Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Прк работе импульсной РЛС осуществляется выборка из спектра с частотой повторения импульсов. Если частота яоит< рения импульсов достаточно велика, так что может быть воспроизведен весь спектр допплеровских частот (частота повторения импульсов превышает частоту Найквиста, т. е. удвоенную частоту саектра допплеровских частот 2ЛЯ, то диаграмма рис.
11 соответствует спектру выборок принятого нмяульса для данного расстояния. На рис. 12 показан ряд наблюдавшихся отраженных импульсов и выборки из них для дальности )1т. Спектр, показанный на рис. 11, представляет собой спектр огибающей выборок отраженных сигналов для дальности )7т(после прохоисдення через ФНЧ). Спектры замираний для различных расстояний до земной поверхности (или для различных углов облучения в вертикальной плоскости) отличаюгся друг от друга в соответствии с выражением (12). Рнс, Ы. Спектр ввнврпвни прн об»ученое однородно«о учвсткв венноа повез»ности нейол»- вн» рв»нерон: о до детектнроввннн, б — после детектнроввннн. Для многих применений важное значение имеет время между независимыми выборками, так как дли обработки некоррелироваиных выборок можно яспользовать методы элементарной статистики.
Корреляционная функция, соответствующая спектру рнс. 11, определяется соотношением р(Т) .= 2 [(!в — соз быТУ(быТ)е[. Если принять, что замирания становится иекоррелированными при значении корреляционной функции, меньшем 0,2, то время, соответствующее исчезноненшо корреляции выборок, 1 Т«=0,65 — . Ми (14) Поскольку Т; — время между независимыми выборками, то число таких выбо. рок определяетсв отношением общего времени выборки к Ть а не частотой повторения импульсов. Выборки замираний могут также оказаться независимыми и вследствие того, что при движении носителя РЛС облучаются различные участки земной поверхности.
Таким образом, в рассмотренном частном случае частота неэсвисимых выборок определяется либо движением облучаемого участка вдоль земной поверхности, либо эффектом Допплера, либо каким-нибудь сочетанием обоих явлений. Число независимых выборок определяет также способ использования релеевского или другого распределения для анализа за»тираний. Таким образом, если, например, 100 импульсов позволяют получить только 10 независимых выборок, то дисперсия среднего значения при интегрировании этих импульсов значитель.
но больше истинной дисперсии, соответствующей независимости всех 100 импульсов. Работа систем, в которых используется эффект Допплера (таких как допплеровские нзмернтелн скорости н угла сноса и радиолокационные устройства с синтезированным раскрывом), зависит от характера спектра на входе детектора, Гл. 7. Ограэсения ость ояоируюисгго а альлости йг) импульса и л срорма гондируютгго импульса Ре 6 масштаЕе) ог земной поверхности Рнс. 12. Зоннр»нн» прн работе »»пульс»ой рлдн»- по»оцнонной стонцнн.
так как эти системы когереитиые, и в иих ие применяется обычное детектирование. Поверхиости с движущимися элемеитвми. Иногда отражения от поверхности ормируются и движущимися объектами. то происходит в тех случаях, когда с помощью иеподвижиых РЛС фиксируется перемещеиие отдельных элемеитов морской и земной поверхности. При облучении земиой поверхиости такое движение обусловлеио обычно качанием растительности, котя движущиеся животные и автомашины вызывают такой же эффект, Радиолокациоииые отражения от совокупности рассеивающих элементов, подобно показаниым иа рис.
7, меняются при движении отдельных элемеитов так же, как оии измеияются вследствие движения РЛС. Таким образом, если каждый рассеивающий элемент представляет собой дерево, то качание деревьев под действием ветра вызывает относительный фазовый сдвиг между отдельными составляющими рассеянного сигнала; в результате возникают замираиия. При использовании неподвижной РЛС замираиия отраженного сигнала обусловлены только этим явлением, если ие считать очень медленных залсираиий, вызванных изменением рефракции.
Если же земная поверхиость облучается движущейся РЛС, то движеиие отдельных элементов поверхиости приводит к измеиеиию отиосительиой скорости этого элемента и станции, так что спектр отраженного сигнала отличается от спектра отраженного сигиала от иеподвижиой поверхности. Ширина спектра отраженного сигнала, обусловлеиио~о движением РЛС, определяет ее способность обнаруживать движение отдельных элементов поверхности. 7.5. Техника измерения отражений от земной поверхности Для измерения отражений от земиой поверхиости используются как специальиые измерительные радиолокациоииые установки, так и несколько модифицироваииые стандартные РЛС.
