Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Так, при Ял = = 40 град/сек и г = 300 км величина этой ошибки составляет 0',04, При большей скорости обзора йл = 400 град/сек та же ошибка имеет место на дальности всего 30 км, а на дальности 300 км составит уже 0',4. Рассматриваемая ошибка может быть учтена как систематическая. Она мало сказывается, ь. 5.15 291 если измеряется разность угловых координат двух объектов с примерно одинаковой дальностью. Тем не менее при больших дальностях и угловых скоростях вращения антенн на эту ошибку необходимо обращать внимание. У г л о в о е п е р е м е щ е н и е ц е л и относительно радиолокатора обычно мало сказывается даже при низкой скорости обзора ЙА, малой дальности г и большой тангенциальной (по отношению к радиолокатору) скорости цели от. В самом деле, за время облучения ОлЮл цель проходит путь в тангенциальном направлении отОл/Ял и ее угловая координата за это время меняется на ЛОц= и Ол /гйл.
Если йл = 20 град/сек, г = 50 км, от = = 500 м/сек, то ЛОц — — Ол/200. Дискретность импульсного излучения также мо-. жет приводить к угловой ошибке, При наиболее часто используемых методах обработки такая угловая ошибка равномерно распределена в интервале от — ь1лТ/2 до йлТ/2.
Ее среднеквадратичное значение составляет ИлТ/.гс12, в частности для Ял = 40 град/сек и Т = (1/400) сек оно будет 0',03. Роль этой ошибки возрастает при увеличении ЙА, но уменьшается в процессе последо вательных измерений, Рост этой ошибки препятствует снижению флюктуа ционной путем увеличения Йл, особенно в радиолокаторах дальнего обнаружения, Так„если Ял = 400 град/сек, а Т = (1/400) сек (что еще немного), рассматриваемая ошибка составит уже 0',3. Н е с т а б и л ь н о с т ь р а б о т ы э л е м е н т о в радиолокатора зачастую бывает определяющей. Так, нестабильность синхронно-следящей передачи на индикатор углового положения антенны может приводить к зависящим от конструкции передачи весьма заметным угловым ошибкам.
Также сказывается нестабильность азимутальных меток, неточность ориентирования радиолокационной станции и т. п. Обычно принимаются специальные меры для уменьшения этих ошибок. Кроме того, оии влияют в меньшей степени при определении разности координат двух объектов. К заметным ошибкам могут приводить горизонтальные и особенно вертикальные..градиенты показателя преломления,чтоподробнее разбирается в 3 5.21, а также н е о д н о р о д н о с т ь з е м н о й п о в е р х н о с т и, если последняя принимает участие в формировании диаграммы направленности, например, в станциях метрового диапазона волн.
Эти ошибки также уменьшаются, если измеряется разность координат двух объектов одним радиолокатором. Если радиолокатор достаточно удален от цели, ошибка, связанная с искажениями фазового фронта отраженного от цели сигнала, обычно существенно менее других ошибок. Она рассматривалась в 32.3. Неоптимальность работы оператора или счетн о-р е ш а ю щ е г о у с т р о й с т в а может также заметно повысить ошибку измерения по сравнению с потенциальной.
Оценка (4) потенциальной точности идеализирует условия визуального съема. Поэтому часто исходят из более простых соображений, считая, что оператор средней натренированности не замечает разности амплитуд сигнала И/с/У <(5 —;15)5, не учитывая при этом, что в условиях слабых помех можно отсчитать координату точнее, чем в условиях сильных, и пренебрегая другими ошибками. Величину Л(/г с точностью до множителя можно тогда представить как разность двух значений результирующей диаграммы направленности /зи,=р,(9,+т) — р,(9.), (6) одно из которых является исходным значением амплитуды и,=Р,(9,). Поделив почленно два написанных равенства и заменив гр(Оа+ЬО) первыми членами разложения в ряд Тейлора, получим 292 $5.15 Ли, Г„'(О,) 1 Г",(О ) — ЛО + — (ЛО)з =АЛО+и (ЛО)' (7) и, Г,(О,) 2 Г, (О,) где А и  — так называемые линейный и квадратичный коэффициенты пеленгационной чувствительности, При этом полагают, что в случае отсчета по максимуму пачки (без весового суммирования импульсов) У„=Рр(0) — максимальное значение амплитуды и что Р„(0) = О, откуда ~ И) 2Г (О) ~ЛО~= 1 и, Г„"(О) (8) Для одноантенного радиолокатора, главный лепесток диаграммы направленности которого аппроксимируется выражением Р(О) = созйО, где я = = и/2ОА (здесь ОА — ширина диаграммы на передачу или прием по половинпз ной мощности), величина г",(О) = — з Р(0), откуда для ~Ж/с(Уь( =0,05 —: 28л —:0,15 величина ~ ЛО ) = ('у,—.'!4)ОА.
