Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск, страница 70

          σРРВ — ошибка, обусловленная особенностями распространения радиоволн в атмосфере;

          σинс — инструментальная ошибка, обусловленная не идеальностью работы элементов и                 узлов РЛС;

         σдин — динамическая ошибка, обусловленная изменением местоположения цели за время измерения.

12.2. ОШИБКИ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ИХ СНИЖЕНИЕ

12.2.1. Потенциальная ошибка измерения дальности

Эта ошибка характеризует предельно достижимую точность и определяется отношением сигнал — шум и шириной спектра зондирующего сигнала:


                                                                                                                                                         (12.7)        

где       Пэ — эффективная ширина спектра зондирующего сигнала;

            (Рс/Рш)вх изм — отношение сигнал — шум на входе измерительного устройства.

Эффективная ширина спектра зондирующего сигнала определяется выражением


                                                                                                                                                               (12.8)


где            — спектр сигнала.

Она связана с шириной спектра сигнала Пи соотношением

                                                       Пэ= кПи     к = 1,7 ... 3.                                                                      (12.9)

В частности, для колоколообразного импульса, спектр которого описывается соотношением

                                                                                                                                                                    (12.10)

эффективная ширина спектра


где         Пи = 1/τи — ширина спектра импульса на уровне 0,46.

Для импульсов с равномерным в пределах Пи спектром


Наибольшая точность измерения дальности обеспечивается при использовании сигнала, состоящего из двух синусойд с частотами f1 и f2, разнесенными на интервал, равный Пи (фазовый метод дальнометрии). В этом случае Пэ = πПи = 3,14 Пи. Для импульс­ных РЛС обнаружения к =1,7...2.

Отношение сигнал—шум на входе измерительного устройства для границы зоны обзора равно параметру обнаружения γ1 (см. §4.6), а на дальностях r < R оно будет возрастать в соответствии с выражением

                                                                                                                                                                 (12.11)

Подставив (12.9), (12.11) в (12.7), получим зависимость потен­циальной ошибки измерения дальности от параметров РЛС:


                                                                                                                                                              (12.12)

Для уменьшения этой ошибки необходимо увеличивать ширину спектра зондирующего сигнала и максимальную дальность действия РЛС.

Пути увеличения дальности рассмотрены в гл. 2. Основной из них — увеличение энергии, излучаемой в зону обзора. Одним из перспективных путей, одновременно удовлетворяющим перечислен­ным выше требованиям, является использование в РЛС сложных сигналов (ЛЧМ или ФКМ).

Потенциальная ошибка измерения дальности в РЛС обнаружения даже при использовании сравнительно узкополосных сигналов обычно не превышает значений σRпот = 50 ... 150 м и составляет незначительную часть (10... 15%) от общей ошибки измерения дальности при визуальном съёме информации. При автосъёме она может вносить существенный вклад в общую ошибку измерения.

12.2.2. Ошибка измерения дальности за счет особенностей распространения радиоволн

В реальной атмосфере из-за имеющихся неоднородностей изменяется скорость и нарушается прямолинейность распространения радиоволн, что приводит к возникновению ошибки измерения дальности [40]. В РЛС обнаружения ошибка составляет σRРРВ = 10...15 м и ею можно пренебречь, поскольку она существенно меньше потенциальной.

12.2.3. Инструментальная ошибка измерения дальности

Составляющими инструментальной ошибки измерения дальнос­ти являются:

ошибка за счет изменения времени запаздывания сигнала при прохождении через приемный тракт;

ошибка съема координат.

Ошибка за счёт изменения времени запаздывания в приёмном тракте имеет систематическую и случайную составляющие. Систематическая составляющая обусловлена конечным значением полосы пропускания усилительных каскадов (главным образом УПЧ), что приводит к растягиванию фронтов и задержке сигналов. Время запаздывания в приёмном тракте РЛС обычно составляет величину tзап пр = = (0,3...3)τи. Оно может быть скомпенсировано путём соответствующей расстановки импульсов запуска оконечного устройства.

Случайная составляющая времени задержки обусловлена из­менением полосы пропускания каскадов из-за изменения их режи­мов работы вследствие нестабильностей источников питания, ухо­да параметров элементов под действием дестабилизирующих фак­торов, старения деталей и т. д. Среднее квадратическое значение нестабильности времени запаздывания составляет σt зап = 0,1 ...0,2 мкс, что соответствует ошибке измерения дальности 15…30 м.

Ошибка, возникающая  при  съёме координат,  зависит от вида съёма.

При визуальном съёме она обусловлена:

неточностью формирования масштабных отметок дальности (МОД);

неточностью определения центра отметки;

интерполяцией положения центра отметки относительно МОД.

Для исключения ошибок измерения дальности, связанных с не­линейностью развертки индикатора, осуществляют электрическую калибровку шкалы дальности путём формирования МОД различ­ных градаций. Обычно устройство формирования МОД выполня­ется по структурной схеме (рис. 12.1). С приходом импульса запускa генератор прямоугольных импульсов формирует импульс с дли­тельностью, равной времени прямого хода развертки индикатора. В течение этого времени задающий генератор генерирует непре­рывные колебания с частотой f0, которые затем ограничиваются, дифференцируются и используются для запуска формирователя.