Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 37

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 37)

круговой обзор. Если сектор обзора В,< 2я, то обзор называется секторным. Время (период) обзора при круговом обзоре равно Т„= 2я/(?„ а при секторном Т„= (г,в,„/12„, где (2, — угловая скорость сканирования луча; х, — коэффициент, учитывающий потери вре- мени при изменении направления отклонения ДНА (ее холостой ход). Таким образом, для характеристики обзора необходимо определить угловую скорость й,. Если ДНА имеет ширину а, а число импульсов, принимаемых за время поворота ДНА на угол ад, должно быть равно АГ, то твеахйг При выполнении условия однозначного измерения дальности та,„< Тд найдем сд ад г Т„М М (5. 3) Таким образом, время Т, при круговом обзоре т ад Г„ (5.4) а при секторном (5.5) 189 Полученные формулы (5.3) ...

(5.5) показывают, что уменьшение времени обзора заданного сектора возможно за счет увеличения ад и г"„. Однако эти параметры определяются требованиями разрешающей способности, точности и однозначности измерения, поэтому их выбор должен производиться с учетом всех остальных (зачастую противоречивых) требований к РЛС. При использовании единственной ДНА в одноканальной системе при круговом или секторном обзоре определяются две координаты: дальность и азимут, и станции называются двухкоординатными.

В таких станциях радиолокационное наблюдение (обнаружение и измерение координат цели) может осуществляться с помощью индикаторов кругового обзора (или секторных), подключенных непосредственно к выходу приемника РЛС или после устройств цифровой обработки сигнала с последующим отображением координат цели. При необходимости измерения третьей координаты цели — угла места б — применяются рассматриваемые далее методы обзора. Винтовой обзор. При винтовом обзоре каждая точка ДНА (точка О на рис, 5.1) описывает линию, близкую к винтовой. Движение диаграммы представляет собой комбинацию кругового вращения по азимуту с угловой скоростью й„и постепенного подь- Рис, 5.

1, РЛС с винтовым обзором ема по углу места со скоростью !2в. Обратный ход по углу места может осуществляться быстрее. При винтовом обзоре важно не только согласование скорости вращения Г!„с частотой повторения импульсов Т, и шириной ДНА ад, но и обеспечение перекрытия диаграмм на смежных витках при отклонении по углу места. Для исключения возможности пропуска целей практически обеспечивается двойное перекрытие, т.е.

при ширине ДНА в вертикальной плоскости !)д за один оборот антенны по азимуту диаграмма смещается по углу на Л6а — — !)д/2. Так как один оборот ДНА по азимуту совершается за время г, = 2я/ь?„ то скорость ее отклонения по углу места с учетом двойного перекрытия должна быть !! Рдг1« г 2г 4я Если по углу места задан сектор обзора 6е, то время Т, при винтовом обзоре 6а 4я6в Т«в ~Ъ Рд~ ПодставлЯЯ значение й«< адГ„//зГ, полУчим 4 лба)У ад!)д~'„ (5.6) !90 Так, например, при ад = 4 ' !)д = 5 " 6~ — — 60', Л! = 5 и Р« = 1 000 Гц получим Т«,> !О с. При более узкой ДНА время обзора будет еще больше.

Таким образом, при узких диаграммах и достаточно большом секторе Т осп Угловая скорость вращения находится так же, как и при круговом обзоре, но для диаграммы, спроектированной на плоскость вращения: пА ~п тяпу Тогда Т Т„,„> о. К~'„ (5.7) Для часто применяемых симметричных диаграмм ад — — ~)„и 2хОМ яп у о.сп Т 2 х' пА и (5.8) Рис. 5,2, РЛС со спиральным обзором 191 обзора информация о цели будет поступать с большой дискретностью, что приводит к ряду недостатков и, в первую очередь, к снижению точности определения параметров движения цели. Спиральный метод обзора.

Этот метод, так же как и винтовой, представляет собой комбинацию вращения диаграммы с одновременным изменением угла у между осью вращения и осью диаграммы (рис. 5.2). Различие заключается в величине угла у: при винтовом обзоре у > 45', а при спиральном у < 45'. Пусть 0„= йа — — 6 — сектор обзора в горизонтальной н вертикальной плоскостях„й„— угловая скорость вращения вдоль витка спирали; йь — угловая скорость отклонения от оси вращения. Считая по-прежнему перекрытие витков спирали двойным, запишем 2я 2хзУ гйп у Т = — > ьз„ад Е„ (5.9) Коническое сканирование чаще всего используется в режиме точного и автоматического измерений угловых координат цели равносигнальным методом (при автоматическом сопровождении цели).

