
Литература / Razreshenie_2021_stud
.pdf
Если пачка зондирующего и отражённого сигналов когерентная, то у спектра будет присутствовать внутренняя структура, обязанная
длительности пачки NTсл и периоду следования импульсов Tсл , а огибающая обязанная длительности одного импульса и . Следовательно, разрешающая способность будет определяться длительностью всего сигнала 1/ NTсл .
А если пачка некогерентная, т.е. фаза каждого импульса случайна, то у её спектра не будет внутренней структуры. Спектр будет таким же,
как и у импульса длительности и . Следовательно, разрешающая способность будет определяться длительностью одного импульса 1/ и .
-11- / 2021

При наличии двух отражённых сигналов одинаковой амплитуды без доплеровского смещения и со смещением fд все спектральные
составляющие последнего сместятся на величину fд . И критерием разрешения, так же как и при разрешении по времени и углам будет ширина самой узкой спектральной составляющей равной 1/ NTсл . Если спектральные составляющие двух сигналов будут расположены ближе чем на 1/ NTсл они сольются в одну, а если шире, то будут наблюдаться отдельно.
Выводы
1. Для увеличения дальности действия РЛС необходимо увеличивать длительность сигнала. Это приводит к увеличению мёртвой зоны и к сужению спектра сигнала, что в свою очередь приводит к ухудшению разрешающей способности по дальности.
-12- / 2021
Rmax tс ; tс Rmin ; |
tс fс ; fс R |
Т.е. требования максимальной дальности и разрешающей способности по дальности противоречивы, но их можно удовлетворить увеличивая базу сигнала.
С другой стороны для улучшения р.с. по доплеровскому смещению частоты необходимо увеличивать длительность сигнала, что будет приводить ухудшению разрешающей способности по дальности. Эти требования тоже противоречивы и их тоже можно удовлетворить увеличением базы сигнала.
2. Интуитивно, кажется, что для увеличения энергетики нужно увеличивать усиление антенны РЛС. (Как мы выяснили это самое эффективное, поскольку усиление входит 2 раза под знаком корня в основном уравнении РЛ). Но здесь тоже есть «подвох». Для увеличения усиления мы должны обужать ДН антенны, что будет приводить к увеличению линейных размеров антенны. Но если мы зафиксируем время обзора всех ячеек. А вы помните, что по дальности и доплеру идёт параллельный обзор, а по угловым координатам – последовательный. Т.е. именно количеством ячеек по угловым координатам определяется время обзора пространства. ДН стала уже, значит, угловых ячеек становится больше. И для того чтобы за то же самое время просмотреть все ячейки мы должны увеличить скорость вращения антенны. А это приведёт к уменьшению времени наблюдения одной ячейки, т.е. к уменьшению длительности сигнала. (Если мы используем накопление, то к уменьшению накапливаемых импульсов). Что в свою очередь будет приводить к уменьшению энергетики отражённого сигнала. Т.е. выигрыша от этого нет. Однако будет улучшаться разрешающая способность по угловым координатам.
Tобз const ; |
, Rmax ; |
, L , но |
ск и |
Tобл Rmax . |
|
|
|
Если Tобл const , то Tобз , что не всегда приемлемо т.к. можно пропустить высокоскоростную цель.
Вообще задача обнаружения и задача разрешения они разные по своим требованиям. Для обнаружения важен именно энергетический потенциал т.е не важно какая ширина ДН будет и какой длительности импульс. И цели не обязательно разрешать на максимальной дальности. Главное обнаружить цель как можно дальше, любой ценой добиться
-13- / 2021

превышения сигнала над шумом. И задача обозревать все направления, чтобы ничего не пропустить.
Разрешать цели не обязательно на максимальной дальности. Когда цель уже обнаружили и взяли её на сопровождение эту задачу может решать, например другая РЛС, может даже в другом диапазоне частот. После этого можно уже начать разрешать цели тут как раз и диаграмма может быть уже и скорость вращения меньше
3. Было получено, что время следования зондирующих импульсов
необходимо выбирать из условия Tсл 2Rmax , чтобы не возникало c
неоднозначности измерения дальности. Однако, как вы помните из структуры спектра сигнала, увеличение Tсл будет приводить к сужению
спектральных составляющих когерентной пачки сигнала. А это в свою очередь приведёт точно к такой же неоднозначности измерения доплера, когда отражённый сигнал будет смещён больше чем на
Fсл 1/ Тсл . К сожалению, решить проблему неоднозначности отчёта
увеличением базы нельзя. Или то или то. Правда есть другие методы, но это выходит за рамки нашего курса.
Пример.
T |
|
|
|
2Rmax |
, R |
150 км T |
1мс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
сл |
|
|
|
c |
max |
|
|
|
сл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
v |
R |
|
|
fд |
. Если |
f |
д |
F |
и f 10 ГГц , то |
|
v |
R |
|
|
сfд |
|
с |
и |
|||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
сл |
|
|
|
|
|
|
2 f |
2 fTсл |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vR 15 м/с = 54 км/ч
fд Fсл – предельный случай, т.е. для данных условий определять
скорость более чем 54 км/ч нельзя. Если больше, РЛС начнёт считать по новой от нуля. И то это при условии положительного доплера. А если может быть отрицательный, то скорость уменьшится в 2 раза.
-14- / 2021