Так как отраженные земной поверхностью сигиалы почти всегда обусловлены миожеством рассеивающих элемеитов, то подоб- 7.5. Техника измерения отражений ог земной поверхности ные измерительные устройства имеют общее название измерители рассеяния ~38!. В этих устройствах могут использоваться непрерывные сигналы как с обработкой, так и без обработки спектра допплеровских частот, а также импульсные и частотно-модулированные зондирующие сигналы. Что касается антенных систем, то в измерителях рассеяния применяют как остронаправленные антенны, так и антенны с веерным лучом. Большинство измерительных устройств работает на одной несущей частоте.
Сис.емы с непрерывным излучением. Простейший измеритель рассеяния представляет собой стационарную РЛС, работающую в режиме непрерывного излучения. Такие системы являются не очень универсальными, но рассматриваются здесь достаточно подробно для иллюстрации методов калибровки, которые применяются также и в более сложных системак, Измеринзель мбиснсспти Рис. тэ. Фуниниональняя схема системы измерении рассеяния, работающая и режиме неире. рывного излучению и — с рззделлиой кллибровкоя передатчика н ириемиикв; б — с «влибровкой отношения ирк- нилщемой и излучвемой мощиост» Функциональная схема измерителя рассеяния с иепрерывиылт излучением показана на рис.
!3. Лля оценки величины оо необходимо определять отношение излученной и принятой мощности сигнала. В системе, функциональная схема которой дана на рис. !3, а, мощность передатчика и чувстиительность приемника измеряются раздельно. Передатчик питает антенну через направленный ответвитель, так что часть мощности передатчика может поступать на измеритель мощности. Приемник подключен к отдельной антенне (электрически изолированной). С выхода высокочастотной части приемника сигнал поступает на детектор, затем усредияется и подается на какой-либо индикатор (измерительныйт прибор): осциллоскоп илп записывающее устройство.
Чувствительность приемника контролируется специальным калибратором. Калибровочный сигнал подается на приемник в то время когда передатчик выключен, На рис. 13, б показана функциональная схема аналогичного устройства, в котором часть мощности передатчика через направленный ответвитель поступает на аттенюатор с известным вносимым затуханием н используется для калибровки приемника. Сравнивая известный сигнал на выходе аттенюатора с отраженным от земной поверхности сигналом на входе приемника, можно определить величину эффективной площади рассеяния; при этом не нужно знать действительную мощность передатчика и усиление приемника. Идеальный приемник должен иметь линейную амплитудную характеристику, так что единичная калибровка при одном уровне входного сигнала оказии вается справедливой при всех уровнях сигнала.
Однако амплитудная характеристика обычного приемника имеет некоторую нелинейность, обусловленную свойствами детектора насыщением усилительных каскадов при больших уровнях 285 Гл, 7. Отражения от земной поверхности Выкад— ~г Ве -20 у -2О ! б, 'А' Вуза Рис. !4. Тиаичиав аыалвтулиаа характеристика присмиккв; иллюстрируетсв вликиие ее кслвиеамости. Рис. гк Коияигураиии лусл автеивы итмерителв рассевии». Поквваиы контуры рввиого усилении вптеикы ллп основного пуча и боковык лепестков. лоз оно равно пулю.
Очевидно, однако, что это представление неточно. Из прпведениои на рисунке диаграммы следует, что антенна ие только обладает конечным усилением в некоторой области вне контура, соответствующего уровню 3 дБ, нп и имеет боковые лепестки с уровнем на 20 дБ ниже уровня основного луча. Волн цели с большой рассеивающей способностью попадут в зону облучения боковыми лепестками, то нх вклад в общий рассеянный сигнал моженоказаться столь заметным, что он существенно изменит велпчину сигнала на входе приемника. Так как этот измененный сигнал будет прн обработке рассматриваться как приходящий с направления главного лепестка, то величина оо будет определена со значительной ошибкой.
В показанном на рис. 15 примере один из боковых лепестков ориентирован вертикально, н можно с почти полной уверенностью утверждать, что это приведет к аатруднениям при оценке результатов эксперимента, поскольку отраженные сигналы прн вертикальном облучении имеют обычно большую интенсивность. Таким образом, необходимо точно знать характеристику направленности антенны и учитывать ее при анализе результатов измерений. Антенны, диаграммы направленности которых имеют большой уровень боковых лепестков (как показано на рисунке), просто неприменимы в таких устройствах. Коэффициент рассеяния определяется из соотношения р,дв ( От АА Г (Ап)з ) )о4 где интегрирование производится по облучаемой площади А.
принимаемого сигнала. Типичная амплитудная характеристика приемника показана на рис. 1А. Как видно, из-за нелинейности характернстикн два одинаковых приращения уровня сигнала на входе приемника (Л н Лт) вызывают разляч( ные приращения сигнала на его выходе (Ь~ и Л~).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
