10.2. Радіолокація неперервним сигналом

Найперші РЛС були саме доплерівськими станціями неперервного випромінювання. Спрощену структурну схему такої станції показано на рис. 10.2. Станція складається з генератора високочастотних коливань ГВК, антен для випромінювання А_випр i приймання А_пр сигналів, змішувача та підсилювача звукових частот ПЗЧ, до якого приєднано навушники або вимірювач частоти. Доплерівська РЛС не виявляє нерухомі предмети, тобто вона одночасно є селектором рухомих об'єктів на фоні місцевих предметів. Для вcix об'єктів, що рухаються, частота відбитого сигналу залежить від значення i напрямку радіальної складової їхньої швидкості . Визначається вона за формулою (знак «+» застосовується для об'єктів, які наближаються до спостерігача)

(10.10)

де с = 3•10⁸ м/с – швидкість поширення сигналу

Відбитий сигнал приймається антеною i підводиться до змішувача. Через паразитні зв'язки сюди ж надходить частина потужного сигналу випромінювання. Відбувається нелінійне перетворення двох сигналів, унаслідок чого ФНЧ виділяє сигнал різницевої частоти, яка є доплерівською частотою. Цей сигнал підсилюється i подається на вимірювач частоти, проградуйований в одиницях швидкості. Якщо, наприклад, f₀ = 10 ГГц (λ. = Зсм), а швидкість автомобіля 15 м/с, то доплерівська частота

Рис. 10.2. Спрощена структурна схема

РЛС неперервного випромінювання

Допплерівський метод вимірювання швидкості використовують у сучасних радарах. Вимірювач частоти в цьому разі дає цифровий код, який за допомогою формувача літерно-цифрової інформації виводять на

основний екран РЛС поруч iз позначкою об'єкта, що спостерігається.

Рис. 10.3. Ілюстрація принципу вимірювання РЛС неперервного випромінення

Для того щоб такий радар вимірював віддаль, у нього треба ввести ЧМ сигналу, який випромінюється. Нехай частота генератора змінюється пилкоподібно (рис. 10.3). Частота сигналу, що відбивається, теж буде змінюватись, але iз запізненням на час τ поширення хвилі до об'єкта i назад. Якщо в деякий момент t₁ частота сигналу передавача дорівнює f₁ то відбитий сигнал має майже ту саму частоту (з урахуванням частоти Доплера). Проте частота генератора на момент часу t₁+ τ вже зміниться до значення f₁ + Δf і на виході змішувача буде виділятися сигнал із частотою Δf, який містить інформацію про віддаль. Ця частота буде тим вищою, чим далі знаходиться об'єкт.

Радіолокатори з неперервним сигналом, на відміну від імпульсних, не мають «мертвої зони», тобто вони здатні вимірювати віддаль від нульового її значення. Тому вони широко використовуються в авіації для вимірювання висоти. Kpiм того, такі радари забезпечують дуже високу точністъ вимірювання віддалі та відносної швидкості. Через це до появи оптичної i рентгенівської локації ix застосовували для забезпечення автоматичного стикування космічних об'єктів. Однак для радолокації на великі віддалі (сотні кілометрів) РЛС з неперервним сигналом потребують дуже великої середньої потужності генератора. Зважаючи на це найпоширенішим став імпульсний cnoci6 радіолокації.