Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 117
Текст из файла (страница 117)
Вторая особенность разработки состоит в использовании квазинепрерывного фазоманипулированпого зондирующего си~нала с базой более 10' (М-последовательность с периодом (2"- 1), что соответствует базе В = 1 048 576). Интересно отметить, что при оптимальной обработке и пиковой мощности 1 Вт данный сигнал эквивалентен импульсному сигналу длительностью, соответствующей одному элементу М-последовательности (15 нс), и имеющему мощность около 10» Вт.
Для сокрашения времени обзора и возможности наблюдения нескольких целей производится параллельный анализ 20 элементов по дальности с помощью многоканальной цифровой обработки. Дальнейшее улучшение характеристик можно получить, используя многочастотный режим работы на основе объединения 1ПР, работающих от общего синхронизатора. Для иллюстрации приведем, технические характеристики двухчастотного ((ТР СВЧ диапазона: 577 Длина волны, мм . 80.,20 ~ Импульсная мощность, мВт ........................................ 10...500 ! База сигнала. Более !0', Разрешение по дальности, м .......................................
Менее 2 Дальность действия, км,,.,, ..,...,..,..,.,... 5...100 Потребляемая мощность, Вт,...................................... Менее 150 Наработка на отказ, ч. 10' Масса (без антенны), кг...........,..............,...,...,...,....... Менее 20 Объем (без антенны), дм'....................,........................ Менее 20 Развитие радиотехнических систем базируется на новых идеях и возможностях технической базы. К этому следует добавить, что технические возможности влияют на идеологию построения систем.
Для радиолокации второй половины ХХ в. был характерен переход от простых импульсных зондирующих сигналов большой пиковой мошности к сложным широкополосным сигналам с большой базой и малой пиковой мощностью, Прогресс в формировании мощных импульсов наносекундной длительности возродил интерес к радиолокации с использованием простых сигналов, прежде всего, для моноимпульсных систем. Отметим основные преимушества моноимпульсного локатора, используюшего мощные наносекундные импульсы микроволнового диапазона. 1.
Наносекундные импульсы обеспечивают хорошее разрешение по дальности и соответственно высокую точность измерения дальности (при длительности ! нс разрешаюшая способность по дальности примерно 30 см). При этом исчезает проблема боковых лепестков автокорреляционной функции (АКФ) (см. гл. 4), затрудняюшая обнаружение и сопровождение малозаметных целей на фоне мощных отражений. Малая длительность зондирующего сигнала снимает проблему «мертвого» времени, в течение которого приемник РЛС должен быть блокирован, что позволяет резко уменьшить минимальную дальность до лоцируемого объекта.
2. При измерении радиальной скорости цели за счет высокого разрешения по дальности может быть использована оценка изменения дальности за период следования зондирующих импульсов, что дает в отличие от допплеровского метода измерения скорости отсутствие «слепых» скоростей (см. гл. 6). 3. Сверхширокополосность сигнала и отсутствие боковых лепестков АКФ позволяют осушествлять идентификацию целей по «дальностному или пространственному портрету» за счет того, что отдельные элементы цели с ЭПР порядка ! м~ (плоскости, винты у самолетов и вертолетов, надстройки у судов) работают как независимые отражатели, формируя совокупный отраженный сигнал.
Радиолокационные станции подповерхностного зондирования. Интересным примером использования сверхширокополосных (СШП) сигналов являются РЛС подповерхностного зондирова- 578 ния, используемые для обнаружения закопанных мин, труб, водоносных слоев и пр. Разработанный военной исследовательской лабораторией США портативный подповерхностный локатор, установленный на 50-метровой штанге, закрепленной на медленно двигающемся вертолете, позволяет определять положение мин с точностью до 15 см.
Отечественный георадар «Зонд», предназначенный для выявления структурных неоднородностей почвы, водоносных слоев до глубин 15...30 м, подземных коммуникаций, зарытых труб, работает в полосе частот 20 ... 120 МГц. Диапазон использования современной радиолокационной техники необычайно широк: от подповерхностных локаторов, отмеченных ранее, до космических радиолокациоииык систем. Если не говорить о военных применениях (космические РЛС контроля воздушного пространства), то основным предназначением космических локационных систем является исследование природных ресурсов, контроль чрезвычайных ситуаций, экологический мониторинг.
Примером может служить космическая радиолокационная система бокового обзора с синтезированной апертурой «Экор» в составе комплекса «Алмаз» на ИСЗ «Космос-1870». С ее помощью можно получить радиолокационное изображение земной поверхности с разрешающей способностью порядка 15 м при высоте орбиты ИСЗ 300 км. Расширение спектра зондирующего сигнала и сужение ДНА в азимутальной и угломестной плоскостях позволяет уменьшить элемент разрешения по дальности и угловым координатам.
