- •Радиолокационные системы
- •Радиолокационные системы
- •Введение
- •1. Общая характеристика радиосистем.
- •1.1. Основные системные принципы
- •Виды радиосистем
- •1.2 Начало радиолокации
- •1.3 Радиолокация как средство наблюдения
- •Диапазоны волн, используемые в радиолокации
- •Радиолокационное наблюдение как средство решения навигационных задач
- •Оптическая локация. Активная оптическая локация
- •Акустическая локация. Общие сведения.
- •Особенности гидроакустических колебаний
- •Гидролокация. Пассивная гидролокация – шумопеленгование
- •Активная гидролокация.
- •2.Физические основы определения местоположения воздушных судов.
- •2.1. Особенности распространения радиоволн
- •Дальность действия радиолинии с активным ответом
- •2.2.Дальность действия связи
- •2.3 Дальность действия активной рлс
- •3. Методы определения местоположения воздушных объектов.
- •3.1. Методы дальнометрии
- •Частотный метод
- •Частотная радиолокация многих целей
- •Импульсный метод
- •3.2. Методы измерения угловых координат.
- •3.2.1 Одноканальное измерение угловой координаты
- •3.2.2. Методы радиопеленгации
- •3.2.3. Моноимпульсные методы измерения угловых координат
- •Обзорные фазовые пеленгаторы
- •3.3. Методы измерения высоты полета
- •Метод максимума
- •Метод наклонного луча
- •Метод парциальных диаграмм.
- •Частотное сканирование луча
- •3.4. Радиотехнические методы определения местоположения объектов
- •4. Радиолокационные системы
- •Задачи решаемые в радиолокационных системах
- •4.1.Обнаружение
- •4.1.1.Параметрические обнаружители. Обнаружение детерминированного сигнала на фоне белого шума
- •Обнаружение сигнала со случайной начальной фазой
- •Обнаружение сигнала со случайными амплитудой и начальной фазой.
- •Оптимальное обнаружение когерентной пачки радиоимпульсов
- •Оптимальное обнаружение некогерентной пачки радиоимпульсов
- •4.1.2.Непараметрические обнаружители
- •Знаковые непараметрические обнаружители
- •Ранговые непараметрические обнаружители. Одноканальные ранговые обнаружители
- •Многоканальный ранговый обнаружитель
- •Стабилизация уровня ложных тревог
- •4.1.4.Принципы автоматического обнаружения воздушных объектов
- •4.2. Измерение координат и параметров движения
- •4.2.1.Измерение дальности
- •4.2.2.Измерение азимута
- •Разрешение сигналов
- •Разрешающая способность по дальности
- •Разрешающая способность по азимуту
- •Разрешающая способность по углу места
- •Разрешающая способность по высоте
- •Разрешающий объем рлс
- •Распознавание воздушных объектов
- •Распознавание по широкополосным сигналам
- •Распознавание по многочастотным сигналам
- •Распознавание по узкополосным сигналам
- •4.5. Помехозащищенность.
- •4.5.1. Защита от пассивных помех, отражений от «местных предметов» и метеообразований.
- •4.5.1.1. Физические основы, лежащие в основе компенсации сигналов, отраженных от пассивных помех и «местных предметов»
- •4.5.1.2.Статистические характеристики пассивных помех
- •4.5.1.3. Когерентность сигналов
- •Радиолокаторы с эквивалентной внутренней когерентностью
- •Радиолокаторы с внешней когерентностью
- •Радиолокаторы с истинной внутренней когерентностью
- •4.5.1.4.Селекция сигналов движущихся целей
- •Гребенчатые фильтры накопления
- •Гребенчатые фильтры подавления
- •Принцип когерентной оптимальной обработки на видеочастоте
- •4.5.1.5.Особенности систем сдц
- •Подавитель на промежуточной частоте
- •Череспериодное вычитание
- •4.5.1.6. Формирование карты местных предметов
- •4.5.1.7 Применение систем сдц для компенсации сигналов дискретных пассивных помех
- •4.5.1.8. Компенсация сигналов дискретных пассивных помех при корреляционном анализе
- •4.5.1.9. Цифровая система селекции движущихся целей
- •4.5.1.10. Дискретно-аналоговые системы сдц
- •Устранение слепых скоростей в компенсаторе на ппз
- •4.5.1.11. Многоканальная доплеровская фильтрация
- •4.5.1.12. Некоторые методы скоростной селекции
- •4.5.1.13 Основные характеристики систем сдц Коэффициент подавления пассивной помехи
- •Коэффициент подпомеховой видимости (коэффициент улучшения)
- •4.5.2. Понятие о динамическом диапазоне сигналов и помех и необходимости их нормирования
