Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 40

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 40)

На рис. 5.6 приведены огибающие выходных импульсов, соответствующие рис. 3.28. Величина минимального интервала И определяется возможностью раздельного наблюдения смежных импульсов. В рассматриваемом случае в качестве условной меры разрешающей способности по времени можно принять значение Лг = т„, при котором максимуму огибающей сигнала, отраженного от одной цели, соответствует нулевое значение огибающей от другой, Соответственно лерой разрешающей способности по дальности называют сти Л» мин Реальная разрешающая способность отличается от меры ~" и в 2 общем случае зависит от степени искажения формы импульса в приемном канале, в индикаторе, а также от длительности счетных импульсов при цифровом съеме.

В частности, след электронного луча на экране индикатора имеет конечную ширину з, так что Рис. 5.6. Огибающие отраженных радиоимпульсов от двух близких по дальности целей при зондировании прямоугольными радиоимпульсами длительностью т„без модуляции частоты 323 Рис. 5.7. Схема высокочастотного дифферен- цирования при длине развертки 1а и максимальной дальности г, реальная разрешающая способность будет бг=А —" з, (о где А = 1,3 — 1,4 — коэффициент, учитывающий минимальное расстояние между несливающимися на экране импульсами. Чем мельче масштаб развертки, тем хуже реальная разрешающая способность.

Разрешающую способность не следует смешивать с точностью измерения дальности. Потенциально (при отсутствии других источников ошибок) последняя определяется смещением во времени пика импульса за счет шумов. Поскольку это смещение менее длительности импульса, ошибка по дальности меньше меры разрешающей способности Лгм„и. Иногда создается неправильное впечатление о том, что разрешающую способность, лучшую, чем ее мера, получить нельзя. Лучшая разрешающая способность получается, например, при использовании высокочастотного дифференцирования радиоимпульсов с помощью резонансных контуров или линий задержки с сумматором.

Вариант такой. схемы показан на рис. 5.7. Задержка линии выбирается из условия Ф и, а/ Рис. 5.8. 'Зпюры напряжений в схеме высокочастотного дифференцирования: в случае одной цели — на входе (а) и выходе (б) линии и на выходе сумматора (в); в случае двух близко расположенных целей — на входе линии (а) и выходе сумматора (д) 224 2л~,й,= п(21+1), где ~, — несущая частота; й = О, 1, 2, ...

Эпюры напряжения сигнала, отраженного от цели на входе и вы- Мг ходе линии, показаны на рис. 5.8, а 1 и б. В результате от каждой цели радиоимпульс длительностью т„на входе линии «дифференцируется» по огибающей (рис. 5.8, в). При наличии 5з я отраженных сигналов на входе линии от двух целей (рис. 5.8, г) на выходе схемы наблюдается повышение разрешающей способности по дальности (рис. 5.8, д).

Удвоение числа отметок от целей является недостатком схемы высокочастотного дифференцирования. Если количество разрешаемых целей невелико, вводя схему совпадения, можно избежать увеличения числа отметок. Подобная обработка (см, также приложение 9) сопровождается энергетическими потерями, увеличивающимися по мере роста выигрыша в разрешении т„/й,. Она целесообразна лишь на относительно небольших дальностях от РЛС, когда имеется запас в энергии сигнала, Для получения высокой разрешающей способности на предельных дальностях следует использовать широкополосные сигналы и их оптимальную обработку (гл. 3).

В отличие от разрешающей способности по дальности разрешающая способность по угловым координатам обычно не зависит от метода радиолокации и, как правило, определяется шириной луча, которую принято отсчитывать по уровню половинной мощности. Чем острее луч, тем подробнее сведения о целях в секторе наблюдения. Возможности разрешения в пределахлуча за счет формирования специальных характеристик направленности связаны обычно с несколько большими энергетическими потерями (см.

приложение 9). Однако при запасе в энергетике эти возможности существенны. Обобщенной мерой разрешающей способности при импульсной работе является так называемый импульсный объем, в пределах которого цели не разрешаются. Импульсный объем характеризует совместную разрешающую способность по дальности и угловым координатам. Обычно считают, что импульсный объем ограничен шириной луча по половинной мощности и длиной Лг = ст„!2 (рис. 5.9), где т„— длительность сигнала на выходе схемы оптимальной обработки. Чем шире спектр зондирующего импульса и уже луч, тем меньше импульсный объем и выше разрешающая способность радиолокатора.

