Диссертация (1102680), страница 17
Текст из файла (страница 17)
преимущественно от диаметральногонаправления объекта. Далее, при азимуте равном 30 в область ДНА попадают только отражатели,установленные на переднем (первый отражательный элемент) и заднем (шестой отражательныйэлемент) краях объекта.При дальнейшем повороте антенн формируется радиоизображение правой части объекта.При азимуте равном 4.20 (рисунок 3.12д), помимо импульсов, отраженных от первого и шестогоотражателей, появляется импульс, отраженный от десятого отражательного элемента.Аналогичная форма огибающей была при азимуте -10 (рисунок 3.12в), соответствующаяотражению от левой части симметричного объекта. При дальнейшем повороте антенн азимутравен 10.20 (рисунок 3.12е), дополнительно появляются отражения от девятого и восьмогоотражательных элементов.
Аналогичная форма огибающей наблюдалась при азимуте -4.40(рисунок 3.12б). При азимуте 15.60 (рисунок 3.12ж) видны импульсы, отраженные от десятого идевятого отражательных элементов, установленных на правом крае лоцируемого объекта, какпри азимуте -7.40 (рисунок 3.12а). На получаемом радиоизображении (рисунок 3.10в) не видноотражения от седьмого отражательного элемента, что, как и ранее, объясняется малой ширинойосновного лепестка ДОР этого элемента.82а)ж)б)е)в)д)г)Рисунок 3.12. Дальностные портреты при азимутах а) -7.40, б) -4.40, в) -10, г) 30, д) 4.20, е) 10.20, ж) 15.60, полученныепри зондировании объекта кольцеобразной формы (расстояния между отражателями – около десяти длин волн)радиоимпульсами длительностью 1.5 нс.83Таким образом, дальностные портреты, измеряемые наносекундным радаром взависимости от угла поворота антенной системы, позволяют формировать радиоизображениецели без дополнительной обработки.
В результате, короткоимпульсный радиолокатор позволяетреализовывать режим радиовидения цели на своем первичном индикаторе.Теперь рассмотрим процесс получения радиоизображения объекта при более длинномзондирующем радиоимпульсе. На рисунке 3.13 приведены характерные дальностные портретыпри азимутах а) -40, б) 1.60, в) 100, полученные при зондировании объекта радиоимпульсамидлительностью 6 нс. Соответствующее им радиоизображение приведено на рисунке 3.10д.В частности, при азимуте равном -40 (рисунок 3.13а) на дальностном портретеотображается импульс (обозначен цифрой 2), отраженный от левой части лоцируемого объекта.При повороте антенной системы вправо азимут равен 1.60 (рисунок 3.13б), пропадает импульс 2,и появляются импульсы 1 и 3, соответствующие отражениям от переднего и заднего краевлоцируемого объекта.
При дальнейшем повороте антенной системы азимут равен 100 (рисунок3.13в), импульсы 1 и 3 пропадают, и появляется отражение от правого края (импульс 4) объекта.а)б)в)Рисунок 3.13. Дальностные портреты при азимутах а) -40, б) 1.60, в) 100, полученные при зондировании объектакольцеобразной формы (расстояния между отражателями – около десяти длин волн) радиоимпульсамидлительностью 6 нс.84Таким образом, при увеличении длительности зондирующих радиоимпульсов до 6 нсинтерференцияотраженногосигналаотближайшихотражательныхэлементовдаетпространственное размазывание отклика.
В результате, на дальностных портретах в зависимостиот угла поворота антенной системы происходит перетекание энергии. Импульс 2 постепеннопреобразуется в импульсы 1 и 3, а они в свою очередь, – в импульс 4.3.4. Экспериментальные результаты, полученные при сканировании объектовкрестообразной формыВ параграфе описаны серии экспериментов по радиовидению объекта крестообразнойформы с различной конфигурацией установленных отражательных элементов.
Облучаемыйобъект выбирался такой формы, для того чтобы экспериментально смоделировать режимрадиовидения реального самолета.Для получения радиоизображения цели необходимо, чтобы ее размер был в несколько разбольше длительности зондирующих радиоимпульсов. Например, истребитель МИГ–31 имеетдлину около 22 м и размах крыла около 13 м, а пассажирский самолет ТУ–154 имеет длину 48 ми размах крыла около 38 м. То есть, для того чтобы увидеть радиоизображение самолета МИГ–31 на экране радара, необходимо чтобы длительность зондирующего радиоимпульса составлялапорядка 10–20 нс, а для получения радиоизображения самолета ТУ–154 – порядка 50–100 нс. Влабораторных экспериментах использовался модельный объект с линейным размером 1.6 м,который сканировался радиоимпульсами длительностью от 1.5 нс до 6 нс.Каркас лоцируемого объекта представлял собой две деревянные дощечки (шириной около10 см каждая), закрепленные перпендикулярно друг другу, как показано на схеме на рисунке3.14а.
Поперечная дощечка (длина a = 160 см) крепилась перпендикулярно дощечке (длина 210см), установленной продольно, на расстоянии 130 см от ее ближнего конца. Объекткрестообразной формы устанавливался под углом около 30 к горизонту. Он крепился (нарасстоянии a0 = 50 см от ближнего конца продольной дощечки) к вертикальной деревяннойстойке высотой h1 = 150 см, дальний конец удерживался при помощи нити, закрепленной напотолке. Высота, на которой устанавливался дальний конец продольной дощечки, составляла h3= 158 см.
