АРЭТ

Формула (25-47) аналогична

(25-47)

формуле Т

(25-7); в (25-47) произведение AF3T=-~ =

=--- характеризует число накапливаемых

AFs Т . I

сигналов, а величина-=--пол-

Ri Nc Ri ное отношение энергии сигнала к шуму, определяющее точность измерения.

ошибка системы ACD с двумя интеграторами равна нулю. При наличии ускорения инерционность системы приводит к ошибке. Если ускорение движения цели постоянно и равно а, то динамическая ошибка измерения дальности равна:

Аг= - . (25-49)

Временной

различипкла

Генератор селекторных импульсов

Корректирующее звено

Второй интегратор

Схема. Временной задержки

U-CUH

Рис. 25 27. Схема автосопровождения по дальности с двумя интеграторами.

Формула (25-47) справедлива для случая, когда приемное устройство все время заперто и отпирается только иа время существования полезного сигнала (ти). На практике при автосопровождении по дальности приемник отпирается на время существования обоих селекторных импульсов. Если принять, как это часто бывает, тСел = =ти, т.е. 2тсел=2ти, то

о(г)=

3A/VT 2Р,

(25-48)

Дальномер с двумя интеграторами

(рис. 25-27). Динамические точиостиые характеристики дальномера можно существенно улучшить, если включить в систему второй интегратор; при случайных замираниях сигнала дальномер с двумя интеграторами не теряет цели, так как он обладает памятью по скорости. Выходное напряжение второго интегратора пропорционально дальности сопровождаемой цели (Ur), следовательно, его входное напряжение (или выходное напряжение первого интегратора) пропорционально радиальной скорости цели (£/ ). Если входные сигналы на некоторое время пропали, то остается неизменным выходное напряжение первого интегратора, а второго продолжает изменяться с той же (запомненной) скоростью и селектирующие импульсы перемещаются по шкале дальности в нужном направлений вслед за сигналами цели. Если цель движется с постоянной радиальной скоростью, то динамическая

Здесь К& - коэффициент передачи разомкнутой системы с двумя интеграторами.

Возможность одновременного измерения н дальности (Ur) и радиальной скорости (Uv) цели является существенным преимуществом дальномера с двумя интеграторами. Однако системы регулирования с двумя последовательно включенными интегрирующими звеньями являются неустойчивыми (см. § 22-4, разд. 22). Для повышения устойчивости в замкнутую цепь автоматического регулирования вводят корректирующее звеио (см. рис. 25-27).

Разрешающая способность импульсных систем АСД определяется длительностью селектирующих импульсов н сигналов цели. Можно считать, что потенциальная составляющая разрешающей способности приблизительно равна:-

6 (Г) пот = (Ти + 2Тсел) 4 - (25-50)

Автоматический дальномер при непрерывном излучении (рис. 25-28). Передатчик станции излучает частотно-модулированиые колебания. Отраженные сигналы поступают в приемник. На выходе приемника образуется сигнал на разностной частоте; этот сигнал поступает к узкополосному перестраиваемому фильтру.

При поиске цели по дальности фильтр перестраивается в диапазоне возможных значений разностной частоты. В этом режиме мотор перестройки питается через нижний контакт реле от схемы поиска. Как только сигнал цели попадает в фильтр, срабатывает схема управления реле, реле отключает схему поиска.и замыкает цепь автоматического регулирования.

Система АСД включает генератор стандартных импульсов, интегратор, схему сравнения, усилитель и потенциометр отработки дальности. Генератор стандартных импульсов запускается колебаниями сигнала, прошедшими через фильтр. На выходе генератора образуются импульсы напряжения с постоянными амплитудой и длительностью; частота следования этих импульсов равна разностной частоте сигнала.

Напряжение интегратора, включенного после генератора стандартных иМпульсов, будет пропорционально частоте следования стандартных импульсов, т. е. дальности цели. Таким образом, выходное напряжение

Интегратор

Генератор стандартных импульсов

Схема сравнения

усилитель

Реле

Схема управления реле

ПолссоСой Фильтв

Передатчик

Потенциометр отработка

Схема поисна

Рис. 25-2S. Схема /устрой.тва автоматического слежения по дальности при непрерывном излучении.

интегратора может быть названо напряжением дальности (Ur)-

Напряжение дальности в схеме сравнения сопоставляется с напряжением потенциометра отработки, ползун которого находится на одной оси с элементом перестройки фильтра. Если сравниваемые напряжения не равны друг другу,- то на выходе схемы сравнения образуется управляющее напря жение, заставляющее вращаться мотор перестройки фильтра. Направление вращения ависит от знака рассогласования сравниваемых напряжений. При равенстве этих напряжений мотор перестройки останавливается. Эта система обеспечивает соответствующее изменение частоты настройки-фильтра. Таким образом, фильтр отслеживает разностную частоту сигнала, а на выходе интегратора вырабатывается напряжение, пропорциональное дальности цели.

Потенциальные характеристики разрешающей способности и точности такой системы зависят от полосы пропускания филь тра АСД. Если полоса пропускания фильтра ДРф, длительность сигнала хс соответствует условию

а параметры частотной- модуляции излучаемых колебаний Д/м и FM, то потенциальная составляющая разрешающей способности по

дальности равна:

б(г)пот =

4ЕМЛ/М

(25-51)

При заданной спектральной плотности шума No потенциальное значение ошибки измерения дальности тем меньше, чем уже полоса фильтра. Но при уменьшении поло-сь! фильтра возрастает инерционность системы, что приводит к увеличению динамической составляющей ошибки. В реальных системах полосу фильтра выбирают с учетом динамических характеристик целей (возможных скоростей и ускорений при сближении с РЛУ или РНУ).

