Обзорно-поисковые системы_Принципы определения координат целей

Область радиолокации, которая занимается определение направления на цель, т. е. измерение угловых координат цели, называется радиопеленгацией.

Задача радиопеленгации цели сводится к определению направления прихода радиоволн, излучаемых или переизлучаемых этой целью, т.е. к определению азимута или угла места цели (пеленга цели).

Под пеленгом цели (α) понимают угол между основным направлением и направлением на цель. В качестве основного направления чаще всего используются:

– в горизонтальной плоскости – направление на север (иногда на юг);

– в вертикальной плоскости – плоскость горизонта.

Различают следующие методы радиопеленгации: амплитудные методы, фазовые методы и амплитудно-фазовые методы.

Амплитудные методы радиопеленгации

Амплитудные методы радиопеленгации основаны на использовании направленных свойств антенн (рис. 1).

Рис. 1 Рис. 2

При использовании движущейся остронаправленной антенны амплитуда отраженного от цели сигнала на выходе приемника (рис. 2) зависит от направления диаграммы направленности на цель (пеленга цели). Если диаграмма направленности антенны направлена на цель своим максимумом, то амплитуда отраженного сигнала на выходе приемника максимальна; во всех остальных случаях амплитуда сигнала меньше максимума и даже равна 0, когда диаграмма направленности повернута в сторону от цели.

Зависимость напряжения на выходе приемника от пеленга цели называется пеленгационной характеристикой f(α).

При использовании для пеленгации направленных свойств передающей антенны f_A1(α) и приемной антенны f_A2(α) пеленгационная характеристика

где f_A(α) – диаграмма направленности антенны.

Если радиолокационная станция имеет одну антенну, работающую как на передачу, так и на прием пеленгационная характеристика

Имеются следующие амплитудные методы пеленгации: метод максимума, метод минимума, метод равносигнальной зоны и метод сравнения.

Метод максимума. При пеленгации по методу максимума о направлении на цель судят по направлению максимума пеленгационной характеристики (рис. 1). В момент, когда амплитуда сигнала пеленгуемой цели на выходе приемника максимальна, считают, что максимум пеленгационной характеристики совпадает с направлением на цель. В этот момент считывают пеленг цели. Пусть антенна радиолокационной станции вращается в горизонтальной плоскости. Тогда сигнал пеленгуемой цели на экране мплитудного индикатора будет непрерывно меняться по амплитуде (рис. 2). В момент, когда сигнал достигнет максимальной величины, оператор (или автоматическое устройство) отсчитывает значение азимута цели по азимутальному прибору, указывающему угловое положение антенны.

Если применяется индикатор кругового обзора, то линия развертки дальности индикатора кругового обзора вращается синхронно с антенной. Азимут цели определяется по угловому положению яркостной отметки на экране индикатора.

В радиолокационных станциях с секторным обзором обычно применяется индикатор типа дальность – азимут (рис. 3). В этом случае линия развертки индикатора перемещается вдоль оси азимута, синхронно с качанием антенны. Азимут цели определяется по положению яркостной отметки на экране индикатора относительно линии нулевого азимута. Основные достоинства метода максимума – простота пеленгации и возможность пеленгации при наиболее благоприятном

отношении сигнал/помеха. Недостаток данного метода, относительно малая точность пеленгации.

Рис.3 Рис. 4 Рис. 5

При хорошей различимости сигнала среднеквадратичное значение относительной ошибки равно и средняя квадратическая ошибка пеленга равна

где – ширина пеленгационной характеристики на уровне 0,5 по мощности.

Метод минимума. При пеленгации по методу минимума пеленг отсчитывается в тот момент, когда направление минимума пеленгационной характеристики совпадает с направлением на цель. Основное достоинство метода минимума – более высокая точность пеленгации по сравнению с методом максимума, так как в области минимального сигнала крутизна пеленгационной характеристики значительно выше, чем в области максимального сигнала. Этот метод получил широкое распространение в практике навигации, так как он позволяет сравнительно простыми средствами осуществить пеленгацию с приемлемой точностью.

Также существуют метод равносигнальной зоны и метод сравнения.

Фазовый метод пеленгации

При фазовых методах радиопеленгации о пеленге цели судят по разности фаз напряжений двух разнесенных в пространстве приемных антенн A и B (рис. 4). База между ними равна d.

Точность пеленгации фазовым методом в основном зависит от точности измерения разности фаз принимаемых колебаний и величины базы.

Амплитудно-фазовые методы пеленгации

Амплитудно-фазовые методы радиопеленгации основаны на использовании как амплитудных, так и фазовых соотношений напряжений двух разнесенных в пространстве приемных антенн. Примером амплитудно-фазового метода радиопеленгации может служить фазно - противофазный метод, называемый иначе методом суммы и разности. Сущность этого метода сводится к следующему. Антенная система состоит из двух идентичных антенн, разнесенных на расстояние d. Направления максимумов диаграмм направленности обеих антенн перпендикулярны к базе d.

Поиск по сайту: