Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Снижение уровня боковых лепестков диаграммы направленности может заметно ослабить влияние помех и представляет собой самостоятельную задачу, особенно важную в случае внешнего прикрытия. Из теории антенн известно, что снижение уровня боковых лепестков может быть достигнуто за счет увеличения размеров антенны, рационального распределения поля в раскрыве, повышения точности изготовления, снижения влияния переотражений от близлежащих объектов. Повышение избирательности антенны можно отнести к категории улучшения пространственной селекции принимаемых колебаний.
Для улучшения пространственной селекции сигнала на фоне помех, приходящих с отдельных направлений, могут быть также в принципе использованы описанные в литературе методы некогерентной и когерентной компенсации помеховых колебаний. Для этого наряду с основной могут быть задействованы дополнительные антенны (в антенне типа фазированная решетка — отдельные элементы этой решетки). Возможности компенсации помех были сформулированы советским ученым Н. Д. Папалекси еще несколько десятилетий тому назад 19). Если сигнал, принимаемый дополнительной антенной, компенсирует сигнал, принимаемый по боковым лепесткам основной антенны, после детектора, следует говорить о некогерентной компен- 475 431 Рис. 7.5. Система с двумя дополнительными приемными каналами для образования провалов в результируаидей диаграмме направлен- ности Рис, 7.6, Схема с корреляцион- ной обратной связью сачиш Если такая компенсация производится на высокой (промежуточной) частоте, ее можно называть когерентной.
На рис. 7.5 схематически показана система, включающая основную и две дополнительные антенны. Каждой антенне соответствует свой канал приема. Колебания, прошедшие через соответствующие каналы приема, подаются на сумматор. При этом по крайней мере в двух дополнительных каналах по амплитуде и фазе регулируются комплексные коэффициенты передачи К, и К,, Если комплексные характеристики направленности каналов имеют вид хне(е), Р,(е), гоз(о), то суммарную комплексную характеристику направленности можно представить в виде Гх(о) =Г,(о)+К,Г,(Е +К,Г,(е). Тогда для угловых координат источников помех О, и Е, можно добиться образования провалов в результирующей характеристике направленности для этих направлений. Необходимые для этого значения К, и К, определяются из системы уравнений .Р'а(ет) + К, Р", (Ет) + Кз Га (О,) = О, а е(ох) +Кта т(оа)+Каа а(еа) О. (2) Провалы в характеристике направленности, образуемые за счет когерентной компенсации помех, создают дополнительный резерв пространственной селекции помех, воздействующих как по главному, так н по боковым лепесткам характеристики направленности.
Особенно широкий простор для применения компенсационных методов открывается прн использовании приемных антенн в виде фазированных решеток. 432 $7.6 Подбор коэффициентов в многоканальных схемах, подобных схе- Х ме на рис. 7.5, можно осуществить, используя принцип корреляционной обратной связи. На рис. 7.6 показана схема с двумя входами, на которые по-4о+и ступают напряжения одной и той и. же частоты с комплексными амплитудами бе(() и Ц(7) (например, Е и, от основной н дополнительной и, антенн).
На сумматоре образуется напряжение 47х Я = и, (7) — К и, а. (3) Имеется цепь обратной связи с выхода сумматора на управляв- Рис. 7.7. Схема компенсации с мый элемент — умножитель в цепи коРРелппкоппо» оВРатаой связью подачи первого напряжения. В эту цепь включено устройство вычисления оценки корреляционного момента ~Ь~0~.
Последний с точностью до постоянной Х используется в качестве управляющего множителя К, подаваемого на управляемый элемент. Из двух уравне- ний: К = хУхб~ и (3), можно найти (4) х йи', 1+х(и.р ' 0 =- О,— 0,. хиои*, (5) 1+х~и, р Легко видеть, что при Х е- со и достаточной корреляции О, и О, (например, при У, = СУ„где С= сопз() происходит полная компенсация, т. е. сух обращается в нуль.
Умножение комплекс- ных амплитуд, как известно, может быть осуществлено, например, путем преобразования частоты, усреднение — за счет интегриро- вания в узкополосном фильтре (Э 3.16). Те же операции могут быть произведены путем аналоговой квадратурной обработки (~ 3.8) или перехода на цифровую технику. Эффект компенсации помехи обеспечивается, если корреляцион- ной обратной связью охвачен и каждый из входов схемы. Чтобы на- пряжение Ое поступило при этом на выход сумматора в отсутствие коррелированной помехи, когда управляющее напряжение — К, обращается в нуль, на него налегается весовое напряжение а.
