CC BY
49
УДК 621.396.96
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТА ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ ПРИ СОВМЕСТНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИГНАЛОВ ПЕРВИЧНОЙ И ВТОРИЧНОЙ ЛОКАЦИИ
ОБОДИ.И., АСТАПОВ А.Н.
Получено выражение для нижней границы дисперсии оценки азимута по пачке бинарноквантованных импульсов запросных систем вторичной локации. Приводятся результаты оценки измерения азимута воздушных целей при совместном использовании сигналов первичной и вторичной локации.
В настоящее время в системах управления воздушного движения (УВД) наряду с первичными радиолокационными системами широко используются запросные системы вторичной локации (ВРЛ) [1]. Системы ВРЛ, использующие активный запрос и активный ответ, предназначены для получения бортовой информации летательного аппарата наземными средствами. Системы первичной и вторичной локации в настоящее время могут работать как совместно, так и раздельно. Системы ВРЛ, в связи с использованием активного ответа, характеризуются большим отношением с/ш по сравнению с первичными локаторами. В связи с этим представляет интерес рассмотрение возможности использования сигналов вторичной локации для повышения точно -сти измерения азимута воздушных целей первичными локаторами [2].
Легко видеть, что системы ВРЛ представляют более общий случай из рассматриваемых радиолокационных систем. В связи с этим получим значение нижней границы дисперсии оценки азимута по пачке бинарноквантованных импульсов запросных систем вторичной радиолокации.
Для определения нижней границы дисперсии оценки азимута по пачке бинарноквантованных сигналов воспользуемся выражением [1]:
а ф = 1 / £ (dP2i / dP)2 {1 / [P2i (1 - P2i)]} ,
i=1
где P2i — вероятность обнаружения сигналов.
Предположим, что с выхода приемника системы поступает радиолокационный пакет прямоугольной формы, содержащий N n-импульсных кодов сигнала запросных систем ВРЛ.
Для удобства вычислений представим производную dP2i / dp в следующем виде:
dP2i / dP = (dP2i / dP1i XdPu / dqi / dP).
Значение P2i для n-импульсного интервальновременного кода запросных систем ВРЛ определяется логикой обработки сигналов в дешифраторе, коэффициентом готовности самолетного ответчика и вероятностью подавления ответных сигналов; ее можно записать как
P2i = P()PpPH .
Величина qi может быть записана как [1]: qi = qog(a i),
где g(a i) - диаграмма направленности антенной системы запросчика ВРЛ.
Аппроксимируем диаграмму направленности антенной системы гауссовой кривой
g(a i) = exp(-a 2)
и используем для численных расчетов a i в следующем виде (при нечетном N):
a i = іДР /ф, [-(N -1)/2 < i < N -1) /2 , где ф - половина ширины диаграммы направленности антенной системы запросчика ВРЛ, др - угловое расстояние между соседними импульсами.
Используя [1] результаты вычисления производных dP1i/dqi и dqi/dp находим dP2i/dP1i, что
позволяет определить выражение для аф :
аф = [ф2 exp(z0 /2)]/2Mpz0q0^PpPo ,
(N-1)/2
{2 £ P1nk-2 exp(-qk)I2(qkZo)k2g2(qk)/ (1)
k=1
(1 - PpP0P1nk )}1/2,
где I1(x) — модифицированная функция Бесселя первого порядка.
Полученное выражение позволяет оценить нижнюю границу точности оценки азимута по пачке бинарноквантованных сигналов. Как следует из изложенного выше, полученное выражение (1) позволяет оценить точность измерения азимута для запросных систем ВРЛ. Первичная же локация характеризуется одиночным зондирующим сигналом и отсутствуют вероятности P0 и Pp . Из этого
следует, что при n=1 и Pp = р0 = 1 выражение (1) можно записать как
аф = [ф2 exp(z0 /2)]/2nДpzoqo,
(N-1)/2
{2 £ Pn-2 exp(-qk)I2 to)k2g2 (qk)/(1-P1nk)}1/2.(2)
k=1
Как следует из (2), приведенное выражение соответствует нижней границе точности оценки азимута по бинарноквантованной пачке импульсов систем первичной локации [1].
Результаты расчетов по выражениям (1) (штриховая) и (2) (сплошная) и оценки азимута воздушной цели при совместном использовании сигналов первичной и вторичной локации (штрих-пунктирная) представлены на рис.1, из которого следует, что совместное использование сигналов первичной и вторичной локации позволяет значительно повысить точность оценки азимута воздушной цели. Выигрыш достигает 1,5 раза при q =3,4.
