Леонов А.И., Васенев В.Н. Моделирование в радиолокации (1979), страница 2

Хотя некоторые частные вопросы цифрового моделирования в радиолокации изложены в ряде работ отечественных и зарубежных авторов, в целом литературы на эту тему очень мало и многие важные вопросы цифрового моделирования в радиолокации освещены недостаточно. Прн написании книги авторами ставилась задача по возможности восполнить этот пробел и изложить основные вопросы цифрового моделирования в радиолокации а систематизированном виде, придав изложению форму, доступную широкому пруту лнц, специализирующихся в области радиолокация н моделирования. Вопросы, изложенные в книге, можно разбить на 3 части.

В первой части дается описание различных типов современных РЛС, применительно к которым в дальнейшем рассматриваются методы моделирования (гл. 1); излагаются общие принципы и методы построении моделей (гл. 2). 6 Учитывая, что с развитием радиолокации и усложнением РЛС соответственно усложннются модели н условия, в которых приходится проверять работоспособность методов моделирования, в первой части книги дано методологическое обоснование рассматриваемых в последующих главах моделей РЛС и способов их формирования н приведены минимально необходимые сведения по планмраванию и обработке результатов статистического машинного эксперимента с моделями.

При этом предпочтение отдавалось новым концепциям н методам, не нашедшим, как правило, отражения в известной нам литературе по моделированию. Во второй части (гл. 3 — 5) изложены методы моделирования траекторий полета различного класса целей и отраженных от них радиолокационных сигналов, а также методы моделирования основных устройств РЛС. Рассматриваются вопросы использования специализированных процедур для моделирования определенных классов устройств или процессов. Третья часть (гл. 6 — 8) посвящена описанию автономных и комплексных моделей некоторых типовых РЛС.

В основу книги.положены работы авторов, а также материалы отечественной н зарубежной печати. Рассматриваемые в гл. 1, 6, 7, 8 типы РЛС являются гипотетическими и носят иллюстративный характер. Введение и гл. 1 написаны А. И. Леоновым, гл. 2 — Ю. Г. Полляком, Я 3.1, 3.2 и гл.

7 — Ю. С. Саврасовым, % 3.3 — Г. С. Халидовой, гл. 4 — Ф. А. Дворниковым, $4.3 — совместно с Ф. В. Нагулинко, $5.1 — В. Д. Янковым, 3 5.2 — В. Н. Васеиевым, $5.3— совместно В. Н. Васеневым н А. И. Леоновым, $5.4 — Ф. В. Нагулннко, 3 5.5 — А. А. Даниленко, 2 6.1 — совместно А. И. Леоновым н Ф, В.

Нагулнико, 3 6,2 — совместно В. Н, Васеневым н А. И. Леоновым, $ 6.3 — Г. В. Кононенко, гл. 8 — Ю. И. Гайдуковым. Авторы считают своим приятным долгом выразить благодарность рецензентам В. В, Быкову и Е И. №лесву за ряд замечаний, способствовавших улучшению книги. Глава 1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ РЛС гл. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦВМ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАБОТЫ РЛС К современным сложным РЛС, предназначенным для обнаружения и определения координат космических объектов, предъявляются высокие требования.

Оии должны иметь большую дальность дейсгвия в пропускную способность, высокую разрешающую способность н тачность определения координат. В иих, как правило, применяются новейшие достижения радиолокационной тех- .," ники: антенные фазнроваиные решетки, электрическое управление лучом, моноимпульсный метод определения угловых координат, сложные (широкополосные) сигналы, оптимальный .прием и сжатие импульсов. В таких станциях использование операторов для визуального, обнаружения целей, определения их координат и параметров движения становится неэффективным.

Для автоматизации процесса работы РЛС применяются ЦВМ Они управляют лучом РЛС, обрабатывают радиолокационную информацию, осуществляют, селекцию и идентификацию целей, ' а также решают ряд других задач. Процесс обработки радиолокационных сигналов и полученных при этом данных можно разделить на два этапа 17В). Основными задачами этапа первичной обработки являются: — отсеивание помех и выделение полезных сигналов, отраженных от целей; — измерение параметров отраженных сигналов для определения текущих координат целей; — извлечение .некоординатной информации, определяющей форму цели, характер ее движения, в результате анализа тонкой .

