Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Рассмотрим принцип действия и взаимодействие элементов некогерентной РЛС кругового обзора, структурная схема которой представлена на рис. К5, а. Такие станции позволяют обнаруживать цели, определять их дальность Р и азимут а в процессе непрерывного обзора пространства вокруг станции, ограниченного максимальной дальностью РЛС ()„,„и шириной ДНА по углу места К.
Диаграмма направленности антенны вращается с постоянной скоростью, осуществляя за время одного оборота Т„круговой обзор по азимуту. Принимаемые приемником РЛС сигналы, отраженные целями (Ц), с выхода приемника подаются на управляющий электрод электроннолучевой трубки (ЭЛТ) индикатора кругового обзора (И КО), линия развертки которого вращается синхронно с вращением ДНА (рис. К5, б). Момент излучения зондирующего импульса антенной (А) определяет начало развертки дальности, а азимутвльное положение линии развертки совпадает с положением оси ДНА. Отраженный от цели сигнал после преобразования, усиления и детектирования в приемнике РЛС модулирует электронный луч ЭЛТ по интенсивности (яркости), подсвечивая точку развертки, соответствующую временной задержке сигнала от цели, т.е.
ее дальности. Сигналы, отраженные от цели, поступают на вход приемника в течение времени поворота ДНА на угол, равный ее ширине ах по азимуту. За это время будет принята пачка импульсов, число которых в Т„ п1'ч 2 7 и определяется шириной ДНА ад, временем обзора Т, и периодом повторения зондирующих импульсов Т„. Каждый из сигнальных импульсов подсвечивает точку на соответствующей линии развертки.
При приеме пачки импульсов Ю„„.„на экране ЭЛТ создается отметка цели в виде дужки с протяженностью по азимуту аы се- 28 г , 'Передатчик ,Син О Оз Оз 04 О5 0 Метка имуга Ц2 90 270 Об' О" етка ьности 180 29 Рис. 1.5. Структурная схема некогерентной РЛС кругового обзора (а), временные диаграммы (б) и отметки на экране ИКО (в): Я вЂ” импульсы синхронизатора; Оз — импульсы модулятора; О3 — Вч импульсы; О4 — сигнал на входе приемника; О5 — видеосигнал; Об — ток Развертки 9 лальности; О7 — импульсы меток дальности редина которой соответствует азимуту цели а, а ее расстояние от центра экрана (начала развертки) — дальности !) (рис.
!.5, в). Таким образом, протяженность отметки на экране ИКО по азимуту определяется шириной ДНА ах (если размеры цели малы сравнительно с линейной шириной ДНА (а„0) и цель можно считать точечной), а протяженность по дальности (вдоль линии развертки) — скоростью развертки и длительностью принимаемого сигнала. Протяженность отметки целей на экране И КО непосредственно связана с разрешающей способностью по дальности, азимуту (угловой разрешающей способностью) и скоростью развертки. Увеличение скорости развертки ИКО позволяет улучшить разрешающую способность РЛС, но при этом сокращаются пределы измеряемой дальности (шкалы дальности) индикатора, поэтому в ИКО предусматривается несколько шкал дальности, что позволяет обеспечить измерение дальности в заданных пределах и повысить четкость изображения на экране И КО переходом на более крупный масштаб.
Для пояснения взаимодействия элементов структурной схемы РЛС воспользуемся временными диаграммой, представленной на рис. 1.5, б. Устройством, обеспечивающим согласованную во времени работу (синхронизацию) всех элементов РЛС, является синхронизатор (см. рис. ! .5, а), состоящий из высокостабильного опорного генератора (ОГ), колебания которого заданной частоты и формы (обычно синусоидальной) используются для формирования пусковых импульсов (ФПИ). Эти импульсы имеют требуемую частоту повторения Р„и используются для запуска модулятора (М) и схемы развертки дальности (РД). Импульсы модулятора определяют длительность т„и частоту повторения Е, высокочастотных импульсов, формируемых генератором высокой частоты (ГВЧ), которые через антенный переключатель (АП) поступают к излучателю антенной системы, формирующей требуемую диаграмму направленности.
На время излучения импульса АП блокирует вход приемника, защищая его от воздействия мощных колебаний. По окончании излучения импульса через некоторое время т, чувствительность приемного устройства восстанавливается и РЛС переходит в режим приема отраженных сигналов. Таким образом, длительность зондирующего импульса т„и время восстановления чувствительности т„ограничивают минимальную дальность действия (мертвую зону) РЛС; Р „> с(т„+т,)/2.
