Диссертация (1102680), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Врезультате, отражения от отражательных элементов, установленных на поперечной дощечке,начинают смазываться на радиоизображении в одно пятно.Увеличение длительности зондирующих радиоимпульсов до 6 нс приводит к тому, что нарадиоизображении (рисунок 3.15г) не различимы в отдельности отражения от каждогоотражательногоэлемента.Разрешающаяспособностьзондирующегорадиоимпульсадлительностью 3 нс составляет около 45 см, а радиоимпульса длительностью 6 нс – около 90 см.Расстояние (по продольному направлению) между отражателями составляло 40 см.
В результате,зондирующий радиоимпульс длительностью 3 нс (при выбранном пороговом значении 0.5 мВ2)позволил разрешить по времени отклики от первого, второго, третьего, четвертого и пятогоотражателей.88Таблица 8ДлительностьПределызондирующихсканированиярадиоимпульсовпо азимутуШаг по углуНакоплениепоогибающимКоличествоизмерений3 нс190…-3100.20-2516 нс190…-3100.20-251а)б)в)г)Рисунок 3.15. Эксперимент с модельным объектом крестообразной формы (расстояния между отражателями – околоразрешающей способности зондирующих радиоимпульсов): а) схема эксперимента (1 – вид сверху, 2 – вид сбоку);б) фотография объекта; радиоизображения, полученные радиоимпульсами длительностью в) 3 нс, г) 6 нс (слева – вградациях цвета; справа – по заданному пороговому значению).89На рисунке 3.16 приведены дальностные портреты при азимуте -80, полученные призондировании объекта радиоимпульсами длительностью а) 3 нс и б) 6 нс (цифрами обозначеныотражения от соответствующих отражательных элементов).
На дальностном портрете(радиоимпульс 3 нс) видно пять импульсов (разнесенных по времени), отраженных отсоответствующих пяти отражательных элементов. В свою очередь, на дальностном портрете(радиоимпульс 6 нс) импульсы, отраженные от первого и второго отражателей, сливаются в одинимпульс. Импульсы, отраженные от третьего, четвертого и пятого отражателей также сливаютсяв один импульс. Светлое пятно на радиоизображении на рисунке 3.15г (справа), соответствующеевременным задержкам от 19 нс до 21 нс и азимуту от 10 до -100, может быть объяснено тем, что(при таких углах поворота антенной системы) основной лепесток ДОР третьего отражателянаправлен мимо приемной антенны, и энергия отраженного сигнала, попадающего в приемник,слишком мала.а)б)Рисунок 3.16. Дальностные портреты при азимуте -8 , полученные при зондировании объекта крестообразной формы0радиоимпульсами длительностью а) 3 нс и б) 6 нс.3.4.3.
Сканирование МО с большим количеством отражателей радиоимпульсамиразличной длительностиВ последней серии экспериментов на облучаемом объекте было установлено тринадцатьотражательных элементов, как показано на схеме (d = 210 см, a= 160 см, a0 = 50 см, h1 = 150 см,h2 = 154 см, h3 = 158 см) на рисунке 3.17а. Расстояние между отражателями по продольному ипо поперечному направлению составляло a1 = 26.7 см. Фотографии объекта крестообразнойформы с отражателями представлены на рисунке 3.17 б) вид сзади – со стороны АС, в) видспереди. Детали эксперимента приведены в таблице 9.90Таблица 9ДлительностьПределызондирующихсканированиярадиоимпульсовпо азимутуа)Шаг по углуНакоплениепоогибающимКоличествоизмерений1.5 нс190…-3100.20по 5 сигналам12553 нс180…-3200.20-2516 нс190…-3100.20-251б)в)д)г)е)Рисунок 3.17.
Эксперимент с модельным объектом крестообразной формы: а) схема эксперимента (1 – вид сверху, 2– вид сбоку); б, в) фотографии объекта (вид со стороны АС и вид спереди); г, д, е) дальностные портреты при азимуте-80, полученные при зондировании объекта радиоимпульсами длительностью 1.5 нс, 3 нс и 6 нс соответственно.91Радиоизображения представлены на рисунке 3.18 на графиках в координатах: азимут –временная задержка – при длительностях зондирующих радиоимпульсов а) 1.5 нс, б) 3 нс и в) 6нс. На рисунках (слева) показаны графики в градациях цвета, а на рисунках (справа) – спороговым значением а) 0.3 мВ2, б) 1 мВ2 и в) 1 мВ2.а)б)в)Рисунок 3.18.
Радиоизображения, полученные радиоимпульсами длительностью а) 1.5 нс, б) 3 нс и в) 6 нс (слева – вградациях цвета; справа – по заданному пороговому значению).На радиоизображении (рисунок 3.18а) четко видны отражения от первого, второго,третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого отражательных элементов, установленных напродольномнаправлении.Отраженияотвосьмого,девятого,десятого,четвертого,92одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого отражательных элементов из-за недостаточновысокого углового разрешения сливаются в одну сплошную линию.Зондирующий радиоимпульс длительностью 1.5 нс позволяет получить разрешение подальности около 22 см.
На рисунке 3.17г приведен дальностный портрет при азимуте -80, накотором видно семь раздельных импульсов (импульсы пронумерованы в соответствии со схемойна рисунке 3.18а), отраженных от соответствующих отражательных элементов.Увеличение длительности зондирующего радиоимпульса до 3 нс приводит к тому, что нарадиоизображении на рисунке 3.18б отражения от отражательных элементов, установленных впродольном направлении, сливаются. Разрешающей способности зондирующего радиоимпульсане хватает для того, чтобы различить отклики от отдельных отражателей. Соответствующийдальностный портрет при азимуте -80 приведен на рисунке 3.17д.Длительность зондирующего радиоимпульса не влияет на разрешающую способность поуглу.
