Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Вид АКФ для такого сигнала и её сечение горизонтальной плоскостью ρ (τ, f) = 1/2 изображены соответственно на рис. 4.43,4.44. В виду периодичности импульсов в пачке ее АКФ также имеют периодическую структуру по обеим осям (τ и F), причём период функции пооси τ равен периоду следования импульсов Тп, а по оси частот – частотеследования зондирующих импульсов Fп (рис. 4.44). Длительность одиночных пиков по оси τ обратно пропорциональна ширине спектра ∆f, а по осиF – обратно пропорциональна длительности пачки Тпач = NТп,, где N – число импульсов в пачке.
При выборе достаточно большой ширины спектраодиночного импульса и длительности пачки можно обеспечить высокуюразрешающую способность по дальности и скорости одновременно.τFРис. 4.43. Тело неопределённости пачки из трех гладких импульсовсо скважностью Q = 3236Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствF1/NТп2/τиFп = 1/Тпτ1/∆FТп2NТпРис. 4.44. Сечение АКФ пачки когерентных импульсовS (f)NПП (f)Sc(f)fзfз + FпfРис. 4.45.
Разделение спектров сигнала Sс(f) и ПП NПП(f) Это свойство периодического импульсного сигнала в сочетаниис простотой его формирования и обработки является важным преимуществом. Периодичность АКФ пачки импульсов является недостатком такогосигнала, так как приводит к неоднозначности измерения дальности и скорости цели, причем устранить эту неоднозначность одновременно по обоимпараметрам не удается.
На практике в обзорных РЛС радиальную скоростьцели по параметрам отражённых сигналов не измеряют, поэтому периодследования импульсов в подавляющем большинстве случаев выбирают изусловия обеспечения однозначности измерения дальности цели.Однако отказ от измерения радиальной скорости цели не исключаетвредного влияния периодичности АКФ. Оно проявляется в эффекте слепыхскоростей, наглядное представление о котором можно получить из анализаспектров полезного сигнала и ПП при облучении цели и мешающих отражений пачкой когерентных радиоимпульсов частотой f3 (рис. 4.45).237Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыСпектры сигнала и помехи имеют гребенчатую периодическую структуру с интервалами между соседними гребнями, равными Fп.
Ширина отдельных гребней обратно пропорциональна длительности пачки. Общаяширина спектра определяется шириной спектра одиночного импульсав пачке. При различии доплеровских частот сигнала и помехи и малой ширине гребня спектра (большой длительности пачки) возможно частотнойселекцией выделить полезный сигнал на фоне одновременно принятойс ним ПП. Однако возможны такие значения радиальной скорости движенияцели, при которых разность доплеровских смещений частот сигнала и помехи будет кратна частотам следования импульсов Fп, т.
е. FДс – FД ПП = i Fп,где i = 0, 1, 2, …). При этом спектры сигнала и помехи перекрываютсяи обнаружение сигнала на фоне интенсивной ПП становится невозможным. Этот факт назвают эффектом слепых скоростей. Для ослабления эффекта слепых скоростей в когерентно-импульсных РЛС применяютне строго периодические сигналы, а сигналы с переменной частотой посылок. В настоящее время в обзорных РЛС, вследствие указанных выше достоинств, применяется когерентная последовательность импульсных сигналов (пачки импульсов) [15, 6].4.5.2. Виды импульсных сигналов,применяемых в РЛСОдиночные импульсные пачки могут быть нескольких видов:1) простые (узкополосные) импульсы, для которых произведение ширины спектра импульса ∆f на его длительность τи составляет величину порядка единицы, т.
е. ∆f τи = 1; 2) широкополосные (сложномодулированные) импульсы, для которых за счёт внутриимпульсной частотной (фазовой) модуляции достигается Δ f τи 1 ; 3) многочастотные сигналы,представляющие собой несколько простых или сложномодулированныхимпульсов, излучаемых одновременно на существенно различных несущих частотах.Достоинством узкополосных сигналов является относительная простота их формирования и оптимальной обработки.