25-3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ

Общие сведения

Измерение угловых координат (пеленгация) целей основано на прямолинейности траектории и постоянстве скорости распространения радиоволн. Радиотехническое устройство позволяет установить направление прихода радиоволны в точку приема; осно вываясь на указанных свойствах радиоволн, можно считать, что на этом же направлении находится источник радиосигналов

Методы определения направления прихода радиоволн можно разделить на две группы: методы, связанные с использованием окрашенного (в зависимости от направления) излучения радиоволи, и методы

направленного приема. По параметрам окрашенного принятого сигнала можно судить о направлении, в котором распространялась волна от места ее излучения. Подобные методы, находящие широкое применение в радионавигации (радионавигационные маяки), рассмотрены в § 25-9.

. Другая группа методов характеризуется применением направленных антенн, находящихся в точках приема радиоволн (см. г. 1, разд. 7). В принципе направленность дейстния любой приемной антенны определяется тем, что в зависимости от направления прихода радиоволны меняются фазовые сдвиги поля в раскрыве антенны. Поэтому любой путь создания антенного устройства направленного действия может быть назван фазовым. Однако, если иметь в виду использование результирующих сигналов, образующихся на .выходе отдельных антенн, то можно говорить об амплитудных, частотных *, фазовых и амплитудно-фазовых методах определения направления на источник излучения. . Классификация методов основывается иа том, какбй из параметров выходного сигнала антенны играет при измерении основную роль.

Угломерное (пеленгациоииое) устройство включает приемную антенну (антенную систему), приемник для обработки принятых радиосигналов и измеритель, позволяющий произвести отсчет угловых координат.

Одной из основных характеристик угломерного устройства является его пелен-гационная характеристика, т. е. зависимость выходного напряжения приемного устройства от направления прихода радиоволны £/ВЬ1Х(ф). Точность измерения угловой координаты <р зависит от пеленгационной чувствительности устройства, представляющей собой крутизну пеленгационной характеристики в направлении пеленга цели фц (т. е. истинного значения угловой координаты цели):

вых (ф)

ф=Фц

(25-52)

Точность измерения угловых координат оценивается формулой (25-5); потенциальная составляющая ошибки определяется по формулам (25-8), (25-9).

При пеленгации целей значительное влияние на точность оказывают условия распространения радиоволн. В реальных условиях траектории распространения радиоволн в вертикальной плоскости несколько отличаются от прямых и это приводит к ошибкам определения угла места целей. Ошибки такого рода имеют практическое значение при использовании пеленгационных устройств ультракоротковолнового диапазона волн.

Применительно к тропосфере при высоте цели не более 30 км, углах места от 5 до

50° и изменениях влажности воздуха от 0 до 100% ошибки определения угла места, вызванные искривлением траекторий радиоволн не превышают 7-8 угловых минут.

Такого же порядка ошибки возникают вследствие искривления траекторий радиоволн в ионосфере.

К случайным ошибкам по азимуту и углу места приводят тропосферные неоднородности, попадающиеся на пути волн. Среднеквадратичное значение случайной ошибки измерения угловых координат, обусловленной неоднородиостями тропосферы, может быть оценено по формуле [Л. 1]

,9]/;

(25-53)

, * Частотные методы пока не находят практического применения.

Здесь а2 - дисперсия коэффициента преломления радиоволн; г - длина пути радиоволн; L0 - размер неоднородности.

Эта составляющая ошибки, как правило, очень мала. Например, при а2=10-10, / =600 км и Z,o=20 км получим сг(ф)=0,36 угловой минуты

В радионавигации, где используются длинные, средние и короткие радиоволны, а диаграммы направленности- антенн относительно широки, имеются источники относительно больших угловых ошибок, связанные, с особенностями распространения и приема радиоволн этих диапазонов

К таким источникам ошибок следует отнести антенный эффект направлеи-ных антенн (см. т. 1, разд. 7, § 7-6). В частности, применительно к рамочным антеннам антенный эффект приводит к смещению и расплыванию минимума диаграммы направленности. Среднеквадратичные значения ошибки измерения угловой координаты целей вследствие антенного эффекта составляют 0,1-0,5°.

Существенное значение имеют поляризационные ошибки, связанные с различием поляризации поверхностных и пространственных радиоволн. Если, напри мер, антенна предназначена для приема поверхностной волны с вертикальной поляризацией, то горизонтальные части антенны практически не влияют на ее диаграмму направленности. Но при наличии одновременно и поверхностной, и пространственной волн, приходящих от одного источника из-, лучения, горизонтальная часть антенны будет влиять на диаграмму направленности, так как пространственная волна распространяется под углом к горизонту и имеет 1 горизонтально поляризованную составляющую. Поляризационные ошибки могут достигать очень больших значений (до 90°). Рациональная конструкция антенн, правильный выбор используемых радиоволн позволяют существенно снизить поляризационные ошибки. Можно считать, что среднеквадратичные значения поляризационных ошибок в реальных радионавигационных устройствах составляют 2-5°. В диапазоне УКВ по ляризациониые ошибки практически отсут-