Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 80
Текст из файла (страница 80)
и Лявсйяв» разрешающая сввсвбявсть яв ззвмуту для РЛС: т — с обычной антенной; 2 — с ясфсвусярованной синтезированной зясртурсй: 3— с фавусяровзвясй синтезированной злсрту. рсй. (стщ ! в — ()2) )ь. (9) При подстановке выражения (9, в (6), получаем, что для обычной ан. тенны минимально возможная линейная разрешающая способность равна баз обычн=ы (1О) Ряс. 2. Гсвмстрячссвяс сввтзвшсяяя для ясфвзусярввзяявй сяятсзвряввзввй апертуры. РЛС с нефокуснроваиной синтезированной апертурой †простейш ва. риант РСА. Когерентные сигналы, принимаемые в соответствующих точках синтезированной апертуры, суммирузотся без предварительного подбора фазы сигналов. Отсутствие фазовой подстройки сигналов ограничивает максимально возможную длину синтезированной апертуры, которую можно практически реализовать. Максимальная длина синтезированной апертуры прн данном расстоянии до цели определяется положением.
точек приема сигналов вдоль траектории полета. Удвоенное расстояние точек приема относцтельно цели при этом не должно отличаться больше чем на )ь/4 по сравнению с удвоенным расстоянием от центра синтезированной апертуры до пели. Соответствующие геометрические соотношения иллюстрируются на рис. 2, где йв — расстояние от цели до центра синтезированной решетки, а й и — максимальная длина синтезированной апертуры такая, что рас.
стояние между целью и концами синтезированной апертуры не превышает ~оз -(- )ь)6. 340 8.2. Факторы, алкающие на разрешающую способность РЛС Из рис. 2 следует, что (Р„+Х(8)з = Е зг,/4+)7„'. (1!) Решив уравнение (11) относительно (.,г! прн условии, что ьг'!6 значительно меньше Ры получим (12) 1.еы = У Йв Л С учезом (12) уравнение (2) приобретает вяз (13) йьы = — 1тг 2(У' Р, При умножении ширины луча, определяемой рзвенством (13), на дальность )7ь получаем выражение (7) для линейной разрешающей способности по азимуту. Следует отметить, что линейная разрешающая способность по азимуту в этом случае не зависит от размеров реальной антенны.
Разрешение улуч. шается при уменьшении длины волны. Зависимость разрешающей способности от длины волны и расстояния Я имеет вид корня квадратного произведения этих величин. График для линейной разрешающей способности приведен на рнс, 1. Расчет выполнен по формуле (7). РЛС с фокускрованной синтезированной вяертурой. Разрешающая способность таких РЛС определяется уравнением (8). Существенно, что разрешающая способность по азимуту в этом случае зависит только от размера апертуры физической антенны. В отличие от обычных антенн разрешающая способность фокусированной РСА улучшается при уменьшении размеров апертуры реальной антенны, а не при ее увеличении.
Важно также, что разрешающая способность, достижимая при данных размерах реальной антенны, не зависит ни от дальности, ни от длины волны. График, соответствующий формуле (8), показан на рис. 1. Для получения разрешающей способности, определяемой формулой (8), длина синтезированной апертуры должна составлять (егг =ьУ г0. (14) Основные допущения, использованные при выводе (12), предполагают, что беэ обработки сигналов путем суммирования их в фазе получить синтезированную апертуру длиной, определяемой (!4), практически невозможно, Эта обработка заклгочается в соответствующей регулировке фазы сигналов, принимаемых в каждой точке синтезированной апертуры.
В результате все сигналы для данной цели оказываются в фазе. Прн такой обработке ограничения, накладываемые на максимальную длину антенны, определяемую формулой (12), не возникают. Единственным ограничением длины синтезнро. ванной апертуры является линейный размер ширины луча реальной ангенны на дальности цели.
В некоторых случаях требуемая разрешающая способность не должна быть столь высокой как 0г2. Можно использовать тогда только некоторую часть у максимальной длины фокусированной синтезированной апертуры 1-еы = учЮ0 (14а) Тогда практически достижимая разрешающая способность находится как ба, ф = О! 27 ° (8а) Для случаев, когда длина синтезированной апертуры, определяемая по формуле (14а),.меньше или равна длине нефокусированной синтезированной апертуры, определяемой уравнением (12), фокусироввнная синтезиро- 341 Гл. 8. Радиолокационные станции с гинтезароаанием апертуры ванная апертура дает незначительное улучшение разрешающей способности. Однако, если необхоаима более высокая разрешающая способность, чем определяемая уравнением (7), следует использовать фокусировку.
