Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Систематическое расходование этого ресурса в процессе несения боевого дежурства в мирное время экономически нецелесообразно. По этой причине присоздании РЛП мирного времени широкое распространение получили РЛСДР. Этот класс РЛС предназначен в основном для добывания разведывательной информации, осуществления дальнего обнаружения и предупреждения о воздушном противнике, контроля ИВП и обеспечения полетовсвоей авиации. Поскольку такие РЛС имеют несколько сниженные ТТХ поточности измерения координат, разрешению целей и помехозащищенности, постольку в техническом и конструктивном отношении они проще и,следовательно, значительно дешевле, чем РЛС БР.
Достаточно часто РЛСДР используются в ГА в качестве обзорных трассовых и аэродромных радиолокаторов. Рассмотрим структурные схемы и принцип взаимодействияэлементов этих классов РЛС. В качестве исходной основы базовых вариантов построения РЛС примем совмещенный активный импульсный радиолокатор кругового обзора, обобщенная структурная схема которого былаприведена в первой главе (рис. 1.12).Такого типа радиолокаторы строятся по одной из двух схем: некогерентной и когерентной. В первом случае отдельные ЗС некогерентны междусобой, начальные фазы их несущих частот случайны, независимы и равно332Глава 6.
Методы повышения защищенности РЛС от пассивных помехмерно распределены в интервале [–π, π], что делает невозможным синфазное(когерентное) суммирование пачки импульсов на радиочастоте. Решение обобнаружении отраженного целью сигнала в таких РЛС принимается на основе приема одиночного импульса либо на основе приема пачки импульсовс некогерентным суммированием после амплитудного детектора. В когерентных РЛС фазовые отношения между отдельными импульсами пачки сохраняются неизменными на определенном интервале времени, что позволяетосуществлять их когерентное накопление в приемнике радиолокатора.Как отмечалось ранее, некогерентное суммирование импульсов в пачке обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум в М раз, где М – числонакапливаемых импульсов; при когерентном суммировании этой пачкиобеспечивается выигрыш в отношении сигнал/шум в М 2 раз.
Кроме того,когерентные РЛС позволяют с высокой точностью измерять доплеровскоесмещение частоты отраженного движущейся целью сигнала и осуществлятьэффективную селекцию движущихся целей на фоне ПП естественного и искусственного происхождения. Понятно, что РЛС, построенные по некогерентной схеме, значительно проще и дешевле РЛС, построенных по когерентной схеме. Поэтому первая (некогерентная) схема наиболее распространена в РЛС ДР, а вторая (когерентная) схема – в РЛС БР и РЛС МВП.Эта же когерентная схема применяется в РЛС программного обзора и РЛСспециального назначения.Напомним, что когерентная РЛС может быть реализована по однойиз трех схем: а) схеме с истинной когерентностью, б) схеме с эквивалентной внутренней когерентностью и в) схеме с внешней когерентностью(схеме с помеховым гетеродином).
Специфика этих вариантов когерентности будет изложена в подпараграфе 6.7.2 при анализе структурных схемконкретных типов РЛС.6.7.2. Структурная схема РЛСкругового обзора дежурного режимаСтруктурная схема РЛС кругового обзора ДР представлена на рис.6.23а. Такие РЛС позволяют обнаруживать цели, определять их дальностьи азимут в процессе непрерывного кругового обзора пространства, ограниченного максимальной дальностью РЛС Дmax и шириной ДНА по углу места εmax.Для пояснения взаимодействия элементов структурной схемы РЛС′воспользуемся временнымидиаграммами и видом экрана ИКО, представленными на рис. 6.23б. Синхронизатор обеспечивает согласованную во времени работу всех элементов РЛС.
Он включает в себя высокостабильныйопорный генератор колебаний синусоидальной формы и формировательимпульсов запуска. Эти импульсы имеют требуемую частоту повторения Fп333Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыи используются для запуска модулятора, схемы развертки дальности и схемы электронных масштабных меток. Импульсы модулятора определяютдлительность τи и частоту повторения Fп ВЧ-импульсов, формируемых генератором ВЧ. Эти ВЧ-импульсы через антенный переключатель поступаютк излучателю антенной системы, формирующей требуемую ДН.
На времяизлучения импульса АП блокирует вход приемника, защищая его от воздействия мощных колебаний. По окончании излучения ЗС через время τв чувствительность приемного устройства восстанавливается и РЛС переходитв режим приема отраженных сигналов. Таким образом, длительность ЗС τии время восстановления чувствительности τв ограничивают минимальнуюдальность действия (мертвую зону) РЛС: Дmin ≥ (τи + τв) / 2.Передатчик2М3ГВЧАПА41АПЧУВЧДПАФИЗГУВАСМПриемникОГСинхронизаторАРУУПОИУПЧ и АДИКОКУВУСРД56ЭЛТСЭМ7СРАДиβк компьютеруРис.
6.23а. Структурная схема некогерентной импульсной РЛС кругового обзора:УВЧ – усилитель высокой частоты; СМ – смеситель; Г – гетеродин; ВУ – видеоусилитель; АПЧ – автоматическая подстройка частоты; А – антенна; УВА – устройствовращения антенны; ДПА – датчик положения антенны; ЭЛТ – электронно-лучеваятрубка; ОГ – опорный генератор (высокостабильный); ФИЗ – формирователь импульсов запуска; М – модулятор; СРД – схема развертки дальности; СРА – схема развертки азимута; СЭМ – схема электронных масштабных меток; ГВЧ – генератор ВЧ;АП – антенный переключатель; УПОИ – устройство первичной обработки информации; КУ – кодирующее устройство; АРУ – автоматическая регулировка усиления;УПЧ – усилитель промежуточной частоты; АД – амплитудный детектор334Глава 6.
