Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 89
Текст из файла (страница 89)
На практике величину лз уменьшают, применяя некоторое количество модуляторных ламп, включенных параллельно; вследствие этого коэффициент лм! умножается на число ламп. Как пример того, что можно сделать, рассмотрим регулятор, который использует двойные модуляторные лампы 10-6А87-О, где К,„ = 7500 ° 10 ' мголг для половины лампы.
Положив Ог = 100, К, = 1, е.! = 0 на йизких частотах, получим: ле= 0,0667/О' олг. 10.35. Автосопровождеиие при малых углах места ') Одним из источников шума при автосопровождении является невозможность для радиолокатора определить точно угол места цели в том случае, если этот угол места меньше приблизительно ширины луча антенны.
Трудности происходят от интерференции аааер.глада Рис. 10.44. Область интерференция. при распространении радиоволн до цели вдоль прямого и отраженного путей. Эта проблема превосходно рассмотрена в т. 13 Каб!а!юп 1.аЬога!огу Зепез, откуда мы и заимствуем дальнейшее. Распространение радиоволн в присутствии Земли происходит по более сложным законам, чем в свободном пространстве. Земля отражает и рассеивает энергию таким образом, что получается некоторая интерференционная диаграмма. Удобно ввести коэффициент распространения Г, чтобы учесть эту диаграмму. Коэффициент распространения Г есть отношение амплитуды электрического поля !) Кегг, Ргорайаноп о1 ало!! Йайо йгачев, МсОга!ч-НШ Воох Со., !пс., )Чеж уогк, 1948, свар.
5. !Русский перевод: Распространение ультракоротких радиоволн, Советское радио, М., 1954, гл. Ч, стр. 427. 1Приль перев.)] 10.35! АзтосопРОВОждение пРи мАлых уГлАх местА 459 в заданной точке и в заданных условиях к амплитуде электрического поля при распространении в свободном пространстве и при том условии, что луч антенны направлен в точку наблюдения: (10.49) Г= —, Га где 0е — амплитуда в свободном пространстве, а $ — амплитуда в возмущенном поле. В случае распространения в свободном пространстве Г=1у(0)~, где у(0) определяет диаграмму направленности антенны, а 0 †уг, отсчитанный от оси луча.
При определении угла места радиолокатором с коническим ока- l / г нированием энергии, излучаемые за г / г верхнюю и нижнюю половину оборота, должны быть одинаковы. ч / В свободном пространстве это будет ~ / иметь место, если цель лежит на В У~ ...,,,л уьщд~ прямой, соединяющей источник излучения и точку пересечения диаграмм, Р,Г потому что в идеальном случае диаграмма Г = У(0) неизменна при лю- ~$ бом положении лепестка.
! 1 Проблема отражения может быть сравнительно просто рассмотрена в плоскости, нормальной к отражающей поверхности и проходящей через ось луча; значительно сложнее обстоит дело, если рассматривать полный цикл ока- Рис. 10.45. Измеренная высота как пирования.
Однако, если частота функция истинной при постоянной сканирования достаточно далека дальности. от частоты, генерируемой вследствие прохождения цели сквозь структуру лепестка (обычно это имеет место), то нет необходимости рассматривать общий случай; достаточно ограничиться вертикальной плоскостью. Это предположение равносильно допущению, что Г не меняется заметно от одного цикла сканирования к другому; в действительности же имеет место медленное изменение. Ограничив изучение проблемы одной вертикальной плоскостью, мы, в сущности, предполагаем, что радиолокатор с коническим сканированием эквивалентен радиолокатору с переключением лепестков.
Во многих радиолокаторах прежних типов, например в (1. 8. 01ачу Мк. 4, использовался метод переключения лепестков, причем для определения угловых координат применялись четыре дискретных 460 пОлУчение и пРВОБРАЕОВАние инФОРИАции (гл. 10 положения лепестка †вве, влево, вниз и вправо. Информация о направлении на цель получалась из сравнения эхо, принимаемого в лепестках вверх †вн или вправо в влево. Вследствие этого сравнения, если оно тщательно выполнено, в контурах радиолокатора появляется напряжение сигнала ошибки, которое будет стремиться привести Рис.
1ОАО. Сравнение рассчитанной и измеренной высоты. антенну в такое положение, когда Г, связанная с верхним лепестком, равна 1', связанной с нижним лепестком. Для верхнего лепестка А =)У(Оа — О,+О,)+Р7( — Оа — ОФ вЂ” О,)), (10.50) а для нижнего Р= (,У(О,— О, +О )+рУ( — О,— О,+ О,) ), где р есть эффективный коэффициент отражения, включающий и эффект расходимости, происходящий от кривизны Земли; остальные обозначения ясны из рис.
10А4. Первый член суммы есть амплитуда прямого луча, а второй член — отраженного. Прямой и отраженный лучи суть векторы, и разность фаз между ними пропорциональна разности хода на рассматриваемой частоте. 10.36] ПРИМЕНЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ 461 Решения уравнений (10 60) и (10.51) заключены между огибающими на рис. 10.46. Измеряемые в действительности углы можно получить, принимая во внимание векторный характер суммирования. На рис. 10.46 приведены теоретические и экспериментальные данные, полученные для радиолокатора, установленного на высоте 100 футов ( ЗО м) над водой и работающего по цели, летящей на высоте 600 футов ( 180 м). Дальность, на которой сказывается влияние возмущений, согласуется хорошо, чего нельзя сказать о величине ошибки.
