Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Отражения от поверхности моря или суши в этих случаих классифицируются как помехи. Иче!отса разйые толкования того, какую часть тракта РЛС относить к приемнику. В данной главе будут рассмотрены элементы структурной схемы приемника, изображенной иа рис. 1. Сигнал на вход приемника поступает с антенного переключателя, позволяющего использовать одну антенну для совместной работы передатчика и приемника.
Приемник осуществляет фильтрацию сигнала, отделяя полезные отраженные сигналы от помех. Способы реализации этой его функции многообразны. Некоторые из ннх подробно рассмотрены в других главах. В гл. ч рассматриваются РЛС с непрерывным (немодулироваинык) и частотно-модулированным излучениятщ, В настоящей главе рассмозренне ограничинаетсл приемниками для импульсных РЛС, являющихся наиболее распространенным типом станций. Импульсная РЛС излучает энергию импульсами и принимают эхо-сигналы в промежутках между очередными излучениями.
Большое преимушество этих РЛС заключается в том, что ни просачивающаяся энергия передатчика, ни очень сильные отраисенные сигналы от расположенных на близких расстояниях местных предметов не поступают на вход приемника одновременно со слабыми эхо-сигналами от лальних целей. Измерение времени запаздывания импульсного эхо-сигнала обеспечивает к тому же мгновенное определение дальности до отразившей этот сигнал пели. Гл. 5 — 7 (т. 3), гл 1! (т. 1) посвящены вопросам различения полезных целей и помех на основе различия их скоростей или язменения фазы от одного импульса к другому; рассматриваемый ниже приемник служит тольао для получения одиночных импульсных сигналов в форме, пригодной для такой дальнейшей более тонкой обработки. В гл. 8 рассмотрены вопросы сжатия импульсов, а здесь будут лишь крагко упомяиуты возможности использования этого метода лля повышения эффективяости Различения полезных- си~калев и помех.
Физически декодиро- 135 ул. 2. Ридиолокачиоциые ириимиики Пхадной зхо-согнал с антенного леренпюча/леля лру топу Пере/нй гетероуон Пмесотель Брч ПРУпп /7Ч пру Пгрпночоп/ель фальта Птпрю/7 гетеро/гон Лонейн/нй Сболтнет о петен тор ПпзлрОфно- чесньй усалотель Пграночотепь Ф7ф Панхрпнный йетентпр 4ель с мпла(/ лпстпяннпа //речена Дппперюйснпя фоль тра//оя /7пслейайа— тельная фопьтроа//я намлгнсапол на ПЧ /У РПП С П/(Гч/ Пзгптое омлупьса г(нтолпгарофмочесноо усоп//тель П///7 иг урр о сленг сзгатоя от ульса Н он/7/гнатару /Г ондохотаРу рнс. 1. Общая структурная скема рааноаокацнонного нриемникаг ВРЧ вЂ” вренг"ннан регуаировкв гувствитеиьностн, АПЧ вЂ” внтовоцстройка еастнтм; АПФ вЂ” автоноастройка фааьь АПП .— аналого-цифровой преобратоватеиы ЗПР— ткь, гщаснтивн ваощавь растении», СДП вЂ” «евектор аьнжушнкся ценой. нацие подобньж импульсов может осуществляться либо а приемном устрой.
стее (см рис. !), либо после операпнй обработки, связанных с селекпней авижущнхся целей (СДЩ и сжатием импульсов (см. перечень возможных вьподныс сигналов приемника в правой нижней части рис. !) В гл ! н 2 (т. 4) описываются РЛС, игпользуеяые для слежения за целью н высогомет. 2.2. Шум и динамический диапазон приемника рнн Особенности приемников яли выпознения этих функций, оузз ~ лишь красько упомянуты в данной главе Па рис.
1 показаны обычная последовательность операций обработки, которые имеют место в любом радиолокационном приемнике, и все разнообразие возможных выходных сигналов, хотя никакой реальный радиолокационный приемник не содержит все этн функциональные узлы или не формирует все укаэанные выходные сигнзлы. Почти все радиолокационные приемники строятся па супергетеродинному принципу (см. рис. !) Отраженный сигнал, подвергнутый незначительному усилению или вообще без усиления, преобразуется в сигнал промежуточной частоты (ПЧ) путем смешивания с сигналом гетеродина Для получения конечной промежуточной частоты, обычна лежащей в пределах О,! — 100 М!'ц (без необходимости преодоления серьезных трудностей, связанных с устранением зеркальных или побочных каналов приема при преобразовании частоты), может понадобиться не одна ступевь преобразования.
Дело не только в точ, что усиление на ПЧ более стабильно и реализуется проще, чем на СВЧ: относительная полоса частот, занимаемая полезным эхо-сигцалом, на промежуточной частоте получается болыпе, а это упрощает фильтрацию. Кроче того, частоту гетеродина в супергетеродинном пряемнике можно менять вслед за любым изменением частоты передатчика без подстройки фильтров ПЧ.
Указанные преимущества оказались настолько значительными, что конкурирующие типы приемников почти перестали применяться; поэтому далее будет рассматриваться в основном только супергетеродинный прнелзник. К приемникам других типов относятся суперрегеперативные, детекторные с видеосигналом ца выходе, перестраиваемые по радиочастоте приемники пря. мого усиления, Суперрегенеративный приемник иногда используется в радиолокационных маяках.
