Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Если на антенную решетку падает опорная плоская когерентная волна и волна, рассеянная целью, то в результате их интерференции интенсивность суммарного сигнала изменяется по апертуре антенны. Образуется система интерференционных полос. Здесь следует еще раз отметить, что время фиксации радиоголограммы.должно быть таким, чтобы временная и пространственная когерентности не успели разрушиться, т. е. интерферен.
циониая картина не успела сместиться по элементам решетки. 4!З Рассмотрим получение радиоголограммы точечной цели. Как известно П63), голограмма точечной цели представляет собой зонную решетку Френеля. Темные кольца соответствуют пучностям (максимумам) интенсивности интерференционной картины радиоволн, светлые — узлам (минимумам). Возбуждаются только те элементы решетки, которые находятся в пучностях (рис. 8.17), Каждому Рму элементу (из общего числа Мха( элементов) соответствует свой (-й приемный канал (усилитель и детектор), нагрузкой которого служит световой индикатор.
Световые индикаторы монтируются в той же последовательности, что и элементы антенной решетки: из них создается матрица элементов М Х л(, аналогичная антенной решетке. Под действием сигналов, поступающих с приемников, начинают светиться только те индикаторы, пространственное расположение которых соответствует кольцам максимальной интенсивности радиоголограммы. На матрице оптических элементов картина изменения интенсивности повторяет интерференционную картину радиоголограммы. Так получается оптическая голограмма.
Полнота информации об интерференционной картине в полученной таким образом голограмме зависит от шага пространственного квантования. Предельное соответствие достигается прн удовлетворении условиям теоремы Котельникова по отношению к пространственным частотам. Изображение, возникающее на матрице световых элементов, может быть зарегистрировано на фотоматериалах и в дальнейшем восстановлено рассмотренным выше способом.
Голограмму от сложных предметов рассматривают как суперпозицию зонных решеток Френеля, образованных каждойточкой предмета, Она имеет сложную интерференциониую картину, «трансформация» которой в оптическую голограмму происходит» в соответствии с описанной схемой, Одно из главных преимуществ голографических устройств состоит в возможности получения высокой разрешающей способности по угловым координатам н дальности при одновременном обзоре значительных областей пространства. Зона наблюдения голографической РЛС определяется шириной луча каждого элемента или шириной луча передающей антенны.
Голографирование сигналов позволяет хотя бы в принципе реализовать потенциальную разрешающую способность 413 грамма /Г гдг анди граггма ямб. ад 7. 414 всей приемной антенной системы, состоящей из М 7б Л/ элементов. Как следствие этогосннжается эффективность «угловых» / помех различных типов, созда- = Л. / х л ваемых из точек пространства / вне цели. / л, л= аг Голографическая обработка / дл радиосигналов, используя высокую разрешающую способность в сочетании со вторичной обработкой, позволяет также осуществлять эффективную фи- ь льтрацию имитирующих помех.
По отношению к любым типам некогерентных помех ГРЛС будет вести себя как обычная МХА/-канальная когерентная РЛС, имеющая время наблюдения, равное времени экспонирования голограммы Т,„„. Шумовые помехи создают на голограмме некогерентный фон, так как время их пространственной когерентности невелико и запись интерференционной картины, порождаемой помеховой и опорной волнами, невозможна. Если помеха имеет шир спектра А/„, то длина когерентностн определяется формулой 1 = с/Ь/„. Необходимая для устойчивой записи голограммы длина когерентности определяется временем экспонирования Т и равна /г„г„= сТг„„. Для исключения возможности записи помеховой голограммы необходимо иь иметь , (( 1г„,„, откуда время экспонирования голограммы Т,„„)) 1/А/,.
Если Т,„„(( !//1/а, то в принципе можно получить точечное изображение источника помех. Если апертура антенны /., а число элементов линейного раскрыва А/, то в первом приближении зону одновременного обзора можно определить по формуле О,б, = 7./(/./Л), В предельном случае, когда А/ = /./()/2), получим О = 2 рад. ибг Оценим потенциальную разрешающую способность голографической РЛС, исходя из критерия Аббе (183), эквивалентного критерию Релея. Для простоты будем считать, что антенная система РЛС представляет собой решетку с эле.
ментарными антеннами размером г( (рнс. 8.18). Если цель имеет периодическую структуру, т. е. состоит из чередующихся отражающих и неотражающих полос (квад- 415 ратов), то под разрешающей способностью понимают тот наименьший размер (И) между полосами, который может быть воспроизведен данной РЛС. Традиционная РЛС как фильтр пространственных частот имеет граничную пространственную частоту с/ф хм . 2я О) = — = — з(п Ох ж — Ол, . макс Л кх где О,м Ох = ХЫ. Угол 9а определяет то направление, с которого еще возможен прием сигналов.