Последнего, впрочем, следовало ожидать, потому что в вычислениях невозможно было воспользоваться непрерывно измеренными значениями коэффициента отражения. Теоретическое ') и экспериментальное определение предельных углов места показывает, что для углов, имеющих порядок ширины одного лепестка, шумы при сопровождении не отличаются от шумов в свободном пространстве. Это правильно в случае низкого уровня боковых лепестков. Если уровень боковых лепестков высок, следует ожидать, что предельное значение угла возрастает; однако исследований по этому вопросу не опубликовано. Предельный угол больше над спокойной водой и меньше над неспокойной водой или сушей.
Предельный угол может приближаться к нулю для некоторых типов поверхности суши, например для травянистых равнин или сухого песка, при частотах выше 3000 мггцз). я 10.86. Применение корреляционных функций В послевоенные годы широкую известность получили математические методы, основанные на теории корреляции, так как оказалось возможным применить их для усовершенствования демодуляции сигналов. Математический аппарат этой теории не нов'); он изложен в главе 6 настоящей книги. Здесь нам достаточно указать, что если две функции времени предполагаются коррелированными, их нужно перемножить и произведение проинтегрировать за длительный промежуток времени.
В теории электронных цепей особый интерес представляют процессы «автокорреляцииа и «взаимной корреляции». Автокоррвляционная функция н11(т) определяется следующим образом: (10.62) где гг(1) может быть одной из непрерывных реализаций стационарного случайного процесса, например широкополосного шума, или 1) Н«!пег й.
А. е! а!., йадаг Не!ЙШ Г!пд!Нд, й. !.. йерог! АЭ 21, Арг!1 1943. Я) йажайоп ЬаЬогаГогу Яег!еа, чо!. !3, рр. 418 апд 430. в) Ргос. ! Опг!Оп Ма)Ь. Яос., чо!. 20, !922, р. 196. 462 получения и пРНОНРАЗОВАниз инФОРИАции [Гл. 1О просто периодической функцией; ув(1 в 2) есть та же самая функция, но задержанная на промежуток времени т. ° Взаимно корреляционная функция Н,в(т) определяется следующим образом: Н„(.) = 1!ш — ~' У,(!)Л(~,)Ж, 1 22 2! ~ 2 2 -с, (10.53) !) 1 ее, С Ьеа ! Наш апо 'Йг1е'вп ег, Ре!есйоп ог Регм22!!с 3!япа!в !и !ЧО!ве, Ргос. о1 !НЕ, Ос!ОЬег !950. где функции гв и !2 не тождественны, но некоторым образом связаны между собой, причем функция ув задержана на промежуток т.
Хотя применение автокорреляционных функций и показывает теоретическую возможность детектирования сигналов, глубоко погруженных в шумы'), но требующееся для этого длительное время наблюдения во многих случаях не позволяет использовать этот метод на практике. Большинство современных детекторов или демодуляторов используют взаимно корреляционную функцию. Рассмотрим случай, когда наблюдатель на радиолокационной станции использует развертку типа ФАР для обнаружения сигнала, приблизительно равного шуму. Он ожидает эхо-сигнал, имеющий некоторую особенную форму, именно форму излученного импульса.
это представляет собой первую функцию 22(г) в (10.53). эхо-сигнал, появляющийся в момент 1 — т, есть вторая функция у (1 — т). Глаз наблюдателя с помв2щью фосфора электронной трубки выполняет интегрирование и осереднение. Поскольку глаз и фосфор не могут выполнять эти действия за длительный промежуток времени, такая система не в состоянии различать сигналы, уровень которых заметно ниже уровня шумов. Однако известны отдельные случаи, когда, при особых условиях, наблюдатель мог различать сигналы, уровень которых был на несколько децибел ниже уровня шумов. Временнбй дискриминатор, описанный в 9 10.31, есть, в сущности, взаимокоррелягор.
Свободный от шумов местный строб сравнивается с эхо-сигналом, содержащим шумы. Эти сигналы подходят под наше определение: они не тождественны, а лишь связаны со своими еродителями» вЂ” излученными импульсами. Можно ожидать, что эти два сигнала взаимно коррелированы, а шум и строб — нет.
Это является объяснением факта, отмеченного многими экспериментаторами, что радиолокационные сигналы при помощи соответствующих схем можно различать на уровне, несколько более низком, чем уровень шумов. Однако следует отметить, что хотя возможность разработки схем для обнаружения слабой неподвижной цели и существует, для подвижной цели это затруднительно, потому что эффективность метода аз!инной корреляции требует достаточно продолжительного промежутка интегрирования.
Говоря другими словами 463 1О. 37) ЛАМПА БВГУЩВй ВОЛНЫ следящая система имеет для слабого сигнала нулевую полосу пропускания, и ширина полосы не увеличивается до тех пор, пока сигнал не станет несколько выше уровня шумов. Угловой детектор из 3 10.33 есть также взаимокоррелятор. Сканирующий луч модулирует эхо-сигналы (если цель находится внутри луча, но не на оси антенны). Модулирующий сигнал воспроизводится без шумов и подается на детектор, где он сравнивается с содержащим шумы сигналом ошибки. При достаточном промежутке интегрирования истинный сигнал коррелирует, а шумы — нет.
Система индикации подвижной цели есть модификация автокоррелятора, в котором коррелирующие неподвижные цели исключаются, а сигнал с шумами !образованными движением цели) остается. 10.37. Лампа бегущей волны Одним из современных достижений в области электронных ламп является лампа бегущей волны '). На рис. 10.47 приведена упрощенная схема этой лампы. В ней пучок электронов заставляют пересекать поле, создаваемое волной высокой частоты, скорость рас- Вхп3 Вгхаяаа гааагахм Вжхаа бысоМЙ уаахахм Рис. 10.47. Лампа бегущей волны. простраиения которой вдоль пучка замедлена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
