Добавил:
Закончил бакалавриат по специальности 11.03.01 Радиотехника в МИЭТе. Могу помочь с выполнением курсовых и БДЗ по проектированию приемо-передающих устройств и проектированию печатных плат. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Литература / бакулев радиолокация распозн

.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
10.09.2023
Размер:
15.09 Mб
Скачать

Контрольные вопросы

15.1. Каковы задачи вторичной обработки информации'?

15.2.Как определяется и сопровождается траектория?

15.3.Что такое строб и в чем различие между математическим и физическим

с-гробами?

15.4.Для чего нуж~1ы сглаживание и экстраполяция сигналов?

15.5.Каковы модели полез11ого сигнала и помех в системе вторич11ой обработки

информации?

15.6.Как задается участок маневра?

15.7. Назовите статистические характеристики траекторного сигнала?

15.8.Какими функциями аппроксимируются отрезки траектории?

15.9.Что такое сглаживание и экстраполяция?

15.10.Каков принцип действия а-Р-фильтра?

15.11.Для чего при вторичной обработке используют фильтр Калмана?

15.12.Какова логика селекции отметок и как оценить ее качество?

15.13.Что такое эллипсоид ошибок экстраполяции?

15.14.Как работает устройство вторичной обработки в обзор1юй РЛС?

Заключение

Хотя явления рассеяния радиоволн и нарушения радиосвязи при пересечении движущимися объектами трасс распространения сигналов были известны с момента изобретения радиосвязи, возникновение и

развитие техники и устройств радиолокации произошло почти одновре­

менно в нескольких странах только в 1934 - 1935 rr.

В 30-е годы в преддверии второй мировой войны проводились ин­

тенсивные исследования устройств и элементов радиолокации для во­ енного применения. Поскольку в те годы основную угрозу представляла

авиация, в первую очередь исследовались режимы излучения и приема

радиосигналов и структуры радиолокаторов для обнаружения самолетов при отсутствии видимости: за облаками, в плохую погоду и в ночное время. В основном использовали импульсный режим излучения и мет­ ровый диапазон радиоволн ( 1 - 1Ом), однако в ряде разработанных об­

разцов РЛС того времени использованы дециметровые радиоволны и

непрерывное излучение.

Сороковые годы прошлого столетия пришлись на период бурного развития радиолокации. Были освоены дециметровый, сантиметровый и частично миллиметровый диапазоны радиоволн. Появились мощные ге­ нераторные приборы, работавшие в этих диапазонах, чувствительные

радиолокационные приемники с низким коэффициентом шума. Были

разработаны и созданы направленные антенны СВЧ-диапазона: зер­

кальные, линзовые, щелевые, «волновой канал» и др., а также такие

устройства СВЧ-техники, как волноводы и объемные резонаторы.

Было налажено производство радиолокационных станций для обна­ ружения и автоматического сопровождения самолетов в любое время су­ ток и при любой погоде. Эти первые радиолокаторы успешно применя­ лись воюющими сторонами для борьбы с самолетами и кораблями про­ тивника. Наконец были проведены первые теоретические исследования, написаны первые статьи и монографии по теории и технике радиолокации.

В 50-е годы увеличена дальность обнаружения объектов за счет

повышения мощности передатчиков и использования малошумящих

входных усилителей приемников. В радиолокации началось применение

сложных энергоемких сигналов и техники их сжатия для обеспечения высокой разрешающей способности по дальности и скорости. Была раз­

работана теория моноимпульсных радиолокационных систем сопрово­

ждения по направлению.

На 50 - 60-е годы приходится расцвет теоретических открытий,

исследований и разработок. Стоит упомянуть теорию согласованной

312

Литература

1.Ба,..улев П.А., Степи,, В.М. Методы и устройства селекции движущихся целей. - М.:

Радио и связь, 1986.

