Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Основной спецификой проектирования РЛС с квазинепрерывными зондирующими сигналами малой скважности является трансформация принимаемых сигналов при коммутации входа приемника сигналом развязки, причем характер трансформации зависит от задержки сигнала.
Поэтому при анализе и синтезе как зондирующих сигналов, так и алгоритмов их обработки, необходимо использовать функцию взаимной неопределенности (ФВН). Эта функция характеризует степень корреляции двух различных сигналов на плоскости параметров т и/'„в отличие от введенной ранее ФН„которая характеризует степень корреляции сигнала и его копии, отличающейся только значениями этих параметров. В данном случае при вычислении модуля корреляционного интеграла с опорным сигналом 5,«(0 т,„, /' ) сравнивается не отраженный от цели сигнал на входе приемника Х,,»(г, т„, /д ) с параметрами т„и /р, а результат его перемножения в ключе с сигналом коммУтации пРиемника: 5„»(0 тго Л )4,(г). Общее выражение для ФВН будет зависеть не только от параметров отраженного сигнала, но и от конкретного дальномерного канала, для которого настроен опорный сигнал Ю,„(0 т„«, /», ).
В общем случае оно принимает вид 253 Х((" -т.) (ХО..-А,))= ~ Воп (б то11~ Ь„)аноар(б та~ Хо„)~л(г)б~ Т,О где Т, — время анализа отраженных сигналов; символ (*) обозначает комплексное сопряжение. Основным преимуществом гцумоподобных сигналов на основе амплитудно-фазовой манипуляции является возможность работы РЛС в расширенной зоне допплеровских частот. Напомним, что граница зоны однозначных измерений допплеровских сдвигов частоты простой когерентной пачки импульсов определяется величиной Тц„,,„=+1/Т„, где ҄— период повторения импульсов. Для сложномодулированных сигналов эта граница сугцественно больше и определяется обычно допустимым уровнем боковых лепестков Ф ВН. Средний уровень боковых лепестков ФВН у,„зависит от базы сигнала В, определяемой как В = ЬгТ,О ', где Лг" — эффективная ширина спектра сигнала, обычно в инженерных расчетах измеряемая на уровне — 3 дБ.
Для упрощенных расчетов можно принять у, = ГВ. В современных РЛС реализуются сигналы с базами до !О' и более, что позволяет обеспечить уровень боковых лепестков ФВН менее — 40 дБ. 6.9. Распознавание целей Во многих случаях применения радиолокации желательно не только обнаружить цель и определить ее координаты, но и определить вид этой цели, т.е. произвести распознавание (опознавание) цели. При этом возможны два принципиально отличающихся метода.
В первом для опознавания цели используется ответчик, установленный на обнаруживаемом объекте (самолете, корабле), который при облучении объекта зондирующим сигналом РЛС формирует и излучает ответный сигнал, содержащий необходимую информацию об объекте. Такие системы вначале использовались в военной авиации для отличия своих самолетов от «чужих».
В системах управления воздушным движением кодированный сигнал ответчика может содержать не только информацию о принадлежности самолета и его бортовом номере, но также и другие сведения, необходимые для эффективного управления воздушным движением. В системах распознавания второго типа распознавание осуществляется на основе анализа характеристик отраженных от цели 254 сигналов при их обработке в РЛС. При этом используют связь статических, динамических и статистических характеристик радиолокационного рассеяния различных объектов (см. подразд. 2.2) с характеристиками сигналов, принимаемых РЛС.
Анализ отраженных сигналов при определенных условиях позволяет классифицировать обнаруженные объекты, т.е. установить вид обнаруженного объекта: отличить истребитель от бомбардировщика, военный корабль от танкера, баллистическую ракету от ИСЗ.
Распознавание целей является развитием рассмотренной ранее селекции цели на фоне мешающих отражателей, наличие которых естественно затрудняет распознавание. Поэтому для распознавания необходимо прежде всего обеспечить достаточно большое отношение сигнала к помехе. Второе важнейшее требование к РЛС вЂ” высокая разреши»»на» способность по измеряемым координатам и составляющим вектора скорости. Распознавание целей в общем случае основано на расположении и взаимном перемещении центров отражения, воспроизводимых на радиолокационном изображении цели на экране дисплея. При этом используется анализ изменений комплексной характеристики отраженных сигналов (сигнатуры) во времени. В зависимости от типа РЛС и обнаруживаемых целей различают случаи анализа одномерных и двухмерных изображений.
РЛС с высокой разрешающей способностью и точностью по дальности позволяет воспроизвести профиль цели по дальности, что дает возможность осуществить распознавание кораблей по их длине и контуру надстроек при определенных ракурсах относительно РЛС. При этом необходима разрешающая способность по дальности порядка единиц метров, наличие библиотеки образцов профилей различных целей для разных ракурсов, что требует большого объема памяти.
Таким образом, одномерный анализ пригоден для распознавания кораблей с небольшой скоростью маневрирования. Создание четкого двухмерного изображения целей требует высокой разрешающей способности не только по дальности, но и по направлению, т.е, угловой разрешающей способности. Требуемое для распознавания целей разрешение на значительных расстояниях от РЛС достижимо только при синтезированных апертурах. Такое синтезирование возможно при относительном перемещении антенны РЛС и цели.
