Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Базы бывают не только постоянными d = const (рис. 2.11, б), но и переменными (рис. 2.11, в). Приемный пункт, например головка самонаведения (рис. 2.11, в), располагаетсяна ракете, так что d = var. Наряду с однобазовыми (двухпозиционными)разнесенными активными РЛ средствами возможны многобазовые (многопозиционные). В связи с усложнением задач радиолокации интерес к разнесенным РЛ средствам в последнее время существенно возрастает.92Глава 2. Принципы построения и обобщенная структура РЛ систем и РЛКЦепьЦепьабПередающееустройствоПриемноеустройствоd = constПередающееустройствоПриемноеустройствоЦепьОтветчиквгПриемноеустройствоПриемноеустройствоd = varПередающеeустройствоПередающееустройствоЗапросОтветдЦепьПередающееустройствоЗапросчикПриемноеустройствоПриемноеустройствоРис.
2.11. Обобщенные структурные схемы, поясняющие сущностьметодов радиолокацииАктивная радиолокация с активным ответом (вторичная радиолокация) позволяет получать надежную информацию о своих объектах (например, о кораблях, самолетах, танках и т. д.). Для этого их облучают(рис. 2.11, г) запросными (зондирующими) сигналами. На объектах устанавливают ответчики, т. е. приемопередатчики, переизлучающие принятые(излучающие ответные) сигналы. Несущие частоты, законы модуляции93Раздел I. Основы теории и методологии радиолокационных систем и комплексов(коды) запросных и ответных сигналов могут изменяться в широких пределах. Это обеспечивает опознавание государственной принадлежностиобъектов («свой – чужой») и индивидуальное опознавание.
Активный ответ широко применяется также в задачах УВД.Пассивная радиолокация использует собственные излучения элементовцели и их ближайшей окрестности. Излучения создают нагретые участки поверхности, связные, локационные и навигационные средства (обеспечениябезопасности полета в том числе), средства РЭП, ионизированные образования различного вида.
В общем случае средство пассивной радиолокацииможет быть размещено на одной (рис. 2.11, д) или нескольких разнесенныхпозициях. На принципах пассивной радиолокации работают, в частности,средства радиотехнической разведки излучений. Пассивные и активные РЛсредства могут составить единое целое – это будут активно-пассивные РЛК.Важное значение для активных и активно-пассивных СРЛ имеет характер зондирования пространства.
Увеличивая отношение размеров антенны к длине волны, добиваются, как известно, высокой направленностиантенн.Высокая направленность зондирующего излучения обеспечиваетконцентрацию его энергии, облегчая последующее выделение отраженныхсигналов. Зондирование различных участков пространства часто проводится поэтому неодновременно, т.
е. наряду с одновременным обзором участков пространства реализуется последовательный обзор. Поскольку колебания, излучаемые в каждом направлении, обычно модулированы вовремени, законы модуляции для различных направлений не совпадают.В этом случае имеет место пространственно-временная модуляция зондирующих колебаний. Она достигается путем временнóй модуляции в передатчиках и перемещения характеристик направленности передающих антенн в пространстве. Возможные виды пространственно-временной модуляции обеспечивают последовательный обзор пространства по жесткойпрограмме либо по гибкой – в зависимости от результатов текущих наблюдений.
Для повышения оперативности обзора используют антенны с электрическим управлением положением луча типа ФАР.На параметры принимаемых РЛ сигналов и их использование дляизмерения координат целей влияют свойства среды, в которой распространяются радиоволны. Простейшим и основным является случай распространения в свободном пространстве, которое принято полагать: 1) однородным; 2) изотропным; 3) недиспергирующим. Это значит, что скоростьраспространения радиоволн: 1) одинакова для всех элементов этого пространства; 2) не зависит от направления распространения и поляризацииволны; 3) не зависит от частоты колебаний (с ≈ 3 · 108 м/с). Зондирующийи отраженный сигналы распространяются по прямолинейным траекториям без искажения своей формы.
Времена запаздывания tз отраженных от94Глава 2. Принципы построения и обобщенная структура РЛ систем и РЛКточечных целей сигналов относительно зондирующих определяются дляразнесенных (рис. 2.11, б) и совмещенных (рис. 2.11, а) РЛС соотношениями tз = (Д1 + Д2)/с и tз = 2Д/с. Дальность до цели кодируется тем самымво временной структуре принимаемых колебаний. Для совмещенных РЛСдальность однозначно определяется временем запаздывания: Дц = с tз/2, гдеДц измеряется в км.При использовании разнесенных пунктов приема или одной многоэлементной антенны можно говорить о пространственно-временнóй′ запаздываний хаструктуре принимаемых колебаний. Набор временныхрактеризует не только дальности, но и угловые положения целей. При малом разносе приемных элементов (в пределах ФАР), когда разностью запаздываний огибающих сигналов до приемных элементов можно пренебречь, угловая координата цели находится по распределению начальных фазпринимаемых колебаний.
