Характеристики информационных элементов системы телеуправления

Информационные элементы системы телеуправления, предназначенной для решения задачи наведения, пред­ставляют собой приборы для измерения координат цели и ракеты. Такими приборами могут быть радиотехни­ческие средства. Параметры траекторий объектов изме­ряют радиовизирами в некоторой системе координат, которую назовем измерительной. Она может быть соя — мещена с земной системой координат при неподвижной
радиолокационной станции, либо с гиростабилизирован — [той системой [18].

Для радиотехнических методов измерения координат возможно непосредственное измерение угла м^еста є, азимута (3 и дальности до объекта г. Эти методы позво­ляют определить траекторию движения объекта в сфе­рической системе координат. При этом координаты в де­

картовой системе координат х, у, z могут быть определе­ны с помощью обычных формул перехода:

jt = rcosesinP;

y = r sins;

Z — r COS £ COS p.

Полагаем, что в состав измерительного комплекса входят две системы визирования: угломерная и дально — мерная. Угломерная система обычно строится на прин­ципе сопровождения объекта, при котором происходит совмещение оси равносигнальной зоны антенны с направ­лением на объект. Радиовизир представляет собой замк­нутую следящую систему, состоящую из антенны, прием­ника и блока управления (рис. 1.2).

С выхода радиоприемного устройства на вход блока управления поступает сигнал отклонения оси равносиг­нальной зоны от направления на визируемый объект и вырабатывается сигнал на изменение положения диаг­раммы направленности антенны. Текущее значение угла оси равносигнальной зоны антенны является в такой схе­ме приборным значением истинного угла направления на объект.

Основными источниками ошибок угломерных систем являются [7] внутренний шум радиоприемного устройст­
ва, амплитудные, угловые и поляризационные флюктуа­ции сигнала, отраженного от цели, отражения от земли и помехи, создаваемые целью [22]. В системах визиро­вания наводящегося объекта флюктуации отраженного сигнала могут быть исключены с помощью приемопере­датчика («ответчика»), установленного на объекте.

При отсутствии организованных помех антенно-при­емное устройство осуществляет линейное безынерцион­ное преобразование входного сигнала. В этом случае сиг­нал на выходе приемника Де* может быть представлен в виде [7] (см. рис. 1.2)

Лг* = [£пр+х(*)]Д* + «(0, (Ь26)

где &Пр+х(0 —коэффициент усиления приемного трак­та, состоящий из регулярной fenp и случайной x(t) со­ставляющих;

Де = в — £пр (1.27)

представляет собой отклонение оси равносигнальной зо­ны от истинного направления є; n(t) —аддитивная со­ставляющая ошибок сопровождения, статистически неза­висимая от x(t) и е(0- При малых ошибках сопровож­дения х (t), вызываемая амплитудными флюктуациями отраженного сигнала, мало, a n(t) может приниматься в виде нормального белого шума с уровнем спектральной плотности N2, зависящим от отражающей поверхности цели и дальности до объекта сопровождения, т. е.

*,)=ЛГО(*Х-У. (1.28)

Здесь Rn(h, h) — корреляционная функция, а

N2— 1	при	РclРШ ■’С Ру,
Ре/Рт	• (1.29)
N2=const	при	Рс/РШ>Ру.
Рс/РШ	^аэфф _ Г4		(1.30)

где бЭфф"— отражающая поверхность объекта;

г— дальность от объекта до пункта наведения;

PrJPm — отношение «сигнал—шум»;

X, k— константы, определяемые характеристиками радиолокационных средств.

Инерционность системы визирования определяется блоком управления антенной, или диаграммой направ­ленности, который в системах с механическим перемеще­нием антенны включает силовые приводы. Он может быть при малых ошибках сопровождения описан линей­ным стационарным звеном с известной передаточной функцией.

При действии значительных помех ошибки визиро­вания уже нельзя считать малыми и антенно-приемное устройство перестает быть линейным. В этом случае вме­сто выражения (1.26) сигнал на выходе приемника мож­но представить в виде

Дв*=/(де) + л(/, As), (1.31)

где f (Ае) —математическое ожидание выходного сигна­ла, нелинейно зависящее от Ае; n(t, Де) —помеха, так­же нелинейно зависящая от Ае.

Вид функции f (Ае) существенным образом зависит от применяемого типа помехи и устройства визирования. В частности, при действии помех может значительно из­мениться коэффициент усиления приемного тракта и со­ставляющей к(і) в выражении (1.26) уже нельзя пре­небрегать. Если действие помехи приводит к нарушению нормальной работы приемника, то его коэффициент уси­ления может уменьшаться до нуля. При действии им­пульсных помех коэффициент усиления может изменять­ся скачком, и функция f(Ае) становится характеристи­кой импульсного элемента (ключа), период замыкания которого зависит от характера помехи 171-

Ошибки n(t, Ае) при действии шумовых помех могут оставаться белым шумом, уровень спектральной плотно­сти которого N2 зависит от Ае и вида помехи. При дей­ствии низкочастотных помех n(t, Ае) становится узкопо­лосным шумом, распределение которого отличается от нормального, а спектр сосредоточен в области частот си­стемы управления.

Вследствие увеличения ошибок сопровождения блок управления также может работать в нелинейном режи­ме, и при его описании придется учитывать ограничения мощности и скорости приводов.

Работа дальномерной системы радиовизира может быть описана аналогично. При малом уровне флюктуа­ций можно считать, что выходной сигнал системы гпр со­держит аддитивные ошибки Дг с широкополосным спектром:

гпр=г + дг. (1.32)

Считая, что работа радиодальномера основана на из­мерении временной задержки ответного импульса по от­ношению к зондирующему, на его работу может сущест­венно влиять ответная импульсная помеха, которая соз­дается путем, переизлучения станцией помеха зондирую­щего импульса с переменной временной задержкой (уво­дящая по дальности помеха) [7]. Возможность помехи этого типа делает дальномерный канал менее помехо­устойчивым, чем угломерный.

Таким образом, в нормальных условиях работы мож­но считать, что информационные элементы системы наве­дения осуществляют линейное, в первом приближении безынерционное преобразование входных сигналов. Если обозначить характеристики объектов вектором х, то век­тор измерений г можно представить в виде

z = C x-i-n, (1.33)

где С — матрица, зависящая от времени в общем слу­чае; n(t) —белый стационарный шум с уровнем спект­ральной плотности N2.

При действии организованных помех зависимость (1.33) становится нелинейной и имеет вид

z = F(x, п, t) (1.34)

или, в частности,

z=f{x, t) + n(t, х). (1.35)

Существенно при этом наличие мультипликативной составляющей помехи, характерным признаком которой является случайность матрицы С.