2.Кондратьев В.С., Котов А.Ф., Jfарков Л.Н. Мноrопозищ-юниые радиотехнические системы/ Под ред. В.В. Цветнова. - М.: Радио и связь, 1986.

3.Коростелев А.А. Пространственно-времен11ая теория радиосистем. - М.: Радио и

связь, 1987.

4. .Пешн Ю.С. Введение в теорию и технику радиотехнических систем. -М.: Радио и

связь, 1986.

5.Радиолокационные станции с цифровым си~-rrезированием апертуры антенн~.~ /

В.Н.Атпипов, В. r Горяинов, А.Н. Кулин н др.; Под ред. В. r Горяuнова. - М.: Радио н

связь, 1988.

.

6.Радиотехнические сщ,-темы. / Ю.П. Грuишн. В.П. Ипатов, Ю.М Казаринов и др.; Под ред. Ю.М. Казарuнова. - М:: Высшая школа, 1990.

7.Сосулш-1 Ю.Г. Теор~ические основы радиолокации и ращюнавиrации.- М.: Радио и связь, 1992.

8.Черняк В.С. Многопозинионная радиолокаuия. -М.: Радио и связь, 1993.

9.LПuр,иан ЯД и др. Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория. Спра­ вочш1к / Под ред. ЯД Шир.,,юна. -М.: ЗАО «Маквис», 1998.

1О. Ба19~'lев 11.А., Сосновск11й А.А. Рмиолокационные и радионавигационные снстемы. - М.: Радио и связь, 1994.

11.Вараки11.П.Е. Теория сложных сигналов. -М.: Сов. радио, 1970.

12.Кузы,ти С.3. Ц11фровая радиолокация. Введение в теорию. - Киев: ВЦ, 2000.

13.Радиовидение. А.А. Герасимов, ГС. Кондратенко, Е.Е. Колтышев и др.; Под ред. ГС. Коидратенко. -М: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1997.

14.Информационные технологии в радиотехнических системах. / В.А.Васин, И.Б. Вла­ сов, Ю.М Егоров ll др.; Под ред. И.Б. Федорова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баума­

на, 2003.

316

Список основных сокращений

АМ - ампли~удная модуняция

ПРВ -

пло11юс1Ъ распределеm1я вероятно(..'ТСЙ

АПЧ -

автоматическая поЩ,"ТJЮйка частоты

ПУ -

,юроt"овое устройство

АРУ - автомаrическая регулировка усиления

ПУЛТшх.,"ТОянный уровень ложных тревог

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

РГФ - режекторный гребенчатый фильтр

АЧХ

-

ш1,шш1~уд1ю-часто11,ая характери­

РД - радиодаль11омер

с-гика

 

 

РЛУ -

радиолока~tионное устройство

БРЛС - бортовая радиолокационная система

РЛС - радиолокационная СИ(.."Тема

БиРЛС - бнстатическая радиолокацион11ая

РП - радиопеленгатор

система

РСА

-

радиолокатор с синтезированной

ВАРУ - временная автоматическая регули­

а11ертурой

ровка усиления

РСН - равносигнальное направление

ГРЧ -

генератор радиочастоты

СДЦселекция движущихся целей

ДКФ - двумерная корреляционная функция

СКП - средняя квадра-mческая поrрешноС1Ъ

ДН - диаграмма неопределенное111 (ситтшла)

УВД - управление воздушным движением

ДНА - диаграмма направленности антеш1ы

УЛЗ -ультразвуковая линия задержки

ДОР - диаграмма обратного рассеяния

УПЧ - усилитель промежуточной частоты

ИКО - индикатор кругового обзора

ФАПЧ - фазовая автоматическая под(.,"трОй­

ИМимпульсная модуляция

ка частоты

КНД- козффициеm направленного действия

ФАР - фазированная аш-е11ная решетка

КО -

корреляционный обнаружитель

ФМ -

фазовая модуляция

КФО

- корреляционно-фильтровой обна­

ФО -

фильтровой обнаружитсль

ружитель

ФНЗС - функция 11еоnределенности зонди­

КПД-

козффицие1гr полезного действия

рующего сиr11ала

КФ -

корреляционная функция

ФЧХ - фазочастотная характеристика

ЛА -

летательный аппарат

ЧМчастотная модуляция

ЛЗ - линия задержки

ЧПВ

(ЧПК) - череспериодное вычитание

ЛЧМ - линейная частотная модуляция

(компенсация)

