коммутатор низ

верх

схема формирования

Рис. 25-99. Схема получения меток верх -низ .

по линии 8 проходит с некоторой задержкой и не подвергается формированию. Он создает основную отметку цели, существующую при любом положении антенны в вертикальной плоскости.

Описанные индикаторы допускают отображение на - экранах некоторой дополнительной информации, кроме уже указанных отметок целей. Так, например, имеется возможность индикации рядом с отметкой цели отметки опознавания ее государственной или индивидуальной принадлежности, формируемой с помощью сигналов аппаратуры опознавания.

Электроннолучевые индикаторы используют и как указатели ошибки прицеливания при стрельбе по цели или Пуске ракет. На рис. 25-100, а показан вид экрана такого индикатора, где отметка цели напоминает силуэт самолета. Смещение центра отметки относительно центра экрана характеризует ошибки наведения оружия на цель, а размер отметки (размах крыльев ) обратно пропорционален дальности до цели. На горизонтальном диаметре экрана нанесены риски, указывающие тот размер крыльев , (т. е. дальность), при котором следует открывать огонь. На рис. 25-100,6 показан другой тип отметки, где ошибка указывается смещением центра круга относительно центра экрана, причем радиус круга пропорционален допустимой ошибке прицеливания. Стрельба разрешается, если центральная точка находится внутри круга прицеливания, а дальность до цели, указываемая по шкале справа, стала равной или меньшей заданной [Л. 1].

Качество отображения информации в индикаторных выходных устройствах

Индикаторные выходные устройства совместно с оператором ухудшают потенциальные возможности РЛС и РНС по дальности обнаружения, разрешению и точности измерения параметров, заложенные в принимаемых сигналах. Поэтому качество отображении информации может быть оха-

рактеризовано коэффициентами (большими единицы) уменьшения дальности, разрешающей способности и точности, вызываемого применением индикаторов. Чем эти коэффициенты ближе к единице, тем выше качество индикаторного устройства. Эти ухудшения приводят к уменьшению информативности РЛС и РНС, которое может быть определено непосредственно в двоичных единицах измерения количества информации.

Влияния индикатора на дальность обнаружения. Уменьшение дальности обнаружения объясняется тем, что индикатор является частью схемы обработки сигналов, а именно накопителем (интегратором) как энергии сигналов, так и энергии шума. Поэтому с учетом влияния индикатора результирующее значение отношения энергий сиг-

Рис. 25-100. Изображение на экранах индикаторов в режиме прицел ивания.

а - отметка крылья ;

- отметка с кругом прицеливания.

налов и шума уменьшается в аИНд раз, что ведет к уменьшению дальности в \ =

= V аинд раз.

Значение коэффициента аИНд можно оценить по выражению

Кинд = н.нИвССсаоп, (25-115)

где ссн.н - коэффициент, характеризующий неидеальность интегрирования; аи - коэффициент, зависящий от скорости развертки; etc - коэффициент, учитывающий условия съема информации (условия работы оператора); с&оп - коэффициент, характеризующий степень тренировки оператора и его физическое состояние.

Накопление энергии сигналов и шумов в индикаторах с амплитудной отметкой осуществляется самим оператором (его зрительным и мозговым аппаратом), так как экран в этих индикаторах обладает очень малым временем послесвечения. В индикаторах с яркостной отметкой интегрирующим звеном является непосредственно экран, накапливающий яркость примерно по экспоненциальному закону. Как показывают исследования, в обоих случаях для количества накапливаемых сигналов не более 20-25 можно считать интегрирование иде-

альным, - а значение ан.и - близким к единице. Такие условия часто имеют место на практике.

Скорость развертки определяет размер отметки на экране. Установлено, что чело-. веческий глаз в состоянии анализировать участок развертки длиной не менее 1 мм. Это приводит к тому, что, если полезный сигнал занимает на развертке отрезок Д/= =vtc менее 1 мм, на глаз оператора с анализируемого участка кроме шумов, совпадающих по времени с сигналом, действуют

10 мле

Рис. 25-101. Потерн в индикаторах в зависимости от скорости развертки к.

дополнительные шумы, ухудшающие различимость сигнала тем сильнее, чем меньше длина отметки сигнала по сравнению с 1 мм. Возникающее при этом уменьшение отношения энергии сигнал/шум при амплитудной отметке может быть учтено по экспериментальному графику (рис. 25-101-сплошная кривая). Незначительное увеличение потерь при Д/>Д/0пт объясняется уменьшением яркости изображения на экране при дальнейшем увеличении скорости развертки.

Зависимость потерь от скорости развертки при яркостной отметке имеет такой же характер, как и при амплитудной, но определяется также и качеством фокусировки. Энергия сигнала накапливается экраном за время его длительности тс, а энергия шумов - за время перемещения пятна на свой собственный . диаметр dn, равное d-a/v. Поэтому,* чем больше отношение tcf/dn, тем больше относительная доля энергии сигнала будет интегрироваться при перемещении пятна на величину его диаметра и тем меньше будут потери. Расчетная кривая потерь для яркостного индикатора нанесена пунктиром на рис. 25-101. Из графика следует, что разница в потерях при амплитудной и яркостной отметках невелика, но она в пользу амплитудного индикатора.