структуры отраженного сигнала; — преобразование ниформапии о цели в стандартные сообщения, применительна к конкретной ПВМ. С выхода устройства первичной обработки выдаются координаты мгновенного положения истинных и «ложныхз целей в виде числовых кодов. Однако по единичным (мгновенным) значениям координат цели нельзя принять достоверное решение об обнаружении цели и определить параметры траектории ее движения. Чтобы принять решение о наличии цели н определить параметры ее траектории, необходимо проанализировать информацию, полученную по нескольким измерениям координат цели, или за несколько обзороа.

в Автоматическая обработка координат целей, полученных за несколько обзоров (измерений), для обнаружения и построения траекторий целей, относится к этапу вторичной обработки радиолокационной информации. Следовательно, основными задачами вторичной обработки являются: обнаружение траектории ло совокупности измерений, вычисление параметров движения целей (скорости, курса и т.

д.) и нахождение иа этой основе сглаженных 'и упрежденных на некоторый отрезок времени координат В автоматической системе обработки устройство первичной обработки радиолокационной информации представляет собой устройство сопряжения РЛС с ЦВМ и производит автоматическое обнаружение и оценку координат целей.

Процесс вторичной обработки разбивается иа два этапа: обнаружение траекторий целей в слежение за траекториями целей. Автоматическое обнаружеииь траекторий целей называется автозахватом. Слежение за траекториями целей состоит в непрерывной привязке вновь .полученных отметок к своим траекториям, сглаживании координат и вычисле.ния параметров движения целей. Автоматическое слежение за траекторией цели обычно называют автосопровождением цели. Таким образом„в современных сложных РЛС применяется полностыа автоматизированная система обработки радиолокационной информации с:использованием ЦВМ.

При этом как автоматическое обнаружение и оценка координат целей, так и обнаружение траекторий и слежение за траекториями целей с помощью ЦВМ является неотъемлемой частью процесса функционирования РЛС. Следовательно, при моделировании работы радиолокационных станций необходимо рассматривать вопросы первичной и вторичной (траекторной) обработки информации. Ниже будут .приведены общие принципы построения современных РЛС, применительно к .которым в дальнейшем рассматривается построение цифровых моделей.

Ег. ИМПХЛЬСНЫЕ РДДИОЛОКАЦИОННЫЕ СТЛИЦИИ В импульсной РЛС (рис. 1.1) передатчик состоит из высокочастотного генератора и,импульсного модулятора, определяющего длительность т„н частоту посылок Р радиоимпульсов, излучаемых в пространство. Для обеспечения болыпой дальности действия РЛС потребовалось существенно увеличить размеры антенн и использовать электрическое сканирование луча, так как невозможно иметь механически подвижные антенны больших разл1еров Обзор пространства в азимутальной и угломестиой плоскости такими станциями, как правило, ведется в некотором секторе около 50 — ВОР. Размеры сектора определяются возможностями электрического сканирования луча.

Следовательно, для перекрытия более широкого сектора необходимо несколько станций, Если для приема и передачи сигналов используется одна и та же антенна, то для защиты входных цепей приемника от перегрузки во время излучения импульсов применяются специальные антенные переключатели. При приеме отраженный сигнал поступает пв малошумящий ' усилитель высокой частоты, в качестве которого могут применяться лампа бегущей волны, параметрический или квантовый усилители. Усиленный сигнал йодаетсн в высокочастотный смеси- тель, где смешивается с сигналом местного гетеродина, и.образует сигнал промежуточной частоты.

После усилении по промежуточ- ". ной частоте и детектирования отраженный сигнал поступает на видеоусилитель, обеспечивающий усиление сигнала до величины, достаточной для,яормальной работы устройства автоматпческого съема координат. Это устройство выделяет полезный сигнал на фоне шумов и преобразует радиолокационные данные в цифровой код для последующей обработки их в ЦВМ. измерение скорости цели. Сигналы с выходов фильтров подаются на амплитудные детекторы н далее через коммутатор поступают в систему автоматического съема координат.