Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 108
Текст из файла (страница 108)
Введение (или эхо-сигнала в случае РЛС непрерывного излучения) называются амплитудным шулюм, хотя он может содержать и периодические составляющие. Угловой шумУН Угловое положение кажущегося источника эхо-сигнала ог сложной цели также зависит от относительных амплитуд и фаз составляющих эхо-сигналов и их угловых положений. Движение цели вызывает блуждо ние кажущегося источника эхо.сигнала в плоскости цели относительно физического центра цели. Флуктуации эхо-сигнала, связанные с блужданием положения кажущегося источника относительно центра тяжести распределения отражающих поверхностей цели, называются угловым шумом.
Паляризациониый шум (полярнзациоиная модуляция). Поляризация эхо-сигвала от сложной цели и общем случае отличается ог поляризации зондирующего сигнала. Хотя поляризация зондирующего сигнала обычно преобладает в отраженном сигнале (при круговой поляризации в эхо-сигнале от типичной нели— самолета — преобладает поляризация противоположного направления), сигнал от отражателей сложной формы и комбинации таких отражателей иьгеют составляющие с другнлги видами поляризации. Простым примером может служить укороченный диполь, ориентированный под углом 45' к вектору полиризации вертикально поляризованного зондирующего сигнала.
Такой диполь воспринимает около половины от той энергии, котору1о ои мог бы принимать, если бы был ориентирован параллельно вектору поляризации зовхирующего сигнала. Он переизлучает эту энергию с лииейиои поляризацией поа углом 45'. Вектор поляризации можно рассматривать в паннам случае как содержащий равные составляющие вертикальной и горизонтальной поларизаций. Поэтому в отраженном сигнале содержится значительная часть знергии с горизонтальной илн кваарагурной поляризацией.
Диа соответствующим образом ориентированных диполя могут дать значительные составляющие отраженного сигнала с круговой поляризацией. Из сказанного следует, что цель со сложной конфигурацией изменяет поляризацию отраженного сигнала, вариация которого эквивалентна некоторому шуму, назыиаемому часто поляризацн. онным. Допплеровский шум (дои илеровснвя модуляция). Нормальные случайные движения цели в полете приводят к тому, что отраженные от различных ее участков сигналы слегка отличаются по допплеровской частоте.
Поэтому спектр отражен- мого сигнала содержит не одну допплеровскую линию, а является сплошныч, с максимумом у средней допплеровской частоты, обусловленной средней радиальной скоростью цели. Допплеровская частота равна скорости изменения фазы векторной суммы эхо-сигналов ог различных отражающих участкои цели. Эта мгновенная допплеровская частота по своей природе является случайной, и ее вариации эквивалентны иенотораыу шуму — допплеровскому, который тесно связан с угловым шумом. Вели угловой шум вызывается изменением наклона фазового фронта, то допплероаский шум обусловлен скоростью изменения нио лона фазового фронта.
Допплеровский спектр в типичном случае предсганляется функцией с пиками, симметричной относительно средней допплеровской частоты цели. Характеристики допплеровского спектра можно определить по среднеквадратичным значениям угловых флуктуаций элементов цели и случайного углового движения целя.
При допплеровских измерениях имеют значение как положительные, так и отрицательные частоты, так как спектр шума эхо-сигнала от фюзеляжа самолета (от жесткой части конструкции цели без движущихся частей, например винтов) силгметричен относительно средней частоты. Такие движущиеся части самолета, как винты, могут создавать как амплитудную хюдуляцию с па.
рами спектральных линий, расположенных симметрично относи гельио допплеровского спектра эхо-сигнала от фюзеляжа самолета, так и часготиый сдвиг, " В английской литературе приченяетгя термин чсцин ~иллиция цехиэ— длг о'означенив фактора, определяюще~о угловой шум. — Ргг). Зйй Гл. (О. Шум цели создающий спектральные линии, размешаюшиеся |олько на одной стороне это~о спектра. Шум дальности. Типичный метод сопровождения целей по дальности состоит в определении ецентра тяжести» плошади отраженного видеоимпульса элекгроннылг интегрированиель Относительные амплитуда и фаза эхо-сигналов от отдельных частей сложной цели и их дальност~ относительно РЛС илияют иа положение центра тяжести видеоимпульса.
Случайные перемещения цели и ге элелгентов вызыиают изменения ио нремени этих параметрои, а также резул . тирующей дал~ности относительно фиксированной опорной точки. Вариации измерений дал~ности можно рассматривать как обусловленные некоторым эквивалентным шумом. называемыл~ шумом далытосгп. т0.2. Амплитудный шум дмпла~уа1нлй шум представляет собой вариации амплитуды эхо-сигнала, нызванные целью сложной формы, без учета влияния изменений ее дальною н. Э~от наиболее очевидный тнп модуляции эко-сигнала от сложной цели можно представить в виде флуктуирующей суммы лгногих составляющих векторои со случайно изменявшимися относительными фазами. Хотя этот вид модуляции называется шумоль он может содержать периодические состанляюшпе. Аьп1литу гный шум разделяется по частоте на дне составляющие: низкочастотную и высокочастотную.
Эти составляющие, конечно, взаимно перекрываются, но исе же у обно придерживаться такого деления, так как этн составляющие иызыиаютгч различными яилениями и влияют на вьпюлнсиис различных функций радиолокационных систем. Низкочастотный амплитудный шум предстааляег собой вариации ио времени иекторной сул~ьгы эхо-сигналов от всех отраншюших поверхностей сложной цели Такие вариации можно наглядно уяснить, если рассма рииать пель как относительно жесткое тело с нормалыгымн случайными рысканьем, кренолг и тап. гажом. Небольшие излгенения относительной далыгости отражателей, вызван ные этими движениями, приводят к соответствующим случайным изменениям относительных фаз отраженных сигналои, а следовательно, к случаг1ныьг флуктуациям векторной суммы сигналов.
