Литература / М.И.Финкельштейн Основы радиолокации

3) должна быть обеспечена Выдача знаковых характер ристик по 25 ... 30 объектам при отсутствии ограничений в воспроизведении статической информации.

Для совмещенных индикаторов была создана специальная ЭЛТ с несколькими прожекторами, работающими на общий экран и имеющими оптические окна для проекции ста­ тической информации. Один из прожекторов ЭЛТ может работать в знакопечатающем режиме. Такие ЭЛТ обеспе­ чивают параллельные методы получения совмещенного изображения.

Широко применяются методы получения совмещенного отображения на основе телевизионно-знаковой индикации. Здесь используется преобразование радиолокационного изображения в телевизионное, что помимо решения вопро­ са о работе в условиях нормального внешнего освещения дает простую возможность ввода статической информации. Знаковая информация может вводиться во время обратного хода кадровой развертки, увеличение которого возможно путем сокращения обратного хода строчных разверток.

2. Синтезированное радиолокационное изображение. Вне­

дрение цифровых методов обеспечило возможность синтези­ рованного отображения координат целей с регенерацией, так что отображаются цели, распознаваемые в течение несколь­ ких последних (например, четырех) ©боротов антенны. Здесь уже не требуется ЭЛТ с послесвечением (память находится в цифровом вычислительном устройстве или в ЭВМ), а ско­ рость смены информации должна быть не менее 20 Гц для исключения эффекта мелькания. При этом вырабатываются символы, заменяющие на ИКО обычные отметки цели и перемещающиеся автоматически с сигналом цели. Буквен­ ная и цифровая дополнительная информация, полученная по активному каналу, располагается рядом и перемещается автоматически вместе с символом. На рис. 12.10 представле­ но синтезированное изображение сопровождаемой цели вместе с 'формуляром- «а экране совмещенного индикатора, АС УВД. Здесь показан символ координатной отметки по вторичному каналу, при наличии ВС в плане мбЛсТа (точка внутри) и предыдущие положения цели (три жирные точки),

— символ диспетчера, управляющего данным воздуш­ ным судном. Цифра 65511 — бортовой номер, 0750 — теку­ щая высота в десятках метров; символ рядом означает, что воздушное судно набирает высоту (получено при анализе изменений текущей высоты); 0850—скорость, вычисленная по смещению координатных отметок; С078 — запрошенный эшелон, введенный в формуляр из плана полёта.

520

Ввод дополнительной информации возможен во время обратного хода развертки вместо какой-либо развертки (например, каждой восьмой), либо развертка может преры­ ваться в случайные моменты времени. При этом осуществля­ ется переключение отклоняющих катушек ЭЛТ с напряже­ ния развертки на напряжение, соответствующее положению дополнительной информации. Высокое качество изображе-

Рис. 12.10. Синтезированное изображе­ ние цели с формуляром

ния может быть получено при точности привязки дополни­ тельной информации не меньше 2% от дальности шкалы, что трудно обеспечить с помощью аналоговых развертывающих устройств.

3. Цифровой генератор пилообразного напряжения раз­ вертки. Устройство формирования пилообразного напря­ жения (рис. 12.11) состоит из двоичного (т + ^-разряд­ ного счетчика, соединенного с ЦАП, генератора тактовых импульсов с частотой F, делителя частоты следования им­ пульсов, а также устройства переключения и схемы И.

Импульсный генератор запускается синхронизирующим импульсом, после чего последовательность импульсов по­ ступает на счетчик и на делитель, состоящий из т ступеней. Счетчик считает на увеличение или на уменьшение в зави­ симости от сигнала переключения (1 для знака +, 0 для знака —). Делитель после 2т импульсов генератора выра­

521

батывает импульс, используемый в качестве команд «Стоп» и «Сброс» соответственно для генератора и счетчика. При этом счетчик переходит в состояние 2т (число 100 ... 00 в двоичном коде), которое принимается за нулевой уровень генератора.

Каждый импульс, поступающий на счетчик, меняет его состояние, которое представляется в двоичном параллельном коде (по т + 1 проводам), и подается на ЦАП, что приводит

Синхронизирующий

Рис. 12.12. Временные диаграммы в схеме на рис. 12.11

к скачкообразному изменению выходного напряжения и (/) (рис. 2.12). Для изменения состояния счетчика от нулево­ го (уровень 2ОТ) до максимального или минимального подает­ ся 2т — 1 импульсов, т. е. максимальный уровень равен 2т 4- 2т — 1 == 2"г+1*2— 1, а минимальный 2т — (2т — 1)=

до U0/(2m+l — 1) при сигнале переключения «0», причем U — U0/2 — амплитуда пилообразного напряжения раз­ вертки.

