Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 83
Текст из файла (страница 83)
1Озй РЛС БОКОВОГО ОБЗОРА 1. Некогерентная РЛС бокового обзора с остронаправленными антеннами, расположеннымн вдоль фюзеляжа самолета. Панорамные РЛС кругового обзора можно испольэовать для картографирования земной поверхности, однако разрешающая способность по дальности в тангенцнальном направлении оказывается совершенно недостаточной, особенно на расстояниях свыше нескольких километров. Принципиально новые возможности дают РЛС бокового обзора. Онн обеспечивают возможность решения таких задач, как ледовая разведка н другие виды разведок местности, причем качество изображения приближается к аэрофотоснимкам.
Ширина луча антенны по точкам половинной мощности (в радианах) е„= ы„, (10.2.1) откуда линейная рнарешающая способность в тангенцнальном (по отношению к осн луча) направлении на расстоянии 0 равна ЬП, ж — О. (10.2.2) Таким образом, линейная разрешающая способность ухудшается прямо пропорционально расстоянию О.
Лишь вблизи антенны на границе зоны излучения, которую можно принять равной От~в нв г(л/Х, имеем 61)„,ь, —— Мл!д„й = =д„. Для уменьшения б0, требуется увеличить размеры антенны д„. Этому условию удовлетворяет многовнбраторная антенна (например, волноводная многощелевая), установленная слева н справа вдоль фюзеляжа самолета ( н имеющая длину порядка нескольких метров). Лучи такой антенны направлены препенднкулярно осн самолета (рнс. 10.8, а, б).
Прн движении самолета происходит облучение двух полос слева н справа от линии курса, т. е. боковой обзор. Для визуального наблюдения используется ЭЛТ с яркостной индикацией н большим временем послесвечения. Прн этом развертка в одном нз направлений, например в вертикальном, осуществляется пропорционально дальности, а горизонтальная развертка — пропорцнональ- 477 но путевой скорости самолета 1рнс 10.9, а). В данном случае можно применить две (фактичег ки автономные) РЛС с отдельнымн индикаторами для левого и правого лучей либо поочередно работу с помощью антенного коммутатора и двух индикаторов в одной РЛС. Кроме того, изображение слева и справа от линии пути можно воспроизвести на одном индикаторе слева и справа от средней линии.
гласи айсра л) Рис. 10,8. Диаграмма направленности антенны РЛС бокового об- зора БЯггяеагелне ф Рис, 10.9. Индикация в РЛС бокового обзора Для фоторегистрации результатов наблюдения земной поверхности используются ЭЛТ без послесвечения с одной линией развертки дальности и яркой отметкой. С помощью оптического устройства такая линия развертки проектируется на фотопленку, которая протягивается в перпендикулярном направлении со скоростью, пропорциональной путевой скорости самолета (так называемая г-индикация, рис. 10 9, б).
Качество радиолокационного изображения оказывается прн этом очень высоким, что иллюстрируется рис. 10.10, где сравнивается результат аэрофотосъемки (а) и радиолокационной съемки (б) одного и того же участка морского льдаз. * Из книги <Применение радиолокационной съемки прн геолого географических исследованиях»/ Под ред. Г л у ш к о в а В. М. и Комарова В.
Б.— Л: Недра, 1981. 478 Рассмотрим соотношение основных параметров в РЛС бокового обзора. Время облучения точечной цели, расположенной на расстоянии В, Тоба 0о ьО((Р' (!0.2.3) где (ьт — путевая скорость самолета. Рис, 1ОЛО. Изображение участка морского льда с помо|пью аэро. фотосьемки (а) и РЛС бокового обзора (б) Число импульсов, отраженных от цели за время Т,б„ й?=Т...Р.= '"' '", (10.2. 4) Ж т. е. оно растет пропорционально дальности, что может привести к различной яркости одинаковых целей. Так как яркость отметки цели В„на фотопленке или экране с послесвечением при воздействии последовательности импульсов усредняется, то Ви пропорциональна энергии всего сигнала, т.
