Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Вследствие более высокой стоимости и более сложного обслуживания в эксплуатации мазеры находят применение в тех случаях, когда их более низкая избыточная температура приобретает решающее значение Как мазеры, так и параметрические усилители чувствительнее н просачивающейся нз передатчика энергии, чем обычные усилители на электровакуумных лампах. Варакторы, как и обычные смесительные кристаллические диоды, могут выдержать кратковременные переходные процессы при небольшом уровне импульсной мощности, просачивающейся через антенный переключатель, в то время, как инверсная населенность высших энергетических состояний, лежащая в основе работы махера, может быть полностью истощена прн сравнительно небольшой средней мощности просачивания.
Однако, благодаря длительным интервалам передачи и приема, связанным с большим временем прохождения сигнала, могут быть использованы сравнительно медленна действующие механические антенные переключатели защиты приемника. Такие переключатели, особенно прн нх каст(адном вклточенин, могут обеспечить очень хорошую развязку с передатчиком и небольшое ослабление на прием.
Структура системы. Структура радиолокационных систем, используемых для исследования планет, меняется в зависимости от того, применяются лн общая антенна нв передачу и прием илн раздельные антенны, импульсный илн непрерывный сигнал, а также вынесенная приемная антенна для интерферометрических измерений. Однако во всех системах, кроме антенн, передатчиков н приемников должны быть предусмотрены устройства, дающие возможность сопровождения цели хотя бы на небольшом интервале и учета довольно значительного доплероаского сдвига частоты и времени прохождения сигнала. Обычно для сопровождения по углу, доплеровскому сдвигу частоты и задержке в интервале наблюдения необходимо вычислить перед экспериментом эфемериду.
Сопровождение по углу должно быть выполнено в пределах значительной части ширины луча, производящего наблюдения. Однзно, как показали столетние телескопические наблюдения, это не является сложной задачей (по крайней мере для известных планет!. Обычно достачтоно, чтобы априорно были точно известны только скорость изменения задержки и доплеровского сдвига частоты, однако в некоторых случаях необходимо, чтобы абсолютные значения задержки и доплеровского сдвига частоты попали в заданные интервалы.
Удачно то, что точность, с которой должны быть априорно известны орбитальные параметры во избежание срыва наблюдений, значительно меньше точности их определения в результате наблюдений. Поэтому радиолокационные наблюдения вводятся в программу обработки. Задача выработки эфемериды для радиолокационного наблюдения, а также некоторые проблемы, связанные с обработкой полученных результатов, подробно рассмотрены в работах [23, 3!) Большая часть радиолокационных наблюдений планет была вьтполненэ при импульсном излучензи (или при непрерывном излучении с кодированием сигналов) на установках с общей антенной на передачу н прием.
На рис. 11 изображена типичная функциональная схема такой установки [13), работающей ва частоте 430 МГц в Ареснво, Пуэрто-Рико, параметры которой принелены в табл. 3 под шифром А!01. Нентральным прибором системы является местный эталон частоты, периодически выверяемый по радиосигналам станции с позывными тУтУУ Национального бюро стандартов США. Сигналы эталона синтезируются в различные опорные сигналы высокой и промежуточной частоты (передаваемые по каналам, отмеченным на рисунке сплошной линией) 240 7,3. Техническое оснащение и элементы гцсгем Наприбленнтй апгдетдшпель апра де«нный илдетдатель Лараметри- сетгий еалатель г7«аьечнтй нпатлаан ) дагбудатель Ьдйьй 1й «1й 1й ьй Фильтр и дйой уаипапгель Ггй угу йй+д ьггнтега- ) тар оаипат греетньуй гталан еаататьу Генератар забелина й,1 апльтр и Фильтр и уаилиттю усилитель Генейа«пар рауьертки припугни ка налагатгаФ ) налоге-ц абецпреед- ).
абрйлреаб! рагадапг ель агедатиуь Генерагпар рагберт«и переда«пси«и Уааьб идуагае даенарна гу бремена Мг нтраль синхраннаета йпецдьг телшпель рис. !г Функциональная схема радиолокавионное системы для наблюдания планет ии частоте ЧЗО Мтц в ионн«барина обсерватории в дрвсиво )Ш). Оплошгзыа линии соответствуют каналам с аналоговыми сигналами, а штриховые — с им. пульсными снгналамн. Цибграмн помечены частоты в мвгагарцах, символом Π— доплсровскаа частота, в символом Ь вЂ” задержка. нак для передатчика, так н для приемника. Блоки «Генератор задержкиь н «Синтезатор частота дают возможность непрерывной подстройки аппаратуры в соответствии с изменяющимися задержкой и доплеровским сдвигом частоты принимаемых эхо-сигналов. Сначала гв 1964 г.) это осуществлялось вручную с интервалами, которые устанавливались по рассчитанной эфемериде, потом с помощью спецвычислителя, интерполнрующего по мере надобности соответствующие данные.
Регулировки генератора задержни и синтезатора частот взаимосвязаны, тан что одна из них может быть получена непосредственно нз другой. Требуемые при этом точности были рассмотрены в 5 7.1. Местный эталон частоты служит также в качестве генератора хроннрующих импульсов (каналы передачи обозначены пунктирными линиями), формируемых пересчетными схемами, входящими в состав часов, идущих по всемир- 24) Гл.
7. Радиолокационная астрономия ному времени, в геиераторами развертки. Генератор развертки приемника работает от опорной частоты 100 кГц, смешеииой в соответствии с доплеровским сдвигом частоты, и подает хроиируюшие сигналы иа. аналого-цифровые преобразователи, производящие выборки сигналов из двух приемных каналов с фазами, взаимно сдвинутыми ва 90 . Блок контроля синхронности проверяет времена хронвзации генераторов развертки передатчика и приемника для контроля их работы. По желаиию оператора для калибровки системы в приемиый канал может быть введен через направленный ответвитель шумовой импульс известной интенсивности и положения.
Как показано иа рис. !1, иа передачу используется круговая поляризация, а иа прием круговая поляризация с обратным вращением. Такой способ работы является типичным для радиолокациоииой астрономии и имеет два основиых преимущества. При использоваиии круговой поляризации исключается влияние эффекта Фарадея в земной ионосфере. Хотя эффект Фарадея не имеет большого зпачеиия ва частотах выше 2 ГГц, второе преимушество заключается в присущем этому способу улучшении развязки сигналов с противоположиой круговой поляризацией в линии питания аитеииы Благодаря этому облегчается задача развязки между передатчиком и приемником Поляризация основной части эхо-сигвала, отраженного от планеты, противоположна по иаправлению врашеиия круговой поляризации иа передачу, так как отражение является в основном квазизеркальиым (см.
$ 7.1). При исследовании других составляющих матрицы рассеяния это преимушество отпадает. 1(ифровые данные с выхода квадратуриых детекторов (сохраияющие информацию об амплитуде и фазе зхо-сигиала) поступают в буферное запомииаюгцее устройство спецвычислителя и либо немедленно обрабатываются, либо записываются иа магнитную ленту для последующей обработки В процесс обработки входит главным образом аиализ спектра.
Априорная эфемерида, по которой производится устаиовка генератора задержки и синтезатора доплеровских частот, может содержать ошибки (вероятио небольшие) по абсолютной величине задержки и доплеровского сдвига частоты эхо-сигнала. Таким образом, положение принятого сигнала относительно исходного опорного положения иа оси времени, так же, как аналогичное смещение в частотиой области, определяют поправки, которые иужяо внести в априорные даииые, полученные иа базе эфемериды. В рассматриваемой схеме прелелы изменения задержек определяются выбором интервала между импульсами (обычио от 1 до 100 мс) Ошибки по эфемериде, превышающие этот интервал, уменьшаются по модулю интервала между импульсами.
Положение, при котором ошибка превышает иитервал между импульсами, может быть опознано путем нескольких наблюдений с разными интервалами между импульсами (27). Соответствующие пределы изменении доплеровских частот устанавливаются частотой повторения импульсов (величииой, обратной интервалу между импульсами). Однако при давкой ошибке по эфемериде ошибки по доплеровскому сдвигу частоты эиачительио меньше (при обычио используемых значениях частоты повторения импульсов), чем по задержке (при соответствующем интервале между импульсами), так что этот тип иеопределеииости возникает репко. Эту иеопределеииость можно разрешить тем же путем, что и в случае задержки.
Приведениые выше соображения относятся в первую очерель к сигналу, отраженному от подлокаториой точки(рис. 1 и 2), однако оии применимы и к менее интенсивным составляющим обратного рассеяния, возиикаюшим с другиии задержками и доплеровскими частотами. Измереиие интенсивности составляющих зхо-сигиала легко осуществляется с помощью калиброаочиого шумового импульса.
Шумовые импульсы следует предпочесть когереитиым калибровочным импульсам, так как их абсолютная точность выше и оии легче осуществляются. При использоваиии фильтров, точно аппроксимирующих прямоугольиый зовдируюший импульс, их отклик иа шумовой импульс такой же длительности легко определяется по ураввеиию 242 7.3 Техническое оснащение и элементы систем ( Рм=йт.б( —, с (17) где Ре — зквивэлентная шумовая мощность при полосе частот анализирующего сигнала С)Г'; й — постоянная Больцмана, Тп — температура стробнрованного шумового генератора; ггт — отношение интервала между импульсами к длительности импульса. Сравнение интенсивностей эхо-сигнала и шумового калибровочного импульса дает возможность определить по уравнению (17) абсолютное значение мощности принятого си~нала. В свою очередь, это значение позволяет вычислить при заданных параметрах РЛС и астрономических величинах ЭПР цели по уравнению (8). Системы с чисто непрерывными колебаниями не нашли широкого применения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
