Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Такой режим называется «закрытием центра»« Как было показано в Э 1.5, п. 4, в ИКО разрешающая способность по азимуту ухудшается при расположении отметок вблизи центра экрана. Для повышения разрешающей Рнс. 10Л. Режимы «закрытия» и «открытия» центра: а — врем«акмэ дваграмллы, б — э«раа ИКО при Глл=а, в — варам ИКО врв а»а<О способности по азимуту целесообразно сместить близкие цели, например, в середину экрана. Зто осуществляется посредством отрицательной задержки, начало которой предшествует началу зондирующего импульса (рис. 10.2, а).
Такой режим именуется «открытнем центра». Степень приближения изображения объектов на экране к их действительному расположению на местности определяется степенью искажения масштаба. Рассмотрим радиальный масштаб (вдоль линии развертки по дальности) и тангенцнальный масштаб (перпендикулярно линии развертки по дальности). Для случая малой высоты полета Н т 0 и отсутствия задержки начала развертки (1„ = О) радиальный масштаб (для отрезка, отмеченного на рис. 10.2, б утолщенной линией) Мр М = г!17 = гм1~0 ы (10.1.1) 470 (где г, — радиус экрана, а г — расстояние от центра), а тангенциальный масштаб М, =- ИЭ„ (10.1.2) где 1 — длина дуги на экране, а О, =- О р — расстояние па местности в тангенциальном направлении.
Полагая, что угловой размер дуги на местности равен р, получаем М, = фЮр = — ~!О =- Мр —— М, (10.1.3) т. е. в рассматриваемом случае масштаб не только постоянен по всей развертке, но и одинаков во всех направлениях, так что искажения местности отсутствуют. Пусть для той же высоты Н О вводится начальная задержка развертки Г„(рис. 1О 2, в). Луге на местности О, = Рр будет соответствовать дуга на экране, занимающая тот же угол 11, но ее расстояние от центра экрана г = МΠ— М06 = М (Π— с(во~2)~ (10 1 4) где О, = с1„/2 — начальная дальность. Прй этом длина дуги 1 = гр = М (Π— 0,)~, так что тангенциальный масштаб Мт = 30г = М (Р— Од)/О (10.1.5) Лля режима открытия центра (0,(О)М,) М, т.
е. тангенциальный масштаб больше радиального. При 0-+ 0 тангенциальный масштаб М,-+- ао, так как изображением точки на местности является окружность. При 0 ъ (О,( тангенциальный масштаб М,-+.Я. В режиме закрытия центра для случая 0 = Р, тангенциальный масштаб равен нулю.
Это связано с тем, что окружность на местности стянута в точку. Если О ) О„то тангенциальный масштаб меньше радиального и приближается к нему при О ъ0,. Если же 0 ( Р„то соответствующие цели не изображаются на экране. Лля местности в виде правильных квадратов при открытии центра, как видно из рис. 10.3, а, точка под самолетом растянута в окружность и квадраты как бы выжимаются из центра. При закрытии центра происходит обратное явление (рис. 10.3, б). Можно подобрать значение О , ) О, при котором искажение мало.
3. Масштаб по горизонтальной дальности. расстояния, измеряемые РЛС, являются наклонными дальностями. Вместе с тем желательно, чтобы расстояния в изображении на экране были пропорциональны соответствующим го- 471 ризонтальным дальностям. Учитывая, что зависимость наклонной дальности от горизонтальной нелинейная (рис. 10.4, а), определим масштаб по горизонтальной дальности в радиальном направлении посредством производ- Рис. 10.З. Искажения изображения при открытии и аакры- тии центра Рис. !0.4.
