Радиолокационные измерители дальности и скорости by Саблин В. Н. (z-lib.org) (852905), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Соответственно периоды повторения импульсов равны Tni=67мкс, и Тп2=54 мкс. Тогда интервалы однозначного измерениядальности Д Д о д н ^ о Т ^ /г ^ О км, АДодн2=с0Тп2/2 * 8 км. В процессенаблюдения найдено, что при использовании первой пачки импульсов с Fni измеренная дальность Дн1=6 км, а при использовании второй пачки Дн2==2 к м . Подставим полученные значения всистему уравнений (4.2.21), (4.2.22)Д[км]=тх10+6,(4.2.23)Д[км]=пх8+2.(4.2.24)Последовательно вычисляем Д по формуле (4.2.23) при т®0,1,2,...и по формуле (4.2.24) при п = 0 ,1 ,2 ,... .
Вычисления сведём в табл.4.2.1.Таблица 4.2.1.•••02ш1341646ДГкм]6263620134...п21826...1034. Д1км1Видно, что при ш=2 и п=3 расстояния, вычисленные по формулам(4.2.23) и (4.2.24), оказались равными 26 км. Это и есть истинноерасстояние до цели. Отметим, что в реальных условиях совпадениевычисленных значений дальности происходит внутри некоторогоинтервала по дальности, обусловленного ошибками измерения неоднозначных дальностей.В ряде случаев целесообразно заранее выполнить необходимыерасчеты по (4.2.23), (4.2.24) для возможных значений Ди1, Дн2при использовании данных частот повторения и результаты свестив таблицу соответствия Д ^ и Д ^ однозначной дальности Д, которая может быть записана в ПЗУ бортовой ЭВМ.Другой способ решения системы уравнений (4.2.23), (4.2.24)связан с определенным выбором частот повторения импульсов впачках, при котором коэффициенты неоднозначности ш и п , входящие в измеряемую величину дальности цели, не отличаютсябольше, чем на единицу во всем диапазоне измерения расстояний.Выберем период повторения импульсов Тп2 во второй пачкебольше чем в первой на величинуAT=Tnl/Q8,(4.2.25)где Тп1 - период повторения импульсов в первой пачке; Qs - целоечисло.
Интервалы однозначного измерения дальности для первойи второй пачек импульсовДЦодн1=соТи1/2=ДДодн» ^Додн2“ соТи1/2+СоАТ/ 2=АДодн+ДЦ.Подставим эти значения в (4.2.21), (4.2.22)Д=тДЦодн+Дн1>(4.2.26)Д=п(ДДоди+ДД)+Дн2.(4.2.27)Выберем максимально возможную дальность наблюдения целиДтах кратную интервалам АДОДН1, АДОДН2 (то есть при Д-Дтах величины Дн1 и Дн2 равны нулю). Для значения Д=Дтах приравняемправые части (4.2.26) и (4.2.27)т тахДДодн==птах(ДЦодн^*ДД)>(4.2.28)где т тах и Пщах - максимальное количество интервалов однозначности АД0д„1 и АДоднг В пределах Дтах. С учетом того, чтоДДодн/АД-Qs» получим соотношения междуи nmax(ramax“^max)Qs=nmax'(4.2.29)Величины Шщдх и nmax не могут быть равными, кроме тогош>п, так как Тп2>Тп1. Примем, что максимальные значения коэффициентов неоднозначности отличаются на единицу, то естьmmax‘ nmax= l» ТОГДа^max=Q8> ^lmax==Qs‘^1•(4.2.30)Приравняв (4.2.26) и (4.2.27) и обозначив (ДН1-Дн2)/АД=(}нполучим, что для Д<Дщах величину п можно найти из соотношенияn=kQs+QH,(4.2.31)где k^m-n.Для разницы коэффициентов ш и п справедливы следующиелогические заключения.
Так как всегда текущее значение п всегдаменьше nmax=Q8, то при QH> 0 (что имеет место при Дн^Дни) величина к в формуле (4.2.31) равна нулю. Действительно, при к>0получаем, что n>Qe, что не удовлетворяет неравенству n<nmax. Равенство QH нулевому значению имеет место только при Д=Дтах»так как ДН1 *ДН2 при любом Д<Дтах в силу того, что АДодн1^ЛДодн2,и, следовательно, при QH= 0 согласно (4.2.30) и (4.2.31) имеем к = 1.В случае, если QH<0 (что имеет место при Дн1<Дн2)> значение к = 1,так как при к = 0, получим, что п <0, что не имеет смысла, а прик>1 получим n>nmax, вследствие того, что при ДН1 >ДН2 значениеQHизменяется от -(Qs+1) ДО нуля.Таким образом, получаем алгоритм достаточно простого определения величины п при выполненных измерениях Дн1 и ДН2, чтопозволяет однозначно определить расстояние до цели, используяследующую методику.1.
