Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы (1994) (1151783), страница 14
Текст из файла (страница 14)
ная карта, и большой детальности после ней требуется большой объем памяти Зщ~1 ОСС. Поэтому при выборе параметро ЗКМ исходят из компромисса между тр м Рис. 7.17. Формирование ТКМ и ЗКМ в Рис. 7.18. Бинарно-квантованный : системе навигации по рельефу сигнал, характеризующий отклоне- ние от среднего наклона местно- сти Принцип формирования карт лестности. Для получения цифровой карты местности участок |протяженностью х делится на отрезки длиной хд=РМД, где à — скорость полета, а Л1~— интервал дискретизации по времени. При этом функция кван- а) ~ 1( Для нахождения прост- Рис.
7.21. Сравниваемые карты местности (а) и аналоги их нормированной в~ Мыливши Рис. 7.22. Формирование ТКМ в системе навигации по картам местности Рис. 7.23. Схема расположе- ния лучей антенной системы радиолокатора ранственного положения ЛА применяют антенную систему, формирующую в общем случае пять лучей (рис. 7.23). Лучи 1 — 4 слу- жим работы может быть реализован без перестройки как а аппаратуры системы, так и ее программного обеспечения. Параметры антенной системы радиолокатора.
Учтем что отраж сигнал в пределах одного дискрета по дальности формируется разр решаемой площадкой ~заштрихована на рис. 7.22,д), поперечный размер которой за а висит от ширины ДНА в азимутальной плоскости ~р, Каждому зн а, у значению разрешаемого интервала Ы соответствует суммарная энергия сигнал алов, отраженных всеми объектами в пределах разрешаемой площадки.
Поэтому ому чем шире хр„, тем меньше деталей местности может быть обнаружено и те ем хуже точность местоопределения. Однако сужение ДНА приводит к усложнени|о антенной системы радиолокатора. Кроме того, зависящий от ~р„размер отражающей площадки должен выбираться с учетом возможного по поперечного смещения ЛА от заданной траектории из-за погрешностей системы счисления пути. Считается, что максимальное значение этого смещения не должно превышать -1-20% от 6.
Поэтому компромиссное значение ширины ДНА в азимутальной плоскости составляет 10...20'. Продольный размер а 'отражающей площадки, а следовательно, и ширина ДНА в угломестной плоскости ~рр определяются разрешающей способностью радиолокатора по дальности и максимально допустимым числом ячеек эталонной карты. Минимальный размер ячейки ЗКМ равняется бЯ. Поэтому общее число ячеек карты У=а/М. Чем меньше длительность импульса, тем более подробной будет карта местности и тем выше точность увеличивается значение отношения мощИнтегрированию подвергаются несколько аженных сигналов. В заключение полус эталонной картой местности ЭКМ в ванне в ЦИ, с помощью которого ности сигнала к мощности шума. последовательно принимаемых отр ценное изображение сравнивается корреляторе Кор, по данным которого в устройстве УОМ определяется про- странственное местоположение МЛА.
7.З. РАДИОЛОКАТОРЫ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ 7.3.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ сти ~при полете над облаками) . Синтезирование апертуры представляет собой технический прием, позволяющий существенно повысить разрешающую способность радиолокатора в поперечном относительно положении ДНА направлении и получить детальное изображение радиолоа кационной карты местности, над которой совершает полет ЛА. Режим формирования такой карты называется картографированием и применяется, например, в ОСС для, получения карт местности (см.
5 7.2), при разведке ледовой обстановки и в других ситуациях. По качеству и детальности такие карты сравнимы с аэрофотоснимками, но в отличие от последних могут быть получены при отсутствии оптической видимости земной поверхно- так как И пропорциональна дальности Р до цели и ширин . ДНА, а в горизонтальной плоскости срл=Х/дл, где Х вЂ” длина волны, а а,— продольный размер (длина).,:Основными путя повышения тангенциальной разрешающей способности являются применение в радиолокаторах вдоль фюзеляжных антенн и син тезирование апертуры антенны при движении ЛА Первый путь привел к разработке так называемых радиоло каторов бокового обзора (рис. 7.26).
В таких радиолокаторах тангенциальная разрешающая способность И вЂ” Ж/1ф тем выше чем больше продольный размер 1ф фюзеляжа ЛА. Поскольку ~ф больше диаметра фюзеляжа дф, от которого зависит обычно раз. мер антенны д„то И=РХ/1ф«ЙХ/д, и детальность изображе ния в радиолокаторах с 1вдольфюзеляжными антеннами улучша ется, хотя зависимость от дальности сохраняется.
Второй, более радикальный путь приводит к радиолокаторам с синтезированием апертуры (РСА) при поступательном движении ЛА. Принцип синтезирования апертуры. Пусть линейная ФАР размером (апертурой) Ь (рис. 7.27, а) состоит из У+1 излучателей. Суммируя принятые облучателями сигналы, можно в каждый момент времени получать диаграмму ФАР с шириной ~р,= =Х/Х.
