Радиолокационные измерители дальности и скорости by Саблин В. Н. (z-lib.org) (852905), страница 34
Текст из файла (страница 34)
3.3.16 (кривая 1). Там же, длясравнения, изображена ДХ при линейном расположении трёхстробов (кривая 2 ).Рассмотрим сравнительные ,характеристики, свойственные ВДв различных вариантах их выполнения. При линейном расположении стробов в дискриминационной характеристике имеетсястрого линейный участок. Обозначим количество стробов, используемых для построения ДХ, числом п. Тогда, из полной апертурыДХ, занимающей Дал=п + 1 строба, на долю линейного участкаприходится Ал=п-1 строба.
Относительная его доля составитсДлп-1лол = — - = --------. Она возрастает с увеличением п. На краях дисА апП + 1криминационных характеристик образуются плоские части, которые будут наблюдаться у всех ДХ программируемых ВД, использующих принцип весового суммирования. Они возникают тогда,когда в формулах (3.3.62)-(3.3.66) остаётся один крайний ненулевой отсчёт. Нормировка приводит к тому, что вне зависимости отвеличины этого отсчёта показания относительных рассогласованийвсегда будут составлять иВд(8л)==2 , й вд(3)= 2 , и вд(2)= 1 » u Bfl(6)=2 , 6 .Для ВД, использующих стробы с перекрытием, можно говорить лишь о квазилинейном участке ДХ, расположенном между еёплоскими частями.
Если перекрытие стробов составляет половинуих длины, то полная апертура ДХ будет Д^ = 0,5(п + 3) строба, апротяжённость линейного участка Дл = 0,5(n +1) строба. Относительная доля квазилинейного участка 8Л= (n + 1 ) / (п + 3) составитбольшую величину, чем в предыдущем варианте ВД. Это про-изошло за счёт сокращения размеров плоских частей ДХ вдвое.Наконец, для версии с перекрытием стробов на 2/3 их длины имеемследующиеданные:Аап = (п + 5) / 3 ,Дл = (п + 3) / 3,5Л= (п + 3) / (п + 5), а плоские части составляют в совокупности2тсгр/3.
Отсюда следует вывод, что при дальнейшем дроблениистробов соотношение между квазилинейной частью ДХ и полнойапертурой будет увеличиваться.В принципе, для ВД с перекрытием стробов можно получитьлинейную ДХ (за исключением её плоских частей), но для этогоследует отказаться от общего метода весовых коэффициентов, когда ДХ описывается одним уравнением. В этом случае необходимодля отдельных участков дискриминационной характеристики составлять свои уравнения, а при получении общей ДХ результатырасчётов по этим уравнениям объединяются между собой.Получение таких уравнений проиллюстрируем на примеревременного дискриминатора, построенного на четырёх стробах,расположенных с перекрытием в половину их длины.
Основнымэлементом, из которого формируется ДХ программируемого временного дискриминатора, является отклик на выходе предварительного сумматора при поступлении нанего отсчётов принимаемого сигнала. Дляпрямоугольного импульса огибающая отклика имеет вид равнобедренного треугольника,представленногона рис.3.3.17, с основанием 2тст и высотой A ^ ,где- длительность строба. Как следуетиз дальнейшего, такая форма огибающейотклика (наличие в ней прямых линий)делает принципиально возможной линеаризацию дискриминационной характеристики ВД.Рис.
3.3.17.Зависимость между амплитудой Аогибающей отклика и временным положением т отсчёта этой амплитуды описывается следующими уравнениями:А =ут,при(3.3.67)А А тах-у(т-тст)где коэффициент у =при Тст^т^Тст,/ tct.Применение для обозначения отсчёта временного откликасимвола А, вместо использовавшейся ранее буквы Д, призваноподчеркнуть различие в подходах построения ДХ на основе методов моментов, как это было ранее, и рассматриваемого ниже метода стыковки.При четырёх стробах в составе программируемого временногодискриминатора будет четыре отклика (A j, А2, А3, А 4). Для варианта расположения стробов с перекрытием наполовину их длиныони разместятся так, как это показано на рис.