Пусть оператор производит отсчет угловой координаты методом вилки, определяя О, и О~, ври которых амплитуда сигнала принимает одинаковые значения У~ У~ = У„равенство амплитуд устанавливается с ошибкой 2~ЛУс~ = (0,05 —:0,15) Уо. Для оценки возможной угловой ошибки воспользуемся соотношением (7), заменяя О„на Оь При этом Р„(81) ~ь 0 и в выражении (7) можно ограничиться первым членом Тогда ~ЛО~= ~~. ~,(Оа) 2 Е/о Е (Оо) (9) Для той же аппроксимации, что и в предыдущем примере, и ) О,— О, ~ = — 2п! и,~ Любая математическая модель деятельности оператора является весьма грубой.
В двух последних примерах считается, что оператор при отсчете использует вершину пачки или ее краевые значения на определенном уровне. При отсчете угловой координаты по дужке на индикаторе с яркостной отметкой уместно уподобить его устройству весовой обработки, учитывающему все значения импульсов пачки, вводя экспериментально найденные потери на не- оптимальность обработки, Тем не менее, в некоторых случаях пригодны и более простые расчеты по формулам (8) и (9), которые поэтому здесь и приведены.
Следует обратить внимание, что амплитудное ограничение в тракте приемно-нндикаторного устройства, при котором меняется форма пачки, сказывается на точности измерения угловой координаты. Поскольку ошибки различного происхождения обычно независимы, результирующая случайная среднеквадратичная ошибка определяется по правилу суммирования дисперсий. Среди составляющих результирующ).й ошибки следует особо выделить флюктуаг(ионную, очень важную для одноканального измерения координат, когда другие виды ошибок по возможности минимизируются.
В отличие ат многих других ошибок она сохраняет $ 5.15 293 свое значение при измерении разности координат двух объектов, в том числе, когда на одном из них имеется ответчик. Снижение этой ошибки за счет увеличения скорости обзора возможно только при малой дальности действия радиолокатора.
В противном случае резко возрастают другие ошибки, в том числе ошибка, обусловленная дискретностью импульсного излучения, и ошибка, связанная со смещением диаграмм направленности при передаче и приеме. $ 5.16. Одноканальные методы автосопровождения по угловым координатам Автоматическое сопровождение целей производится по каждой угловой координате раздельно либо одновременно по двум. Раздельное сопровождение обеспечивается, например, при линейном развертывании диаграммы направленности антенны, одновременное — при коническом развертывании.
Системы углового автосопровождения при линейном развертывании по принципу действия аналогичны рассмотренным в 5 4.6— 4.9 системам автосопровождения по дальности. В основе их построения чаще всего лежит метод сравнения площадей под огибающей пачки принятых импульсов. Стробирование выбранной цели по дальности и угловой координате позволяет при этом вести автосопровождение без прекращения обзора пространства, что в ряде случаев является несомненным достоинством.
Вторым достоинством следует считать возможность одновременного автосопровождения нескольких целей. Для этого 'в составе аппаратуры достаточно предусмотреть несколько следящих систем. Для автосопровождения по двум угловым координатам радиолокатор должен иметь два приемо-пеРедающих канала и соответственно две антенны, осуществляющие линейное развертывание в двух ортогональных плоскостях.
В отличие от рассмотренного метода, одновременное автосопровождение по двум угловым координатам при коническом развертывании требует прекращения обзора пространства, позволяет сопровождать только одну цель, но отличается простотой — осуществимо при наличии только одного приемного устройства. При коническом развертывании диаграммы направленности, которое в простейшем случае достигается вращением облучателя, смещенного из фокуса параболической антенны, создается равно- сигнальное направление (рис.
5.58). При смещении цели с равносигнального направления происходит амплитудная модуляция отраженных импульсов с частотой вращения диаграммы направленности антенны Р. Глубина модуляиии т определяется величиной отклонения цели от равносигнального направления 7, а фаза огибающей — угловым положением цели ср в «картиннойь плоскости, перпендикулярной равносигнальному направлению.
Ю4 5,16 Рис. 5.58. Коническое развертывание диаграммы направленности. Здесь: у †углов отклонение цели от раввосигнальной оси 00', ср — угловое положение цели в «картинной плоскости» ео'р При небольших угловых отклонениях (у -+ 0) огибающая принятого сигнала модулируется по гармоническому закону У(~) = Уо !1+т сов(Ы вЂ” гр)) = Уо+6'оА7соз(Ю вЂ” ср), (1) где А — линейный козффициент пеленгационной чувствительности, зависящий от формы результирующей диаграммы направленности и положения рабочей точки у„ р ( го) гр (7е) и характеризующий величину относительного изменения амплитуды сигнала при изменении 7 на единицу угловогО смещения.
Второе слагаемое в (1) называется сигналом ошибки исо = — С/ОА7 соя (аг — %). (3) Для управления положением антенны в процессе автосопровождения сигнал ошибки (3) разлагают на ортогональные составляющие и„к и и„,, пропорциональные угловым рассогласованиям пс азимуту Лр и углу места Лв. Разложение произвг.дят с помощью умножителей-усреднителей (фазовых детекторов), на которые подаются опорные напряжения ив = з1п Яг и и„= сов й1, из. меняющиеся с частотой вращения облучателя (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
