Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Такую полосу сравнительно просто обеспечить, используя непрерывное излучение частотно-модулированных колебаний с большой частотной девиацией. Частота биений в таких высотомерах обычно определяется с помощью счетчиков биений, С этой целью колебания частоты биений ограничиваются сверху и снизу и дифференцируются, После дифференцирования оставляют импульсы только одной полярности, используя их для зарядки конденсатора. При симметричном законе модуляции частоты число импульсов за период модуляции определяется выражением Заряд конденсатора за период модуляции будет О = дМ„где д — заряд, сообщаемый одним импульсом. Напряжение на конденсаторе измеряется гальванометром, шкала которого градуируется в метрах.
Приход только одного импульса за период модуляции соответствует минимальной измеряемой даль. ности с гмин=, бг что для девиации частоты 40 — 80 Мгн соответствует гмвв = (2 —:1) м. $ 6.11. Многоцелевая частотная радиолокация Частотные радиолокаторы непрерывного излучения, так же как и импульсные, могут использоваться для обнаружения и измерения координат всех разрешаемых целей, находящихся в зоне действия станции. Рассмотрим случай, когда обнаруживаются две неподвижные цели на расстояниях г, и гв от радиолокатора. Огибающая результирующего колебания определяется из векторной диаграммы (рис.
6.45), где векторы принимаемых от целей колебаний У, и Уз вращаются относительно вектора опорного напряжения У„с различной угловой скоростью. Из треугольника ОАВ получим: (/Р=(С',+У,созФ,+У,сон Ф,)'+(У,з1пФ,+У,япФ,)' (1) или = ~/ ~/ в+У~1+(/з~+2С', С', сов Ф,+2(7, С', сов Ф,+2(/, У, соз (Ф,— Ф,), (2) 13' 371 Рис, 6.45.
Векторная диаграмма, поясняющая образование биений при наличии двух целей где ~» 1 ~"б1 > + гр01> 2 62 ~ + 'р02' Приближенно извлекая корень при условии (/, )» 0~,2, найдем величину напряжения после детектора и ЯС-цепи, режектирующей постоянную составляющую: И/ = (/ — ~/ = У, соз Ф, + (/, соз Фа (З) Отсюда видно, что при указанном условии соблюдается принцип суперпозиции биений, т. е. выходное напряжение складывается из напряжений биений отдельных целей'. Для получения информации о каждой цели раздельно необходим спектральный анализ результирующего колебания биений. В простейшем случае такой анализ последовательно осуществляется перестраиваемым фильтром.
Приемное устройство выполняется по схемам, изображенным на рис. 6.46, а, б и является устройством корреляционно-фильтрового типа с последовательным анализом по частоте. При этом на рис. 6.46, а предусмотрен перестраиваемый контур, а на рис. 6.46, б — перестраиваемый гетеродин. Подобные устройства могут использоваться для автосопровождения цели по дальности (рис. 6.46, в). Основным элементом этой схемы является частотный дискриминатор, который, например, состоит из двух взаимно расстроенных контуров, детектора и каскада вычитания.
При расстройке по частоте биений (по дальности) вырабатывается управляющее напряжение, изменяющее частоту гете- родина таким образом, чтобы частота на входе дискриминатора была равна )",. Дальность до цели при этом непрерывно отслежи- * Выражения (1) — (3) можно считать обоснованием суперпозиции биений также и в допплеровском радиолокаторе (см. Э 6.8). 372 а 6.11 Рис. 6.46. Схемы корреляпионно-фильтровой обработки сигналов с последовательным анализом (а, б) и автосопровождением (в) по частоте О~п переУалчика авакые пики Рис. 6.47. Схема корреляционно- фильтровой обработки с параллельным спектральным анализом 373 Рис. б.48, Электроннолучевой индикатор при параллельном спектральном анализе сигналов вается, а информация о ней содержится в частоте перестраиваемого гетеродина.
