Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 48
Текст из файла (страница 48)
е. в алгоритм оценки α по максимуму выходного эффекта, который называется неследящим (первичная обработка).205Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системы4.4.1. Измерение азимута, дальностии угла места целиrtpoAirПринцип измерения дальности до цели.Как уже отмечалось, дальность до цели в импульсной РЛС определяется временем распространения радиоволн tз от РЛС до цели и обратно(косвенное измерение – рис. 4.15): Д = с tз / 2. На рис.
4.15 представленыграфики импульсов запуска РЛС, ЗС и эхосигналов (ЭС), отраженных отцели.UзtTпUзсtUэсtзtРис. 4.15. Импульсный метод измерения дальностиВ РЛС с цифровой обработкой сигналов время распространения радиоволн определяется числом масштабных импульсов N (номером кольцадальности), заключенных в интервале времени между излучением ЗСи приемом отраженного ЭС, т. е.
tз = NTд, где Tд – период следования импульсов дискретизации, соответствующий условию теоремы Котельникова. Структурная схема цифрового устройства измерения дальности приведена на рис. 4.16. Импульсы запуска (ИЗ) обнуляют счетчик СТ в каждомпериоде следования ЗС, поэтому счет тактовых импульсов с периодомдискретизации Tд в каждом периоде зондирования пространства начинается с нуля.Цифровой код на выходе счетчика соответствует числу тактовыхимпульсов (номеру кольца дальности).
При наличии цели в соответствующем кольце дальности на схемы совпадения & счетчика от устройства автоматического обнаружения цели приходит импульс обнаружения. Много206Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствразрядный цифровой код счетчика, являющийся кодом дальности, записывается в буферное запоминающееся устройство (БЗУ), отождествляется повремени с данным импульсом обнаружения цели и в последующем выступает как цифровой код дальности именно этой цели.Принцип измерения азимута цели.Азимут цели βц определяется по положению середины пачки отраженных от цели зондирующих импульсов, превысивших порог обнаружения (импульсов обнаружения).
Код азимута цели определяется фиксациейв каждом дискрете дальности кода азимута антенны в момент начала βни конца βк пачки и последующего его расчета по формуле βц = βк – ∆β/2,где ∆β – размер (ширина) пачки по азимуту (∆β = βк – βн).Упрощенная структурная схема устройства и эпюры, поясняющиепринцып оценки азимута цели, приведены на рис. 4.17, 4.18. В устройствеопределения начала и конца пачки на основе приходящих импульсов обнаружения формируются импульсы начала (НП) и конца (КП) пачки, которые поступают в устройство определения азимута конца βк и ширины пачки ∆β. Для этого на устройство определения βк и ∆β поступает текущийкод азимута антенны «Код β».ТИТСТИЗ&БЗУRДц&ИмпульсобнаруженияКПΔββкУстройствоограниченияширины пачкиНПУстройствоопределенияβк и ΔβИмпульсобнаруженияУстройствоопределенияНП и КПРис.
4.16. Структурная схемаустройства измерения дальностиΔβАЛУβцТекущий код βРис. 4.17. Упрощенная структурная схемаустройства измерения азимута207Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыβк∆βt2βкββнt1t1t2tРис. 4.18. Принцип оценки азимутального положения целиВ устройстве ограничения ширины пачки производится анализ ∆βи её ограничение на уровне максимально возможной величины, определяемой шириной ДНА в азимутальной плоскости. В случае превышенияпачки указанных размеров формируется сигнал прерывания и считывания,что указывает на наличие на анализируемой дальности более одной цели.Ограничение пачки снизу производится на уровне примерно в четыре разаменьше, чем ширина ДНА в азимутальной плоскости.
В арифметикологическом устройстве (АЛУ) выполняется вычисление азимута цели в соответствии с выражением βц = βк – ∆β/2.Обзор пространства и измерение угла места (высоты) цели в РЛСс парциальными ДН.Необходимость измерения в процессе обзора трех пространственныхкоординат и обеспечения разрешения целей по обеим угловым координатам требует применения в трехкоординатных РЛС антенн с узкими ДН какпо азимуту, так и по углу места. Однако при наличии на передачу и приемодного такого луча (и одного приемно-передающего тракта) необходимдвумерный последовательный обзор пространства (например, кадровый,как у высотомеров в секторном режиме работы), что потребует недопустимо большого времени обзора пространства.
Для обеспечения высокоготемпа обзора пространства сохраняют последовательный обзор лишь поодной угловой координате – азимуту, а по углу места обеспечивают одновременный (параллельный) обзор, т. е. используют смешанный метод обзора пространства.Обеспечить одновременный обзор всех угломестных направленийв заданном секторе в трехкоординатных РЛС можно двумя методами:а) методом парциальных диаграмм; б) методом частотного сканированиялуча антенны в угломестной плоскости. Оба метода находят в настоящеевремя практическое применение. При методе парциальных диаграммодновременный обзор заданного угломестного сектора обеспечивается208Глава 4.
Принципы построения и структура радиолокационных средствтем, что антенна РЛС формирует на прием в вертикальной плоскости набор смещенных и перекрывающихся друг с другом узких парциальныхдиаграмм (рис. 4.11, а). Такая веерная ДН может быть сформирована, например, с помощью зеркальной антенны с набором смещенных друг относительно друга по вертикали облучателей. На излучение формируется либоодин широкий луч косекансной формы (рис. 4.11, б), либо набор лучей(более широких, чем на прием), перекрывающих заданный угломестныйсектор (рис. 4.11, в).В современных РЛС с целью оптимизации распределения энергии понаправлениям в соответствии с реальной воздушной и помеховой обстановкой в ЗО РЛС может предусматриваться возможность сосредоточениявсей энергии передатчика в течение некоторого времени в узком луче, положение которого по углу места задается ЭВМ в соответствии с помеховойобстановкой, выявленной в предыдущем обзоре РЛС.