С этим же распределением связано формирование ДНА. Вращая ДНА (сканируя), можно сравнительно просто измерятьугловые координаты – азимуты и углы места целей, например, по максимуму отраженного сигнала (рис. 2.12, а), обеспечивать их угловое разрешение (рис. 2.12, б). Информация о различных угловых направлениях при одноканальном приеме поступает последовательно во времени, при многоканальном (когда характеристики рис.
2.12, б относятся к разным каналамприема) ее можно получать параллельно, практически одновременно.UэхоUэхоПачка эхосигналаββц90º270º180ºц1βц10ºβц270ºββц2βц2цβцβц1NN0ºПачки эхосигналовΔβц2βц190ºΔββц2180ºабРис. 2.12. Схема, иллюстрирующая принцип измерения угловыхкоординат и разрешения целей95Раздел I. Основы теории и методологии радиолокационных систем и комплексовЗондирующий сигналЭхосигналАнтенныйпереключательПриемникАнтеннаясистемаЭхосигналИмпульсныйрадиопередатчикИмпульсызапускаСинхронизаторИндикаторноеустройствоИмпульсызапускаИнформация о положении диаграммы направленности (код азимута)Рис. 2.13.
Структурная схема простейшей импульсной РЛСРеализацию принципов обнаружения целей, измерения их угловыхкоординат и дальности поясним на примере структурной схемы простейшей активной импульсной РЛС с совмещенной приемопередающей антенной и одним приемным каналом (рис. 2.13). Важным элементом РЛС является синхронизатор, запускающий ее основные элементы.
Зондированиекороткими радиоимпульсами обеспечивает неодновременность приемаи излучения. Это позволяет использовать общую антенну, коммутируемуюантенным переключателем на передачу и прием.После излучения ЗС антенна соединяется с приемником. ИКО обеспечивает возможность обнаружения оператором вторичного излучения цели, измерения дальности до цели и ее угловых координат (азимута). Предусматривается использование цепей автоматики. Последние связываютиндикаторное устройство с антенной, выдают информацию о текущем положении ДНА, а значит, угловых координатах целей, а также управлениеэтой диаграммой (контур управления на рис. 2.13 не показан).В более общем случае прием может быть многоканальным, длительность сигнала не обязательно должна быть малой.
Приемная и передающая антенны могут быть разделены (даже в совмещенной локации).Существенную роль в радиолокации играет фактор движения целей,′ запаздываний отдельных элементов,вызывающий изменение временныха значит, всей структуры сигналов. Так, радиальное движение цели относительно совмещенной импульсной РЛС: 1) изменяет запаздывание последовательно принимаемых импульсов; 2) приводит к известному из физики изменению несущей частоты – эффекту Доплера. Оба эффекта порознь могут использоваться для измерения радиальных скоростей целии их скоростного разрешения. Как поясняется ниже, они – проявления эф96Глава 2.
Принципы построения и обобщенная структура РЛ систем и РЛКфекта трансформации сигнала за счет движения цели. Селекция по скорости широко используется для защиты от пассивных помех.При любом из методов радиолокации приходящие сигналы частооказываются слабыми. Особенно это относится к активной радиолокации,где имеет место двукратное рассеяние энергии: на пути до цели и обратно.Для выделения слабых сигналов принимают ряд мер: увеличивают по возможности габариты передающей и приемной антенн, среднюю мощностьзондирующих колебаний; применяют высокочувствительные (малошумящие) входные элементы радиоприемных устройств. Оптимизируют наряду с этим обработку принимаемых колебаний с учетом внешних помехи внутренних шумов приемника.Оптимизация обработки означает наилучший (в статистическомсмысле) учет взаимных различий сигналов и помех, что оказывается существенным при обнаружении и измерении.
Различия учитываются также приразрешении целей, их распознавании. К радиоприемному устройству подходят при этом как к специализированному вычислительному устройству,точно или приближенно выполняющему линейные и нелинейные операцииоптимальной (согласованной) обработки принимаемых колебаний. С освоением ФАР в радиоприемное устройство стали включать и операции надпринятыми элементарными сигналами (операции пространственной обработки). Антенные операции оказываются начальными звеньями единой цепиобработки (аналоговой, цифровой, комбинированной). Оптимизируя обработку, учитывают также условия распространения радиоволн в средах, отличающихся от свободного пространства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
