Диссертация (1102680), страница 12
Текст из файла (страница 12)
При измененииракурса лоцируемого объекта соответствующим образом меняется отклик сигнала. Картинаотраженного сигнала в координатах: угол места – временная задержка – позволяет определитьракурс расположения цели и расстояния до ее отдельных элементов.Результаты и выводы1. Собрана экспериментальная установка для проведения локационных измерений(длительностьзондирующегорадиоимпульса20нснанесущейчастоте10ГГц).Экспериментально проверены свойства короткоимпульсной радиолокации. В качествеоблучаемых целей использовались модельные объекты (уголковые отражатели), а такжеэлементы реальных урбанистических объектов.В результате проведенных экспериментов продемонстрирована возможность высокогоразрешения по дальности и высокая точность измерения расстояния до цели. Показанаспособность раздельного обнаружения объектов в плотной группе целей с большой разницей вЭПР.
Продемонстрирована способность работы короткоимпульсного локатора с малойдальности.2. Разработана и создана экспериментальная установка для проведения локационныхизмерений с зондирующими наносекундными радиоимпульсами (минимальной длительностьюдо 1.5 нс) на несущей частоте 10 ГГц. Проведены эксперименты по сканированию модельногообъекта, установленного под разными ракурсами, радиоимпульсами различной длительности(1.5 нс, 3 нс и 6 нс).
Экспериментальные результаты представлены на графиках в координатах:угол места – временная задержка. Предложена теоретическая модель на основе принципаГюйгенса–Френеля, позволившая качественно объяснить экспериментальные результаты.В качестве облучаемой цели был выбран протяженный объект, состоящий из хаотическиплотно скрученных мотков металлической проволоки. Мотки проволоки располагалисьвплотную друг за другом в ряд, при этом расстояние между ними составляло менее трех длинволн падающего электромагнитного излучения. В связи с этим поверхность модельного объектаотражала электромагнитное излучение зеркально, а рассеивали только его два конца,выступающие в роли рассеивающих точек.
Разность расстояний от приемно-передающейантенны до каждого из концов модельного объекта, установленного вертикально, составляла 36см. В ходе экспериментов по сканированию модельного объекта зафиксированы два отраженных55импульса, причем при сканировании объекта по углу места положение импульсов по временнойшкале практически не меняется и происходит “перетекание” энергии между ними.Показано, что при зондировании объекта радиоимпульсами длительностью 1.5 нс еголокальные центры рассеивания (два конца) разрешаются по времени, и форма отраженногосигнала представляет собой два импульса, разнесенных по временной шкале. При постепенномувеличении длительности зондирующего радиоимпульса отражения от центров рассеиванияначинают сливаться, и радиовидение становится невозможным.В результате проведенной работы показано, что форма отраженного сигнала зависит отдлительности зондирующего радиоимпульса и расстояния между локальными центрамирассеивания.Проведен эксперимент и численное моделирование по сканированию модельного объекта,расположенного наклонно, радиоимпульсами длительностью 1.5 нс.
Картина отраженногосигнала в координатах: угол места – временная задержка – позволяет определить ракурсрасположения цели и расстояния до ее отдельных элементов – центров рассеивания.56ГЛАВА 3. Радиовидение цели при зондировании наносекунднымирадиоимпульсамиВведениеСигналы с широкой и сверхширокой полосой являются все более востребованными припостроении новых высокоинформативных радиолокационных систем. Это обуславливается какповышением информационных возможностей радиолокационной системы вследствие высокогоразрешения по дальности так и возможностью обнаружения малоразмерных целей и целей,выполненных по технологии СТЕЛС. Особый интерес представляет потенциальная возможностьполучения радиоизображения цели на первичном круговом индикаторе радара. Так, например,традиционные узкополосные системы позволяют обнаруживать цель, но не позволяютопределять ее форму и тип.