К объяснению иасф штаба по горизонтальной даль- ности та а) б) ной М,р — — йЫОг или с учетом (10.1.4) М„р = Мс(О/Юг. Так как то после дифференцирования получим М„= МД/1+ Н )О',. (10.1.0) Масштаб М,р — — 0 для участка непосредственно под самолетом, где О„=О. Лалее при О„-~ оо имеем М„р-+Мр —— = М. Масштаб но горизонтальной дальности в тангенцнальном направлении равен гр М (Π— 0е) М, — — — —— Огт 77г р 77 1+ а (10 1 7) причем искажение местности, вызванное изменением масштаба вдоль развертки, характеризуется рис. 10.3. Рисунок 10.3, а соответствует О, = О, а рис.
10,3, б— случаю О,)~ Н, когда тангенциальный масштаб вблизи центра сильйо сжат. Следует выбрать О, ж Н!2, чтобы на 472 большом участке горизонтальной дальности масштаб М„ был максимально близок к М. Масштаб изображения при обзоре земной поверхности можно скорректировать. Если исходить из требования линейной развертки по горизонтальной дальности, то г = М„~ 1)„= М, 'г' 1)' — О' = = М, 0,5с1 У1 — /.'и/Р, (10.1.8) где 1= /, = 20/с, а /.и = 2Н/с.
Форма импульса тока в пределах прямого хода развертки дальности, необходимая для получения такой развертки, ~, — !(Й ) — ̄— ~ ~'Т вЂ” ~(~~, (10.1.ч где Ь вЂ” чувствительность ЭЛТ, мм!А-в; га — число витков отклоняющей катушки. Ток развертки характеризуется половиной ветви гиперболы, которая асимптотически приближается к прямой (/па)М„г0,5 ° с/ (рис. 10.4, б). Начало развертки соответствует моменту /,и прихода первого импульса от земли. Гиперболическая функция может быть приближенно синтезирована с помощью экспоненциальных функций. 4. Радиолокационное изображение земной поверхности на экране индикатора азимут-дальность.
Для получения радиолокационного изображения земной поверхности НАД обычно не применяется, так как при этом получаются ббльшие искажения изображаемой местности, чем в индикаторе кругового обзора. В индикаторе азимут †дальнос,. как уже отмечалось (см. э 1.5, п. 4), азимутальный масштаб Меч = 1/р (где 1 — длина на экране вдоль линии развертки азимута р) не зависит от дальности. Что касается танген. циального масштаба, то он равен М = 1/О = МфЩ = Мв/О, т. е. чем ближе рассматриваемый участок, тем крупнее тангенциальный масштаб. Это приводит к существенным искажениям радиолокационного изображения. На рис.
10.5, а показана прямоугольная сетка на местности, а на рис. 10.5, б — ее радиолокационное изображение. Как видно, сектор на местности преобразуется в квадрат на экране, а все линии прямоугольной сетки искривляются. 5. Методы улучшения контрастности радиолокационного изображения. Как следует из $ 3.8, отраженный сигна/1 473 от различных участков суши и моря меняется в широких пределах (до 50 дБ и выше). Вместе с тем динамический диапазон простого супергетеродинного приемника ниже этих пределов (перегружается сигналами, превышающими собственные шумы на 20 ...30 дБ), а ЭЛТ еще ниже.
Если принять его для яркостной отметки около 15 дБ, согласно $1.3, п. 1 находим 20!я У„„/У„,„=- !5, откуда Утж,з/У»ж,„(5,6. Таким образом, сигнал, лишь в 5,б раз превышающий уровень, близкий к шумовому (У„,„), Рне. !О. б, Искажение изображения а ИАД вызывает «насыщение» ЭЛТ, т. е.
контрастность радиолокационного изображения оказывается недостаточной. Для выделения характерных целей можно использовать ручную регулировку усиления, однако усиление, правильно подобранное для одних целей, является большим или недостаточным для других. Для уменьшения засветов сигналами от близко расположенных целей применяется ВАРУ. Она обеспечивает уменьшение усиления приемника после излучения импульса и затем плавное восстановление усиления. Такая регулировка особенно эффективна иад морем, где отражение от волн имеет большую величину на малых дальностях и быстро убывает с расстоянием.
