Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Отсюда Т„/Т„= Ь~Р/2п, поэтому Р„= (Р,/2п)йу. (2.4.17) Так как сор ( и, то частота огибающей пульсирующих импульсов Р„( Р,/2, т. е. частота огибающей не может превышать половины частоты повторения. ли ьсиаса да Рнс. 2.24. Частота огибающей видеонмпульсов когерентно-нмпульсной РЛС е„/г Га /4 ай/44/г и„ ь'См сд ги„ Подставляя выражение (2,4.16) в (2.4.17) и учитывая, что /ьгрг = 2пРдТго получаем Р.„=Р,— ~ърг — 2 й =1Рд — йР.~, ! 2д где число А определяется из условия ~уасрт — 2пЦ и.
При Рд ( Р„/2 следует принять Й = О и на этом участке Р,„= Рд. Далее при Р,/2 ( Рд ( Р значение й = = 1 и на этом участке Р,„= Р,— Рд. При Рп( Рд ( ( 3Р„/2 вновь А = 1, но Р,„= Рд — Р,. При дальйейшем росте Рд принимается й = 2 и т. д. Сказанное иллюстрируется рис. 2.24. Максимумы частоты огибающей соответствуют частотам Рд — — (й + 1/2)Рп (где Й = О, 1, 2, .„) Скорости цели, обеспечивающие максимальную частоту пульсаций, именуются оптимальными. Такие цели легче всего отделить от неподвижных. В случае непрерывного метода частота огибающей биений на выходе фазового детектора всегда равна доплеровской частоте, в импульсном же методе появляется неодно!О2 значность.
Однако при значительном увеличении доплг ровской частоты сам импульс по сравнению с периодом дог, леровской частоты может оказаться процессом большо длительности (как бы непрерывным). Здесь особенност импульсного режима теряются, так как все измерение прс изводится в пределах одного импульса. Для этого требуе1 ся, чтобы в пределах импульса укладывался по крайне мере один период доплеровской частоты, т. е. Т„( т„ Р„) 1й„. Однако указанное явление наступает при очен больших скоростях.
Таким образом, от Р„= Р„/2 до г д — — 1/т„(см. рис. 2.21 расположен интервал неоднозначности измерения радг. альной скорости цели по огибающей импульса. Кроме тс го, наличие слепых скоростей приводит к большим неудо1 ствам. Для того чтобы они не влияли, надо выбирать Р„- ) Рдя„„, например Рд „вЂ” — (0,5 ... 0,75)р„так и Р = (1, 3...2) Рд,„, т. е. повышение скорости цел связано с необходимостью увеличения частоты повторени импульсов. Однако этому противоречит условие одиозная ности измерения дальности. Поэтому требуются специаль ные меры (см. $ 5.5, п. 7).
2.5. КОГЕРЕНТНО-ИМПУЛЬСНЫИ МЕТОД (ПСЕВДОКОГЕРЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ) 1. Принцип действия псевдокогереитной РЛС с вну~ реиней когерентностью. Простой однокаскадный переда. чик, работающий в режиме самовозбуждения, каковым я1 ляется, например, магнетрон, проще, чем передатчик и~ тинно когерентных РЛС, состоящий из нескольких каск, дов. Однако импульсы, генерируемые магнетроном, нек~ герентны. Как уже говорилось, несмотря на это можно п. тем запоминания начальной фазы каждого импульса на вр мя периода повторения исключить их влияние и построи" когерентно-импульсную систему, которую называют псе докогерентной.
Запоминание начальной фазы осуществляется пут1 синхронизации по фазе специального когерентного гетер дина в начале каждого импульса магнетрона. Когерентнь гетеродин может работать как в непрерывном, так и в и пульсном режимах. В последнем случае его колебания ср) ваются в конце каждого периода повторения. Простейшая структурная схема изображена на рис. 2.2 а временные диаграммы — на рис.
2.26. Импульсы маги тронного генератора через аттенюатор попадают на ко1 1Оз рентный гетеродин, который в этот момент времени начинает работать иа частоте собственных автоколебаний, но с навязанной начальной фазой колебаний. К концу периода повторения специальные импульсы срыва иср срывают колебания когерентного гетеродина до начала генерирования следующего импульса магиетрона.
сепевпору 6Жнугчдггд чегго Рнс. 2.26. Структурная схема простейшей псевдокогерентной РЛС и О Рнс. 2.26. Временнйе днвгреммы процессов в псевдокогерентной РЛС 1 1 'с б На рис. 2.26 показаны отраженные импульсы ио для случая, когда расстояние РЛС вЂ” цель от периода к периоду повторения не изменилось. Несмотря на случайный характер начальной фазы каждого импульса магнетрона (а следовательно, и отраженного импульса) при неизменном расстоянии разность фаз между колебаниями когерентного гетеродина и сигнала остается постоянной. Это определяет одинаковую амплитуду видеоимпульсов на выходе фазового детектора, т.
е. разброс фаз компенсируется. Такая же компенсация имеет место при движении цели, но в этом 104 случае разность фзз, кроме'того, изменяется на величину 2я7',И„ где М, — изменение времени запаздывания от периода к периоду. Таким образом, под действием когерентного гетеродина и полезного сигнала в фазовомдетекторе происходят такие же процессы и выделяются такие же видеоимпульсы, как в истинно когерентных РЛС. Все результаты о характере спектра видеоимпульсов, слепых скоростях и т. д. остаются в силе. 2.
Псевдокогерентная РЛС с фазовым детектором на промежуточной частоте. На практике простейшую схему (рис. 2.25) осуществить трудно из-за необходимости обеспечения большого усиления в диапазоне СВЧ и трудностей фазирования когерентного гетероднна на этой частоте. Точность фазирования когерентного гетеродина тем выше, чем ниже добротность его контура. Однако когерентный гетеродпн должен иметь и высокую стабильность. Для зтого требуется, наоборот, высокая добротность, причем тем выше, чем выше частота генератора (так как за тот же промежуток времени, например, за период повторения укладывается больше периодов высокочастотных колебаний). Естественно, что указанные процессы значительно облегчаются при переводе когерентного гетеродина, а также фазового детектора на промежуточную частоту. Структурная схема такой РЛС изображена на рис.
2.27. С помо>цью стабильного местного гетеродина с частотой ~„, в первом смесителе фазирующие импульсы магнетрона с частотой 7', преобразуются в фазиру>ощие импульсы промежуточной частоты 1к, и подаются на когерентный гетеродин. Тот же местный гетеродин во втором смесителе преобразует несущую частоту импульсов полезного сигнала 1,-ЬРя в частоту 7„, ~ Рд. Других отличий от схем рис. 2.21 данная схема не имеет. 3.
РЛС с внешней когерентностью. Возможность использования простейшей (некогерентной) РЛС для выделения движущихся целей была замечена еще в самых первых опытах с импульсными РЛС. Зго удается, когда неподвижная (или малоподви>кная) и двим1ущаяся цели занимают один разрешаемый импульсный объем. Наиболее распространенный случай — движущаяся цель на фоне протяженных местных предметов, окружающих РЛС. Рассмотрим отраженный сигнал, состоящий, в свою очередь, из пассивной помехи и сигнала движущейся цели.
Сигнал пассивной помехи можно представить как вектор.- ную сумму множества случайных отражателей (рис. 2.28). В пределах какого-либо периода повторения фаза зондирую- 105 щего сигнала гР, = 2лгех — Ч~вт, где гЄ— слУчайное значение начальной фазы. Фаза пассивной помехи в пределах определенного разрешаемого объема, расположенного на расстоянии хд„ грпп =2л~ег — ре — ~рва — гр „, где гре=-2лре2Ре)с, а грпщ— случайная фаза пассивной помехи.
Фаза сигнала движу- га„ада Рис. 2.27. Псевдокогерентная РЛС с фа- анрованнеи на ПЧ хтх фата рХ Рис. 2.28. К объяснению работы РЛС с внешней когерентностью Уи щейся цели гр, — 2лрег гре ~ 2лг" дг гр т грцы где ~р„, — случайная фаза сигнала от движущейся цели. Разность фаз в пределах рассматриваемого периода повторения между сигналами пассивной помехи и цели ~2лпд1 + тРцг гРппт В следующем периоде повторения соответственно имеем гРе (Х Тп) 2ФО (~ Тп) гРат~ гРпп (Х Тп)— = 2л1е (Х Тп) гре Ч'вв Ч'ппт. гРс (~ — Тп) = 2л~е (Х вЂ” Тп) — <Ре ~ 2лРд (Х вЂ” Тп)— — грет — грие, так что разность фаз тре = Т2лг'дг лл- 2лГ „Тп + (р цт — гр !06 Во время действия импульсов можно принять, что фш — фн„ж фпз — ф, з — ..., т.
е. разность фаз от периода к периоду повторения изменяется лишь на -~2иР„Т, (на рис. 2.28 она изменяется от ф до ф + 2пР Т„). Сказанное показывает, что пассивную помеху можно рассматривать, как опорный сигнал псевдокогерентной системы. Как видно нз рис. 2.28, амплитуда результирующего сигнала изменяется (Уры (г* з) с доплеровской частотой 2иГлТо)Т„= 2лРд.
Таким образом, уже на входе приемника йростейшей РЛС сигнал, отраженный от движущейся цели, представляет собой последовательность импульсов, промодулированную доплеровской частотой. Пульсации этих импульсов иа фоне местных предметов можно, например, наблюдать на экране индикатора с амплитудной отметкой (при этом специальный фазовый детектор не требуется, так как его роль в данном случае выполняет амплитудный детектор приемника). 2.й. ОСОБЕННОСТИ КОГЕРЕНТНО.ИМПУЛЬСНОЙ РЛС ПРИ НАЛИЧИИ ВЗАИМНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ РЛС И МЕШАЮЩЕГО ОБЪЕКТА 1.
Особенности СДЦ нрн движении РЛС. Выше предполагалось, что РЛС и мешающие объекты неподвижны (или во всяком случае почтя неподвижны) относительно друг друга. Данное положение нарушается, например, прн работе наземных РЛС по воздушным целям, движущимся на фоне облаков, в свою очередь перемещающихсв под действием ветра.
В других случаях это связано с расположением РЛС на борту самолета. Как было показано, в случае, когда РЛС неподвижна относительно мешающего объекта, спектральные линии сигнала, отраженного от движущейся цели, смещены на Рк, что позволяет выделить движущуюся цель с помощью подавителя. В данном случае такая возможность затруднена, так как спектральные линии сигнала при движущейся РЛС также приобретают доплеровский сдвиг частоты. Особенно трудно это сделать, когда относительная скорость мешающих отражателей близка к относительной скорости цели. Однако если радиальная скорость РЛС относительно мешающих отражателей известна с достаточной точностью, можно осуществить компенсацию собственного движения РЛС.
Для этого надо изменить частоту когерентного гетероднна на величину доплеровского смещения частоты, соответствующего известной радиальной составляющей скорости относительно мешающих отражателей. Разумеется для протяженных мешающих целей, имеющих разные радиальные скорости относительно РЛС (что соответствует значительному расширению спектральных линий), речь может идти о знании лишь средней скорости н о неполном подавлении. В некоторых случаях более простой н эффективной может ока. заться система с внешней когерентностью. Здесь ие требуется ни когерентный гетероднн, нн компенсация относительного движения РЛС.
107 2. Ввод частоты компенсации. Изменение частоты когерентного гетероднна можно осуществить методом преобразовании частоты. При этом в смесителе смешиваются колебания перестранваемого генератора частоты компенсации собственного движения г д со с собственной частотой иогерентного гетеродина, после чего фильтРом выделЯетсЯ веРхнЯЯ или нижнЯЯ составлнющаи (1нг + гн сои нли 1аг — сл соо). Так как частота 1нг составляет несколько десит- фг 'гд ме и Еглеерему еегеелиоРу Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
