3.2. Виды зондирующих сигналов и их параметры

В радиолокационных системах находят применение различные виды зондирующих сигналов:

непрерывные немодулированные;

непрерывные амплитудно-модулированные;

непрерывные частотно-модулированные;

импульсные.

Выбор того или иного вида зондирующего сигнала зависит от характера решаемых радиолокационной системой задач и условий ее функционирования.

В РЛС РТВ, как, впрочем, и в большинстве РЛС иного назначения, применяются импульсные зондирующие сигналы.

Это связано с тем, что их применение позволяет:

1) обеспечить просту измерения дальности до цели;

2) упростить конструкцию РЛС за счет использования общей антенны на передачу и прием.

Основными параметрами зондирующих радиоимпульсов являются:

длина волны (частота несущего колебания);

импульсная мощность Р_и;

длительность импульса _и;

частота (период) повторения импульсов F_п (Т_п);

ширина спектра П_и.

По своей структуре зондирующие радиоимпульсы могут быть:

одиночными и групповыми (или последовательностями радиоимпульсов);

когерентными и некогерентными;

простыми и сложными.

Одиночные импульсы, как правило, не применяются. Обнаружение цели и измерение ее координат обычно осуществляется на основе анализа группы отраженных от цели радиоимпульсов - "пачки", содержащей М радиоимпульсов.

Радиоимпульсы называются некогерентными, если начальная фаза высокочастотных колебаний от импульса к импульсу является случайной величиной.

Радиоимпульсы называются когерентными (от лат. “cohaerentia” - сцепление, связь), если начальная фаза колебаний каждого радиоимпульса одинаковая или от импульса к импульсу изменяется по определенному закону.

Простыми (или узкополосными) называются радиоимпульсы, у которых произведение ширины спектра П_и и длительность импульса _и составляет величину порядка единицы:

П_и  _и  1 .

Импульсный сигнал называется сложным (или широкополосным), если это произведение, называемое базой сигнала,

n = П_и  _и  1 .

Достоинством узкополосных сигналов является относительная простота их формирования и оптимальной обработки. Формирование таких импульсов обеспечивается путем достаточно простой импульсной модуляции генератора СВЧ, а квазиоптимальным фильтром является УПЧ приемника с согласованной шириной полосы пропускания:

.

Такой квазиоптимальный фильтр по сравнению с оптимальным дает проигрыш в отношении “сигнал/шум” по мощности всего в 1, 2 раза.

Простые сигналы применялись в первых импульсных РЛС и находят широкое применение и в настоящее время ввиду простоты технической реализации соответствующих устройств генерирования и обработки.

Однако таким сигналам свойственны существенные недостатки, ограничивающие тактико-технические характеристики РЛС, о чем будет сказано ниже.

В последние годы в радиолокации все шире стали применяться сложные сигналы преимущественно двух видов:

1) радиоимпульсы с внутриимпульсной частотной модуляцией, в частности с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) или с нелинейной частотной модуляцией (НЧМ);

2) радиоимпульсы с фазовой манипуляцией (от лат. “manus” - рука) при которой фаза колебаний внутри импульса через определенные интервалы скачком изменяется на . Поскольку эти скачкообразные изменения фазы происходят по определенному двоичному коду, такие импульсы называются фазокодоманипулированными (ФКМ).

Естественно, по сравнению с простыми радиоимпульсами формирование и обработка сложных радиоимпульсов представляет собой более сложную задачу, но применение таких сигналов позволяет существенно повысить качественные характеристики РЛС. Поэтому в современных РЛС РТВ в основном применяются сложные зондирующие сигналы.

Рассмотрим влияние характеристик, параметров и структур зондирующих радиоимпульсов на ТТХ РЛС РТВ.