Леонов А.И., Васенев В.Н. Моделирование в радиолокации (1979), страница 5

и В режиме сопровождения на блок подаются оценки доплеравской частоты ул н временной задержки у„яолучвнвые я результате измерения этих величин прн сопровождеиян. Для формирования дясхрнмннаторных характеристик прн сопровождении используются попарно-расстроенные каналы многоканального корреляцонно-фяльтрового устройства, прн этом: для форМировании' '-' дискрнмннатарной характеристики системы сопровождеиня по:! доплеровской частоте (радиальной скорости двнженян цели) попользуются сигналы с выхода двух каналов, расстроенных на ве- личинУ -~ха) отноСИтЕльно частоты Тн; ДлЯ фоРмиРованиЯ же Рнс.

1.12. Структурная схема нмпульсно-доплеровской вмплвтудной суммарно. разностяой мононмпульсной РЛС дискриминаторной характеристики системы сопровождения по дальноспн используются снгналы с выхода двух каналов, расстроенных на велнчнну ~=тат относнтельно задержки Г,. Вычнсленне ошибок сопровождения н оценки наклонной дальности н радиальной скорости сопровождаемой цели осуществляется в ЦВМ по сигналам с выхода соответствующях каналов. Сягнал с выхода фильтра (Ф) приемника суммарного сигнала поступает на фазовый детектор непосредственно, а с выхода пряемняка рззностного сигнала через фазовращатель (ФВ) (сдвнг '".: фазы на 90'). Гетвродияиое напряжение по форме совпадает с зондирующим сигналом.

Временное положение и частота гетеродниного напряжения (с точностью до промежуточной) опреде- лнютсЯ оценками Тд н Уа. 22 Прн точном сопровождении по дальности н доплеровской частоте на входы УПЧ суммарного н разностного прнемннков посту»1ает ДеМодулиРованный сигнал. Фильтры приемников согласованы с демодулнрованным сигналом. Фазовращатель обеспечивает сдвиг фазы Разностного сигнала на входе фазового детектора по отношеннто к суммарному на 180'. С устройства съема данных необходимая информация поступает в ЦВМ для оценки углоных координат сопровождаемых целей и формирования сигнала, выдаваемых на антенну для управления свловымн прнводамн н электронного управления лучом.

Нормировка сигналов осущестмляется в ЦВМ. Для этих целей может быть использован сигнал ~ выхода канала корреляцвонно-фильтрового устройства. 1Д. РАДИОЛ(ЖАЦИОИНЫЕ СТАНЦИИ С НЕПРЕРЫВНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ Сохранение разрешающей способностн по дальности н нзмеремне скорости возможно также н в РЛС с непрерывным взлучендем частотно-модулированного сигнала. Принцип определения дальности в таких РЛС можно пояснить с помощью структурной схемы простейшей РЛС с частотной модуляцией (рнс. 1.13). Сигнал передатчика, модулированного частотным модулятором, излучается через систему А1 в направления цели х(. Отраженный от цели сигнал частоты ), через систему А» , поступает на вход приемника.

Одновременно нз вход прнемпнка Рис. !.1Уь Структураав схема РЛС с чв- Рис. 1.14. Изменение частоты перестотнымн методами определенна даль- датчика по линейному закону носта за счет связн между антеннами А, .и Аз нлн по специальному филеру .поступает часть энергии напученного сигнала частоты В смесителе приемника происходят сравнение частот излученного н отраженного глгналов, н на устройство обработки данных выдается преобразованный сигнал, частота которого в каждый момент времени равна разности этих частот ~~ — Ц=4~. Следовательно, определение далычости до цели прв частотной модуляции сводвтся к замеру разностн частот излученного н отраженного снгналов. Покажем это иа следующем примере. Пусть частота передатчика 1 изменяется по линейному закону (рнс. 1.14).

Изменение 23 частоты отраженного от целн сигнала будет происходить с запаз- -:;,' дыванием ка время распространения сигнала ун=М1с. Если крутизну прямой ас, т. е. скорость нзменення частоты передатчика, обозначить ун=1п эн, та нз треугольника айс получим 1н=-4н 1й рв=ГнунйунЦс. (1.13) Таким образом, разность частот излученнага н отрэженвага сигналов прямо пропорциональна расстоянию до цели н однозначна ее определяет.

Поскольку непрерывное нзменение частоты передатчика па линейному закону на практике осуществить нельзя, прнмеияют различные формы пернодическай модуляции его частоты относительно некоторого походного значения. Одним нэ наиболее — — простых методов частотной модуляция' яередатчика является модуляция по пилообразному закону (рис. 1.15). В РЛС с непрерывным нзлученнем частотно-модулированного сигнала (рис. 1.16) в качестве генераторов высокой частоты в передатчике могут нспользоваться магиеРнс.

1.15. иамененяе ча- троны, клистроиы„лампы обратной волны. счеты перехатмыа "о Модуляция частоты генератора асущеснмметрнчному пнлооб. ствляется как механическим, так в электрическим путем. Поскольку излученне' производится непрерывно, то па гги невозможно использовать для приема я передачи снгналов одну общую антенну. Поэтому приемная часть станция имеет самостоятельную антенну, установленную тэк, чтобы .нсключнть возможность попадания на вее прямого излучения передающей антенны.

