Радиотехнические координаторы как элемент построения РЛС (стр. 3 из 6)
В РТК с фиксированной осью эта ошибка приводит непосредственно к ошибкам измерения координат.
-ошибки за счет флюктуаций амплитуд принимаемых от цели сигналов
Флюктуация амплитуды принимаемых сигналов приводят к возникновению паразитной амплитудной модуляции, что вызывает паразитный сигнал ошибки.
Паразитная флюктуация возникает и тогда, когда цель находится на РСН. Ошибка эта случайна и среднеквадратическая ошибка определения углов координат вычисляется по формуле:
σεц = σβц =
mэф 
(3.8)где:
mэф –эффективная глубина модуляции вызванная флюктуациями,
Кmg –крутизна модуляционной характеристики,
Sm(Fcк) и Sm(0)–энергетическая спектральная плотность на частоте сканирования и нулевой частоте,
ΔFкц –полоса пропускания приемника угловой следящей системы,
ΔFn –эквивалент полосы помехи.
Соотношение
и ΔFnопределяется из графика (Рис.14): 
Рис.14
3.3 Повышение точности измерения угловых координат
Для подавления паразитной амплитуды модуляции используют 2-х канальные координаторы с коническим сканированием (Рис.15). Антенной создаются две диаграммы направленности смещенные на угол Δα. При сканировании двух ДН принимаемый сигнал модулируется по амплитуде в противофазе. Паразитная амплитудная модуляция в обеих каналах будет в фазе.
Сигналы, принятые двумя ДН, можно записать как:
UI=E(1+x(t))]FI(Δα)[1+mIcos(Ωскt-φI)(3.9)
UII= E(1+x(t))]FII(Δα)[1-mIIcos(Ωскt-φII)(3.10)
Где:
Е – средний уровень напряженности поля принимающей антенной волны,
x(t) – паразитная амплитудная модуляция,
mIи mII– коэффициент амплитудной модуляции.
Если mI= mII=m, а FI(Δα)= FII(Δα)= F(Δα) и φI= φII =φ, то после суммарно-разностной обработки получим – сигнал ошибки Ucо равный:
Рис.15
Ucо(t)=
= m cos(Ωскt-φ)(3.11)Таким образом, как видно из формулы, сигнал паразитной амплитудной модуляции отсутствует. Реализация этого принципа осуществлено в двухканальных радиотехнических координаторах с коническим сканированием с применением суммарно-разностной обработки сигнала.
Такая обработка сигнала позволяет вести борьбу не только с паразитной амплитудной модуляцией, но и с ответной угловой помехой, так как сигнал ответной угловой помехи будет приниматься в фазе.
Иногда такие координаторы называют координаторами с биконическим сканированием.
Функциональная схема такого координатора представлена на Рис.16.
Рис. 16
4.Моноимпульсные координаторы
4.1 Общие сведения о моноимпульсном методе измерения угловых координат
Моноимпульсный метод позволяет устранить ошибки в определении угловых координат возникающих за счет флюктуаций амплитуд сигнала. При этом методе используется сравнение амплитуды и фазы принимаемых одновременно сигналов с помощью многоканальной системы.
Дальность в моноимпульсных координаторах определяется как и в координаторах с коническим и линейным сканированием.
Основным отличием моноимпульсных координаторов является формирование равносигнальной зоны (РСЗ) неподвижными диаграммами направленности созданными антеннами моноимпульсных координаторов.
Зависимость сигналов принятых амплитудной и фазовой диаграммой направленности определяется формулой:
Fк(α)=
= F(α) 
(4.1)где,
Fк(α) – сигнал амплитудной ДН,
–сигнал фазовой ДН,α –угол прихода радиоволн,
Ек1(α) и Ек2(0) –комплексная амплитуда сигнала принятого с направления α и максимума диаграммы направленности (α =0).
В зависимости от того какая из ДН используется при определении направления различают два основных вида моноимпульсных систем:
1) Система с амплитудной пеленгацией,
2) Система с фазовой пеленгацией.
Для осуществления амплитудной пеленгации в одной плоскости антенны моноимпульсных систем должны формировать две ДН развернутые друг относительно друга на угол 2Δα, гдеΔα –угол скоса (Рис.17)
Рис. 17
Характерной особенностью для сигнала принятого такой системой является неравенство амплитуд сигналов Е1 и Е2, при этом фазы сигналов равны ν1(ε)=ν2(ε).
Для пеленгации сигнала в двух плоскостях βи ε создаются четыре ДН по две в каждой плоскости.
Для получения фазовой пеленгации антенна такой моноимпульсной системы должна формировать две ДН максимумы, которых направлены параллельно и разнесены в пространстве на величину базы S (Рис.18).
Тогда при приеме сигнала появляется разность «схода» Ssinε, а запаздывание во времени δt=
, в данном случае разность фаз определяется из формулы:φ(ε)= ν1(ε)-ν2(ε)= ωо δt=
δt= 
= 
Ssinε (4.2)амплитуды сигналов при этом будут практически равны.
Рис. 18
Для фазового пеленгатора для измерения углов в 2-х плоскостях должны быть созданы 4-е ДН, при помощи четырех рефлекторов расположенных симметрично относительно оси антенны.
4.2 Постулаты моноимпульсного метода
Моноимпульсный метод определения координат базируется на трех постулатах, определяющих преимущества этого способа.
1) Угловая информация извлекается в виде отношения сигналов принятых различными ДН моноимпульсных антенн (Рис 19).
Рис. 19
a) Простое отношение (мультипликативное):
b)
rm(ε)=
= 
= 
(4.3)б) суммарно-разностное отношение (∑-Δ) (аддитивное):
ra(ε)=
= 
= 
= 
, (4.4)где
EK1(ε) и EK2(ε) –комплексная амплитуда сигнала принятая I и II антенной с направления ε.
EKΔ(ε) –комплексная амплитуда разностного сигнала, состоящего из сигнала EK1 иEK2 и является не четной симметричной функцией угла ε.
EK∑ (ε) –комплексная амплитуда суммарного сигнала EK1 иEK2, который является четной функцией угла прихода сигнала.
FKΔ(ε) –комплексная разностная ДН.
FK∑(ε) –комплексная суммарная ДН.
ra(ε) и rm(ε) являются функциями только угла прихода волны и не зависят от абсолютного уровня принятого сигнала.
2) Измеряемое отношение принятых сигналов, при переходе от положительного угла к равному отрицательному меняется на обратное. Это требование верно относительно симметричных ДН моноимпульсной антенны.
3) Пеленгационная характеристика моноимпульсной системы является не четной действительной функцией угла прихода ε (Рис 20).
Рис. 20
Это означает, что пеленгационная характеристика должна указывать как на величину так и на знак угла прихода волны, то есть обладает не четной симметрией.
4.3.Преимкщества и недостатки моноимпульсного метода.
Преимущества:
1) Так как угловая информация выделяется в виде отношений сигналов, то точность измерения не зависит от амплитуды флюктуаций отраженных сигналов.
2) Выделение отношений принимаемых сигналов происходит в течении действия каждого импульса, то сесть информация о трех координатах извлекается при получении одного импульса от цели, а не за счет накопления информации от пачки импульсов.
3) Моноимпульсные координаторы защищены от угловых ответных помех, а также от непрерывных шумовых помех (за счет изменения амплитуды сигнала от импульса к импульсу).
4) В моноимпульсных системах отсутствуют методические ошибки по сравнению с координаторами линейного и конического сканирования. Кроме этого отношение принимаемых сигналов не зависит то скорости распространения радиоволн.