Радиолокационные измерители дальности и скорости by Саблин В. Н. (z-lib.org) (852905), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Синхронизатор С (рис. 4.3.1) вырабатываетимпульсы иэ запуска передатчика ПРД ибланкирования(запирания) приемника (рис. 4 .3 .2 ,а). Запирание ПРМ предотвращает его перегрузки за счет проникновения мощного зондирующего сигнала ПРД. Следует однако отметить, что бланкированиеПРМ на время излучения импульсов ПРД приводит к появлениюмертвых зон.
Мёртвые зоны представляют собой временные интервалы тб, для которых отраженные от цели сигналы не будут обрабатываться в ПРМ вследствие его запирания бланкирующими импульсами ii£. Следовательно информация о целях, заключенная всигналах, которые попадают в мертвые зоны, будет утрачена. Дляустранения этого недостатка целесообразно изменять частоту повторения Fn= l / T n (рис. 4 .3 .2 ,а) таким образом, чтобы сигналы сопровождаемой цели попадали в зону прозрачности Тп-тб междубланкирующими импульсами.Отраженные от цели сигналы через антенный переключательАП (рис. 4.3.1) поступают на вход ПРМ, где осуществляется ихусиление и преобразование на промежуточную частоту^npl = ^про'*” ®д*(4.3.1)где- собственно промежуточная частота, a Ffl - доплеровскоесмещение частоты принимаемых сигналов.
Из ПРМ импульсыипрм (рис. 4.3.2,б) с частотой f ^ , запаздывающие на времят3=2Д /со по отношению к излученным сигналам, подаются на селекторы дальности СД1, СД2 и СДЗ, которые отпираются соответствующими импульсами стробов uCTi,и и^з (рис. 4.3.2,в, г).Временное положение этих стробов определяется устройством расстановки стробов УРС по кодам задержек, формируемым в БЦВМ(рис. 4.3.1). При этом положение строба(рис. 4 .3 .2 ,в) соответствует времени задержки таэ=2Дэ/со , где Дэ - экстраполированнаядальность. Стробы 11^1 и и^з расположены симметрично относительно середины иСТ2 (рис. 4 .3.2,в, г). Длительности тс1 иимпульсов на выходе селекторов определяются временами перекрытия отраженного сигнала u„pM и стробов u ^ i и u^g. Таким образом, информация о временном рассогласовании At (рис.
4.3.2,б, в)экстраполированного строба ист2 и отраженного импульса ипрм переносится в длительности тс1 и тс3 выходных импульсов селекторовСД1 и СДЗ.Сигналы с выходов селекторов поступают на смесители СМ1,СМ2 и СМ3 (рис. 4.3.1), на вторые входы которых подаются сигналы иуг управляемого гетеродина с частотой f yr. Эта частота формируется в специальном измерителе скорости сближения такимобразом, что её приращения равны приращениям доплеровскойчастоты Рд. С учетом (4.3.1) частота^пр2 = fyr —^npl = ^уг ” ^про ~(4.3.2)на выходе смесителей остается постоянной даже при измененииРд. Выполнение такой операции дает возможность использоватьдля дальнейшего выделения полезных сигналов высокодобротныеузкополосные фильтры УФ-1, УФ2 и УФЗ с постоянной настройкойна частоту f ^ o - При поступлении сигналов с частотой fnp2 на УФ1и УФЗ амплитуды выТП»нужденныхколебанийПф1 и Ифз на их выходахV(рис.
4.3.3) будут проtпорциональны временамтс1 и тс3 воздействияu,',^входных импульсов, асоответственно и временам совпадения селекuторных импульсов и ст1 и43.и^гЗ с отраженным сигUc“ tналом(рис. 4.3.2,б, г).\0>Послеокончанияселекtторных ИМПУЛЬСОВ ИедхК Лr ■и Цедз (рис. 4.3.1) в вы0-.1rffT(ТП'(Т(Ттптптгтл nil П1сокодобротныхфильтрах УФ1 и УФЗ будутРис. 4.3.3.существовать собственныеслабозатухающиеколебания вплоть до прихода следующих импульсов исд1 и и^з,после чего процессы будут повторяться (рис.
