2. Принципы измерения координат. Методы обзора воздушного пространства, их характеристики.

Измерение координат объектов в радиолокации осуществляется в сфери­ческой системе. За центр координат принимают место установки РЛС. Коор­динатами объекта наблюдения являются: наклонная дальность (Д), азимут а и угол места.

Поскольку радиоволны распространяются со скоростью света, определение дальности сводится к измерению времени запаз­дывания отраженного сигнала tQ, в течение которого электромагнитная энер­гия распространяется от РЛС до объекта и обратно.

Для определения угловых координат в радиолокации обычно используют два метода: фазовый и амплитудный.

При фазовом методе угловую координату находят по соотношениям меж­ду фазами напряжений, возникающих при приеме отраженного сигнала дву­мя разнесенными антеннами.

В основу определения координат амплитудным методом положена спо­собность антенных устройств концентрировать излучаемую электромагнит­ную энергию в пределах определенного угла (направленное действие антен­ны). Амплитудный метод в свою очередь подразделяется на методы максимума, минимума и равносигнальный.

При методе максимума антенну перемещают в горизонтальной плоскости для определения азимута и в вертикальной - для определения угла места. Отсчет угловой координаты производят тогда, когда амплитуда отраженного сигнала на экране индикатора максимальна. Это происходит в момент облучения объекта максимальной по величине энергией.

Метод минимума требует наличия у РЛС более сложной антенной си­стемы, имеющей двухлепестковую пеленгационную характеристику с ярко выраженным провалом между лепестками.

Антенная система вращается до совпадения направления минимума с на­правлением на объект. Координаты объекта при этом определяются по на­правлению оси антенны, соответствующему минимальной амплитуде отра­женного сигнала.

Равносигнальный метод. Допустим, имеются две антенны, расположенные вод углом друг к Другу, как и их диаграммы направленности. Антенны рабо­тают поочередно. Если объект находится в равносигнальном направлении 00, то отраженные от него сигналы имеют равную амплитуду как при пер­вой, так и при второй диаграмме направленности. На экране соз­дается изображение двух стоящих рядом импульсов одинаковой амплитуды. При смещении объекта с равносигнальной линии амплитуда одного из им­пульсов увеличивается (соответственно направлению смещения), поскольку объект облучается различной по величине энергией. Отсчет пеленга произво­дится, когда импульсы от обеих антенн равны по величине.

Методы обзора разделяются на однолучевые и многолучевые, мгновенные, (параллельные) и последовательные.

Мгновенный обзор одним неподвижным лучом применяют в РЛС, изме­ряющих только дальность и, следовательно, не нуждающихся в сканировании луча, например в самолетных радиовысотомерах и дальномерах. Мгновенный обзор возможен и при изменении угловых координат, но для этого диаграмма направленности антенны РЛС должна быть многолучевой и сразу охватывать всю зону обзора станции. Такой мгновенный многолучевой обзор иначе называется параллельным. Однолучевой обзор со сканированием называют последовательным, так как требует последовательного облучения всех элементов зоны. Имеются разновидности последовательного обзора.

Если из двух угловых координат измеряют одну, как, например, в панорамных РЛС, то лучу антенны придают большую ширину в плоскости неизмеряемой угловой координаты для того, чтобы за один оборот (одно качание) антенны перекрывалась вся зона обзора. Такой обзор называется круговым секторным.

Если для точного измерения обеих угловых координат применяется однолучевой обзор, то сканирование совершается игольчатым лучом по винтовой линии, спирали, зигзагообразно или по другой сложной траектории. При этом период обзора больше, чем при круговом или секторном вращении плоского луча.

Винтовой обзор (в) складывается из кругового вращения в азимутальной плоскости и медленного изменения положения луча по углу места.

Спиральный обзор (г) означает, что проекция луча на плоскость, перпендикулярна оси вращения, имеет вид спирали.

Конический обзор (д) можно рассматривать как частный случай спирального, когда угол у между осью вращения и осью луча не изменяется. Этот угол при спиральном обзоре меньше 45°, а при винтовом обзоре может быть значительно больше. Винтовой и спиральный обзоры применяются в режиме поиска цели, а коническое сканирование совершается в режиме ав­томатического слежения за целью. К коническому сканированию проще пе­рейти от спирального обзора, чем от винтового.

Зигзагообразный обзор (е) означает колебание движения луча по азимуту или углу места с постепенным изменением его положения по другой угловой координате. Такая траектория луча выгодна тем, что позволяет устана­вливать секторы обзора независимо по азимуту и углу места.

Кроме последовательного и параллельного, существует смешанный обзор при котором несколько лучей сразу охватывают зону обзора по одной угло­вой координате, а по другой совершается последовательное круговое скани­рование.