МАРУ - мгновенная автоматическая регу­

ЦАП - цифроаналоrовый преобразователь

лировка усиления

ЦОДЦ -

цифровое обнаружение движу­

МПРЛС - мноrопозищю1шая радиолокаци­

щихся целей

онная система

ЦРГФ -

цифровой режскторный гребенча­

ОДЦ - обнаружение движущихся целей

тый фильтр

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство

ЭВМ - электронная вычисшпелы1ая машина

ОПРЛС - однопозиционная радиолокаци­

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка

онная система

ЭПР - эффективная ruющадь рассеяния

ОЛ -

объект локации

ЭЦВМ - электронная 1t11фровая вычисли­

ПАВ - поверхностные акустические волны

тельная машина

ПЗС - прибор с зарядовой связью

 

 

 

317

Оглавление

Предислов11е ___________________________________ .____ ._______________________ ....

---··-···--·

.......

 

-....

-..

-- ....

-,_. __ ._._

.. _. ___

...

__

3

Глава 1. Общие сведения о радиолокационных системах ·-·--....

--.-·--·-·---------·--·--·

4

1_1_Ос1ювные понятия н определения

-·- _____ -·

..

____ -·-- _--·----· ___ . ·-·· ____ .-·-· -··-- ·-·-··· ·----

- · __

4

1_2_ Физические основы радиолокации ..

-·-·· __ ..

·- ---· _--··· ·--

-·-·-

·- -· -· _____

.. -·-·--·· -·-- __ -·-····

- ··.

5

1_3_ Физические основы радиолокационных 1-1змерений

-- --

·

··---

·-·--

·-·---

·-··-·---

·-··- --

····-···

8

l.4_ Методы определения координат в РЛС ·----

···-·--··-·-·----

---

·

··-··---

·---

···-··-·--·--··--

··--

·-··

 

10

1.5. Тактико-технические параметры РЛС ·-·-·-·----

···-·--··-·-·- ---·

··--

···---

···---

·-----

·-··-··--

·---

·

 

11

1_6_ КлассификаЦJ-Jя ращюлокащюнных устройств и си".ем

... ......

__

 

_. _. __ .-· ...

_.. _.....

·-. -...

 

- · .

 

14

Глава 2. Радиолокационные системы ·--

·-·-·-----

 

·--

···---

··-··--

··-- --

··· ··---

····----

 

·--------

···-·---

·---

 

 

17

2_ 1. Виды радиолокации и радиолокационных систем ....

··· ...-·

-.....

-.....

·····-···· ...

......

...

 

 

17

2.2. Многопозиционные радиолокационные системы ........

....

_

_...

_...........

 

-- ..........

 

 

__ ....

 

 

20

2.3_ Отражшощие свойства целей ,_ ........

 

_....

-- ...........

 

 

-...

,_.....

....

_

-- ....

 

-.---•----·---·-··· ....-- ...

- .

 

23

2.3. J.

Тоl/е'lные цели ·-·---·-·- ....

-..... _....

-..

_· ...

-.....

-...

-._, _____ ... ....

_

___ ..

_,_ .....

-...

-......

__ .. ..

_

 

26

2.3.2_

Особенности отражеиия радиовол11 от реш,ьных объектов

....

-._ ......

 

 

 

32

2.3.3. Методы определения ЭПР реальных целей

...........................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

2.3.4.ЭПР протяжеиных целей .........................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

Глава 3. Обнаружение радиосигналов_

.....

