Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151795), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Д. ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЕСЕННОЙ ИМПУЛЪСНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ (~ 5.23) г~ = г~+ га — 2г,г„- соз у, 2 2 2 г,+г =г 321 Наряду с совмещенными радиолокационными устройствами, в которых передающая и приемная антенны находятся в одном пункте (или имеется одна приемно-передающая антенна), могут использоваться разнесенные устройства с удаленными на определенное расстояние (базу) передающей и приемной антеннами. В таких системах каждое передающее устройство может работать на одно или несколько приемных.
Принцип действия разнесенной системы рассмотрим с помощью рис. 5.88. Из этого рисунка видно, что сигнал, излученный передатчиком разнесенной системы, попадает в приемник двумя путями: прямым и после отражения от цели. При этом измеряется полное расстояние гх = г, + г,„проходимое отраженным от цели сигналом, и углы прихода отраженного сигнала р, з. Необходимая для определения расстояния г.
информация о начале отсчета времени может быть получена путем приема прямого сигнала передатчика при точно известной базе г . Расстояние гв определяет положение цели на поверхности эллипсоида вращения, фокусы которого находятся в точках расположения передатчика и приемника. Пересечение прямой, характеризующей направление прихода отраженного сигнала, с поверхностью эллипсоида вращения определяет положение цели в пространстве. В частности, дальность цели от приемного пункта г, может быть найдена из соотношений Передиющее ус~рейсюдо ори енное уеюрои етЮ Рис.
5.88, Измерение координат разнесенным ра- диолокационным устройством где у — угол между направлениями из приемного пункта на цель и на передающее устройство. Преобразуя (1), получим 2 2 ех — то / (2) 2 (/х — /о созя у = агс соз (соз в соз р), что иллюстрируется на рис. 5.88, где предусмотрено использование системы парциальных приемных каналов. Уравнение дальности действия разнесенного радиолокатора по своей структуре аналогично уравнению дальности действия обь~чной РЛС.
Средняя энергия принимаемого разнесенной станцией отраженного сигнала определяется выражением Э6А о (4'н) с т ! 2 СЗ РЯ Рис. 5.89. Зоны обнаружения разнесенной системы 322 Входящая в (2) величина гх —— го+ сЫ, где сът — временной интервал между моментами приема прямого и отраженного сигналов, а с — скорость распространения радиоволн.
Величина угла у определяется счетно-решающим устройством по измеренным азимуту р и углу места е на основе связывающего эти три угла со- отношения где «, и «, — дальности до разнесенных пунктов излучения и приема, остальные обозначения те же, что и в 5 5.4. Средняя эффективная поверхность о в разнесенной системе сравнима с ее значением для совмещенной системы. Поэтому можно записать «,«, = «2о, где «„— дальность действия совмещенного радиолокатора при тех же энергетических характеристиках системы. Форма зоны обнаружения зависит при этом от отношения «„/«„что иллюстрируется на рис. 5.89, где цифрами 1 и 2 показаны передающий и приемный пункты. Рис.
5.89, а, 6, в соответствуют последовательному увеличению отношения «„!«,. В системе разнесенных приемных и передающих пунктов полнее используется зондирующий сигнал за счет дополнительной информации о целях, легче резервируются ее элементы — передатчики и приемники. К недостаткам разнесенных систем относятся сложность проведения обзора и необходимость разветвленной системы связи. Эти недостатки не всегда существенны, например, в полуактивных системах самонаведения, которые можно отнести к разнесенным системам с переменной базой. Разнесенные системы могут работать не только в импульсном, но и в непрерывном режиме, в том числе со сложными сигналами. ГЛАВА,б МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА КОГЕРЕНТНЫМИ РАДИОСИГНАЛАМИ БОЛЬШОИ ДЛИТЕЛЬНОСТИ А.
ОПТИМАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА И ТГЛА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ С УЧЕТОМ ДВИЖЕНИЯ ЦЕЛИ ПРИ ОТСУТСТВИИ ДЕФОРМАЦИИ ОГИБАЮЩЕЙ СИГНАЛА $ 6.1. Общие соображения о применении длинноимпульсных и непрерывных зондирующих сигналов Одним из основных способов повышения дальности обнаружения и точности измерения координат малоразмерных целей наряду с увеличением габаритов антенн является повышение средней мощности передатчика.
Если пиковая мощность ограничена, это достигается за счет уменьшения скважности, т. е. перехода к длинноимпульсному или непрерывному излучению. В режиме обзора (для обоих случаев) в направлении цели излучаются импульсные зондирующие когерентные сигналы большой длительности.
