Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Число интеграторов определяет порядок астатизма СИД, а следовательно, и точность сопровождения цели, т.е. точность совмещения селекторных импульсов, создаваемых схемами задержки (синтезатором задержки) и формирования, с сигнальными импульсами цели. Обычно число интеграторов в схеме экстраполятора не превышает двух, что достаточно для исключения динамических погрешностей по положению и скорости. При сложных траекториях маневренных объектов может потребоваться и третье интегрирующее звено для устранения погрешности, обусловленной ускорением.
262 Оз О4 Рнс. 7Д. Структурная схема СИД РЛС (а) н ее временные анаграммы (б) Прн работе СИД в условиях воздействия флуктуационных помех полезно сужать ее полосу пропускания, однако при этом следует учитывать, что значительную часть времени СИД работает в переходном режиме, требующем расширения полосы. Следует подчеркнуть, что в аналоговых СИД точность сопровождения снижается из-за влияния различных дестабилизирующих факторов, поэтому все шире используются СИД цифрового типа, обеспечивающие более точное и стабильное сопровождение цели. При их применении прогце осуществляется сопряжение с компьютером, на который возможно также возложить часть функций СИД, 2бЗ Сигнал от приемника,' Сигнал захвата Генератор счетных импульсов И От синхро- низатора Генератор счетных импульсов Реверсивный счетчик и Временной дискриминатор ! 1 Экстапслятор Формирователь раннего селекторного импульса Формирователь позднего селекторного импульса Схема сравнения Триггер Генератор счетных импульсов И Счетчик ! \ ) ! Синтезатор От синхронизатора Рис.
7.2. Структурная схема цифрового СИД 264 Наиболее просто реализуется измерение дальности в цифровом виде подсчетом числа периодов счетных импульсов Т (периодов дискретизации Т, = Т,„), укладывающихся в течение времени задержки сигнала то = 2х)/с. Это число пд = [тл/ Т,„1 = [тпТ,„[ (где [ [ — целая часть числа) в виде цифрового кода на выходе счетчика и будет оценкой измеряемой дальности цели. Ясно, что точность оценки ограничена периодом временнбй дискретизации. Кроме того, простое преобразование временнбй задержки в цифровой код не позволяет стробировать приемник в соответствии с изменяющейся задержкой тп при движении цели. Для этого необходима замкнутая следящая система цифрового типа, т.е.
цифровой СИД. Структурная схема одной из возможных реализаций цифрового СИД представлена на рис. 7.2. В схеме пунктиром выделены временной дискриминатор, экстраполятор, синтезатор задержки и схема формирования селекторных импульсов. В режиме сопровождения цели происходит сравнение цифровых кодов реверсивного счетчика, управляемого от временнбго дискриминатора, и счетчика, в котором код обновляется каждый период повторения импульсов РЛС. Временной дискриминатор состоит из двух схем И, на которые подаются сигналы с выхода приемника РЛС и селекторные импульсы от формирователя селекторных импульсов. На выходах схем И создаются положительное и отрицательное напряжения, разность которых пропорциональна временнбму рассогласованию положений сигнала цели и оси селекторных импульсов. Напряжения преобразуются в пропорциональные числа счетных импульсов генераторами счетных импульсов.
Эти импульсы подаются на сучмируюгций и вычитающий входы реверсивного счетчика, меняя его показания в соответствии со знаком и величиной временнбго рассогласования сигнальною и селекторных импульсов. Таким образом, реверсивный счетчик играет роль зкстраполятора СИД, показания которого в виде цифрового кода соответствуют оценке дальности цели. Начало слежения определяется установкой исходного состояния реверсивного счетчика кодом, поступающим от схемы поиска и захвата цели на сопровождение. Синтезатор задержки цифрового СИД состоит из генератора счетных импульсов, схемы И, триггера, счетчика и схемы сравнения. Триггер открывается импульсом от синхронизатора РЛС одновременно с излучением зондирующего импульса и закрывается поступающим с выхода приемника сигналом цели.