Если для обеспечения заданной ср, требуется Е>>1ф, то можно синтезировать ФАР, последовательно перемещая один излучатель вдоль этой апертуры с некоторой скоростью ~', при- мает сигналы отраженные от цели находящеися в точке М на земной поверхности. При различных положениях антенны (при различных ~) сигналы от одной и той же точки проходят разные расстояния У~о', Ро+ЛЯ1, Ло+ЛЯ2,..., Во+ЛЯ„у2, что приводит к изменению фазовых сдвигов этих сигналов, вызываемых разностью хода сигналов ЛР. Поскольку сигнал проходит ЛИ дважды; в направлении цели и от нее, то два сигнала, принятые при соседних положениях антенны, отличаются по фазе на (7.15) Лср=в~лн=2кс(2ЛЖс) Го=2~(2~АР) В зависимости от того, компенсируются или нет при суммировании сигналов фазовые набеги Л~р; на отрезках ЛЯ;, различают фокусированные и нефокусированные РСА. В первом случае обработка сводится к перемещению антенн, запоминанию сигналов, компенсации фазовых набегов и суммированию сигналов (см.
рис. 7.27, б), а во втором — к тем же операциям, но без компенсации фазовых набегов. Тангеяциальная разрешающая способность РСА. Нефокусированная обработка обеспечивает сложение сигналов У; при разности фаз сигналов с крайних и центрального элементов апертуры ~р(90'. Если положить ~р=л/2, то максимальное значение ЛР, как видно из (7.15), составит ЛР=И8. Из рис.
7.28 сматриваемой дистанции последовательно во времени, то и записываются они последовательно в каждый из И+1 азимутальных каналов, что условно показано стрелками на рис. 7.31, б. При этом формируется соответствующий участку местности кадр изображения с размерами х, и Л . Получить информацию об угловом положении цели, т. е. о координате х, при синтезировании апертуры можно только при анализе отраженных от этой дели сигналов, записанных на интервале синтезирования 1-,ф Поэтому информация с устройства записи считывается последовательно в каждом из п каналов дальности (рис.
7.31, в). Сигнал, обрабатываемый в РСА. Пусть радиолокатор работает в импульсном режиме. Тогда за период повторения Т„антенна смещается на отрезок Л= РТ„(рис. 7.32, а). Для исключения пропуска цели при таком смещении антенны потребуем, чтобы Л ~д,. Допустим теперь, что РСА неподвижен, а цель двигается относительно него с той же скоростью К (рис. 7.32, б) .. Начиная отсчет времени с момента прохода целью (точка М) середины апертуры (~=0) и считая Йо>>'й, имеем япа=я= = ЯЯО, а Р„=У з1п сс=Р9~/йо. При проходе цели через диа- 4п~п Рис.
7.30. Структурная схема радиолокатора с синтезированием апертуры Рис. 7.31. Запоминаемый кадр местности (а), а также диаграммы записи (б) и считывания (в) сигналов грамму направленности доплеровский сдвигчастоты (рис. 7,32, в); и фаза (рис. 7.32, г) меняются по законам Р (~)= — 2К ~1= — 2УМ(ХР,)-; (7.16) Ной,...,Л ..., ...=...ъ.!о.,„......, „л...ж в жепии пленки и экрана в фокусах линзы (рис.
7.37) яркость изображения на расстонии Ф от линзы определяется как 5[и )=Р.,цз,) ' ~ 5[х) ехр [ — ) [и~х)[ Шх, к Пленка 2 где Ф вЂ” фокусное расстояние линзы, связанное с расстояниями Ф и я, соотношением Ф ' — Ф„-'+я,-', 5(х) — прозрачность исходной пленки по одному каналу дальности; а, =2л~,= =2л/Т. ж (2л/Х,) Ып О.„= (2л/Х,) Д/Ф„). Здесь ҄— период пространственной частоты; ~ — координата изображения на вторичной пленке точки с координатой х первичного изображения; „— угол между направлением на точку с координатой ~ и осью линзы. Особенности устройств оптической обработки. При записи колебаний частоты Е с выхода фазового детектора на пленке П„движущейся со скоростью У~, фиксируются колебания с пространственной частотой ~„=Р /У .
Поэтому в плоскости экрана пленки (П,) образуется спектр пространственных частот (или пропорциональных им доплеровских частот) интенсивности света. Если запись на пленке П, отсутствует, то световой поток имеет постоянную интенсивность (яркость), пропорциональную 5, в (7.23), и дает в точке с координатой ~=0 Рис. 7. . 7.39. Сжатие изображения при оптической Обработке р м В плоскости пленки П2 через диаф световое поле изображения пленки П р у фокусируется я енки „на которой были записаныасигналы с фазового детектора ( ис. 7.39).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
