Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 40

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 40)

Это выражение используется в разделе о минимизации стоимости для нахождения наиболее дешевого типа системы. Требуемое при обнаружении отно. п>ение сигнал(шум устанавливается в соответствии с требуемыми вероятностью обнар>жения и частотой ложных тревог (т. 1, 5 24). В случае антенной решетки, позволяющей проверить сигнал об обнаружении путем повторной передачи в заданном направлении или (если мощность на сопровождение не была полностью использована) начать сопровождение, можно допустить более высокую частоту ложных тревог и, следовательно, меньшее значение отношения сигнал/шум.

Так можно снизи~ь требуемую для обнаружения мощность на !в 3 дБ. Другие параметры. На этапе эснизного проекта обычно подбираются предварительные значения таких основных параметров системы, как ширина диаграммы направленности антенны, длительность импульса, распределение мощности во времени, уровень боковых лепестков и т. д.

Однако целесообразно перед окончательным выбором значений параметров пройти этапы выбора функциональной схемы и описанного ниже процесса минимизации стоимости системы. Этим процессом система оптимизируется (с точки зрения стоимости) по мощности и ширине диаграммы направленности. В отсутствие каких-либо ограничений эти значения будут непосредственно использованы в системе. Однако может оказаться, что какие-либо иные требования к системе обусловят необходимость использования неоптимальных значений.

Так, например, для удовлетворения требования по разрешению малых целей в присутствии больших может оказаться необходимым использовать сигнал с повышенной разрешающей способностью по доплеровскому сдвигу частоты или по 1бб 4.8. Уиивергалькыв РЛС обнаружения и сопровождения дальности либо иметь возможность выбирать диаграммы направленности различной ширины. После выбора ширины диаграмм направленности разрабатывается программа распределения энергии во времени.

Первым этапом является установление скорости полного обзора области барьера (в пределах которого. лежат сектора разных конфигураций). Эта скорость определяется наименьшим временем прохождения цели через радиолокационный барьер или трехмернуюаону обнаружения и вычисляется для разных объектов, представляющих ин. терес, по формулам, приведенным в табл. 1. Затем в соответствии с требуемой максимальной дальностью устанавливается наименьший период повторения импульсов. По установленным периолам полного обзора и периоду повтоения импульсов можно вычислить число посылок за время полного обзора.

сли это число равно числу положений лелей, которое должно быть зарегистрировано за этот же промежуток времсни, илн больше него, никаких трудностей не возникает. Если, однако, за адин период обзора должно быть обнаружено больше положений целей, чем это допускает основной период повторения импульсов, то можно выбрать один нз следуюших двух вариантов: !) на некоторых или на всех посылках передаюспий луч расширяется так, чтобы охватить несколько положений нели, и формируется несколько приемных лучей, чтобы заполнить вону охвата пространства передаюшим лучом; 2) вместо расширения передаюшего луча в одном периоде повторения передается несколько импульсов на разных частотах в разных направлениях. При этом должно быть предусмотрено число приемных лучей, равное числу.

направлений передачи. Если такие трудности возникают в области малых дальностей, где период повторения импульсов может быть много короче, он разделяется на б или 10 подпериодов, в каждом из которых производится поиск цели с малой дальностью. Необходимо также предусмотреть время для требуемого числа импульсов сопровождения в секунду. Если на одно измерение данных при сопровождении не требуется полная знергия, можно получить в одном периоде сопровождения несколько измерений данных путем передачи пачки импульсов по разным направлениям, предусмотрев возможность поочередного ориентирования луча приемного канала сопровождения в ожидаемом направлении каждого из сопровождаемых объектов [18).

Лля этого требуется сравнительно быстрое перебрасывание луча. Выбор оборудования Возможность выбора оборудования, удовлетворяюшего заданным параметрам системы, почти безгранична. Здесь можно наметить лишь обшие соображения, которыми следует руководствоваться при его выборе. Выбор того или иного оборудования системы зависит от наличия деталей, стоимости сооружения и эксплуатации, а также от опыта, накопленного с соответствуюшей системой. Легко показать, что следует выбирать плоскую, а ие сферическую антенную решетку.

В предыдушем изложении всюду полразумевалась плоская антенная решетка, хотя это не было очевидным в начале рассмотрения больших антенных решеток, предназдаченных для обнаружения космических объектов и ракет. Сферическая антенная решетна позволяет получить обзор всей полусферы и обладает тем преимушеством, что ширина луча не меняется при изменении напранлеиия ориентировании луча. Однако опыт показал, что, хотя. сферическая антенная решетка и может быть реализована, очень нысокая стоимость оборудования и сложность устройств отклонения и формирования.

луча заставляют отказаться от ее применения. Кроме того, количество элементов антенны и средняя мошность [играющая большую роль в экономике) приблизительно одинаковы как для нескольких плоских антенных решеток, так и для сферической при одинаковых зонах обзора Подлежит выбору также следуюшее оборудование: 1, Антенная решетка. Основной выбор проводится между обшей решеткой, работаюшей на передачу и прием, и раздельными решетками. В случае 167 Гя 4 Радиолокационные станции наблюдения за ИСЗ обшей решетки, причем количество передатчиков и приемников не обязательно должно быть одинаковым, обычно размеры здания меньше. С другой стороны, элементы оборудования расположены значительно плотнее, и необхо. димо предусмотреть антенный переключатель того или иного типа или зашитное устройство в приемнике, Раздельные решетки дают ббльшую свободу вы.

