Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 40

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

Текст из файла (страница 40)

Лучшая разрешающая способность получается, например, при использовании выеокочастоятноео дифференцирования радиоимпульсов с помощью резонансных контуров или линий задержки с сумматором. Вариант такой схемы показан на рис. 5.7. Задержка линии выбирается из условия г) в) Ряс. 5.8. Эпюры напряжений в схеме высокочастотного дифференцирования: в случае одной цели — на входе (а) и выходе (б) линии н на выходе сумматора (в); в случае двух близко расположенных целей — на входе линии (г) и выходе сумматора (д) 224 2п/о 6(. = и (2й+ 1), где /о — несущая частота; й = О, 1, 2, ...

Эпюры напряжения сигнала, отраженного от цели на входе и вы- л~ р ходе линии, показаны на рис. 5.8, а н б. В результате от каждой цели радиоь 'пульсдлительностью т на входе дл линии «дифференцируется» по огибающей (рис. 5.8, в). Прн наличии 59 и Рае, Ь 9, Импульсный объем 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,!6(,. 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 н, 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 пределах луча 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).

22Ь $5.3. Обзор пространства В современных радиолокаторах используются антенны направленного 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 5 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. У / I l ау б/ Рис. 5,10. Круговой обзор пространства (о) и пояснение выбора косекансной зависимости дальности от угла места (б] Нисг> «и хй и гоо гао зоа гт«м Рис. 3.11.

Реальная диаграмма обнаружения ко- секаисквадратного вида Антенны РЛС с последовательным обзором могут имегь диаграммы двух основных видов: игольчатые и веерообразные. В зависимости от характера перемещений этих диаграмм в пространстве различают круговой, секторный, спиральный и кадровый обзор. Круговой обзор осуществляется путем вращения антенны радиолокатора относительно вертикальной оси (рис. 5.10, а), например в наземных радиолокаторах дальнего обнаружения н 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, вэтом 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 косеканснылг законом в зависимости от угла места (рис. 5.10, б) = Н созес е. Н Мне Поскольку, как это будет показано в З 5.4, дальность действия радиолокатора и коэффициент усиления антенны 6(е) связаны зависимостью г= р'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 йаправленности. На рис.

5.11 показана реальная зона обзора, ее верхняя граница АБ приблизителько совпадает с изовысотной диаграммой, а ее дальняя граница БВ соответствует изодальностной диаграмме. % з.з 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.4.12).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. Если круговой и секторный обзор †одномерн, то спиральный и кадровый относятся к двумерным методам обзора, поскольку обзор ведется по двум угловым координатам — азимуту и углу места. В одномерном случае пользуются плоскими, а в двумерном — телесными углами, например ьз, на рис.

5.13 — телесный угол просматриваемого участка. Если плоские углы измеряют отношением дуги к радиусу (радианы), то телесные — отношением площади поверхности сферы в пределах угла к квадрату радиуса (стерадианы). Информация, получаемая от обзорного радиолокатора, может наблюдаться визуально на станционных индикаторах кругового или секторного 'обзора либо транслироваться на вынесенные индикаторы по проводам или раднолиниям связи, а также вводиться в системы полуавтомагпического или автоматического сопровождения целей по дальности и угловым координатам. Для визуального наблюдения цели прн круговом обзоре обычно используется индикатор кругового обзора (ИКО). В одной из возможных конструкций таких индикаторов отклоняющие катушки, на которые подается развертка дальности, вращаются синхронное ьго поворотом антенны, а интенсивность луча меняется управляющим 228 $ в,з Рис.

5.12. Спиральный обзор пространства Рис. 5.13. Кадровый обзор пространства в( еа ! а) Рис. 5.14. Виды экранов индикаторов кругового (а), секторного (б, в) обзора. Показаны масштаанме лнннн дальности (!), азимута (я), отраменныс снгналы ат цела (В) н местных нредметон (В) электродом электроннолучевой трубки в зависимости от выходного напряжения приемника. Когда главный лепесток антенны в процессе обзора облучает цель, наблюдается яркостная отметка в виде дужки. Вместо получения вращающегося магнитного поля с помощью вращающихся катушек уже сравнительно давно используются также неподвижные пространственно разнесенные отклоняющие катушки, на которые подаются сдвинутые по фазе развертывающие синусоидальные напряжения.

Внд экрана ИКО иллюстрируется на рис. 5.14, а. Системы кругового обзора могут использоваться не только для наблюдения воздушногб пространства (с земли нли летающей ддатформы — самолета, вертолета, аэростата), но также и для обзора земной поверхности. На рнс. 5.!4, б показан вид экрана индикатора секторного обзора, в качестве которого использован индикатор кругового обзора со смещенным центром, в результате чего увеличивается масштаб изображения. На рис. 5.! 4, в показан вид индикатора секторного обзора в прямоугольных координатах азимут — дальность. Аналогичное изображение наблюдается при использовании координат угол места — дальность.

Характеристики

Список файлов книги