8.3. Структура и принцип действия РЛС с синтезированием апертуры В состав любой РЛС входит ряд обязательных элементов, независимо от того, применяется или нет синтезирование апертуры. В случае, когда синтезирование апертуры и сжатие импульсов применяются, необходимо учитывать дополнительные требования к некоторым элементам РЛС особенно с точки зрения обеспечения когерентности и стабильности частоты.
В данном параграфе рассмотрены элементы структурной схемы РЛС, предшествующие блоку обработки сигналов. Основная структурная схема относится к приемопередающей части РСА. Рассмотрен также случай совмест- Рос. 3. Струхгурмао схема хогереогиоа РЛС с симтехороооихеи апертур ь ного применения синтезирования апертуры и сжатия импульсов.
В наиболее важных точках структурной схемы указаны типовые сигналы. Методы абра. ботки сигналов даны в следующих параграфах. Наиболее существенные узлы РСА показаны на рис. 3. Блоки РЛС, предназначенные для формирования излучаелхых сигналов, очерчены пунктиром. Имеются два высокостабильных генератора. Один из них выполняет функции местного гетеродина с частотой ыг в диапазоне СВЧ, а другой — функции опорного генератора промежуточной частоты ыс. Выходные сигналы этих генераторов подаются на смеситель 1, который на выходе имеет составляющие суммарных и рззностных частот, Отфильтрованные сигналы суммарных или разностных частот подаются далее на усилитель мощности. 342 В.З. Структура и яринцип действия РЛС с синтезированием апертуры В РСА без применения сжатия импульсов генератор с частотной модуляцией (ЧМ) не испо.
ьчуется и сигнал местного гетеродииа подается непосредственно на смеситель ). При введении в РЛС сжатия импульсов на смеситель ) подаются сигналы с выхода специального генератора с частотной модуляцией, формирующего заданную форму сигналов. Сигналы местного гетеродина служат для сннхронизапни генератора с ЧМ. Для получения линейной ЧМ применяется пилообразное управляющее напряжение. Суммарную частоту обозначим юо = ыг + ыо. Сигналы на выходе гетеродина, генератора промежуточной частоты и смесителя запишем соответственно в виде е„=Е, з|п (ыт г+~рт), еич=Евч 5)п (юо |+ ям) еом о=Его з!п (ыо С+ фа) ° (!Б) (16) (17) При использовании сжатия импульсов выходной сигнал генератора с ЧМ равен ечм=Ечм з|п (мог+ — |'+И), 2 а выходной сигнал смесителя а сом т=Етн з|п ~юо С+ — В+<со) 2 (19) В приведенных выражениях фз, фо и гро — начальные фазы сигналов при С = 0; а — скорость иэмевения частоты при частотной модуляции сигналов.
В РСА сигнал, подаваемый на усилитель мощности, определяется по формуле (17), а прн использовании дополнительно сжатия импульсов — по формуле (19). В усилителе мощности один из этих сигналов усиливается до требуемого уровня и подается в антенну. Форма сигналов в этой точке определяется выражением (20) только для РСА и (21) для случая РСА со сжатием импульсов со = Ео з|п (юо С+ ~Ро) (20) а е,=Е, з|п (юо г+ — Р-|-~ро~! 2 / (21) Для принимаемых отраженных сигналов находим соответствующие выражения путем замены времени С в (20) н (21) на 1 — 2)г/с н Е, иа Ея (амплитуда принимаемых сигналов). В амплитуде принймаемых сигналов Еп включены все члены, входящие в уравнение дальности радиолокации. Таким образом, форма принимаемых сие.
нйлов на входе УВЧ описывается выражением (22) только для РСА и (23) для случая, когда дополнительно применяется и сжатие импульсов: 2Я 'г еп — — Енз|п [ыо~г- )+фз~' (22) с 2)с 'з а / 2)7 ~з е Е ып "юо С вЂ” )+ ~С вЂ” — ! +фг~' (23) В уравнениях (22) и (23) ф, — фазовый сдвиг, возникающий при отражении сигналов РЛС от цели. Сигналы с выхода УВЧ подаются на смеснтель 2, где оии смешиваются с сигналом местного гетеродина, в результате чего получается сигнал разностной частоты ыо.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
