УДК 621.396
ПОМАЗАНОВ А.В., ПОМАЗАНОВ С.А.
АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ
ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ АКУСТООПТИЧЕСКИМ
ИЗМЕРИТЕЛЕМ
Таганрогский государственный радиотехнический университет
г. Таганрог, Некрасовский 44, тел. (863-4) 31-24-82,
E-mail pav_tsure@mail.ru
Современные радиотехнические системы (РТС) определения
координат источника радиоизлучения (ИРИ) строят как многопозици-
онные разнесенные системы, среди которых часто применяются мно-
гопозиционные разностно-дальномерные системы (РДС) [1].
Эффективность многопозиционных РДС определяется точно-
стью оценки координат источника радиоизлучения, которая зависит от
многих составляющих. Определяющими среди них являются: погреш-
ность позиционирования пунктов приема РДС, погрешность синхро-
низации, погрешность оценки параметров радиосигналов приемными
устройствами пунктов приема.
Анализу погрешностей оценки параметров радиосигналов (вре-
мени прихода и длительности радиоимпульса) акустооптическим из-
мерителем пункта приема РДС посвящена данная работа.
В [1] показано, что точность оценки координат источников ра-
диоизлучения определяется точностью оценки времен прихода сигна-
лов на пункты приема .
Рассмотрим основные составляющие погрешности измерения
(оценки) времени прихода радиоимпульса пунктом приема. Измерение
времени прихода осуществляется относительно синхроимпульса, по-
ступающего из центрального пункта приема (или же относительно
синхроимпульса системы точного времени).
Пункт приема РДС состоит из антенной системы, радиоприем-
ного устройства, акустооптического измерителя параметров сигналов
(АОИПС), устройства предварительной обработки и ЭВМ.
Суммарная абсолютная погрешность измерения времени прихо-
да пунктом приема РДС состоит из следующих составляющих:

сум= р+ипс,
где р - погрешность, обусловленная искажениями формы радиоим-
пульса в линейном тракте приемника (ЛТП); ипс - суммарная погреш-
ность измерения в АОИПС.
В свою очередь:

р = шум + фр,

где шум - шумовая составляющая, обусловленная аддитивными собст-
венными шумами ЛТП приемника; фр- искажение фронта радиоим-
пульса, обусловленное конечностью полосы пропускания ЛТП.
Полоса пропускания ЛТП П связана с временем установления tу
следующим соотношением П tу = 0,7.
Погрешность фр носит систематический характер и при одина-
ковых полосах пропускания ЛТП пунктов РДС не влияет на результат
вычисления координат источника излучения. Однако при анализе по-
грешностей АОИПС следует учитывать отличие формы радиоимпуль-
са от прямоугольной.
Рассмотрим теперь суммарную погрешность измерения времени
прихода в АОИПС :

ипс = шум + фор + фу +и,
где шум - шумовая составляющая погрешности; фор - составляющая
погрешности, обусловленная искажениями формы видеоимпульса
(ВИ) на выходе элемента ФПУ; фу - погрешность фиксации уровня
отсчета; и - погрешность измерителя временного интервала.
При оценке времени прихода радиоимпульса в многопозицион-
ной системе важно, чтобы эта оценка производилась на одной и той же
частоте элемента разрешения АОИПС всех пунктов приема РДС. В
этом случае минимизируется методическая погрешность, вызванная
тем обстоятельством, что амплитуды ВИ в засвеченных каналах раз-
ные. Максимальная амплитуда соответствует центральному элементу
(паре элементов) засвеченной группы элементов ФПУ.
Основной способ измерения времени прихода и длительности
радиоимпульса электронно-счетный. Погрешность измерения дли-
тельности временного интервала определяется погрешностью дис-
кретности и погрешностью формирования самого временного интер-
вала. Погрешность формирования временного интервала является
определяющей и связана, в свою очередь, с методом фиксации поло-
жения импульса, а точнее, фиксации его фронта и среза. Наибольшее
распространение получил способ фиксации по положению фронта им-
пульса.
Точность измерения длительности определяется точностью
формирования импульса прямоугольной формы из принятого импуль-
са. Как правило, форма огибающей принятого радиоимпульса отлича-
ется от прямоугольной, что приводит к дополнительной погрешности
формирования измерительного импульса. Погрешности формирования
для импульсов различной формы рассмотрены, например, в [3].
Для измерения времени прихода импульсов часто используется
фиксация фронта импульса по одному, самому чувствительному, по-
рогу. При однопороговой схеме величина порога Uп определяется ми-

нимальным значением амплитуды напряжения видеоимпульса Uмин на
выходе ФПУ. Фиксация времени прихода сигнала в этом случае про-
изойдет в момент времени t = Та относительно начала фронта радио-
импульса на входе АОД, где Та - длительность временной апертуры
АОД. При неизменном пороге и максимальной амплитуде ВИ фикса-
ция произойдет значительно раньше, следовательно зона погрешности
момента срабатывания однопорогового устройства будет находится в
пределах от 0 до Та.. Таким образом, в динамическом диапазоне сигна-
лов погрешность фиксации будет равна Та.
С целью увеличения точности измерения, возможна усложнен-
ная обработка, при которой измерение времени прихода проводится
многократно, по мере нарастания фронта импульса, например, по мере
срабатывания n порогов многопорогового измерителя амплитуды сиг-
нала. При этом точность измерения может быть повышена в n раз.
При многопороговом устройстве фиксации абсолютная погреш-
ность фиксации фу носит случайный характер, с равномерным рас-
пределение случайной величины в диапазоне значений от 0 до Та/ni [2].
Таким образом максимальное значение погрешности фиксации уровня
фу.макс= Та/ni. Среднеквадратическая погрешность соответственно рав-
на
.

= T / n 3
фу
a
i
Шумовая составляющая погрешности измерения времени при-
хода АОИПС определяется следующим соотношением [2] = T / n .
i
a
i
Таким образом, шумовая погрешность измерения времени при-
хода при линейном фронте ВИ на выходе элемента ФДУ прямо про-
порциональна длительности апертуры и обратно пропорциональна
числу сработавших пороговых устройств (амплитуде ВИ).
В общем виде для нелинейного фронта и среза радиоимпульса
для двух алгоритмов фиксации времени прихода и формирования мер-
ного интервала соответствующего длительности значения среднего
квадрата ошибки, систематической и случайной составляющих по-
грешностей измерения получены в [4].

1. Кондратьев В.С., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные ра-
диотехнические системы. Под ред. проф. В.В. Цветнова. - М.: Радио
и связь. - 1986. - 264с.
2. Помазанов А.В., Помазанов С.А. Алгоритмы измерения времени
прихода в акустооптическом измерителе параметров сигналов. Ак-
туальные проблемы твердотельной электроники. Труды девятой
международной научно-технической конференции. Часть 2. Таган-
рог 2004г. С.70 - 73.
3. А. В. Помазанов, А. Н. Зикий, Р. Л. Зорин, Б. Д. Дикарев. Оценка
параметров сигналов. Учебное пособие. Ч.1. Таганрог: изд. ТРТУ,
1999г.

4. Помазанов А.В., Зорин Р.Л. Оценка временных параметров радио-
сигнала акустооптическим измерителем. Известия ВУЗов, Радио-
электроника. 2-3. Тематический выпуск 2 "Военные радиоэлек-
тронные технологии" 2002г. Киев. С. 63-67.


Document Outline