Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Для полуавтоматического съема с индикаторов кругового и секторного обзора можно использовать совмещение метки считывания с меткой сигнала. Для этого необходимо регулировать задержку считывающего напряжения нетолько по дальности, но и по угловой координате. Методы автоматического съема информации об угловой координате рассматриваются ниже в 9 5.15. Трансляция радиолокационного изображения должна предусматриватви передачу видеосигнала с выхода приемника, синхронизирующих импульсов, определяющих начало каждого цикла развертки по дальности, а также синусоидальных нли импульсных напряжений, определяющих развертку по угловой координате.
Вместе с синусоидальным развертывающим напряжением частоты вращения 4 бз 229 антенны может направляться его гармоника, Ф обеспечивающая более точную передачу уг- л,е ч лового положения антенны (принцип часо- 7 3 вой и минутной стрелок). При импульсной посылке сигналов вращения информация об угле передается в виде кодированных групп импульсов, характеризующих моменты времени, соответствующие фиксированным угловым положениям луча антенны. Когда используется цифровал обработка О информации, то автоматическое сопровожде- ние может осуществляться с помощью универРас. 5,15.
Метод пар- сальной цифровой вычислительной машины авальвых диаграмм либо специализированного цифрового авто- мата сопровождения. Если при этом скорость обзора невелика и цель в процессе обзора может пройти расстояние, соизмеримое с расстоянием ее до других целей, то измерению угловой координаты могут предшествовать специальные этапы обработки — предсказание и сличение. Предсказание состоит в вычислении точки, вблизи которой ожидается появление будущей отметки цели на основании приема ее предшествующих отметок.
На этапе сличения решается, какая из отметок (в том числе ложных) принадлежит траектории сопровождаемой цели. Попадание отметки в строб позволяет отселектировать ложные отметки, оказавшиеся за пределами строба и не принадлежащие, таким образом, к данной траектории. Поэтому для лучшей селекции размеры строба желательно уменьшить. Возможное уменьшение размеров строба ограничивается наличием ошибок экстраполяции. Наряду с последовательным широкое применение находит смешанный обзор. Одним из распространенных видов смешанного обзора является метод парциальных диаграмм по углу места. Антенна РЛС в этом случае создает при приеме (или передаче и приеме) пучок расходящихся веером игольчатых лучей, расположенных, например, в вертикальной плоскости (рис.
5.15). При вращении веерного луча в горизонтальной плоскости производится одновременный обзор по углу места н последовательный — по азимуту. Сигналы, принятые отдельными парциальными каналами, поступают на свои автономные приемники. Информационные возможности РЛС при этом повышаются — можно обеспечить более высокую разрешающую способность по угловой координате (углу места е) при сохранении высокого темпа обзора.
Недостатком метода парциальных диаграмм является большая сложность приемного устройства и антенны (см. также э 5.17). Кроме обзора по жесткой программе начинает использоваться обзор по гибкой программе, зависящей от результатов локации. При этом можно уделять меньшее время обнаружению на 230 $ 5.3 тех направлениях, где выяснено отсутствие или наличие целей и известны их координаты, а большее время — направлениям, где трудна вынести соответствующие оптимальные решения. Кроме того, обзор по гибкой программе позволяет лучше сочетать обнаружение всех целей в широком секторе с низким темпом выдачи данных и грубой оценкой координат и сопровождение ограниченного числа целей с высоким темпом и более качественной выдачей информации.
Простейший пример обзора по гибкой программе дает сочетание дальномера, т. е. станции кругового обзора, не имеющей разрешения по углу места, и высотомера, производящего обзор по углу места, антенна которого механически ориентируется в азимутальном направлении по целеуказанию от дальномера. Более перспективны системы с использованием практически безынерционного электронного сканирования луча антенн, фазового или частотного, а также с помощью электронной коммутации цепей питания антенной системы и др. При этом отпадает потребность в громоздких антенных приводах. Электронное сканирование целесообразно и в том случае, когда программа обзора является жесткой, но размеры антенны велики и не позволяют осуществить механическое сканирование.
В системах с фазовым сканированием пространственное смещение луча достигается за счет изменения сдвига фаз между соседними элементами антенной решетки с помощью управляемых фазовращателей. На рис. 5.16 в качестве примера иллюстрируется принцип фазового управления лучом в одной плоскости для фазируемой антенной решетки с параллельным питанием облучателей. Управляемые фазовращатели волноводных секций решетки устанавливают заданные значения фазового сдвига ~р, между соседними облучателями. Мак- Фаеоераиоатели симум излучения и приема имеет место в таком направлении О, для которого излученные или принимаемые облучателями колебания складываются в фазе. Применительно к рис.