Одновременно повышается помехозащищенность от распределенных в пространстве пассивных помех (дипольных отражателей, ионизированных облаков, атмосферных образований, местных предметов). ф 5.3. Обзор пространства В современных радиолокаторах используются антенны направ,ленного действия, что способствует увеличению дальности обнаружения и повышению точности измерения угловых координат.

Применение остронаправленных антенн приводит к необходимости обзора пространства, поскольку заранее не известно, откуда появится цель. Для станций точного измерения координат, располагающих доопытными данными целеуказания, обзор производится в узком секторе. Поэтому вместо термина «обзор пространства» используют более точный в данном случае термин «поиск цели». Для многофункциональных радиолокаторов переход от обнаружения к сопровождению может производиться без предварительного поиска. Различают одновременный, последовательный и смешанный обзор (см. также ~ 1.2) .

При одновременном обзоре число лучей РЛС, перекрывающих зону обзора, равно числу элементов разрешения по углам, что требует большого объема аппаратуры. Последовательный обзор производится с помощью одного луча, что упрощает конструкцию радиолокатора. При смешанном обзоре РЛС имеет несколько лучей, причем обычно обзор по одной угловой координате производится одновременно, а по другой — последовательно. Серьезным достоинством одновременного и смешанного обзора является возможность получения в течение одного периода посылки данных обстановки для различных угловых направлений.

Это повышает темп выдачи данных, который снижается с увеличением , дальности действия радиолокатора в связи с возрастанием периода посылки импульсов. Последовательный обзор может вестись: 1. По жесткой программе, когда диаграмма направленности антенны РЛС перемещается независимо от результатов локации. 2. По гибкой программе, когда обзор программируется в зависимости от этих результатов. /з«5Р У / / / а/ .г Рис. 5.10. Круговой обзор пространства (а) и пояснение выбора косекансной зависимости дальности от угла места (б) й 5.3 нист, км 2Р о асс г;км Рис. 5.11. Реальная диаграмма обнаружения ко- секансквадратного вида Антенны РЛС с последовательным обзором могут иметь диаграммы двух основных видов: игольчатые и веерообразные.

В зависимости от характера перемещений этих диаграмм в пространстве различают круговой, секторный, спаральный и кадровый обзор. Круговой обзор осуществляется путем вращения антенны радиолокатора относительно вертикальной оси (рис. 5.10, а), например в наземных радиолокаторах дальнего обнаружения и самолетных радиолокаторах обзора земной поверхности, Диаграмме направленности в вертикальной плоскости придают такой вид, чтобы обеспечивалась изовысотная зона обзора.

Интенсивность принимаемых сигналов от одинаковых целей, находящихся на одной высоте, в этом случае одинакова в пределах дальности действия РЛС. Для этого добиваются более интенсивного излучения и приема на малых углах места, чем на больших. Дальность действия радиолокатора в этом случае будет выражаться косекансным законом в зависимости от угла места (рис. 5.10, б) Н г= =Осозесе. а1п е Поскольку, как это будет показано в ~ 5.4, дальность действия радиолокатора и коэффициент усиления антенны 6(е) связаны зависимостью г= — 1." 6(е), то 6(е) в этом случае будет выражаться косекансквадратным законом 6 (е) = 6, созес' е, где 6, — коэффициент усиления антенны в максимуме характеристики направленности.

На рис. 5.11 показана реальная зона обзора, ее верхняя граница АБ приблизительно совпадает с изовысотной диаграммой, а ее дальняя граница БВ соответствует изодальностной диаграмме. ь' 5.3 227 Секторный обзор отличается от кругового тем, что диаграмма направленности совершает периодическое движение в пределах ограниченного сектора. Секторный обзор применяется в том случае, если известно возможное направление на цель или если секторы обзора распределены между отдельными станциями. Спиральный обзор осуществляется путем быстрого перемещения луча по спирали вокруг оси, образующей центр зоны обзора (рис.

5.12).Спиральный обзор применяется при игольчатых диаграммах направленности в некоторых типах самолетных радиолокаторов и станций орудийной наводки. Кадровый обзор достигается путем быстрого качания луча антенны радиолокатора по одной угловой координате (азимуту) и медленного качания по другой(углу места). В результате след луча описывает зигзагообразную линию в пределах некоторого кадра (рис. 5,13). Такой вид обзора используется в режиме поиска целей, в наземных и корабельных радиолокаторах орудийной наводки.

Характеристики

Список файлов книги