- •4.5.2.1 Нормирование уровня длинных импульсных помех с помощью схемы шоу
- •4.5.2.2. Нормирование уровня длинных импульсных помех с помощью схемы рос
- •4.5.2.3. Нормирование уровня коротких и длинных помех с помощью схемы шоу-рос
- •4.5.2.4. Нормирование уровня импульсных помех при обработке сложных сигналов
- •4.5.2.5.Обработка сигналов в условиях воздействия несинхронных импульсных помех
- •4.5.3.Активные маскирующие помехи и принципы защиты от них
- •4.6. Виды радиосигналов принимаемых в рлс
- •4.6.1. Характеристики сигналов рлс
- •4.6.2.Функция неопределенности прямоугольного радиоимпульса
- •4.6.3. Широкополосные сигналы
- •4.6.4. Функция неопределенности фазокодоманипулированного сигнала
- •4.6.5.Функция неопределенности сигнала с линейной частотой модуляции
- •4.6.6.Обработка фкм – сигнала
- •4.6.7.Пачка когерентных радиоимпульсов
- •4.6.8. Пачка радиоимпульсов со случайными начальными фазами
- •4.7. Активные системы радиолокации
- •4.7.1. Активные системы с пассивным ответом (первичные рлс)
- •4.7.2. Структура первичной рлс
- •Первичные средства радиолокации
- •4.7.3. Активные системы с активным ответом (вторичные рлс)
- •Структура и принцип работы систем вторичной радиолокации
- •Системы подавления сигналов боковых лепестков диаграмм направленности антенн
- •Кодирование запросных и ответных сигналов. Методы кодирования запросных и ответных сигналов
- •Структура запросных сигналов
- •Структура ответных сигналов. Ответный сигнал режима увд
- •Ответный сигнал режима rbs
- •4.7.4. Дискретно–адресная система вторичной радиолокации
- •4.7.5. Система радиолокационного опознавания
- •Классификация систем радиолокационного опознавания
- •Методы кодирования и декодирования сигналов
- •Защита от влияния боковых лепестков диаграммы направленности антенны. Принцип защиты ответчиков от запросных сигналов, излучаемых запросчиками в боковых направлениях
- •5. Пассивная радиолокация
- •6. Радиолокационные системы с синтезированной апертурой
- •7. Предупреждение столкновений воздушных судов
- •8.Автоматическое зависимое наблюдение
- •9.Загоризонтная радиолокация.
- •9.1.Историческая справка
- •9.2.Особенности загоризонтных радиолокаторов
- •9.3.Уравнение радиолокации
- •9.4.Потенциал радиолокационной станции
- •9.5.Методы защиты рлс от радиопомех
- •Адаптация к помеховым условиям путем выбора канала с минимальным уровнем активных помех
- •Адаптивная пространственная фильтрация активных помех
- •9.6.Принципы построения загоризонтных рлс
- •10. Пространственно-временная обработка
- •Пространственно-временная обработка
- •Объединение во времени результатов первичной обработки
- •Статистическая модель движения объекта.
- •Алгоритм вторичной обработки радиолокационной информации
- •Пространственно-некогерентное объединение обнаруженных отметок и единичных замеров при централизованной обработке.
- •Пространственно-временная обработка в бортовых рлс
- •11. Особенности эксплуатации радиолокационной системы
- •11.1. Исторические аспекты теории надежности.
- •11.2.Система качества
- •11.3. Эксплуатация и ремонт технических систем
- •Надежность технических систем при эксплуатации.
- •Эксплуатационные методы обеспечения надежности.
- •Система технического обслуживания и ремонта.
- •Методика обнаружения неисправностей
- •Метод последовательных приближений
- •Способ контрольных переключений и регулировок
- •Способ промежуточных измерений
- •Способ замены
- •Способ внешнего осмотра
- •Порядок испытаний при обнаружении неисправностей, возникающих после включения системы.
- •Литература
- •Список сокращений
Устранение слепых скоростей в компенсаторе на ппз
Скоростные характеристики фильтров СДЦ при постоянной частоте повторения имеют глубокие провалы в точках, соответствующих доплеровским смещениям частоты, кратным частоте повторения импульсов РЛС. Это приводит к невозможности обнаружения движущихся целей на фоне пассивных помех при так называемых слепых скоростях, когда спектральные линии сигнала и помехи совпадают или, что то же самое, набег фазы от периода к периоду равен ±2πk, где k = 0, 1, 2...
