§ 9.8. ИЗМЕРЕНИЕ РАДИАЛЬНЫХ И ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СКОРОСТИ КАК ПРОИЗВОДНЫХ ОТ ДАЛЬНОСТИ И УГЛОВЫХ КООРДИНАТ
В предыдущих параграфах мы подробно рассмотрели вопросы измерения скорости на основе использования эффекта Допплера. Не всегда, однако, этот способ измерения скорости применим.
Рис. 9.31. Следящий измеритель дальности и углов: 1 — дискриминатор; 2 — сглаживающие цепи.
Как мы видели, в случае широко распространенного некогерентного импульсного излучения при обычных сочетаниях параметров имеет место неудовлетворительная точность измерения. Кроме того, не всегда представляет интерес только радиальная составляющая скорости, в некоторых случаях необходимо измерение и тангенциальной ее составляющей. Поэтому исследуем способы измерения составляющих скорости цели, основанные на том, что эти составляющие являются производными от дальности и угловых координат.
Будем полагать, что применяются следящие измерители дальности и углов (рис. 9.31), общий анализ которых был проведен в гл. 6. Обозначим
изменяющийся во времени параметр (дальность, угол), подвергающийся измерению. Интересующая нас составляющая скорости является производной этого параметра
Параметр
закодирован в принятом радиолокационном сигнале, смешанном с шумом
В результате воздействия этого сигнала на дискриминатор образуется сигнал
рассогласования
где
выходная величина измерителя дальности или угла. Сигнал рассогласования воздействует на сглаживающие цепи того или иного вида, образуя
Такой измеритель может быть как оптимальным, так и неоптимальным в зависимости от выбора дискриминатора и сглаживающих цепей.
Рис. 9.32. Измеритель скорости, основанный на дифференцировании координаты:
дискриминатор; 2 — сглаживающие цепи; 3 — дифференцирующая цепь.
Исследование различных дискриминаторов дальности проведено в гл. 7 и 8, а угловых дискриминаторов в гл. 10 и 11. Во всех случаях при малых шумах или помехах имеют место малые рассогласования, при которых дискриминатор можно линеаризировать, т. е. представить
в виде
где
крутизна дискриминатора;
эквивалентный шум, который благодаря инерционности сглаживающих цепей может считаться «белым» и характеризуется своей спектральной плотностью
Если требуется измерять не только координату
но и скорость
то это можно сделать, пропуская выходную величину следящего измерителя
через фильтр, который с той или иной степенью точности осуществляет дифференцирование (рис. 9.32). Часто напряжения в некоторых точках фильтров дальномеров и угломеров пропорциональны производной измеряемой координаты, в этих случаях нет необходимости в дополнительных дифференцирующих фильтрах. Представляет интерес исследование точности измерения скорости указанным способом при различных видах применяемых сглаживающих цепей, представляет также интерес
синтез оптимального измерителя скорости как производной от координаты и нахождение потенциальной точности подобных измерений. Эти задачи и являются содержанием настоящего параграфа.