Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 3 (2004) (1151999), страница 17
Текст из файла (страница 17)
!9.21,б), которые представляют собой сдвинутые на время Т„„импульсы и ь Фазовый детектор (ФД) вырабатывает видеонмлульсы пь, (рис. 19.21,в) под действием которых декоднрующее устройство формирует сигналы и (рис. 19.21,г), повторяющее по структуре напряжение и (рис. 19.19,г). 19.7. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ ПРИЕМА КОМАНД НАВЕДЕНИЯ И АКТИВНОГО ОТВЕТА Передачу команд управления и целеуказания с пункта наведения на самолет проще всего организовать при использовании в КРУ антенн с круговымн диаграммами направленности. С другой стороны, для повышения помехоустойчивости целесообразно применение направленных антенн, что позволяет существенно поднять соотношение сигнал/шум на входе приемной установки КРУ, однако при этом значительно усложняется задача вхождения в связь ПН с наводимыми самолетами. К решению данной задачи можно привлечь систему акгивного запроса и ответа, обеспечивающую радиолокационное визирование своих воздушных объектов и функционирующую следующим образом.
Наземная станция САЗО, работающая в режиме кругового нли секторного обзора, излучает кодированные сигналы запроса. При облучении своего самолета узким лучом антенны наземной станции бортовой ответчик излучает кодированный ответный сигнал, используемый на запросной стороне для определения координат (как правило, дальности и 82 азимута) воздушных объектов и называемый поэтому координатным сигналом, а также сигналы, содержащие полетную информацию (высоту, индивидуальный номер самолета, остаток топлива и т.д.). Так как полетная информация содержит большое количество данных, то для обеспечения заданной разрешающей способности системы активного запроса и ответа в каждом периоде запроса бортовая аппаратура выдает обычно одно двоичное цифровое слово, характеризующее один из параметров полета.
Наряду с полетной информацией пункт наведения может получать с борта самолета разовые сообшения, информирующие о наличии боезапаса, переходе на новые радиоданные, окончании атаки, возникновении аварийной ситуации и т.п. Для передачи команд наведения передающая антенна КРУ предварительно ориентируется в направлении на заданный самолет, используя результаты измерения координат воздушных объектов системой активного запроса и ответа. Далее начинается этап непосредственной передачи команд управления на борт наводимого самолета.
Однако при использовании подобной процедуры нет полной уверенности в прохождении передаваемых команд через приемную установку КРУ. Поэтому для повышения достоверности передачи команд управления целесообразно введение радиоканала обратной связи, используя для этой цели установленный на самолете ответчик САЗО. Возможнъгй вариант структурной схемы совмещенной бортовой аппаратуры приема команд наведения и активного ответа показан на рис. 19.22. ов ат КРУ араметуы полетнон информации редатчику ответчика аз оные о общения вов от АЗ О Антенная система, служащая для приема как сигналов САЗО, так и сигналов КРУ, имеет круговую диаграмму направленности. Сигналы САЗО с антенной системы поступают в соответствующий приемник (ПРМ САЗО), где выделяется запросный импульсно-временной код, подвергающийся затем декодированию в дешифраторе запросного кода (ДШР ЗК). Структура запросного кода в процессе радиовизирования меняется и зависит от того, какие параметры полета самолета требуются пункту наведения для решения стоящих перед ним задач.
На выходе ДШР ЗК формируется импульс запуска шифратора ответного кода (ШР ОК), а также сигнал, характеризуюший тип запрашиваемого параметра полетной информации. Координатный импульсно- временной код, используемый в наземной станции САЗО для определения координат самолета, через сумматор подается в передатчик, который конструктивно может входить в состав ответчика радиолокационной системы государственного опознавания либо ответчика системы управления воздушным движением. Вслед за координатным кодом в ответчик из шифратора параметров полетной информации (ШР ППИ) поступает двоичный цифровой код, соответствующий текущему значению интересующего пункт наведения параметра полета.
При наличии разовых сообщений, сформированных в шифраторе разовых команд (ШР РК), они также могут выдаваться через ответчик. Момент выдачи команд управления определяется в передающей установке КРУ с помощью сигналов активного запроса и активного ответа. Для этого в направлении, где предполагается нахождение самолета, передающая антенна КРУ излучает адресный запросный сигнал, соответствующий индивидуальному номеру самолета. Когда луч антенны передающей установки КРУ окажется направленным на заданный самолет, бортовая аппаратура последнего принимает адресный запросный сигнал.