При отслеживании дальности до нескольких целей можно поставить несколько следящих систем. Для аоследовагпельного анализа сигналов требуется большое время, определяемое процессами установления колебаний. В процессе перестройки значительная часть энергии сигнала практически не используется. Этих недостатков лишены схемы параллельного (одновременного) спектрального анализа, например, схема корреляционно-фильтровой обработки (рис. 6.47)~. Число фильтров в этой схеме определяется величиной Ж = »и,„,/Л», где Л» — разрешающая способность по дальности. Схема на рис. 6.47 соответствует случаю световой индикации дальности. Случай индикации на электроннолучевой трубке иллюстрируется на рис. 6.48.
В этом случае каналы анализатора спектра с помощью механического или электрон1юго коммутатора последовательно подключаются к вертикально отклоняющим пластинам трубки, горизонтальная развертка которой является разверткой дальности. Чем шире диапазон дальностей и чем лучше требуемая разрешающая способность по дальности Л», тем больше необходимое число фильтров в анализаторе спектра. Достижимое при оптимальной обработке разрешение по дальности, как и для длинного частотно- модулированного радиоимпульса, определяется шириной спектра сигнала, т. е. практически величиной частотной девиации Л» = —. с Л~ Ч исло фильтров может быть сокращено за счет расширения их полосы пропускания, т. е.
некоторой неон "имальности об аботки сигнала, ведущей одновременно и к ухудшению разрешающей способности, но, тем не менее, остается очень велико. Поэтому ' Вп ринципе возможно использование и метода спектрального анализа, описанного а конце Э б.б. 374 э 6.11 Рис. 6,49. Схемы корреляпионно- фильтровой обработки коге- рентной и некогерентной пачек радиоигапульсов недостатком схемы параллельного анализа является ее громоздкость (хотя отдельные элементы схемы просты по своей конструкции). Поскольку непрерывные периодические ЛЧМ колебания можно трактовать как сомкнутую последовательность длинных ЛЧМ радиоимпульсов, возможна обработка с использованием оптимальных фильтров для таких импульсов.
Гетеродины в корреляционнофильтровых схемах (рис. 6,49) работают на фиксированных частотах, а оптимальные фильтры представляют собой дисперсионные системы. В зависимости от наличия или отсутствия жесткой связи между начальными фазами составляющих импульсов возможны варианты когерентного (рис. 6.49, а) и некогерентного (рис. 6.49, б) суммирования сжатых импульсов на выходе дисперсионных фильтров.
ф 6.12. Возможности обзора по угловым координатам при частотном методе радиолокации При частотном методе радиолокации обзор пространства по угловым координатам может быть медленным, когда время облучения цели значительно превосходит период модуляции частоты 7, и быогпрым, когда время обзора совпадает с периодом модуляции.
По своему осуществлению возможен механический или элекгпрический обзор. В свою очередь электрический обзор может быть фазовым или частотным (фазовое или частотное сканирование). В качестве примера остановимся на случае быстрого электрического частотного сканирования. С этой целью используют антенны, диаграммы направленности которых изменяют свое положение в пространстве в зависимости от частоты (рис.
6.50), например по линейному закону Р (О) =Е(0 — Ц). 375 Ф В. 12 Рис. 6.51. Пояснение работы радиолокатора с частотным скани- рованием Рис. 6.50. Диаграмма направленности антенны радиолокатора с частотным сканированием Коэффициент углочастотной чувствительности й показывает здесь, на сколько градусов смещается диаграмма направленности при изменении частоты на один мегагерц. Для приемной и передающей антенн значение этого коэффициента должно быть одинаковым.
В процессе изменения частоты излучаемых колебаний (рис. 6.51) диаграмма направленности антенны занимает в пространстве ряд последовательных положений, просматривая за период модуляции определенный сектор пространства. В каждом направлении в пределах этого сектора излучается ограниченный спектр частот ЛО Жэка где ЛΠ— ширина диаграммы направленности антенны по половинной мощности. При линейной частотной модуляции этот эквивалентный спектр соответствует сигналу ограниченной длительности Даже при непрерывном излучении отраженный сигнал в этом случае имеет импульсный характер и несет информацию как об угловом положении цели, так и о ее дальности. Быстрое электрическое сканирование возможно и при длинноимпульсном частотно- модулированном излучении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
