и настройке).
Точное измерение дальности обеспечивается с помощью следящих дальномеров, осуществляющих автоматическое измерение временной задержки аналоговым или цифровым способом в режиме точного сопровождения цели. В этом режиме в течение времени измерения ось ДНА совмещается с направлением на цель, т.е. одновременно осуществляется автоматическое слежение за целью и по угловым координатам, что позволяет получить требуемое для заданной точности измерения дальности и азимута число накапливаемых импульсов. 7.2.
Автоматическое сопровождение цели по дальности В настоящее время чаще используют автоматические дальномеры цифрового типа, однако для лучшего понимания принципа построения замкнутой системы автоматического сопровождения целей по дальности целесообразно сначала рассмотреть аналоговый вариант такой системы. Структурная схема следящего измерителя дальности (СИД) РЛС представлена на рис. 7.!, а, а временные диаграммы ее работы на рис. 7.!, б.
Непосредственно схема СИД выделена пунктиром. Режиму слежения предшествует режим поиска сигнала цели на оси времени (по дальности) перемещением селекторных импульсов (.3) до момента попадания сигнала цели на выходе приемника в пределы селекторн ых импульсов, открывающих селектор дальности. При этом импульсы сигнала ф поступают на временной дискриминатор, осуществляется захват цели и переход СИД в режим слежения. В режиме слежения на выходе временнбго дискриминатора вьшеляется напряжение сигнала ошибки (4), определяемое величиной и знаком смешения сигнального импульса относительно оси селекторных импульсов. Это напряжение подается на экстраполятор, состоящий из интегрирующих и корректирующих звеньев.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
