Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Поэтому, как правило, используются раздельные антенны для передачи и приема. Для антенн наземных радиолокаторов с высоким коэффициентом усиления можно получить развязки порядка 80 дб и более; для управляемых снарядов описаны значения развязок 50 дб в десятисантиметровом и 20 дб — в тридцатисантиметровом диапазонах волн. 2.
Скорость обзора допплеровским радиолокатором ограничена. Для селекции сигналов движущейся цели и неподвижного объекта их спектры не должны перекрываться (рис. 6.32), т. е. должно выполняться условие 1 — 4. ~л гвин~ 1обл где 1„6, — время облучения цели. Ограничение в скорости обзора приводит к ограничению темпа выдачи данных о цели. 3. По мере сближения цели больших размеров с радиолокатором ее угловой размер непрерывно растет. Поскольку направления на отдельные точки и относительные радиальные скорости различаются между собой, наблюдается целый спектр допплеровских частот.
Образование биений между составляющими такого спектра приводит к флюктуауиям отраженного сигнала и получило также название вторичного эффекта Допплера. Если вторичные допплеровские частоты сравнимы с первичными, измерение скорости существенно затрудняется. Перечисленные недостатки сужают область применения допплеровских радиолокаторов. Однако, когда полной информации о целях не требуется, эти радиолокаторы весьма полезны или в силу своей простоты, или в силу высокого качества селекции по скорости. Допплеровские системы могут применяться поэтому, например, при радиолокации объектов в условиях сильных помех от местных предметов. Непрерывное излучение немодулированных колебаний может использоваться и в системах с активным ответом, в частности для измерения радиальной скорости. Ответчик может переизлучать при- 86О ° Ф $ 6.8 нимаемые колебания с изменением частоты в некоторое дробно- рациональное число т!п раз.
Если при приеме ответных колебаний в качестве опорного используется трансформированное в тlп раз запросное колебание, то частота биений будет — Р + Р„= 2 — Р,=2Р~, где Г и Р, — допплеровские поправки в линии запроса и ответа [(8), ~ 2.91. В ответчике и запросчике может использоваться узкополосный прием с автоподстройкой частоты гетеродина по схемам рис. 6.27. $6.9.
Измерение дальности при непрерывном иемодулированном излучении. Двухчастотный допплеровский радиолокатор Дальность до цели при использовании непрерывного немодулированного излучения принципиально может быть определена с помощью двух раздельных разнесенных допплеровских установок. Каждый радиолокатор определяет угловые координаты цели, а дальность до цели можно вычислить, решая треугольник, в котором, кроме двух углов известна база между радиолокаторами. Неудобство при этом заключается в том, что отсутствует прямой отсчет дальности и требуется расположение радиолокаторов в различных пунктах.
Эти недостатки можно устранить, если в одном из пунктов вместо монохроматических излучать двухчастотные колебания. Огибающая биений двух частот позволяет уже в принципе измерить время запаздхвания до цели. Чтобы обеспечить оптимальную обработку в случае стабильного передатчика, достаточно иметь набор парных весьма узкополосных фильтров, рассчитанных на различные изменения частоты вследствие эффекта Допплера — Белопольского.
Вместо этого можно использовать систему из двух допплеровских установок корреляционно-фильтрового типа, работающих на несколько отличающихся несущих частотах ~, и ~, = ~, + Р, (рис. 6.33). Проанализируем работу идеализированного фильтрового и реального двухчастотного корреля ционно-фильтрового допплеровского адиолокатора. игнал, используемый в таком двухчастотном допплеровском радиолокаторе (без учета флюктуаций цели), можно записать в виде и (1) = У~ соз 2п~, 1+ Уп соз 2л~, 1.
Полагая для простоты У~ = Уп = 1 и обозначая ~1+/~ 2 !о получим Рр и (~) = 2 соз 2п — 1 сов 2л~, ~, 2 Зб1 Если Р <с, Г, то величина р . О ~р ~р Гр /2п — 1 — ~2п— У(1)=2соз2тс — ~1=е ' + е 2 мплит дой сигнала, позволяющей вычислить является комплекснои амплитуд й с в ме н ю автокорреляционную функцию тр(т, . осле п двум р у ки (1) в выражение ((6) ~ 6.31 и преобразований получим: — б Р— Р 2 ф(т Р) = созе — ~т )6(Р) ~+ 1 ) б(Р+Р )(+ — ~б(Р— р ) ~, (2) (3) Рис. 6.34.