Самолетные (спутниковые) РЛС бокового обзора с синтезированной апертурой позволяют получить четкое радиолокационное изображение местности по обе стороны линии пути (проекции траектории на подстилающую поверхность) носителя РЛС и распознать на этом изображении отдельные объекты. Принцип действия таких РЛС рассмотрен в подраз. 8.5. При неподвижной РЛС высокое разрешение по направлению можно получить при сканирующей ДНА РЛС инверсным синтезированием раскрыва. При этом необходимо достаточно большое вре- 255 мя интегрирования принимаемых сигналов, что не является серьезным ограничением при наблюдении кораблей в отличие от быстро перемещающихся воздушных целей.
Для распознавания кораблей могут быть использованы специфические изменения параметров отраженных сигналов при бортовой и килевой качке корабля. При качке допплеровские сдвиги частотных составляющих спектра сигналов, отраженных от мачт, надстроек и корпуса корабля, отличаются между собой, и при наличии статистических данных о допплеровском смешении сигналов для кораблей разных классов при различных ракурсах и характере волнения возможно осуществить распознавание классов кораблей. Распознавание самолетов сложнее, чем кораблей, поскольку самолет обычно имеет меньшие размеры и меньшее число центров отражения и не имеет таких свойственных кораблям признаков, как качка.
Кроме того, самолеты перемещаются в трехмерном пространстве с высокой скоростью, что ограничивает возможность использования РЛС с инверсным синтезированием апертуры. Эффективным для распознавания самолетов оказывается использование МПРЛС. Даже применение двухпозиционной РЛС с вынесенным приемником позволяет получить контур наблюдаемого самолета при достаточно большой базе системы. Радикального повышения разрешающей способности, а следовательно и детальности радиолокационных изображений, позволяет достигнуть переход в миллиметровый диапазон радиоволн, в котором при применении широкополосных сигналов и приемлемых размерах апертуры антенной системы можно воспроизвести контур цели. Однако в условиях атмосферы и особенно при наличии осадков миллиметровые волны можно использовать лишь на сравнительно небольших дальностях. РЛС милли метрового диапазона эффективно используются для обзора летного поля аэропортов или акватории морских портов.
В этих случаях они обеспечивают наблюдение за перемещением самолетов или судов, а учитывая наличие радиосвязи или ответчиков на борту, и надежное опознавание наблюдаемых объектов. РЛС миллиметрового диапазона используются также для наблюдения за полем боя для оперативного управления войсками. Большие возможности РЛС миллиметрового диапазона открываются при обнаружении и опознавании космических объектов, что подтвердилось при эксплуатации РЛС «Руза», рассмотренной в подразд.
8.4. Для распознавания радиолокационных объектов используются различные изменения характеристик отраженных сигналов, обусловленные специфическими свойствами этих объектов. Периодические изменения амплитуды сигналов, связанные с врагдением 256 винтов самолетов или вертолетов, позволяют отличить их друг от друга и от реактивных самолетов. Отраженные сигналы от последних также могут быть модулированы по амплитуде, если в зоне облучения оказываются турбины турбореактивных двигателей. Частоты модуляции при этом существенно выше, чем в случае винтомоторных самолетов. Траектория движения объектов, скорость их перемещения по траектории также могут служить признаком для распознавания целей при их сопровождении на достаточно большом интервале времени.
Этот метод используется для распознавания баллистических ракет и ИСЗ среди других космических объектов. Особое значение имеет надежное распознавание баллистических ракет и особенно на восходящем участке траектории их полета. Для этого совместно с наземными РЛС ПРО используются и РЛС, размещенные на ИСЗ, которые позволяют обнаружить и сопровождать ракету от момента ее запуска. Подводя итог, следует подчеркнуть, что для распознавания целей используются самые разнообразные эффекты, изменяющие спектр отраженных сигналов. Для иллюстрации можно сослаться на использование для распознавания некоторых объектов гармоник, появляющихся в спектре отраженных сигналов из-за детекторного эффекта, возникающего на стыках двух разнородных металлов.
Тонкий анализ спектра возможен при высоком быстродействии и большом объеме памяти цифровых устройств обработки РЛС. Параметры зондирующих сигналов РЛС должны обеспечивать ее высокую пространственную, временную и частотную селективности. Большое значение для надежного распознавания объектов имеет возможность использования совместно с радиолокационной также и других видов информации. Контрольные вопросы 1. Каковы возможные способы уменьшения влияния пассивных помех на наблюлаемость радиолокационных целей? 2.
В чем заключается принцип СДЦ? 3. Чем отличаются системы СДЦ с внешней н внутренней когерентностями? 4. Для чего необходим когерентный гетеродин в когерентно-импульсных системах СДЦ? 5. В чем заключается недостаток однократной схемы ЧПК? 6. Каковы пути повышения эффективности систем СДЦ? 7. В чем заключаются достоинства цифровых фильтров подавления пассивных помех? 8. Как определить требуемое число разрядов цифрового фильтра Ч П К? 9. Каким требованиям должны удовлетворять параметры основных узлов ксгерентно-импульснсй снсгемы СДЦ? 257 !О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
