§ 10.12. СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ПЕЛЕНГАЦИИ

Для практики радиолокационной углометрии чрезвычайно интересно иметь сравнительные характеристики как методов угловой пеленгации, так и отдельных схем радиотрактов радиолокационных угломеров. Такое сравнение и основные выводы из него производились в предыдущих параграфах, однако представляет интерес систематически изложить относящиеся сюда вопросы.

Потенциальные точности, соответствующие различным методам пеленгации, в большинстве случаев выражаются однотипными формулами. Именно для методов сканирования диаграммы при высоких частотах сканирования, сканирования с компенсацией, АМС,

сканирования фазового центра при высоких частотах сканирования, ФМС и, наконец, плоского сканирования минимальные эквивалентные спектральные плотности выражаются единой формулой

В (10.12.1) под надо понимать отношение суммарной средней мощности сигнала, принятой антенной системой угломера, к мощности шума, действующего в одном канале, а коэффициент выражается через параметры антенной системы угломера и различен для различных методов пеленгации;

для методов сканирования диаграммы, сканирования с компенсацией и АМС

где — крутизна диаграммы направленности в направлении оси сканирования или равноснгнальной оси; для метода сканирования фазового центра и ФМС

где амплитуда колебаний фазового центра или расстояние между фазовыми центрами, X — длина волны; для метода плоского сканирования

где угловая скорость сканирования диаграммы; период следования пачек; диаграмма направленности по мощности (соответствующим образом нормированная); в частности, для гауссовой диаграммы направленности

где ширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности.

Во всех перечисленных случаях, когда эквивалентные спектральные плотности выражаются формулой (10.12.1), довольно просто произвести сравнение методов пеленгации. Для этого нужно сравнить отношения сигнал/шум и коэффициенты при различных методах пеленгации. При сравнении отношений сигнал/шум можно указать следующее: если площадь раскрыв а антенной системы угломера фиксирована, то при методе сканирования с компенсацией, АМС и ФМС принимается вся мощность, попавшая в раскрыв антенной системы; при методе сканирования диаграммы и фазового сканирования принимается только половина мощности, т. е. отношение сигнал/шум для этих методов примерно вдвое меньше, чем для перечисленных выше методов.

При методе плоского сканирования, как уже отмечалось, средняя принятая мощность составляет обычно весьма малую долю порядка где ширина диаграммы направленности; угловые размеры сектора обзора) от мощности, которая была бы принята антенной с таким же раскрывом при использовании метода АМС. Однако при сравнении метода плоского сканирования с методами АМС, ФМС и др. необходимо иметь в виду другое тактическое назначение метода плоского сканирования, оправдывающее указанные энергетические потери. Таким образом, если не считать метод плоского сканирования, то из остальных методов пеленгации с точки зрения отношения сигнал/шум лучшими являются метод сканирования с компенсацией, методы АМС и ФМС, где используется вся мощность, попавшая в раскрыв антенной системы.

Теперь произведем сравнение крутизн с. Очевидно, с зависит от геометрических характеристик раскрыва антенной системы. При этом, при одной и той же форме и площади раскрыва крутизны с для методов сканирования диаграммы, сканирования с компенсацией и АМС полностью совпадают. Если, например, имеется прямоугольный раскрыв с размером в плоскости интересующего нас угла, то для этих методов

где X — длина волны.

Таким образом, сравнение методов сканирования диаграммы, сканирования с компенсацией и АМС совершенно определенно свидетельствует о преимуществах АМС и метода сканирования с компенсацией перед методом сканирования диаграммы. При этом метод сканирования с компенсацией и АМС равноценны.

Произведем теперь сравнение фазового метода с АМС. В ряде случаев преимущество фазового метода очевидно. Это имеет место, когда раскрыв антенной системы состоит из двух частей, разнесенных на значительное расстояние друг от друга. При этом величина значительно превосходит возможные крутизны диаграмм направленности, которые можно обеспечить за счет собственных размеров раскрыва антенной системы.

Менее ясным является вопрос о сравнении методов АМС и ФМС в случае, если имеется раскрыв простой формы, например прямоугольный. Если размер раскрыва в (плоскости интересующего нас угла есть то крутизна диаграммы направленности, которую мы будем иметь для метода АМС, выражается формулой (10.12.6). Но совершенно очевидно, что если мы будем использовать мето ФМС, разбив раскрыв на две части, то получим расстояние между фазовыми центрами, равное Подставляя вместо в (10.12.3) и сравнивая полученное выражение с (10.12.6), видим, что АМС и ФМС равноценны. Таким образом, при наличии раскрыва заданной простой формы можно использовать ФМС или АМС.

Итак, рассмотрение крутизн с не изменило вывода о равноценности АМС, ФМС и сканирования с компенсацией и об их преимуществе по отношению к методам сканирования диаграммы и сканирования фазового центра, которые в тех же условиях равноценны между собой.

Для сравнения метода плоского сканирования, например с АМС, необходимо сопоставить квадрат крутизны диаграммы направленности в АМС с величиной При гауссовой аппроксимации диаграммы направленности вместо (10.12.4) мы имеем выражение

(10.12.5) для При такой же аппроксимации диаграммы направленности для АМС имеем Таким образом, для метода плоского сканирования в предположении равенства принимаемых средних мощностей имеет место несколько лучший результат. Однако, как уже отмечалось, сравнение метода плоского сканирования с АМС, ФМС и другими методами не совсем правомочно ввиду различия тактического назначения этих методов.

У нас остались пока вне рассмотрения методы сканирования диаграммы и фазового сканирования в случаях, когда частоты сканирования не слишком высоки. Однако этот пробел легко восполнить, если вспомнить результаты сравнения этих методов в указанных случаях со случаями высокочастотного сканирования. Такое сравнение было проведено ранее и показало, что точности методов сканирования диаграммы и фазового сканирования довольно резко падают с уменьшением частоты сканирования. Численно падение точности с уменьшением частоты сканирования может быть найдено из графиков рис. 10.11 и 10.22.

Таким образом, мы сравнили рассмотренные методы пеленгации. Наилучшими следует признать методы сканирования с компенсацией, АМС и ФМС. К худшим результатам приводят методы сканирования диаграммы и сканирования фазового центра, особенно при низких частотах сканирования.