Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Поясним принцип таких кодов на примере. Если десятичные числа О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 закодировать обычными двоичными комбинациями 000, 001, О!О, 286 $ 5.14 011, 100, 101, !10, 111, то вследствие ошибки в единице высшего разряда число 4, соответствующее комбинации 100, переводится в число О, соответствующее и7 77еу7аг комбинации 000, т.
е. менятся на ч ет ы р е единицы. Если же кодирование произвести специальными комбинациями 000, 001, 011, 010, 110, 111, 101, 100, то числу 4 соответствует комбинация 1!О, Поскольку у соседних чисел 3 и 5 вторая цифра комбинации такая же, как у числа 4, то ошибки при повороте диска возможны только в первой или из третьей цифрах. При этом число 4 переводится в 3 или 5, т. е. меняется всего Ф на е д и н и ц у.
Аналогично число 7 за счет ошибки переводится в б илн 8 и, (иначе в О, поскольку оцифровка диска полагается циклической). Чтобы обеспечить достаточную точность отсчета, число разрядов в циклическом коде берется достаточно большим. и5 Автоматический съем положения антенны может быть не только цифровым, но н аналоговым. Последний осуществляется, например, с по- и ° мощью сельсинов, Наряду с автоматическими методами съема углового положения антенны, как и при измерении дальности, могут быть использованы п о л у а в т о- гв матические. Методы вилки, лаакеимуна и л~инимул1а являются исторически одними из первых методов измерения угловых координат.
Метод вилки состокг в определении координаты по двум засечкам О, и 8,, соответствующим одинаковым значениям амплитуды сигнала при отвороте антенны в ту и другую сторону от направления на цель. Искомая координата находится как среднее арифметическое Оц = (81 + Ох)12. Метод вилки эквивалентен использова- нию антисимметричной весовой функции ( рис. 5.49, д).
Прп методах максимума и минимума используется, по существу, весовая функция, изображенная на рис. 5.49, г (метод максимума) или противополож- ная ей по знаку (метод минимума). Диаграмма направленности антенны радио- локатора при методе минимума выбирается с резко выраженным провалом (рис, 5.57). Оценка угловой координаты цели производится по положению ан- тенны, соответствующему максимуму илн минимуму сигнала. В первых ра- диолокаторах, поворачивая антенную систему, оператор следил за изменением амплитуды сигнала по экрану индикатора, Когда амплитуда оказывалась мак- симальной нлн минимальной, производился отсчет по шкале, связанной с поворотным механизмом антенны. Недостатком метода максимума является его малая точность вследствие слабого изменения амплитуды сигнала в окре- стности максимума.
При остром провале в диаграмме направленности метод минимума обеспечивает более высокую точность, чем метод максимума, однако его возможности снижаются из-за низкого уровня сигнала н рабочей точке. Поэтому область использования методов максимума и минимума сужается. $ 5.14 287 и7 гк Рис, 5,53. Пояснение принципа работы счетчика импульсов в схеме на рис. 5.52, б Рис. 5.54. Схема анализатора соответствия критерию «и из и» при и=2 игл=3 Рис.
5,55. Блок-схема устройства выработки импульсов начала и конца пачки Рис. 5.5б. Принцип ввода угла поворота антенны в счетно-решаюшее устройство ф 5.14 Рис, 5,57. Измерение угловой коор- динаты методом минимума ф 5.15. Потенциальные и реальные точности одноканального углового измерения Точность измерения угловой, как и любой другой координаты, в отсутствие систематической ошибки оценивается дисперсией случайных ошибок измерения. При оптимальной обработке последние определяются шумами и флюктуациями вторичного излучения цели.
Минимальная величина дисперсии ошибки характеризует так называемую потенциальную точность, которая при заданных условиях измерения не может быть превзойдена, Точность измерения, определяемая всей совокупностью обусловливающих ее факторов, принято называть реальной. Вначале рассмотрим потенциальную точность одноканального углового измерения при отсутствии искажений пачки за счет флюктдаций. Поскольку опр.деление угловой координаты сводится к измерению времени запаздывания, в качестве исходного используем выражение 1(9), 5 4.3) для среднеквадратичной ошибки измерения времени запаздывания когерентного сигнала ~ ~а(() М ~ ~~7ЯР2~1 1 пава Р ' яЕ' гпе д = р 23!Ƅ— параметр Обнаруменна.
