Бакулев (560825), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Длина волны. Предположим, что при наблюдении цели используется зона отражения, для которой )„»Х и Яя=сопзй а С„и С,з не меняются при изменении Х. Тогда, объединяя все члены формулы (5.2), не зависящие от Х, в один коэффициент, получаем Л,„,„я = К,Л. Видно, что пРи неизменном С, = 4лЯ,Х ' = 4л(аХ ')(ЬЛ ') = 4п((ааэ„(аяэ„), где ра넄— ширина ДНА на уровне 0,5 по мощности, выгодно увеличивать длину волны. Это объясняется тем, что при увеличении Х для поддержания С, неизменным выгодно увеличивать размеры антенны а и Ь и активную площадь антенны Яг-аЬ. Значит приемная антенна с большей Я, будет принимать больший сигнал Рз=ПзЯм и дальность обнаружения возрастет. Однако не всегда легко увеличивать и и Ь. В бортовых устройствах и и Ь обычно ограничены размерами объекта-носителя, поэтому Ям и Я,з фиксируются.
Тогда Р,„„я = Кз/Л и для увеличения И,„,„а выгодно уменьшать Х, так как при Я;-сопзс с уменьшением Х в соответствии с соотношением С, =4лЯ,л ' увеличивается КНД антенн из-за сужения главного лепестка ДНА. Поскольку затухание радиоволн в атмосфере зависит от длины волны, связь дальности обнаружения с длиной волны усложняется. Действительно, если С„и См не зависят от длины волны, а затухание определяется дождевыми осадками в соответствии с (5.8)„выражение для дальности обнаружения принимает вид т.е, для повышения дальности обнаружения выгодно увеличивать длину волны.
При фиксированных размерах антенн и и Ь, а следовательно, фиксированных Ям и Я ° соотношение для определения й„„„изменяется; В зависимости от интенсивности осадков, влияющих на значение Д, решение трансцендентного уравнения относительно й будет давать разные результаты. Однако при фиксированном Д можно, варьируя Х, найти наилучшее в смысле наибольшего й„„„решение.
133 Параметры обзора. Введем основные параметры обзора в формулу дальности обнаружения цели в свободном пространстве (5. 1). Для этого воспользуемся выражением для пороговой мощности, которое при импульсном сигнале имеет вид -! Р«ар Чаар~уб(пт«~) где д„,р — пороговое отношение мощности импульсного сигнала к мощности помехи для пачки импульсов длительностью тл, зависящее от вида сигнала и помехи, а также от заданных вероятностей правильного обнаружения 0 и ложной тревоги Г; )тб — односторонняя спектральная плотность помехи; и — число импульсов в облучающей цель пачке, равное отношению времени облучения цели Т,бл к периоду повторения импульсов Тп, т„ — длительность импульса; ~ — коэффициент потерь при обработке, равный отношению мощностей на выходе устройства без потерь и реального устройства. Тогда дальность обнаружения цели й б = К,4~~Р,г н = К,фЕ где К~ — коэффициент, зависящий от параметров радиолокатора и цели; ń— энергия пачки зондирующих импульсов, облучающих цель.
Иначе говоря, дальность обнаружения определяется энергией сигнала, облучающего цель, и потерями при обработке принятого сигнала. Учтем, что и = г„Т, ' = Т Т... тогда делла = К~ 4 Р~ — Тбл = К~ ~~Я« Табл Т„ поэтому можно говорить о том, что дальность обнаружения зависит от СрЕдНЕй ИЗЛуЧаЕМОй МОщипетн Р„р И дЛИтЕЛЬНОСтИ ОбпуЧЕНИя ЦЕЛИ Т,бл.