Исходные уравнения тогда принимают вид: и =( — К,+а,и,— Ки,, (6) 1$ аак. ~аоа Рис. 7.8. Многоканальная схема компенсапии помех с использованием корреляционной обратной связи Ко — — ХСЬ~ сг'о, (7) К=)(йх(С (8) Подставляя (6) в (7) и (8), легко получить систему уравнений: Ко ()+Х~ и,~ )+К )(С~ (7:=аХ! и.~' (9) Кохи,и;+К ()+х! СУ Г)=ох!и,Р. При у. -~' со, сс =ао = сопз! Ф О и полной корреляции напряжений Уо и У,, когда 17, =СО„из (6) н (9) получим, что Ух — ~- О, т. е.
данная схема, как и предыдущая, может осуществлять компенсацию помех. Наряду с компенсацией помехи обе схемы могут осуществлять и компенсацию сигнала, если длительность последнего достаточна для перестройки схемы. В случае же весьма короткого сигнала и первая, и вторая схемы будут настроены только на компенсацию помехи. Легко видеть, что в отсутствие помехи обе схемы дают значения управляющих множителей К и К„равные нулю. Выходное напряжение второй схемы при этом (г'х — — а0„т.
е. в отсутствие помехи каждая из схем пропускает колебание, приходящее по основному каналу. При а = ! обе схемы идентичны. Легко понять, что если в схеме (рис. 7.7) сс =со„а в ее нижней части к напряжению корреляционной обратной связи — К добавится вес ам то выходной эффект в отсутствие помех будет их=а, ив+ а, им На основании изложенного, не приводя более детальных выкладок, можно понять одну из возможных схем построения самонастраивающейся антенны типа фазированная решетка (рис. 7.8) 434 й Т.Б [152). В каждом из элементов фазированной решетки используется корреляционная обратная связь.
На схеме корреляционная об. ратная связь показана только для крайних (левого и правого) элементов. Слагаемые а„ а„ ..., а обеспечивают наилучший эффект приема сигнала в отсутствие помех (онн аналогичны слагае. мому а в схеме рнс. 7.7). При наличии помех, приходящих не более чем с т направлений, возможно образование провалов в характеристике направленности в этих направлениях.
Как показывает детальный анализ для дискретного случая (подобный приведенному в приложении 9 при сплошной антенне), образующаяся характеристика направленности оптимизируется с учетом йомех, обеспечивая наивыгоднейшую пространственную селекцию. Б. ПАССИВНЫЕ МАСКИРУЮЩИЕ ПОМЕХИ И ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ $7.6. Пассивные маскирующие помехи и способы их создания Как уже указывалось выше, к естественным пассивным помехам относятся радиопомехи, создаваемые природными отражателями (местными предметами, водной поверхностью, гидрометеорами, северными сияниями и т.
д.). Эти помехи могут существенно нарушать работу аэродромных радиолокаторов, обеспечивающих посадку самолетов, и радиолокаторов военного назначения, используемых для обнаружения целей, особенно на малых высотах. Наибольшее распространение из искусственных маскирующих пассивных помех получили помехи, создаваемые диполаными противорадиолокационными отражателями. Как указывалось в ~ 2.5, они представляют собой пассивные полуволновые вибраторы, изготовленные из металлизированных бумажных лент, фольги или металлизированного стеклянного и капронового волокна.
Длина узкополосных резонансных вибраторов выбирается примерно равной половине длины волны подавляемой РЛС. Ширина лент в зависимости от их длины может быть в пределах от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, а диаметр волокна — от десятков до сотен микрон при толщине металлического покрытия порядка единиц микрон. Обычно дипольные отражатели собираются в пачки в таком количестве, чтобы каждая пачка по своим отражающим свойствам имитировала реальную цель (о„= оч). Число отражателей в пачке и зависит от диапазона волн, в котором работает подавляемая РЛС, и может быть определено в соответствии с !(5) и (5), $ 2.5): и = о,/0,17).з. 16Ф Рис.
7.9. Пояснение к расчету количества пачек в объеме У Основной недостаток таких пачек — узкий диапазон перекрываемых частот (5 — 10% от резонансной). Полосу частот можно расширить, если пачки комплектовать из вибраторов различной длины или увеличивать длину и поперечные размеры диполей. Пачки могут помещаться между специальными лентами, которые наматываются на барабаны, расположенные в кассетах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
