Лекция №1-2. Конспекты к слайдам (1186391), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В зависимости от используемых классификационных признаков радиолокационные системы (станции) подразделяют:
- по месту установки – РЛС наземного, корабельного (морского), авиационного (воздушного), космического и смешанного базирования;
- по назначению – РЛС обнаружения целей (обзорные РЛС), РЛС наведения и целеуказания, управления оружием (следящие РЛС), обеспечения полётов, метеорологические, навигационные, опознавания государственной принадлежности, многофункциональные;
- по рабочему диапазону длин волн – РЛС декаметрового, метрового, дециметрового, сантиметрового, миллиметрового диапазонов длин волн, многодиапазонные радиолокационные станции;
- по виду излучения – РЛС импульсного, непрерывного, квазинепрерывного, шумового (квазишумового) и комбинированного излучения;
- по числу измеряемых координат – на двухкоординатные (обычно дальность и азимут – дальномеры, или дальность и угол места – высотомеры), трехкоординатные (обычно дальность, азимут и угол места);
- по числу занимаемых позиций – однопозиционные и многопозиционные.
Отметим, что представленная классификация в определенной мере условна, однако она позволяет достаточно полно охватить все разнообразие возможных типов существующих и перспективных радиолокационных систем.
2.4 Диапазоны рабочих длин волн, применяемые в радиолокации
Слайд 13
Рабочий частотный диапазон оказывает непосредственное влияние на построение основных узлов радиолокатора (антенны, приемника, передатчика), методы и точность измерения координат объектов, габаритные размеры и способы размещения РЛС.
Исходя из этого, в настоящее время получили распространение радио- и оптические диапазоны, среди которых на практике используются следующие длины волн:
Таблица 1.
| Наименование диапазона | Рабочие длины волн |
| Декаметровый | 100…10 м |
| Метровый | 10…1 м |
| Дециметровый | 1…0,1 м |
| Сантиметровый | 10…1 см |
| Миллиметровый | 10…1 мм |
| Инфракрасный | 2000 мкм…0,78 мкм |
| Видимый | 780 нм….380 нм |
| Ультрафиолетовый | 380 нм…10 нм |
После Второй Мировой войны активное распространение получила американская классификация, которую отличает буквенные обозначения радиолокационных диапазонов (Таблица 2).
Данная классификация не включает оптические диапазоны.
Таблица 2.
| Диапазон | Частоты | Длина волны |
| HF | 3…30 МГц | 100…10 м |
| P | < 300 МГц | > 1 м |
| VHF | 5…330 МГц | 0,9…6 м |
| UHF | 300…1000 МГц | 0,3…1 м |
| L | 1…2 ГГц | 15…30 см |
| S | 2…4 ГГц | 7,5…15 см |
| C | 4…8 ГГц | 3,75…3,5 см |
| X | 8…12 ГГц | 3,75…2,5 см |
| Ku | 12…18 ГГц | 2,5…1,67 см |
| K | 18…27 ГГц | 1, 67…1,11 см |
| Ka | 27…40 ГГц | 0,75…1,11 см |
| Mm | 40…300 ГГц | 1…7,5 мм |
| V | 40…75 ГГц | 4,0…7,5 мм |
| W | 75…110 ГГц | 2,7…4,0 мм |
2.5 Базовые подсистемы, входящие в состав радиолокационных станций
Слайд 14
Проанализировав структурные схемы базовых схем построения радиолокационных станций, представленные выше, нетрудно видеть, что любой радиолокатор вне зависимости от применяемого принципа радиолокации включает в свой состав несколько типовых подсистем, а именно:
- передающую антенную систему;
- приемную антенную систему;
- радиопередающее устройство;
- радиоприемное устройство;
- систему регистрации и обработки информации;
- систему индикации и доведения данных до потребителя.
Рассмотрим кратко особенности всех типовых подсистем, перечисленных выше.
2.5.1 Антенные системы радиолокационных станций
Слайды 15-26
В радиолокационных системах применяются практически все из известных типов антенных.
Чаще всего на их основе строятся более сложные комбинированные антенны или антенные системы.
Связано это с необходимостью формировать диаграмму направленности сложной конфигурации, необходимую исходя из поставленных перед станцией тактических задач.
Значительное место играют в радиолокации зеркальные антенны.
Существенную роль, особенно в длинноволновых диапазонах решетки на основе антенн типа волновой канал.
В последние 20...30 лет активно используются фазированные антенные решетки, как пассивные, так и активные.
В последнем случае антенная система интегрирует в себя функции приемника и передатчика.
2.5.2 Радиопередающие системы радиолокационных станций
Слайд 27
Применяемые в радиолокации радиопередающие системы также отличаются существенным разнообразием.
Значительно место находят системы, построенные на специализированных электровакуумных приборах.
Следует отметить как усилительные приборы, такие как клистроны, лампы бегущей волны, различного рода триоды, пентоды и т.д., так и автогенераторные приборы, такие как магнетроны и амплитроны.
В последние годы активно применяются твердотельные передающие системы, построенные на параллельном включении большого числа однотипных усилительных каскадов.
