- •Теория и техника радиолокации и радионавигации
- •Глава 1. Основы радиоэлектронных технологий 6
- •Глава 2. Основы теории обнаружения и различения сигналов 15
- •Введение
- •Глава 1. Основы радиоэлектронных технологий
- •1.1. Общая модель радиотехнической системы
- •1.2. Поля, сигналы, помехи, предмет статистической теории ртс
- •1.3. Представление сигналов и помех
- •1.4. Нормальный случайный процесс, белый шум
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 3. Что представляет собой обратная корреляционная функция белого гауссовского шума и как классифицируются реализации последнего по «вероятности»?
- •Глава 2. Основы теории обнаружения и различения сигналов
- •2.1. Содержание и классификация задач обнаружения и различения сигналов
- •2.2. Различение детерминированных сигналов
- •2.2.1. Статистические критерии различения детерминированных сигналов.
- •2.2.2. Правила оптимального различения и обнаружения.
- •2.3. Различение сигналов со случайными параметрами
- •2.4. Функция и отношение правдоподобия при различении сигналов на фоне аддитивного нормального шума
- •Выводы по главе:
- •Глава 3. Алгоритмы и устройства оптимального обнаружения и различения сигналов
- •3.1. Обнаружение детерминированного сигнала
- •3.2. Обнаружение сигнала со случайной начальной фазой
- •3.3. Обнаружение сигнала со случайными амплитудой и начальной фазой
- •3.4. Обнаружение пакетов импульсов
- •3.5. Обнаружение случайных сигналов
- •3.6. Структуры и показатели различителей детерминированных сигналов
- •Выводы по главе:
- •Глава 4. Основы теории измерения параметров сигналов радиотехнических систем
- •4.1. Содержание и классификация задач измерения параметров сигналов
- •4.2. Байесовские оценки случайных параметров сигналов
- •4.3. Критерии оценки неслучайных параметров сигналов и граница Крамера-Рао
- •4.4. Оценки по максимуму правдоподобия
- •4.5. Вычисление дисперсий оценок и функции неопределенности
- •4.6. Элементы теории фильтрации параметров сигналов
- •Выводы по главе:
- •Глава 5. Разрешение сигналов
- •5.1. Понятия разрешающей спососбности
- •5.2. Функция неопределенности в теории разрешения
- •5.3. Разрешение по времени запаздывания. Простые и сложные сигналы
- •5.4. Виды сложных сигналов
- •5.5. Разрешение по времени запаздывания и частоте.
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 1. Дайте определение функции неопределенности.
- •Вопрос 2. Приведите классификацию сигналов.
- •Вопрос 3. Приведите вид кнопочной фн.
- •Глава 6. Основные принципы построения рАдиолокационных и радионавигационных систем
- •6.1. Основные понятия и определения
- •6.2. Радиотехнические методы измерения координат и их производных
- •6.3. Классификация радиолокационных и радионавигационных систем, их тактические и технические характеристики
- •6.3.1.Радиолокационные станции классифицируют по следующим признакам:
- •6.3.2. Радионавигационные системы классифицируются по следующим признакам
- •6.3.3. Основные тактические характеристики
- •6.3.4. Основные технические характеристики
- •6.4. Построение и основные характеристики рлс кругового обзора
- •Выводы по главе:
- •Глава 7. Физические основы радиолокационного обнаружения объектов
- •7.1. Радиолокационные цели и формирование отраженных сигналов
- •7.2. Эффективная площадь рассеяния простейших объектов
- •7.3. Эффективная площадь рассеяния объектов
- •Выводы по главе:
- •Глава 8. Дальность действия радиосистем
- •8.1. Дальность действия радиолиний
- •8.2. Обобщенное уравнение дальности радиолокационного наблюдения в свободном пространстве
- •8.3. Погрешности измерения радионавигационного параметра
- •8.4. Поиск сигналов по угловым координатам, дальности и скорости
- •Выводы по главе:
- •Глава 9. Методы измерения параметров
- •9.1. Методы измерения рассстояния
- •9.2. Методы измерения скорости
- •9.3. Методы измерения угловых координат
- •9.4. Точность и разрешающая способность радиосистем при пространственно-временной обработке
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 1. В чем заключается корреляционный метод измерения путевой скорости и угла сноса?