Вначале положим зондирующий сигнал радиолокатора когерентным и непрерывным, а отношение сигнал(шум достаточно большим. При этих условиях использование (1) правомерно, Полагая У(() = 2. (2бА1) и У'(() = ЙлР„(йл(), получим ОО ср = ~ (г (ад12ж ~ ~г (а ~)1'л (2) Среднеквадратичная ошибка измерения угловой координаты в еоответствии с выражением (2) при этом будет $5.! 5 289 щ=йяа,= — )/ ~ р~(6)ш6 1 1 ~р д1'щ ' (В) "(в ) Рр(О) =е Здесь ОА — ширина диаграммы направленности по мощности на передачу (прием) на уровне е- "=0,46 (она мало отличается от ширины по половинной мощности).
Тогда х' СО сю ~р(О) ~(О== е пх= — ОА ~ (Рр(О)~ сЮ= (' х'е дх= 2О, ~/2ВА ' Среднеквадратичная ошибка измерения угловой координаты при отсутствии искажений пачки за счет флюктуаций цели будет 1 ВА по== $~ л (4) Для других аппроксимаций диаграммы направленности в формуле (4) меняется величина числового коэффициента, но незначительно. Искажения пачки за счет флюктуаций (см.
рис. 2.33, 92.13) приводят к ошибкам измерения угловой координаты. Последнее имеет место даже при о — ~ оо. Используем, как и ранее, для случая сильных некогерентных импульсов приближенную замену среднеквадратичной ошибки ее значением для непрерывного когерентного сигнала. Примем в качестве величины а' в формуле 1(12), 9 4.101 от- 290 $5.15 Как показано в ~ 4.5, для достаточно сильных импульсных некогерентных сигналов потенциальная точность мало отличается от потенциальной точности когерентных.
Это позволяет распространить на этот случай формулу (1), понимая ее так, что временное интегрирование проводится по промежуткам, соответствующим отдельным импульсам пачки. Однако, если число импульсов в пачке большое, то величина отношения интегралов в (1) весьма близка к соответствующему значению для непрерывного излучения. Поэтому на случай импульсного некогерентного излучения распространяет, ся не только соотношение (1), но и (3), если о = )/2Э./Л'„где Эв— суммарная энергия импульсов пачки. Пусть главный лепесток результирующей диаграммы направленности одноантенного радиолокатора аппроксимируется выра- жением ношение дисперсии релеевского распределения к квадрату среднего е 4 — и значения: а = —, Допустим использование этой формулы, выведенной для а ~ 1, в рассматриваемом случае.
Заменяя те = = ();/Йд и вводя угол поворота антенны за время корреляции флюктуаций амплитуд отраженного сигнала 8, = Йлт„для колокольных аппроксимаций получим а, = )~ — -';- " ~ — ) '(1-~- ( —"— ) ~ . ~5) Полагая 8А = Х/д, где г/ — размер апертуры, замечаем, что результирующая ошибка измерения уменьшается с увеличением относительного размера антенны с(/Х.
Последнее справедливо вплоть до больших значений й/Х = 10' —:10', пока неточности формирования поля на апертуре антенны не ограничивают сужения ее диаграммы направленности. Ошибка уменьшается с увеличением энергии обрабатываемого сигнала. При низкой скорости обзора ошибка может существенно увеличиться за счет флюктуаций цели. В последнем можно убедиться, рассмотрев следующий пример. Пусть величина т, = 1,'40 сек, что соответствует оцененным в конце 3 2.10 флюктуациям маневрирующей крупноразмерной цели на дальности 30 км. При 8А = 1' и д)) 1 для йя = 400 и 40 град/сек будем иметь соответственно о~~ —— 0,02 и 0,12 град.
Реальная точность углового измерения наряду с потенциальной определяется еще и другими факторами. При одноканальном угловом измерении основными из них являются: а) перемещение антенны и цели за время измерения; б) дискретность импульсного облучения цели; в) нестабильность работы элементов радиолокатора; г) неоднородность среды, переотражения от земной поверхности, несферичность фазового фронта отраженной от цели волны; д) неоптимальность работы оператора или счетно-решающего устройства, неоптимальность приемно-индикаторных устройств. Перейдем к последовательному рассмотрению перечисленных выше факторов. Как уже указывалось, за время распространения сигнала до цели и обратно диаграмма направленности с м е щ а е т с я на угол ЛО = ь)л(2г/с), Результирующая диаграмма направленности, занимая промежуточное положение между диаграммами направленности при приеме и зондировании, оказывается смещенной относительно каждой из них на угол ЛО/2, Поскольку угловая координата цели соответствует максимуму результирующей диаграммы, а на индикаторе фиксируется положение максимума в момент приема, имеет место систематическая ошибка ЛО/2 = йл(г/с).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