Определяем величинуQh=(Ah1 -Ah2)/AA=(Th1 -Th2)/AT.(4.2.32)Бели величина QH не равна целому числу, то необходимо выполнить округление QHдо ближайшего целого.2. Определяем величины к и п по формуле (4.2.31):QH>0,ток=0 и n=QH,если QH<0,ток=1 и n=Qs+QH.если3. Полученное значение п используется для определения расстояния до цели по выражению (4.2.26)Д =п(Д Д 0дн“^ДД)“^Дн2или по выражению (4.2.27)Д=(п+^ДДодн+Дн!.Рассмотрим пример, используя ранее приведенные данные.Для определения расстояния в режиме СЧПИ использованы двечастоты повторения: Fnl= 18,7 кГц (АДоДн1= 8 км) и F ^ I S кГц(ЛД0дн2= Ю км)* Как и ранее, в процессе измерения «наблюдаемых* дальностей получено: ДН1“ 2 км, ДН2=6 км.1.
Определим величины Q8 и QH:О-ЛДоди2 - ДДодн18Q_*АДодя!_____ _____ §__ _ 4Дн1 ~ Дн2АДодн2 -ДДоднг1 0 -8_2-6’_21 0 -8Определим величину п. Так как Q„<0, то к=1, и, следовательно,n=Qs+QH=4-2=2.3. Определяем расстояние до целиД=пДЦодн2+Дв2= 2 х10+6=26 км.Как видно, это и есть истинное расстояние до цели.Если коэффициент неоднозначности найден точно, то точностьоценки дальности соответствует точности измерения неоднозначной дальности.В режиме СПЧИ также возможна неоднозначность измерениядоплеровской частоты сигнала, отраженного от цели. Зависимость«наблюдаемой» доплеровской частоты от истинной доплеровскойчастоты сигнала целидля двух значений частоты повторенияPni и Fп2 показана на рис.
4.2.12.Для устранения неоднозначности измерения доплеровскойчастоты сигнала цели применяется несколько последовательно излучаемых пачек импульсов с различными частотами повторения.Обычно устранение неоднозначности измерения доплеровской частоты происходит одновременно с устранением неоднозначностиизмерения дальности. При использовании двух пачек импульсов счастотами повторения Fnl и Fn2 можно составить два уравнения:^1дц==Ц®1п1"^”®,дн1>(4.2.33)(4.2.34)где \х и г\ - коэффициенты неоднозначности, равные целым числам интервалов однозначного измерения частоты, укладывающихся в пределах истинной доплеровской частоты при использованиипервой и второй пачек импульсов. Интервалы однозначного измерения согласно рис. 4.2.12 количественно равны частотам повторения импульсов в пачках Fnl и Fn2.Если умножить обе части равенств (4.2.33) и (4.2.34) на Х / 2 ,где X - длина волны излучаемого колебания, то получим аналогичные соотношения для истинной скорости цели:Vc6=MAV0flHl+ V Hl,(4.2.35)Vc6=T|AVoflH2+VH2,(4.2,36)где АУодн1=А1Гп1/2 и АУодн2:=АР112/2 - интервалы однозначного измерения скорости при использовании первой и второй пачек импульсов; Ун1 и У„2 - наблюдаемые скорости, связанные с измеренными значениями Гда1 и Fflll2 соотношениями: VHi s=^F№ll/2 fПо внешнему виду уравнения (4.2.35), (4.2.36) соответствуютаналогичным уравнениям (4.2.21), (4.2.22) для определения истинного расстояния до цели.
Поэтому способы решения этих уравнений совершенно аналогичны и здесь не повторяются. Точностьоценки скорости определяется точностью измерения неоднозначного значения доплеровской частоты.В ИДРЛС в режиме СЧПИ выбирается такой набор частот повторения, чтобы были раскрыты неоднозначности как по дальности, так и по скорости. В общем случае требуется больше частотповторения, чем две, так как при изменении частоты повторениявозможно попадание сигнала цели в «слепую» зону по дальностиили в «слепую» зону по скорости. Поэтому применяют третьюпачку импульсов для устранения влияния «слепой» зоны и вычисления однозначного значения истинной дальности и доплеровской частоты.
Причем если частота повторения импульсов во второй пачке меньше, чем в первой на величину AF, то в третьейпачке импульсов больше, чем в первой на ту же величину, и наоборот.4.2.5. НОНИУСНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ НА НЕСКОЛЬКИХЧАСТОТАХ ПОВТОРЕНИЯПри нониусном способе, разработанном Мареевым А.Ю, весьинтервал дальности от нуля до Дщдх разбивается на п подинтервалов (рис. 4 .2 .1 3 ,а), каждый из которых имеет протяжённостьАД=Дшах/п- Дальности соответствующие значениям Д ^ А Д , гдеi= l,2 ...n , называются опорными.
Для этих дальностей в памятьЦВМ записывается значение неоднозначной дальности Д ^ , наблюдаемой при излучении сигнала с частотой повторения Fnj.После излучения и приема (перебора) m пачек сигнала с частотами повторения F ^ , где j = (l,m ), происходит сравнение измеренной неоднозначной дальности до цели с аналогичными значениями, соответствующими опорным дальностям. За оценку даль-Д-iддД Д+1а)б)ддРис. 4.2.13.ности до цели принимается такое значение опорной дальности Д|,для которого сумма(4.2.37)минимальна (здесь t3Hj - неоднозначное время задержки отражённого сигнала, измеренное при излучении сигнала с j -й частотойповторения).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
