Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Время послесвечения существенно превышает время однократного обзора Т„и остаточные метки сохраняются на два-три оборота антенны РЛС, что и позволяет судить о перемещении отметки на экране ИКО. Отличие когерентной схемы построения РЛС заключается в том, что при формировании излучаемого сигнала и его приеме используются одни и те же высокостабильные ВЧ и СВЧ генераторы, число которых определяется числом преобразований частоты в приемнике. Структурная схема когерентно-импульсной РЛС с двойным преобразованием частоты представлена на рис.
!.6, на котором с целью унификации многие функциональные блоки сохранили обозначение, принятое для некогерентной РЛС, представленной на рис. !.5. Выходной сигнал высокостабильного ГВЧ поступает на модулятор (М), на второй вход которого подается модулирующее напряжение в виде последовательности видеоимпульсов длительностью т„с периодом Т„. На выходе модулятора формируется последовательность радиоимпульсов с несущей частотой Г,'„„которые после преобразования «вверх» на рабочую частоту РЛС ),; в смесителе (СМ!) усиливаются в усилителе мощности (УМ) и через 32 , Передатчик О О (3) О4 Рис.
1.б. Структурная схема когерентно-импульсной РЛС (а) и времен- ные диаграммы (б): О1 — зондируюшие ВЧ импульсы; Оа) — отрюкенные от нели импульсы; (3), О4 — выходные сигналы ФД! и ФД2 33 антенный переключатель (АП) поступают в антенну (А) (график Я на рис. 1.6, б). Для преобразования частоты сигнала в СМ! в качестве опорного используется сигнал гетеродина СВЧ (Г). Этот же сигнал Г используется в смесителе (СМ2) для преобразования «вниз» частоты принимаемых антенной сигналов, отраженных от целей и усиленных в УВЧ (график Я на рис.
!.6, б). В обгцем случае при наличии допплеровского сдвига частоты отраженного сигнала )г, несущая частота принимаемых импульсов после преобразования в СМ2 становится равной Г „+ Р,. Отличительной чертой когерентной РЛС является наличие квадратурного фазового детектора (КФД), содержащего два идентичных фазовых детектора (ФД! и ФД2) взамен амплитудного летектора (Д) в некогерентной схеме. В качестве опорных сигналов квадратурных (косинусного и синусного) каналов КФД используются прямой (косинусный) и сдвинутый в фазовращателе (ФВ) на 90 (синусный) сигналы, полученные из выходного сигнала ГВЧ.
При совпадении частот принимаемого и опорного сигналов амплитуды выходных сигналов ФД! и ФД2 постоянны и пропорциональны косинусу и синусу разности фаз принимаемого и опорного сигналов. На графиках ® и Д4 (см. рис. 1.6, б) этому соответствуют линии Рч = 0 (неподвижная цель). Допплеровский сдвиг частоты принимаемого сигнала приводит к появлению на выходе ФД! и ФД2 сигналов, амплитуды которых изменяются во времени с частотой Р„при относительных сдвигах по фазе в квадратурных каналах на +90' в зависимости от знака частотного смешения Е„(линии Р, графики з и (4) на рис.
1.6, б). Р азначение блоков ФПИ, АРУ, УВА и ДПА в структурной схеме когерентной РЛС аналогично приведенным на рис. !.5, а в схеме некогерентной РЛС. Выходные си~палы ФД! и ФД2„образующие квадратурную пару сигналов, преобразуются в цифровую форму с помощью аналогоцифровых преобразователей АЦП ! и АЦП2. Тактовая частота преобразования ~дцп определяется ФПИ таким образом, чтобы выполнялись условия теоремы Котельникова, в соответствии с которой на каждый отраженный импульс от цели должно прихолиться не менее двух выборок по каждому квадратурному каналу: ,)гщп > 2/т„. Согласованная или иная первичная обработка отраженных сигналов осуществляется в высокопроизводительном цифровом сигнальном процессоре (ЦСП), в котором имеются оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для записи и хранения данных и ОЗУ для записи и хранения программ обработки сигналов.
Как правило, адресация данных ОЗУ организована по матричному принципу так, что преобразованные в цифровую форму отсчеты сигналов АЦП1 и АЦП2 на каждом периоде зондирования запи- 34 сываются в отдельные строки, причем в ячейках ОЗУ хранятся квадратурные составляющие, образующие отсчеты комплексного сигнала. Считывание комплексных отсчетов сигнала осуществляется по столбцам, которые соответствуют дальномерным каналам. Далее лля каждого дальномерного канала выполняется допплеровский спектральный анализ или иная обработка в соответствии с выбранным алгоритмом, хранящимся в ОЗУ программ. Обычно число дальномерных каналов обзорной РЛС велико и может достигать нескольких тысяч, поэтому к ЦСП предъявляются высокие требования по быстродействию для обеспечения обработки сигналов в реальном масштабе времени поступления входной информации.