Радиосигнал, принятый от цели, усиливается усилителем высокой частоты (УВЧ) приемника непосредственно на радиочастоте принимаемого сигнала у;, которая при наличии радиальной скорости цели в, отличается на величину допплеровского смеще- ния 30 Е; =+~,— ' с от несущей частоты излучаемого импульса /'„.
Знак плюс соответствует приближению цели, а минус — ее удалению. Основное усиление сигнала осуществляется усилителем промежуточной частоты (УПЧ) на частоте Х,„. Переход на Х„, осуществляется с помощью преобразователя, состоягцего из смесителя (См) и гетеродина (Г). Применение автоматической подстройки частоты (АПЧ) гетеродина обеспечивает равенство частоты сигнала после смесителя)",„, частоте настройки УПЧ („„0. АПЧ необходима, поскольку обычно в РЛС кругового обзора в качестве ГВЧ используется магнетрон, обеспечивающий наиболее экономичный способ получения мощных высокочастотных колебаний в сантиметровом диапазоне радиоволн. Недостатком магнетронного генератора является недостаточная стабильность частоты генерируемых колебаний и их некогерентность от импульса к импульсу.
Последнее и заставляет осуществлять подстройку частот гетеродина Гг под частоту колебаний ~, при излучении каждого импульса. Полоса пропускания УПЧ определяет обычно и полосу пропускания всего приемного устройства, которая должна быть согласована с шириной спектра сигнала.
При простом импульсном сигнале ширина его спектра определяется длительностью и обычно принимается равной ог„' = 1/т„. Из статистической теории радиосистем известно, что при фиксированном отношении энергии сигнала к спектральной плотности мощности нормального белого шума ширина спектра сигнала определяет разрешающую способность и точность при измерении дальности. Улучшение этих характеристик связано также с расширением полосы пропускания приемного устройства (более подробно это рассмотрено в гл. 4). После детектирования импульсных радиосигналов детектором (Д) выделяются их огибающие, называемые обычно видеоимпульсами.
После усиления видеоусилителем (ВУ) эти импульсы подаются на управляющий электрод ЭЛТ (сетку или катод в зависимости от полярности импульсов), обеспечивая модуляцию электронного луча по интенсивности (яркости отметки на экране). Радиально-круговая развертка, применяемая в ИКО, формируется с помощью схем развертки по дальности (РД) и по азимуту (РА). Чаще всего в ИКО используют ЭЛТ с электромагнитным отклонением, поэтому для линейного отклонения луча ЭЛТ по радиусу схемой РД создается линейно нарастающий ток во взаимно перпендикулярных отклоняющих катушках. Вращение ДНА достигается соответствующей модуляцией амплитуды этого тока с помощью схемы РА, управляемой от датчика положения диаграммы направлешюсти антенны.
31 В РЛС кругового обзора чаще всего используются антенны рефлекторного типа, в которых для формирования ДНА используется рефлектор параболической формы. Зондирующий сигнал подается на излучатель, размещаемый в фокусе отражателя. Возможно получить вращающуюся ДНА и при неподвижной антенной системе, состоящей из трех ФАР с электронным управлением положением ДНА.
Однако этот способ формирования вращающейся ДНА сложнее и поэтому применяется значительно реже. Для измерения дальности на экране И КО формируются метки дальности в виде светящихся колец, расстояние между которыми зависит от периода повторения импульсов, формируемых схемой электронных меток (СЭМ). Специальной схемой формируются и электронные метки азимута в виде импульсов, подсвечивающих более ярко линии развертки через заданные интервалы по азимуту (например, через (О').
Видеосигналы с выхода приемника поступают на устройство первичной обработки информации (УПОИ), выделяющее сигналы целей из помех. Первичная обработка может быть осуществлена непосредственно в аналоговом виде или после преобразования сигналов в цифровую форму. При необходимости построения траекторий движения целей осуществляется вторичная обработка информации вычислительным устройством после преобразования сигналов в цифровую форму кодирующим устройством (КУ). Траектория может наблюдаться и непосредственно на экране ИКО, благодаря большому времени послесвечения фосфоресцирующего слоя экрана ЭЛТ, возбуждаемого вспышками флуоресцирующего слоя при воздействии электронного луча.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
