Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 39
Текст из файла (страница 39)
5.2); на вертикально отклоняющие пластины его электроннолучевой трубки поступают колебания с выхода приемника и„р, а электронный луч развертывается линейно нарастающим напряжением ир горизонтально по экрану индикатора, при этом запуск развертки осуществляется в момент зондирования. Тогда вдоль развертки образуется равномерная шкала времени, в начале которой располагается зондирующий импульс. Развертку можно проградуировать в единицах дальности до цели.
Для однозначного измерения дальности необходимо, чтобы период следования радиоимпульсов был больше времени запаздывания /, „„, = 2гм,„,/с, которое соответствует максимальной дальности РЛС гм,„„определяемой ее энергетическим потенциалом: 2кмака 7 ~/а маке а Из неравенства (1) найдем условие выбора частоты следования импульсов Р= — < 1 ! с (2) /»мака 2кмака При несоблюдении (2) отраженный сигнал может дать отметку на последующем ходе развертки, что является причиной неоднозначного определения дальности (рис. 5.3).
На рис. 5.3 в качестве примера показано, что за время первого периода отметка на экране индикатора получается от цели № 1, для которой /„ ( Т; отметка от цели № 2 (ваа)Т) получается в начале следующего периода развертки. Соответственно и дальность до цели № 2, отсчитанная по /,а = /аа — Т, будет меньше истинной. 8В» 219 Импульсный метод радиолокации получил преимущественное распространение благодаря следующим своим достоинствам. Вслед- ствие неодновременности импульсного приема и излучения наиболее просто решается проблема отделения слабых отраженных сигна- лов от мощных излучаемых.
Прием ведется после прекращения ра- боты передатчика, и в соответствии с (2) передатчик не включается, пока не возвратятся сигналы от наиболее удаленных целей в зоне действия радиолокатора. Поэтому во многих случаях можно ис- пользовать одну и ту же коммутируемую антенну на прием и передачу. Для защиты приемника от мощных сигналов в момент из- лучения используются специальные схемы антенных переключате- лей. Сравнительно просто реализуются оптимальные условия прие- ма, особенно для коротких радиоимпульсов без внугриимпульсной модуляции. Последнее оказалось особенно существенным в началь- ном периоде развития радиолокации, когда из-за нестабильности частоты приходилось использовать широкие полосы пропускаиия приемных устройств.
Для коротких радиоимпульсов эти полосы были практически согласованы с сигналом. Зондирующие радиоимпульсы характеризуются рядом энерге- тических параметров, к числу которых относятся: 1. Мгновенная активная мощность РЯ вЂ” текущая мощность излучаемых колебаний, усредненная лишь за период высокой час- тоты. Наибольшую мгновенную мощность Р„„„называют пиковой. Последняя характеризует необходимую электрическую прочность высокочастотного тракта передатчика. 2. Импульсная мощность — мощность, усредненная за время длительности' импульса т„, ! И Р„= — ~ РЯа!(Р „„, "о Для импульсов прямоугольной формы значения импульсной и пи- ковой мощностей совпадают. 3.
Энергия импульса ~а Э„=) РЯЙ=Р т. о 4. Средняя мощность — мощность, усредненная за период следования импульсов, р я к где !г' = Т~т„— скважность импульсов. Как правило, скважноеть импульсов велика, поэтому средние мощности могут быть в сотни или тысячи раз меньше импульсных. Тепловой режим деталей передатчика и источников питания опре- 220 $ 6.! лг г/аноды» коорйннат Рис. 5.4. Блок-схема импульсного радиолокатора делается в основном средней мощностью и поэтому большие значе. ння импульсной мощности можно получить при небольших габаритах радиопередающего устройства. Импульсная мошность современных радиолокаторов достигает десятков мегаватт, средняя— единиц и сотен киловатт.
Однако, как уже указывалось, возможности дальнейшего увеличения импульсной мощности ограничены. Основные узлы возможной блок-схемы импульсного радиолокатора показаны на рис. 5.4. При цифровом съеме информации дальность до цели определяется путем подсчета числа стандартных импульсов М, следуюших с достаточно высокой и стабильной частотой г„на интервале Г, = 2г/с. При этом откуда и = (с/2г",)М, где с/2г', = Лг — дискретность отсчета дальности. Число М выдается в двоичном коде.