Достоинством РЛСс парциальными диаграммами по сравнению с РЛС с частотным сканированием является то, что в них могут применяться ЗС любой формы (простые, сложномодулированные, многочастотные), может производиться перестройка частоты с целью защиты от прицельных по частоте активныхпомех (АП).Рассмотрим принцип обработки сигналов и измерения координатв РЛС с парциальными ДН. Упрощенная структурная схема приемногоустройства изображена на рис.
4.19. Для того чтобы обеспечить одновременный прием сигналов с любого угломестного направления и измерениеугла места целей, с облучателем каждого парциального канала связываютсвой приемный канал. Выходные сигналы всех приемников через пороговые устройства (ПУ) передаются на схему ИЛИ, где объединяются и подаются на устройство обнаружения и измерения плоскостных координат Ди β (например, на ИКО).Включение ПУ на выходе каждого приемника исключает суммирование шумов всех приемников в схеме ИЛИ и тем самым предотвращаетухудшение отношения сигнал/шум. Измерение азимута и дальности в РЛСпроизводится теми же методами, что и в дальномерах РЛК. Угол места εц определяется на основании следующих свойств РЛС: антенная система имеет ряд парциальных диаграмм, развёрнутых по углу местаи вращающихся по азимуту (рис.
4.20); приём ЭС или АП может производиться одновременно одним, двумя или несколькими каналами в зависимости от интенсивности сигнала и угловых координат его источника; определение высоты по измеренным дальности и углу места цели производится спецвычислителем по формуле (4.30) либо с помощью индикатора высоты; измерение угла места выполняется моноимпульсным методом с дискретным отсчётом.209Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыСхемаИЛИПУ...ПУПУ...Устройствоизмеренияи индикации высотыПриемникNК устройствуобнаружениясигналов иизмерения Д, βПриемник2Приемник1Информация о НРис. 4.19.
Структурная схема приемного устройстваРЛС с парциальными ДНАε4Hεрсн3ε3εрсн2ε2εрсн1ε1∆β2∆β1ДРис. 4.20. Оценка угла места цели с помощью методапарциальных лучейСуществует несколько методов дискретного отсчёта: по номеру приёмного канала, однопороговый и многопороговый. При отсчёте по номеруприёмного канала за оценку угла места цели принимается направлениемаксимума луча того канала, на выходе приёмника которого в устройствеизмерения высоты обнаружен сигнал. При этом возникает ошибка дискретности отсчёта. Очевидно, максимальное значение погрешность дискретности примет в том случае, когда цель будет находиться на равносигнальном направлении (а за оценку будет принято положение максимумаε − ε δε εодного из соседних лучей): δεmax = i+1 i = = 0 .22 2210Глава 4.
Принципы построения и структура радиолокационных средствЗдесь εi, εi + 1 – положение максимумов двух соседних лучей антенны; δε – угловое смещение максимумов соседних лучей (оно выбирается равным ширине одного луча εл); εрсн – равносигнальное направление между соседними лучами. СКО дискретности отсчета при равновероятном распределении угла места цели между соседними отсчетамиσεεσ диск = max = 0 .32 3Для уменьшения погрешности дискретности отсчета (при заданнойширине луча εл) применяют метод определения угла места, где учитывается энергия принимаемого сигнала каждым парциальным лучом.При приеме сигнала одним i-м каналом угол места ε источника отождествляется с углом места максимума ДН i-го канала (εi, где i = 1, 2, 3, 4).При приеме сигнала более чем двумя каналами решается задача правильного выбора измерительного интервала, т.
е. выбора двух соседних каналов, принявших сигнал главными лепестками своих ДН (моноимпульсныйспособ измерения). После определения (выбора) двух соседних каналов уголместа уточняется сравнением характеристик (ширины пачки) сигнала в двухканалах. При таком методе сравнения размеров пачек угол места выражаетсяформулой εц =εоп + ВΔβi2+1 − CΔβi2 , где ∆βi, ∆βi+1 – длина пачек (количествоΔεканал 2, ∆βканал 3, ∆βканал 4, ∆βКод зоны∆β1∆β2εоп + ∆εεопДешифраторДСУстройствоопределенияпоправкиканал 1, ∆βУстройство выборадвух соседнихканаловимпульсов) в смежных i-м и (i+1)-м каналах; εоп = εрсн – значение угла места равносигнального направления между i-м и (i+1)-м лучами; B и С – некоторые константы, подобранные для диапазона уровней сигналов, лежащих в зоне уточнения и характеризующих форму ДНА.СумматорSM 1εнаεгСумматорSM 2εц∆εРис. 4.21.
Структурная схема устройства определения угла места цели211Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыПринцип работы устройства очевиден (рис. 4.21). Величины εна, εг позволяют учесть соответственно поправку на наклон электрической оси антенны к линии горизонта, а также поправку на рефракцию луча в атмосфере.Существенным недостатком данного способа измерения εц являются:а) повышенные требования к позиции РЛС – отсутствие углов закрытия(наличие углов закрытия приводит как к провалам в проводке целей, так и ксущественным ошибкам измерения высоты); б) при стремлении повыситьточность измерения εц возникает необходимость увеличивать длину пачкиза счет расширения ДН каждого луча ∆βi в азимутальной плоскости, чтоприводит к ухудшению защиты РЛС от АП и ПП.4.4.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