Таким образом, триггер формирует импульс длительностью тв, который открывает на это время схему И, и импульсы от генератора счетных импульсов поступают на счетчик синтезатора, преобразующего время задержки тв в цифровой код. В схеме сравнения с этим кодом сравнивается код реверсивного счетчика, и при их совпадении формируются селекторные импульсы. Таким образом, образуется замкнутая следящая система, в которой функции единственного интегратора выполняет синтезатор задержки. В момент совпадения кодов импульсом запуска схемы формирования селекторных импульсов осуществляется также остановка генератора счетных импульсов и счетчика синтезатора. Этот счетчик снова запускается очередным импульсом синхронизатора РЛС, что позволяет жестко синхронизировать счетные импульсы с моментом излучения зондирующих импульсов. Однако погрешность, обусловленная периодом счетных импульсов, сохраняется и в замкнутом режиме.
Для ее уменьшения возможно использовать дополнительный интегрирующий счетчик или непосредственно увеличить частоту дискретизации СИД. Преимуществом цифрового СИД по сравнению с простым преобразованием тл в цифровой код является стробирование при- 265 емного канала на короткое время длительности селекторных импульсов„что улучшает точность сопровождения за счет снижения уровня помех.
При использовании в РЛС или РИС сложных фазоманипулированных (ФМ) сигналов в СИД применяется двухканальная корреляционная обработка ФМ сигналов, что позволяет осуществлять автоматическое определение задержки с точностью до фазы несущих колебаний сигнала. Такие схемы применяются в приемо- индикаторах спутниковой радионавигационной системы, и их построение рассмотрено в гл. ! 1. Рассмотренные ранее упрощенные структурные схемы автодальномеров позволяют понять принципы работы систем автосопровождения, однако при их практическом использовании в составе бортовых РЛС и комплексов радио- управления алгоритмы обработки усложняются, поскольку должны учитывать изменяющиеся условия работы, что вызывает значительные трудности при разработке систем высокой точности и надежности. Достижения последних лет в создании сверхманевренных летательных аппаратов, снижение их радиолокационной заметности, необходимость одновременного автоматического сопровождения нескольких целей в режиме обзора, расширение ассортимента радиопомех потребовало разработки алгоритмов автоматического сопровождения, обеспечивающих высокую эффективность оценивания дальности и скорости в условиях изменяющейся обстановки работы РЛС.
При разработке таких алгоритмов используются различные теоретические подходы, основанные на представлении процессов в многомерном пространстве состояний с использованием математического аппарата статистической теории оптимального оценивания, идентификации и адаптации. При синтезе динамических систем используется описание процессов и систем в пространстве состояний. Состояние рассматриваемой системы (движение сопровождаемой цели) описывается вектором состояния х = [хн хп ..., х„[т, элементы которого представляют собой оцениваемые параметры системы (координаты цели, составляющие вектора скорости, ускорения и т.д.).
Вектор состояния в общем случае является функцией непрерывного х(/) = [х,(/), х2(/), ..., х„(/)[т или дискретною х(/с) = [х,(Й), х,(/с), ..., х„(/г)1т времени. Пространство состояний обычно называют фазовым, компоненты вектора — фазовыми координатами, а изменение вектора — фазовой ~праекторией. Динамику изменения вектора состояния, ориентируясь на цифровую реализацию, описывают разностныч уравнением х(/г + 1) = Р[х(/г), в(/с), г,„(/с), х[, где Р— нелинейнаЯ вектоР-фУнкциЯ; и = [иь ип ..., и„[т — вектоР сигналов управления, описывающий воздействие на динамиче- 266 скУю системУ внешних систем„с„= 1с„в с,„ь ..., с, 1т — вектоР возмущений состояния; /с — номер шага.
Фазовые координаты процесса х, доступные наблюдателю (измерителю), отображаются уравнением наблюдения (измерения) в(/с) = в1х(/с), ~„(/с), Ц, где х = 1сн ~„..., г 1~ — вектор наблюдений; в — нелинейная вектор-функция; с„= (~„н с„,, ..., с„1~ — вектор возмущающих (мешающих) сигналов (шумы наблюдения). При синтезе системы в пространстве состояний необходимо последовательно решить следующие задачи. 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
