Расчет основных характеристик импульсно-фазовой радионавигационной системы "Лоран-С" и приемоиндикатора этой системы (стр. 4 из 5)
· при уровне слежения 0,3:
дбDmax – из графика равно 1710 миль
· при уровне слежения 0,5 –
дбDmax – из графика равно 1775 миль
Рис. 2. График соотношения сигнал/шум на входе приёмника в зависимости от дальности
Построить график зависимости шумовых ошибок по фазе и огибающей в зависимости от дальности при двух уровнях отсчёта
Измерения фазы ВЧ заполнения фронта радиоимпульсов производятся с помощью фазового детектора ФД с последующим стробированием полезного сигнала рассогласования с помощью временного дискриминатора.
Шумовая ошибка фазовых измерений в радианах можно выразить формулой:
;где
;Шумовая ошибка измерения разности моментов прихода двух сигналов по огибающей определяется формулой:
;Произведем расчет шумовых ошибок для каждого из уровней слежения. Рассчитанные значения приведены в таблице 2.
Таблица 2.
| Дальностьмили | sjш, радпри уровне 0,3 | sjш, радпри уровне 0,5 | stoш, мкспри уровне 0,3 | stoш, мксприёмники уровне 0,3 |
| 0 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0003 | 0,0002 |
| 200 | 0,0001 | 0,0001 | 0,0024 | 0,0018 |
| 400 | 0,0005 | 0,0004 | 0,0112 | 0,0089 |
| 600 | 0,0015 | 0,0011 | 0,0389 | 0,0315 |
| 800 | 0,0040 | 0,0027 | 0,0975 | 0,0792 |
| 1000 | 0,0099 | 0,0064 | 0,2463 | 0,1990 |
| 1200 | 0,0247 | 0,0148 | 0,6177 | 0,4998 |
| 1400 | 0,0551 | 0,0339 | 1,3818 | 1,1188 |
| 1600 | 0,1091 | 0,0699 | 2,7579 | 2,2324 |
| 1800 | 0,2447 | 0,1551 | 6,1744 | 4,9977 |
| 2000 | 0,6159 | 0,3907 | 15,509 | 12,5536 |
Графические зависимости изображены на рисунках 3, 4.
Рис. 3. График зависимости шумовых ошибок по фазе в зависимости от дальности при двух уровнях слежения
Рис. 4. График зависимости шумовых ошибок по огибающей в зависимости от дальности при двух уровнях слежения
Определить отношение напряженности отраженного от ионосферы сигнала к напряженности поверхностного сигнала. Построить графики зависимости максимальных ошибок слежения за фазой Djp= f(D) и огибающей Dtp= f(D), обусловленных влиянием ионосферного сигнала, при двух уровнях слежения
Отношение напряженности отраженного от ионосферы сигнала к напряженности поверхностного сигнала определим воспользовавшись рисунком 2.18 учебника [1].
Зависимость максимальных ошибок слежения за фазой
и огибающей 
, обусловленных влиянием ионосферного сигнала выражаются следующими формулами: 
; 
;где tз – задержка пространственных сигналов по отношению к поверхностным (рис. 2.19. учебника [1].)
Ошибка измерения фазы и огибающей появляется при задержке отраженного сигнала относительно поверхностного меньше, чем tз то есть tз < tо. Судя по графику (рис. 2.19. учебника [1].) в нашем случае ошибка имеет место быть при уровне слежения 0,5 начиная с дистанции 900 миль т. к. в остальных случаях не выполняется выше сказанное условие.
Данные расчетов приведены в таблице 4.
Таблица 4.
| Дальностьмили | Eпов100кВт дб | tзмкс | Eпр/Eповдб | Eпр/Eповотношение | Djp= f(D), радпри уровне 0,5 | Dtp= f(D), мкспри уровне 0,5 |
| 1000 | 41 | 39 | -1 | 0,8913 | 8,3E‑04 | 0,3205 |
| 1200 | 37 | 38,1 | -4 | 0,6310 | 1,4E‑03 | 0,3961 |
| 1400 | 31 | 38,1 | -5 | 0,5623 | 1,2E‑03 | 0,3537 |
| 1600 | 23 | 38,1 | -4 | 0,6310 | 1,4E‑03 | 0,3961 |
| 1800 | 16,5 | 38,1 | -3,5 | 0,6683 | 1,4E‑03 | 0,4196 |
| 2000 | 8 | 38,1 | -4 | 0,6310 | 1,4E‑03 | 0,3961 |
Графики приведены на рис. 5, 6.
Рис. 5. График зависимости максимальных ошибок слежения за фазой Djp= f(D), обусловленных влиянием ионосферного сигнала, при уровне слежения 0,5.
Рис. 6. График зависимости максимальных ошибок слежения за огибающей Dtp=f(D), обусловленных влиянием ионосферного сигнала, при уровне слежения 0,5.