Цель, представляющая собой линейную пространственную решетку, переизлучает когерентный сигнал РЛС, пространственная частота которого равна сср —— 2п/Х з1п О . Угол Ор определяет направление распространения радиоволн, несущих информацию о пространственной структуре цели. Так как з)п Ор —— х/И, то (8.4.36) ар — — 2п/И. Условие разрешения по критерию Аббе записывается в виде (143, 163) ыр ~~ымакс х' Из (8.4.35) — (8.4.37) получим выражение для потенциальной разрешающей способности (8.4.38) Следовательно, голографическая РЛС позволяет получить разрешение в плоскости антенны„соизмеримое с размером элементарной антенны, гораздо меньшим общего размера антенны (с( « Е).
Формула (8.4.36) определяет разрешающую способность ГРЛС, работающих в полуактивном режиме. Для РЛС, имею1цих одну и ту же приемопередающую антенну, потенциальная разрешающая способность равна (8.4.39) Ы = с(/2. Не следует, однако, думать, что разрешающая способность голографической РЛС не зависит от общего размера апертуры антенны /.. Известно, что при заданном размере /, угловая разрешающая способность РЛС определяется величиной Ог ж )/(., 416 Выражения (8.4.38) и /8.4.39) указывают лишь на возможность получения линейной разрешающей способности И = =- с/ или И = Ю2 на дальностях г до целей, определяемых условием фокусирования Х/Ы ( /./2г.
(8.4,43) Отсюда для заданного линейного разрешения И может быть определена дальность г, на которой реализуется предельное разрешение г (~ /.И/2Х, (8.4.41) (8.4,42) и(/) =(/се-/ Сигнал, принятый элементарной антенной и,(/)=(/се ' '( ") (8,4,43) где т, = 2гс/с=(2/с))/ ха + г' — задержка сигнала, приня- того элементом антенны с текущей координатой х (рис.8.16). Приг~. х т„= — (г+ — ). (8.4.44) 14 зак ааз Из(8.4.38) и (8.4.39) следует, что уменьшение размера элементарной антенны с/ приводит к улучшению разреша. ющей способности и в пределе И = Х/2.
Сказанное надо понимать в следующем смысле: прн любом (малом) размере с( ) Х/2 всегда можно найти способы обработки, которые позволяют реализовать предельную разрешающую способность И = с( и И = с(/2. Таким способом является, например, синтезирование апертуры антенны РЛС 11361. При этом для получения заданного разрешения Ы=с( апертура /. должна синтезироваться в соответствии с условием (8.4.40), т.
е. Е ) (2Х/И)г, что полностью согласуется с критерием Релея (160, 143, 1631. Голографические методы обработки сигналов позволяют восстанавливать пространственный образ облучаемого предмета, следовательно, при использовании моно- хроматического зондирующего сигнала ГРЛС обладают разрешающей способностью по дальности. Для определения ее количественного значения необходимо найти зависимость пространственной частоты голограммы от дальности. Зондирующий сигнал РЛС можно записать в виде и =(/,е — ка 'ем<" о а 4л 2л где ф (х, г) = — ' г + — х . л л.
(8А,45) (8.4.47) е и,„,= ~ (и„+и„,), й "Ь = сзс макс ссс мак 4л 2л ыс макс = . Отсюда 4л Ь4с„= (2л/) )(/.а/гв). пса =- и„=... = и,км = и„ е лама=Фа+ ч~; цке (8.4А9) Р, = Яи)а = ЯвРп (8.4,50) С учетом (8А.44) сигнал (8.4.43) запишется в виде Для получения голограммы в приемном устройстве сигналы и (1) и иа (/) складываются и детектируются квадратичным детектором, в результате чего образуется выходной сигнал, характеризующий одномерную голограмму(одномерную ванную картину Френеля) и, „, (х) = к„( и (1) + и (/))' = к„((/а+(/с+ 2(/с (/а соэ ф (х, гИ. (8.4.46) Зависимость пространственной частоты от координатыдальности г по апертуре антенны будет определяться соотношением Иф 4л 2л сс,= — = — — — х . Ыс Л Ьв Если размер апертуры равен Г, то принятый сигнал будет занимать по координате г полосу пространственных частот Следовательно, РЛС имеет линейную разрешающую способность по дальности Ьг = 2л//асс„ = (Х/ьв)га.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