Поперечная дощечка располагалась на высоте h2 = 154 см. Расстояние по продольномунаправлению от плоскости раскрыва рупоров до места крепления облучаемого объекта квертикальной стойке составляло d = 210 см. Такое положение модельного объекта позволилопроводить сканирование только по азимуту (при фиксированном угле места).853.4.1. Сканирование МО с отражателями, расположенными друг от друга на расстоянияхоколо пространственной длины зондирующих радиоимпульсовНа каркас крестообразной формы крепилось пять отражательных элементов, как показанона схеме на рисунке 3.14а и на фотографиях модельного объекта на рисунке 3.14б. На левом,правом и дальнем краях каркаса крепилось по одному отражателю, также крепился одинотражатель на месте крепления каркаса к стойке и еще один отражатель – в центре каркаса.
Всеотражатели крепились так, что их плоскости были перпендикулярны продольному направлению(также, как и в экспериментах, описанных в разделе 3.3). Отражательные элементыпронумерованы в соответствии со схемой на рисунке 3.14а.Объект сканировался радиоимпульсами длительностью 3 нс по азимуту в пределах от 190до -310 с шагом 0.20. Было произведено 251 измерение.Радиоизображения представлены на рисунках 3.14в и 3.14г на графиках в координатах:азимут – временная задержка – при длительности зондирующих радиоимпульсов 3 нс. Нарисунке 3.14в показан график в градациях цвета, а на рисунке 3.14г – с пороговым значением 1мВ2.На полученных радиоизображениях четко видны отражения от каждого из пятиотражательных элементов. Отражение от первого отражателя соответствует задержке около 15нс, от второго – около 20 нс и от третьего – около 25 нс.
Все эти отражения соответствуютазимуту примерно -70. Отражения от четвертого отражателя (задержка 21 нс, азимут -220) и отпятого отражателя (задержка 21 нс, азимут 80) соответствуют задержке большей на 1 нс, чемзадержка отражения от второго отражателя. Это объясняется тем, что реальное расстояние от АСдо левого/правого края лоцируемого объекта больше, чем расстояние от АС до центра объекта.На рисунках 3.15а и 3.15б приведены дальностные портреты при азимутах -70 и 90соответственно, цифрами 1, 2, 3 и 5 отмечены отраженные импульсы от соответствующихотражательных элементов (под теми же номерами). На рисунке 3.15а видны импульсы,отраженные от первого, второго и третьего отражателей при осевом направлении антенн.
Припостепенном повороте антенной системы вправо пропадают импульсы, отраженные от первого,второго и третьего отражательных элементов, и появляется импульс (рисунок 15б), отраженныйот бокового отражателя 5. Аналогичная ситуация наблюдается и при повороте антенной системыв направлении на левый край лоцируемого объекта. Ширина основного лепестка ДНА позволяетразрешать импульсы, отраженные от отражательных элементов (четвертого, второго и пятого),установленных в поперечном направлении.86а)б)в)г)д)е)Рисунок 3.14. Эксперимент с модельным объектом крестообразной формы (расстояния между отражателями – околопространственной длины зондирующих радиоимпульсов): а) схема эксперимента (1 – вид сверху, 2 – вид сбоку); б)фотография объекта; в, г) радиоизображения, полученные радиоимпульсами длительностью 3 нс (в градациях цветаи по заданному пороговому значению); д, е) дальностные портреты при азимуте (-70 и 90).873.4.2.
Сканирование МО с отражателями, расположенными друг от друга на расстоянияхпримерно равных разрешающей способности зондирующего радиоимпульсаВ следующей серии экспериментов на облучаемый объект были установленыдополнительные отражательные элементы. Между каждой парой соседних отражательныхэлементов (рисунок 3.14а) крепилось (на равных расстояниях) по одному отражателю. Врезультате, на облучаемом объекте было установлено девять отражательных элементов, арасстояние между ними по продольному и по поперечному направлению составляло a1 = 40 см,как показано на схеме (d = 210 см, a= 160 см, a0 = 50 см, h1 = 150 см, h2 = 154 см, h3 = 158 см) нарисунке 3.15а.
Фотография объекта крестообразной формы с отражателями представлена нарисунке 3.15б (вид сзади – со стороны АС). Остальные детали эксперимента приведены в таблице8.Радиоизображения представлены на рисунке 3.15 на графиках в координатах: азимут –временная задержка – при длительностях зондирующих радиоимпульсов в) 3 нс и г) 6 нс. Нарисунках (слева) показаны графики в градациях цвета, а на рисунках (справа) – с пороговымзначением в) 0.5 мВ2 и г) 0.3 мВ2.На радиоизображении (рисунок 3.15в) четко видно, как появились отражения (задержкапримерно 17.5 нс и 23 нс) от “новых” отражательных элементов – второго и четвертого (согласнонумерации по схеме на рисунке 3.15а), установленных на продольной дощечке. Дополнительныеэлементы, установленные на поперечной дощечке, приводят к тому, что недостаточно высокоеугловое разрешение не позволяет различить отклики от каждого элемента в отдельности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
