Леонов А.И., Васенев В.Н. Моделирование в радиолокации (1979), страница 3

Последующая обработка их производится в ЦВМ. Если в станции используются широкополосные сигналы, то после смесителя может стоять оптимальный фильтр плн устройства порреляционно-фильтровой обработки. Примером нмпульснодоплеровской станции является РЛС АИ1ЕРЗ-б0 американской системы ВМЕ нуБ [86], Станция, структурная схема которой приведена на рис, 1.3, работает в дливноволновой части дециметрового диапазона. Неподвижная антенна имеет усеченный параболический отражатель,длиной 120 м и высотой 50 и.

Электриче- Рнс. 1.1. Структурная схема нмпульснса РЛС Если в РЛС пспользуются широкополосные радиолокационные сигналы 1частатно-модулированные нли фазоманипулироваиные), то в станции песле смесителя ставится оптимальный фильтр й линейный УПЧ. Большим недостатком импульсных радиолокационных станций является то, что они не позволяют определять скорость цели.

Для одновременного определения скорости цели, дальности и угловых координат применяются импульсно-доплеровские РЛС, называемые также когерентно-импульсными. Упрошенная структурная схема такой станции показана на рис. 1.2. Передатчик станции излучает импульсы, лак ~и обычный импульсный передатчик, Но одновременно вырабатывается погерентный сигнал местного гетеродяна. Под когерентностью здесь понимается сохране.ние фазы зондирующего сигнала в опорном сигнале. Когерентная связь передатчика и местного гетеродина приемника обеспечивается с помощью общего ВЧ генератора незатухающих колебавнй.

Колебания ВЧ генератора усиливаются мощными усилителямн и излучаются в виде импульсов. Отраженный сигнал после усиленна УВЧ смешнваегся в смесителе с сигналом местного гетеро- дина, в результате чего образуется оигнал промежуточной частоты. Этот сигнал поступает в УПЧ и далее на комплект из 1т' фильтров доплеровских частот, с помощью которых производится 1О Ряс. ! д. Структурная схема нмпульсеа-пеплеронсксй РЛС Рнс, 1З. Структурная схема РЛС АХ/РРЯ-ЗЦ акое качание луча в горизонтальной плоскости осуществляется переключением рупорных облучателей, Станция имеет широкий луч в угломестнай плоскости и узкий — в азнмутальнай (окала 1 ). Сектор обзора по азимуту — примерно 38.

В заданном секторе осуществляется строчный обзор пространства. Для измерения скорости цели в приемнике станции применяется набор узкополосных фильтров, обеспечивающих перекрытие всего диапазона возможных доплеровскнх частот. 1.3. мОИОимпульсиые РАдиОлОкАциОнные стльции При манонмпульсной пеленгацнл каждый отраженный импульс дает полную информацию об угловом положении цели. В силу, этого амплитудные флуктуации отраженного сигнала не оказы- . вают заметного влияния иа точность измерений угловых координат. Техническим средством реализации моноимпульсной пеленгации служит многоканальный прием.

Поэтому принцип монаим-. пульсной пеленгации заключается в приеме отраженных от цели сигналов одновременно по несколькнм независимым приемным каналам с последующим сравнением мх параметров Обычно пре- РЛС, которые обнаруживают .н определяют координаты всех целей, находящихся в диаграмме лапранленнастн н разрешаемых по далнности, для каждого положения луча в пространстве Кзк уже говорилось выше, в манонмпульсных РЛС информация об угловом положении цели получается при попарнам сравнении принятых аигналон. Прн таком сравнении снгнал на выходе моноямпульсной РЛС ке зависит ат абсолютного значения амплитуд принятых сигналов, а определяется лишь углом прихода сигналов. Дзгскрнмииаторнаяхарактеристика манонмпульсной РЛС должна указывать ла величину и знак угла прихода принятого сигнала, т.

е. должна являться нечетной действительной функцией угла прихода сигнала. !4сходные данные об угле прихода, содержащиеся- в паре сигналов, образуются с помощью моноимпульсной антенны, которую называют угловым датчиком, В соответствии с указанныззн полажениямн иад принятыми сигналами должны быть произведены такие операции, чтобы можно было получить функцию, вещественная часть которой' удовлетворяла бы требованиям, предъявляемым к дискрнмннатарным характеристикам (независимость ат интенсивности сигнала и нечетность относительно'равноснгнальнага направления).