Современные сигнальные процессоры ведущих мировых производителей обеспечивают быстродействие от нескольких сотен до тысячи и более МНор (миллионов операций в секунду типа умножение — суммирование» с плавающей точкой). Координаты и значения радиальных скоростей, обнаруженных в результате первичной обработки целей, передаются в управляющую ЭВМ, на базе которой осуществляется вторичная траекторная обработка сигналов и привязка радиолокационного изображения к электронной карте местности.
Полученное изображение фиксируется на индикаторе, который входит вместе с ЦСП и управляющей ЭВМ в устройство цифровой обработки информации (УЦОИ). При размещении РЛС на подвижном носителе отображение информации на индикаторе может быть организовано в двух режимах: относительного движения, когда неподвижные объекты и электронная карта перемещаются на индикаторе, а РЛС имеет неизменное положение; и абсолютного движения, когда неподвижные объекты и электронная карта неподвижны, а по индикатору перемещается носитель РЛС, координаты которого определяются с помощью бортовых навигационных систем. В обоих режимах требуемое изображение синтезируется на компьютерном индикаторе с помощью специальных программ, хранящихся в управляющей ЭВМ.
К достоинствам применения перепрограммируемых ЦСП относится возможность оперативной смены алгоритма обработки сигналов в зависимости от изменяющейся сигнально-помеховой обстановки, условий применения РЛС или решаемых ею функциональных задач. В приведенной на рис. Кб когерентной РЛС возможно применение сложномодулированных сигналов с внутриимпульсной модуляцией частоты или фазы. Структурная схема РЛС остается практически неизменной, усложняется лишь функциональная нагрузка на ФПИ, модулятор и ЦСП. Преимущества, которыми обладают когерентные РЛС, стимулирует поиск и разработку технологий когерентной обработки отраженных сигналов в некогерентных РЛС различного назначения. 35 Суть этих технологий заключается в запоминании не только частоты (блок АПЧ на рис.
1.5, а), но и начальной фазы зондирующего импульса, излучаемого некогерентным передатчиком. Внедрение подобных технологий стало возможным благодаря развитию цифровой техники обработки сигналов. В этом случае начальная фаза излученного импульса на каждом периоде зондирования записывается в память ЦСП с привязкой к единой шкале времени на интервале когерентного накопления. Затем при межпериодной обработке осуществляется фазовая коррекция отраженных импульсов, в результате чего они становятся когерентными. Радиолокаторы, построенные по такому принципу, называются РЛС с некуеетвенной когерентностью.
Технологии обеспечения искусственной когерентности целесообразно применять на этапе модернизации серийно выпускаемых и эксплуатируемых некогерентных РЛС с магнетронными передатчиками, однако следует иметь в виду, что качество когерентности зависит от типа приемной и передающей аппаратуры РЛ С. На примере РЛС кругового обзора легко проследить взаимосвязь ее основных тактических и технических характеристик. Максимальная дальность действия Р „связана с энергией зондирующего импульса Е„, а также мощностью порогового сигнала Р,„,„ (чувствительностью приемника РЛС) и коэффициентом различи мости И КО, представляющим собой отношение сигнала к шуму, минимально достаточное для его обнаружения на экране ИКО (или после УПОИ при автоматическом съеме информации) с заданной надежностью, т.е.
с заданными значениями вероятности правильного обнаружения р„, и вероятности ложной тревоги р„,. Максимальная дальность деиствия зависит также от параметров антенны, отражающих свойств цели и условий распространения радиоволн. Связь максимальной дальности с основными параметрами характеризуется основным уравнением радиолокации, рассмотрению которого посвящена гл. 3. Разрешающая способность по дальности ограничена шириной спектра зондирующего сигнала и полосой пропускания приемника, а также длительностью развертки (шкалой дальности) ИКО и разрешающей способностью используемой в нем ЭЛТ. Эти параметры влияют и на точность измерения дальности.
Точность и разрешающая способность при измерении азимута РЛС кругового обзора связаны с шириной ДНА, определяемой величиной относительной апертуры антенной системы, т.е. отношением ее размера к длине волны излучаемых колебаний. Взаимосвязь тактических и технических характеристик будет рассмотрена более подробно при изучении различных систем радиолокации и радионавигации.
36 1.5. Многопозиционные радиолокационные системы П2 Рнс. 1.8. Каналы передачи инфор- мации в МПРЛС Ряс. 1.7. Структура мяогопозицион- ной радиолокационной системы 37 Радиолокационные системы, передающие и приемные антенны которых располагаются в одном месте либо использующие одну антенну, коммутируемую с передачи на прием сигналов, называются моностатическими, или однопозицоонпыми.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
