Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Исключением является требование достаточной энергии сигнала для обнаружения наименьших возможных целей иа максимальной дальности. Поэтому практически возможен приемник, который достаточно хорошо аппрокснмирует идеальный приемник с согласованным фильтром. Согласно известному уравнению дальности радиолокации (см. $1.2), дальность действия РЛС пропорциональна корню четвертой степени от передаваемой мощности. Поэтому увеличение дальности действия эа счет увеличения мощности передатчика может стоить очень дорого.
Очень важно, чтобы генерирование сигналов большой мощности осуществ. лялосыффективно. Лампы передатчика имеют конечный срок службы и должны заменяться после отработки в течение некоторого времени длительностью от несколькихх сотен до нескольких десятков тысяч часов и даже более. В эксплуатационные затраты на функционирование высоьомощной РЛС входит стоимость энеРгии первичных источников питания. При построении передатчика по схеме Рис 1 сигнал формируетси ва низком уровне мощности и затеи усиливается. В качестве мощного усилителя используются клисчрон, лампа бегущей волны, лампа с Управляющей сеткой или усилитель со скрещенными полями.
Во многих другия РЛС сигналы генерируются непосредственно на высоком уровне мощности путем модуляции мощного генератора, такого, как магнетрон. Мощные генераторы используются там, где в первую очередь важны простота и мобильность, а мощные Форма сигнала, излучаемого РЛС, зависит от того, какую информапию о пели мы катим получить. Например, импульсная РЛС для наблюдения эа движением самолетов может излучать последовательность коротких импульсов, длн. тельностью несколько микросекунд каждый, при частоте повторения несколько сотен импульсов в секунду. Для точного измерения дальности спектр передаваемого сигнала должен занимать широкую полосу частот; таким спектром обладает, например, короткий импульс.
Для точного измерения допплеровского сдвига частоты отраженного сигнала, возникающего нэ-эа перемещения цели, сигнал должен иметь большую длительность. В качестве примера можно указать на допплеровскую РЛС с непрерывным излучением. Кроме широко распространенных последовательностей импуль. сов, в радиолокации используются и многие другие виды сигналов, как напримерс непрерывные колебания с частотной модулицией, импульсы с частотной или фа оной модуляцией, пачки импульсов и др. Теория си~палов позволяет определи~ь диванный перекпюсатепь 1.1.
Общее описание радиолокационной станции $ нтелн — там, где необходимо обеспечить большую мощность н (вли) стаыльность сигнала (например, в РЛС с СДЦь>, нмпульсно-допплеровсыой РЛС) алв прн необходымоств пронзводать точные измерения. В общем случае характервстнка РЛС определяются скорее средней. ° не аииоеой мощностью.
(Правальаее сказать, что определяющей является суммарава энергия, затрачиваемая ва обааружеыве цели.) Средняя мощность РЛС может меняться от зыаченвй, существенно меньших одного ватта, как в полицейскна спидометрах, до значенай порядка мегаватта, как в некоторых РЛС, предназна° еныых для обнаруженвя космических целей. Наземные РЛС, предназначенные для обнаружения самолетов, обычыо имеют средние мощности нзлученая в несколько киловатт. Паковая мощность тнпнчыой высокомощыой РЛС достигаеа вначеннй порядка 1 МВт; онв часто ограничивается угрозой раэрушеыня лнннй передачи ы других элементов высокочастотного тракта Передаваемая мощность излучается в пространство антенной, которая дает энергию в нужном направлении, формируя узкий луч.
Способность антенны формировать узко направленный луч позволяет не только увеличить энергию для облучения цели, но ы измерить направление на цель. Типичное значение ширины луча антенны, которая формирует нглообразный луч для слежения за целями, составляет примерно 1'. В обычных РЛС, обеспечивающих наблюдение за движением самолетов, используются антенны с механическим переменсеннем отражателя, формирующие веерный луч, узкий в азнмутальной плоскости н широкий в плоскостн угла места.
Перемещение антенного луча выполняется н электрнческим путем в фазированных антенных решетках; это исключает механическое движение с присущей ему инерцией Размер антенны зависят от частоты излучения, от обьекта, на котором она станавлнвается, а также от обстановки, в которой антенна функционирует. ем ниже частота, тем труднее создать антенну большак электрических размеров. В диапазоне ультравысокнх частот (УВЧ) большая антенне может иметь диаметр 30 и н более. Вблизи нижнего края сантиметрового диапазона (Х-днапазо ~) антенны с диаметром более 3 — б м следует рассматривать как большие.