-..........

 

 

_._ ................

 

 

 

_..........

 

--

.... -......

-..........

 

 

 

45

3.1 _Физические ос,ювы обнаружения ......

 

-..........

 

 

_..................

 

.................

 

-

 

 

 

-- ................

 

 

 

 

 

45

3.2- Кр~m:рии оmимальноrо обнаружения ----- ....

 

-._ ....

-.............................

 

 

 

 

 

 

-....

-- ...........

 

 

-

47

3.3. Модели радиолокационных сигналов -----· ....

 

-......

-._..............

 

 

 

-.....

 

-.- ....

-....

-....

-.......

 

-

53

3.4. Синтез оптималы1ых обнаружителей -----·--- ....

-- .....

_...

_. ......._._

 

____ ...

-.....

-- ..........

 

 

_...

--

 

55

3_5_ Эффективность систем обнаружения сигналов

... _. __ ... .....

_

 

-....

-.........

 

--.--.---

.....

_____

 

77

3.6_ Обнаружение сигналов при априорной неопределенности ....................

 

 

 

_._ ..

___ ...

 

 

81

Глава 4. Выбор зондирующего сигнала В РЛС .. --

..... _...... ..........

 

_

 

-........

_...

_.....

-...

---·

 

89

4. I_Функцни неопределенности---..

----- ......

 

_._

... _.. __ ._ ...

__ ....

_.. ..___ ,__

_......

 

-.....

______ ._..

_.. __ .....

 

 

89

4_2. Днаграммы неопределенности ------·--··--- .....

 

-._···-·-·--···----·--··-

.......

--- .. -·-··---·--·- ..-·---..

 

93

4.3. Испол~.зованне диаграмм неопределе11ности в радиолокац,ии

-...

__ .....

_... __ ....

__ ...

 

 

98

4_4. Сложные сиrналм -.......

-... _. ____ ._ ....

_.............

 

 

-.....

 

_......

_....

-.... .......

 

-

 

_...

__ ....

___ ...

__ .....

-._ ..

 

101

Глава 5. Дальность действия и точность РЛС ___ ...

__ ...

_. __ ...

__ ._ .. __ .__ ........

-- .......

 

_..

__ .,

115

5_ 1_ Дальность действия РЛС --·-·-·- ..

·---·------···---···----·------·-·------·---·---·------

.. --- ...

-....

-....

_.

115

5.1.1. Дальность действия РЛС в свободноАt пространстве·--

··---·····-·····-··

115

5.1.2. Влияние атмосферы и подстилающей поверхноспт

 

 

 

 

 

 

 

 

на дальность действия РЛС

.. -·--·-····-·•· ..

•·--···-·-··--········-···--·

.. ,·······--····--··········

122

5_ /.3.Обзор пространства в РЛС····--··-..

------------·- ...

.... ......

-

_

__ .-·-----·---··------·•- ..

 

129

5. /_ 4.

Аналт факторов. определяюЩlLУ даrrьиость действия РЛС ....

_...

132

5_2. Точность определения местоположения цели в РЛС ...........

 

 

 

_., .........................

135

5_2_1. Об~цие сведения·---··-···..

-·······--···-··----····-····---··-- ...·····

·....

 

,-····-··· ..

······ .......

 

 

135

5_2_:!. To'luocmь определения геометрического эле.мента

...........................

 

 

 

 

 

 

136

5.2.3. Погреиtность определения линии поло.жения --···

··-·---

 

·--····--···--

····---

·-··

137

5.2.4. Погрешность определения лtестополо.жеиия ----···

···---

·········-····--

·---

····

139

5.2.5. Рабочие зоны PITC ·---·---

············-----

 

····-····--·--···-···-··--·-·--

············-----

 

········

145

Глава 6. Помехи рад11олокащ1ониым системам ..................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

147

6.1_ Общие сведения ····-·--·······-··-····-········-·----- ....

