Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Достоинством этих систем являетсявысокий темп обновления информации о целях, находящихся в ЗО; недостатком – большая сложность по сравнению с системами последовательного обзора.В зависимости от последовательности получения информации изэлементов разрешения, располагающихся по определяемым координатамЗО, различают: обзор по дальности и обзор по угловым координатам (азимуту и углу места).Последовательный обзор по дальности выполняется в процессе распространения радиосигнала с конечной скоростью до цели и обратно. Никаких специальных операций для выполнения такого обзора производитьне требуется. РЛ сигналы, соответствующие различным элементам разрешения по дальности, поступают на вход приемника РЛС последовательново времени. Время, затрачиваемое на обзор ЗО по дальности в одном направлении, значительно меньше времени, затрачиваемого на обзор по угловым координатам, поэтому им пренебрегают при анализе обзора по азимуту или углу места.В РЛС РТВ и ЕС ОрВД наибольшее распространение получили двепрограммы обзора пространства по угловым координатам: а) параллельный по углу места и последовательный по азимуту; б) последовательныйпо углу места и последовательный по азимуту.
При реализации первойпрограммы обзора в вертикальной (угломестной) плоскости РЛС просматривает некоторый сектор, состоящий из набора игольчатых диаграмм направленности (рис. 4.7). Вращение антенной системы (приемопередающейкабины с антеннами) осуществляется с постоянной скоростью по азимуту.Данный способ обзора применяется в многочастотных РЛ дальномерахи трёхкоординатных РЛС с электронным управлением антенным лучомв угломестной плоскости.
В некоторых РЛС ширина ДНА в вертикальнойплоскости равна угловому размеру ЗО в этой плоскости (рис. 4.8, а), а развертывающее движение (вращение) в азимутальной плоскости совершается в пределах 360º. Чаще всего этот способ используют в РЛ дальномерахметрового и дециметрового диапазонов волн.При реализации второй программы РЛС просматривает ЗО (или сектор) одним игольчатым лучом последовательно во времени (рис. 4.8, б).По траектории движения луча различают следующие программы обзора: винтовой (рис. 4.9, а), строчный (рис. 4.9, б), спиральный (рис.
4.9, в)и циклоидный (рис. 4.9, г). Эти программы применяются в РЛ высотомерахи РЛС с плоской ФАР.193Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыΩРис. 4.7. Способ обзора ЗОс парциальными ДНАΩΩабРис. 4.8. Способы обзора ЗО: а – с ДНА, соответствующей в вертикальнойплоскости угловому размеру ЗО РЛС; б – ЗО с игольчатой ДНАабвгРис. 4.9. Способы обзора ЗО с игольчатой ДНА: а – винтовой; б – строчный;в – спиральный; г – циклоидальный194Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствРис. 4.10.
Вид ДН ФАР трехкоординатнойРЛС метрового диапазона волнОбзор ЗО может быть или детерминированным, или адаптивным(управляемым). В первом случае программа обзора не зависит от промежуточных данных РЛ наблюдения, во втором случае она автоматическиизменяется в зависимости от результатов предшествующих этапов обзораи в определённой степени является самоустанавливающейся. В наибольшей степени преимущества адаптивного обзора реализуются на базе ФАР,где помимо обзора пространства по дальности и азимуту (измерения дальности и азимута цели) появляется возможность обзора и по углу места и,следовательно, измерения высоты (угла места) цели (рис.
4.10).Существуют частотный и коммутационный способы управления положением луча ФАР. При частотном способе качание луча достигается изменением частоты генератора, питающего многоэлементную передающуюантенну. Коммутационный способ характеризуется тем, что при неизменнойрабочей частоте фазы колебаний, возбуждаемых в отдельных излучателяхФАР, изменяются с помощью системы управляемых фазовращателей. Частотный способ характеризуется более высокой помехозащищенностью против активных организованных помех, а также более сложным приемнымустройством, которое должно быть многоканальным для обеспечения разрешения целей по угловым координатам. В ФАР коммутационного типа используется конечное число коммутируемых фазовращателей, которые создают фиксированный фазовый сдвиг электромагнитных колебаний отдельных излучателей; непрерывное изменение фазы колебаний, как правило,не используется из-за низкой стабильности фазовых сдвигов и сложностиуправляющих схем. При наличии фиксированных фазовых сдвигов междуколебаниями отдельных излучателей решетки перемещение луча РЛСв пространстве происходит скачками, луч занимает дискретные положения195Раздел II.
Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыв пределах ЗО. Это приводит к возникновению дополнительной методической ошибки измерения угловых координат целей. Недостатками ФАР являются: относительная сложность и дороговизна; трудности обеспеченияработы в широком частотном диапазоне; существенная зависимость ширины луча от угла его отклонения от нормали ФАР в процессе сканирования.Приближенно можно считать, что ширина луча изменяется по законуθ0,5 ≈ θmin / cos γ, где θmin – минимальное значение ширины; γ – угол междунормалью к плоскости раскрыва антенны и направлением оси луча.При последовательном адаптивном обзоре может изменяться очерёдность (порядок), время просмотра, форма и размеры различных элементов ЗО, энергетические составляющие (мощность и длительность) сигналов, излучаемых при просмотре этих элементов.