3.3.18. Здесь шкалаоси временного сдвига дана в долях длительности тст временногостроба, а шкала оси ординат представлена в долях максимальнойамплитуды А тят. По временному сдвигу вся область откликов разделена на зоны, протяжённостью 0,51^ каждая. Номера зон помечены римскими цифрами.Используемый далее способ линеаризации ДХ состоит в следующем. Для каждой зоны, кроме двух крайних, записываютсяуравнения, которые формируют линейный участок относительнойДХ внутри зоны с наклоном 45° и надлежащим сдвигом по осиординат. Далее все полученные элементы дискриминационной характеристики объединяются, в результате чего образуется прямаяс наклоном 45°.В первой зоне имеются отсчёты лишь одного отклика A lt исформировать здесь линейный участок ДХ не представляетсявозможным.
Поэтому силовым приёмом определяют значение ДХв этой зоне какЭто неизбежная плоская часть ДХ программируемого дискриминатора при одном отсчёте. Такое значение ДХ будет верным, когда центр принимаемого импульса сме207щён относительно центра симметрии ДХ на -1,51^. Для другихзначений задержек возникает методическая погрешность измерения, которая будет оценена позже.Во второй зоне располагаются отсчёты от двух откликов Ах иА 2 . Пересечение прямой Ах с центром зоны происходит на уровне0,7 5Ашах= 0 , ТбуГст, а пересечение прямой А 2 - на уровне0,2ЬАтЛу=0,25уТст- Введём локальную переменную х, которая откладывается по оси абсцисс относительно центра зоны. Предполагается также, что применена правая система координат, т.е.
отклонения х от центра зоны вправо имеют положительные значения, а влево - отрицательные. Тогда уравнения прямых Ах и А2 впределах второй зоны запишется в виде^ “ КОДбтст+Яг),A2=t(0,25tct+jc2).(3.3.68)Подстрочный индекс у локальной переменной показывает, чтоуравнения составлены для второй зоны.Преобразуем систему уравнений (3.3.68) так, чтобы получитьв явном виде зависимость локальной переменной х 2 от переменных Ах и А 2:А 1+А 2= у(тст+2Х2),А1-А2=0,бутст, илиТогдаtct=2(Ai -A2)/ y.Ах+А 2=2(Ах-А 2)-Ь2ул:2,ЗА _доткуда х 2 = — ------- - - 91- . Оконча2утельно получим*2_ ЗА2 -А ,14(АХ- А2)(3.3.69)Используя данные рис.
3.3.18, нетрудно убедиться, что локальная переменная изменяется в пределах ±0,25тст. Исчезновениев (3.3.69) коэффициента у, т.е. зависимости х 2 от амплитуды сигнала, произошло благодаря нормировке, выполняемой в (3.3.69).Так как центр второй зоны смещён относительно центра симметрии ДХ на величину(см. рис. 3.3.18), то элемент т2 линеаризованной ДХ во второй зоне относительно нуля дискриминационной характеристики можно записать в следующем видеЪ = -*стЗА, - Ах+ 4(А1- А 2) Тст-После преобразований окончательно получим- 5А, + 7AoT2 4(AX- A2) T'(3.3.70)По измеренным величинам отсчётов Ах и А 2 и известномуразмеру тст строба соотношение (3.3.70) позволяет вычислить временное смещение т2 центра принимаемого импульса относительноцентра симметрии стробов (нуля дискриминационной характеристики).В третьей зоне расположены отсчёты трёх откликов (Alf А 2 иА3).
Пересечения прямых Ах и А 2 с центром зоны происходит науровнеОДбАщах-ОДбуТст,апрямойА3науровне0,2 бАпшх= 0 , 2 бутст. Поэтому для этих прямых имеем следующуюсистему уравненийА1=у(0,75тст-хз); А 2=у(0,75хст+ х 3); Аз^О^бТи+Яз).(3.3.71)Выполняя, аналогично предыдущему случаю, последовательность преобразований в системе (3.3.71), получим зависимость локальной переменной х 3 от значений отсчётов Ах, А2, А 3 в явномвиде:*2,5(А2- А х)8 2(2А1+А2 +А3)(3.3.72)Поскольку центр третьей зоны смещён относительно нуля ДХ на•0,5тст, тот3 = -0,бтст + Х3 =- 4,5АХ+ 1,5А2 - А32(2А1+ А2+А3) Т'(3.3.73)В четвёртой зоне присутствуют все четыре отсчёта: Ах, А2, А3,А4.