Рассмотрим возможные аналитические решения поставленной задачи 186, 127]. Напряженность электромагнитного поля в точке приема в комплексной форме можно записать как функцизо времени 1 Ю(Ю) =Е ехр1(га( — ~ра). 0~~Т. нателла Рве 1.4. Сравнение ипналов по амплитуде в моаопмпульсвой РЛС с вмплатудвой пе- левгацвей Рве. 1Д Сравнение сигналов по фазе в мововмпульеаой РЛС с фазовой пеленгацией а дусматривается по два независимых приемных канала ма каждую координатную плоскость пеленгации.

В зависимости от характера ' извлечения угловой информации о цели из принимаемых сигналов различают два основных метода моноимпульсной пеленгации: амплитудный н фазовый. В монанмпульсных РЛС с амплитудной пеленгацией для определения угловой координаты в одной плоскости формируются две диаграммы направленности антенны, разнесенные на угол -ьее от равнаснгнальнога направления (РН) (рнс. 1.4) ..В мононмпульсной РЛС с фазовой пеленгацией направление на цель в одной координатной плоскости определяется сравнением фаз сигналов, принимаемых двумя отдельными антеннами (рнс. 1.5); Рассмотрим мононмпульсные РЛС, предназначенные для автоматического сопровождения цели, н обзорные (многоканальные) моноимпульсные РЛС.

Причем под обзорными будем понимать 12 где Š— амплитуда напряженности поля; еа — угловая частота; <ра — начальная фаза поля. Дмаграммы направленности антенной системы, которые являются комплексными фуккцнямн угла, выражаются зависимостями ), (6) =Ее (6) ехр1~рг (6). ~~(6)=Р~(6) ехрррз(6), (1.2) где Ег (6), Е~(6) — амплитудные диаграммы направленности: чч (6), щ~(6) — фазовые диаграммы направленности. Фаэавые диаграммы нанравленнасти будем считать зеркальнымн отображениями друг друга относительно равносвтнальнога направления, амплитудные диаграммы направленности идентичными и смещенными авонмя максимумами на угол +-Еа относительно равносигнальнаго направления, т.

е. ф, (6)='Ь|(Е), фз(Е)=г7,ф(Е); е,(6)=г(6 — 6.), е,(е)=г(6+6.), где ар(6) — разностна-фазовая диаграмма направленности антенной системы. аз гз Е, (Ф. 6) й (6) Р, (6] сиргу, (6) е.е,е ета = е,м иГв> (1.8) Отраженные сигналы, которые при~иммотси раэнесеннымн антеннами, могут быть записаны как а,(), 8) =й(1) 11(В), (1.4) гз(4, 8) =г(4) 6(8). Тогда отношение двух принятых сигналов можно записать так Данное отношение, которое называется мультивликатквным, при определенных условиях может служить исходным для формирования дискриминаторной характеристики.

Для формирования дискряминаторной характеристики может быть использовано также отношение разностного сигнала к сум- марному и, (б е) — н, (б е) й (е) -1, (е) й, (у. 6)+й,(1. 6) Х*(е)+Ре(6) ' которое обычно называют аддитивным отношением принятых сигналов. Устройства, в которых образуются сумма и разность принятых сигналов, называются преобразователями. В качестве суммарнораэностного преобразователя применяется обычно кольцевой волноводный мост нли двойной волноводный тройнвк.

Операцию вычисления отношения двух сигналов, преобразованных или пепреобрвзованных, невозможно выполнить без предварительного их усиления. Устройство, содержащее активные элементы, включая усилители и схему сравнения, которая образует дискрнминаторную характеристику, пазываетоя угловым дискриминатором. Угловой дпскриминатор, в котором для образования дкскримпнаторной характеристики псполъзуется мультипликативная функция угла.' реагирующий только на амплитудные соотношения принятых сигналов, называется амплитудным, а реагирующий только ла фаэовые соотношения — фазовым. Угловой дискриминатор, который реагирует как нз амплитудные, так и на фаэовые отношения сигналои и в котором для образования дискриминаторной характеристики попользуется аддитивная функция угла, называется суммарно-раэлостным.

Таким образом, возможно только три различных метода измерения угла (три типа угловых дискриминаторов): амплитудный, фазовый и суммарно-ревностный 185, 127). Каждый из них можно использовать либо при амплитудной, либо при фазовой пеленгации. Моноямпульсные РЛС с фазовой пеленгацией обладают следующими существенными недостатками 188): — необходимость пространственного разнесения фазовых центров приемных антенн; — необходимость взаимного фазового выравнивания приемных каналов; — трудности разработки фазовых детекторов в случае работы широкополосяыми сигналами со сжатием импульсов; — нейднозначность отсчета фазового угла и свявзниая с этим необходимость усложнения схемы угломерного канала.