Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151795), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Если цель движется равномерно, то сдвиг фаз непрерывно меняется по формуле Ф (г) = гоо г~ = ооо «(г) = гоо ('о+ п~ г) =%)+ ьзд г 2о, где Йд = ао — ' — допплеровская частота, а гро — сдвиг фаз при 1=0. Изменение сдвига фаз за время длительности импульса выра- жается формулой При зондировании пространства импульсами малой длительности оно невелико. Например, для ти = 1 мксек, о„= 300 м/сек, Х = = 0,1 м величина гр, составляет 2'.
Рис. 7.33. Векторная диаграмма (а), результирующее напряжение (б) и напряжение на выходе фазочуастнительного детектора (о) при гр. ( и $ 7.1а Изменение сдвига фаз за период посылки определяется формулой фт= ~)д 7 и обычно более значительно. Оно приводит к повороту вектора на векторной диаграмме, как это показано на рис. ?.33, а, Соответственно меняется и амплитуда напряжения на выходе фазочувствительного детектора (рис.
7.33, и). Представленный рисунок соответствует случаю, когда угол фт ( п. При этом огибающая импульсов на выходе фазочувствительного детектора является синусоидальным колебанием допплеровской частоты. Иначе говоря, импульсы пульсируют с допплеровской частотой. Несколько сложнее случай, когда ф )л. На рис. 7.34 изображен, например, случай, когда фг= 2л — Лф, О ~ Лф (л. В этом случае проявляется своеобразный стробоскопический эффект. При импульсном воздействии сигнала на фазочувствительный детектор не удается проследить непрерывного изменения фазы приходящего сигнала.
Наблюдается кажди(сеся изменение сдвига фаз за период следования ф „„= — Лф=-фг — 2л, т. е. кажется, что вектор повернулся в противоположную сторону на угол Лф. Аналогично, если ф =2л+Лф, О -. Лф < л, то наблюдается кажущееся изменение угла сдвига фаз ф „, =-Лф=ф— — 2л, т. е. кажется, что вектор повернулся на Лф, а не на = 2л:+ Лф.
Рис. 7Л4. Векторная диаграмма (а), результирующее напряже. ние (б) и напряжение на выходе фазочувствнтельного детектора (а) при ьт ) п $7 И ~пульс д/~ я./г зл!г л. и„т Рис. 7.35. Зависимость частоты пульсаций от допплеровской частоты, сдвига фаз за период посылки и пути, проходимого целью за период посылки Изменение амплитуды от импульса к импульсу будет определяться величиной угла ф „.
Может быть введен период пульсаций (см. рис. 7.34, б) 2иТ пульс ~ ф и обратная ему величина — частота пульсаций ( ~'Ус ~ В общем случае ! фт.„! =! фт-2ни!, где а — определяется из условия ~ фт — оп ~ ~(л. Тогда частота пульсаций г„,„, - г ! —,„- п ! = ) г, -л г ), фт причем условие для п приводится к виду ~ Р— пЕ ~ ~~ Р/2. Отсюда видно, что максимальная частота пульсаций не превышает половины частоты повторения импульсов Р/2. График частоты пульсаций изображен на рис. 7.35 в функции допплеровской частоты Р, соответствующего сдвига фаз за период посылки фт и пути и„',Г, проходимого целью за период посылки.
Существует ряд значений радиальной составляющей скорости, при которых частота пульсаций обращается в нуль, т. е. пульсации исчезают. В этом случае изображения от движущейся и неподвижной цели на индикаторе с амплитудной отметкой не отличаются между собой. Эти скорости называются «слепыми» и соответствуют: †значени допплеровской частоты, кратным частоте повторения, — значениям сдвига фаз фт = 2ли, 464 в 7.И вЂ” значениям пути, проходимого целью за период посылки, равным целому числу полуволн.
«Слепые» скорости рассчитываются по формуле о(л) п~ т с» (2) Если радиальная составляющая скорости цели отличается от «слепой», то движущуюся цель можно отличить от неподвижных по пульсациям импульса на экране индикатора с амплитудной отметкой (рис. 7.36), что может быть использовано для выделения целей на фоне отражений от неподвижных местных предметов.
Однако во многих случаях возникает необходимость «остановить» пульсации пассивных помех от движущихся с некоторой скоростью дипольных отражателей. Если в этом случае в качестве епорного на фазочувствительный детектор подавать неизменное по фазе напряжение задающего генератора, то вектор напряжения отраженного сигнала за каждый период посылки поворачивается по отношению к опорному на угол ~рг —— Й„„Т. Соответственно изменяется результирующее напряжение, что и приводит к пульсациям напряжения помехи.