В свою очередь, в сверхширокополосных системах в качествезондирующих сигналов часто применяются радио/видео импульсы наносекундной длительности.Видеоимпульсы вследствие своих особенностей [16–17] в основном применяются припостроении радаров сверхмалой дальности. В свою очередь, радиоимпульсы (с характернойнесущей частотой) могут применяться при построении радаров как малой, так и большойдальности действия. Сверхкороткий радиоимпульс при отражении от цели распадается напоследовательность импульсов, каждый из которой соответствует отдельным элементам цели,т.е.
позволяет получить дальностный портрет цели. В свою очередь, сканирование по углупозволяет восстановить форму цели, получить ее радиоизображение. Особенно можно отметитьработы [3, 17–18], в которых представлены результаты разработки трехсантиметрового радара сзондирующими радиоимпульсами длительностью 10 нс. В них представлены радиоизображениясамолета, имеющие достаточно высокую детализацию (четко видна форма: фюзеляж, крыло,оперение). Радиоизображения получены на первичном индикаторе радара в координатах «угол–дальность».Однако ни в этих работах, ни в работах других авторов не представлено исчерпывающегоисследования зависимости характера получаемого радиоизображения (на основе первичнойинформации с радара «угол поворота антенны – дальность») от длительности зондирующегорадиоимпульса.Целью данной главы является:1.
исследование механизмов, позволяющих получить радиоизображение цели только наоснове первичной информации с радара (дальностные портреты – огибающие временных формотраженного сигнала при каждом угле поворота антенны);2. анализ процесса получения радиоизображения цели из набора дальностных портретов,получаемых при каждом угле поворота антенны;573. исследование зависимости информативности получаемых радиоизображений отсоотношений длительности зондирующего радиоимпульса, длины волны электромагнитногоизлучения и “отражательной структуры” цели (т.е. наличие и положение элементов,рассеивающих ЭМ излучение, их геометрических размеров и расстояния между ними).Предполагается, что сканируемый объект обладает некоторым количеством наиболеевыраженныхотражательных(рассеивающих)элементов,каждыйизкоторыхимеетопределенные геометрические размеры, отражательные свойства, диаграмму обратногорассеяния и др.
В связи с этим, реальная цель может быть заменена модельным объектом (МО),представляющим собой каркас некоторой формы с малой величиной эффективной поверхностирассеивания, на котором фиксируются отражательные элементы.Были проведены измерения при различном количестве отражателей и различном ихвзаимном геометрическом положении. В проведенных экспериментах каркас, на которомкрепились отражатели, имел кольцеобразную форму и крестообразную форму, тем самыммоделируя самолет, а также был выполнен в форме модели “танка”.Глава 3 состоит из пяти разделов и имеет следующую структуру. В разделе 3.1описывается разработанный экспериментальный макет радара.
В разделе 3.2 изложена методикаобработкиэкспериментальныхданных(первичнойинформациисэкспериментальнойустановки), реализованная на персональном компьютере. В разделе 3.3 рассматриваютсяэкспериментальные результаты, полученные при сканировании объекта кольцеобразной формыс закрепленными на нем отражателями. Определяются условия, при которых потенциальновозможнополучениерадиоизображения.Исследуетсязависимостьинформативностиполучаемых радиоизображений от геометрической конфигурации “отражательной структуры”объекта и параметров зондирующих радиоимпульсов. Детально анализируется процессформирования радиоизображений в координатах: угол – временная задержка.
В разделе 3.4рассматриваются экспериментальные результаты, полученные при сканировании объектакрестообразной формы с закрепленными на нем отражателями. Исследуется зависимостьдискретности получаемых радиоизображений от длительности зондирующих радиоимпульсовпри различной конфигурации “отражательной структуры”. В разделе 3.5 сделаны основныевыводы.3.1. Описание экспериментальной установкиЭкспериментальный макет наносекундного радара разработан и собран на базестандартногооборудованияAgilent.Блокгенерациирадиоимпульсовнаносекунднойдлительности включает в себя генератор произвольных сигналов Agilent M8190A и векторныйгенератор сигналов Agilent PSG E8267D.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
