Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (Рекомендованные учебники), страница 7

Учеб.λ2Fд .24ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИИ1.2. ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙТаким образом, рассмотренные закономерности распространения радиоволн позволяют определить координаты цели (rц, βц, εц) и её радиальнуюскорость.Даже при остронаправленном облучении цели от ее поверхности отражается незначительная часть излучаемой энергии. Ещё в большей степени рассеяние энергии проявляется на пути от цели до приемной антенны в силу слабой направленности вторичного излучения.

Приходящиесигналы, особенно на больших дальностях, оказываются слабыми, и нужно принять ряд мер, чтобы выделить их на фоне помех (собственных шумов приемника, шумов космического происхождения, помех от другихрадиоустройств и т. п.). К числу таких мер относятся: увеличение среднеймощности зондирующих колебаний, габаритов антенн, применение высокочувствительных малошумящих элементов приемника. Наряду с этимдолжна предусматриваться такая обработка смеси сигналов и помех, прикоторой обеспечивается наилучшее использование взаимных различийсигнала и помех для решения задач радиолокации.

Взаимные различиядолжны наилучшим образом использоваться и при разрешении сигналовот нескольких целей.1.3. СПОСОБЫ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВАБольшинство современных радиолокаторов вырабатывает поток информации о целях в участке пространства, содержащем весьма большое число разрешаемых объемов. При этом могут использоваться принципы последовательного, параллельного и параллельно-последовательного обзора пространства и составления потоков информации.

Эти принципы закладываются в основу построения отдельного радиолокатора и системы радиолокаторов.Принцип последовательного обзора пространства радиолокатором случом игольчатого вида приведен на (рис. 1.6). Закон перемещения луча может быть различным, например, по спирали.Принцип параллельного обзора и получения нескольких потоков информации показан на (рис. 1.7). Создается пучок игольчатых лучей, каждомуиз которых соответствует свой приемник.Если по одной из угловых координат (углу места) поток информацииполучается параллельно, а по другой (азимуту) – последовательно, например,за счет вращения многоканальной антенной системы, имеет место параллельно-последовательное составление потока информации (рис. 1.7). Радиолокационные системы. Учеб.25ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИИ1.3.

СПОСОБЫ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВАΩβε2εε1Рис. 1.6. Последовательный спиральныйобзор с ДН игольчатого типаΩβРис. 1.7. Последовательно-параллельныйобзор многоканальной антеннойДН высотомераДН дальномераε1ε2Рис. 1.8. Последовательный обзор по угловым координатамс помощью дальномера и высотомера1РЛСПункт сбораи обобщенияинформации2РЛС3РЛСРис.

1.9. Радиолокационная системаПоследовательные, параллельные и параллельно-последовательные потоки информации могут быть образованы также с помощью двух и болеераздельных радиолокаторов. Например, радиолокаторы (дальномеры) с ДН,изображенной на рис. 1.8 сплошной линией, образуют последовательный поток информации об азимуте целей. Специальные радиолокаторы (высотомеры) с узкой ДН в вертикальной плоскости (пунктир на рис. 1.8) производятпоследовательный обзор по углу места и определяют высоту целей на тех Радиолокационные системы. Учеб.26ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИИ1.3.

СПОСОБЫ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВАазимутах, где они обнаружены дальномером. Для повышения качества радиолокационной информации РЛС организуются в соответствующую радиолокационную систему (рис. 1.9).1.4. ЭТАПЫ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИДля характеристики обработки радиолокационной информации (РЛИ)вводят понятие трех этапов обработки.Этап первичной обработки включает операции обнаружения и измерения (оценки) параметров сигналов.

Первичная обработка проводится непосредственно на РЛС или на одной из позиций многопозиционной РЛС. Совокупность оценок параметров сигналов образует радиолокационную отметкуот цели.Вторичная обработка производится по совокупности радиолокационных отметок и обеспечивает формирование траекторной информации.Третичная обработка состоит в объединении и отождествлении информации отдельных РЛС, входящих в радиолокационную систему, или информации отдельных радиолокационных систем.В соответствии с выполняемыми функциями различают радиолокаторы обнаружения целей, точного измерения координат и параметров движения целей, распознавания и т. д.