- •Вопрос 2. Сравните преимущества и недостатки дисс с непрерывным и импульсным излучением
- •Вопрос 3. С какой целью объединяют отдельные навигационные измерители в единый навигационный комплекс?
- •Глава 10 . Методы защиты от радиопомех
- •10.1. Методы защиты от пассивных помех
- •10.2. Методы защиты от активных радиопомех
- •Выводы по главе:
- •Глава 11. Навигационные комплексы самолетов и судов
- •Глава 12. Основные типы современных и перспективных радиолокационных средств
- •12.1. Комплекс разведки и управления "зоопарк-1"
- •Основные тактико-технические характеристики
- •12.2. Проблемы совершенствования рлс
- •12.2. Разработка рлс перспективного истребителя
- •12.3. Разработка рлс со сверхширокополосными сигналами
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 1. Что такое антенные решетки и каковы их преимущества?
- •Вопрос 2. Какие сигналы используются в современных радарах?
- •Вопрос 3. Перечислите состав рлс.
- •Глава 13 . Основные типы современных и перспективных радионавигационных средств
- •13.1. Применение радионавигационных систем
- •13.2. Требования к радионавигационному обеспечению
- •Выводы по главе
- •Вопрос 1. Приведите характеристику спутниковых рнс.
- •Вопрос 2. Перечислите задачи радионавигационного обеспечения
- •Вопрос 3. Каковы основные направления развития рнс в рф?
- •Заключение
- •Перечень тем контрольных работ
- •Перечень вопросов для итогового контроля
- •Основные определения
- •Список литературы
6.3.3. Основные тактические характеристики
РЛС и РНС
К основным тактическим характеристикам РЛС и РНС относят:
1. зону (область) действия или рабочую зону системы, заданную сектором обзора (поиска) по измеряемым параметрам объекта;
2. время обзора (поиска) заданного сектора или скорость обзора;
3. определяемые параметры (координаты), их число и точность измерения;
4. разрешающую способность;
5. пропускную способность;
6. помехозащищенность;
7. надежность.
Поскольку эти параметры широко используют для оценки качества функционирования различных систем, следует дать их общие определения, которые в дальнейшем могут быть уточнены применительно к конкретным типам РЛС и РНС.
Зоной действия называют область пространства, в которой система надежно выполняет функции, соответствующие ее назначению. Так, для РЛС обнаружения зоной действия является область пространства, в которой объекты с заданными характеристиками отражения обнаруживаются с вероятностью не меньше заданной.
Для РЛС точного измерения координат и РНС границы рабочей зоны характеризуются допустимыми погрешностями местоопределения объекта при заданном уровне помех.
Почти всегда одним из параметров, определяющих рабочую зону, является дальность действия системы.
Под дальностью действия системы понимают максимальное расстояние, на котором обеспечивается получение заданных показателей системы. Чаще всего максимальная дальность действия системы зависит от допустимой погрешности при измерении координат и параметров движения объектов. Под дальностью действия РЛС обнаружения имеют в виду максимальную дальность, на которой отношение сигнала к шуму еще достаточно для его обнаружения с заданной вероятностью. Иногда зона действия системы ограничена со стороны минимальных значений. В этом случае система характеризуется двумя параметрами: минимальной Dмин и максимальной Dмакс дальностью действия.
Временем обзора (поиска) называют время, необходимое для однократного обзора заданной зоны действия системы. Выбор времени обзора связан с маневренностью наблюдаемых или управляемых объектов, объемом пространства обзора, уровнем сигнала и помех, а также рядом тактических и технических характеристик системы.
Число измеряемых координат, так же как и точность их измерения, определяет возможности системы при ее практическом использовании.