Вся информация об отражающем объекте в данном элементе разрешения содержится в матрице рассеяния, которая в настоящее время используется не полностью, и, следовательно, не реализуются потенциально возможные показатели качества радиолокатора. Испол ьзование информации, содержащейся в матрице рассеяния, может дать ответ на вопрос, полем какой поляризации нужно облучать цель, чтобы при заданном формате сигнала получить наилучшую достоверность обнаружения (минимум р„, при фиксированном значении р„). 15.2. Радионавигационные системы Перспективы развития радионавигации связаны, прежде всего, с совершенствованием и расширением возможностей спутниковых радионавигационных систем (СРНС).
СРНС второго поколения — отечественная ГЛОНАСС и американская С РЗ разрабатывались по заказу военных ведомств и предназначались для обеспечения точного позиционирования высокодинамичных объектов военного назначения. Однако предусматривалось использование данных систем гражданскими пользова- 579 телями с худшими точностными характеристиками, чем для военных потребителей, использующих закрытый канал (см. гл.
! 1). Исследование возможностей и накопленный опыт эксплуатации показали, что данные системы могут с успехом применяться для решения широкого круга задач (геодезия и картография, геофизика, астрономия, добывающие отрасли, строительство крупногабаритных сооружений, навигация самых разнообразных транспортных средств, включая индивидуальный автотранспорт). Совершенствование технологии позволило создавать сравнительно дешевую малогабаритную аппаратуру пользователей, выпуском которой занимаются более 200 фирм по всему миру 16). В ходе эксплуатации СРНС второго поколения выявились недостатки данных систем, которые предопределили пути по дальнейшему совершенствованию введенных в эксплуатацию систем (О Р8 и ГЛОНАСС), идеологию и технические решения для вновь создаваемых СРНС (европейская система ОА( Н.ЕО). Основные недостатки СРНС второго поколения.
1. Низкая помехозащищенность, связанная с малым уровнем мощности излучаемых навигационными космическими аппаратами (НКА) навигационных сигналов (для окологоризонтных спутников энергетический потенциал принимаемых сигналов составляет 160 дБ/Вт). 2. Низкий темп (большая дискретность) обновления информации на спутниках, связанный с недоступностью НКА вне пределов территории стран — владельцев системы, что ухудшает характеристики доступности СРНС для высокодинамичных объектов (ВС в режимах взлета и посадки). 3. Неравномерность навигационного покрытия, широтная зависимость геометрического фактора, особенно резко проявляющиеся при нештатной баллистической группировке (системы ГЛОНАСС).
4. Использование для гражданских потребителей одночастотного сигнала не позволяет скорректировать ионосферные погрешности„что снижает точность измерения. 5. Сравнительно невысокий срок активного существования НКА (работы в системе), составляющий 3 года для ГЛОНАСС и 7,5 лет для СР8. Рассмотрим пути устранения указанных недостатков. Так как значительных ресурсов повышения энергетического потенциала не имеется, то основные мероприятия по повышению помехозащищенности связаны с использованием пространственной избирательности, режекцией узкополосных помех, работой в нескольких частотных диапазонах. Как преодолеваются остальные из отмеченных недостатков, удобно рассмотреть на примере программ модернизации существующих СРНС ГЛОНАСС и ОР8 и программы развития СРНС ОА1.1 (.ЕО. 580 Для системы ГЛОНАСС в соответствии с Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система» планируется доведение орбитальной группировки до штатной численности (24 ИСЗ) к 2009 г.
При восполнении орбитальной группировки (ОрГ) планируется применение модифицированных навигационных НКА «ГЛОНАСС-М», имеющих более стабильный бортовой стандарт частоты (не хуже 10 "), более высокую точность определения координат НКА с помощью контрольно-измерительных станций (СКО порядка 0,7 м, что обеспечит частотно-временную привязку (ЧВП) на уровне 5 нс при прогнозе на !2 ч и 7 нс — при прогнозе на 24 ч); более стабильное положение на орбите; передачу двухкомпонентного навигационного сигнала в диапазонах Е, (1,6...
!,б2 ГГц) и Е, (1,25... 1,27 ГГц), что позволит с помощью ионосферной коррекции повысить точность решения навигационных задач. Ожидается, что восполненная ОрГ будет содержатьдесять НКА «ГЛОНАСС-М». Планируется доводка и производство НКА нового поколения «ГЛОНАСС-К» с увеличенным до 10... 12 лет полным эксплуатационным циклом и улучшенными техническими характеристиками. Спутники . ГЛОНАСС- К» будут дополнительно передавать два навигационных сигнала с одинаковыми точностными характеристиками в поддиапазоне Еь Си пил Ен и мест тактовую частоту дальномерного кода 4,095 М Гц и предназначен для гражданских потребителей. Сигнал Е,, имеет такую же тактовую частоту, но дополнительно модулирован специальным кодом, исключающим несанкционированное использование этого сигнала. Сигналы Ез, и Ез, передаются на одной несущей частоте со сдвигом по фазе на 90'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