бора ширины и формы диаграмм направленности на передачу и прием В этом случае также потребуется некоторая зашита приемника от просачивающейся мощности передатчика, однако более дешевая и простая 2 Усилитель мощности, Основной выбор должен быть сделан между уси. мигелем мощности на каждый элемент антенны и одним усилителем на несколько элементов или на всю антенную решетку. Преимуществом усилителя мощности на каждый элемент является возможность использования сравнительно небольших устройств массового производства, работающих обычно прн очень чизком напряжении питания. При этом потери между передатчиком и антенной имеют наименьшее значение.

Использование усилителя мощности для питания некоторого количества элементов антенны может оказаться более экономпчным, что однако должно быть исследовано методом оптимизации стоимости. Экономические преимущества более мощных усилителей обусловлены тем, что затраты на выработку импульсной мощности приблизительно пропорциональны корню квадратному из имульсной мощности, а затраты на 1 Вт средней мощности почти не меняются в широком диапазоне мощностей передатчика.

Если и каждом элементе антенны установлен фазовращатель большой мощности, то экономические преимушества сводятся на нет и, кроче того, увеличиваются потери, связанные с применением фазовращателей и устройств разводки, что должно быть учтено при оптимизации стоимости. 3 Фазоерпщатель Выбор фазовращателя передающего канала связан с выбором усилителя мощности и определяется требованиями по мощности, а также возможностью обеспечения поставок элементов, способных пропустить заданную мощность на требуемых рабочих частотах.

В тех случаях, когда выбирается вариант питания каждого элемента антенны отдельным усилителем мощности, может быть использовано большое разнообразие типов фазовращателей н методов управления лучом. 4 Система питания антенной решетки. Основной выбор системы питания должен быть сделан между квазиоптической и фндерной системами питания. Квазиоптические системы, использующие линзы или зеркала, несколько проще, однако они менее гибни и дают ббльшие потери В случае фидерной системы аитания необходимо уложить большое количество высокочастотного кабеля, длина отрезков которого подгоняется так, чтобы обеспечивались одинаковые фазы и амплитуды 5.

Приемные системы. Сущесгвуег много типов приемных систем, включая такие, в которых управление лучом осуществляется путем сдвига фазы в цепи каждого элемента антенны, и такие, в которых сдвиги фаз выполняются в диатраммообразуюшей схеме, например типа матричной схемы Батлера (т, 2, э 49), Выбор приемной системы в известной мере зависит от того, является ли антенная решетка обшей на прием и передачу или нет. Следует также произвести выбор между системой, в которой в каждом элементе антенны используется отдельный предварительный усилитель, и системой с общим усилителем В последнем случае необходимо по возможности снизить потери, для чего приходится использовать очень дорогие приемники с очень низким уровнем шума. Обработка сигнала и данных. Для максимального использовання потен. циальных возможностей антенной решетки необходима ЭВМ для выработки требуемых режимов обзора пространства и программ сопровождения, выбора целей для сопровождения, установления связей между данными измерений и данными ранее обнаруженных объектов и выработки сообщений о новых объектах.

Однако потенциальная скорость выдачи данных радиолокационной станцией, выраженная через число элементов разрешенкя, просматраваемых 458 4.3. Универсальные РЛС обнаружения и сопровождения в течение 1 с может быть в 1О' — 1О" раэ больше возможной скорости ввода данных а современных ЭВМ, Для согласонания антенной решетки с ЭВМ используются устройства обработки сигналов. Эти устройства осуществляют 'установку порога срабатывания схемы, сжатие импульсов, фильтрацию допле. ровских часгот и сравнение углов прихода сигналов.

В больших универсаль-' ных антенных решетках такие устройства могут оказаться очень сложными и дорогими из-за большого числа обычно используемых приемных лучей и разнообразия формы излучаемых сигналов. Стоимость устройства обработки сигналов обычно пропорциональна числу используемых приемных лучей. Благодаря быстрому развитию вычислительной техники было бы нецелесообразно приводить какие-либо конкретные примеры. Однако от выбора ЭВМ и соответствующей системы матемагического обеспечения в большой степени зависят параметры и экономичность, так что правильный выбор ЭВМ так же важен, как и других устройств системы. Минимизация стоимости антенной решетки. В приведенном выше материале было опрелелено требуемое произведение мощности на апертуру антенны, однако не были наложены какие-либо ограничения отдельно по мощности илв по размерам апертуры. Некоторые требования к другим параметрам (например, по разрешающей способности, по уровню боковых лепестков) или практические соображения (чрезмерно большие размеры устройства, сложность системы обработки данных) могут явиться факторами, накладываюшими определенные ограничения на размеры апертуры антенны или на мощность, однако обычно разработчик системы имеет некоторую свободу выбора тех или иных конкретных значений.

Характеристики

Список файлов книги