Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Контрольные вопросы 1. В чем заключается различие активного и полуактивиого методов радиолокации? 2. Что такое радиолокационный сигнал и какую информацию о цели ои содержит? 3. В чем заключаются достоинства РЛС с активным ответом? 4. Укажите достоинства и недостатки угломерного, дальномерного и разностно-дальномерного методов местоопределения. 5. Какова форма линий положения дальномерных и разностно-дальномерных РНС? 6. Укажите основное преимущество комбинированного угломернодальномерного метода местоопределения. 7.
По каким признакам классифицируются радиолокационные и радионавигационные системы? 8. Какие характеристики РЛС относятся к их основным тактическим характеристикам? 9. Назовите параметры РЛС, относящиеся к основным техническим характеристикам. 1О. В чем заключаются преимущества и недостатки РНС сверхдли и иоволнового диапазона радиоволн? 11. Каким образом формируется радиально-круговая развертка ИКО? 12. Из каких соображений выбирается длительность развертки дальности ИКО? 45 13. Почему в ИКО применяются ЭЛТ с большим временем послесве/ чения экрана? !4.
Определите мертвую зону (?З,„) РЛС, имеющей длительность зондирующего импульса т„= ! мкс и время восстановления чувствительности приемного тракта т, = 0,6 мкс. 15. Каковы значения допплеровского сдвига частоты сигнала РЛС трех- сантиметрового диапазона, отраженного от самолета, приближающегося к РЛС со скоростью 720 км/ч? 16. Почему суммарно-дальномерный метод местоопределения не находит такого широкого применения в радионавигации, как разностнодальномерный? 17. Каковы преимущества корреляционно-экстремальных методов навигации по сравнению с позиционными? 18. В чем заключаются преимущества многопозиционных РЛС? !9.
Какова роль статистической теории в развитии радиолокации и радионавигации? ГЛА ВА 2 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОЛОКАЦИИ 2.1. Радиолокационные цели как объекты вторичного излучения В основе радиолокации лежит явление рассеяния радиоволн различными объектами, электрические параметры (диэлектрическая и (или) магнитная проницаемость, проводимость) которых отличаются от аналогичных параметров среды. Поверхность объекта представляет собой границу раздела двух сред, где эти параметры изменяются скачком. При падении облучаюшего поля на такой объект на его поверхности возникают переменные электрические токи высокой частоты, которые, в свою очередь, излучают электромагнитную энергию, создавая тем самым рассеянное (вторичное) поле.
Рассеянное поле распространяется во всех направлениях, в том числе и обратно к РЛС. В радиолокации последнее поле принято называть отраженным. Из физической сущности явления рассеяния очевидно, что характер отражения зависит от многих причин, обусловленных как падающей волной, так и самим объектом. Явление рассеяния радиоволн было открыто в конце Х!Х в., однако начало его систематическою изучения относится ко времени Второй мировой войны, когда во многих странах были развернуты работы по радиолокации.
Это связано с тем, что для проектирования РЛС, способных решать не только задачи обнаружения и измерения координат объектов, но и задачи их разрешения (раздельного наблюдения), автоматического сопровождения, классификации и распознавания, необходима информация об особенностях формирования отраженных сигналов. В зависимости от решаемой РЛС задачи в качестве объектов радиолокационного наблюдения могут рассматриваться любые физические тела искусственного или естественного происхождения (например, здания, автомобили, корабли, самолеты, космические аппараты, метеоры, айсберги и т.д.), биологические объекты (люди, животные, птицы, насекомые и т.д.), находящиеся в окружающем РЛС пространстве, а также отдельные элементы самого пространства: земная и водная поверхности, лесные массивы и сельскохозяйственные угодья, метеорологические образова- ния, диэлектрические неоднородности воздуха (области повышенч ных градиентов температуры и влажности), ионизированные сле-' ды молниевых разрядов и т.д.
В радиолокации все эти объекты принято называть радиолокационными целями или для краткости— просто целями. В реальных условиях любую РЛС окружает множество целей. Сигналы, отраженные от различных целей, оказывают различное влияние на работу РЛС. В зависимости от решаемой РЛС задачи одна и та же цель может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние. Например, радиолокационные отражения от морской поверхности могут играть полезную роль, в частности, в океанографии при дистанционном изучении поверхностных течений, измерении параметров морского волнения.