Указанные параметрыпрограммы обзора изменяются с помощью блока управления обзором,в который поступают данные РЛ наблюдения. По этим данным и априорным сведениям в блоке управления на каждом этапе обзора выявляютсяэлементы зоны, в которых вероятнее всего может находиться цель. Адаптация состоит в том, что эти элементы просматриваются более детальнои в первую очередь, либо более длительное время, либо облучаются болееинтенсивными зондирующими (возможно с изменением внутренней структуры) сигналами.
Одновременный адаптивный обзор может применятьсяи в том случае, когда цель появляется в контролируемой зоне в процессеобзора. В наиболее простом варианте адаптивного обзора предусматривается два режима работы РЛС: нормальный с малыми энергетическими затратами в единицу времени и форсированный с существенно большимиэнергетическими затратами в единицу времени.Важным показателем РЛС является период обзора То, характеризующий длительность одного просмотра ЗО.
Для РЛС кругового обзораэтот показатель выбирается следующим образом: Т 0 = t ϕ 360 ° / θ° 0,5 , гдеtφ – время поворота антенны на угол, равный ширине диаграммы направленности θ°0,5 . Если учесть, что tφ = n Tп, а Tп ≥ 2Дmaxkзап / с, тоТ 0 ≥ 2kзап nД max ⋅ 360° / θ°0,5 с. Здесь Tп – период повторения зондирующихимпульсов; n – число импульсов в пачке отраженных сигналов; с – скорость света; kзап – 1,5…2,5 – коэффициент запаса, определяющий диапазоноднозначности измерения дальности.В обзорных РЛС наиболее распространена косекансная форма ЗОв вертикальной плоскости, которая может быть получена двумя способами:при одноканальном либо многоканальном построении приемно-передающегои антенно-волноводного трактов дальномера.
При одноканальном построении зона создается с помощью одного широкого луча антенны (рис. 4.11, а),перекрывающего заданные углы места (что исключает возможность измерения угла места), либо одного узкого луча, сканирующего по углу места,196Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствпри необходимости измерения третьей координаты (рис. 4.11, б). При многоканальном построении РЛС требуемая зона формируется с помощью нескольких смещенных друг относительно друга по углу места сравнительноузких лучей, причем лучи верхних углов места (ε0 – εmax) обеспечивают косекансную форму ЗО (рис.
4.11, в). С каждым лучом антенны связан свойпередатчик и свой приемник.Для обеспечения более высокого темпа съема высоты сохраняютпоследовательный обзор пространства лишь по одной угловой координате – азимуту, а по углу места обеспечивают одновременный параллельный обзор.НННεεДДаεбДвРис. 4.11.
Иллюстрация формирования косекансной ДН методом парциальныхдиаграмм: а – с помощью одного широкого луча антенны; б – с помощью одногоузкого луча, сканирующего по углу места; в – с помощью несколькихсмещенных друг относительно друга по углу места узких лучейДальность действия РЛС определяется уравнением РЛ, которое устанавливает связь технических характеристик РЛС с техническими параметрами ее систем, характеристиками цели и внешними условиями. Выводуравнения РЛ, с учетом формы ЗО РЛС, был приведен в подпараграфе4.3.1. Конкретизируем запись (4.20) этого уравнения для нескольких частных случаев, представляющих практический интерес.4.3.3.
Формирование зоны обнаруженияв дальномерах и высотомерах1. Формирование ЗО в дальномерах.Как отмечалось ранее, ЗО дальномера в вертикальной плоскостивключает изодальностный и изовысотный участки. Рассмотрим спецификуих формирования более подробно.Изодальностный участок ЗО. Будем полагать, что в процессе обзоразоны луч приемной антенны не изменяет своей ширины αпн (β, ε) = 1 приβ, ε ∈ Ωз). В случае изодальностной зоны (рис. 4.12, а)197Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системы⎧β∈[β1, β2 ]ДH (β, ε) = 1 при ⎨.ε∈[ε,ε]min max⎩Здесь (β2 – β1) – угловой размер ЗО в азимутальной плоскости. При этоминтеграл по Ωз в знаменателе уравнения (4.20)∫ΩзД 4Н (β, ε)d Ω = ∫ d Ω =Ω з .α пн (β, ε)ΩзВыразим телесный угол изодальностной ЗО Ωз через угловые размеры зоны в азимутальной и угломестной плоскостях. Учтем для этого соотношение (4.19):Ωз =β2 ε max∫ dΩ = ∫ ∫Ωзcos εd εd β = (β 2 −β1 )(sin ε max − sin ε min ) .β1 ε minПодставляя значение Ωз в исходное уравнение (4.20), получаемД4 =Э з А п.эфσ4πν( N 0 + N п )(sin ε max − sin ε max ).(4.22)Изовысотный участок ЗО.
Дальность до точек граничной поверхности в случае изовысотной ЗО (рис. 4.12, б) определяется выражением⎧β∈⎪ [β1, β2 ] ,Д (β, ε) = Д cosec ε / cosec εmin при ⎨⎪⎩ε∈[ εmin , εmax ].(4.23)HHHmaxεmaxεmaxεminД обнД обнεminДаДбРис. 4.12. Вид ЗО: а – изодальностная; б – изовысотная198Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствРассмотрим два способа формирования зоны.1. В процессе обзора зоны антенный луч приемной антенны не изменяет своей ширины, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
