2.6.1. Рециркуляционный метод измерения малых временных интервалов.

В некоторых случаях требуется измерять малые расстояния с высокой точностью. Разумеется, точность в любых случаях не может превышать потенциальную. Одним из способов преодоления трудностей непосредственного измерения малых интервалов (например, при D = 1,5 м время запаздывания t3 = 10 нc) являемся увеличение интервала измерения путем его многократного повторения (рис. 2.22). Для этой цели каждый зондирующий импульс вырабатывается в момент прихода очередного отраженного импульса. Таким образом, по линии передатчик, передающая антенна, цель, приемная антенна, приемник-передатчик происходит непрерывная циркуляция импульсов, период повторения которых

Тn = 2D/с + Т30 + tср, так что частота повторения

Fn = (2D/с + Т30 + tср)^-1,

Рис. 2.22. Съем азимута с помощью счетных импульсов

где T₃₀ - специальная внутренняя задержка, ограничивающая частоту повторения Fn при D = 0, tср - время срабатывания передатчика.

Определить дальность можно путем измерения интервала времени NцTп) = Nц(2D/с + Т3о + tcр), соответствующего известному числу Nц циркуляции. После деления на Nц и исключения постоянной задержки Т₃₀ + tср остается неизвестная, дальность D. При цифровом измерении временного интервала данный метод позволяет уменьшить дискретность отсчета дальности без повышения частоты повторения счетных импульсов.

2.6.2. Съем углового положения цели.

Для обеспечения инструментального съема угловых координат цели целесообразно использовать цифровые методы. На рис. 2.22 показана структурная схема съема угловой координаты, например азимута, в РЛС кругового обзора. Азимут определяется по углу поворота антенны относительно некоторого начального положения до момента прихода сигнала-цели в виде пачки импульсов. В связи с этим необходимо иметь преобразователь угла поворота антенны в число, устройство фиксации положения пачки и вычислитель азимута цели. В целом такой принцип измерения азимута не отличается от измерения дальности методом счета числа импульсов.

Рассмотрим преобразователь угла поворота антенны в двоичный код. В качестве датчиков могут использоваться электронно-оптический дисковый преобразователь, магнитный барабан, индукционные датчики и т. д. На рис. 2.23, а показан дисковый преобразователь с прорезями.

Рис. 2.23. Преобразование угла поворота антенны в двоичный код

По одну сторону диска размещается источник света, создающий узкий луч, засвечивающий только одну прорезь. По другую сторону диска находится фотодетектор, преобразующий световые импульсы, проникающие через прорези при вращении диска в электрические импульсы, подсчитываемые счетчиком. Для фиксации начала отсчета и сброса показаний счетчика в момент прохода через нуль в диске делается еще одна прорезь и устанавливается дополнительный фотодетектор сброса. Аналогично устроены и другие преобразователи. Например, в случае магнитного барабана на боковой поверхности его нанесены магнитные «риски». При вращении в считывающей головке наводятся соответствующие импульсы. Имеется также специальная магнитная головка для считывания нуля. Схема преобразования азимута в число, показанная на рис. 2.23, а, ничем не отличается от схемы преобразования дальности в число на рис. 2.19. Угловое смещение между прорезями д (рис. 2.23, а) приводит к дискретности отсчета (инструментальная погрешность, вызванная дискретностью). Так как действительное значение можно считать равновероятным в пределах интервала дискретности, то среднее квадратическое значение соответствующей ошибки

д () =д/3,4).

Дискретность д следует выбирать так, чтобы величина д () была в несколько раз (например, в 2-3) меньше, чем среднее квадратическое значение результирующей погрешности, вызываемой другими факторами. С помощью счетчиков подсчитывается число импульсов фотодетектора N = /д, которое пропорционально углу поворота антенны , отсчитываемому относительно некоторого исходного положения.

Более удобным и надежным электронно-оптическим преобразователем является позиционный, в котором кодовая комбинация углов наносится на всем диске в виде прозрачных и непрозрачных участков (рис. 2.23, б). По одну сторону диска располагается импульсный источник света с узкой щелью, питаемый сигналом цели (огибающая пачки), по другую - фотодетекторы, число которых равно числу разрядов. В момент вспышки происходит считывание кода, соответствующего угловому положению цели.

Следует отметить, что когда перед щелью источника света располагается граница кодовых комбинаций, возможна ошибка в любом разряде считываемой комбинации. В связи с этим для считывания угловой координаты следует использовать циклический код. Чтобы обеспечить высокую точность, следует взять большее число разрядов в циклическом коде. Такой код нанесен на диск рис. 2.23, б. Для дальнейшего использования полученного числа его следует вновь преобразовать в двоичный код. В таком виде его можно подать в устройство памяти ЭВМ, сопряженной с данной РЛС.