Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Иначе говоря„ запись входного сигнала производится прямо на промежуточной частоте (иногда без фазового детектора). В результате этого, как это описано в $ 9.3 для оптического анализатора, происходит смещение точки фокусировки пятна на расстояние х„ пропорциональное этой частоте (рис. 10.16, б). 7. РСА как радиоголографическая система. Существует аналогия между РСА и оптической голографической системой. В оптической голографии, где источник когерентного света — лазер освещает объект, отраженные волны интерферируют с пучком опорных световых волн.
При этом каждый точечный отражатель дает на фотопленке интерференциоиные кольца, а весь объект — систему интерференционных полос. Если после проявления осветить фотопленку пучком когерентного света, то ннтерференционные полосы восстанавливают начальные отраженные волны, которые формируют трехмерное изображение исходного объекта. В РСА, где когерентные электромагнитные волны освещают местность сбоку самолета или под ним, отраженные импульсы смешиваются с опорным сигналом (когереитного гетеродина) н создают интерференционную картину, которая, см.
в 3 10.2, п. 5, отображается на экране ЭЛТ и фотографируется на движущуюся пленку, скорость которой пропорциональна скорости самолета. Интерференционнэя картина от каждого отражателя записывается не в виде кольцевого рисунка, а в виде узкой прерывистой линии, параллельной краю пленки (см, рис. 10.15, в). Такую прерывистую линию можно рассматривать как поперечное сечение кольцевой интерференционной картины (ее толщина соответствует длительности импульса).
Близкие отражатели дают накладывающиеся последовательности преры- аэз вистых линий. Как и в оптических голограммах, два семейства ннтерференционных картин могут налагаться друг на друга без нарушения их способности формировать отдельные изображения. После освещения пленки пучком когерентного света интерференционная картина от каждого отражателя преобразует свет в расходящуюся волну, которая фокусирует.
ся линзой. Множество сигналов от всех отража(елей преобразуются таким образом в копии радиоволн, принятых антенной, и дают поэтому миниатюрное изображение местности. т,и иллан см аллу г ~ с..з ы =-.зм Рис. 10.17. Цифровая обработка сигналов в РСА 8. Цифровая обработка сигналов в РСА. Наиболее перспективным методом получения в РСА изображения местности на борту самолета в реальном масштабе времени является цифровая обработка сигналов. В отличие от оптических устройств в цифровых устройствах целесообразно вести обработку иа видеочастоте. Лля этого надо использовать обе квадратурные составляющие по схеме 4-канального оптимального корреляционного приемника (см. $ 4.1, п. 6). Цифровое устройство представляет собой многоканальный по дальности вычислитель с числом каналов и = = 2(О„а„— 1Э о,) !с Т„где Т, = — (0,5 ...!)т„— интервал дискретизации (тактовая частота).
Имеется два массива памяти для двух квадратурных видеочастотных составляющих сигнала Х, (1) и Х, (1) (рис. 10.17), поступающих с выходов фазовых детекторов (см. рис. 4.3). Каждый массив памяти квадратурных каналов включает по Аг = = г(,о(ФТ„канальных регистров, где гУ вЂ” число импульсов, принимаемых за время формирования синтезированной антенны. Разряд регистра в АЦП обычно выбирается г = = 8 ... 16 плюс знак, что определяется требуемым динамическим диапазоном (см.
~ 10,2, п. 5). Я9Я Цифровой сигнал после АЦП последовательно распре. деляется по т каналам дальности первого канального регистра, а затем в следующих периодах повторения переписывается в остальные канальные регистры, т. е. в и-м периоде зондирования сигналы разных дальностей с выхода приемника запоминаются в 1-м канальном регистре, сигналы (а — 1)-го периода — во 2-м канальном регистре, (и — 2)-го периода — в 3-м и т. д. Значения сигналов этих рагистров последовательно умножаются на весовые коэффициенты Я!д и Язд, соответствующие априорно известному сигналу и хранящиеся в постоянном запоминающем устройстве вычислителя.
Далее происходит суммирование взвешенных составляющих регистров данного канала дальности и в соответствии со схемой оптимальной обработки по видео- частоте рис. 4.3 объединение четырех выходов в два путем алгебраического суммирования. Затем производится геометрическое суммирование, так что огибающая ~ч; ~!ь Х~о-!,+!+Зи Хг.-х,! + гь=! р н 'р + ~ ~ 5!ь Х!л-ь !! — 3!ь Хая-ь+!~ ° ь=! Как следует из (10.2.23), огибающие Х, (/) и Хэ (/) видеоимпульсов соответственно пропорциональны функциям вида соз (а/з) и яп (Ь/з) и ЛН антенны по мощности. Аналогичный вид с учетом зеркального расположения имеют при оптимальной обработке весовые коэффициенты Я!ю 8,„.