При совпадении принятого адреса с индивидуальным номером самолета вырабатывается адресный ответный сигнал, который через передатчик и антенную систему самолетного ответчика излучается в пространство. Получение адресного ответного сигнала на ПН является подтверждением возможности начала передачи команд управления на самолет. Реапизация задач по установлению связи между ПН и самолетом в бортовой аппаратуре возлагается на показанные на рис. 19.22 антенную систему, приемник КРУ (ПРМ КРУ), дешифратор адресного запросного сигнала (ДШР АЗС), шифратор адресного ответного сигнала (ШР АОС) и сумматор. При приеме команд наведения в дешифраторе (ДШР КН) производится их декодирование и анализ правильности принятого набора команд.
Если принятые цифровые двоичные коды соответствуют разрешенным комбинациям, определяемым используемым на ПН методом 84 помехоустойчивого кодирования„то формирователь сигнала-квитанции (ФСК) вырабатывает импульсно-временной код квитанции, поступающий через сумматор на передатчик ответчика. В случае отсутствия квитанции передающая установка КРУ повторно излучает не прошедший через бортовую аппаратуру КРУ набор команд. Следует отметить, что использование помехоустойчнвого кодирования не является обязательным условием функционирования КРУ.
Для вызова с борта самолета по каналу КРУ разовых сообщений и некоторых параметров полета в один из наборов передаваемых с ПН команд могут быть включены специальные команды, при получении которых запускаются соответственно шифраторы полетной информации и разовых команд, формирующие двоичные цифровые коды, определяемые содержанием передаваемьгх с борта самолета сообщений. 19.8. ОШИБКИ КРУ 19.8.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ИСТОЧНИКИ ОШИБОК В КРУ пРи пеРеДАче ФУнВЦНОИАльных кОмАнД Ошибки КРУ при передаче функциональных команд делятся в общем случае на динамические, методические, инструментальные и флуктуационные [431.
Динамические ошибки порождаются инерционными элементами КРУ. В реальных условиях как передающие, так и приемные установки КРУ не содержат существенно инерционных элементов по отношению к передаваемым командам, вследствие чего динамические ошибки КРУ в большинстве случаев можно не учитывать. Источниками методических ошибок в КРУ с ФИМд и КИМ являются шумы квантования передаваемых команд по времени и уровню, а также переходные и перекрестные искажения.
Инструментальные ошибки вызываются неточностью изготовления отдельных элементов КРУ, нестабильностью питающих напряжений, изменением параметров элементов КРУ при перемене внешних условий и т.д. Инструментальные ошибки существенно зависят от качества технологии производства, комплектующих изделий н их элементов. Во многих случаях можно считать, что инструментальные ошибки практически не влияют на общую ошибку КРУ.
Наличие флуктуационных ошибок КРУ связано с внутренними шумами приемника КРУ, а также с естественными и преднамеренными помехами. За счет радиопомех возможно частичное или полное подавление передаваемых сигналов, образование ложных посылок и изменение параметров поднесущнх колебаний. При малом уровне помех, когда нх мощность в полосе пропускания КРУ значительно меньше, чем эф- 85 фективная мощность полезного сигнала, ошибками КРУ можно пренебречь. Наиболее опасными являются помехи большого уровня, которые создаются противником н способны нарушить процесс нормального функционирования КРУ. 19.8.2. МБТОдические ОшиБки а) Ошибки за счет квантования команд по времени При квантовании передаваемых команд по времени на выходные фильтры дешифратора КРУ, которые используются при получении аналоговых команд, поступают периодически следующие видеоимпульсы, модулированные по ширине в КРУ с ФИМ и амплитуде в КРУ с КИМ.
