Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Для получения радиально-круговой развертки в сектоРе нага ( ве~ е „„ требуется, чтобы пилообразные токи вертикально и горизонтально отклоиякицих катушек были промодулироваиы в указанном интервале углов соответственно по законам з!п е (1) и созе(1), где е (1) = ь1аг, а Иа — угловая скорость качания антенны. Учитывая, что пределы изменения углов е обычно невелики, можно при- нять соз е (1) ж 1, зйп е (1) ж е (1) = ь1 „й (9 4.2) Для какого-либо цикла развертки дальности закон отклонения луча ЭЛТ представим как х = ха1 соз е; у = йа 1 з(п е.
Соответствующие токи катушек равны 1„= хг)т,ш„; (в — — у!Ьвгив (где ти„, тив — число витков, а Й„, Ьв — чувствительностй, мм/А-в); йх временные диаграммы при допущении (9.4.2) представлены на рис. 9.14. При Ат = йа = й ха + у' + йа(а = Аа (2~с)а1)а, 464 т. е. линии равной дальности являются окружностями (рис.
9.13,а). В случае укрупненного масштаба яе)й, и т. е. линии равной дальности являются эллипсами (рнс. 9.13, б). Для малых углов места х ж й, 1= й, — Р; у = йа( гб(п з = йа — Н, (9.4.3) 2, . 2 с с так что линии равной дальности и равной высоты — прямые, расположенные соответственно вертикально и горизонтальэх "а — йгг ~11ШШШ г 1а1ав 4241 зг Рис. 934. Времеииые диаграммы тои ИУМД га но. Прн определении высоты на больших дальностях следует еще учитывать кривизну Земли (6.5.5), так что у = йа(э(п е+ йети, (9.4.4) причем параболический член вертикально отклоняющего тока можно получить путем интегрирования пилообразного напряжения. На экране ИУэ1Д с прямоугольным растром (рис.9.14) линии постоянного угла места являются горизонтальными прямыми.
Линии же равной высоты при замене з(п е ж е определяются нз соотношения Н =Ре, (9.4.5) т. е. они в координатах е, Р являются гиперболами, которые сгущаются на больших дальностях, что уменьшает точность отсчета высоты. Из формулы (9.4.5), заменяя малые приращения средними квадратическими значениями, получаем а (Н) = Рп(э), (9.4.6) причем можно принять о (е) ж 0,20,л [см.
Ла „„в формуле (8.2.8) при р = 0,1). Отметим, что разрешающая спо- 465 собность по углу места, как и в случае сканирования в азимутальной плоскости, определяется углом бе ж Оалг Таким образом, разрешающая способность по высоте ЬН ж т НО Остановимся еще на особенностях посадочных РЛС, которые состоят фактически из двух РЛС, осуществляющих секторный обзор по углу места и азимуту. Дело в том, что самолет при посадке снижается в плоскости оси взлетно- посадочной полосы (ВПП) по специальной линии, именуемой Рис.
9Л6. Метод парциаль- иых диаграмм Рис. 9нз. ИУМД и ИАД: а — ленни глнссаакл б — лнннн курса глиссадой. Линии глиссады н курса (ось ВПП) формируются электронным способом на экранах индикаторов ИУМД и ИАД (сплошные линии на рис. 9.15). На больших дальностях цели, расположенные на линии глиссады и оси ВПП, наблюдаются из РЛС, расположенной вблизи ВПП, под почти постоянными углами места е и азимута (а в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Поэтому эти линии, так же как линии равных отклонений ог глиссады и курса Ье и сар (штриховая линия на рис. 9.15), являются параллельными оси дальности. При уменьшении дальности е-ы О, а р — рн (ра — угол РЛС вЂ” край ВПП, отсчитанный от направления, параллельного оси ВПП), изменяясь приблизительно по гиперболическому закону.
Что касается развертки дальности, то она обычно нелинейная, позволяющая получить логарифмическую шкалу дальности, что обеспечивает как одновременное наблюде- 466 ние целей на разных дальностях, так и укрупнение масштаба на малой дальности. 3.
Метод парциальных диаграмм является методом смешанного обзора. При этом ДН РЛС кругового обзора в вертикальной плоскости состоит из иглообразных лучей (рис. 9.16), образующих отдельные каналы (как правило, на разных частотах). Таким образом, в пределах угла места используется метод одновременного обзора.
По азимуту осуществляется обычный последовательный обзор благодаря вращению всей антенной системы в горизонтальной плоскости. Угол места определяется путем фиксации номера канала, в котором появился сигнал цели. Фактически при этом необходимо осуществить сравнительный акализ нескольких сигналов соседних каналов. Для углов места, близких к горизонту, целесообразно использовать более узкий луч, чем для больших углов места. Это легко выполняется на практике в случае зеркальной антенны со смещенными облучателями.
В системе с парциальными ДН следует осуществить быструю коммутацию выходов приемных каналов, что равносильно развертке по углу места. 4. Внутрннмпульсное сканирование. Минимальное время последовательного обзора иглообразным лучом по углу места по аналогии с (9.2.2) Ф Тобам!п= луп ° е, (9.4.7) В случае одновременного обзора многолучевой системой из Ф /9 лучей ($9.4, п. 3) минимальное время обзора снижается до )ЧТп, а в предельном случае (йГ = 1) — до Т„. При атом, однако. информация об угле места поступает дискретно через 9 .