Чтобы избежать пульсаций, достаточно изменять с постоянной скоростью фазу опорного напряжения так, чтобы это изменение фазы за время Т по величине и по знаку соответствовало изменению фазы ~рг —— Я „Т приходящих колебаний помехи. Как известно, равномерное изменение фазы произвольного колебания во времени означает изменение частоты колебаний, в данном случае частоты колебаний задающего генератора на допплеровскую частоту помехи й, „. Малое изменение частоты может быть осуществлено схемами двукратного преобразования частоты с использованием высокостабильных (например, кварцованных) гетеродинов. Здесь колебания частоты ~, преобразуются в колебания частоты ~, = ~, — ~, (другие комбинационные частоты отфильтровываются за счет выбора достаточно большой частоты ~,).
Колебания частоты ~, преобразуются в колебания частоты ~с=-~,+ + (~„— г'„) = ~, — Р„. Соответствующая схема преобразования опорных колебаний до подачи на фазочувствительный детектор показана на рис. 7.3?. Она позволяет путем изменения частоты одного из гетеро- динов учесть скорость ветра, в связи с чем ручку изменения частоты гетеродина НаЗЫВаЮт руЧКОй «КОМПЕНСацИИ СКОрОСтИ Рис. 7.36. Вид экрана ветра». При повороте этой ручки создается 'м"литудие"е ""д" ките такой же эффект, как если бы радиолока- е и [ фи» чу тор сам испытал «поддув», т. Е. стал пере- ствительиого детектора 16 з«к. 1200 465 Рис. 7.37.
Блок-схема когерентно-импульсного радиолокатора со схемой компенсации действия ветра ~при компенсации Р =Ел„) дп мещаться со скоростью ветра. В результате изменения частоты опорного напряжения видеоимпульсы цели после фазового детектора оказываются модулированными колебанием д о п п л е р о в с к о й р а з н ос т н о й ч а сто ты Рдп, представляющей собой разность допплеровской частоты цели й частоты «поддува», величина которой определяется положением ручки «компенсация скорости ветра». Частота пульсаций импульсов цели будет определяться теперь формулой ~з) куда вместо частоты Рд вошла допплеровская разностная частота Е„п. «Слепые» скорости при этом будут (4) где о, „— скорость, соответствующая «поддуву». В результате пульсации помехи на индикаторе ослабляются.
Наряду со схемой ~рис. 7.37), где устройство «поддува» включено в цепь опорного колебания фазового детектора, возможно его включение в тракт принимаемого сигнала. В обоих случаях будет меняться сдвиг фаз принимаемого и опорного колебаний. Обе схемы называют схемами преобразовании фазы, а не частоты, так как говорить о преобразовании частоты на единицы герц при спектрах сигнала порядка мегагерц вряд ли целесообразно. ф 7.13, Принципы череспериодной компенсации на видеочастоте Описанная в предыдущем параграфе визуальная селекция видеоимпульсов от движущихся целей на экране индикатора с амплитудной отметкой затрудняется, если пассивная помеха сплошь '166 э 7.13 забивает экран. Визуальная селекция не применима, кроме того, при использовании индикаторов кругового или растрового обзора с яркостной отметкой.
Поэтому нужны схемы, позволяющие исключать помеху, сохраняя отметки от целей, радиальные скорости которых не являются «слепыми». Для решения этой задачи можно использовать схемы однократного или многократного череспериодного вычитания на видеочастоте. На рис. 7.38 поясняется работа схемы однократного череспериодного вычитания с временной точки зрения. Показаны соответствующие осциллограммы напряжений: незадержанного и(~), задержанного и(~ — Т) и результат их вычитания и(~) — и(/ — Т), после которого получаются положительные и отрицательные импульсы от движущейся цели.
Наконец, показан результат двухполупериодного (по отношению к огибающей частоты пульсаций) выпрямления этих импульсов, после чего пульсирующие импульсы от движущихся целей имеют одну (положительную) полярность и могут быть поданы для управления яркостью трубки индикатора с яркостной отметкой. Поскольку система череспериодного вычитания на видеочастоте (до двухполупериодного выпрямителя) является линейной, можно и/с/ и~1-Т/ ~сну(г/~ Рис. 7.38. Пояснение принпипа действия однократного чсреспериодного вычитания с временной точки зрения 4б3 пояснить ее работу, как и системы на промежуточной частоте., со спектральной точки зрения.
При этом надо учесть специфику спектра последовательности двухполярных видеоимпульсов, имеющей в качестве огибающей синусоиду допплеровской частоты. Известно, что бесконечная периодическая последовательность импульсов периода Т = 1/Р (без модуляции) может быть представлена рядом Фурье: и(1) = — '+ ~' А соз2МИ. й=! Тогда двухполярная последовательность импульсов, модулированная допплеровской разностной частотой Р, будет и (1) соз 2лРД ~ ~ = —" соз 2лР„„1+ 2 +,~~ А„[соз2~ЙИсоз2лР р1], 1=1 (2) т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