Известно [3], что системы ВРЛ, благодаря использованию активного ответа, характеризуются большим отношением сигнал/шум. Исследуем зависимость точности определения азимута при различных отношениях с/ш в каналах первичной и вторич-
РИ, 1997, № 1
27
1.8
2.6
3.4
4.2
Рис. 1
ной локации. На рис.2 представлены зависимости точности оценки азимута при совместном использо-
2.6
3.4
4.2
ричной локации при различном числе импульсов в пачке обрабатываемых сигналов (N=5 — сплошная, N=7 — штриховая и N=9 — штрих-пунктирная).
Как следует из рис. 3, при увеличении длины обрабатываемой пачки импульсов точность оценки азимута при совместном использовании сигналов первичной и вторичной локации возрастает.
Таким образом, совместное использование 5 сигналов первичной и вторичной локации позволяет значительно повысить точность измерения азимута воздушных целей.
Литература: 1.Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации.— М.: Сов.радио.— 1967.— 432 с. 2. A. C. № 1810858. Обнаружитель сигналов /Обод И.И., Маркитанов В.А., Астапов А.Н. БИ № 15.— 1993. З.Давы-дов Ї.С., Жаворонков В.Ї., Кащеев Г.В. Радиолокационные системы летательных аппаратов. М.: Транспорт.— 1977.- 356 с.
Поступила в редколлегию 14.12.97
Обод Иван Иванович, старший научный сотрудник, канд. техн. наук, докторант кафедры № 34 ХВУ. Научные интересы: синхронные сети разнесенных систем первичной и вторичной локации. Адрес: 310166, Украина, Харьков, ул. Коломенская, 27, кв.1.
1
5
Рис.2
вании сигналов первичной и вторичной локации и различных соотношениях с/ш в каналах (отношение с/ш первичного и вторичного каналов равно 0,9 4
— сплошная, 0,7 — штриховая и 0,5 — штрих-пунктирная) . При увеличении разности отноше- 3.2 ния с/ш в каналах обработки (рис.2) точность оценки азимута уменьшается. 2.4
Как следует из (1) и (2), точность оценки азимута как первичными, так и вторичными 16 радиолокационными система зависит от длины пачки обрабатываемых бинарноквантованных им- 0 8 пульсов. В связи с этим на рис. 3 представлена 0 зависимость точности оценки азимута при совместном использовании сигналов первичной и вто-
Астапов Александр Николаевич, ст. препод. кафедры № 31, ХВУ. Научные интересы: совместное использование систем первичной и вторичной локации. Адрес: 310180, Харьков, ул. Тобольская, 31а, кв.16.
1 1.8 2.6 3.4 4.2 5
Рис.3
УДК 615.89:537.868.029.64
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАЩИТЫ ОТ БИОВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И СОПУТСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ
ДЗЮНДЗЮК Б.В., НАУМЕЙКО И.В.___________
Защита человека и среды от комплекса вредных техногенных факторов предполагает наличие оптимальной по критерию “стоимость-эффективность” технической системы, которая использует модели биовоздействия этих факторов. Предлагается расширить возможность дозного критерия, учтя совместное воздействие микроволн и температуры, а также обобщение критерия “дозы” до “биоэффекта”. Поставлены и решены характерные для систем защиты задачи оптимизации.
В качестве рабочего критерия биовоздействия микроволн до недавнего времени использовалась рекомендованная ГОСТом величина плотности потока энергии P, умноженной на время экспозиции т. Еще в [1] было предложено его очевидное обобщение — дозный критерий D= \P(t)dt, где, однако, не ставилась цель учесть совместное воздействие нескольких факторов. В частности, стандартизована доза микроволн только при нормальной температуре T=20°C, в то время как известно, что при повышении температуры вредное воздействие микроволн усиливается. Ниже предлагается расширить возможность критерия D, учтя совместное воздействие микроволн и температуры, и обобщение критерия “дозы” до “биоэффекта” B [2].
В качестве рабочего критерия биовоздействия микроволн и температуры для проектирования системы защиты в настоящей работе предлагается следующий функционал W, обобщающий D: W(T,P(t),t)=
гТ
= J 0 (fl01P(t)+fl11(r-20)P(t)+fl20(r-20)2)dt . (1)
28
РИ, 1997, № 1