Рас. 1.16. Структурная схема РЛС с непрерывным налученнем Принятый отраженный снгкал усиливается УВЧ н смешивается с сигналом местного гетеродннв, в результате чего формируется сиГнал ПЧ. Усилитель ПЧ должен иметь полосу пропускання, достаточную для пропускания всего спектра даплеровскнх частот. Доплеровская частота, соответствующая определенной скорости, выделяется в узкополосном фильтре. Для одновременного определення нескольких доплеравскнх частот используется комплект подобных фильтров.

Прннцнп определения дальности одной цели 'при лннейнай модуляция был рассмотрен ранее. Прн наличнв на обследуемам направления многих целей на выходе УПЧ формируется спектр дальномерных частот 1н, каждая нз которых характеризует расстояние до соответствующей цели. Для одновременного определения дальнастн до многлх целей в станции имеется набор акалнзаторав спекпрэ частот. Амплитудные детекторы нспользу1отся для демадулированвя выхода каждого фильтра влв ,'слектроанализатара в получения сигнала, указывающего на присутствие цели в данном фильтре. Сигналы с выища детекторов через коммутатор подаются для дальнейшей обработки в ЦВМ. Непрерывный метод работы РЛС с частотной модуляцией обладает рядом достоинств перед импульсным.

Освовнымн из ннх являются: — вазможность измерить очень малые дальности; — малая мощность нзлучення, катараи в несколько сотен нлв тысяч раз меньше пиковой мощности излучения импульсной РЛС с той же дальностью действня; — воэможность однозначиога измерения скорости цели.

Однако метод непрерывного мзлучення с частотной модуляцией обладает н 'существеннымв недостатками. Основные нз ннх: необходимость намеренна дальности с помощью частотных анализаторов спектра, которые сложны н громоздки при практическом применении; трудность эффективного разделения нзлучаеиых и прннвмаемых колебаний; высокие требования к линейности взменення частоты для обеспечения однозначности отсчета дальностя в РЛС с высокой разрешающей способностью. Этн недостатки являются главнымв фактарамн„опредезввщнмн шнрокое применение импульсного метода по сравненню с непрерывным. Глава 2 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЛС 2.1. ОСНОВНЬ% ЭаачАЧИ ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ Современные РЛС суть разветвленные, управляемые ЦВМ комплексы, стоящие в ряду нанбалее сложных технических систем. Аппаратурная н программная сложность РЛС сама па себе порождает сложность ее аналнза и сннтезэ ва всех стадиях раз- 25 работки,н эксплуатации.

Исследование затрудняется тем, что проектируемые РЛС предназначаются обычно для работы в состава еще более сложных систем (систем управлення воздушным дввженнем 116, 110], комплексов для космических траекторных измереняй 1731 и т. и.) н находятся в тесном взаимодействии с другнмн элементамн зглх систем, которые — в большем ялн меньшем приближении — приходится учитывать прн расчете, моделэрованни нли нспытанвв РЛС. Другим, усложняющим исследованяя. обстоятельстэом является стохэстмчеоквй характер процессов, протекающих в РЛС (шумов, помех, сбоев аппаратуры, нзмененнй параметров во времени н т.

д.). Это означает, что радиолокационную систему л общем случае удается изучить л:ишь посредством многократно повторяемых вспытавнй влв расчетов, позволяющнх получить представительный ансамбль исследуемых характеристик н критериев качества снстемы. Соответственно удлнняются срокн исследования. Отмеченные выше трудности, характерные для любых (аналитических, численных, экспериментальных) методов исследования РЛС, приобретают особенное злачевне для цифрового моделяроваиня, являющегося основным предметом настоящей янягн.

Техвнческн цвфровое моделярованне сводится к машинным экспериментам с программой, нмнтнрующей работу исследуемой системы прк случайных внешних воздействиях. Прн этом предполагается, что ямнтярующая программа воспроизводит структуру системы я протекающие в 'ней физические процессы, позволяя таким образом сочетать экспериментальный н расчетный подход к исследованию, объедания наглядность эксперимента с гмбкостью вычисаителнной программы. Заметим, что требование наглядности естественным образом вытекает из необходимости всяользования моделей я рамках единого человеко-машинного процесса разработки и последования ',, РЛС.

Однако именно это требование, зачастую трактуемое как свиояим полноты приближенна к реальной снстеме, подчеркнвает несоответствие между возможностями ЦВМ„на которой осуществляется моделирование, и сложностью моделируемых процессов, на много порядков превышающей сложность ЭВМ. Например. при моделнроваяян РЛС управления воздушным двнженнем многолетняя работа большого, содержащего множество ЦВМ комплекса воспроизводится одной ЦВМ за несколько десятков (реже — сотен) часов. Возможность снятия ~илн ослабления этого противоречия в каждой конкретной задаче моделнровакня завкснт от того, удастся лн упростить модель и обосновать допустимость вносимых при этом погрешностей моделнровання.

Цифровое моделирование РЛС вЂ” не механический перенос яв программные бланки всех сведений об РЛС, радиолокационных целях н окружающей среде, которыми располагает разработчик, а процесс преобразовання н обобщенна этих сведений. Основным предметом теории моделирования является, таким образом, проблема рационального упрощения модели. Рэссмот- 26 онм некоторые, наиболее типичные для практики разработкн РЛС аспекты этой проблемы. Первый круг теоретических вопросов порождается расчленением процесса разработки РЛС в соответствии с расчленением самого радиолокацновного комплекса на ряд подсистем, выполняющих обнаружение целей в контролируемом пространстве, нзмеренне их коордннат, обработку информации, полученной яра измерениях, обмен информацией между подсистемами, .контроль системы н т.