- •Учебник по дисциплине «Военно-техническая подготовка»
- •Раздел I: «основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск»
- •Введение
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв
- •1.1. Радиолокационная система ртв. Принципы построения
- •1.2. Внешняя среда радиолокационной системы
- •1.2.1. Радиолокационные цели
- •1.2.2. Мешающие отражения
- •1.2.3. Внешние излучения
- •1.2.4. Среда распространения радиоволн
- •1.3. Классификация рлс ртв
- •1.4. Основные тактико-технические характеристики рлс ртв
- •1.5. Обобщенная структурная схема рлс
- •1.6. Общие сведения о сазо
- •1.7. Кодирование и декодирование сигналов в системах опознавания
- •1.8. Общие сведения о системах пассивной локации
- •1.9. Радиолокационное распознавание целей. Общие сведения
- •1.9.1. Методы радиолокационного распознавания
- •1.9.2. Показатели качества распознавания
- •1.9.3. Способы распознавания классов воздушных объектов по сигнальным признакам
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв
- •2.1. Зона обнаружения целей снк
- •2.2. Способы обзора зоны обнаружения и их влияние на боевые возможности рлс
- •2.3. Способы формирования зоны обнаружения
- •2.3.1. Зона обнаружения целей дальномерами
- •2.3.2. Зона обнаружения целей радиовысотомерами
- •2.3.3. Зоны обнаружения целей трехкоординатными рлс
- •2.4. Зона обнаружения целей в рлс метрового диапазона волн
- •2.5. Способы измерения координат целей
- •2.5.1. Измерение наклонной дальности до цели
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв
- •3.1. Технические характеристики и способы построения передающих устройств рлс ртв
- •3.2. Зондирующие сигналы и влияние их параметров на характеристики рлс
- •3.2.1. Зависимость дальности обнаружения целей от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.2. Влияние параметров зондирующих сигналов на точность измерения координат целей
- •3.2.2.1. Ошибки измерения дальности
- •3.2.2.2. Ошибки измерения угловых координат
- •3.2.3. Зависимость разрешающей способности рлс от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.4. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от активных помех
- •3.2.5. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от пассивных помех
- •3.3. Однокаскадное радиопередающее устройство рлс
- •3.3.1. Импульсные модуляторы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.3.1.1. Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя
- •3.3.1.2. Импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя
- •3.3.2. Генераторные приборы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.4. Многокаскадные радиопередающие устройства рлс
- •3.4.1. Многокаскадное радиопередающее устройство с «простым» зондирующим сигналом
- •3.4.2. Многокаскадное радиопередающее устройство с фкм - зондирующим сигналом
- •3.4.3. Многокаскадное радиопередающее устройство с лчм - зондирующим сигналом
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв
- •4.1. Структурная схема тракта приема и выделения сигналов из помех
- •4.2. Технические характеристики радиоприемных устройств и их влияние на боевые возможности рлс
- •4.3. Способы увеличения динамического диапазона радиоприемных устройств
- •4.4. Радиоприемные устройства для обработки узкополосных эхо-сигналов
- •4.5. Радиоприемные устройства для выделения широкополосных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование линейно-частотно модулированных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование фкм сигналов
- •4.6. Устройства накопления эхо-сигналов
- •4.6.1. Назначение и классификация устройств накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •4.6.2.Некогерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.3. Когерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.4. Рециркуляторы. Принципы построения
- •4.6.5. Цифровые устройства накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •Содержание
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв 8
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв 100
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв 156
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв 247
- •Список сокращений
- •Библиографический список
3.2.2. Влияние параметров зондирующих сигналов на точность измерения координат целей
Точность измерения координат целей является одной из важнейших характеристик РЛС, определяющих её возможности при решении задач целеуказания активным родам войск ПВО и ВВС и наведения истребителей.
Ошибка измерения представляет собой разность между истинным и измеренным значениями параметра :,
где - измеренное значение (оценка) параметра.