Вычислить суммарные ошибки отсчетов по фазе sjS и огибающей stoS для двух уровней слежения. Построить графики sjS=f(D), stoS=f(D); отметить на них точки, где stoS= 
To. Определить надежность устранения многозначности фазовых измерений и построить график зависимости вероятности устранения многозначности от дальности P=f(D)
Суммарные ошибки отсчетов по фазе sjS и огибающей stoS определяются выражениями:
; 
;где Djинс – инструментальная ошибка изменения фазы равна 0,05 фазового цикла;
Dtинс – инструментальная ошибка изменения по огибающей равна 0,5 мкс;
Расчеты приведены в таблицах 5, 6.
Таблица 5.
| Дальн.мили | sjш, радпри уровне 0,3 | sjш, радпри уровне 0,5 | Djp= f(D), радпри уровне 0,5 | sjS, радпри уровне 0,3 | sjS, радпри уровне 0,5 |
| 0 | 0,000013 | 0,000004 | 0,000000 | 0,311500 | 0,311500 |
| 200 | 0,000091 | 0,000057 | 0,000000 | 0,311500 | 0,311500 |
| 400 | 0,000433 | 0,000274 | 0,000000 | 0,311500 | 0,311500 |
| 600 | 0,001554 | 0,000980 | 0,000000 | 0,311505 | 0,311501 |
| 800 | 0,003886 | 0,002461 | 0,000000 | 0,311524 | 0,311512 |
| 1000 | 0,009765 | 0,006175 | 0,000832 | 0,311653 | 0,311559 |
| 1200 | 0,024529 | 0,015511 | 0,001367 | 0,312463 | 0,311891 |
| 1400 | 0,054909 | 0,034726 | 0,001221 | 0,316302 | 0,313428 |
| 1600 | 0,109557 | 0,069291 | 0,001367 | 0,330207 | 0,319117 |
| 1800 | 0,245282 | 0,155117 | 0,001448 | 0,396475 | 0,347993 |
| 2000 | 0,616111 | 0,389639 | 0,001366 | 0,690381 | 0,498849 |
Таблица 6.
| Дальн.мили | stoш, мкспри уровне 0,3 | stoш, мкспри уровне 0,5 | Dtp= f(D), мкспри уровне 0,5 | stoS, мкспри уровне 0,3 | stoS, мкспри уровне 0,5 |
| 0 | 0,000277 | 0,000221 | 0,000000 | 0,500000 | 0,500000 |
| 200 | 0,002189 | 0,001778 | 0,000000 | 0,500006 | 0,500004 |
| 400 | 0,010982 | 0,008891 | 0,000000 | 0,500119 | 0,500081 |
| 600 | 0,038961 | 0,031537 | 0,000000 | 0,501517 | 0,500996 |
| 800 | 0,097855 | 0,079211 | 0,000000 | 0,509483 | 0,506245 |
| 1000 | 0,245813 | 0,198959 | 0,320447 | 0,557159 | 0,626317 |
| 1200 | 0,617442 | 0,499773 | 0,396454 | 0,794502 | 0,810524 |
| 1400 | 1,382292 | 1,118837 | 0,353341 | 1,469943 | 1,275409 |
| 1600 | 2,758035 | 2,232375 | 0,396454 | 2,802987 | 2,321787 |
| 1800 | 6,174462 | 4,997691 | 0,419951 | 6,194674 | 5,040165 |
| 2000 | 15,509538 | 12,553619 | 0,396454 | 15,517603 | 12,569829 |
Графики приведены на рис. 7, 8.
Рис. 7. График суммарных ошибки отсчетов по фазе sjS для двух уровней слежения
Рис. 8. График суммарных ошибок отсчетов по огибающей stoS для двух уровней слежения
Определить надежность устранения многозначности фазовых измерений P=f(D) можно по формуле:
где To – период высокочастотного заполнения равен 10 мкс
Рассчитанные данные помещены в таблицу 7. График изображен на рис. 9.
Таблица 7.
| Дальностьмили | stoS, мкспри уровне 0,3 | stoS, мкспри уровне 0,5. | P(D)0,3 | P(D)0,5 |
| 0 | 0,50000 | 0,50000 | 1 | 1 |
| 200 | 0,50000 | 0,50000 | 1 | 1 |
| 400 | 0,50013 | 0,50008 | 1 | 1 |
| 600 | 0,50155 | 0,50097 | 1 | 1 |
| 800 | 0,50951 | 0,50622 | 1 | 1 |
| 1000 | 0,55717 | 0,62635 | 1 | 1 |
| 1200 | 0,79454 | 0,81057 | 1 | 0,99997 |
| 1400 | 1,46997 | 1,27538 | 0,98384 | 0,99441 |
| 1600 | 2,80303 | 2,32181 | 0,79281 | 0,87217 |
| 1800 | 6,19461 | 5,04013 | 0,43184 | 0,51703 |
| 2000 | 15,51759 | 12,56986 | 0,18019 | 0,22156 |