Отличительной особенностью радиолокационных радиопередающих систем является применение широкой полосы для обеспечения работы на нескольких частотных литерах, а также жесткие требования к уровню фазовых шумов, что связано с особенностями допустимых искажений при обработке принятых сигналов.
Следует также отметить, что большинство радиопередающих систем для радиолокационных станций являются принципиально импульсными, а для обеспечения высокого уровня средней мощности строятся за редким исключением в условиях низкой скважности, хотя это значительно затрудняет обработку сигнала.
Важным узлом радиопередающего модуля радиолокационной станции является узел формирования зондирующего сигнала.
В современных системах данный узел строится на основе цифровых технологий с применением так называемой векторной модуляции, позволяющей синтезировать практически любой тип сигнала заменой соответствующего программного обеспечения.
2.5.3 Радиоприемные системы радиолокационных станций
Слайд 28
Отличительной особенностью радиоприемных систем радиолокационных станций является требование высокой чувствительности, применяемое к ним.
Кроме того, приемник должен обеспечивать высокие характеристики по избирательности, а также обеспечивать защиту входных цепей от просачивающейся мощности собственного излучаемого сигнала.
Особым требованием к радиолокационным приемникам является требование высокого динамического диапазона, то есть возможности обнаруживать слабый сигнал на фоне сильного.
Связано это с необходимостью работы радиолокационной станции в условиях активного помехового противодействия.
В приемном тракте применяется традиционно цифровой прием сигнала после переноса на промежуточную частоту.
При этом в приемных трактах применяется так называемое квадратурное расщепление сигнала, преобразование в цифровой вид.
Дальнейшее преобразование и обработка происходит уже в цифровом виде в системе регистрации и обработки информации.
2.5.4 Система регистрации и обработки информации радиолокационной станции
Система регистрации и обработки информации современного радиолокатора строится на основе специализированных вычислительных узлов, обеспечивающих все необходимые операции над принятыми потоками данных и решение задач обнаружения, разрешения и измерения.
Традиционно данные системы строятся с использованием микросхем программируемой логики, а также цифровых сигнальных процессоров.
Следует отметить, что в ранних радиолокационных системах система регистрации и обработки практически отсутствовала, а решение задач обработки информации решалась с помощью индикаторных устройств оператором.
2.5.5 Система индикации и доведения данных до потребителя
Индикация в радиолокационных станциях обеспечивается применением специализированных индикаторных устройств нескольких типов.
Основным индикатором является индикатор кругового обзора, обеспечивающий отображение информации в координатах дальность-азимут.
Вспомогательными индикаторами служат индикаторы разверток по скорости, дальности, обеспечивающие информацию о превышении уровня сигналов над шумами в зависимости от скорости и дальности.
Существуют также вспомогательные типы индикаторных устройств, применяемые в станциях.
В настоящее время индикаторные устройства строятся на основе вычислительных систем высокого уровня на основе специализированного программного обеспечения.
Интегрированный модуль компьютер - программное обеспечение носит название автоматизированного рабочего места оператора (АРМ) и совмещает в себе также функции управления радиолокатором.
Следует отметить, что современная радиолокационная система не действует автономно, а как правило замыкается на вышестоящий командный пункт, передавая полученную информацию на него.
Для этой цели в составе радиолокационной станции применяются специализированные линии связи и соответствующие интерфейсные блоки для обеспечения передачи данных в соответствующем виде.
2.5.6 Совмещенная импульсная РЛС
Слайд 29
Несмотря на принципиальные различия построения, приемные устройства различных видов РЛС будут иметь во много общую структуру.
Рассмотрим ее подробнее на примере импульсной РЛС совмещенного типа.
Рисунок 5 – Структурная схема приемного устройства современной РЛС
Совмещенная РЛС представляет собой РЛС, осуществляющую передачу зондирующих сигналов и прием эхо-сигналов из одной точки пространства.
РЛС состоит из
антенной системы, которая включает антенну, опорно-поворотное устройство, систему управления лучом;
антенного переключателя, имеющего два режима работы: "передача" и "прием".
В режиме "передача" на антенну поступает сигнал передающего устройства, при этом приемное устройство отключается от антенны.
В режиме "прием" передающее устройство отключено, принимаемые сигналы 
поступают в приемный тракт.
Приемное устройство состоит из малошумящего усилителя (МШУ), смесителя, осуществляющего перенос спектра принимаемых сигналов на промежуточную частоту, и усилителя промежуточной частоты (УПЧ).
Сигналы промежуточной частоты 
поступают на квадратурный детектор, выполняющего роль второго преобразователя частоты.
Рисунок 6 – Принцип работы квадратурного детектора
Второе преобразование частоты заключается в переносе спектров принимаемых сигналов на нулевую частоту.
Для того чтобы детектирование не приводило к потере информации о фазе сигналов, используется квадратурная схема.
На вход квадратурного детектора поступает входной сигнал.
На выходе квадратурного детектора формируется два сигнала: 
и 
.
Это позволяет использовать эквивалентную форму представления сигналов 
.
Квадратурные сигналы поступают в аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Отсчеты с выхода АЦП подаются в устройство первичной обработки, в котором осуществляет оптимальная фильтрация и получение отметок от цели (координаты дальность, скорость, азимут и при необходимости угол места).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