522

Наклон пилообразного напряжения развертки, изменяю­ щегося скачками (рис. 12.12), определяется значениями Ди и т и пропорционален частоте импульсного генератора F. Поэтому для изменения крутизны целесообразно использо­ вать генератор импульсов со средней частотой повторения FcP — a F, где а лежит между 0 и 1. Схема устройства, преобразующего последовательность импульсов с частотой повторения F в последовательность с частотой повторения аГ, представлена на рис. 12.13. Она включает регистр на

Рис. 12.13. Цифровая регулировка частоты тактовых импульсов

п бит (Ke, Ki, ..., /<п_1), в котором записано число сс, и делитель из п ступеней (Z?o, Dlt ..., Z?n-i)-

На вход делителя подаются импульсы с частотой повто­ рения F (с импульсного генератора, показанного на рис. 12.11). При этом на выходе соответствующих ступеней дели­ теля образуются импульсы с частотами повторения F/2, F/4, ..., Г/2", поступающие на выходную суммирующую цепь через одну из схем И, если в соответствующем разряде регистра Ко, ..., Xn-i записана 1. В противном случае импульсы не проходят. Как следует из рис. 12.13, на выходе суммирующей цепи образуется последовательность импуль­ сов со средней частотой

Fcp = о* (F/2«) + Ki (F/2«~’) + ... + Kn-i (F/2) -

= (F/2«) (Ko + Ki2 + ... + Kn_i 2«~’). (12.4.2)

На рис. 12.14 показаны импульсы в схеме рис. 12.13 при п = 3 и различных значениях а и на выходе цифрового генератора пилообразного напряжения развертки при tn = = 3.

523

Как следует из рис. 12.12, в пределах прямого хода раз­ вертки дальности укладывается 2"! — 1 ступенек разверты­ вающего напряжения длительностью 1/F. Поэтому шкала дальности

т. е. изменение шкалы дальности может производиться пу­

пульсов.

Схема устройства, работающего по описанному принци­ пу, представлена на рис. 12.15. Здесь имеются два канала для формирования отклоняющих Напряжений вдоль двух взаимно перпендикулярных осей ЭЛТ х и у. В каждый из каналов входит умножитель, счетчик, ЦАП, устройство переключения. Генератор импульсов частоты F и делитель, включенный между двумя умножителями каналов X и у, являются общими. Генератор импульсов запускается

524

Счетчик X

Умножи­ тель

рис. 12.15. Цифровой генератор радиально-круговой развертки

синхронизирующим импульсом РЛС. На 2т-м импульсе потока от генератора вырабатывается команда «Стоп» на генератор и «Сброс» на счетчики, которые переходят в на­ чальное состояние 100 ... 0.

12.5.ТРАНСЛЯЦИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ

ИНФОРМАЦИИ

1 .Широкополостные системы. Применение современных мощных РЛС УВД, расположенных на определенных пози­ циях вне аэропорта и обслуживающих целые аэроузлы, и не­ обходимость автоматизированного сбора радиолокационной

еще больше, до сотен километров, в связи с необходимостью сбора информации с трассовых РЛС для АС УВД.

При трансляции в месте приема нужно передать видео­ сигналы целей (а также масштабные метки), сигналы син­ хронизации и сигналы углового положения антенны. Систе­ мы трансляции можно разделить на широкополосные и узко­ полосные в зависимости от ширины полосы частот, необхо­ димой для передачи информации.

В случае простейшего метода непосредственной транс­ ляции для передачи сигналов, формирующих радиолока­ ционное изображение, могут использоваться различные

525

поднесущие с последующим их часютным разделением. При этом возможно применение как ВЧ кабеля, так и радиоканала. Ширина полосы частот в принципе опреде­ ляется длительностью зондирующих импульсов, однако метод поднесущих приводит к расширению требуемой по­ лосы. Наиболее трудной является передача данных об уг­ ловом положении антенны.' Недостатком метода непос­ редственной трансляции является сложность многоканаль­ ной линии связи и чрезмерное расширение требуемой полосы частот.

Высокую точность обеспечивает передача углового по­ ложения антенны с помощью импульсов двоичного кода в интервале между отраженным сигналом, соответствующим максимальной дальности, и моментом излучения зондирую­ щего импульса. При этом генератор угловых импульсов связан с валом вращения антенны (§ 8.4, п. 4). В процессе вращения происходит счет числа угловых импульсов. Для согласования счетчика и нулевого положения антенны выра­ батывается опорный импульс, который устанавливает счет­ чик в нулевое положение.

Для получения единого транслируемого радиолокацион­ ного сигнала требуется обеспечить жесткое соответствие между синхронизирующими импульсами РЛС и угловыми импульсами. Поэтому последние поступают на счетчик толь­ ко после прихода очередного синхронизирующего импуль­ са РЛС.

2. Информационная способность при радиолокационном обзоре. Будем называть информационной способностью то максимальное число целей, которые могут быть раздельно обнаружены РЛС в единицу времени. Так как каждый раз­ решающий объем соответствует одной цели, то следует вы­ числить, сколько таких объемов могут быть просмотрены в единицу времени.