Точность системы характеризуется погрешностями при измерении координат и параметров движения объекта. Причинами погрешностей являются несовершенство применяемого метода измерения и аппаратуры, влияние внешних условий и радиопомех, субъективные качества оператора, если процессы получения и реализации информации не автоматизированы. Требования к точности системы зависят от ее назначения. Неоправданное завышение требований к точности приводит к усложнению системы, снижению ее экономичности, а иногда и надежности функционирования.
Разрешающей способностью системы называют способность раздельного измерения параметров двух или нескольких близко расположенных в пространстве объектов или раздельного управления ими. Соответственно различают разрешающую способность по дальности и угловым координатам, а также по соответствующим составляющим скорости. Разрешающую способность количественно принято оценивать минимальной разностью значений измеряемых параметров соседних объектов, при которой они воспринимаются системой раздельно. Для ряда РЛС разрешающая способность является основной характеристикой.
В радионавигации обычно находят собственные координаты объекта (единственного для измерителя) и понятие разрешающей способности часто связывают с возможностью разделения сигнала, несущего полезную информацию о месте объекта, с различными паразитными сигналами (отражениями от ионосферы, местных предметов и т. п.), подобными по форме полезному, но достоверной информации об определяемых координатах не содержащими.
Пропускная способность характеризуется числом объектов, обслуживаемых системой одновременно или в единицу времени. Пропускная способность зависит от принципа действия системы и ряда ее тактических и технических параметров и, в частности, рабочей зоны, точности и разрешающей способности. Так, РНС, в которых используется одна линия связи (разностно-дальномерные или угломерные радиомаячного типа), обладают неограниченной пропускной способностью, так как могут одновременно обслуживать любое число объектов.
Пропускная способность дальномерных систем, основанных на принципе запроса и активного ответа (две линии связи), ограничена ответчиком, в котором для формирования ответного сигнала на каждый запрос необходимо некоторое время. В этом случае пропускную способность характеризуют вероятностью обслуживания заданного числа объектов при заданном периоде повторения запросов каждым из объектов, находящихся в рабочей зоне системы.
Помехозащищенность РЛС и РНС - способность надежного выполнения заданных функций в условиях воздействия непреднамеренных и организованных помех. Помехозащищенность определяется скрытностью работы системы и ее помехоустойчивостью. Под скрытностью системы понимают показатель, характеризующий трудность обнаружения ее работы и измерения основных параметров излучаемого радиосигнала, а следовательно, и создания специально организованных (прицельных) помех. Скрытность обеспечивается применением остронаправленного излучения, использованием шумоподобных сигналов с низким уровнем мощности, изменением основных параметров сигнала во времени.
Количественной оценкой помехоустойчивости РЛС и РНС является отношение сигнала к помехе на входе приемника, при котором погрешность измерения заданного параметра не превосходит допустимой с требуемой вероятностью; для РЛС обнаружения при этом должно обеспечиваться обнаружение сигнала с заданной рпо при допустимых значениях вероятности pлт - ложной тревоги. Требуемая помехоустойчивость достигается рациональным выбором параметров радиосигнала системы, а также характеристик ДНА и устройств приема и обработки сигнала.
Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения параметров, характеризующих способность выполнения требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, хранения и транспортировки. Это определение надежности по ГОСТ 27002-82 является универсальным и полностью относится к РЛС и РНС и устройствам, из которых они состоят.
В зависимости от причин, вызывающих отказы в работе системы, различают следующие разновидности надежности:
- аппаратурную, связанную с состоянием аппаратуры; - программную, обусловленную состоянием программ вычислительных устройств, используемых в системе;
- функциональную, т. е. надежность выполнения отдельных функций, возлагаемых на систему, и, в частности, извлечения и обработки информации.
В этом смысле помехозащищенность также может быть отнесена к функциональной надежности радиосистемы.
Экономические показатели системы, масса и габариты составляющих ее устройств являются важными параметрами, влияющими на совокупную оценку качества системы.