Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Угловое разрешение радиолокационных дальномеров диапазона СВЧ (по крайней мере работающих с портативными антеннами) также недостаточно. Кроме того, пассивные помехи и явление многотрассового распространения ие позволяет использовать РЛС диапазона СВЧ под малыми угламн отно. сительно земли или поверхности моря. Использование лазерного луча с рас- 359 частиц равных или больших )ь, таких как туман, смог, дымка, применим лвакон рассеяния частиц Ми, и, за исключением резонансной области, когда размер частиц приблизительно равен й, рассеяние по существу не зависит от длины волны.
Кроме поглощения и рассеяния оптическое излучение при прохожде. нии через атмосферу подвергается дисперсии и рефракции. На трассе длиной в несколько километров атмосферная дисперсия ограничивает рнс, зз. рнлмор лнортурм н зависимости Чаетптипе разрешсицс Оптичсскпй си. от ллльногтн лл» ностонннмх нотгрь сигнала нрн онтнчгсном готоровнннро- нлннн )той стоянные рефракционные ошибки могут быть устранены до малого остаточного значения, которое ограничивает достижимую точность локацнонных измерений.
Однако флуктуации показателя преломления приводят к изменениям как направления распространения луча, так и оптической длины пути. Если размеры областей изменения показателя преломления в атмосфере невелики по сравнению с апертурой или площадью сечения луча оптиче. ского локатора, то эти изменения создают некорректируемую потерю когерентности в волновом фронте. Этот вид неоднородностей ограничивает верхнюю границу достижимого усиления оптики (антенн) оптических локаторов, работающих в пределах атмосферы. Для трассы длиной в несколько километров, проходящей через атмосферу, направление оптического луча мо. жег флуктуировать до 10- рад. Частота этих флуктуаций может быть несколько сотен герц.
Приемники с оптическим гетеродинированием значительно более чувствительны к атмосферным неоднородностям и турбулентностям, чем приемники с детектированием огибающей, так как их работа зависит от пространственной когерентности принятой волны.
Теоретические исследования ~70) показывают, что средние потери сигнала, вызванные этими атмосферт1йми эффектами, приблизительно обратно пропорциональны длине трассы и площади приемной апертуры. На рис. 36 показана зависимость размера апертуры от дальности для постоянных потерь мощности сигнала при оптическом гетеродииировании. Гл Р. Оптические локаторы ходимостью в 10-с рад, которая легко может быть получена с апертурой размером 1 см, позволяет преодолеть все зти трудности.
Поскольку для широкого класса дальномеров требуемая максимальная дальность не превышает 20 км, затухание и рассеяние в атмосфере не создает серьезвых препятствий работе дальномера. Кроме того, поиск обычно может выполняться визуально с использованием телескопа, а требуемый темп выдачи информации обычно составляет несколько измерений в минуту При использовании твердотельных лазеров с управлением добротностью измерение дальности или разрешение с точностью 3 и достигается с помощью несложного оборудования; при необходимости может быть получена более высокая точность.
Рнс. Зт. Фтнаннонахьна» схема онснчесаого нааьномсоа. На рис. 37 приведена функциональная схема импульсного лазерного дальномера с управлением добротностью. Расстояние определяется путем изс мерения интервала времеви между моментом генерации импульса и моментом обнаружения отраженного снгнала с помощью счетчика временных интервалов. После соответствующих преобразований счетчик временных интервалов может выдавать непосредственно значение дальности, На рис.
38 показаны элементы типового лазерного дальномера Г7Ц. Если лазерный дальномер установлен на стабилизированной платформе и для определения знака угловой ошибки используется система, состоящая из четырех детекторов, то дальномер превращается в прецизионный импульсный оптический локатор сопровождения [см. в 9.5, Наведение и сканирование луча лазера). Для таких целей, вообще, требуется более высокая частота повторения импульсов. Основным преимуществом оптического локатора сопровождениея является высокое угловое разрешение, хотя в связи с большей широкополосностью сигнала имеется также потенциальная возможность получить значительно лучшее разрешение по дальности, чем в системах СВЧ, 360 8.8.
Применения В оптической области высокое раэрешеиие может быть получено в прин. кипе при малых размерах антенн. К сожалению, размеры антенны ие могут быть слишком малыми, так как для многих обьектов, например, имеющих форму сферы, ЭПР которой ие зависит от частоты, дальность действия пропорциоиальиа )т О, где 0 — диаметр приемкой антенны. С другой стороны, для целей типа уголкового отражателя, ЭПР которого увеличивается про. порциоиальио квадрату частоты, уменьшение дальности действия ие проискодит.
И хотя только сложные цели могут нести иа себе оптические уголковые отражатели, это довольно широкая область применения оптических лока. торов сопровождения. Ова включает в себя точное слежение за спутниками, управление операцией встречи иа орбите, а также защиту спутников, самолетов и вертолетов от столкиовеиий. Рнс.
Зэ. Оотнееслна дальномер на' руанноном лазере, устанаалнааемыа на аертолете Нациоиальиое управление по астроиавтике и использованию космического просграиства [ыАЯА) применяло для определения расстояния до спутников, снабженных для увеличения ЭПР уголковыми отражателями, локатор иа рубиконом лазере, установленный ва Земле [72). Белью эксперимента было использование оптических методов локации для повншеиия точности и разрешающей способности по сравнению с РЛС диапазона СВЧ при определении орбит и спутниковой геодезии. На рис. 39 приведена фуикциопальиая схема оптического локатора, использованного в этих экспериментах. В качестве источника оптического излучения яспользовался лазер с коммутацией добротности с выходной энергией 1 Дж и частотой следования ! имп./с.
Длительность импульса 12 — 13 ис, а расходимость луча после коллимироваиия была 1,2 мрад. Оптический приемиик состоял из телескопа системы Кассегреиа с диаметром апертуры 40,5 см, узкополосного оптического фильтра, фотоумножителя и порогового детектора.
Лазерный передатчик, оптический приемник и вспомогательный телескоп для визуального наведения была установлены иа модифицированной радиолокациоииой платформе системы )ч)йе — А)ах с цифровым управлением по программе, соответствующей расчетной траектории движения спутника и визуальиой коррекции, 361 Ги Р. Оптичюскпе локаторы Система измеряла дальность так же, как и простой дальномер. Импульсный сигнал от лазерного передатчика запускал 100 МГц счетчик временных интервалов, в отраженный сигнал с выхода порогового детектора останавливал счетчик.
Решетка, состоящая из уголновых отражателей, установленных на спутнике, создавала отраженный луч шириной около 10 дуговых секунд, ЭПР более 50 смэ. /7аюер саит lйднруп а/юеуст- юастдо урют/ Гюююснюа /урюеранннюе усlюрюйстд7 юрадсюная антенною /ууаюют уюрадреная Спедяагай осадой ррог ранна рстоннан Ратаная регера енюратюр сагнааод аюлност 77юрюгодое устрайстдо дтоа Отарт уойь/у/"а ф сеетнан саь ррот/затор Лупасы йатд/ее устрюйстдю исто//а дл/дорна данею/н дудар/к устройапдо юаФаини рю/тя 4/а йоюоюнатю юра /гел «е Рис. аа Фуияпиоиальиая сэеми лоиатори длп слсжсми» ла спутиииами. Поивэаиы смстемы иэмсрсиия дальности и упрввлевия, свяэлииые с вытислительвой ма.
шиной, устройством сопровождемия в лаэериым передаттииом 1721. Разрешение системы определялось старт-стопными пенями счетчика временных интервалов, конечной длительностью импульса передатчика и узкой полосой фотоумножителя, связанной с характеристикой интегрирования порогового детектора. На основе измерений в статическом режиме была определена разрешающая способность системы от 1,5 до 4,5 и. Путем исключения ошибок из-за атмосферной рефракции и проведения измерений дальности с темпом 1 раз в секунду при многократных прохождениях спутника после соответствующей обработки результатов этих измерений и использования аналитических выражений орбиты спутника минимизировалась дисперсия измеренных значений.
В результате были получены среднеквадратические ошибки, лежащие в пределах 1,5 — 2 м, что находится в хорошем согла. сии с оценками инструментальной точности. При поддержке отделения аэронавтикн военно-воздушных сил США был выполнен эксперимент с оптическим локатором [731, пригодным для управления заправкой самолетов в воздухе и выполнений операции посадки. В этой системе в качестве передатчика использовался полупроводниковый лазер на СаАБ, а длв поиска цели и сопровождения на объекте илн на посадочной полосе устанавливался уголновый отражатель. йчэ 9.3.
Применения Локатор должен осуществлять поиск по азимуту и углу места до тех пор, пока локационной приемной системой не будет обнаружен сигнал, отраженный от уголкового отражателя цели. Первоначально необходимо осуществлять поиск в сравнительно широком секторе: 40' по азимуту 1О' по углу места, но при попадании цели в поле зрения сектор поиска уменьшается для перехода в режим захвата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