Как известно [431, реальными фильтрами нельзя выделить полезную информацию без искажений. На величины появляющихся таким образом ошибок влияют период квантования Т, передаточные функции фильтров в дешифраторе и используемые виды модуляции. Полоса пропускания каждого фильтра определяется шириной спектра частот, которую занимает передаваемая команда К„. Спектр К„ зависит от полосы пропускания ЛР, устройства формирования команды Кп в силу чего при рассмотрении КРУ значение максимальной частоты, содержащейся в К„, следует считать равным ЛР . Для того, чтобы выходные фильтры в каждом канале дешнфратора КРУ с полосами пропускания ЛР=Г, осуществляли получение непрерывных выходных команд практически без искажений, частоту передачи команд Р=1/Т, называемую потребной скоростью их передачи, необходимо выбирать, исходя из условия Р~(8...10)ЬР, Выполнение этого неравенства обеспечивает одновременно незначительное запаздывание в передаче команд, связанное с ограниченностью полосы пропускания КРУ.
б) Ошибки КРУ с КИМ за счет квантования команд по уровню Ошибка Л (1) воспроизведения команды К, обусловленная квантованием передаваемой команды по уровню, без учета инерционности КРУ определяется разностью значений команды, квантованной по времени, и команды, квангованной на этот момент времени по уровню. Ошибку Ь (1) (рис. 19.3,б,г) можно представить в виде последовательности прямоугольных импульсов 143) с длительностью Т, скважностью О=1, амплитудой, изменяющейся случайным образом в интервале +0,5К„/и, н активной шириной спектра ЛР~=1ЙТ. Здесь; ʄ— максимальное значение команды, п — количество интервалов квантования, равное 2"-1, а Х вЂ” значность безызбыточного двоичного кода.
Наибольшее значение Ь „ошибки Л (1) составляет половину интервала квантования: 2(2 — !) Формула (19.22) позволяет найти минимально необходимое число Х, если заданы максимальные значения К„команды и допустимая погрешность Л„,„. Последняя определяется в результате анализа максимально допустимых ошибок наведения ОУ. На практике, однако, задаются обычно не максимальные, а среднеквадратические ошибки наведения. Поэтому Х отыскивают, опираясь на знание математического ожидания и спектральной плотности О (а) нли дисперсии для ошибки команды, формируемой дешифратором.
Закон распределения ошибок квантования в пределах +Л„,„ (19.22) можно считать равномерным с математическим ожиданием равным нулю. Тогда дисперсия ошибок квантования определяется соотно- шением ~з К2 (19.23) 12 12(2 — 1) Обычно эффективная полоса пропускания ЛР,Е выходного фильтра в дешифраторе намного превышает эффективную полосу пропускания ЬР,„контура радиоуправления в целом и существенно меньше значения ЛР„характеризующего активную ширину спектра частот случайного сигнала Л (1). При ЛР,Е«1/2Т для всех частот в диапазоне О...Р,„ можно считать спектральную плотность О„, ошибок квантования постоянной.
Процесс квантования по уровню существенно декоррелирует передаваемые команды 143) и при малых среднекаадратических ошибках КРУ значения Л„,(1) в соседних промежутках времени Т можно считать статистически не связанными. Поэтому 143) значение О определяется отношением дисперсии О„, амплитуды импульсов Л„,(1) к их активной ширине спектра частот 1/2Т и при 0<сзь2кЛР,„: 0„, в (19.24) Кч„Т 6(2 — 1) (19.25) 87 Формулы П9.24)-(19.25) позволяют определить потребное число Н разрядов двоичного кода, если выбран период Т, задана величина К„ и рассчитаны О„, или В„,. в) Ошибки КРУ с ФИМд за счет квантования передаваемых команд по уровню При воспроизведении знакопеременных команд по правилу (19.4) в двухканальной КРУ с ФИМ„с использованием т позиций для каждо- го канала (рнс.
19.10) максимальная ошибка квантования команды по уровню определяется величиной Ь„,„=Т„к„к„= Т к„к„ / т = К„/ ш, где ʄ— максимальное значение команды, а к н к, — коэффициенты передачи шифратора и дешифратора. Полагая закон распределения ошибок Ь равномерным, а нх математическое ожидание равным нулю, получим (2Л„,„) К~ 12 Зш (19.26) 88 В течение одного периода Т передачи команд ошнбка Л„,(1) не изменяется, а ее зависимость от времени и соотношения между 1/2Т, Лр,„н эффективной полосой ЬГ,е фильтра такие же, как н в КРУ с КИМ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
