Система определения местоположения излучающего объекта
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ступает с того углового процессора, на входе которого имеется наибольшая временная разность, этим обеспечивается наиболее точное вычисление дальности и угла.
Аналогичные формулы для вычисления дальности могут быть получены для других баз.
R =l2cos(q -j) / tABwS. (1.2)=l2cos(q +j) / tBCwS. (1.3)
Объединяя по очереди (1.1) и (1.2), (1.1) и (1.3) и (1.2) и (1.3), получаем соответствующие выражения для расчета одного и того же угла но при разных входных данных.
j tAB, tBC =
Таким образом, рассмотренная система обеспечивает измерение координат источника излучения в собственной системе координат. Система проста, обеспечивает высокую скорость измерений, но обладает следующими недостатками- работает только по сканирующим импульсным сигналам, дополнительные погрешности измерения появляются при крене и тангаже самолета относительно плоскости сканирования луча, точность измерения ограничена габаритными размерами самолета. Первый недостаток этой системы устранятся использованием сканирующих приемных антенн.
Здесь на концах крыльев с размахом d расположены две антенны, синхронно сканирующие с угловой скоростью wS. В пространстве образуются два параллельных вращающихся луча. Поэтому в одном из приемников сигнал появится раньше, чем другом, и эта разница во времени t21 будет определяться расстоянием до источникаa антенной базой d и скоростью сканирования wS. Причем измерение t21 возможно при любых сигналах источника включая и непрерывные. Расстояние выделяется по уже известной формуле
=dcosj / t21wS.
Определение пеленга на источник - угла j - осуществляется стандартным методом, используемым в амплитудных пеленгаторах с узким сканирующим лучом. Измерение малой временной разности двух сигналов, принятых разнесенными антеннами, представляет серьезную проблему. Главная трудность состоит в том, что эти сигналы перекрывают друг друга так, что их разделение почти невозможно.
Структурная схема аналогового следящего измерителя приведена на рис. 1.2.
Структурная схема следящей системы измерения разностей времени прихода сигналов
Рис. 1.2
Последовательности видеоимпульсов, огибающая которых повторяет форму диаграммы направленности приемной антенны (рис. 1.2, б), с выходов приемников 1 и 2 поступают на входы детекторов выборка -запоминание. Стробируемые входы детекторов подключены к выходу мультивибратора тактовых импульсов, запуск которого осуществляется каждым импульсом, поступающим с выхода первого приемника. Выходные сигналы детекторов имеют форму ступенчатых огибающих принятых сигналов, где длительность ступеньки равна периоду повторения импульсов (рис. 1.2, в). Сигнал второго детектора поступает через дифференцирующую схему на вход аналогичной третьей схеме детектора и имеет вид, представленный на рис. 1.2, г.
Полученный после детектирования сигнал, амплитуда которого не зависит от разности времен прихода двух сигналов к приемникам 1 и 2, в качестве опорного поступает на один из входов перемножителя (рис.1.2, д). Следует отметить, что работа этой части схемы эквивалентна работе схемы вычитания двух сигналов, задержанных относительно друг друга на один период повторения (рис.1.2, е). На вход аналогичного четвертого детектора одновременно поступают сигнал с первого детектора и стробирующие импульсы, фронт которых совпадает со спадом импульсов ждущего мультивибратора, а длительность зависит от величины управляющего напряжения. Поэтому на выходе четвертого детектора формируется сигнал, являющийся копией выходного сигнала первого детектора, но задержанный относительно него на время, равное длительности импульса ждущего мультивибратора. Это справедливо при условии, что измеряемая разность времен прихода меньше периода повторения импульсов. Выходные сигналы второго и четвертого детекторов поступают на вход дифференциального усилителя, выходной сигнал которого подается на второй вход перемножителя, вырабатывающего Сигнал ошибки для управления длительностью импульса ждущего мультивибратора.
Управление происходит до тех пор, пока длительность импульса ждущего мультивибратора не станет равной измеряемой разности t21. При этом сигналы на входе дифференциального усилителя будут одинаковыми, а сигнал ошибки на выходе перемножителя будет равен 0. Информацию об измеренном значении t21 можно получить представлением в цифровой форме длительности импульса ждущего мультивибратора, а в аналоговой форме-сигнала с выхода интегратора.
В зарубежной литературе есть описание цифрового измерителя, в котором выходные сигналы первого и второго детекторов (выборка - запоминание) преобразуются в цифровую форму и петля слежения выполняется на элементах цифровой техники, функционально эквивалентных вышеописанным аналоговым узлам.
1.3Доплеровский метод
Одним из основных источников ошибок доплеровского метода является нестабильность частоты излучения. Исключение этих ошибок возможно при использовании дифференциально-доплеровского метода /1/. Метод предполагает наличие двух приемников, расположенных на разнесенных в пространстве движущихся объектах, например ЛА. Причем для наибольшей эффективности метода расстояние между ЛА должно быть соизмеримо с расстоянием до излучающего объекта. Разница между двумя доплеровскими сдвигами, или дифференциальный доплер, полученных на каждом из приемников, может быть определена, например, фазовым детектированием сигналов промежуточных частот