Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970)), страница 2

Измерение сводится к выработке оценок координат и параметров движения цели с минимально допустимыми погрешностями. При использовании сферической системы координат обычно измеряют дальность до цели г, а также ее азимут р .и угол места е (рис. 1.!). В качестве параметров движения цели могут вводиться производные координат, либо другие параметры траектории цели. в й к! Рис.

1.1. Сферические координаты нели Разрешение состоит в выполнении задач обнаружения и измерения параметров произвольной цели при наличии других, кроме выбранной для наблюдения. Говорят о разрешении целей по дальности, угловым координатам, скорости и т. д. Разрешающую способность по координатам характеризуют элементарным объемом.

Размеры последнего по дальности — Лг, в азимутальной плоскости— Ыа и в угломестной — Ы, (рис. 1.2) устанавливаются так, что наличие цели в соседнем объеме практически не ухудшает показателей качества обнаружения и измерения координат цели, которая расположена в центре выделенного объема.

Выделенный таким образом элементарный объем называют разрешаемым объемом (при импульсном облучении цели — имайлооным объемом). Рлг Рис. 1.2. Пояснение разрешаемого объема и разре- шающей способности по координатам $1Л Распознавание заключается в установлении принадлежности разрешаемой цели к определенному классу. В одних случаях необходимо установить принадлежность «свой — чужой» с помошью запросно-ответных устройств радиолокационного опознавания, в других — распознать боеголовку баллистической ракеты на фоне ее корпуса, ложных целей, метеорных следов н т. п.

или определить характер искусственного спутника Земли с помошью специальной аппаратуры селекции. Скоротечность и сложность радиолокационной обстановки требуют, как правило, высокого темпа выдачи данных, образующих потоки с большим объемом информации. Поэтому каждая из задач: обнаружение, измерение, разрешение и распознавание, для любого конечного объема пространства должна решаться за ограниченное время. К средствам выработки радиолокационной информации предьявляется требование высокой помвхсзащишснности по отношению к естественным и искусственным помехам. Создание искусственных помех — один из важных способов противодействия со стороны противника системам радиолокации.

Эти помехи создаются, например, в виде мешающих излучений (активные помехи) или мешающих отражений (пассивные помехи), которые маскируют полезные сигналы или имитируют цели. Помехозащищенность — это способность радиолокатора поддерживать на заданном уровне показатели качества обнаружения, измерения (или распознавания) при наличии помех, а также способность использовать сами помехи как источник информации.

Термин «радиолокация» образован из 'двух латинских слов: «1оснз» вЂ” место и «гад)о» вЂ” излучение. Пег воз слово кратко характеризует одну из основных задач радиолокации, второе — указывает способ ее решения, основанный на использовании радиоволн. Термин «радиоволны» по своему лексическому смыслу означает волны излучения произвольного вида и может быть распространен, например, на ультразвуковые волны, используемые в гидролокации для обнаружения подводных объектов.

Тем не менее, исторически радиоволнами называют только колебания электромагнитного происхождения в условно ограниченном диапазоне длин волн в свободном пространстве. Принято называть радиоволнами такие электромагнитные колебания, частота которых ниже 3000 Ггц.

Наиболее важную роль играют диапазоны метровых, сантиметровых и миллиметровых волн. Однако в настоящее время и более коротковолновое электромагнитное излучение (инфракрасное, световое) также начинает использоваться для решения задач локации. Поэтому наряду с вопросами собственно радиолокации целесообразно рассматривать некоторые примыкающие вопросы инфра- и свето- локации, расширяя тем самым условные границы диапазона радиоволн.

8 $ ц! й 1.й. Принципы получения радиолокационной информации Основные принципы получения радиолокационной информации могут быть сформулированы в виде следующих положений. 1. Информапня получается за счет в о з м у ш е н и я с р е д ы целью, в частности за счет эффекта излучения целью радиоволн. 2. Лля получения необходимой информапии учитываются и используются реальные закономерности распространения радиоволн в пространстве.

3. Выделение слабых сигналов, приходящих от цели, и разрешение целей обеспечивается за счет различий сигналов и помех, а также сигналов от разных целей между собой. 4. Информапия о целях получается параллельно или последовательно во времени и выдается в виде информационных потоков. Рассмотрим перечисленные положения более подробно. К видам излучения относятся: вторичное излучение, переизлучение и собственное излучение радиоволн.

В первом и втором случаях радиолокатор излучает в направлении на цель мощный зондирующий сигнал; в последнем случае облучения пели не требуется. Радиолокация с использованием вторичного излучения и пере-' излучения (ретрансляпии) называется активной, а радиолокапия с использованием собственного излучения — пассивной. Активную радиолоканию с переизлучением называют радиолокацией с активным ответом (рис. 1,3, б).