Типичными являются случайгые движения цели, ограниченные небольшими изменениями се ракурса, прн которык эм. плитуды эхо-сигналов от отдельных отражателей изменяются незначительшт за период времени, равный нескольким секундам, а изменения относительных фаз более существенны и являются осноиным фактором. Исключение представляют большие плоские поверхности с узкой диаграммой отражения. На рнс.
1 приведен пример цели сложной конфигурации и показаны изменения относительных дальностей отдельных отражателей при движении цели, Типичные записи эхо-импульсов на частотах !ЗОО, 2800 и 9225 МГц а течение приблизительно одной секунды показаны на рис. 2 !!!. Как видно, низкочастотный амплитудный шум вносит наибольший вклад в плотность шумовой модуляции и сконцентрирован в основном на частотах ниже !О Гц. Спектры амплитудного шума одинаковы как для болыиих, так и для малых целей. Это объясняется тем, что скорость излгенения дальности отражателей является функциеи как углового рыскания самолета, так и расстояния от отражателей до центра тяжести самолета. Таним образолп большой самолет с малой скоростью рыска.
ния, но с большим размахом крыла дает такой же спектр низкочастотного шума, как небольшой самолет с иысоной скоростью рыскания, но с ьгеньшим размахоа крыла. Однако саыолет больших разл|еров обычно дает более широкий спектр из-за различия в распределении отдел~имя отражателей. Несущая высокая частота зондирующих импульсов РЛС влияет на форму спектра низкочастотного амплитудного шума, так как ширина этого спектра прямо пропорциональна несущей частоте (если размеры цели равны нескольким длинам волны).
Такая зависимость объясняется темг что относительная фаза от- 400 10,2. Амплитудный шум дельных зхо-сигналов является функцией числа длин волн, на ко~орое изменя ются относительные дальности отдельных отражателей при случайных движениях, цели. Следовательно, при более короткой волне дальности отдельных отражателей изменятся на большее число длин волн, что приведет к более высокой скорости изменения фазы и к повышению частоты составляющих шума. Эту эа. внсимость иллюстрирует рис.
2, где для сравнения приведены записи последовательных эхо-импульсов от целй длн трех сильно отличающихся частот разных диапазонов, Можно видеть, что частота флуктуаций амплитуды огибающей измы няетси пропорционально несущей частота РЛС. Математнчесхую модель низкочастотч ного ного амплитудного шума для тини самолета можно представить как А' ()) = 0,)2 В/ (Вз+ Гэ) (!) где А' (г) — плотность мощности шума при глубине амплитудной модуляции А, о|несеннаи к 1 Гп;  — ширина полосы спектра на уровне половинной мощности дь (Гц); ! — рабочая частота (Гц). Значение В в типичном случае ллн Х-диапазона равно 1 — 2,5 Гц, причем более высокое значение относится к самолету ббльших размеров ввиду того, что он со. держит большее количество отдельных отражателей, таких ках двигатели, распределсннные на хонсолях крыла.
Эти отражатели разделенные большими простран. ственными интервалами, создают составляющие шума с более высокими часто- 401 тами. Величина А'(() представляет собой РАС лд ° плотность мощности амплитудного шума и имеет такое значение, что спектр шума )~ может быть проинтегрирован по любому диапазону частот для определения полной ~~РАб мощности шума в представляющей интерес полосе частот.
Извлекая квадратный корень из результата интегрирования, эзе. !. теоэетичеснаа иьлель еломаьа можно определить среднеквадратичное значение мощности шума. Высоиочастотный амплитудный шум содержит случайную и периодическую составляющие. Случайный шум от таной цели, как самоле~, является результатом вибраций и движения его отдельных частей, создающих относительно равномерный спектр шума, ширина хоторого достигает нескольких сотен герц, в зависимости от типа самолета. В типичном случае среднеквадратичное значение плотности мощности шума выражается глубиной модуляции, равной нескольхим процентам, отнесенной к корню квадратному из полосы в герцах (рис.
3). Периодическая составляющая модулирующего шума, проявляющаяся в аиде пиков спектра (рис. 4), вызывается быстро вращающимися частями самолета, например винтами. Так как эхо-сигнал от лопастей винтов при их вращении изменяется в соответствии с изменениями рахурса, это вызывает перноднчесхую модуляцию. Одновременно с этим наблюдается фоновый шум от корпуса самолета. Пики спектра шума свнэаны с основной частотой модуляции, зависящей от схорости вращения винта и числа его лопастей. Так нак эти пики обычно иесинусоидальной формы, то спехтр шума содержит большое число гармоник, распределенных по всей его ширине.
Это видно из приведенного на рис. 4 спектра зхо-сигнала от самолета типа БХВ, Расположение этих пиков в спектре не зави- Гл )О' )))ум цели сит ат несущей щ сокой часгпть> РЛС, как и в случае низчсочастотного аьтплитуд. ного шума, тэк кзи перяпдичность модушицнн обус>говлена свойствзмн цели. Как будет показано, модуляция нысокочастотвым шумом влияет на работу РЛС сопровождения со сканиронанием луча. Вместе с тем оиа дает нехоторую инфор. мацню о типе самолета. Влияние амплитудного шуми на работу РЛС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
