7.11.2. Использование дальномера с быстрой петлей слежения для образования оценки

В начале этого параграфа было сказано, что если оценка дальности в неследящем дальномере близка к эффективной, то его точность близка к точности следящего дальномера при одинаковой структуре сглаживающих цепей. Оптимальные устройства образования оценок можно синтезировать так же, как дискриминаторы. Однако удовлетворительным решением задачи оптимального образования оценки является применение быстродействующего следящего дальномера с простейшей структурой сглаживающих цепей. Выходная величина этого дальномера должна сглаживаться в инерционных цепях, согласованных по своим характеристикам с законом изменения измеряемой дальности. В целом такой дальномер является «песледящим» и том смысле, что для управления настройкой дискриминатора в нем

используется не окончательное выходное значение дальности, а некоторое промежуточное, которое может повторять истинное значение дальности со значительно большими ошибками.

Требования к быстродействующему дальномеру вытекают из требований к оптимальной оценке. Эта оценка должна быть несмещенной и эффективной. Из требования несмещенности следуют требования отсутствия систематических и динамических ошибок слежения. Эти требования будут выполнены достаточно удовлетворительно, если инерционность быстродействующего дальномера мала по отношению к скорости изменения измеряемой дальности.

Требование эффективности приводит к требованию оптимальности дискриминатора быстродействующего дальномера с точки зрения минимума эквивалентной спектральной плотности. Тогда выходная величина быстродействующего дальномера при отсутствии шумов будет повторять закон изменения измеряемой дальности, а флюктуационная ошибка будет практически равна дисперсии эффективной оценки, построенной по реализации сигнала за время где ширина полосы быстродействующего дальномера. Эти дисперсии для случаев, когда быстродействие замкнутой системы мало или велико по сравнению с временем корреляции флюктуаций определяются формулами (7.2.22) и (7.2.25) соответственно. Они характеризуют точность измерения, когда полученная оценка дальности используется непосредственно.

Если же применяется последующее сглаживание, то эти дисперсии характеризуют интенсивность помех на входе сглаживающих цепей. При этом в силу малой инерционности замкнутого измерителя, образующего оценку, эти составляющие могут считаться белым шумом со спектральной плотностью

что при быстрых флюктуациях совпадает с величиной

или при неоптимальном дискриминаторе, а при дает

Дальнейший анализ измерителя не отличается, в принципе, от проделанного выше. Динамические и флюктуационные ошибки измерителя в целом определяются прежними формулами, в которых под имеется в виду импульсная реакция разомкнутого сглаживающего фильтра. Импульсная реакция по-прежнему определяется формулой (7.10.42). При расчете флюктуационных ошибок следует использовать величины спектральной плотности из (7.11.6) и (7.11.7). При оптимальном выборе сглаживающего фильтра и сравнительно невысоком уровне шумов ошибки измерения дальности, очевидно, в данном случае совпадают с ошибками следящих измерителей. При высоком уровне шумов из-за большого быстродействия предварительного измерителя, образующего оценку, в рассматриваемой системе становятся более вероятными срывы слежения, увеличивается влияние параметрических флюктуаций и в целом ошибки измерения увеличиваются. Кроме того, из-за большого быстродействия затруднено применение одноканальных дискриминаторов с переключением опорных сигналов, увеличивается влияние всякого рода прерывистых помех и т. п., которые из-за неизбежных нелинейностей и параметрических связей могут привести к раскачиванию системы, ее возбуждению и потере цели в устройстве, образующем оценку. Все это в общем приводит к нежелательности применения подобных измерителей, в тех случаях, когда от радиолокационного дальномера требуется максимально высокая точность измерения.