В данном случае угловая разрешающая способность в основном определяется ширинойосновного лепестка ДНА.Дальнейшее увеличение длительности зондирующего радиоимпульса до 6 нс приводит к“замазыванию” фигуры в форме креста на радиоизображении на рисунке 3.18в. В результате, надальностном портрете при азимуте -80 семь раздельных импульсов (рисунок 3.17г), которые былипри использовании зондирующего радиоимпульса длительностью 1.5 нс, слились в один импульс(рисунок 3.17е).3.5. Исследование особенностей работы наносекундного радиолокатора при наличииинтенсивных отражений от подстилающей поверхностиНа рисунке 3.19а изображена схема эксперимента по сканированию модельного объектакрестообразной формы, расположенного (d1=105 см) на фоне подстилающей поверхности(металлического листа больших размеров).
Фотография МО и подстилающей поверхностиприведенанарисунке3.19б.Нарадиоизображении,полученномзондирующимирадиоимпульсами длительностью 6 нс (рисунок 3.19в и 3.19г), видны изображение МОкрестообразной формы и отражение от подстилающей поверхности (временная задержка 31–37нс). На дальностном портрете, полученном при азимуте -90 (рисунок 3.19д), квадрат амплитудысигнала, отраженного от цели, имеет значение около 20 мВ2, а квадрат амплитуды сигнала,отраженного от подстилающей поверхности, – около 700 мВ2, т.е. отношение мощностейсигнал/помеха составляет примерно -15 дБ, при этом импульсы, отраженные от цели и отподстилающей поверхности, разнесены по временной шкале.93а)б)в)г)д)Рисунок 3.19. Эксперимент с модельным объектом крестообразной формы, расположенным на фоне подстилающейповерхности: а) схема эксперимента (1 – вид сверху, 2 – вид сбоку); б) фотография объекта и подстилающейповерхности; в, г) радиоизображения, полученные радиоимпульсами длительностью 6 нс (в градациях цвета и позаданному пороговому значению); д) дальностный портрет при азимуте -90.Наносекундный радиолокатор позволяет обнаруживать цель с малым значением ЭПР нафоне отражений от подстилающей поверхности с много большим значением ЭПР (рисунок 3.20).Это осуществляется за счет высокой разрешающей способности наносекундного радиоимпульса,так как он отдельно отражается от элементов цели и от подстилающей поверхности.
В результате,на дальностном индикаторе радара раздельно регистрируются импульсы, отраженные от цели(имеют малую амплитуду), и импульсы, отраженные от подстилающей поверхности (имеют94большую амплитуду), поскольку имеют различную временную задержку. При этом вавтокорреляционной функции зондирующего радиоимпульса отсутствуют боковые лепестки повремени [17].В подавляющем большинстве традиционных радиолокаторов роль зондирующихсигналоввыполняютимпульсымикросекунднойдлительностислинейно-частотноймодуляцией. Для повышения разрешающей способности по дальности в таких системахувеличивают ширину спектра зондирующего ЛЧМ импульса.
Однако высокий уровень боковыхлепестков в автокорреляционной функции ЛЧМ сигнала приводит к сложности обнаруженияцелей (с малым значением ЭПР) на фоне отражений от подстилающей поверхности (с большимзначением ЭПР). Это объясняется тем, что при сжатии отраженного сигнала в приемнике,боковые лепестки, соответствующие интенсивному отражению от подстилающей поверхности,могут перекрыть основной лепесток, соответствующий отражению от цели.а)б)в)Рисунок 3.20. Эксперимент с модельным объектом в форме “танка”: а) фотографии объекта; б, в) радиоизображения,полученные радиоимпульсами длительностью 6 нс при сканировании цели в полном растре углов (в градациях цветаи по заданному пороговому значению).953.6. Теоретическое моделирование с модельными объектами кольцеобразной икрестообразной формы, сопоставление с экспериментальными результатамиВоспользуемся теоретической моделью, построенной в разделе 2.2.4.
на основе принципаГюйгенса–Френеля (формулы 2.2 и 2.3). В качестве зондируемых целей так же, как и вэксперименте, выберем объекты кольцеобразной и крестообразной формы, роль отражателейбудут выполнять точечные рассеиватели с заданной ДОР. Зададим диаграмму направленностиантенны и диаграмму обратного рассеивания в форме Гаусса с шириной основного лепестка (наполувысоте) 100 и 150 соответственно. ДОР каждого рассеивателя ориентируем так, чтобы осьлепестка была параллельна продольному направлению вычислительной схемы.
Расстояние отприемо-передающей антенны до ближнего края цели составляет 210 см, диаметр объектакольцеобразной формы – 127 см, а продольный и поперечный размер объекта крестообразнойформы – 160 см. Рассеиватели располагаются на одинаковых расстояниях друг от друга вдольокружности и, соответственно, на одинаковых расстояниях по продольному и поперечномунаправлению объекта крестообразной формы. На рисунке 3.21 приведены теоретическиерезультаты сканирования радиоимпульсами длительностью 1.5 нс (слева) и 3 нс (справа) объектакольцеобразной формы с различным количеством отражательных элементов: а) 10, б) 18, в) 72 иг) 300. Расстояние между отражателями составляет: а) 39.9 см (13.3 ), б) 22.2 см (7.4 ), в) 5.5см (1.8 ) и г) 1.3 см (0.4 ), где – центральная длина волны, равная 3 см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