Нормированная автокорреляционная функция непрерывного двухчастотного сигнала 9 6.9 Рис. 6.33. Блок-схема двух- частотного допплеровского радиолокатора 362 Н . 6.34 изображена нормированная автокорреляционная а рис. ия сигнала р(т, Е), соответствующая выражению ий н еализированного фильтрового раочень легко пояснить с позиции ндеали из ет огибающую а. С едняя часть диаграммы характеризует оги а диолокатора. ре н ри отсутствии допплеровбиении на вых д ф р ~ о е фильт овои системы п астоте биения исческих поправок частот .
р р асто ы. П и расстроике по часто зают. Когда расстройка равна точно ~Е~, на выходе поя олебание постояннои амплитуды. нохроматическое ко еб б ний неограничен- Введение в ход р хо е асчета когерентных коле ан " рами частот является ной длительности с бесконе у чно зкими спектрами баний вертиией. С четом конечной длительности коле ани" ж. 6.34 не бу ут беск~~е~н~ уж~~~. кальные полосы надиаграмме рис.. не д Из ис.
6.34 следует, что двухчастотный допплеровскии р з рис.. с локатор, сохраняя высокие селектиру (ско ости), позволяет измерять дальность до цели. о измерен производится однозначно в (скорости), по интервале времени запаздывания: ! з макс г, Р Практически в двухчастотном допплеровском радиолокаторе дальность до цели измеряется по разности фаз напряжений допплеровских частот на выходе приемников: ° Фт (~) = 2Мз — — 'Фот с Ф, (т) = 2п~з — ' — $оз с где $ат и фаз могут учитывать различия начальных фаз принимаемых колебаний при отражении от цели. Обычно считают ~ра1 — — ф„= ф, и при этом разность фаз, измеряемая фазометром, 4стР, ~Ф=Ф вЂ” Ф, = — г ® с оказывается пропорциональной разностной частоте Рр и дальности до цели г.
Значение разностной частоты выбирается из условия однозначногоизмерения дальнс)сти, т.е. из условия, что разность фаз ЛФ не превышает 2л на дальности г = г„,„с (рис, 6.35). Это условие приводит к зависимости (рис. 6.36), полученной ранее из анализа автокорреляционной функции сигнала г < 2гмаис ~з макс (4) где г„,„, определяется энергетическими возможностями.
Если слежение по скорости не производится, то полоса каждого г,ги из приемников должна быть выбрана из условия Л~„р > 2Рд „„„, гса а га Ю аюгса4Х аи г макс>»м э 6.9 363 Ь Рис. 6.35, Пояснение условия одноз- начного измерения дальности Рис. 6.36. К выбору разностной частоты в зависимости от максимальной дальности двухчастотного допплеровского радиолока- тора Рис, 6,37, Пояснение выбора полосы приемников в двух- частотном допплеровском радиолокаторе ~рис. 6.37), а это налагает дополнительные ограничения на выбор Р, Разностная частота должна быть больше Л~„~, т. е. Р. 'рр ~~ жпр.
(5) Один из вариантов фазометра содержит электроннолучевую трубку с кольцевой разверткой (рис. 6.38). Напряжение допплеровской частоты с выхода одного из приемников служит для формирования двух квадратурных колебаний, создающих развертку. С выхода второго приемника напряжение используется для образования жестко связанного с ним по фазе импульса цели, подаваемого либо на центральный (амплитудная отметка), либо на управляющий (яркостная отметка) электрод трубки. Пусть на фазометр подано сразу две пары гармонических колебаний одинаковой частоты с разностями фаз ЛФ,, ЛФ,. Фазометр выдаст разность фаз между суммарными колебаниями, т.
е. ни одну из указанных разностей фаз замерить не удастся. Такйм образом недостатком двухчастотной допплеровской системы является то, что она измеряет расстояние только до одной цели, т. е. не обладает разрешающей способностью по дальности. Если необходимо обнаружить и измерить дальности до нескольких целей на каждом угловом направлении, разрешение их может быть осуществлено либо по дальности, либо по скорости. Первое достигается путем перехода от двухчастотных к многочастотным допплеровским системам или другим системам с когерентными широкополосными сигналами, а второе — например, путем перестройки фильтра допплеровской частоты.
Двухчастотные и многочастотные методы измерения расстояния до одной цели могут использоваться также в системах с активным ответом. Рис. 6.38, Использование электроннолучевой трубки с кольцевой разверткой в качестве фазометра й 6.Я 364 В. МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ БОЛЬШОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ф 6.10. Использование непрерывного и длинноимпульсного частотно-модулированного излучения Зондирующие непрерывные и длинноимпульсные частотно-модулированные колебания, как и немодулированные позволяют осуществить излучение большой средней мощности передатчика.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