4.3.3). В результатеинформация о временном рассогласовании At (рис. 4.3.2,б, в), заключенная ранее в длительностях тс1 иимпульсов селекторов,переходит в амплитуду непрерывных колебанийи Цф3 (рис.4.3.3). Эти колебания детектируются в амплитудных детекторахАД1 и АДЗ, после чего накапливаются в интеграторах И1 и ИЗ(рис. 4.3.1). Накопление осуществляется в течение времени Ттзозil1ЙШШШШШ)Ш1(1(1щШ Ш Ш Щ... .....FIIIDon1представляющего собой период тактовых импульсов щ обращенияк БЦВМ, после чего содержимое интеграторов сбрасывается ипроцесс накопления повторяется.
При поступлении тактовых импульсов щ перед сбросом накопленные интеграторами сигналы поступают в АЦП , где преобразуются в соответствующие цифровыекоды Д1 и ДЗ, которые подаются в БЦВМ.В дальномерном канале БЦВМ решает следующие задачи:реализует алгоритм временного различителя, позволяющего измерить величину временного рассогласования At (рис. 4 .3.2,б, в) экстраполированного импульса 11^2 и отраженного сигнала и ^ ; вычисляет оценки дальности Д и скорости Д , необходимые для реализации современных алгоритмов траекторного управления ЛА;формирует оценки Уц собственной скорости цели, необходимыедля экстраполяции её пространственного положения; рассчитываетпериод повторения Тп, обеспечивающий попадание отраженногосигнала в зону прозрачности Тп-тб (рис. 4 .3 .2 ,а, б); для выбранногопериода повторения Тп вычисляет длительности импульсов тип передатчика, обеспечивающую постоянство средней энергии излучаемых сигналов.Временной цифровой дискриминатор можно реализовать всоответствии с алгоритмом (3.3.1):ДД (п) = Д (п) - Дэ(п) = АКадСоТ^п) / 2,(4.3.3)Д3(п)-Д1(п)З(п) + Д 1(п)'Здесь Д(п) - дальность до цели измеряемая на n-м цикле по времени запаздывания т8 отраженного сигнала (рис.
4 .3 .2 ,б); Дэ(п) код экстраполированной дальности, определяемой задержкойстроба 11^2 (рис. 4 .3 .2 ,в); АД(п) - код рассогласования реальной иэкстраполированной дальностей; Д1(п) и Д3(п) - коды, характеризующие время (дальность) перекрытия стробов u ^ i и п^з с отраженным сигналом; СоТип/2 - дискрет дальности, определяемыйдлительностью импульсаКед - коэффициент преобразованияАЦП, представляющий цену младшего разряда БЦВМ.Безразмерная величина А (4.3.4) представляет относительноевременное рассогласование At (рис. 4 .3 .2 ,в).
Если отраженныйсигнал ипрм полностью совпадает со стробом ист1 (Д1(п)=1,ДЗ(п)-О), то А =-1. В ситуации, когда отраженный сигнал совпадает со стробом 11^3 (Д1(п)=0, Д3(п)=1), А = 1 . Во всех остальныхслучаях -1<А <1.304А-Формирование оценок дальности Д и скорости Д , выполняемое по алгоритму а-Р фильтрации, осуществляется по формулам(3.6.19)(4.3.5)Д8(п) = Д(п-1) + ТтД(п-1);Д(п) = Дэ(п) + аДД(п),Д(п) = Д(п -1) + ^ ДД (п),Д(0) = Д0;Д(0) = До-(4.3.6)(4.3.7)А-тНачальные условия До и Д0 для (4.3.6) и (4.3.7) определяются в режиме захвата цели [3, 17], а коды АД(п) формируются впроцессе реализации (4.3.3) и (4.3.4).Алгоритм а-Р фильтрации в дальномерном канале базируетсяна использовании прогноза (экстраполяции) Д и Д на основе гипотезы относительного движения с постоянной скоростью.
