ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Источники ошибок в системах радиоуправления из "Космическая техника " Погрешности, порождаемые средой между передатчиком и приемником, объясняются неполным знанием параметров этой среды во время прохождения сигнала. И тропосфера и ионосфера вызывают заметные рефракционные погрешности при прохождении радиолучей вблизи горизонта. Запаздывание сигнала при прохождении через эту среду может быть весьма значительным. Магнитоионные эффекты будут изменять поляризацию сигнала. Ионизация удаленных областей пространства может оказывать серьезное влияние на связь на крайне больших расстояниях. Погрешности этого типа могут быть уменьшены, если известны параметры среды и правильно выбрана несущая частота. [c.639] Погрешности, обусловленные неблагоприятным взаимным расположением передатчика и приемника, заслуживают упоминания, потому что во многих схемах радиоуправления они могут вызвать значительное увеличение погрешностей определяемых величин. Поэтому в некоторых точках траектории полета вычисленные команды системы управления могут оказаться совершенно бесполезными, хотя наблюдения и проводятся с прежней точностью. [c.639] Очевидным решением этой проблемы является выбор таких команд управления, которые соответствовали бы входным данным системы радиоуправления. [c.639] Задача фиксации момента прихода сигнала кажется вполне осуществимой. Известно, что можно создать высокостабильный генератор и подсчетом числа его колебаний измерять время почти с любой желаемой точностью. Трудность точного определения момента прихода сигнала заключается в том, что приходящий сигнал смешан с шумом и искажен фильтрами приемника. [c.639] С увеличением расстояния до космического летательного аппарата ширина полосы частот системы связи должна всегда быть по возможности наименьшей в зависимости от требуемой скорости передачи информации. Отсюда вытекает необходимость тщательного анализа требуемой точности измерений дальности, причем, согласно методам теории информации, следует считать возможным максимальное использование априорных данных. [c.639] Предположим, что рассматривается задача вывода спутника на точную орбиту. Наиболее важным моментом с точки зрения управления является определение момента выключения двигателя последней ступени ракеты, особенно конечный этап полета этой ступени. К этому времени расстояние между летательным аппаратом и станцией управления может быть порядка 1000 миль. На таких относительно небольших расстояниях степень ослабления сигнала сравнительно невелика. Если на летательном аппарате использовать пшрокополосный радиоответчик, то достаточно использовать источники питания малого веса с небольшим сроком службы. [c.639] Точность измерения направления на передатчик, как и прочие радиоизмерения, ограничивается шумом. Однако на точность измерения в этом случае влияют и другие факторы — дифракция и отражение лучей, обусловленные волновым характером электромагнитного излучения. Эффекты отражения радиоволн от Земли, от зданий или гор могут быть сведены к минимуму правильным выбором расположения антенн, хотя их редко удается уменьшить до нуля. Эти эффекты вызывают помехи, зависящие от характера боковых лепестков диаграммы направленности антенны, которые в свою очередь являются следствием дифракционных эффектов, возникающих из-за относительно длинных волн, используемых в системах радиосвязи. Вследствие наличия остаточных отражений необходимо калибровать антенные системы, служащие для очень точного определения направлений. Для такой калибровки антенны системы управления можно использовать, например, радиозвезды или небольшой передатчик, установленный на вертолете, движущемся вокруг антенны. [c.640] Дифракционные явления в реальной антенной системе весьма значительны. Например, параболическая антенна, направленная на бесконечно удаленный точечный источник, будет иметь ширину луча около 2,4 Xld радиан между нулями диаграммы направленности. Боковые лепестки будут существенно зависеть от деталей конструкции облучателя антенны. Чтобы получить хорошую разрешающую способность параболического зеркала, необходимо, чтобы отношение djX было как можно больше. В существующих системах управления величина этого отношения колеблется в пределах от 10 до 100. В настоящее время для Национальной радиоастрономической обсерватории планируется создание антенны диаметром 140 футов, предназначенной для работы на волнах длиной 3 см. Для этой днтенны отношение dlX составит около 1400. [c.640] Величина отношения dl лимитируется механическими проблемами создания больших конструкций, так как огромное параболическое зеркало должно точно направляться в любую точку небесной сферы, сохраняя при этом свою форму и размеры. Поверхность зеркала не должна отклоняться более чем на Х/16 от расчетной формы. Это требование очень серьезно, если учесть наличие ветровой нагрузки и температурных деформаций. Другим осложнением является то, что по мере возрастания величины отношения dlX угол зрения телескопа становится меньше, поэтому проблема поиска и сопровождения затрудняется. [c.640] И оптической осей производится визирование антенны на неподвижный передатчик. [c.641] При соблюдении соответствующих мер можно изготовить и откалибровать интерферометр, параболическое зеркало или антенную систему, что позволит достигнуть точность слежения по углу порядка 0,0001 радиана, или 30 . Ввиду присутствия ошибок, вносимых средой, такая точность системы, как правило, вполне удовлетворительна. [c.641] Низкие слои атмосферы прозрачны для радиоволн и имеют. коэффициент преломления немного больше единицы. [c.641] Благодаря изменению коэффициента, преломления с высотой радиосигналы, идуш,ие с поверхности Земли в космическое пространство, будут преломляться, и их скорость распространения будет несколько меньше скорости света. [c.642] Наибольшему влиянию рефракции будут подвержены сигналы, идущие в направлении, близком к горизонтальному. Экспериментальные данные можно почерпнуть из литературы по радиоастрономии. Например, рис. 8 в работе [6] показывает рефракционное отклонение солнечного радиолуча частоты 200 Мгц на 0,25° при угле к горизонту 5°. [c.642] Удаляясь от поверхности Земли, радиоволны проходят через области повышенной плотности электронов (рис. 21.2). [c.642] Если N достаточно велико, тогда п может стать равным нулю или мнимому числу. В этих случаях сигнал не пройдет через ионосферу, и связь с межпланетным пространством окажется невозможной (рис. 21.3). [c.642] Если частота велика, то сигнал сможет пройти сквозь ионосферу в область низкой плотности электронов, однако при этом он может значительно отклониться по направлению. [c.642] Вернуться к основной статье