Бакулев (560825), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Степень пространственной когерентности зависит от длины волны сигнала, величины баз МПРЛС и размеров цели, а также от неоднородностей параметров трасс распространения радиоволн. Если цель можно считать точечной, то фазовый фронт волны имеет форму сферы, а принимаемые на разнесенных позициях сигналы жестко связаны по фазе и когерентны. При протяженных целях фазовый фронт формируется в процессе интерференции электромагнитных волн от локальных центров отражения («блестящих» точек) цели. Большая протяженность цели приводит к флуктуациям фазового фронта, которые могут нарушить пространственную когерентность (корреляцию) сигналов, принятых на разнесенных позициях.
При однородной среде распространения и малой базе (Б-ьО) сигналы на входе приемных устройств идентичны и когерентны. С увеличением базы сигналы начинают различаться в основном из-за многолепесткового характера диаграммы обратного рассеяния (ДОР) цели. При некотором размере базы Б~=И/41„, где Я вЂ” дальность до цели; 1„— наибольший размер цели, приемные позиции принимают отраженные от цели сигналы по разным лепесткам ДОР. Эти сигналы независимы и некоррелированы. Пространственно-когерентныв РЛС извлекают всю информацию, содержащуюся в пространственной структуре поля радиоволн, вплоть до фазовых соотношений. В этих РЛС фазовые набеги в каналах приема и обработки сигналов различных пространственных позиций одинаковы в интервалах времени, намного превышаюших длительность сигнала (истинно когерентные системы).
Поэтому аппаратура позиций синхронизируется во времени, а также по частоте и фазе высокочастотных колебаний. Разнесенные позиции образуют специфически расположенную фазированную антенную решетку (ФАР). Системы с кратковрсиенной пространственной когерентностью имеют постоянство фазовых соотношений в трактах аппаратурьг,позиций в пределах длительности используемого сигнала (псевдокогерентные системы). При этом можно извлекать информацию о доплеровских частотах по изменению фаз в пределах длительности сигнала, но нельзя осуществлять фазовую пеленгацию, поскольку принимаемые на позициях сигналы некогерентны в один и тот же момент времени. Аппаратура позиций синхронизируется по времени и частоте, но не по фазе.
Пространственно-нвкогврвнтные РЛС обрабатывают сигналы после их детектирования, но до обьединения в пункте обработки информации МПРЛС. Здесь не требуется синхронизация аппаратуры позиций по частоте и фазе. Нужно отметить, что пространственная некогерентность не противоречит временной когерентности сигналов. поступаюших в аппаратуру каждой позиции. Поэтому на каждой позиции можно измерять радиальную составляющую скорости по доплеровскому сдвигу частоты.
22 Виды объединении информации в МПРЛС. В пункте обработки информации возможно объединение когерентных сигналов (когерентное обьединение), видеосигналов, обнаруженных отметок и единичных замеров (результатов однократного измерения параметров сигнала или элементов й'), а также объединение траекторий. Ка еренннсое объединение — наивысший уровень обьединения информации. Радиочастотные сигналы от позиций МПРЛС поступают на центральный пункт обработки информации, где выполняются все операции обнаружения, отождествления и определения параметров движения цели н ее местоположения. Система, в которой осуществляется когерентное обьединение сигналов, обладает наибольшими возможностями, так как в ней можно использовать пространственную когерентность сигналов, при которой отсутствуют случайные изменения разности фаз сигналов, принимаемых на позициях МПРЛС.
Такая система отличается наибольшей простотой аппаратуры приемных позиций, однако усложняется ПОИ и требуются широкополосные линии передачи сигналов с высокой пропускной способностью. Объедилеияе нсриекснорнй — низший уровень объединения информации. С позиций сигналы поступают после вторичной обработки и отбраковки ложных отметок целей, поэтому большинство вычислительных операций выполняется на позициях МПРЛС, аппаратура которых наиболее сложна.
Аппаратура центра обработки информации упрощается, и линии связи работают в наиболее легких условиях. Таким образом, чем выше уровень объединения информации, т.е. чем меньше информации теряется на приемных позициях до совместной обработки, тем выше энергетические и информационные возможности МПРЛС, но тем сложнее аппаратура центрального пункта обработки и выше требования к пропускной способности линий передачи информации. 2.3. Отражающие свойства целей Падающие на объект радиоволны возбуждают на его поверхносги в соответствии с граничными условиями токи проводимости или смещения, которые зависят от материала, формы и размеров объекта.
Эти токи, в свою очередь, вызывают вторичное излучение или рассеяние радиоволн. Проще всего иллюстриРовать пРоцесс втоРичного нзлУ- Рнс. 2д. злнисикикть опмжснил лл,, к мощночения радиоволн на примере об- ссн ймсс"ии" ол ~нРи с~"о ' > от ив~он~сини Ро- дит со сферы г к длине коли ы Х лучения металлической сферы при изменяющемся отношении радиуса сферы к длине волны гй (рис. 2.7).