При том же минимальном времени обзора можно обеспечить непрерывное Поступление информации, если использовать однолучевое внутрнимпульсное злектрическоесканированне. Пусть при передаче сигнала формируется веерообразный луч шириной Ф, а прием производится иглообразнымлучом шириной 9, сканирующим по углу места очень быстро с периодом, равным длительности импульса (т.е. с частотой порядка 2 1оз ... 1 1ОзМГцв РЛСдальнегообнаружения).
Иначе говоря, за один период повторения должно быть совершено Тн!тн качаний луча. При этом скорости обзора по дальности и по углу совпадут. За период повторения импульсов от каждой цели в пределах угла Ф н дальности сТ 12 будет принят один отраженный импульс, однако его длительность уже меньше ти и равна е, т„'=т„— е 467 (9.4.8) (замстнм, что, как н ранее, разрешающая способность по углу места- равна ширине луча О, а по дальности определяется длительностью импульса та). Сравним теперь данный метод и обычный однолучевой с энергетической тачки зрения.
В однолучевом методе энергия принимаемого сигнала от каждого элемента ра зрешения Ео = ГгтнРсг, где Рс,— импульсная мощность принимаемого сигнала. Для энергетического сравнения необходимо взять одно и то же время обзора Тоаа сов = ФаИТ„(Ве. При внутриимпульсном сканировании это соответствует Ф о1!О периодам повторения импульсов Т . Слсдовательно, прн той же мощности импульсов Р г энергия принимаемого сигнала Ф А' Е' = — т' Рст=1ктнрсь=Ес, с 8 н ст н сь с е т. е. оба случая в энергетическом отношении при,равном времени эквивалентны.
Разумеется, прн предельном для системы внутриимпульсаого сканирования времени обзора Т„ она энергетически проигрывает по сравнению с обычной однолучевой в Ф АЧЕ раз. Глава 1О РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ОБЗОР ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 10.1. РАДИОЛОКАЦИОННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ЗЕМНОр1 ПОВЕРКНОСтИ В РЛС КРУГОВОГО ОБЗОРА 1. Принцип получения радиолокационного изображения земной поверхности в РЛС кругового обзора.
С помощью радиолокационного изображения земной поверхности может быть обеспечена автономная навигация, особенно при полете над местностью, слабо оснащенной радионавигационными средствами. Для получения такого изображения на борту летательного аппарата (ЛА) можно использовать обычную РЛС кругового (или секторного) обзора, имеющую в вертикальной плоскости веерообразную ДН, которая в первом приближении является косекансной по напряженности поля с горизонтальным участком, направленным вниз (случай расположения на земной поверхности целей с одинаковыми ЭОП рассмотрен в 3 6.5, формула (6.5.3)). При облучении диффузной поверхности требуемая ДН описывается формулой (6.3.3).
В качестве индикатора можно использовать обычный ИКО. Так как участки земной поверхности, находящиеся 468 на разных дальностях, имеют различные ЗОП н дают отраженные сигналы разной интенсивности, то, поступая на управляющий электрод ЭЛТ с радиально-круговой разверткой, этн сигналы создадут изображение, сходное с картой местности.
На рнс. 10.1, а показана местность, над которой пролетает самолет, а на рнс. 10.1, б — временнгяе днаграм- МЫ СИГНаЛОВ На ВЫХОДЕ ПрИЕМНИКа Ипрз, Ипря~ Инры Ин а ПРН нескольких положениях антенны (направлення 1, 2р 3, 4). Данная местность имеет ряд хапактерных раднолок,ацнонИлрг и ирг с ИлдГ и и,р, а 1р с Л/, ~~ ф с ф с Рне. 10.1. К принципу получения радиолокационного изображения с папашью РЛС кругового обзора ных ориентиров: лес (Л), мост через реку (М), строения (С), остров (0), корабль (г(). Сигналы, отраженные от обьектов, отмечены на временных диаграммах. Что касается водной поверхности, то в случае, если она гладкая, отраженный сигнал нз-за зеркального отражения отсутствует н на экране образуется темный участок.
В зависимости от степени волнения от водной поверхности появляется отраженный сигнал той нлн иной интенсивности. Таким образом, на экране образуется изображение, по которому опознается местность. Характерным для рассматриваемого изображения является то, что первый отраженный сигнал поступает с запаздыванием 2Н~с. Прн этом образуется яркое кольцо, окаймляющее темный круг радиусом Н («высотное кольцо»). Описанную РЛС часто называют РЛС панорамного обзора местности. Такой же принцип используется в РЛС обзора летного поля н корабельных РЛС. 2. Режимы «закрытия» и «открытяя» центра. Ранее 8 1.3, и. 2) уже говорилось о задержке начала разверткц 469 дальности относительно начала излучения зондирующего импульса. Она может быть условно принята положительной. Если начальная задержка 1„= 2Н7с, то начало развертки и момент прихода первого отраженного сигнала совпадают, так что высотное кольцо стягивается в точку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
