Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Создается турбинами и воздухозаборниками (комнрессорами, вентиляторами) турбин. Такая модуляция проявляется на достаточно коротких волнах, когда падающая волна проникает в «межлоластные волноводьо> между набегающими и сбегающими лопатками. Проникновение сказывается, если 2к/1/'У > Л/2, где /! — наружный радиус вращающейся системы, а Ю— число лопастей (лолаток). Модуляция наиболее заметна при облучении цели с носа (за счет компрессора, вентилятора) и с хвоста (за счет турбины). Модуляция ослабляется на боковых ракурсах.
Пронеллернаи модуляция. Может проявляться в широком частотном диапазоне, от сантиметровых до метровых волн, а в ряде случаев, даже декаметровых. Источниками пропеллерной модуляции могут быть как крупногабаритные вращающиеся лопасти вертолетов, так и более быстро вращакнциеся лопасти турбовинтовых самолетов. Ориентация преимущественных направлений, в которых проявляется модуляция, как и в предыдущем случае, зависит от расположения вращающихся элементов цели.
Особенности роторной модуляции. Все ее виды: ° ухудшают автоматическое сонровождеиие цели ло скорости; ° создают отличительные признаки, полезные при классификации целей (разд. 24). Характер роторной модуляции различается для одностуленча.гых и многоступенчатых турбин н компрессоров одномоторных и многомоторных самолетов, а также вертолетов, и зависит от зондирующего сигнала.
Облучение гармоническим сигналом одиночного одностуненчатого ротора. При частоте вращения лопаток Г, с эффективной поверхностью о„, отраженный сигнал описывается функцией времени л / Е(/) и 2. о„(/- — ) з!п(2к/о/+ (8.55) 1 +С, з!п(2кР (/- — ))). ч в в Эта функция — периодическая, с периодом 1/А/гм равным времени сдвига лопасти на межлопастное расстояние. Она разлагается в линейчатый спектр гг = /г//хм где /г = О, +1, ..., +р. (8.56) При роторной модуляции число 2р+1 гармоник (3.56) зависит от степени сглаженности или изрезанности поля на входах «межлопастиых волноводов», Для турбинной модуляции оно примерно равно числу полу- волн поля, укладывающихся между лопастями, р = — — — — =4кй Л'Л.
2к/// У Л/2 Амплитудно-фазовая модуляция нрн наклоне лопаток приводит к асимметрии спектра. Для пронеллериой модуляции интервал между спектральными линиями А/гв в (8.56) значительно меньше, чем для турбинной вследствие значительно меньшей частоты вращения г в и числа лопастей А/. В особой мере это относится к вертолетам. Облучение гармоническим сигналом одиночного многоступенчатого ротора. При проникновении волны вглубь двухступенчатого ротора образуются комбинационные частоты И1/у!+/сз А/2)гя где 4 =О,+!,...,р/2, а У1 2 — числа лопаток в ступе- !.2 нях.
Поскольку волны в ступенях быстро затухают, часто можно обойтись моделями двухступенчатого, а иногда и одностуленчатого ротора. Облучение гармоническим сигналом совокупности роторов. Наличие многих роторов характерно для миогомоторных самолетов. Оно может усложнять картину за счет биений между неидентичными отражениями от различных роторов. Спектры роторной модуляции самолетов, облучаемых протяженными гармоническими сигналами, схематически показаны на рис 8.28,а для турбореактивного самолета и на рис.
8.23,6 — для турбовинтового. Рвс. 8.28 Облучение импульсным сигнала ограниченной протяженности. Спектральные линии расплываются в лепестки спектра с шириной, обратной протяженности сигнала. Турбинная модуляции хорошо наблюдается лри использовании непрерывных, близких к гартоническии сигнаюв, а также кваэинепрерывных сигнагав (см. разд, 18.3.2) с частотой следования импульсов г"в > 2РА/Рв.
ПРи невыполнении этого УсловиЯ слекгРы искажаются, но все же несут известную информацию. Пример спектра роторной модуляции турбовинтового самолета (рис. 8.29) (2.156$ Сходен со спектром рис. 8.28,6. Длительность сигнала 500 мс (мера разрешения по частоте 2Гц). Случайные ускорения со стандартным отклонением 0,2 м/с' мало Рис. 3.29 расширяют спектральные линии. 117 8.7.3. Преобразование временной структуры сигнала системой неподвижных вторичных излучателей Предполагается зондирование систем короткими радиоимнульсами без внутриимпульсной модуляции (либо широкополосными сигналами, разд.
7.2.2). По мере повышения полосы частот и оптимизации обработки (см. разд. 7.2.2 и 16) элементы системы вторичных излучателей начинают разрешаться по дальности. Одиночный отраженный, здесь короткоимцульсный, сигнал начинает распадаться на элементы.