Когерентные сигналы большой длительности существенно деформируются при отражении от движущейся цели Я 2.9, рис. 2.16). Если, например, путь о,т„, проходимый целью в радиальном относительно совмещенного радиолокатора направлении за время длительности импульса т„, превыц1ает М4, то расстояния, пройденяые началом и концом сигнала до цели и обратно, отличаются более чем на Х/2. 31о означает, что между колебаниями в начале и конце отраженного сигнала появляется „ополнительный сдвиг фаз более 180', которого не было в зондирующем сигнале. Появление этого сдвига фаз можно считать результатом эффекта Допплера— Белопольского, т. е.
изменения частоты отраженного сигнала на величину ~д = — '. (1) Х Изменение частоты происходит в сторону увеличения, если цель движется к совмещенному радиолокатору, и в сторону уменьшения, 324 % В.1 если цель удаляется от него. Изменение фазы в течение длительности импульса за счет допплеровской поправки частоты, равное (2) д и для рассмотренного примера о,т„= Х/4 как раз и составляет указанную величину и радиан или 180". Такой сдвиг фаз уже не может не сказаться на оптимальности обработки, если последняя рассчитана на сигнал без допплеровской поправки. Однако практически произведение о,.т„может значительно превышать И4. В этом случае когерентная обработка без учета допплеровской поправки частоты (за исключением рассматриваемого далее особого вида сигналов — частотно-модулированных по линейному закону) практически невозможна.
Отсюда вытекает, что при обработке длинноимпульсных и непрерывных отраженных сигналов необходимо учитывать не только различие во времени запаздывания, но и различие в частоте, связанное с радиальной скоростью движения цели. Это заметно усложняег обработку принимаемых колебаний, что следует отнести к недостаткам когерентных посылок большой длительности. У таких посылок, однако, имеется качественно новое преимушество — возможность измерения радиальной скорости цели и селекции целей по зтому признаку, В случае несложной радиолокационной обстановки, когда селекцию по скорости используют взамен селекции по дальности, радиолокатор непрерывного излучения или с длительными когерентными посылками оказывается даже проще импульсного с когерентными посылками малой длител ьности.
К задачам настоящей главы относятся: — рассмотрение общих особенностей оптимальной обработки при использовании зондирующих когерентных сигналов большой длительности; — введение общих характеристик сигналов, определяющих точность измерений, разрешающую способность, степень сложности обработки, а именно так называемых автокорреляционных функций сигналов и их наглядных представлений в виде тел и диаграмм неопределенности и; — рассмотрение особенностей использования наиболее характерных видов зондирующих сигналов (в том числе при непрерывном излучении), целесообразных при этом методов локации, общих принципов построения радиолокаторов с непрерывными и длинноимпульсными зондирующими когерентными сигналами; — учет влияния условий распространения радиоволн на обработку когерентных широкополосных или протяженных сигналов; — учет влияния неполной когерентности принимаемых колебаний; — выявление принципов сравнительного анализа различных видов зондирующих сигналов.
5 6.1 (3) т. е. в данном случае непосредственно не является мерой одной только радиальной скорости. Поэтому информация о допплеров- ских частотах для двух систем — разнесенной и совмещенной позволяет найти полный вектор скорости цели, существенный при определении траектории (его можно найти и иначе). ф 6.2. Особенности оптимальной обработки когерентных сигналов большой длительности Общей особенностью оптимальной обработки когерентных сигналов большой длительности является необходимость учета радиальной скорости движения цели. Так, для сигнала длительностью т„= 1 мсек величина о„т„, характеризующая путь, проходимый целью за время длительности импульса, уже при скорости цели 300 м/сек составляет 0,3 м.
Это превышает четверть длины волны не только в сантиметровом, но и в дециметровом диапазоне радиоволн. В то же время обычно величина о„т„существенно менее длины разрешаемого (импульсного) объема о„т„« с ! 2 П„ Иначе, изменение длительности огибающей импульса при трансформации сигнала движущейся целью существенно меньше элемента разрешения по времени 1/П„. Поэтому при оптимальной обработке (5 3.14, рис. 3.38) можно не учитывать изменения длительности огибаюи~ей на Лт„= — 2о„т,/с, учитывая одни лишь фазовые изменения. Поясним это на примере фильтровой обработки фазоманипулированного импульса (5 3,14, рис. 3.37, 3.38). Если изменение его длительности Лт„много меньше длительности парциального импульса т, = т„/и = '/П„, то выходной эффект схемы оптимальной обработки будет такой же, как и при отсутствии изменения длительности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
