Судовая метеорологическая РЛС, страница 2

При проектировании большинства систем необходимо обеспечить заданную разрешающую способность по угловым координатам. Это достигается за счет соответствующего выбора ширины ДН или связанного с нею усиления антенны. В реальных условиях предельные размеры антенн, как правило, ограничены. В связи с этим длину волны следует выбирать так, чтобы при данных габаритах обеспечивалась требуемая угловая разрешающая способность. Тем самым будет обеспечиваться максимальная дальность действия или при данной дальности действия минимальная мощность излучения. С другой стороны, при уменьшении длины волны увеличивается поглощение в атмосфере, что снижает дальность действия. Таким образом, в данной ситуации существует оптимальная длина волны, наиболее выгодная в энергетическом отношении. Учитывая эти обстоятельства и  рекомендации, приведенные в [3], возьмем рабочую частоту РЛС , тогда длина волны λ:

        Исходя из заданной разрешающей способности по дальности, находим, что длительность импульса составляет:

При этом среднеквадратическая ошибка измерения дальности при  составляет:  

что не удовлетворяет требованиям технического задания  ()

Уменьшение ошибки возможно добиться повысив ОСШ, в результате чего потребуется значительно увеличить мощность. Следовательно, необходимо использовать ЛЧМ сигнал.

Из условия точности при измерении дальности получаем базу:

5. Выбор и обоснование методов измерения координат с требуемой точностью и разрешающей способностью

Для обеспечения высокой точности определения отклонений по угловым координатам используем одну антенну, как для передачи, так и для приема.

Данных о местоположении зонда в пространстве поступают с позиционного считывателя координат. Его работа заключается в следующем:  На прозрачном диске, ось которого жёстко связана с приводом антенны, наносится в виде чередования прозрачных и непрозрачных секторных участков циклический код. Тёмные места соответствуют нулю, прозрачные единице. Секторы расположены в кольцах, число которых равно числу разрядов счёта. Число фотодатчиков соответствует числу разрядов.

Рис.1. Структурная схема ПСК

При измерении дальности, а также других координатих производных радиолокационными методами возникают ошибки измерения, которые обусловлены различными факторами. В соответствии с причиной возникновения различают:

-  ошибки, обусловленные особенностями используемого метода измерения (методические ошибки);

-  ошибки, обусловленные особенностями распространения радиосигналов в атмосфере (атмосферные ошибки или ошибки распространения);

-  ошибки, обусловленные помехами, в частности шумами антенны и приемника РЛС (флюктуационные ошибки);

-  ошибки, обусловленные применяемым способом считывания дальности (ошибки считывания или инструментальные ошибки); ошибки, обусловленные нестабильностью параметров используемой аппаратуры (аппаратурные ошибки).

Ошибки измерения дальности, а также других координат и их производных подразделяются на систематические и случайные. Систематические ошибки имеют постоянные значения, по крайней мере, в течение одного сеанса измерений и могут быть скомпенсированы при калибровке аппаратуры в процессе подготовки ее к этому сеансу. К систематическим относятся, в частности, ошибки измерения дальности, вызываемые задержкой сигнала в цепях передатчика и приемника РЛС,а также в ретрансляторе. Случайные ошибки вызываются неконтролируемыми причинами, не могут быть полностью предсказаны, а следовательно, и скомпенсированы.   К случайным относятся ошибки измерения, обусловленные помехами, ошибки распространения, вызываемые турбулентными процессами в атмосфере, и т. п.

Рис. 2. Ошибка преобразования  временного интервала в число:

а – счетные импульсы согласованы с началом преобразуемого интервала;

б – счетные импульсы не согласованы с началом преобразуемого интервала;

5.1. Расчет разрешающей способности по дальности

Разрешающая способность по дальности d_R состоит из нескольких компонент:

d_Rпот – потенциальная разрешающая способность измерения;