8.10. Радиотехнические системы обнаружения и измерения.
Радиотехнические системы обнаружения и измерения (системы извлечения информации) выделяют полезную информацию из принятых сигналов. Это имеет место в системах радиолокации, радионавигации и радиотелеметрии. К радиотехническим системам обнаружения и измерения относятся также так называемые пассивные радиосистемы, когда радиопередатчик вообще отсутствует, а информация извлекается радиоприемным устройством от каких либо естественных источников электромагнитных колебаний. Приемники сигналов радиотепловых источников, называемых радиометрами, используют в пассивной локации, астрономии, технике измерений и т.д.
8.11. Радиолокационные системы.
Подобные системы позволяют обнаруживать, распознавать объекты, определять пространственные координаты, направление и скорость движения самолетов, кораблей, ракет и прочее. На рис. 8.11, а показана структурная схема простейшей импульсной радиолокационный станции (РЛС), способной обнаруживать объекты и измерять дальность их расположения от пункта обнаружения.
Основными устройствами импульсной РЛС являются: генератор импульсов, передатчик, состоящий из генератора несущей частоты и модулятора, антенный переключатель (АП), остронаправленная антенна, приемник и измеритель. Принцип действия такой РЛС поясняется с помощью упрощенных временн'ых диаграмм, показанных на рис. 8.11,б.
Генератор импульсов вырабатывает достаточно короткие (доли мкс) импульсы (обозначены цифрой 1 на рисунке), которые определяют частоты посылок радиосигналов РЛС. В передатчике с помощью модулятора (осуществляется импульсная модуляция), называемая радиоимпульсами, которые излучаются в окружающее пространство. Антенный переключатель подключает антенну к передатчику во время излучения радиоимпульсов и к приемнику – в интервалах между ними. Уловленные антенной, отраженные из несущего колебания формируется высокочастотные импульсы 2 от объекта, радиоимпульсы 3 попадают в приемник. Отраженные радиоимпульсы располагаются в интервалах между излученными импульсами ( на рисунке обозначены соответственно как «О» и «И».) небольшая часть мощности которых через антенный переключатель также проникает в приемник. После усиления и детектирования в приемнике отраженные импульсы 4 поступают в измеритель. Сравнение в измерителе излученного импульса с его отраженной копией позволяет получить
информацию об объекте. В частности, дальность до объекта определяется по времени задержки сигнала tз в соответствии с известной формулой: Д = с tз/2.
РЛС работают обычно в диапазонах дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн, так как в этом случае удается создать узкие (игольчатые) диаграммы направленности при приемлемых габаритах антенн. В последние годы в радиолокации в качестве антенн чаще всего применяют ФАР.
8.12. Радионавигационные системы.
Системы данного типа предназначены для определения географических координат морских кораблей, самолетов, космических кораблей и других управляемых и пилотируемых объектов, а также их проведения по заданному курсу. Для этих целей используется радиотехническая аппаратура, установленная как на борту управляемого или пилотируемого объекта, так и в определенных точках поверхности Земли. Обычно на земной поверхности располагают два или более радиопередатчика, координаты которых известны. Например, для определения местонахождения корабля в море достаточно в его компьютере вычислить угловые координаты, по которым принимаются сигналы, излучаемые с берега моря радиомаяками.