При этозг одна лампа может работать и как передатчик, и как приемник, а простота и компактность конструкции в этом случае важнее, чем высокая чувствительность. Детекторный приемник также является простым но обладает очень низкой чувствительностью. Перестраиваемый приемник прямого усиления имеет усиление только по принимаемой и видео- частоте; хотя его шумовая температура может быть низкой, чувствительность у него плохая, так как осуществить в нем фильтрацию обычных радиолокационных эхо-сигналов при оптимальной ширине полосы пропускания, как правило, невозможно.
Такая фильтрация практически достижима лишь в Р7!С, излучающих сигналы со сравнительно большой относительной шириной спектра. 2.2. Шум и динамический диапазон приемника В приемниках возникает внутренний шум, который маскирует слабьы отраженные радиолокационные сигналы. Этот шум является одвим из основ. ных существенных факторов, ограничивающих дальность действия РЛС, н поэтому данный вопрос подробно рассмотрен в т. 1, й 2тй Анализ чувствительности РЛС в значительной степени облегчается, если вклад каждого элемента в общий шум гнстемы выражать через шуловую температуру, а не через коэффициент шщна (определения этих параметров и формулы, связывающие их между собой, даны в т.
1, й 2.5). Шумовая температура современных радиолокапиопных приемников снц. жена до тако|о уровня, что она уже не оказывает доминирующего влияния на выбор варианта построения приемника. Однако, как ци странно, шумоввя температура обычно называется первой из характеристик, задаваемых при выборе и разработке радиолокационного приемника, хотя в РЛС крайне редко нспозьзуются приемники с очень низкой шумовой температурой, так как з|о сшц ян:епо с гн допустимым ухудшением какой-либо другой характернее вин. 137 Гл. 2. Радиолокационные приемники Стоимость редко выступает в качестве фактора, который приходится учитыват~ при выборе малошумяпгего приемника: получаемая за счет етого возможность снижения требуемого коэффициента усиления аи|енны или требуемой мощности передатчика всегда дает экономию, намного превышающую любые связанныс с его использованием дополнительные расходы.
Требования к входным цепям приемника определяются такими более важными рабочнмп характеристиками, как: 1) динамический диапазон и восприимчивость к перегрузкам; 2) полоса пропускания и пределы перестройки; 3) стабильность амплитудно- и фазочастотной характераг|ик; 4) требования к системе охлаждения.
При реализации требований низкой шумовой температуры и широкого динамического диапазона приходится идти иа компроыисс. Введение усили. тела высокой частоты до первого смесителя приводит к соответствующему увеличению уровня шума системы на входе смесителя, вследствие чего илия. иие шума самого смесителя становится незначительным Даже если сам уси. литель высокой частоты имеет более чем достаточный динамический дяапа.
зон, у смесителя ои соответственно уменьшается как показано в таблице: Отношение шумовой температуры входных цепей к шумовой температуре смесителя дБ Вынужденное сужение динамического диапазона смесителя, дБ Повышение шумовой температуры системы из-за шума смесителя, дБ 1О 13,3 13,5 10,4 0,2 Определения, прнведеввые в $2.5 т.
1, характеризуют шумовые параъгетры приемника в простой форме. Динамический диапазон, который представляет собой диапазон уровней сигнала, в пределах которого приемвгп должен сохранять заданные характеристики, определить труднее. Для этого необходимо задание трех параметров: 1. Минимальный уровень полезного сигнила обычно определяетси кзк уровень входного сигнала, создающий на выходе приемника отношение сигнал)шум, равное единице. Иногда его называют «минимальный обиаруживае.
мый сигналю 2. Допустимое отклонение от заданной характеристики. Максимальный сигнал — это сигнал, вызывающий некоторое заданное отклонение от омсндае. мых рабочих характеристик. Для линейных приемников обычно за допустимое отклонение принимается уменьшение на 1 дБ дифференциального усиления, т. е. крутизны амплитудной характеристики — зависимости выходного напряжения от входного.
Для приемников с ограничением или с логарифмической характеристикой необходимо задавать допустимое отклонение выходного напряжения. В приемниках с регулируемым усилением необходимо различать мгновенный дивлмический диапазон и динамический диапазон, который ча. стично достигается в результате программного измевення усиления. 3 Тины сигналоа. При определении требований по динамическому диапазону общий интерес представляют три типа сигналов: отраженные от распре. деленных целей, отраженные от точечных целей и широкополосные шуыопо. добные организованные помехи.
Если в РЛС используется фазово-кодированный снгпал, то элементы приемного тракта, предшествующие декодеру, ограничивают динамический диапазон сигнала, отраженного от точечной пели, не столь сильно, нак сигнала, отраженного от распределенных отражающих обьектов, произведение ширины спектра 'иа длител~ность кодированного им- 2.О. Шум и динамический диааазан арпемиээка ~«и «» с с« с Ю Ю сэ ю сэ сэ ОЭ сэ Ю а« нио ээ ю ЧО,ЭЭ .иээиа сэ О с О Л О- Х сэ нинииэ оэ О.ЭНХНИ О \ «о « о« = « о« х« « М ОО -.э х О О сэ Р «* « с Оа «с э о и а о о х и « « хо о « ор х 3 « Д« «о о О 8 сх хо ,х О ос х с « Х» « « х о \ э х , иэ х х х х О х О 'ч хо и х- х О о иэ х х х О э х о О. "э о о с и х х ч х о э х о 4 о х Сэ О х' о о иэ э с х О « э О О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