Так как в импульсной РЛС передача и прием сигналов не одновременны, то обе функции может выполнять одна и та же антенна Пры этом, однако, необходнмо использовать антенный переключатель — быстродействующее переключающее устройство, которое защищает прнемник от высокомашного сигнала, а прн приеме направляет слабый эхо-сигнал в основном в приемник а не в передатчик. В качестве антенных переключателей используются газоразрядные или твердотельные приборы. Мощность сигнала, принимаемого антенной, пропорциональна эффективной площади раскрыва антенны. Чем больше коэффициент усилении антенны, тем больше ее раскрыв.
В радиолокационных станциях используются в основном приемники гупергетеродинного тнпа Приемник должен выделить полезный эхосыгнал на фоне шума, всегда присутствующего в прнемннче, н любых мешающих сыгналов. Входной каскад приемника обычно разрабатываегся так, чтобы г я вносил как можно меньше шума Таким каскадом может служить параметрнческий усилитель нли манер, однако уровень шума хорошо отработанных туннельных диодов, триодов нлы транзисторов оказывается достаточно низким, так что нк применение предпочтительнее, чем использование более дорогих приборов часто с меньшим уровнем шума,.Прн высоком уровне внешних шумов применеане малошумящих первых каскадов приемника не всегда оправдано. В простых РЛС в качестве входного каскада чаще всего используется смеснтель (без усиленна на высокой частоте). Промежуточная частота приемника (Пт!) выбарается вз соображений удобства построения согласованного фильтра н минимизации вклада каскадов ПЧ в суммарный уровень шума.
Согласованный фильтр — часть приемника, предназначенная для макснмн° апнн выходного отношения сигнал/шум. Радиолокационные приемника не всегда ю РЛС с аппаратурой селекции движущихся целей. — Ред. Гл, Р Веедеввэ а Рш)нялонняию прошгтнруются в расчете нв игдеалъный» соглвгозанмый фялвтр, но в хороших РЛС фвльтры редко кмеют выходное отнэшенне сягввл/шузг заметно ниже тех значений, которые достнжямж в согласованных фвиьтрах. Второй детектор в црнсмяяке познолает выделить мвдуляцнонную огвйзвэшую.
Ввдеоусвлятелн познвмвют уровень сгмшака до значеннй, тювво,авняках легко ныделвть содержащуюся в снгнвле ннформвцаю. Ивформакпя мажет носярзшнмапься операгорои, наблюдаюшнм за электронно-лучевым ннднкачнром. Двумя основными тнпанн вндвквторав являются яяднкзчор кругового обзора (НКО) в индикатор тнпа д. ИКО позволнет получнть взображенне, подобное карте местяестн, где положение целя определяется двумя коордннатамя — нвклоннай дальностью н азнмуто~.
Он часто нспольэуется в РЛС наблюдення згг воздушным движением. В РЛС пря формнрованнн последователъностн ямпульсав н для определения врененн прихода отраженного эхо-снгнала используются свнхроннзвруюшне тактовые нмпульсы, что позволяет измерить дальность до цели.
Лля определення углового положенг я цели путем намеренна углов, определяя щях направление аатепны, попользуются другие опорные сигналы. В системах, которые служат дзя обнаружепня допплеровского сдвига частоты движущихся целей, в приемник поступает ннформацня о частоте передаваемых сигналов. Согласованный фильтр яа функцнональной схеме рнс. 1 иногда называют устройством обрзботкн сигналов. Другим примером такого устройства, прнвеи еного в РЛС СДЦ, может служить компенсирующее устройство, ясполь уюшее гннню задержки.
Устройство обработан сягналов размешается лкбо до, лабо после второго детектора. В прошлом устройства обработки информации были з основном аналоговые, но по мере рээвнтня цифровых методон онн заменяются пз цифровые. Реальные цели редко бывают язолярованы друг от друга, н РЛС принимает г гшаюшне эхо.снгналы от окружающих отражающих влв рассенваюшнх объечтов, таких как земля, море нлв дождь. Этв мешающие эхо-снгналы называют помехами нлн отражениями от местных предметов> ояя могут существенно затртднить обнаружение цели. Если цель движется, а местные объенты неподвнжны (напрнмер, самолет, летящнй вбдвзв поверхности земля), то можно использовать допплеровскяй сдвйг частоты свгяалов от двнжущейсв пели для ее выделе~на на фоне мешаюшнх стацноваря)йх зхо-снгналов ве ямеющях гдвяга по частоте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
