Розрахунок технічних параметрів радіолокаційної станції (РЛС) (стр. 6 из 9)

Отже,

(3.23)

Реальна середньоквадратична похибка виміру кутової координати може бути визначено як:

(3.24)

При використовуванні цифрового вимірювача кутових координат інструментальна похибка вимірювання виникає в основному за рахунок дискретності відліку і неточності нанесення позначок на диск вимірювача (аналогічно нестабільності частоти тактових імпульсів для цифрового вимірювача віддалі). Розрахунок середньоквадратичної інструментальної похибки виміру кутової координати проводиться за формулою:

. (3.25)

В формулі (3.24):

; (3.26)

. (3.27)

де

- максимальне значення вимірюваного кута, - величина дискрету відліку по кутовій координаті. Отже:

;

;

.

4. Вибір схеми захисту від пасивних завад

Показником якості функціонування системи захисту від пасивних завад є коефіцієнт поліпшення відношення сигнал/завада:

(4.4)

де

та - вихідне та вхідне відношення потужності сигналу до потужності пасивної завади, усереднене за усіма швидкостями цілей. Цей параметр враховує як послаблення завади в фільтрі системи захисту, так і середній виграш системи. Таким чином, коефіцієнт поліпшення є показником відгуку фільтра системи захисту на сигнали пасивної завади по відношенню до усередненого відгуку на сигнали від цілей.

Співвідношення (4.4) можна записати так:

, (4.5)

де

- реальний коефіцієнт придушення пасивної завади;

- усереднений за усіма доплеровськими частотами коефіцієнт підсилення потужності сигналу.

При цьому передбачається, що сигнал від цілі має постійну амплітуду, а її радіальна швидкість рівноймовірна для всього діапазону значень.

Як випливає з визначення коефіцієнта поліпшення, для його обчислення необхідно знати потужність

залишків пасивної завади на виході системи захисту, на яку впливають нестабільності елементів системи, рух антени, вобуляція періоду та ін. Вплив кожного окремого фактора можна врахувати та оцінити через результуючий коефіцієнт поліпшення. Якщо перелічені фактори, які впливають на рівень залишків пасивної завади, статистично незалежні, то сумарна потужність залишків завади дорівнює сумі потужностей залишків від окремих факторів:

,

де

- кількість факторів, які формують залишки після компенсації пасивної завади.

Тоді коефіцієнт поліпшення усієї системи (4.5) оцінюється через поодинокі коефіцієнти поліпшення за допомогою співвідношення [4]:

. (4.6)

Коефіцієнт поліпшення, що визначається формулою (4.6), враховує як зовнішні, так і внутрішні джерела, які сприяють формуванню залишків пасивної завади.

Якщо взяти значення сигналу як усереднене за усіма можливими швидкостями цілі та припустити, що енергія сигналу рівномірно розподілена за інтервалом частот

, то середнє підсилення сигналу за потужністю фільтром системи захисту дорівнює підсиленню шуму за потужністю тим же фільтром [2]:

, (4.7)

де

- амплітудно-частотна характеристика фільтра системи захисту. Якщо основою системи захисту є пристрій ЧПК, то [3]:

,

де

- кратність пристрою ЧПК.

Як вже відмічалось, реальний коефіцієнт придушення пасивної завади залежить не тільки від статистичних властивостей завади, но і від багатьох інших факторів. Аналогічно коефіцієнту поліпшення, реальний коефіцієнт придушення пасивної завади

визначається з виразу

,

де

- коефіцієнт придушення пассивної завади, який залежить тільки від статистичних властивостей завади й називається потенційним коефіцієнтом придушення; він може бути визначений через коефіцієнт кореляції пасивної завади [3]:

- кількість факторів, які впливають на ступінь придушення пасивної завади; - поодинокі коефіцієнти придушення.

Коефіцієнт кореляції пасивної завади однозначно визначається її спектром флуктуацій. Відповідно до форми спектра флуктуацій, завади поділяються на гауссові та резонансні. Коефіцієнти кореляції гауссової та резонансної завад описуються відповідно такими виразами [4]:

та ,

де

- півширина спектра флуктуацій завади на рівні 0,1.

Фактори, які впливають на ефективність функціонування системи захисту від пасивних завад, можна поділити на дві групи. Першу групу складають фактори, вплив яких неможливо виключити ніякими технічними засобами, а другу - ті, вплив яких можна зменшити схемотехнічно. До першої групи належить, наприклад, вплив сканування антени, а до другої - динамічний діапазон використованої елементної бази, нестабільності частот генераторів гармонічних коливань, нестабільності періоду повторення, тривалості і амплітуди зондуючих імпульсів, ефекти квантування при використанні цифрової елементної бази та ін. У [5] наведений достатньо повний їхній перелік; нижче наведені деякі поодинокі коефіцієнти придушення.

Сканування антени. Для гауссової апроксимації ДН антени [5]

Використання цієї формули при інших видах апроксимації припустимо на етапі ескізного проектування.

Динамічний діапазон використованої аналогової елементної базі. Практика свідчить, що динамічний діапазон сигналів на вході РЛС може перевищувати 100 дБ. Проте динамічний діапазон ультразвукових ліній затримки (УЗЛЗ) суттєво нижчий за цю величину:

. Тому коефіцієнт придушення пасивної завади в аналоговій системі СРЦ обмежений величиною .

Ефекти квантування при використанні цифрової елементної бази. Враховуючи наявність квадратурних каналів, а також (4.7), коефіцієнт придушення пасивної завади в цифровій системі обмежений величиною

,

де

- розрядність АЦП.

Нестабільності частот генераторів гармонічних коливань приводять до появи нескомпенсованих залишків від сигналу пасивної завади з середньоквадратичним значенням

і обмежують коефіцієнт поліпшення величиною [5]

.

Враховуючи, що зміни фаз коливань генераторів незалежні, отримаємо

,

де

- кількість генераторів гармонічних коливань в РЛС з середньоквадратичним значенням фази . Вважаючи, що на малих відрізках часу відхід частоти генератора можна з достатнім ступенем точності апроксимувати лінійним законом зі швидкістю зміни , знайдемо середньоквадратичне значення фазового зсуву