В некоторых типах РЛС находят применение методы обзора с более сложными движениями диаграмм и, в частности, являющиеся комбинацией рассмотренных. Находит применение р ветровый обзор, при котором ДНА отклоняется, как луч в кинескопе телевизора при образовании строчной развертки, поэтому такой способ обзора носит название строчного (растрового), или зигзагообразного (рис. 5.3). Время обзора в этом случае можно найти по формуле 20айв)У Т, > Однд ~п (5Л 0) Управление движением ДНА при больших углах сканирования чаще всего осуществляется механическим качанием или вращением всей антенной системы, а сканирование в небольших пределах производится качанием или вращением (например, при коническом обзоре) облучателя или рефлектора антенной системы.

При механических методах сканирования моменты инерции антенных устройств часто являются факторами, ограничивающими возможность увеличения скорости обзора, поэтому все большее применение находят электрические методы сканирования и их комбинации с механическими. Рис. 5.3. Растровый обзор 192 Конический обзор является частным случаем спирального. Угол у обычно не превыцгает величины ад/2, и, следовательно, сектор обзора равен 6 = ад + 2у.

Обзор заданного сектора осуществляется здесь за один оборот ДНА, поэтому Однако при одноканальном обзоре время обзора ограничено условием (5.2) независимо от метода обзора и его технической реализации. Радикального повышения скорости обзора можно достигнуть лишь при использовании многоканальных методов обзора в сочетании с электрическим управлением сканированием ДНА, которое открывает также путь к реализации программируемого и адаптивного обзора.

5.3. Многоканальный и управляемый обзор пространства Сочетание высокой точности и разрешающей способности с большой дальностью и малым временем обзора особенно актуально для трехкоординатных РЛС кругового обзора. В ряде современных обзорных РЛС эта задача решается комбинацией параллельного многоканального обзора по углу места с последовательным обзором по азимуту. В такой станции антенна формирует ДН, содержащую несколько лепестков шириной ~)х, перекрывающих весь заданный сектор обзора по углу места 6~. Необходимое число лепестков при этом должно быть о ®а а 1А а ширина ДНА Ц выбирается исходя из требований к точности и разрешающей способности РЛС по углу места. Необходимое число лепестков, смещенных по углу места, может быть сформировано применением соответствующего числа облучателей, смещенных относительно фокуса параболического зеркала, формирующего ДНА с заданными параметрами.

Для этой цели может быть использована также антенная система в виде плоской антенной решетки, формирующей заданную ДНА. При использовании антенной решетки сканирование по углу места может быть обеспечено переключением несущей частоты излучаемых колебаний (частотное сканирование). При этом создается Ма смещенных по углу места и перекрывающихся лепестков ДНА (рис. 5.4), соответственно отраженные сигналы обрабатываются в А~а приемных каналах, настроенных на соответствующие несущие частоты.

При вращении антенной системы по азимуту осуществляется круговой обзор, время которого Т,„, вычисляемое по формуле (5.4), и определяет темп обновления информации РЛС. Недостатком многолучевой РЛС с частотным сканированием является то, что получаемая информация содержится в частотных !93 и временных параметрах сигнала. Для устранения этого недостатка используются две антенны: основная, осуществляющая 5 4 круговой обзор всего заданного сектора 3 и обнаружение цели на болыцих дальностях, и дополнительная в виде антенной решетки, формирующей ДНА, которая при частотном сканировании про- РЛС изводит обзор данного сектора по углу места. Диаграмма антенной решетки смеРнс.

5.4. Многоканальный щена по азимуту относительно ДН ос(многолучевой) обзор новной антенны на 180', поэтому инфор- мация о дальности и азимуте цели, получаемая по основному каналу, используется в качестве априорной для включения и соответствующей настройки канала измерения угла места цели. Для извлечения информации об угле места принятый сигнал в такой станции переносится на промежуточную частоту и обрабатывается в каналах приемника, число которых соответствует числу лучей А~в ДНА угломерного канала. Так, в одной из РЛС при йа = 20 и Ц = 0,81' применено 24 канала приемника (Аг~ = 24), перекрывающих диапазон изменения несущей частоты излучаемого сигнала.

Плоские антенные решетки имеют сектор сканирования не более 120'. Большие зоны обзора можно получить объединением нескольких плоских решеток или применением круговой решетки, в которой излучатели устанавливаются перед электрическим рефлектором и запитываются высокочастотным напряжением с определенными фазовыми сдвигами. Вообще фазовое управление положением ДНА открывает большие возможности, особенно при использовании решеток с большим числом элементов (до нескольких тысяч) и фазоврашателей, управляемых ЭВМ. В частности, с помощью ФАР можно осуществлять более эффективный управляемый поиск цели, при котором очередность просмотра различных направлений определяется в процессе обзора в зависимости от результатов уже проведенных зондирований пространства. Оптимальной принято называть такую процедуру поиска, при которой обеспечивается минимальное среднее время поиска цели Т, (среднее время существования необнаруженной цели в зоне обзора) с заданной достоверностью.

Оптимизация поиска цели представляет сложную задачу даже для наиболее простого случая одноканальной системы с заданной последовательностью перемещения ДНА. Предположим, что однолучевая РЛС производит циклический обзор рабочей зоны, в одном из элементов которой находится цель.

Характеристики

Список файлов книги