Основные показатели качества функционирования РЛС и РНС.
Характеристики систем

 

Содержание

Общие сведения о радиосистемах

1. Вступление

2. Системы радиосвязи

2.1 Модуляция в системах радиосвязи

2.2. Структура систем радиосвязи

3. Основные показатели качества функционирования системы передачи. Характеристики систем радиосвязи

4. Системы радиолокации и радионавигации

5. Методы модуляции несущей в РЛС и РНС

6. Основные показатели качества РЛС и РНС. Характеристики систем

К основным характеристикам РЛС и РНС относятся: помехозащищенность и скрытность систем; точность их действия; рабочая область (зона) и дальность действия; оперативность системы и её пропускная способность; разрешающая способность системы.

 

Рисунок 7. Автономная РНС

 

Помехозащищенность системы и её скрытность. Помехозащищенность системы характеризуется степенью её работоспособности в условиях воздействия различного рода помех. Помехозащищенность определяется помехоустойчивостью и скрытностью её работы. Помехоустойчивость системы определяется её способностью сохранять показатели качества работы в заданных пределах при воздействии помех. Следует различать реальную и потенциальную помехоустойчивость. Под потенциальной помехоустойчивостью (п/у) в радиолокации понимают наилучшую п/у в условиях воздействия только внутренних шумов приемного канала. Скрытность системы может быть охарактеризована трудностью обнаружения её работы и созданию ей преднамеренных эффективных помех.

Точность действия РЛС и РНС характеризуется показателями качества их работы. В режиме обнаружения объекта качество функционирования определяется прежде всего вероятностью ошибок обнаружения: вероятностью ложной тревоги ( $p_F$ ) --- вероятность принятия решения о наличии объекта в исследуемой зоне при условии, что он отсутствует; и вероятностью пропуска ( $p_{D0}$ ) --- вероятностью принятия решения об отсутствии объекта в наблюдаемом пространстве при условии, что он в нем присутствует.

При работе РЛС и РНС в режиме определения координат и параметров движения объекта точность действия характеризуется погрешностями измерения. Если $\gamma$ --- измеряемая величина, а $\widehat{\gamma }$ --- результат измерения или оценка величины $\gamma$ , то разность $\Delta \gamma =\gamma -\widehat{\gamma }$   --- есть абсолютная погрешность измерения или ошибка оценивания. Отношение $\Delta \gamma /\gamma$ называется относительной ошибкой оценивания.

В общем случае различают случайные ошибки (погрешности) и неслучайные или систематические ошибки, закономерно меняющиеся в серии однотипных измерений. Последние всегда могут быть исключены из окончательного результата измерения. Поэтому в теории особое внимание уделяется значению случайных погрешностей. В качестве числовой характеристики случайных ошибок обычно используют среднеквадратичную ошибку (отклонение), равную квадратному корню из дисперсии оценки:

 

$\sigma =\sqrt{D\widehat{\gamma }}=\sqrt{{M(\widehat{\gamma }-M\widehat{\gamma })}^2}$ (3)

 

Возникновение случайных ошибок является результатом воздействия шумовых и помеховых сигналов, а также результатом влияния атмосферы и земли на характер распространения излучаемой и отраженной радиоволн.

Рабочая область (зона) и дальность действия. Под рабочей областью РЛС понимают область пространства, в пределах которой обеспечивается заданная точность действия системы. Зона действия РЛС, как правило, определяется секторами обзора и дальностью действия. Максимальное расстояние в зоне действия $R_{max}$ называется дальностью действия. В разных режимах работы РЛС и РНС (обнаружение объектов или измерение характеризующих их параметров) точность действия характеризуется разными показателями качества, поэтому и дальность действия зависит от режима работы радиосистемы. Рабочая область РЛС в режиме обнаружения, называемая зоной обнаружения, представляет собой область пространства, в пределах которой обеспечивается качество в режиме обнаружения не хуже заданного. Рабочая область РЛС и РНС в режиме местоопределения, называемая зоной местоопределения, ограничена кривой (при определении на плоскости) или поверхностью (при определении в пространстве), уравнения которых могут быть связаны с допустимым (заданным) значением полной ошибки местоопределения.

К основным методам обзора рабочей области можно отнести одновременный (параллельный), последовательный и смешанный. При одновременном методе обзора луч или несколько лучей в статическом положении полностью перекрывают рабочую зону. Сложность аппаратурной реализации этого метода очевидна. При последовательном обзоре осуществляется сканирование одного луча в пределах всей рабочей зоны. Достоинство последовательного метода заключается в простоте системы, недостатком метода является проигрыш во времени обзора (по сравнению с одновременным методом). Смешанный или параллельно-последовательный метод обзора осуществляется с помощью нескольких лучей, каждый из которых перекрывает только часть рабочей зоны. Сканирование может осуществляться механическим поворотом антенной системы РЛС или электрическим, когда в раскрыве антенны изменяется распределение амплитуд и фаз электромагнитного поля. Электрическое сканирование реализуется, как правило, с помощью фазированных антенных решеток (ФАР). Фазированные антенные решетки позволяют реализовать наиболее совершенные методы последовательной и смешанной обработки сигналов.

Оперативность системы и её пропускная способность. Оперативность системы определяется временем, затрачиваемым на получение отсчетов и обработку данных. Пропускная способность определяется максимальным числом объектов, обслуживаемым системой в течение заданного времени с заданной точностью действия.

Разрешающая способность - способность системы раздельно обнаруживать и определять координаты и параметры близко расположенных объектов. Количественно разрешающая способность по тому или иному параметру $\gamma$ характеризуется минимальной разностью ${\Delta }_{\gamma }={\gamma }_1-{\gamma }_2$ двух близко расположенных объектов с одинаковыми значениями остальных параметров, при которой возможно раздельное обнаружение объектов и измерение параметров ${\gamma }_1$ и ${\gamma }_2$ с показателями качества не хуже заданных.