Ошибки измерений делятся на грубые промахи, систематические и случайные ошибки. Грубые и систематические ошибки в принципе можно устранить. Случайные ошибки можно минимизировать, но полностью устранить невозможно. Они обусловлены наличием помех на входе приемного устройства, его собственными шумами, флюктуациями сигнала, несовершенством выполнения и нестабильностями в элементах и устройствах РЛС.
Качественными показателями точности измерения координат целей, наиболее широко использующимися на практике, являются:
средняя квадратическая ошибка измерений ;
срединная (вероятная) ошибка ;
ошибка в 80% измерений ;
максимальная ошибка .
Средняя квадратическая ошибка при произвольном законе распределения плотности вероятности определяется из соотношения
при (3.6)
Условие означает, что систематическая ошибка отсутствует, закон распределения ошибок в силу влияния множества факторов, обычно принимается нормальным .
В этом случае средняя квадратическая ошибка пологостью характеризует другие виды ошибок. Вероятность того, что ошибка не превышает значения , равна
,
где - гауссовский интеграл ошибок;
- табулированная функция (например, И.Н.Броншейн, К.А.Семендяев «Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов» таблица 1.1.2.6.2).
Количественное значение вероятности равно для:
срединной ошибки ;
средней квадратической ошибки ;
ошибки в 80% измерений ;
максимальной ошибки ;
Можно показать, что связь между ошибками определяется следующими соотношениями: ; ; .
При цифровой обработке радиолокационные сигналы подвергаются дискретизации по времени и амплитуде, что приводит к дополнительным ошибкам измерения координат. Закон распределения ошибок дискретизации – равновероятный, т.е. плотность распределения вероятности ошибки , где - шаг или интервал дискретизации.
В соответствии с (3.6) средняя квадратическая ошибка дискретизации
.
Откуда
. (3.7)
В общем случае средняя квадратическая измерения независимой координаты (дальности, азимута или угла места) определяется соотношением:
, (3.8)
где - потенциальная ошибка измерения координаты;
- ошибка, обусловленная особенностями распространения радиоволн в атмосфере;
- инструментальная ошибка, обусловленная неидеальностью работы элементов и узлов РЛС, а так же способом измерения;
- динамическая ошибка, обусловленная изменением местоположения цели за время измерения.
3.2.2.1. Ошибки измерения дальности
Потенциальная ошибка измерения характеризует предельно достижимую точность и определяется отношением сигнал/шум и шириной спектра зондирующего сигнала
,
где - эффективная ширина спектра зондирующего сигнала; (для радиоимпульса с колокольной огибающей . - ширина спектра сигнала на уровне 0,46);
- отношение сигнал/шум на выходе оптимального фильтра (или на входе измерительного устройства)
- скорость света.
Для повышения потенциальной точности измерения дальности до цели необходимо, как и для увеличения дальности действия РЛС, увеличивать энергию принимаемого сигнала и снижать спектральную плотность мощности шума приемника.
Кроме того, для повышения потенциальной точности измерения дальности до цели (уменьшения ) необходимо увеличивать ширину спектра зондирующего сигнала, что в случае простых радиоимпульсов требует из укорочения, а, следовательно, приводит к снижению энергии сигнала. Таким образом, при использовании простых радиоимпульсов возникает противоречие, разрешить которое оказывается возможным применением сложномодулированных сигналов.
На практике потенциальная ошибка измерения дальности в РЛС обнаружения даже при использовании сравнительно узкополосных сигналов не превышает, как правило, значений и составляет незначительную часть (10…15%) от общей ошибки измерения дальности при визуальном съеме информации. При автоматическом измерении координат целей * может вносить существенный вклад в общую ошибку измерения.
Остальные составляющие ошибки измерения дальности из выражения (3.8) от структуры зондирующего сигнала прямо не зависит, поэтому в данной главе подробно не рассматривается.