В случае последовательного обзора число потенциальных разрешаемых объемов в пределах одного луча при макси­

(Тиф — телесные углы зоны обзора и луча антенны). Число этих объемов в единицу времени (например, в

секунду), т. е. информационная способность РЛС, в соот­ ветствии с (9.1.3) равна

526

Это можно объяснить и иначе. Так как суммарное время, охватываемое всеми импульсами сигнала одной цели, равно NxK, то, если заполнить интервал времени, равный единице, импульсами цели вплотную друг к другу, их общее число как раз и будет 1 / Nxn. Это число характеризует также некоторую полосу частот, соответствующую каждой цели,

т.е. скорость поступления данных.

Вслучае одновременного обзора информационная спо­

собность согласно (12.5.1) и (9.1.2)

п У I

(12.2.3)

Т'обЗ! Ф Мти

т. е. возрастает в число раз, равное числу каналов. Причина этого в том, что к временному разделению сигналов, кото­ рое было при одном канале, добавляется пространственное разделение.

Таким образом, РЛС кругового обзора свойственна весь­ ма большая информационная способность. Например, при числе импульсов N — 10 и длительности ти = 1 мкс имеем / = 105 целей/с, что является явно избыточным. Если принять, что в РЛС кругового обзора за один оборот антен­ ны имеется т — 300 интересующих наблюдателя целей, то при периоде вращения Та = 10 с число их равно т!Тд= = 30 с"1

Найдем потенциальные возможности канала передачи радиолокационной информации. Если не принимать спе­ циальных мер, то для передачи радиолокационных сигна­

Так как нас интересует 30 целей в секунду, то для передачи их сигналов требуется емкость канала Ск = 20 • 30 — = 600 бит/с. Согласно же формуле Шеннона емкость кана­ ла

Если принять Рс/Рш ~ Ю, то требуемая в данном слу­ чае полоса частот при идеальном коде равна лишь /ид == == 600 / log2ll = 173 Гц! Это свойство используют при узкополосной трансляции радиолокационной информации.

3. Узкополосные системы. Простейший способ сокра­ щения избыточности радиолокационной информации осно­

527

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Общие пособия по курсу

I. Теоретические основы радиолокации/ Под ред. В.Е. Дулевича. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Сов. радио, 1978.

2.Теоретические основы радиолокации/ Под ред. Я. Д. Ширмана. — М.: Сов. радио, 1970.

3.Радиолокационные устройства ^теория и принципы построе­ ния)/ Под ред. В. В. Грнгорнна-Рябова. <— М.: Сов. радио, 1970.

4.Карпухин В. И., Финкельштейн М. И. Задачи и упражнения

по основам радиолокации. — М.: Машиностроение, 1979.

5. Васин В. В., Степанов Б. М. Справочник-задачник по радио­

локации. — М.: Сов. радио, 1977.

Дополнительные пособия

1.Справочник по радиолокации в 4-х т./ Под ред. М. Сколиика: Пер. с англ, под ред. К. Н. Трофимова. — М.: Сов. радио, 1976—1979.

2.Ширмаи Я. Д., Манжос В. Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех —М.: Радио н связь, 1981.

3.Бакулев П. А. Радиолокация движущихся целей.—М.: Сов. радио, 1964.

4.Лезин Ю. С. Оптимальные фильтры и накопители импульс­ ных сигналов. — М.: Сов. радио, 1969.

5.Поиск, обнаружение и измерение параметров сигналов в ра­ дионавигационных системах/ Под ред. Ю. М. Казаринова. —М.: Сов. радио, 1975.

6.Свистов В. М. радиолокационные сигналы и их обработка. — М.: Сов. радио, 1977.

7.Финкельштейн М. И. Гребенчатые фильтры. — М.: Сов. ра­ дио, 1969.

8.Кобак В. О. Радиолокационные отражатели. — М.: Сов.

радио, 1975.

9. Фельдман Ю. И., Гидаспов Ю. Б., Гомзин В. Н. Сопровожде­ ние движущихся целей. — М.: Сов. радио, 1978.

10.Лихарев В. А. Цифровые методы и устройства в радиолока­ ции. — М.: Сов. радио, 1973.

11.Вакман Д. Е. Сложные сигналы и принцип неопределенно­ сти в радиолокации.—М.: Сов. радио, 1965.

12. Радиолокационные станции бокового обзора/ Под ред.

А.П. Реутова. — М.: Сов. радио, 1970.

13.Автоматизация обработки, передачи и отображения радио­ локационной информации/ Под общей ред. В. Г. Корякова. — М.:

Сов. радио, 1979.

14.Автоматизация самолетовождения и управления воздушным движением. — М.: Транспорт, 1980.

15.Литвак И. И., Ломов Б. Ф., Соловейчик И. Е. Основы по­

строения аппаратуры отображения в автоматизированных системах/ Под ред. А. Я. Брейтбарта. — М.: Сов. радио, 1975.

16.Радиолокационные методы исследования Земли/ Под ред.

Ю.А. Мельника. — М.: Сов. радио, 1978.

529