Один из вариантов схемы автоматического цифрового отсчета дальности в двоичном коде для большого числа целей представлен на рис. 5.5. Основными элементами схемы являются: счетчик импульсов (счетчик дальности), генератор импульсов счета, устройство считывания (генератор импульсов считывания и вентили считывания), устройство выдачи дальности в память цифровой вычислительной машины ЦВМ (распределитель), генератор строба.
Синхронно с излучением зондирующего импульса поступает импульс синхронизации на вход генератора строба. При этом импульс строба длительностью Г, „,„, открывает вентиль совпадений, а счетчик подсчитывает число стандартных импульсов, поступающих с выхода генератора импульсов счета. Данные со счетчика используются после прихода отраженного от цели импульса, а именно вырабатываются импульсы считывания йбл 221 Мелу ас сиилла- о аеаа ааияти С4Р/ Рис. 5.5, Схема измерения дальности нри цифровом съеме информации и на выходе триггеров каждого разряда счетчика открываются вентили считывания.
Сосчитанное число стандартных импульсов, пропорциональное дальности до цели, выдается в блок памяти ЦВМ. Считывание обычно производится после окончания переходных процессов в счетчике, вызванных поступлением очередного стандартного импульса. Для этого импульсы считывания поступают на вентили считывания после поступления на счетчик очередного стандартного импульса. В моменты считывания работа счетчика не прекращается. Если после отсчета дальности до цели поступает импульс от следующей более удаленной цели, в блок памяти ЦВМ выдается большее число и т.
д. В конце периода следования через время га „,„, после зондирования вырабатывается импульс «сброс»вЂ” дифференцированный импульс заднего фронта строба, который возвращает все каскады счетчика в исходное положение для нового цикла счета. Снимаемые со счетчика дальности целей данные хранятся в различных ячейках памяти ЦВМ. Наряду с описанным выше автоматическим цифровым съемом дальности до цели возможен полуавтоматический. В этом случае видеоимпульсы считывания можно получить, например, путем регулируемой временной задержки опорных видеоимпульсов, вырабатываемых в моменты зондирования. Регулирование задержки осуществляется оператором, совмещающим на экране индикатора импульс считывания с импульсом сигнала, отраженного от цели. После этого оператор замыкает цепь считывания, открываются вентили считывания и данные поступают в ЦВМ.
222 $ эл й 5.2. Разрешающая способность по дальности и импульсный объем Разрешающая способность влияет на полноту сведений о наблюдаемой обстановке при наличии большого числа целей. Разрешающая способность по дальности характеризуется минимальным расстоянием бг между двумя расположенными в створе с радиолокатором точечными целями, при котором наличие одной цели не мешает обнаруживать вторую цель и измерять ее координаты. Чем меньше бг, тем лучше разрешающая способность. Пусть отраженные от сосредоточенных вторичных излучателей прямоугольные импульсы без внутриимпульсной модуляции обрабатываются оптимально и сдвинуты по времени на 2 2Ьг узз ~за = чгз гх ) = е е где г, — г, = Ьг — расстояние между излучателями. На рис. 5.6 приведены огибающие выходных импульсов, соответствующие рис. 3.28. Величина минимального интервала Ы определяется возможностью раздельного наблюдения смежных импульсов.
В рассматриваемом случае в качестве условной меры разрешающей способности по времени можно принять значение И = т„ при котором максимуму огибающей сигнала, отраженного от одной цели, соответствует нулевое значение огибающей от другой. Соответственно мерой разрешающей способности по дальности называют Ьг ссн мнн 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 Рнс. 5.6. Огибающие отраженных радиоимпульсов от двух близких по дальности целей при зондировании прямоугольными радиоимпульсами длительностью тн без модуляции частоты 223 Рис. 5.7. Схема высокочастотно го дифферен- цирования при длине развертки 1, и максимальной дальности г, реальная разрешающая способность будет го !О ' где й = 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 Агм „. Иногда создается неправильное впечатление о том, что разрешающую способность, лучшую, чем ее мера, получить нельзя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