Приемники с логарифмической характеристикой УПЧ позволяют предотвратить ограничение сигналов и сохранить некоторые характерные особенности сильного радиолокационного сигнала. Однако нивелирование сигналов, которое вызывает логарифмический УПЧ, приводит к ухудшению контрастности изображения. Трудно, например, отличать сушу, воду и строения. Чтобы повысить четкость изображения таких целей, используют трехтоновую амплитудную характеристику, которая исключает промежуточный диапазон сигналов, лежащих между слабыми и сильными, На экране выделяются трн «тона»: «черный» 474 (отсутствие отраженного сигнала, что соответствует глад.
ким водным поверхностям), «серый» (слабые сигналы, соот. ветствующне отражению от земных поверхностей), «белый- (сильные сигналы от интенсивно отражающих объектов)» а) Рис. !0.6. Метод трех тоно» о~„ Структурная схема трех- тонового усилителя, состоящего из двух каналов, показана на рис. 10.6,а, а временные диаграммы — на 'Ф~ рис. !0.6, б, В канале с большим усилением имеет. ои ся ограничитель с низким д г уровнем ограничения, так что сигнал и„на выходе и, преобразуется в и,. Во вто- пт— ром канале усилителя вообще может не быть, но должен быть ограничитель с уровнем ограничения, примерно в два раза более вы- „ соким, чем в первом канале (и»).
Каналы соединяются в суммирующем каскаде. Как видно, выходной сигнал и,„, сохраняет ту б~ «тонкую» структуру, которую имеет как сильный сигнал от строений и других подобных целей, так и слабый — от земной поверхности. В процессе работы можно менять уровень ограничения канала большого усиления и тем самым регулировать уровень слабых сигналов, наблюдаемых на экране ЭЛТ, а также коэффициент усиления канала низкого усиления, что позволяет регулировать уровень сильных сигналов. 475 0.
Йонятяе о цветбввй ннднкацнн. Глаз может разлнчать прямерно в два раза больше градаций цвета, чем яркости. В связи с этнм цветовая мнднкацвя может повыснть контрастность раднолокацнонного иэображения земной поверхностн. Для получення цветного нэображення можно нспольэовать двух- лучевую ЭЛ'1 со глтрнховым экраном. Схематнческн такая ЭЛТ изображена на рнс, !0.7, а. Она имеет два электронных прожектора, лучн которых с помощью линзы сведення и теневой маски направляются на элементы люминофора определенного цвета — зеленого п»«л за«зй аи и«р суг«езия устрой«муз а) Рнс.
10.7. Цветовая инднкацня и красного. Желательно, чтобы прн слабом сигнале светвлнсь только зеленые элементы люминофора, причем по мере роста сигнала яряость зеленого цвета возрастала. Начиная с определенного уровня сигнала, яркость зеленого цвета не должна расти и должен «пробиваться» красный цвет, яркость которого повыша«тся прн дальнейшем увелнченнн сигнала. В то же время яркость зеленого цвета падает, так что в конце концов остается только красный цвет.
На рнс. 10.7, б показан способ выполкення указанной программы. Имеются два канала. в одном производится ограннчение сверху на уровне и««, а в другом — снизу на том же уровне н сверху на уровне и«», причем и»з » и«,. Пока сигнал ис ( и«ы он не проходит по «красному» каналу н проходит по «зеленому» каналу без искажения, воздействует на соответствующий прожектор н управляет яркостью зеленых элементов экрана. Таким образом, с ростом сигнала растет яркость зеленого цвета. Прн п ~ ~и«, сигнал начинает проходить также по «красному» каналу н электронаый луч будет возбуждать красные элементы экрана. Одновременно «красный» снгнал будет вычитаться в <зеленом» канале нз иш, н яркость «зеленого» 476 сигнала будет падать. Если им = йиы, то при и, > иа, зеленый цвет исчезает, а красный перестает нарастать. Аналогичный метод может применяться в системах СДЦ для отметки движущихся целей и в других подобных случаях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
