ПАРАМЕТРЫ РАДИОВЫСОТОМЕРОВ

Основными параметрамиРВ являются /2/:

1) диапазон рабочих высот;

2) точность измерения высоты.

Диапазон рабочих высот – это интервал от Н_min до Н_max, в пределах которого обеспечивается определение высоты с заданной точностью.

Как было показано выше, измеренное значение частоты связано с частотой модуляции (8). Очевидно, минимальная измеренная высота будет определяться минимальной измеренной частотой, что выполняется при n =1: f_Hизм = F_m. Таким образом, минимальная измеренная высота будет определяться соотношением /1/:

. (13)

Максимальная высота частотныхРВ ограничена соотношением сигнал-шум, при котором обеспечивается заданная точность определения высоты.

Основные факторы, влияющие на диапазон высот частотных РВ / 2, 3 /: периодичность закона модуляции, способ измерения частоты преобразованного сигнала и увеличение коэффициента шума из-за прямого прохождения сигнала. Увеличение высотности РВ достигается путем сужения полосы пропускания тракта обработки сигнала.

Точность измерения высоты характеризуется суммарной погрешностью:

, (14)

где s_H – среднеквадратичная погрешность измерения высоты;

s_M – среднеквадратичное значение нестабильности масштабного коэффициентаМ;

s_n – среднеквадратичная погрешность измерения информативного параметра (разностной частоты);

n – информативный параметр (разностная частота).

Из соотношения (14) видно, что точность измерения высоты определяется точностью устройства измерения разностной частоты и эффективностью работы схем, поддерживающих постоянство масштабного коэффициента М(постоянной РВ). При постоянной величине масштабного коэффициента суммарная погрешность радиовысотомера зависит только от величины коэффициента М и точности измерения информационного параметра, т.е.:

.

Следовательно, для уменьшения погрешности измерения высоты целесообразно уменьшать постоянную высотомера М, т.е. повышать чувствительность РВ по высоте /2/.

Существенное влияние на точность измерения высоты оказывает прохождение прямого сигнала, т.е. попадание сигнала передатчика на вход приемника. Сигнал передатчика обычно промодулирован виброшумами и его прохождение на вход приемника увеличивает коэффициент шума последнего. Коэффициент шума приемника за счет прохождения прямого сигнала увеличивается на /2/:

DN_ш = DN_ш.п + DN_ш.в,

где DN_ш.п – приращение коэффициента шума за счет просачивания сигнала передатчика, который содержит собственную шумовую составляющую;

DN_ш.в – приращение коэффициента шума за счет промодулированной виброшумами составляющей прямого сигнала.

При максимально допустимом соотношении для сохранения максимальной высоты при заданной точности измерения требуется определенная развязка передающего и приемного трактов. Практика показывает, что при реальных энергетических характеристиках радиовысотомеров малых высот эта развязка должна составлять 60…80 дБ /2/. Радикальное средство борьбы с шумами, вносимыми прямым сигналом, – улучшение шумовых характеристик передатчика и увеличение развязки. Реализация последней рекомендации требует рационального размещения антенн РВ. В качестве дополнительного средства уменьшения шумов применяются фильтры, вырезающие низкочастотный участок спектра преобразованного сигнала, где сосредоточена основная часть шумов. Для уменьшения флуктуационной погрешности, обусловленной внешними шумами, поступающими вместе с полезным сигналом, используют сужение полосы пропускания каскадов, предшествующих измерителю, и увеличение времени усреднения до разумных пределов (0,1…1,0 с), определяемых допустимой динамической погрешностью.

Как было показано выше, преобразованный сигнал носит случайный характер, что приводит к дополнительной погрешности измерения высоты. Эта погрешность обусловлена смещением спектра преобразованного сигнала и методической погрешностью. Погрешность смещения вызывается несоответствием средней (среднеквадратичной) частоты спектра преобразованного сигнала частоте, которая несет информацию об истинной высоте полета. Значение этой погрешности зависит от характера отражающей поверхности (суша, море) и определяется шириной ДН антенны радиовысотомера (см. рисунок 2). Значение этой погрешности определяется соотношением /2/:

,

где F_po – частота, соответствующая истинной высоте полета;

DF_с – ширина спектра сигнала;

Н – измеряемая высота.

Уменьшить погрешность смещения можно путем сужения ДН радиовысотомера. Например, уменьшая ширину ДНантенн с DQ = 60° до DQ = 30° при неизменных других параметрах, можно уменьшить ошибку измерения высоты с DH_см = 7,7% до DH_см = 1,8% /2/. Однако при узкой ДН антенны ухудшается точность РВво время крена летательного аппарата, т.к.РВ измеряет в этом случае наклонную дальность до точки пересечения оси ДНс земной поверхностью. При широкой ДН из-за усреднения сигнала по большой отражающей площадке влияние крена уменьшается.

Методическая погрешность определяется только шириной спектра преобразованного сигнала, а следовательно, и шириной ДН антенн:

,

где DF_с – ширина спектра сигнала;

DF_и – полоса пропускания фильтра измерителя.

Поиск по сайту: