Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 76
Текст из файла (страница 76)
(9.1.2) Это время сравнительно мало. В дальнейшем изложении речь пойдет лишь об обзоре по угловым координатам. Одновременный, или параллельный (многоканальный), обзор осуществляется миоголучевой антенной систеьюй, поэтому 43З где Ч' — телесный угол зоны обзора, а ар — телесный угол луча. Время Т,б, при Чгъ Ча может оказаться очень большим. Другой особенностью последовательного обзора является то, что облучение некоторой движущейся точечной цели происходит не непрерывно, а дискретно с интервалом, равным периоду обзора Т,б,.
Практически интервал дискретности можно определить из тактических соображений по допустимому изменению координат цели за каждый период обзора, например, чтобы отметка цели на экране перемещалась плавно. Если разложить скорость цели он в азимутальной плоскости на радиальную о„р и тангенциальную о„, составляющие, то за период обзора дальность изменяЕтСя На О„рТ,б„а азИМут На иатТ,б,~0. ОПРЕдЕЛяя раЗМЕри отметки цели для случая ИКО, по методике, принятой в 2 1.5, получаем следующие ограничения для времени обзора: 1 /ств лн ~.
Тоба~~ — ~ — + — ~. 2 М Т„, = — ~'ПЕо,в+ — ), ! l агв т м/' (9.1г4) (9.1.5) Рассмотрим основные методы однолучевого обзора. Прн строчном обзоре луч антенны (обычно иглообразный), о От английского слова зсаллыв — развертывание. 436 этот вид обзора можно отнести к классу моноимпульсных. Обзор является практически мгновенным (9.1.2), однако при большом отношении Чинар, где Ч" — телесный угол зоны обзора, а аР— телесный угол луча антенны РЛС (т. е. при высоком угловом разрешении), число лучей антенной системы оказывается весьма значительным. Вместе с тем успехи в электрическом управлении лучом антенны облегчают реализацию многолучевых систем.
Они имеют значение для трехкоординатных РЛС, где кроме дальности и азимута требуется еще определить высоту (угол места). 2. Последовательный однолучевой обзор. Последовательное однолучевое сканирование* может производиться достаточно узким иглообразным или веерообразным лучом антенны и является одноканальным..Общее время последовательного однолучевого обзора Тоба Тобат Ч" атак Чг (9.1.3) С характеризуемый в горизонтальной и вертикальной плоскостях шириной диаграммы направленности Об и 8„последовательно строка за строкой облучает зону обзора, характеризуемую углами Фб и Ф, (рис.
9.1, а). Для получения от одной цели заданного числа У отраженных импульсов необходимо, чтобы угловая скорость движения луча по строке была равна. э!сэр — — Об~Таз„= Об~оТ . Поэтому минимальное время обзора одной строки Татр!аэп = 'Ъ()стр = ФбМЮбРп. (9.1.6) Если число строк в пределах зоны обзора г = 1, т. е. О, = Фб, то при Фб = 360' получим уже знакомую формулу (1.2.!О) для времени кругового обзора. Таким образом, круговой обзор является просто частным случаем строчного. Другим частным случаем является секторный обзор, когда Фб ( 360, и минимальное время обзора фэ э! с обэп!а э стра!и (9.1.7) е„г Однако при секторном обзоре, осуществляемом методом механического сканиронания, т. е. перемещением всей антенны, необходимо произвести реверс механизма вращения антенны.
Во избежание динамических ударов целесообразно, чтобы зависимость угла поворота р от времени была более плавной, например гармонической (рис. 9.1, б). Тогда время обзора возрастет по сравнению со случаем линейного изменения 6 в уб = н/2 раз, т. е. (9.1.8) с обэ э оба со!пуз' Возвращаясь к общему случаю, когда число строк г = = Фс/О,) 1„имеем минимальное время обзора всей эоны фа|~~с~ Тобэгпэи эострм!па . ° (9.1 9) вбе,г, ' Если Фв = 360', то обзор имеет вид винтовой линии (рис.
9.1, в). При этом переход со строки на строку производится постепенно путем подъема луча за один оборот в горизонтальной плоскости на угол 8,, При подходе к верхней границе зоны обзора вертикальная угловая скорость должна быть снижена, что приводит к перекрытию крайних строк и, следовательно, к излишним затратам времени. Так как вертикальная скорость обычно меньше горизонталь- 437 ной, то коэффициент увеличения времени у, с. уб (можно, например, принять уа = 1,2). Тогда а оба а оба пппум При Фв ( 360' строчный обзор носит зигзагообразный характер (рис.
