Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1151848), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Рис. 7.1, б) и совмещенных (см. Рис. 7.1, а) радиолокаторов соответственно соотношениями 1, =(й + гз)/с, 1, = 2г/с. Информация о дальности до цели заключена во временнбй структуре принимаемых колебаний. Для совмещенных радиолокаторов дальность однозначно определяется временем запаздывания: г„= с~,/2. При использовании разнесенных пунктов приема или одной многоэлементной антенны можно говорить о пространственно-временной структуре принимаемых колебаний. Набор временных запаздываний характеризует не только дальности, но и угловые координаты целей.
При малом разносе приемных элементов (в пределах антенной решетки), когда разностью запаздываний огибающих сигналов до приемных элементов можно пренебречь, угловая координата цели определяется распределением начальных фаз принимаемых колебаний. С этим же распределением связано формирование характеристик направленности антенн. При вращении антенной системы (сканировании), можно сравнительно просто измерять угловые координаты — азимуты и углы места целей, 346 7.1, Принципы построения радиалокаиионных систем Ц2 Рис. 7.2. Определение угловой координаты цели (а), угловое разрешение целей (б) например по оценке временного положения максимума отраженного сигнала (рис. 7.2, а), обеспечивать их угловое разрешение (рис.
7.2, б). При одноканальном приеме информация о различных угловых направлениях поступает последовательно во времени, при многоканальном, когда характеристики (см. рис. 7.2, б) относятся к разным каналам приема, ее можно получать параллельно, практически одновременно. Реализацию основных операций обнаружения целей, измерения их угловых координат и дальности поясним на примере структурной схемы (рис.
7.3) простейшего совмещенного активного импульсного радиолокатора с общей приемопередающей антенной и одним приемником. Важным элементом радиолокатора является синхронизатор, определяющий последовательность работы его основных элементов. Зондирование короткими радиоимпульсами обеспечивает неодновременность приема и излучения. Это позволяет использовать общую антенну, коммутируемую антенным переключателем на передачу и прием. После излучения зондирующего радиоимпульса антенна соединяется с приемником. Индикаторное устройство обеспечивает возможность обнаружения оператором вторичного излучения цели, измерения дальности до цели и ее угловых координат. Системы автоматики связывают индикаторное устройство с антенной, что позволяет Анте Информация о положении диаграммы направленности Рнс.
7.3. Структурная схема простейшего совмещенного активного импульсного радиолокатора 347 7. Информационные технологии в радиолокационных системах получать информацию о положении диаграммы направленности антенны, а значит, об угловых координатах целей, а также управлять антенной (система управления на рис. 7.3 не показана). В общем случае прием может быть многоканальным, длительность сигнала не должна быть обязательно малой. Приемная и передающая антенны могут быть пространственно разделены (даже в условиях совмещенной локации).
Возможности съема и обработки данных сутцественно расширяются при использовании средств вычислительной техники, обеспечивающих более полную автоматизацию радиолокационного наблюдения. В случае радиолокации движущихся целей происходит изменение временных запаздываний отдельных элементов, а значит, всей структуры сигналов. Так, радиальное движение цели относительно совмещенного импульсного радиолокатора: 1) изменяет запаздывания последовательно принимаемых импульсов; 2) приводит к известному из физики изменению несущей частоты— эффекту Доплера. Оба эффекта в отдельности можно использовать для измерения радиальных скоростей целей и их скоростного разрешения. Селекцию по скорости широко используют для защиты от пассивных помех.
При любом нз методов радиолокации приходящие сигналы оказываются часто слабыми. Особенно это относится к активной радиолокации, когда ослабление обусловлено двукратным рассеянием энергии: на пути до цели и обратно. Принимают ряд мер для выделения слабых сигналов: увеличивают по возможности габариты передающей и приемной антенн, среднюю мощность зондирующих колебаний; применяют высокочувствительные (малошумящие) входные элементы радиоприемных устройств. Оптимизируют наряду с этим обработку принимаемых колебаний с учетом внешних помех и внутренних шумов приемника.
Оптимизация обработки означает наилучший (в статистическом смысле) учет взаимных различий сигналов и помех. Учет этот существен на всех этапах получения радиолокационной информации, в первую очередь, прн обнаружении цели и измерении нх координат и параметров движения. Радиоприемное устройство по существу становится специализированной ЭВМ, точно или приближенно выполняющей линейные и нелинейные операции оптимальной обработки принимаемых колебаний.
Постепенно стираются грани между обработкой в цепях приемника, элементах автоматики и вычислительной техники. Существенна лишь совокупность выполняемых операций, подлежащих совместной оптимизации. Прн использовании многоэлементных антенн необходимые операции оптимальной обработки проводят уже над колебаниями, принятыми элементами антенн.
Антенные операции оказываются начальными звеньями единой цепи обработки (аналого- 348 7.2 Кхассификацин радиа~окационных систеи вой, цифровой, комбинированной). Оптимизируя обработку, учитывают также условия распространения радиоволн в средах, отличающихся от свободного пространства. Параметры помех и сред распространения обычно заранее неизвестны.
Важна поэтому адаптация (приспособление) пространственно- временной обработки сигналов к текущим условиям работы радиолокационного средства или системы. Наряду с этим повышается роль адаптации по отношению к пространственно-временной модуляции излучаемых сигналов. 7.2. Классификация радиолокационных систем Классификацию радиолокационных систем так же, как н классификацию радиотехнических систем, можно проводить по различным признакам.
В зависимости от используемых классификационных признаков радиолокационные системы подразделяются: по месту установки (на наземные, корабельные, авиационные, космического базирования); по назначению (на РЛС обнаружения целей, управления оружием, обеспечения полетов, метеорологические, навигационные, опознавания государственной принадлежности, многофункциональные); по рабочему диапазону длин волн (на станции декаметрового, метрового, дециметрового, сантиметрового, миллиметрового диапазонов длин волн, многодиапазонные); по виду излучения (на РЛС импульсного, непрерывного, квазинепрерывного, шумового и комбинированного излучения); по числу измеряемых координат (на двухкоординатные— обычно дальность и азимут, трехкоординатные — обычно дальность, азимут и угол места); по числу занимаемых позиций (на однопозиционные и многопозиционные), Рассмотрим задачи, решаемые РЛС в зависимости от места нх установки.
Наземные РЛС можно разделить на РЛС надгорнзонтного обнаружения (НГО), загоризонтного обнаружения (ЗГО) и подповерхностной радиолокации (б, 35, 72, 77, 79). Системы НГО работают в метровом, дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн (0,03...300 ГГц), подразделяются на стационарные и подвижные (мобильные): самоходные, буксируемые, возимые, переносные. По решаемым задачам (назначению) они подразделяются на РЛС: — управления воздушным движением (УВД); — обнаружения, наведения н целеуказания; — обнаружения маловысотных целей; — наведения зенитных управляемых ракет; — орудийной наводки; 349 7.
Информационные технологии в радиолокационных системах — радиолокационной разведки на поле боя: наземной разведки, наземной артиллерийской разведки, обнаружения стреляющих минометов и стартующих ракет; — высотомеры; — предупреждения о ракетном нападении (ПРН); — противоракетной обороны (ПРО); — контроля космического пространства (ККП); — полигонные; — метеорологические и др.[35, 721. РЛС загоризонтного обнаружения (или загоризонтные РЛС) основаны на использовании эффекта отражения радиоволн декаметрового диапазона (З...ЗО МГц) от ионосферы Земли н работают в режиме обратного рассеяния радиоволн, при котором сигнал принимается в месте излучения, или же в режиме прямого рассеяния, когда падающий и рассеянный потоки радиоволн распространяются в одну сторону [78). Загоризонтные РЛС могут быть односкачковыми и многоскачковыми.
Они предназначены для: — наблюдения на больших площадях за состоянием поверхности морей и океанов, а также за движением кораблей и самолетов; — обнаружения областей с отчетливо выраженной плазменной неоднородностью, создаваемой стартующими баллистическими ракетами и метеорными следами; — ионосферных исследований. Дальность действия загоризонтных РЛС достигает нескольких тысяч километров [72, 78]. Радиолокаторы подповерхностного зондирования предназначены для обнаружения полостей в грунте, различных объектов, сооружений из бетона, определения толщины льда, подводной радиолокации и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