В то же время сигналы, отраженные от морской поверхности, в корабельной навигационной РЛС могут замаскировать полезный сигнал от знака навигационно~о ограждения (вехи, буя, бакена). Такие отражения называют мешающими, помеховыми, асами отражающие объекты — источниками помех. В англоязычных изданиях для названия такого вида помех используется термин с!и((егз. При наличии источника помех для того чтобы оптимизировать структуру РЛС и правильно определить ее параметры, необходимо понимать природу помеховых радиолокационных отражений.
Радиолокация, появившись как раздел радиотехники в 1930-х гг. для решения исключительно военных задач обнаружения самолетов и кораблей, быстро развивалась, что не могло остаться без внимания специалистов других отраслей науки и техники. Начиная с 1941 г. РЛС стали использовать метеорологи для оценки метеорологической обстановки сначала с поверхности Земли, а затем и с самолетов.
Это привело к выделению из метеорологии самостоятельной науки — радиолокационной метеорологии, в которой методы наблюдения и представления полученных результатов основываются на теории рассеяния радиоволн малыми частицами (гидрометеорами, аэрозолями, диэлектрическими неоднородностями воздуха и т.д.). Дальнейшие исследования позволили установить, что РЛС эффективно обнаруживают стаи птиц и рои насекомых, поэтому орнитологи и энтомологи стали применять радиолокацию для наблюдения за миграцией птиц, перемещением насекомых. Как результат этих исследований в 1950 — 1960-х гг.
образовались новые науки: радиолокационная орнитология и радиолокационная энтомология. С 1940-х гг. радиолокация нашла применение для измерения характеристик полярных сияний, метеоров, Луны, с 1960-х— солнечной короны, Венеры, Меркурия, Марса, Юпитера. Радиолокационные станции позволили измерить расстояния до небесных объектов, уточнить параметры их орбит, определить периоды 48 вращения и получить изображения рельефа поверхности планет. Все зти результаты способствовали становлению еще одной науки — радиолокационной астрономии. С появлением в 1950 — ! 960-х гг, ракетной и космической техники началось радиолокационное исследование Земли с космических аппаратов для решения задач картографирования, обслуживания сельского и лесного хозяйств, ледовой разведки, метеорологии и т.д.
Даже такой неполный перечень областей применения радиолокации в других отраслях науки и техники свидетельствует о важности определения характеристик радиолокационного рассеяния целей. 2.2. Характеристики радиолокационного рассеяния Для описания явления рассеяния радиоволн вводят характеристики радиолокационного рассеяния (ХРЛР). Эти характеристики устанавливают связи между одноименными параметрами (энергетическими, фазовыми, частотными, поляризационными) падающего на цель и рассеянного ею полей*. В общем случае ХРЛР зависят: ° от параметров РЛС (вида зондирующего сигнала, частоты, разрешающей способности, поляризации); ° параметров цели (ее геометрических размеров, формы, электрических и магнитных свойств материала); ° параметров, характеризующих условия наблюдения (углов падения облучающего поля — ракурса цели, расстояния между РЛС и целью).
Многообразие указанных параметров создало условия, при которых для адекватного описания рассеивающих свойств целей потребовалась разработка различных видов характеристик. В настоящее время в научной и учебной литературе можно встретить более сотни ХРЛ Р. Однако до сих пор не разработаны стандарты, устанавливающие не только определения, но и единую терминологию.
Поэтому наиболее часто использующимися характеристиками являются статические, динамические и статистические. Статические ХРЛР описывают свойства неподвижной относительно РЛС цели при различных ее ракурсах, т.е. в ее собственной (как правило, сферической) системе координат.
Динамические ХРЛР описывают свойства движущейся относительно РЛС цели, * Радиолокационные характеристики летательных аппаратов / (М Е. Вартанов, Ю.С.Зиновьев, Л.Ю.дстанин и др.); под ред. Л.Т.Тучкова — М,: Радио и связь, 1985. — 236 с.
49 причем последняя может совершать не только перемещение пв траектории, но и движение вокруг центра масс. Неопределенность ориентации цели в пространстве привела к необходимости введения статистического описания рассеиваюгцих свойств, из которого вытекают статистические ХРЛР. Статические характеристики. Различают статические ХРЛР для узкополосных, сложных и сверхширокополосных сигналов. Для узкополосных сигналов характерно малое отношение ширины спектра зондирующего сигнала о/'к его несущей частоте /,: ЛЫО сс 1 (2. 1) Формула (2.1) определяет показатель широкополосности. У сверх- широкополосных (СШП) сигналов отсутствует понятие несущей частоты, и этот же показатель вводят несколько иначе: как отношение ширины спектра зондирующего сигнала о/'к его средней частоте: где/; и/„' — верхняя и нижняя частоты сигнала соответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