Скорость развертки связана с масштабом шкалы. Так, для шкалы дальности масштаб равен:

а скорость развертки дальности

2г шк/.с

(25-116)

(25-117)

где гшк - предельное значение шкалы дальности; Тр - длительность развертки; Lm - длина развертки (шкалы) на экране.

Из приведенных соотношений видно,

(25-118)

Таким образом, можно уменьшить потери в дальности обнаружения, применив более крупный масштаб, соответствующий большей скорости развертки.

Рис. 25-102. Потери в амплитудном индикаторе при различной яркости развертки В.

1 - развертка едва заметна; 2 - нормальная яр- кость; 3 - развертка слишком яркая..

км 10

Рис. 25-103. Потерн в индикаторах при дефокусировке пятна.

/ - дефокусироваиие перпендикулярно линии развертки; 2 - дефокусирование параллельно линии развертки.

дб 5

Рис. 25-104. Потери в индикаторах в зависимости от числа возможных положений tn сигнала иа шкале дальности.

Значение коэффициента съема ас определяется многими факторами: степенью внешней освещенности экрана, расстоянием наблюдателя от экрана, положением линии развертки на экране, качеством фокусировки, предварительным знанием положения ожидаемого сигнала на развертке и т. д.

На рис. 25-102-25-107 приведены графики потерь в зависимости от различных условий наблюдения (рис. 25-102 относится к амплитудному индикатору; рис. 25-103 - 25-105 - к обоим типам, а рис. 25-106, 25-107-к яркостным индикаторам).

Коэффициент, характеризующий степень тренировки оператора и его физическое состояние, аоп является весьма неопределенной величиной - около 2 дб.

Таким образом, индикатор может вносить потери, оцениваемые значением аИнд= =4-г-5 дб (2,5-3 раза), что соответствует уменьшению дальности обнаружения отра-, женного сигнала на 20-25% и прямого сигнала на 25-45%.

можно написать, что

дб 5

10 сем

Рис. 25-105. Потери в индикаторах прн разном времени наблюдения Тв,

град W0

Рис. 25-106. Потери в яркостных индикаторах при различных угловых размерах луча. 6

100 %

Рис 25-107. Потери в яркостных индикаторах в зависимости от наблюдаемой доли площади экрана S.

Влияние индикатора иа разрешающую способность. Индикаторные выходные устройства ухудшают разрешающую способность РЛС и РНС за счет конечных размеров рисующего пятна электроннолучевой трубки. Это ухудшение может быть оценено дополнительным удлинением отметки сигнала на шкале индикатора, которое- равно duMu, где du - размер рисующего пятна в миллиметрах, Ма- масштаб шкалы по параметру а - (дальности, скорости, углу). Это удлинение отметки может быть названо ц е-ной пятна или разрешающей способностью индикатора по параметру а:

в (а).

Учитывая, что

(25-119)

(25-120)

6(a)

инд -

(25-121)

kada йэ С2ф

Здесь аШк - предельное значение шкалы по параметру а; Q$=d3/d-n-качество фокусировки трубки; ka - коэффициент использования экрана, равный отношению используемой части экрана к его диаметру d3.

Считается, что для трубок с магнитным управлением фф=300 ч- 400, а для трубок с электростатическим отклонением 0ф= -250 -г-350. Однако на практике значения <2ф в 2-3 раза меньше указанных.

Реальная разрешающая способность по параметру а для РЛС и РНС с индикаторным выходным устройством равна:

6(а) = 6(а) +6(а) =

v v пот 1 v ИНД

= 6Krc TVa.

(25-122)

где Ya= 1+6(а)инд/6(а)пот - коэффициент ухудшения разрешения.

В частности, при разрешении по дальности для сигнала в виде немодулирован-ных высокочастотных импульсов прямоугольной формы

>(г) =

сти Л 2гшк \

2 I *8<2фст /

(25-123)

Если, например, ти=1 мксек, rmK = =200 км, fc,=0,8 и <3ф=300, то

3-106-10-6 200

6 (г) =-+--~

, 2 0,8-300

= 0,15 + 0,84 1 км и у г 7

Улучшения разрешающей способности индикатора можно добиться в первую очередь укрупнением масштаба (уменьшением ашк) и улучшением качества фокусировки (увеличением С?ф).

Индикаторы, использующие полярную систему координат для отметки целей на экране (ИКО, ИКО со смещенным центром развертки), имеют переменную разрешающую способность по углу, ухудшающу ося по мере приближения отметки цели к центру развертки.

Так, для ИКО с несмещенным центром развертки из формулы (25-119) получим:

180° d

(<Раз)инд =--Г [град], (25 124)

зт. i

где / - удаление отметки от центра развертки.

Умножая и деля последнее выраж.енн на масштаб дальности и учитывая (25-120), получаем:

180° 1 гшк 6 ( Ынад =- Т7Г <25 125