4. Погрешности радиовысотомеров больших и малых высот.

Первую группу погрешностей образуют методические, связанные со случайным характером принятого сигнала, изменением рассеивающих свойств земной поверхности в процессе полета, влиянием крена и тангажа ЛА, флуктуациями сигнала из-за процесса рассеяния ЭМ волн, шумами внешнего и внутреннего происхождения. Все эти погрешности можно разбить на две составляющие:

-ошибки из-за смещения средней оценки измерения высоты

-флуктуационные ошибки

Вторая группа связана с динамическими ошибками. В радиовысотомерах они возникают из-за маневров ЛА: измерение высоты сильнопересеченного рельефа, использования РВ в системах управления самолета и других случаях. Так как измерительные устройства РВ имеют динамические характеристики соответствующего порядка, то при наличии вышеуказанных причин имеет место отставание в измерении высоты и возникает динамическая ошибка.

Третью группу составляют инструментальные (аппаратурные) погрешности, связанные с прохождением сигналов через антенно- фидерные, приемно-передающие и измерительные тракты РВ, а также ошибки из-за схемных конструктивных и технологических решений конкретных блоков РВ.

Для радиовысотомеров малых высот периодичность закона модуляции и способ измерения частоты ограничивают минимальную рабочую высоту. При периодическом законе модуляции частоты фаза преобразованного сиг­нала, соответствующего отражению от одиночной цели, периодически меняется с частотой модуляции излучаемых колебаний. Спектр преобразованного сиг­нала содержит только те составляющие, частоты которых кратны частоте моду­ляции F_M. Если в РВ использован измеритель частоты типа счетчика числа пе­реходов сигнала через нуль, то при изменении высоты частота следования им­пульсов на входе счетчика меняется дискретно, оставаясь кратной F_M. Минималь­ное значение этой частоты

Fp_min ⁼F_M. (10)

Это явление приводит к ограничению минимальной высоты той величиной Н_min, которая соответствует F_pmin. При симметричных законах ЧМ

H_min = 0,125сf_Д^-1 37,5f_Д ^-1м (11)

где девиация частоты f_Д берется в мегагерцах. При f_Д равной, например, 50 МГц, Н_min = 0,75 м. Для уменьшения Н_min необходимо увеличивать девиацию частоты f_Д . Получение больших f_Д тем проще, чем выше несущая частота излучаемых колебаний.

Непрерывный характер излучения в частотном РВ приво­дит к появлению на входе приемника прямого (просочившегося) сигнала, обус­ловленного электромагнитной связью передающего и приемного трактов. Прямой сигнал состоит из двух составляющих, каждая из которых промодулирована по амплитуде и фазе по случайным законам. Первая из этих составляющих представляет собой просочившийся сигнал передатчика, а вторая-тот же сигнал, не попадающий на вход приемника из-за отражений от элементов конструкции самолета. Параметры случайной модуляции сигнала передатчика определяются характеристиками генератора высокой частоты, в то время как параметры модуляции отраженного сигнала зависят от изменения взаимного расположения антенн РВ и отражающих элементов конструкции, вызываемого вибрациями ЛА.

Наибольшее влияние оказывают амплитудно-модулированные составляю­щие прямого сигнала. Они вызывают появление на выходе балансного смесителя шумового напряжения, основная доля энергии спектра которого приходится на низкочастотную часть, т. е. на тот участок, где располагаются частоты Fp_min – Fp_max, соответствующие измеряемым высотам полета.

Мощность шумов на выходе балансного смесителя, вызываемых прямым сигналом, не зависит от высоты полета, в то время как мощность полезного сиг­нала убывает с ростом высоты. Поэтому на некоторой высоте эти мощности ста­новятся соизмеримыми, что вызывает ухудшение точности РВ и приводит к огра­ничению максимальной высоты H_mах (или высотности РВ). Подобное ограничение H_max имеет место и в доплеровских измерителях скорости при излучении не­прерывных колебаний.

Входящий в выражение для H_mах средний коэффициент шума приемника

Ш = Ш_прм +Ш_прм (12)

где Ш_прм— коэффициент шума при отсутствии прямого сигнала; Ш_ПРД=Ш_ПРД+Ш_ВИБ —прирост коэффициента шума за счет просачивания сигнала передатчика (Ш_ПРД) и промодулированной виброшумами составляющей (Ш_ВИБ).