Возможная система из и вто- р ь .в <в-~ а) О 2 элементов одного вторичного из- лучателя) показана на рис. 8.30,а / Ъ ,, 2 для и = 2. Структуры сигналов пог х казаны на рис. 8ЭО,б,в для и = 2 и на рис. 8.30,г для и = 4. l На выходе линейной части б) приемника формируются отра- женные от элементов системы ра- ! 2 диоимнульсы. Радиоимнульсы могут не разрешаться или разрешаться, в зависимости от того, совместно нападают или не попадают элементы системы в разрев) шаемый объем нри используемой полосе частот. При отсутствии разрешения , в' 3, г' (рис. 8.30,б) вторичный излуча- 2 г з э з тель наблюдаетсЯ как сосРедото\ ченный. Эффективная площадь з в зависит от фазовых соотношений.
/ Среднее значение эффективной площади (8. 33) Рис. 8.30 ахвр = а! + а2 При разрешении по времени запаздывания систему элементов 1 и 2 нельзя уже считать сосредоточенным вторичным излучателем (рис. 8.30,в). Становится распространенным случай частичного разрешения элементов цели, когда часть элементов цели не разрешается, а часть разрешается (рис. 8.30,г), что также соответствует распределенному вторичному иззу«отелю. Средняя эффективная плошадь раснределенного вторичного излучателя (затенением пренебрегаем) и =.
=Х ° (8.57) где п — число вторичных излучателей в элеиенте разрешения, а,р- их средние эффективных площадей. Модуляционные эффекты при высоком временном разрешении обеспечивают возможность наблюдать «даэьнастные портреты» (Каойе Ргой! ез) целей. Дальностные портреты зависят от их геометрических размеров, формы и пространственной ориентации (см. разд. 8.7 и 24.10 — 24.! 5). Понятие группового запаздывания. Характеризует прохождение сигналов через линейные системы вида: ° сред распространения (см. разд.
1! .3), ° устройств обработки (см. разд. 19.2), ° вторичных излучателей (см. ниже). 118 Спектр сигнала (рис. 8.31) полагается настолько узким, что в его пределах: ) фазочастотная характеристика (ФЧХ) системы аппроксимируется линейной зависимостью (чаще с отрицательной производной): аг8 КЧо+ Е) =-Ч(уо+ Е) = — уо- (пр14)оЕ; кв амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) системы сводится к постоянной: !ККО ь Е)! = !Ко!.
Здесь уо- значение ФЧХ, (Иу/вы~О- значение производной ФЧХ,)Ко(- мало изменяющееся значение АЧХ. Комплексная частотная хаРис. 8.31 рактеристика (КЧХ) системы описывается выражениями К(уо+Е) =~Ко!с~~о ~эв~ 1 =Кое '(" ~~в гдеКо=(Ко(е У«в Пусть на вход системы воздействует сигнал со спектральной плотностью его комплексной амплитуды Цг) Жо+ Е) = )г(7(з)е 22 ~'й.
Для принятой КЧХ комплексная амплитуда сигнала на выходе системы [У,м„(г) = ')Б((о Е)кис+ Е)еэ " 'г(Е= Ш =Ко )Жуо+Е)е и дЕ. (8.58) О где г„р = (2Я) (вбу/сф)о. (8.58а) При Ко =! и (вой(7)о= 0 значение Увых(2) = У(г) В более общем случае выходного напряжения (8.58) величина Г заменяется на г — г,р, так что Пввж(г) КоЖ ггр). (8.59) Соотношение (8.59) характеризует неискаженное воспроизведение комплексной аиилитуды сигнала, но с запаздыванием, определяемым (8.58а). Оно относится к узкополосному сигналу, являющемуся наложение колебаний некоторой узкой «группы частот».
Запаздывание Ггр называют поэтому групиовы.и запаздыванием. Неразрешаемые но дальности элементы целей создают систему интерферируюи(иг сигнавов, характеризуемую едины и группавы.и запаздыванием, Наоборот, разрешение элементов цели но дальности и получение дальностных портретов можно считать своего рода искажениями зондирующего импульса. 8.7.4. Пространственная структура поля многоглочечного вторичного излучателя Рассмотрим интерференцию излучений элементов 1 и 2 вторичного излучателя (рис.
8.32) нри гармоническом его первичном облучении. Результат интерференции неодинаков в различных точках пространства. Сферические эквифазные поверхности точечных вторичных излучателей цг;(г) = сопя! (г = 1, 2) переходят в несфернческие эквифазные поверхности интерференционного поля. Для двухэлементного вторичного излучателя (разд. 8.6.1) они находятся из (8.32) и показаны на рис. 8.32.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