Пересечение прямых А* и А 4 с центром зоны происходит науровне О^бАтах-О^буТс.,., а прямых А 2 и А 3 - на уровне0,75Атах=0,75УТСГ, поэтому система уравнений для этих прямыхимеет видА ^ О ^ б т с г -д :^ ;A 2= i'(0 ,7 5 tct- x 4);A3=y(0,75tct+ x4);А4=у(0,25тст+Ж4).(3.3.74)Особенностью этой зоны является то, что её центр совпадает сцентром ДХ. Поэтому тст=я4.
Преобразуя уравнения (3.3.74),окончательно получим_ А4 4 Ag А2 А г2(Аг + А2 4 А8 + А4)(3.3.75)Пятая зона содержит три отсчёта: А 2 , A 3 , А 4, пересечения которых с центром зоны будут для А 2 на уровне О^бАщах^О^оуТст, адля прямых А 3, А 4 на уровне 0,7бАтах=0,7бутст. Поэтому системауравнений для них имеет видА2=у(0,25тст-л:5); Аз=у(0,7бтст-Я5); А4=у(0,75тстЧ-д:б). (3.3.76)После преобразований получим-Хк =25б(А4 —А3)2(А2 4- А3 4- 2А4)ьст *Центр пятой зоны смещён относительно центра ДХ на 0,5тст,поэтому. -0 6 т,2.5(А4 - Аэ)2 (A 2 + A , + 2 A l ) Te"5Тогда, окончательно, имеем:А2 —1,5А3 4" 4,5А4Т5= 2(А2 +А3 +2А4) Тст'(3.3.77)Шестая зона содержит отсчёты А 3, А 4, причём пересечениепрямойA3сцентромзоныпроисходитнауровнеО^бАщах^О^буТст, а прямой А 4 на уровне ОДвАта*—0,7бутст.
Дляпрямых A 3, А 4 имеем систему уравненийАз=у(0,25хст-х6), А4=у(0,75хст-х6).(3.3.78)После преобразований получимА4 - ЗА3^ ' 4 ( А 4 - А 3) ТстЦентр шестой зоны смещён относительно центра ДХ на тст,поэтому5А4 - 7 А 34(А4 - А 3)= т + х й = — -----------т е9(3.3.79)Наконец, для седьмой зоны, где содержится всего один отсчёт,будем иметьТ7 1,5тст.(3.3.80)Формулы (3.3.70), (3.3.73), (3.3.75), (3.3.77), (3.3.79) и(3.3.80), описывающие элементы дискриминационной характеристики в различных зонах, позволяют, в конечном итоге, воспроизвести полную ДХ программируемого временного дискриминаторарассматриваемого типа.
При выводе перечисленных формул удобно было относительную ДХ нормировать к длительности строба тст.Применительно к рассматриваемому варианту построения ВД элементами относительной ДХ будут безразмерные множители в правых частях упомянутых формул. Однако, во всём предыдущем материале по временным дискриминаторам и последующем описаниипрограммируемых частотных дискриминаторов фигурируют относительные дискриминационные характеристики, нормированные кполовине длительности строба (временного или частотного). Длясохранения единства стиля изложения в приводимой ниже табл.3.3.4 даны элементы относительной ДХ, нормированной к половине длительности строба, т.е. к 0,бтст. Для их получения во всехперечисленных выше формулах безразмерные множители увеличиваются вдвое.Таблица 3.3.4.1 -я зона2 -я зона3-я зона4-я зонаAi, Aj?Ат, Ай, AsАт, Ай, Ая, AiА,_ _- 6А, +7А2Ai + Ag - А2 - Aj—4,6А^ + 1,6А2 —Agи,Д1=-3Um2“ 2(Aj - А2) и,д3_ 2А, + А2 + А4*** Aj + A2 + A3 + A45-я зонаАй, Ая, AiA 2 - 1,6AS+ 4,5A4A 2 + Ag + 2A4Таблица 3.3.4, продолжение.7-я зонаАя, AiA.5 A „-7 A 3UM7=3вдв 2(A4 —Ag)6-я зонаjПри переходе к размерной дискриминационной характеристике содержащиеся в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
