Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 53
Текст из файла (страница 53)
На выходах фотодетекторов в момент засвета возникают кодовые комбинации нулей и единиц, однозначно определяющие угловые координаты начала и конца пачки. Считываемые комбинации вводятся в счетно-решающее устройство. Ввод может осуществляться непосредственно или через преобразователь кодов. При непосредственном вводе комбинации считываются в виде разрядов двоичного кода, при этом возможна ошибна в любом разряде, в том числе высшем, когда происходит смена комбинаций этого разряда. Поэтому для считывания угловой координаты используют специальные коды, для которых ошибка в одной цифре ведет к погрешности в единице низшего разряда, а ввод данных в машину производят через преобразователь кодов Поясним принцип таких кодов на примере.
Если десятичные числа О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 закодировать обычными двоичными комбинациями 000, 001, 010, 286 6 5.14 Х 011, 100, 101, 11О, 111, то вследствие ошибки в единице высшего разряда чис- Т ло 4, соответствующее комбинации 100, переводится в число О, соответствующее иг Паооа 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 110 Поскольку у соседних чисел 3 и 5 вторая цифра комбинации такая же, Х как у числа 4, то ошибки при повороте дисна возможны только в первой или "3 третьей цифрах.
При этом число 4 переводится в 3 или 5, т. е, меняется всего иа е л и н и ц у Аналогично число 7 за счет ошибки переводится в 6 или 8 (иначе в О, поскольку оцифровка диска полагается циклической). Чтобы обеспечить достаточную точность отсчета, Х число разрядов в циклическол| коде берется достаточно большим, из Автоматический съем положения антенны может быть не тольно цифровым, но и аналоговым. Послед- Х ний осуществляется, например, с по- иг мощью сельсинов. Наряду с автоматическими методами съема углового положения антен- иг ны, кап и при измерении дальности, могут быть использованы п о л у а в т о- Хи Х матические.
Методы вилки, максимума и минимума являются исторически одними из первых методов измерения угловых координат. Метод вилки состоит в определении координаты по двум засечкам О, и Оа соответствующим одинаковым значениям амплитуды сигнала при отвороте антенны в ту и другую сторону от направлении на цель. Искомая ноордината находится как среднее арифметическое Оц = (О~ + Ол)/2. Метод вилки эквивалектен использованию антисимметричной весовой функции ( рис, 5.49, д). При методах максимума и минимума используется, по существу, весовая функция, изображенная на рис 5,49,г(метод максимума) или противополож.
ная ей по знаку (метод л~инимума). диаграмма направленности антенны радиолокатора при методе минимума выбирается с резко выраженным провалом (рис. 5.57). Оценка угловой координаты нели производится по положению антенны, соответствующему максимуму или минимуму сигнала. В первых радиолокаторах, поворачивая антенную систему, оператор следил за изменением амплитуды сигнала по экрану индикатора. Когда амплитуда оказывалась максимальной или минимальной, производился отсчет по шкале, связанной с поворотным механизмом антенны.
Недостатхом метода максимума является его малая точность вследствие слабого изменения амплитуды сигнала в окрестности 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 а рабочей точке. Поэтому область использования методов максимума и минимума сужается. й 5.14 287 Рис. 5.54.
Схема анализатора соответствия критерию ап из та при п=2 не=3 Рис. 5.55. Блок-схема устройства выработки импульсов начала и конца пачки Рис, 5,56. Принцип ввода у~ла поворота антенны в счетно-решаюшее устройство 5 5.14 Рвс. 5.57. Измерение угловой коор- динаты методом минимума 5 5.15. Потенциальные и реальные точности одноканального углового измерения Точность измерения угловой, как и любой другой координаты, в отсутствие систематической ошибки оценивается Дисперсией случайнык 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 обусловливаюших ее факторов, принято называть реальной. Вначале рассмотрим потенциальную точность одноканального углового измерения при отсутствии искажений пачки за счет флюктуации.
Поскольку определение угловой координаты сводится к измерению времени запаздывания, в качестве исходного используем выражение ((9), з 4.3) для среднеквадратичной ошибки измерения времени запаздывания когерентного сигнала (~С()) )ва1, / )" ~и(1)Гж Ю ( 1 !а(1))гй) Г )"!77'(с)~ви где г) = у 2ЭИ/, — параметр обнаружения. Вначале положим зондирующий сигнал радиолокатора когерентным и непрерывным, а отношение сигнал!шум достаточно большим. При этих условиях использование (1) правомерно. Полагая Ь(1) = Рр(йдг) и У (г) ()дР (1)дг) получим г- 1 о = 1гг ~ (Р (и„1)) йг ~ (Р'(а„1)~'й1 (2) СЮ ОО Среднеквадратичная ошибка измерения угловой координаты в соответствии с выражением (2) при этом будет $ 6.15 289 ~ в ~э Рр(8) =е Здесь Ох — ширина диаграммы направленности по мощности на передачу (прнем) на уровне е — "~4 =0,46 (она мало отличается от ширины по половинной мощности).
Тогда к' Ю О„ 1 У~(О)г(8= ( е дх= Ох, з р'и г' 2 Ю к' ~ [Р~(8)~ НО= " ( х'е Нл= ОО -Фо Среднеквадратичная ошибка измерения угловой координаты при отсутствии искажений пачки за счет флюктуаций цели будет е„ о Е р— (4) Для других аппроксимаций диаграммы направленности в формуле (4) меняется величина числового коэффициента, но незначительно. Искажения пачки за счет флюктуаций (см.
рис. 2.33, э2.13) приводят к ошибкам измерения угловой координаты. Последнее имеет место даже при д -~- ео. 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 [(12), э 4.101 от- 290 $5.16 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 (!), 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 распространяется не только соотношение (1), но и (3), если д = ~Г2Ээlл/„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 т, = = О,/ь)л и вводя угол поворота антенны за время корреляции флюктуаций амплитуд отраженного сигнала О, = ь)лт„для колокольных аппроксимаций получим — ч- ( *) ~~ '-( — )) .
(5) Полагая Од = Л/а, где а' — размер апертуры, замечаем, что результирующая ошибка измерения уменьшается с увеличением относительного размера антенны с//Л. Последнее справедливо вплоть до больших значений с(/Л = 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 2 2.10 флюктуациям маневрирующей крупноразмерной цели на дальности 30 км. При Ол = 1' и д)) 1 для ь)д = 400 и 40 град/сек будем иметь соответственно ое = 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; 6) 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 фак. торов. Как уже указывалось, за время распространения сигнала до цели и обратно диаграмма направленности с м е щ а е т с я на угол бО = йл(2г/с), Результирующая диаграмма направленности, занимая промежуточное поло.
жение между диаграммами направленности при приеме и зондировании, ока. зывается смещенной относительно каждой из них на угол ЬО/2. Поскольку угловая координата цели соответствует максимуму результирующей диаграммы, а на индикаторе фиксируется положение максимума в момент приема, имеет место систематическая ошибка ЬО/2 = Г)л(г/с).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