9.1, г). Так как сечение луча не является идеально прямоугольным, то шаг развертывания, т. е. интервал между соседними строками ЬФ„должен выбираться иэ условия достаточно малой вероятности пропуска че- ф~ ~ л2~олб Рпе. 9Л. Одполучевой обзор ли, расположенной с краю строки. Обычно принимают ЛФа = (0,5 ...0,8)9„т. е. время строчного обзора 'Вб 'Ве ~ а оба Вб афе рп (9.1.! 1) в 1,2 — 2 раза больше полученного по формуле (9.1.9). Строчный метод обзора используется как при иглообразном, таки при веерообразном луче. При поиске целей в относительно узком секторе, ось которого, например, совпадает с осью самолета, может применяться спиральный метод обзора с помощью иглообразного луча.
Частным слу- бза чаем спирального обзора является рассмотренный выше конический обзор. При последовательном обзоре может быть использован последовательный анализ (см. 9 5.4, п. 6), техническая реализация которого связана с освоением электрического сканирования луча антенны. 9.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СКАНИРОВАНИЕ ЛУЧА АНТЕННЫ 1. Фазовое управление антенной решеткой. До последнего времени для осуществленнястрочного метода обзора (в частности, кругового) применялось перемещение всей Р . 2Р ( () а) Рне. 9.2.
Фазоаое управление антенной решеткой антенны с помощью антенного привода (движение по строке), а также смещение- облучателя из точки фокуса зеркальной антенны (переход со строки на строку). Антенные системы некоторых наземных РЛС оказываются сложными стационарными сооружениями. Электрическое сканирование луча антенны привлекает возможностью избежать перемещения громоздких механических конструкций и большей гибкостью. На рис.
9.2, а показаны линейная решетка из и излучателей, расположенных на расстоянии Ь друг от друга, которые питаются с постоянной разностью фаз !р. Направле- 439 ние максимума главного лепестка 8, будет таким, прн котором сдвиг фав ор скомпенсирует сдвиг фаз за счет разности хода лучей, т. е.
ф = — Ь з(п 8«. 2л х (9.2.1) Отсюда х О, = агсз(п — <р, 2лЬ (9.2.2) а при малых углах 8„ например, 8, ( 15', Ф Оо. 2лЬ (9.2.31 Нормированная ДН данной антенной решетки, как известно из курса «Антенные устройства», м" (. (ь'ц('гле .ме)! (924) л» Мп» (л (ЫХ) (ип  — гнп 8«Ц Прн малых значениях О, (направление луча близко к нормали) з(п Π— ейп О, — яп (8 — 8,) соз О„ откуда Π— О, ж -»- 0,443/лЬ соз О, и ширина луча по точкам половинной мощности О,л ж 0,888ИлЬ соз О, ж )Л, соз 8„(9.2.5) где Е = (а — !) Ь вЂ” апертура антенны. Такой характер изменения ширины луча связан с тем, что при отклонении максимума ДН на угол О, «виднмые» с этого направления размеры всей антенной решетки убывают в соз О, раз.- В тех случаях, когда расстояние между излучателями Ь) М2, в ДН появляются лепестки, амплитуда которых равна амплитуде основного луча (вторичные главные лепестки).
Например, при Ь = 2Х вторичные главные лепестки появляются прн 8 = ~30', ~90. Напомним, что снижение уровня бокового излучения можно осуществить использованием неравномерного амплитудного распределения, что связано с весовой обработкой сигналов (2 7.2, п. 5). Описанный метод управления лучом антенны именуется фазовым, а соответствующее антенное устройство — фазированной антенной решеткой (ФАР).
Для возбуждения излучателей ФАР используются делители мощности в виде закрытого тракта или оптического типа. В закрытых трак- 440 тах применяются волноводные и коаксиальные тройники волноводные мосты, направленные ответвители и т. д., выполненные по схемам последовательного (рис. 9.2, б) или параллельного (рис. 9.2, в) включения.
В каждый из и фазовращателей проходит 1/а мощности, а потери мощности определяются потерями одного фазовращателя. Недостаток последовательной схемы — фазовые искажения вследствие различной электрической длины пути от входа антенны до излучателей, что требует включения компенсационных отрезков кабелей. Недостаток параллельной схемы — сложность согласования при делении мощности на большое число каналов. На рис. 9.2, г показана проходная, а на рис. 9.2, д отражательная схема ФАР оптического типа. В проходной схеме специальный облучатель возбуждает систему приемных элементов, а после фазирования происходит излучение системы излучателей.
В отражательной схеме один и тот же элемент используется как приемный и излучательный. Оптические системы удобны при большом числе элементов решетки (их число может достигать 10з,...10'). Онн, в частности, позволяют применить сложные облучатели для получения суммарных и разностных диаграмм направленности моноимпульсных РЛС. Недостаток оптического способа — уменьшение коэффициента использования поверхности антенны за счет «переливания» энергии у краев ФАР и связанное с этим увеличение боковых лепестков. Количество излучателей ФАР можно уменьшить по сравнению с требуемым для заполнения всей апертуры антенны (разреженные решетки).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
