5.1.2. Разрешающая способность в направлении трассы полета

Как уже отмечалось ранее, РЛС БО – когерентная импульсная РЛС. В приемном устройстве РЛС выделяется сигнал доплеровской частоты. Доплеровская частота равна

(5.1)

где V_n – путевая скорость объекта;

 - длина волны, зондирующего сигнала;

 - угол между направлением оси Z и вектором скорости

≈90.

При свертке сигналов доплеровской частоты в центре каждого элемента они складываются в фазе, как показано на рис. 5.2. За пределами элемента фаза сигнала может рассматриваться как случайная. Происходит частичная компенсация. В результате в центре каждого элемента формируется пик, существенно превышающий уровень фона. При оценке разрешающей способности будем полагать, что ширина диаграммы направленности вдоль трассы полета определяется половиной длины волны сигнала на доплеровской частоте. Из (5.1) следует, что период сигнала доплеровской частоты на i-м элементе

Рис. 5.2. Свертка сигналов доплеровской частоты

Расстояние на поверхности земли, которое аппарат со скоростью V_n проходит в течение полупериода и есть разрешающая способность:

(5.2)

С другой стороны, известно, что ширина диаграммы направленности антенны приблизительно оценивается формулой

/d_а, (5.3)

где d_а – апертура антенны.

Сравнивая (5.2) и (5.3), приходим к следующим выводам:

- разрешающая способность РЛС БО вдоль трассы полета зависит от длины: чем короче волна, тем выше разрешающая способность;

- разрешающая способность РЛС БО не зависит от дальности до наблюдаемого объекта; она определяется только диаметром антенны и равна

5.1.3. Разрешающая способность в направлении, перпендикулярном трассе полета

Как уже отмечалось ранее, РЛС БО работает с импульсным сигналом. Сигналы излучаются под углом выноса антенны в плоскостях 0Х. Они распространяются в направлении поверхности земли и, достигнув ее, отражаются. Отраженные сигналы принимаются антенной. Излучение и прием производится в растворе диаграммы направленности антенны. Ширина диаграммы _ах_ау. «Развертка» элементов площадки происходит за счет естественного запаздывания импульсных сигналов.

Это запаздывание, как известно, (c – скорость света).

Фронт сигнала «1-3» достигает поверхности площадки в точках «1» и «2» не одновременно. Процесс отражения занимает интервал времени t, пропорциональный длительности импульса t_и.

С учетом же всего интервала разрешающая способность в направлении оси Y оказывается равной

, (5.4)

где с – скорость распространения радиоволн; t_i – длительность импульса; _В – угол выноса антенны. Таким образом, в РЛС БО разрешающая способность в направлении оси Y зависит от длительности импульсов. Чем короче импульс, тем выше разрешающая способность.

Дальность действия РЛС БО, как и всякой РЛС, определяется энергией излучаемых импульсов. Эта энергия равна =U²t_и. Требования к разрешающей способности и к дальности, таким образом, оказываются противоречивыми. Для того, чтобы преодолеть противоречие, в РЛС БО используют различные виды внутриимпульсной модуляции. Наибольшее распространение получила так называемая внутриимпульсная линейная частотная модуляция (ЛНМ). Это объясняется, по-видимому, относительной простотой конструирования модулирующих устройств подобного типа. В передающем устройстве импульс перед излучением модулируется ЛЧМ. В приемном устройстве принятые сигналы демодулируются. Это и позволяет в РЛС БО выполнить как требование по дальности, так и требование по разрешающей способности одновременно. Она зависит также от угла выноса антенны. При _В=90l_ру=, т.е. разрешающая способность отсутствует. Именно поэтому РЛС с синтезированной антенной получили наименование радиолокационных станций бокового обзора. Разрешающая способность появляется лишь в меру разрастания угла выноса.

Из принимаемых импульсных сигналов выделяется сигнал доплеровской частоты (например, с помощью узкополосного фильтра). Они используются при обеспечении разрешающей способности в направлении трассы полета. Импульсы подвергаются задержке (например, с помощью дисперсионной линии задержки). Цель задержки – осуществить свертку всех принятых сигналов на соответствующей позиции S_ij (рис. 5.1), точно также, как в рассмотренном ранее случае свертки доплеровских сигналов. Вид свертки во времени показан на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Вид свертки во времени