5.16 т фата — 1з!и О или и!пО=— 2д счь Х !Ф где ! — расстояние между облучателями. Меняя фазовый сдвиг ф„можно управлять положением максимума излучения (приема) и сканировать лучом РЛС, ширина диаграммы направленности которого определяется «видимым» раскрывом асозО. Последний убывает при отклонении луча на угол О, что сопровождается расширением анй в.з Вт еее и рорадлеийи ошорои рис. 6.!6. Принцип электрического сканирования с помощью фа»пру«мой ан.
таиной решетки 23! Облучатели дт лееедат чих К приемнииу илиада Рнс. 5.!7. Антенна с электрическим сканированием, осущестоляемым путем кэменення частоты нэлучо- емых колебаний тенного луча и падением коэффициента усиления антенны. Поэтому электронное сканирование производится в относительно узком секторе (до 60'). В качестве управляемых фазовращателей используются ферритовые СВЧ элементы, либо СВЧ элементы, со.держащие полупроводниковые диоды с управляемой переменной емкостью.
Для повышения допустимого обратного напряжения в таких диодах между р-л переходом ставят промежуточный нейтральный (~) слой, в связи с чем такие диоды называют р(л (пин)-диодами. Управление фазоврашателями может осуществляться плавно или дискретно. Передатчик можно заменить набором с сфазированных маломощных генераторов, подключенных к элементам решетки. Разновидность фазового сканирования луча для обзора по жесткой программе'можно осуществить также, если соседние излучающие элементы антенной решетки возбуждать когерентно с помощью колебаний с небольшим относительным частотным сдвигом.
Так, например, если первый излучатель возбуждается на частоте 4, второй— на частоте )о + 67, третий — на частоте 7о + 267 и т. д., то за счет ~изменения сдвигов фаз колебаний во времени может быть образован сканирующий луч, перемещающийся по определенному закону. Наряду с системами с фазовым управлением лучом, имеющими много облучателей, возможны системы с одним или несколькими облучателями, в которых регулируются параметры отдельных элементов отражателя или линзы.
При частотном улравлении лучом необходимый фазовый сдвиг ~ро = ~ро(со) между облучателями достигается путем перестройки частоты колебаний, последовательно запитывающих облучатели через замедляющую систему, например волноводную (рис. 5.17). Отклонение луча определяется выражением с ыо(ы) гйпй= — —, 1 со 'Зависимость ф (со) аппроксимируется полиномом вида 'ро(4 =йхы+йосо +" 232 Для получения линейной зависимости 0 от частоты в достаточно иметь нелинейную (дисперсионную) зависимость щ,(в) = й,в + + яхв'. Такую зависимость можно получить, используя изогнутые в виде змейки отрезки волновода. Набег фазы в отрезке волновода ~р,= — 1„как и длина волны в волноводе Х„зависит от частоты 2п в и тем больше, чем длиннее отрезок. Дисперсия увеличивается при использовании волноводных гребенчатых структур. В приемных антеннах колебания отдельных облучателей могут усиливаться раздельно и объединяться на промежуточной частоте через элементы задержки.
В этом случае элементы задержки могут быть недиспергирующими, т. е. зависимость ~р,(в) может быть линейной. Действительно, если уо(в) = й, + й, (в — в„), где в,— частота гетеродииа, имеет место частотная зависимость гйп 0 = — Ч' с в При этом качание луча можно производить путем изменения не только частоты сигнала, но и гетеродина. Примером системы с электронной коммутацией цепей питания антенны является антенна, построенная на базе линзы Люнеберга в виде шара из диэлектрической среды, показатель преломления которой изменяется по определенному закону. Сканирование луча здесь достигается коммутацией излучателей, расположенных по экватору сферы.
В станциях с подвижными антеннами сканирование по однои из угловых координат может быть механическим, а по второй— электронным (частотным или фазовым). В станциях с неподвижными антеннами электронное сканирование осуществляется по двум координатам. Оно может быть, например, физо-фазоеым (т. е. фазовым по обеим координатам), частотно-фазсеым (частотным по одной и фазовым по другой координате). Достоинством фазового скани.
рования является его широкополосность, недостатком — сравнительная сложность, особенно при значительном числе облучателей антенной решетки (порядка нескольких тысяч). Наиболее широкополосными были бы решетки (см. рис. 5.16) с управляемыми задержками Г, =в,!~р, = воl~ре — — ..., а не только сдвигами фаз ~рв когда з(п 0=(сД) 1, практически не зависит от частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