е. Вц = Аь Ес =- Аь М Есь = йь Ьь й?Рог, где ń— энергия одного импульса; Рс, — мощность одного импульса на входе приемника, Ф„Фь — коэффициенты пропорциональности. С помощью уравнения дальности для поверхностно-распределенных целей в случае диффузно-отражающей поверхности (6.3.2) и (10.2.4) получим в а О р '*'йЕВ(') у Дь'Р."" (1025) 64иь Нь )р' сьь' е соь е 4?9 Чтобы прн прочих равных параметрах. РЛС и заданной высоте К яркость отметки цели не зависела от угла места е, т. е. от дальности, требуется, чтобы ДН в вертикальной плоскости была пропорциональна сзсзые ° созкм е илн в нормированном виде сзсз~~ з соззы в г'я(е) = 3(4 !/4 где е — направление максимума ДН.
Как и в случае РЛС кругового обзора, можно задаваться не характером поверхности (диффузная), а равенством ЗОП целей, расположенных вдоль земной поверхности. Тогда Ря (е) = сзсзм е I сзсзм а„. (10.2.7) Такая ДН менее вытянута в горизонтальном направлении, чем косекансная, и поэтому ее легче сформировать. При кренах самолета н колебаниях по азимуту возможны искажения изображения.
Во избежание этого должна быть произведена стабилизация всей антенны либо луча. 2. РЛС бокового обзора с синтезированной антенной. Вспомним процесс формирования узкого луча в линейной решетке вибраторов. Колебания, воздействующие на вибратор, имеют в произвольном направлении различные фазы, причем фаза нарастает по мере удаления от конца решетки. Только в направлении максимума главного лепестка колебания всех вибраторов синфазны.
Чем больше расстояние между вибраторами и их число, тем больше изменяются фазы при отклонении направления от максимального, а следовательно, тем уже главный лепесток. В РЛС бокового обзора с синтезированной антенной (иногда она именуется РЛС с синтезированием апертуры, сокращенно РСА) происходит процесс, аналогичный действию линейной решетки внбраторов.
Такая РЛС когерентная, ее обычная (не обязательно остронаправленная) антенна прн каждом излучении импульса делается «элементом» (вибратором) некоторой искусственной антенной решетки. Расстояние между этими элементами определяется перемещением самолета (рис. !0.11, а). В действительности они одновременно не существуют, однако можно запоминать фазу и амплитуду отраженных сигналов при последующих положениях самолета. Если затем в устройство обработки обеспечить когерентное сложение всех запоминаемых сигналов с учетом положений самолета (рис. 10.11, г), то такое 4ВО Ц ф Рнс. !ЕЛК К прпнцнпу действня РЛС бокового обзора о оннтезнро- ванной антенной антенне фронт плоской волны расположен под углом 0 к раскрыву длиной д„и разность хода крайних лучей равна ЬВ = д„з1п О, а разность фаз 2пЛ11 / А, то в синтезированной антенне сравниваются фазы когерентных сигналов, которые получили этот фазовый сдвиг сначала прн передаче, а затем при приеме, так что общий фазовый сдвиг будет в два раза больше чем в обычной антенне.
Это равносильно увеличению раскрыва в два раза, так что эффективная ширина луча изменяется не как (10.2 1) (т. е. О, зае = А /4е), а как ба,зве = й 1 2~(ае. (10.2.8) Отсюда разрешаемое расстояние в тенгенциальнпм направлении в отличие от (10.2.2) б ).'У, = В0 „е = П ~2г(, . аэг (10.2.9) устройство не будет отличаться по свойствам от синфазной антенной решетки. Так как эффективная длина искусственной антенны дае может быть большой, ее ДН оказывается весьма узкой. Поскольку РЛС является когерентной системой, то ширину ДН и изменение фазы по апертуре антенны следует рассматривать при условии двустороннего распространения радиоволн (к цели и обратно). Действительно, если в обычной Оо,ьэф =)/Л/О/2* (10.2. 10) а разрешающая способность в тангенцнальном направлении согласно (10.2.9) 60, =0Л/2)/0Л = 3/ЗЛ/2, (10.211) т.
е. в отличие от обычной антенны не зависит от ее апер туры и ухудшается с расстоянием не по линейному закону (формула (10.2.2)1, а медленнее, как УВ. В РСА с фокусированной антенной обработка отраженных сигналов производится с учетом изменений расстояний. На рис. 10.11, г показаны фозовращатели, которые должны соответствующим образом изменять фазы сигналов перед суммированием за время облучения (синтезирования) Т,а,. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