Формирование таких импульсов обеспечивается достаточно простой импульсной модуляцией генератора СВЧ, а квазиоптимальным фильтром является линейка УПЧ приемника с согласованной шириной полосы пропускания ПУПЧ = ∆f = 1,37 / τи.Поэтому такие сигналы и до настоящего времени широко применяютсяв РЛС различного назначения. Однако им свойственно трудноразрешимоепротиворечие в одновременном обеспечении большой дальности обнаружения (на фоне АШП) и разрешающей способностью по дальности (точностиизмерения дальности).238Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствДля получения большой дальности обнаружения необходима высокая энергия пачки принятых импульсов: Эпр = Ри τи Nп G = Рср Тобз Gэкв,Рср = Ри τи / Тп.
Ее повышение за счет увеличения импульсной мощности Рине всегда возможно, поскольку предполагает разработку мощных дорогостоящих генераторных приборов, увеличение мощности (а значит, габаритов) источников питания и модуляторов, повышение электрической прочности фидерного тракта, применение эффективных устройств защиты персонала от жесткого рентгеновского излучения, возникающего в электровакуумных приборах при высоких напряжениях. Поэтому для повышенияэнергии принятой пачки, наряду с увеличением значения Ри, необходимоувеличить и длительность импульсов τи.Однако при увеличении τи сужается его спектр∆f = 1 / τи и, следовательно, ухудшается разрешающая способность по дальности.
При этомснижается также защищенность от ПП, так как возрастают импульсныйобъем и мощность ПП на входе приемника РЛС.При использовании сложномодулированных сигналов можно обеспечить большую энергию сигнала при сохранении разрешающей способности по дальности. При оптимальной фильтрации такие сигналы сжимаются во времени до длительности τсж = 1 / ∆f. Ширина спектра такогосложномодулированного импульса ∆f определяется не его длительностью,а параметрами внутриимпульсной модуляции, поэтому широкополосныесигналы в современных РЛС применяются все чаще.U(t)τсжt2τиРис. 4.46.
Вид сигнала на выходеоптимального фильтра ЛЧМ-сигналаНедостатком широкополосных сигналов является сложность устройств генерирования и оптимальной обработки, а также наличие побочныхмаксимумов на выходе оптимального фильтра (рис. 4.46), амплитуда которых может достигать 25 % от амплитуды основного максимума. Побочныемаксимумы могут вызывать неверное определение состава цели, а такжеснижать защищенность РЛС от ПП по сравнению с РЛС, в которой используется простой сигнал с такой же шириной спектра.
Действительно, боко239Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системывые пики сигнала от отражателей, расположенных в соседних с целью разрешаемых объемах, складываясь в окрестности полезного сигнала с основным пиком помехи, увеличивают ее суммарную мощность и тем самымухудшают отношение сигнал/помеха. Устраняют боковые пики с помощьювесовой обработки (сглаживания) спектра в приемнике, что ведет к энергетическим потерям 2–3 дБ.С этой точки зрения в РЛС с небольшой дальностью обнаружения,где не требуется большой потенциал, целесообразно применять не сложномодулированные сигналы, а короткие простые импульсы, которые навыходе СФ не образуют побочных максимумов.
При использовании многочастотных сигналов можно получить большую суммарную мощность(энергию) сигнала при сравнительно небольшой длительности и мощностиотдельных импульсов. Кроме того, если разнос частот импульсов достаточно велик, т. е. длина волны, соответствующая разностной частоте соседних частотных каналов λр, будет меньше размера цели по дальности⎛⎞с< Lцд ⎟⎟ , а спектры сигналов не перекрываются, то для обнаLцд ⎜⎜ λ р =f1 − f 2⎝⎠ружения цели с вероятностью P0 на фоне шумов при многочастотном сигнале требуется меньшая энергия, чем при одночастотном.Таким образом, анализ АКФ позволяет оценить влияние структурыи параметров сигналов на ТТХ основных типов РЛС и РЛК, а также производить обоснованный выбор конкретного вида ЗС в зависимости от функционального назначения СРЛ.Вопросы для самостоятельной работыи контроля знаний1.
Каковы принципы классификации современных РЛС?2. Каковы основные ТТХ РЛС и как они взаимосвязаны с параметрами создаваемого ими РЛП РЛ систем РТВ и ЕС ОрВД?3. Каковы технические характеристики РЛС и как они влияют на еетактические параметры?4. Что называется ЗО РЛС и каковы ее основные параметры?5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