Поскольку да практике дальность мож ет меняться с переменной скоростью и имеют место ошибки экстраполяции. Результат прогнозадальности и скорости в (4.3.6) и (4.3.7) корректируется по результатам измерения дальности с помощью БРЛС. Постоянные коэффициенты а и Р в (4.3.6) и (4.3.7), учитывающие вес корректи-/ч*рующих поправок АД (4.3.3) при формировании оценок Д и Д ,определяются исходя из требования компромиссных требованийточности и устойчивости дальномера в целом [27] (более подробносм. 3.6.3).По экстраполированной дальности (4.3.5) в БЦВМ вычисляются коды задержек стробов, поступающие в устройство расстановки стробов УРС (рис. 4.3.1), которое и определяет временноеположение стробов uCTi,и и^з на временной оси (рис.
4.3.2,в,г). Сформированные в (4.3 .5 )-(4 .3 .7 ) оценки Д дальности и Дскорости используются в алгоритмах траекторного наведения самолётов и в качестве команд целеуказания ракетам различного назначения.Для прогнозирования пространственных эволюций цели необходимо знать не только значение (модуль), но и направлениевектора скорости цели Уц. Для его оценивания в БЦВМ вычисляются три проекциии УЦ2 в невращающейся системе координат X Y Z. Один из наиболее простых способов оцениванияэтих проекций основан на предположении равенства вектора относительной скорости V ^ V e -Уд и вектора оценки скорости сбли-жения- Д .
Тогда из векторного равенстваУд = Vc - Vc6следуют скалярные тождества:v I0t = v c x - v c 6 x ,v ^ v ^ - v ^, Vnz = v 0z - v ces! .( 4 .3 .8 )Для реализации (4.3.8) векторы собственной скорости и скорости сближения представляются в виде проекций в той же системекоординат, что и вектор У ц.Расчет периода повторения Тп, обеспечивающего попаданиеотраженного сигнала в зону прозрачности (см. рис. 4 .3 .2 ,а, б), начинается с вычисления времени задержки*да= 2Д э / с о(4.3 .9 )экстраполированного строба и п 2 в следующем такте.
В свою очередьТзэ = N Kp Т п + х эн,(4.3.10)где NKp - кратность неоднозначности, определяемая числом целыхпериодов Тп, входящих в интервал т^, а тэн - временное(неоднознач-ное) запаздывание иСТ2 по отношению к предыдущемуимпульсу ПРД (рис. 4 .3 .2 ,в). Из (4.3.10) следует, что при фиксированном значении тзд изменением Тп и NKp можно реализоватьлюбое значение тэн, в том числе и такое, которое обеспечиваетразмещение стробапримерно посредине зоны прозрачности(рис.
4 .3 .2 ,а, в). Решение этой задачи осуществляется следующимобразом.В память БЦВМ закладывается массив значений Тщ периодовповторения ( i = 1, N ) , для каждого из которых вычисляется относительная задержка©э! =/ Tni = NKpi + x9Hi / Tni = NKpi + ©i.(4.3.11)В (4.3.11) таэ определяется соотношением (4.3.9), a 0 j - относительная неоднозначная задержка.
Кратность NKpi вычисляется поправилуNK Pi=ix it[O al ] .Тогда из (4.3.11) следует, что0 , « 0 3i - i n t [ 0 3l] .зовЗадавшись неоднозначным относительным положением строба 0 О,которое соответствует середине зоны прозрачности, можно длякаждого Тщ вычислить разностьД©1 = |©i - 0 О|.(4.3.12)Тот период Т,й, для которого (4.3.12) будет наименьшей, обеспечивает попадание отраженного сигнала в зону прозрачности.Определение длительности тИП1 импульсов, позволяющей привыбранном периоде Тщ обеспечить постоянство средней мощностипередатчика, выполняется по формуле^ип! = Тщ / Q>где Q - заданная скважность импульсов.Вычисленные значения Tlri и тИщ в виде цифровых кодов поступают из БЦВМ в синхронизатор (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