Обработанные сигналы с выходов каждого канала дальности последовательно со скоростью ! I Т, поступают на распределитель, в котором скорость съема информации может быть заметно уменьшена (1 / Т, ( 1 / Т!). Прн этом устраняется избыточность, имеющаяся в радиолокационном сигнале (см. 5 12.5, п. 2). Отсюда код сигнала поступает в ЦАП, где он превращается в видеосигнал, несущий информацию об изображении местности. Скорость обработки информации цифровой системы сигйалов РСА (с ') в устройстве по схеме рис. 10,16 равна примерно 1/ Т, ж тг"„, а объем памяти с учетом двух квадратурных каналов и последовательным съемом информации с канальных регистров (как имеется в виду на на рис.
10.16) равен 2 оиЛ/. При этом обработка ведется в реальном времени с задержкой на А! Т . При нефокусированной антенне объем памяти можно значительно сократить 49$ до 2 гт, располагая регистры 1тамяти на выходе каждого квадратурного канала перед квадраторами, Для уменьшения требований к быстродействию используются алгоритмы БПФ. Цифровая обработка в РСА позволяет получить изображение в темпе полета с несущественной задержкой по времени как для непосредственной индикации на борту летательного аппарата, так и для передачи по радиолинии.
Другими преимуществами являются возможность получения большого динамического диапазона выходного сигнала, отсутствие специфичных искажений, связанных с наличием частоты смещения, необходимой при оптической обработке 8 10.2, п. 5); возможность согласования динамических диапазонов сигнала и индикатора. Недостаток — сложность реализации, связанной с необходимостью обеспечения больших объемов оперативной памяти н быстродействия, тем больших, чем больше требуемое разрешение по линии пути. 9. Понятие о радновидеиии. В радиолокации, где луч антенны осуществляет сканирование наблюдаемого обьекта, разрешаемый элемент б/7, на объекте ( в тангенциальном направленчи) определяется формулой (10.2.2).
Поэтому в дальней зоне, где В в г$ / Х, имеем низкое разрешение: 60,жЫЭ/б,, «д„. Лишь на границе ближней зоны б/ут ж жЙ РСА с фокусированной антенной обеспечивает фактически возможность работы на расстояниях, где еще не сформировалась ДН эффективной антенны. Соответственно, как показано в 9 10.2, п. 2, бОт = г(„/2, см. (10.2.14). Однако время обзора РСА ограничено скоростью движения носителя антенны и обработкой суммарного сигнала. Быстродействующие системы радиовидения, основанные на моделировании оптических методов (квазиоптические), могут быть созданы в миллиметровом диапазоне волн. Для этого диапазона характерны относительно малое атмосферное затухание и высокая разрешающая способность. Могут быть использованы два метода: формирование изображения с помощью СВЧ объективов (диэлектрические линзы„зонные пластинки, зеркальные антенны) и голографическое радиовидение, состоящее из таких этапов, как запись СВЧ голограммы на радиоволне, преобразование масштаба голограммы, восстановление голограммы в световом диапазоне'.
е См. Энепернментальная раднооптнна/ Под ред. В. А. 3 в ер е в а н Н. С. С т е и а н о в а . — Мд Наука, Фнзматгнз, 1979. 496 Глава 11 РАДИОЛОКАЦИЯ С АКТИВНЫМ ОТВЕТОМ 11.1. ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛС С АКТИВНЫМ ОТВЕТОМ 1. Принцип действия раднолокационнои системы с активным ответом. Во введении (рис.
1, б) уже давалась краткая характеристика радиолокации с активным ответом или, как ее еще именуют, вторичной радиолокации. Основное отличие ее от радиолокации с пассивным ответом следует из самого наименования: вместо пассивного ответа, образуемого при отражении радиоволны от цели, используется активный ответ, т. е. ответный сигнал, формируемый специальньви бортовым ответчиком. Радиолокация с активным ответом имеет следующие особенности: ббльшая дальность действия по сравнению с пассивным ответом при весьма маломощном передатчике ответчика; позволяет получать дополнительную информацию (бортовой номер, высоту по бортовому барометрическому высотомеру, остаток топлива и т. д.), что значительно расширяет возможности радиолокации при управлении воздушным движением, отсутствуют мешакнцие отражения от гидрометеоров и от местных предметов, в отличие от РЛС с С1Щ при активном ответе сохраняется возможность слежения за целями, у которых Р„= О (полет по кругу).
РЛС с активным ответом являются основным средством наблюдения за воздушной обстановкой в системах УВД н особенно в АС УВД, используются в системах предупреждения столкновения самолетов, для определения государственной принадлежности самолетов (система опознавания) н для повышения дальности обнаружения малоразмерных целей. РЛС с активным ответом могут быть совмещенными, автономными и комбинированными. Совмещенная система наиболее проста.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