Если радиолокаторы обнаружения обычно являются многоцелевыми, то радиолокаторы точного измерения координат и параметров могут быть одноцелевыми или рассчитанными на малое число целей.Радиолокаторы, обеспечивающие выполнение ряда функций (обнаружения,распознавания, точного измерения координат и параметров движения целей), называют многофункциональными радиолокаторами.По мере развития радиолокационной техники расширяется многообразие известных типов радиолокационных устройств.

Современные радиолокаторы дальнего обнаружения космических объектов могут представлять собойгигантское сооружение с размерами антенн порядка десятков и сотен метров, со значениями средней мощности излучаемых колебаний порядка сотени даже тысяч киловатт. Наряду с этим широко используются значительноменьшие по размеру подвижные наземные радиолокаторы обнаружения аэродинамических объектов, радиолокаторы наведения и т. д. Широкое применение находят бортовые радиолокационные устройства обнаружения и наведения, обзора и картографирования земной поверхности, определения путевой скорости и измерения угла сноса.Таким образом, для решения задач радиолокации, основными из которых являются задачи обнаружения, измерения координат, разрешения ираспознавания, создаются как отдельные РЛС, так и их системы, реализующие методы активной и пассивной радиолокации. Этапы обработкиРЛИ в них традиционно делят на этапы первичной, вторичной и третичной Радиолокационные системы.

Учеб.27ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИИ1.4. ЭТАПЫ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИобработки.1.5. ДИАПАЗОНЫ РАДИОВОЛН, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИОЛОКАЦИИВажным фактором при выборе диапазона длин волн является характеротражения радиоволн от целей. Если размеры цели и радиусы кривизны отдельных ее участков много меньше длины волны, то сильнее сказывается явление дифракции волн, интенсивность отражения мала. При этом цель можноуподобить антенне с очень малой действующей высотой.Другой крайний случай, когда размеры цели и радиусы кривизны отдельных участков много больше длины волны, диапазон близок к оптическому, интенсивность отражения достигает заметной величины, мало зависит отдлины волны и определяется в основном отражающими свойствами и размерами цели.

В промежуточном случае соизмеримости размеров цели или ееотдельных участков с длиной волны возможно резонансное возбуждениеучастков поверхности цели, при котором интенсивность отражения заметновозрастает в некоторых направлениях.Учитывая размеры реальных целей, приходим к выводу, что для того,чтобы длина волны была много меньше этих размеров или соизмеримасними, в радиолокации необходимо использовать диапазон ультракороткихволн (УКВ). Другая причина использования этого диапазона, особенно волнболее коротких, чем метровые, связана с размерами антенн.

Дело в том, чтоугловая ширина ДНА независимо от ее типа прямо пропорциональна длиневолны и обратно пропорциональна соответствующему размеру.Для зеркальной антенны в виде усеченного параболоида ширина лучапо точкам половинного значения мощности65λ d AΘ0,5 =,(1.1)где λ – длина волны, a dA – максимальный линейный размер зеркала в плоскостилуча. Например, при λ = 3 см для получения ширины луча Θ0,5 = 3° требуется dA= 65 см, а чтобы луч имел такую ширину при длине волны λ = 3 м, размер зеркала dA должен составлять 65 м.Острый луч, обеспечивающий возможность разделения нескольких целей по угловой координате и также высокую точность определения координат при заданных размерах антенны, можно получить только при достаточнокороткой волне λ.С точки зрения повышения разрешающей способности и точности (т.е.

информативности радиолокационного сигнала) необходимо расширять полосу частот зондирующего сигнала, что, например, достигается уменьшением длительности зондирующих импульсов либо применением специальных Радиолокационные системы. Учеб.28ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИИ1.5.

ДИАПАЗОНЫ РАДИОВОЛН, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИОЛОКАЦИИсложных сигналов. Естественно, что расширение полосы передаваемых частот требует повышения несущей частоты сигнала.При выборе диапазона волн важное значение имеют особенности распространения радиоволн в атмосфере, в частности, резонансное поглощение (например, для кислорода на частоте 60 ГГц поглощение составляет около 14дБ/км), что вынуждает избегать применения соответствующих частот.В современной радиолокации широко используются метровые, дециметровые и сантиметровые радиоволны, а в лазерном локаторе – волны оптического диапазона. Технические особенности той или иной РЛС обусловлены диапазоном волн, методами получения зондирующего сигнала, методами обработки отраженного сигнала и особенностями работы оконечного устройства. Радиолокационные системы.