Методы повышения защищенности РЛС от пассивных помех123TпUU0°tUц1tз157tτи46TпipUtз2ц2ц1ц2ц1tβМеткаазимутаβ1ц2t 270°90°β2tМеткадальностиtt180°Рис. 6.23б. Временные диаграммы и вид экрана ИКО некогерентной РЛС круговогообзора: 1 – импульсы синхронизатора; 2 – импульсы модулятора; 3 – ВЧ-импульсы;4 – сигналы на входе приемника; 5 – видеосигналы; 6 – ток развертки дальности;7 – импульсы меток дальности; ц1, ц2 – цель 1, цель 2Радиосигнал, принятый от цели, усиливается усилителем ВЧ непосредственно на радиочастоте принимаемого сигнала fc, которая при наличии радиальной скорости цели vr отличается от несущей частоты излучаемого импульса fи на величину доплеровского смещения FДс = ±fи (2vr / c).Знак плюс соответствует приближению цели, а минус – ее удалению.Основное усиление сигнала происходит в УПЧ. Переход на fПЧ осуществляется с помощью преобразователя, состоящего из смесителя и гетеродина.
Применение АПЧ гетеродина обеспечивает равенство частотысигнала после смесителя fПЧ частоте настройки УПЧ fПЧ0. Необходимостьсистемы АПЧ связана с тем, что в некогерентных РЛС кругового обзорав качестве автогенераторов используется либо магнетрон (в сантиметровоми дециметровом диапазонах радиоволн), либо металлокерамический триод(в метровом диапазоне волн), так как эти генераторные приборы обеспечивают наиболее экономичный способ получения мощных ВЧ-колебанийв своих частотных диапазонах. Недостатком таких генераторов являетсянизкая стабильность частоты генерируемых колебаний и их некогерентность от импульса к импульсу. Это обстоятельство и заставляет осуществлять подстройку частот гетеродина fг под частоту колебаний fи при излучении каждого радиоимпульса.335Раздел II.
Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыПолоса пропускания УПЧ обычно определяет и полосу пропусканиявсего приемного устройства, которая должна быть согласована с ширинойспектра сигнала. При простом импульсном сигнале ширина его спектраопределяется выражением fи ≈ 1,37 / τи. Как отмечалось выше, при фиксированном отношении энергии сигнала к спектральной плотности мощности нормального белого шума ширина спектра сигнала определяет разрешающую способность и точность при измерении дальности. Улучшениеэтих характеристик связано также с расширением полосы пропусканияприемного устройства.
Автоматические регулировки усиления (времен′ные,шумовые и быстродействующие) применяются для расширения динамического диапазона приемного устройства в условиях действия внешних шумовых и протяженных импульсных помех.Продетектированные импульсы после их усиления видеоусилителемподаются на управляющий электрод ЭЛТ (сетку или катод в зависимостиот полярности импульсов), обеспечивая модуляцию электронного луча поинтенсивности (яркости отметки на экране).
Радиально-круговая развертка, применяемая в ИКО, формируется с помощью схем развертки по дальности и азимуту. Момент излучения ЗС антенной определяет начало развертки дальности, а азимутальное положение линии развертки совпадаетс положением электрической оси ДНА. В ИКО используют ЭЛТ с электромагнитным отклонением, поэтому для линейного отклонения луча ЭЛТпо радиусу схемой развертки дальности создается линейно нарастающийток во взаимно перпендикулярных отклоняющих катушках. ВращениемДНА достигается соответствующая модуляция амплитуды этого тока с помощью схемы развертки азимута, управляемой от датчика положения антенны. Для измерения дальности на экране ИКО формируются меткидальности в виде светящихся колец, расстояние между которыми зависитот периода повторения импульсов, формируемых схемой электронных меток.
Специальной схемой формируются и электронные метки азимутав виде импульсов, подсвечивающих более ярко линии развертки через заданные интервалы по азимуту, например, через 10° (рис. 6.23б).Сигналы, отраженные от цели, поступают на вход приемника в течение времени поворота ДНА на угол, равный ее ширине βа по азимуту. За этоΔβ Твремя будет принята пачка импульсов, число которых N пач = 0,5 о опре2πТ пделяется шириной ДНА ∆β0,5, временем обзора То и периодом повторенияЗС Тп. Каждый из сигнальных импульсов подсвечивает точку на соответствующей линии развертки.
При приеме пачки импульсов Nпач на экране ЭЛТсоздается отметка цели в виде дужки с протяженностью по азимутуβа = ∆β0,5, середина которой соответствует азимуту цели βц, а ее расстояниеот центра экрана (начала развертки) – дальности Д. Таким образом, протя336Глава 6. Методы повышения защищенности РЛС от пассивных помехженность отметки на экране ИКО по азимуту определяется шириной ДНА(если размеры цели малы по сравнению с линейной шириной ДНА и цельможно считать точечной), а протяженность по дальности (вдоль линии развертки) – скоростью развертки и длительностью принимаемого сигнала. Протяженность отметки целей на экране ИКО непосредственно связана с разрешающей способностью по дальности, азимуту и скоростью развертки.Видеосигналы с выхода приемника могут поступать и на устройствопервичной обработки РЛИ, выделяющее сигналы целей из помех. Первичная обработка может быть осуществлена непосредственно в аналоговомвиде либо после преобразования сигналов в цифровую форму.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