При использовании вторичного излучения можно по аналогии говорить о радиолокации с пассивным ответом (рис. 1,3, а). Явление вторичного излучения позволяет обнаружить цели, не являющиеся источниками собственных радиоизлучений или пере- излучений.

Принимаемый сигнал при этом называют отраженным. ! Передаюи/ее 7 устройстдо 1 //риеююе устройстдо г — — — — —— р/и. ! 1 ! Приееиое устроистдо 1 г 1 пере даюи/ю Передаюисее устройстдо усороисоыд 1 Ртдесеиие 1 Прие /юе устрой стдо 1 Рнс. 1.3. Активная раанолокання с пассивным ответом (а) н с активным ответом (б) у!вг Рис. !.4 Разнесенная система активной радиолокации! а! 4=сапа!! б! я= — таз Активнозй оп!веп! находит широкое применение при радиолокации и опознавании своих объектов: самолетов, ракет, противоракет и искусственных спутников Земли. На объекте в данном случае устанавливается приемо-передатчик (ответчик), обеспечиваюший достаточно большую интенсивность перензлученного сигнала.

Системы активной радиолокации могут быть совмещенными и разнесенными. В совмешанном радиолокаторе передающее и приемное устройства располагаются совместно (рнс. !.3), возможно поочередное использование одной и той же антенны для передачи и приема. В разнесенной системе передаюшее и приемное устройства располагают на удалении й друг от друга (рис. 1.4). Для наземной разнесенной системы (рис. 1.4, а) характерно постоянство расстояния с( между приемным и передаюшим пунктами. При расположении передаюшего пункта на Земле, а приемного на самонаводяшейся ракете (рис. 1.4, б) расстояние с( является переменным.

В случае пассивной радиолокации (рис. 1.5) цель электромагнитными колебаниями не облучается. Электромагнитные колебания создаются элементами цели: ее нагретыми частями (тепловое излучение в диапазоне инфракрасных или миллиметровых волн), радио! -~ Ф ! Приемное ! усиаайояеа еуте ! Рис. !.5, Пассивная радиолокация $ !.й техническими устройствами связи, навигации, локации, [ „-эз"еиРу~~аи радиопротиводействия (обычное радиоизлучение), а также колеблющимися частицами ионизированных участков Оп~ралгензмй атмосферы в окрестности цели (радиоизлучение при запуске ракеты или ядерном взрыве, распространяющееся в сверхдлинноволновом диапазоне на [~в очень большие расстояния вокруг Земли). Прием мо- Ряс.

1.6, пояснение ззпззлыззяяя отраженного сигнала или несколькими разнесенными приемными устройствами. При определении координат цели в любой радиолокационной системе используются определенные закономерности распространения радиоволн. В данном параграфе ограничимся пока случаем распространения радиоволн в свободном пространстве, которое является однородным, изотропным и недиспергирующим. Иначе говоря, для всех точек этого пространства скорость распространения радиоволн одинакова, не зависит от поляризации волны и частоты колебаний (с = 3 10'м!сек). При этом зондирующий и отраженный сигналы распространяются по прямолинейной траектории и без искажения своей формы.

Время запаздывания [, отраженного сигнала относительно зондирующего (рис. 1.6) для разнесенной системы определяется соотношением гз + гз з с (г, и г, — расстояния от цели до передающего и приемного пунктов соответственно рис. 1.4) и для совмещенной системы радиолокации (рис. 1.3, а) — соотношением 2г з с В последнем случае дальность до цели с[ Г=— з 2 или Г[м1 — [йб [3 [мзмз ! г[кз] — 130[я [мсгз1 ° Концентрацгея излучаел[ой энергии в каком-то одном направлении и направленный прием обеспечивают существенное увели [ение !.2 !1 а) Рис.

1.7. Измерение угловой координаты (а) и разреше- ние целей (б) прн направленном приеме Рис. 1.9. Пояснение принципа составления параллельного потока радиолокационной информации по углу места и последовательного — во ази- муту Рис. 1.8, Пояснение принципа последовательного составления потока радиолокационной иц- Формации дальности радиолокации. Появляется возможность измерять угловые координаты цели — азимут и угол места, например, по максимуму отраженного сигнала (рис.

1.7, а), а также разрешать цели по угловым координатам (рис. 1.7, б). Ширина диаграммы (характеристики) направленности антенны радиолокатора определяется отношением ее геометрических размеров к длине волны. Поэтому высокие направленные свойства обеспечиваются за счет увеличения размеров антенны и использования дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн.