Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 4
Текст из файла (страница 4)
рис. 1.3) т. = т, + т. + т.~ (1.1.5) где (1.1,6) Тг — — 20 „/с; 17 Т, — время восстановления развертки (обратного хода); Т, — время ожидания (после восстановления), а Тр— время прямого хода развертки, На рис. 1.3 показано, как образуется амплитудная отметка цели в одномерном индикаторе с линейной разверткой (нменуемом иногда индикатором типа А). Иногда линия развертки образуется путем равномерного вращения электронного луча по окружности с постоянной скоростью. Это позволяет создать кольцевую шкалу, длина которой близка к величине 1 „= пН„где д, — диаметр экрана, т.
е. кольцевая развертка обеспечивает в и раз более крупный масштаб, чем линейная. В кальцевой развертке время оборота электронного луча равно периоду повторения Т„, так что обратного хода нет. Развертка осуществляется с помощью сннусоидального и косинусоидального напряжений частоты Р, = УТ„подаваемых на каждую нз двух пар пластин ЭЛТ. Для создания же амплитудной отметки ЭЛТ должна иметь вдоль своей оси специальный радиально отклоняющий электрод.
Принципиально для измерения дальности достаточно, чтобы зондирующий сигнал представлял собой одиночный импульс. При этом для сохранения радиолокационной информации на время, требуемое для измерения, можно использовать ЭЛТ с длительным послесвечением. Однако при одиночных импульсах труднее обеспечить требуемую с точки зрения заданных условий обнаружения общую энергию зондирующего сигнала. Поэтому в качестве зондирующего сигнала, облучающего цель, используется последователвность из определенного числа импульсов, следующих через равные интервалы Т„(квазипериодическая последовательность).
2. Условие однозначности измерения дальности. Если цель неподвижна или медленно перемещается в радиальном направлении за время наблюдения, то отметка цели через каждый период повторения Т„ будет появляться в одном и том же месте экрана ЭЛТ. Если при этом частота повторения Р„= 17Т, превышает несколько десятков импульсов в секунду, то благодаря инерционности восприятия глаза длительного послесвечения экрана не требуется. Кроме того, с ростом частоты повторения Р„яркость отметки до определенного предела увеличивается.
Частоту повторения импульсов Р„ выбирают из условия однозначности отсчета дальности. Как видно из рис. 1.3, дальность изнеряется однозначно лишь в тех случаях, когда 1.С Т~ (1.1.7) 13 Ее~и, например, Т, + Т, = О, то (1.1.8) Если же неравенство (1.17) ие выполняется, то однозначность нару1пается. Все й + 1 целей, у которых время запаздывания равно (аь /а + йТаэ (1.1.9) где /, удовлетворяет условию (1.1.7), а й = 1, 2; 3, ... дают отметки, расположенные в одном и том же месте экрана ЭЛТ.
Поэтому, выбирая период повторения импульсов при заданной максимальной дальности Р ,„, следует исходить нз условия (1.1.10) Частота повторения импульсов, с — ь (имп/с) Р. = 1/Т. ~ с/Ю,„, (1.1.11) с учетом времени восстановления рабочего состояния отдельных устройств РЛС, обусловленногв, в частности, конечной длительностью обратного хода развертки г ш,„= = ас/2 .О ш,„, где а ж 0,8.
В принципе неоднозначность измерения дальности устранима за счет введения в схему дополнительных устройств, изменяющих один из параметров зондирующих импульсов (несущую частоту, частоту повторения и др.). Такая модуляция зондирующих импульсов-часто именуется вобуляцней*. Если импульсы имеют, например, различные несущие частоты, то для устранения неоднозначности мпжно использовать частотную селекцию с помощью многоканального приемного устройства. Рассмотрим подробнее вобуляцию межййпульсных интервалов. Она может быть непрерывной или дискретной.
На рис. 1.4, а показана временная. диаграмма сигналов ио для двух дискретных значений интервала между зондирующими импульсами Т, и Т„. Имеются две цели (импульсы 3 и Д на рис. 1.4, а). Первой (1) соответствует время запаздывания отраженного сигнала /ао удовлетворяющее условию однозначности, цель (2) характеризуется временем запаздывания /„, превышающим период повторения Т„и является «двузначной», так что в формуле (1.1.9) коэффициент й=1.
Вели теперь перейти от временнбго графика к изображению ' От слова /о шовэ/а (акгл.) — шатать, качать. 1в на зкране ЗЛТ (рис. 1.4, 6), то первая цель даст отметку в одной и той же точке развертки на неизменном относительно начальной точки отсчета расстоянии с/м/2 независимо от изменения периода повторения. Отметка же второй цели будет смещена относительно начальной точки отсчета (от с (/ая — Т,)/2 до с (/,, — Т,в)/2), что и является признаком неоднозначности. При большей степени неоднозначности требуется дополнительное дискретное значение периода повторения (если в (1.19) й 2, то третье). Кроме того, в случае неоднозначности отсчета дальности отраженный пс Рнс. Ь4. Вооуляция периода повторения импульсов: а — временная диаграмма.
б — наображенне на енране ЭЛт сигнал отсутствует не только при /, ж 0 (из-за запирания приемника), но и при /а т Т„2Т, ... Соответствующие зтим запаздываниям дальности иногда именуются «слепыми». ' 3. Минимальная дальность действия импульсной РЛС. При использовании в РЛС двух отдельных антенн для передачи и приема можно довести минимальную дальность до практически несущественной величины. В случае же одноантенной РЛС минимальное расстояние до цели («мертвая зона») может оказаться достаточно ощутимым.
Это объясняется тем, что антенный переключатель должен запирать приемник на время, равное длительности импульса, а после окончания импульсов передатчика требуется время на восстановление антенного переключателя (процесс деионизации газового разрядника); в течение этого времени чувствительность приемника остается заниженной. Таким образом, минимальное расстояние, начиная с которого возможно наблюдение отраженного импульса цели, Й гны = с (т„+ /,)/2, где /в — время восстановления чувствительности приемника; в некоторых случаях, например прн.
неисправном газовом разряднике защиты приемника, зто время может заметно превзойти величину т„. 20 1.2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНОЙ РЛС КРУГОВОГО ОБЗОРА 1. Структурная схема. Дальнейшим развитием импульсного дальномера, показанного на рис. 1.1, является РЛС, позволяющая производить обзор пространства и измерять одну из угловых координат цели, чаще всего азимут, Структурная схема простейшей РЛС кругового обзора с визуальной индикацией цели изображена на рис. 1.5. Персданнон о е е г — — - — -= 1 «ла араасеаие аетеллм .11 ллй~аеоррее устройстас Рис. 1.б. Структурная схема импульсной РЛС кругового обзора Антенна РЛС имеет веерообразную диаграмму направленности (ДН), т.
е. узкую в горизонтальной плоскости (шириной в несколько градусов или долей градуса) и достаточно широкую (десятки градусов) в вертикальной плоскости. При вращении такая антенна обеспечивает не только требуемый обзор в вертикальной и горизонтальной плоскостях, но и измерение азимута. Этот принцип сохраняется как для обзора воздушного пространства (наземная РЛС), так и для обзора земной поверхности (бортовая РЛС). Для визуальной индикации двух координат цели необходим двумерный индикатор кругового обзора (ИКО) с яркостной отметкой цели. В ИКО обычно применяется ЭЛТ с магнитным отклонением луча. Импульсные сигналы с выхбда приемника подаются на управлякяций электродЭЛТ и,увеличивают яркость свечения экрана во время их появления.
'Развертка дальности осуществляется с помощью отклоняющей катушки, создающей магнитное поле, которое рав.нбмерно перемещает электронный луч от центра экрана ЭЛТ к его краю по радиусу. Азимутальная развертка, т. е. 21 круговое вращение развертывающего луча дальности синхронно с антенной, создается либо вращением отклоняющей катушки с помощью системы дистанционной передачи угла— СДПУ (рис. 1.б), либо посредством специально формируемых отклоняющих напряжений, питающих неподвижные отклоняющие катушки (см. $ 1.3). В качестве СДПУ часто Рнс. Иа, Временные диаграммы процессов в РЛС нругового обзора (номера временных диаграмм соответствуют тазиам на рис. 1.5) используется следящая сельсииная система с грубыми и точными каналами, обеспечивающая достаточно высокую точность передачи.
Временные диаграммы процессов в характерных точках, обозначенных цифрами в кружках на рис. ! .5, показаны на рис. 1.6. Синхронизатор РЛС формирует периодическую последовательность импульсов с периодом Т„которые воздействуют одновременно (либо, как будет показано ниже, с некоторым постоянным запаздыванием) иа модулятор, генератор развертки дальности и генератор масштабных импульсов. Импульсный модулятор вырабатывает моду- 22 (1.2.1) где Є— требуемый интервал между масштабными импульсами. Эти импульсы могут быть периодическими, если выполняется условие Т„= пТ„, где и — целое число, либо иметь внд пачек, действующих в пределах длительности прямого хода развертки Тр. Такие импульсы можно формировать, например, с помощью генератора ударного возбуждения.
Часто применяются масштабные импульсы отрицательной полярности, подаваемые на катод ЭЛТ (зто облегчает развязку выходных цепей приемника и генератора масштабных импульсов). Механизм формирования изображения на экране ЭЛТ поясняется рнс. ! .7. При вращении антенны„когда начинается облучение цели (направление 1), на соответствующем радиусе развертки под действием импульса цели возникает яркая точка (амплитуда сигнала характеризуется отрезком АВ диаграммы направленности). Кроме тога, возникает ' От латинского гакыие — грабкн. 23 пирующие вндеоимпульсы длительностью г„, воздействукицне на генератор СВЧ.
Последний генерирует радионмпульсы приблизительно той же длительности. Периодическая посЛедовательность этих импульсов излучается антенной в виде зондирующего сигнала. Описанный метод сннхроннзацнн РЛС от генератора синхроннзирующнх импульсов называется внешним.
Наряду с этнм иногда используется внутренняя синхронизация от независимо работающего модулятора. Отраженный импульс появляется на входе приемника через интервал времени 1,. На выходе приемника образуются видеоимпульсы, смешанные с шумом, которые подаются на управляющий электрод ЭЛТ. Генератор развертки дальности вырабатывает в отклоняющей катушке пилообразно изменяющийся ток, длительность прямого хода которого Тр = 2Рш„lс. При этом, как указывалось, электронный луч совершает равномерное движение вдоль радиуса ЭЛТ, который, в свою очередь, вращается вместе с антенной.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
