10.3. Радіолокація імпульсним сигналом
На рис. 10.4 зображено спрощену структурну схему імпульсної РЛС. Її роботою керує генератор синхроімпульсів ГСІ. Від його дуже коротких імпульсів у вcix блоках РЛС починається відлік часу. Період повторения синхронізуючих імпульсів називається періодом робоиы станції Т. Він становить соті частки секунди i разом iз потужністю генератора визначає максимальну дальність дії РЛС. Синхроімпульс одночасно запускає генератор розгортки ГР екрана (електронно-променевої трубки), а також імпульсний генератор високої частоти ІГВЧ. Останній працює протягом кількох мікросекунд i за цей час створює та передає в антену «пакет» потужних коливань надвисокої частоти (сантиметрового або дециметрового діапазону). Тривалість τ цих надвисокочастотних коливанъ визначає точність i віддаль дії РЛС.
Рис. 10.4. Спрощена структурна схема імпульсної РЛС
Після випромінювання антена за допомогою антенного перемикача АП автоматично приєднується до приймача. Безумовно, механічний перемикач тут не підійде. Роль перемикача відіграє газовий розрядник або потужний напівпровідниковий діод. На час випромінювання він закорочує вхід приймача, тим самим запобігаючи проникненню в нього потужного сигналу.
Відбитий від об'єкта слабкий сигнал підсилюється i після детектування обвідний його імпульс подається на індикатор. Залежно від способу індикації імпульс надходить на вертикально відхильні пластини, як показано на рис. 10.4 або на модулятор електронно-променевої трубки. В перщому випадку на екрані з'явиться імпульс (рис. 10.4), у другому – на розгортці буде яскрава точка (рис. 10.5 i 10.6). Відстань від початку розгортки до цієї позначки пропорційна вимірюванній віддалі до об'єкта.
У сучасних радіолокаторах можна «розтягнути» будь-яку ділянку лінії розгортки, тобто розглядати в збілъшеному масштабі окремі ділянки простору в заданому інтервалі віддалей.
Для з'ясування властивостей імпульсного локатора уявімо собі РЛС з імпульсною потужністю генератора високої частоти 100 кВт при тривалості імпульсів 1 мкс i періоді їх повторення 0,1 мс. Середня потужність такого локатора — всього 10 Вт (менша від потужності лампочки мотоцикла). Точність вимірювання ним віддалі не перевищуватиме 150 м., тобто якщо два об'єкти знаходяться на віддалі менш як 150 м., то вони будуть сприйматися цим локатором як один. Теоретична віддаль його дії становитъ 1500 км. Збільшення тривалості iмпульсу призводить до зниження точності вимірювання віддалі, а зменшення — до підвищення імпульсної потужності та напруги на високочастотному імпульсному генераторі.
На рис. 10.4 показано найпростіший індикатор із лінійною розгорткою. Для спостереження вciєї навколишньої обстановки i роботи в режимі кругового огляду користуються індикаторами з післясвітінням (рис. 10.5). На такому індикаторі початок системи координат розміщується в центрі екрана, що визначає місце розташування РЛС. На екрані видно не тільки віддаль, а й азимут об'єкта. Розгортка екрана формується не пилкоподібною напругою, яка подається на горизонтально відхильні пластини, а синусною напругою в квадратурі (тобто на вертикально відхильні пластини подають косинусну напругу). Імпульс відбитого сигналу надходить на модулятор (керувальну сітку) електронно-променевої трубки і збільшє яскравість світіння променя у відповідному місці. Завдяки деякому післясвітінню люмінофора промінь, що обертається синхронно з обертанням антени, креслить на екрані радіолокаційну карту місцевості з усіма рухомими та нерухомими об’єктами. Такі станції колового огляду, які можуть працювати також у режимі секторного огляду, дуже зручні для
Рис. 10.5. Приклад екрана РЛС кругового Рис. 10.6. Приклад екрана РЛС
огляду секторного огляду
забезпечення морської, річкової, повітряної навігації.
У станціях, де параметри об'єкта треба вимірювати з максимальною точністю (наприклад, у РЛС наведення ракет), іноді застосовують окремі антени для супроводження об'єктів по азимуту i куту місця. Місцеположення об'єкта визначається при цьому перетином променів обох антен. У таких випадках доцільно мати прямокутні екрани для кожної антени окремо з растровою розгорткою. Принцип її формування такий, як у телевізора тільки лінії розгортки пооходять не горизонтально, а вертикально. На цих екранах виділяється вертикальна середня лінія, а для супроводження об'єкта по віддалі формується рухома горизонтальна візирна лінія.
Приклад такого екрана показано на рис. 10.6. Ширина його в градусах відповідає половині кута сканування антени й охоплює обмежений сектор навколо середньої лінії діаграми спрямованості антени. На такі екрани виводять інформацію про координати віддаль — азимут i віддаль — кут місця.
Сучасні РЛС різних типів часто об'єднують у системи для вирішення складних комплексних завдань. Тоді в одному операторному або диспетчерському залі можуть бути встановлені індикатори кількох типів.