23 Здесь видны три характерные области, или зоны: 1 — зона рефракции„или зона Рэлея, когда г/)е«(, при этом значения отношения Рр Н1Ра невелико и монотонно меняется; 2 — зона резонансного рассеяния, когда гмХ, при этом Рр 1Р, может принимать различные значения (т.е. сильно зависит от г1)е), поскольку в данном случае ведет себя как объемный резонатор; 3 — зона отражения, когда «lл» ( и Р,м1Р, = сопя. Отметим, что перечисленные характерные области возникают при отражении сигналов от всех объектов правильной формы.
В радиолокации стараются использовать зону отражения, и при реальных размерах целей 1„(летательные аппараты и транспортные средства) применяют радиоволны длиной, меньшей (О м. Для активного вида радиолокации плотность потока энергии на поверхности сферы радиуса Е около точки М Р1 101 П,= —,, 4л 11 где Р, — пиковая (импульсная) мощность передатчика; 1)1 КПД фидерного тракта, соединяющего передатчик с анРие.
2.8. Взаимное иоложеиие Ралиолокатора и тонной, ге Р га 1црэффици обиаружиааемой цели ент усиления передающей вн- е тенны по мощности; 2 — КПД антенны; 01= — и — = —, (Е,н и Е,„„- н 1н 1н Пнн Ран Е12нн напряженность электрического поля направленной и ненаправленной передающей антенны). Отражающие свойства целей в РЛС принято оценивать эффективной площадью рассеяния цели: где г, — коэффициент деполяризации вторичного поля (ОЯ~1); Р„р=Я)аП1 — мощность отраженного сигнала; П, — плотность патока энергии(плотность мощности)радиолокационного сигнала на сфере радиусом Е в окрестности точки М, где находится цель (рис.
2.8); 0о- значение диаграммы обратного рассеяния (ДОР) в направлении иа радиолокатор; Б-Рр 1П1 — полная площадь рассеяния цели. 24 Р, 1 Е,, ,/ЙР, Отметим, что П = — '=-Е Н = — '', поэтому Е 4л И~ 2 24бл Ны ,~60РД, или Ен = Ю В общем случае С=О(а,~3)=6,1'(а,Я), где 1'(а,~)) — ДНА, тогда в сторону РЛС отражается мощность 0 1. На сфере радиуса Я около приемной антенны РЛС плотность потока энергии электромагнитного поля отраженного сигнала 1 отр Пз= г ° 4л й~ Приемная антенна примет сигнал, отраженный от цели, ы гз.
Здесь Яз — активная, или эффективная поверхность приемной антенны; Лза, оз= 4н При этом на вход приемника придет сигнал р р ЮЛРзг1зта СРЗ з=лз%= з я = га где дз — КПД фидерного тракта, соединяющего приемную антенну с приемником; С вЂ” константа. Таким образом, эффективная плошадь рассеяния (ЭПР) цели представляет собой выраженный в квадратных метрах коэффициент, учитывающий отражающие свойства цели н зависящий от ее конфигурации, электрических свойств ее материала и отношения размеров цели к длине волны. В радиолокационных задачах распознавания и классификации целей переходят к более полной характеристике цели — ее радиолокационному портрету, или так называемой сигнатуре, связанной с геометрическими, физическими и кинематнческими свойствами объекта.
Условно принято подразделять цели на точечные, когда 1„«бй или 1„«51, и нропалсенные, когда 1„~ЬЯ или 1„~Ы, где ЬЯ и б I — размеры элемента разрешения по дальности в радиальном и поперечном (тангенциальном) направлении при используемых параметрах зондирующего сигнала и антенного устройства радиолокатора. Протяженные цели называют также риспредкленны,нн. Различают элементарные н сложные точечные цели, а протяженные цели делят на поверхностные и объемные. Пример. Длительность зондирующего импульса т =1 10 с, ширина диаграммы направленности антенны а оо=р«5=2', максимальный размер цели 1„=15 м. Определить расстояние Я до цели, при котором ее можно считать точечной.
Реьчение 8Я =ст 12=!50м при с=3 10" мЕс, тогда ЬЯ= 1„и бЕ=ао5Я=!3»5Я= Е„или бЕ>10 1„, поэтому 101„! 01„ Я > —" = —" = 4, 298 10' м . ао,5 ЕЕН,5 2.3.'Е.Точечные цели Объекты, имеющие правильную геометрическую форму, являются элементарными точечными целями, поэтому нх ЭПР можно вычислить теоретически в процессе решения электродинамической задачи рассеяния радиоволн на теле определенной формы. Обычно ЭПР представляется в виде г Яо = 4кЯ вЂ” = 4тЯ вЂ”. = Яо ° Е)м,(а, !3), зпз об 1 1 где Яо,н„— максимальная ЭПР; В н(а, !3) — диаграмма неравномерности вторичного излучения, нли диаграмма обратного рассеяния ДОР. В табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