Устранение влияния этих провалов на качество обнаружения движущихся целей при достаточно хорошем подавлении мешающих отражений может быть достигнуто путём изменения (вобуляции) периода повторения.
Последовательность вобулированных импульсов запуска передатчика формируется в синхронизаторе УОВС, а при приёме отражённых сигналов время задержки в ЛЗ на ППЗ изменяется в соответствии с законом вобуляции путём изменения частоты следования тактовых импульсов.
Структурная схема, иллюстрирующая способ реализации вобуляции периода повторения, представлена на рисунке 4.128., а временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы – рис.4.129.
Линии задержки на плате компенсатора обеспечивают задержку на период повторения
Tni = Tраб + Тi,
где Траб - интервал времени, соответствующий рабочему участку дальности и постоянный для всех периодов повторения;
Тi - интервал времени, соответствующий нерабочему участку дальности и изменяющийся от периода к периоду в соответствии с законом вобуляции;
i = l, 2... .
Запись информации в n - разрядные линии задержки с рабочего участка дальности производится с постоянной тактовой частотой fт.раб., которая выбирается из условия теоремы Котельникова и должна быть по крайней мере в два раза выше максимальной частоты спектра входного сигнала.
Р ис.4.128. Структурная схема, иллюстрирующая принцип реализации вобуляции периода повторения
Тактовые импульсы с частотой fт.раб вырабатываются генератором тактовых импульсов ГТИ и через первую схему совпадения И1, на которую подан разрешающий потенциал с прямого выхода триггера, и, через схему ИЛИ, поступают на управляющие входы линий задержки. Информация с рабочего участка дальности размещается в n1 разрядах линии задержки, причём
n1/fт.раб = Траб.
Двоичный счётчик подсчитывает число тактовых импульсов, когда его состояние станет равным ni, сигнал с выхода дешифратора переключает триггер, который снимает разрешающий потенциал со схемы И1 и подаёт разрешающий потенциал на схему И2. В этот момент происходит переключение тактовой частоты, управляющей линиями задержки, с fт.раб на fтi и записанная информация с рабочего участка дальности сдвигается на n2; разрядов к выходу линии, причём
n1 + n2 = n;
n2 / fТi= ΔТi.
При этом тактовые импульсы на линии задержки поступают с делителя частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) через схемы И2 и ИЛИ.
Н а вход ДПКД подаются импульсы с частотой fт.раб, а коэффициент деления определяется состоянием счётчика периодов. Когда состояние двоичного счётчика достигает значения n = n1 + n2, импульс сброса возвращает его в исходное состояние и одновременно воздействует на S - вход триггера, переключая последний. По переднему фронту импульса триггера формируются импульсы запуска передатчика, меняется состояние счётчика периодов, подаётся разрешающий потенциал на схему И1 и снимается разрешающий потенциал со схемы И2.
Рис.4.129. Временные диаграммы, поясняющие принцип вобуляции
Следовательно, в момент появления очередного импульса запуска передатчика
на линии задержки снова подаются тактовые импульсы с частотой fт.раб и начинается запись в линию информации с очередного периода повторения и одновременное считывание информации с предыдущего периода повторения. Этот процесс повторяется от периода к периоду, причём каждый раз изменяется тактовая частота fтi, обеспечивающая сдвиг информации в течение нерабочего участка дальности.
Электронный ключ, управляемый сигналом с прямого выхода триггера, обеспечивает прохождение сигналов на выход платы компенсатора только в течение рабочего участка дальности. Таким образом, используя линию задержки на ППЗ и соответствующее управление, можно реализовать произвольный закон изменения периода повторения с произвольным числом периодов в цикле вобуляции.
Исходя из требований к скоростной характеристике фильтра СДЦ, который должен обеспечивать обнаружение целей с радиальными скоростями 40-1500 км/час, с учётом ограничений на максимальную и минимальную частоты повторения импульсов запуска РЛС, в может быть выбрана пятикратная вобуляция. При реализации следующей последовательности периодов повторения:
Tп1 = 1800 мкс; Тп2 = 2600 мкс; Тп3 = 2360 мкс; Тп4 = 2120 мкс; Тп5 = 2840 мкс, скоростные характеристики оказываются равномерными до частоты примерно 3,7 кГц, что при длине волны 24 см соответствует радиальной скорости цели 1600 км/час. Наиболее глубокий провал в этом диапазоне имеет место при радиальной скорости примерно 180 км/час и составляет 4,3 дБ для ЧПК - 1 и 5,7 дБ для ЧПК - 2.