Такая зависимость сохраняется и для непрерывного сигнала, только вместо Р„р нужно подставить мощность передатчика этого сигнала Р,„„лр. НайДем свЯзь Дальности обнаРУжениЯ К„„„б с вРеменем обзора Т„и угловым размером пространства обзора Ф,б,. Учтем, что 0«=4лФ, ', где Ф, — телесный угол главного лепестка ДНА, а Фоб«Ф« = Таб«Т«бл Соответствующие соотношения для однопозиционной и бистатической РЛС приведены в табл. 5.1, из которой следует, что при заданных параметрах РЛС дальность обнаружения тем больше, чем медленнее производится обзор пространства и чем меньше зона обзора. Таблица 5.1 РЛС (помеха — собственный шуы) Дальность обнаружения Р~орЧЛз'( Коб Т.ю 4лЧ„,„Д) Ф,Фы, ю ч а Олнопознцнонная Бистатичсская (обзор с передаю- щей позиции узким лучом, при- емная позиция с неподвижным широким лучеы) Р ,рОыЧЛзх ЫТ р (4л) Ч р)ооФ Бистатнческая (обзор с приемной позиции узким лучеы, передающая позиции с неподвижным шиокиы л чсы Р ирбаЧ~Чз)О КоСТю (4л') Чо,р)УоФ„р„ П р н м е ч а н н е.
Взи „— лальностьло цели атточекА иВ. 6.2. Точность определения местоположения цели в РЛС 5.2.1. Общие сведения Радиолокационные системы относятся к классу радиотехнических систем определения местоположения (МП) цели. Рассмотрим характеристики точности РЛС при измерении (расчете) местоположения цели в пространстве. Структура радиолокационных систем.
Активная РЛС включает в себя передатчик (Прд), приемное устройство (Прм) и устройство, вычисляющее местоположение цели (ВУ), которое содержит устройства измерения информативных параметров сигнала и определения геометрических элементов на основе соответствующих алгоритмов, «арактеризующих местоположение цели.
Расчет дальности, угловых координат и других геометрических элементов )р', характеризующих МП, производится по измеренным параметрам сигнала. По этим данным в ВУ решается геометрическая задача вычисления МП методом нахождения точек пересечения поверхностей или линий положения. 136 Источники погрешностей местоопределения. Каждый из элементов системы влияет на ее точность, внося свою среднюю квадратическую погрешность (СКП) а,. При нахождении местоположения по точкам пересечения линий положения приходится принимать во внимание форму поверхностей (или линий) положения и геометрические особенности взаимного расположения объекта (цели) и радиолокационной аппаратуры системы.
Для этого вводят геометрический фактор à — коэффициент, связывающий — СКП определения МП с а„— СКП измерения И'. о„„= Го„.. На основании сказанного о„„может быть найдена только при анализе системы (Г) и при независимости погрешностей, вносимых всеми элементами системы: онп где М- масштабный коэффициент или коэффициент пересчета результатов измерения О в значения И'! à — геометрический фактор; и„„,— СКП формирования и генерирования сигнала в передатчике; о,р- СКП распространения сигнала в среде; о „, — СКП измерения параметра сигнала; о — СКП расчета геометрического элемента; — СКП вычисления местоположения. Погрешности о„м и а,„„могут быть сведены к приемлемому минимуму при тщательном конструировании аппаратуры, а составляющая о,р зависит от рабочей частоты системы, типа ее антенн, характера окружающих РЛС и ОЛ предметов и ряда других специфических факторов.
Рассмотрим основные причины снижения точности определения местоположения. 5.2.2. Точность определения геометрическоао элемента В РЛС связь определяемого геометрического элемента И'(координат объекта) с измеряемым параметром сигнала» дается уравнением 1Р=М», !5.! 1) которое является исходным при нахождении погрешности определения И'. Находя полный дифференциал (5.11) и переходя к конечным лриращениям, получим ЛИ'/И' = ЛМ/М+ А»/», (5.12) где оМ н /з» имеют смысл текущих значений погрешностей, обусловленных нестабильностью масштабного коэффициента и недостаточной точностью измерительного устройства.
Возводя обе части выражения (5.12) в квадрат и усредняя полученный результат в предположении независимости погрешностей пМ и /!», получаем уравнение, связывающее дисперсию погрешности о,„ определения элемента И'с дисперсиями о~, и а„': ~М)з+! / )з)нз (5.!3) 136 Из этого уравнения следуют два направления уменьшения погрешности сгм и в итоге повышения точности местоопределения. Пер- вое связано с уменьшением погрешности а,, которая тем меньше, чем выше стабильность масштабного коэффициента.
Поэтому при проектировании РЛС обычно принимают меры по стабилизации масштабного коэффициента (или учитывают, если это возможно, его нестабильность). При выполнении условия ~сопя! уравнение погрешностей (5.13) принимает вид ом = Мо, При оптимальном построении измерителя о,, стремится к минимуму, называемому потею!вильной точностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