-._·--·-······---···----·-----··-·------·--·····-·--·-··

147

6_2. Набдюдаемость целей при воздействии помех ........................

 

 

 

 

 

 

_.............

 

_..........

 

 

 

150

6. 2. / _НаблюдаеJ'..tость целей иа фоне пассивной помехи .....

 

_-... -· -....

__ ......

 

_..

150

6.2_2_ Способы ослабления наблюдае.мости объектов при пассивных помеха"!:....

 

 

151

6_2.3_

У.,.,1еньшение ЭПР защищаемьtх объектов ·---

·········----

··--···-·--·----

·······-··

151

318

6.2.4. Ул1еньше1те собственного радиотлучеm1я

объектов и влия,те tю11т11рова1тых областеit атмосферы .. ... ... ...... .. .......

J53

6. 2.5. Пропшворадztо.'lОIШlfLtонная лrаскировка объе~тов .. ..... ... .... ..... .... ..... ..

154

6.1.6.Наблюдаемость 11ели ,ш фоне активной 11ол1е:ш .................................

156

6.3. Радиотеюшческая разведка .............................................................. ... ................

158

Глава 7. Борьба с пассивными помехами ..............................................................

163

7.1.Уменъшение влияния пассивных помех в приемном

 

канале (на высокой и промежуточной чаL,отах) .....................................................

163

7.2. Обнаружение целей на фоне пассивных помех .... .... ..... ... ... ....... .... ... ...... .... ... .. .

164

7.3. Методы создания когере1mюго опорного сигнала в РЛС с ОДЦ ...................

170

7.4. ПоL,росние устройств подавлевия пасс11вных пol\Jex в ОДЦ ..........................

172

7.5. Ралшация устройств подавления пассивных помех .........................................

177

7.6. Критери11 качества подавления пассивных 1юмех в устройствах ОДЦ ..........

184

7.7. Факторы, опредепяющие качество устройств ОДЦ ..........................................

186

Глава 8. Борьба с активными помехами ................................................................

191

8.1. Прием и обработка пространственно-времевных свгналов ....................... ......

191

8.2. Устройства подавления пространственных активных помех ... ..... .. ... ... ... ..... ..

197

8.3. Устройства борьбы с комбинировшшыми помехами .......................................

203

Глава 9. Измерение параметров сигнала ...............................................................

206

9.1. Байесовы оценки ..................................................................................................

206

9.2. Оценки максимального правдоподобия .............................................................

208

9.3. Качество оценок ...................................................................................................

208

9.4. Потенщ1альная точ1юсть измерений ..................................................................

211

9.5. Структура измерителей .......................................................................................

212

9.6. Оценка параметров сигнала на фоне «белого» шума .......................................

216

9.7. Оптимальные дискриминаторы ..........................................................................

222

9.8. Экстраполяторы ...................................................................................................

224

Глава 10. Радиодальномеры ........................................................................................

228

1О. 1. Фазовые радиодальномеры .... ... .. .. ...... ... .... .. .. ..... ...... .. .. .. .. .... .... .... ... ...... ..... ... ...

230

10.2. Частотные рад11одальномеры ............................................................................

233

10.3. Импульсные радиодальномеры ........................................................................

240

10.4. Радиодалыюмеры со сложными сигналами ....................................................

249

Глава 11. Радиопеленгаторы .......................................................................................

252

11.1. Амплmудные радиопеленгаторы .....................................................................

252

11.2. Фазовые радиопеленгаторы .. .... .... ...... ........ ... ..... ..... ......... .... ... ..... .. ... ...............

260

11.3. Многоканальные (мо11ош.шульсные) радиопеленгаторы ...............................

264

Глава 12. Измер11тели высоты ....................................................................................

273

Глава 13. Измерители скорости цели .......................................................................

277

Глава 14. Радиолокаторы с синтезированной апертурой ................................

282

14.1. Принци11 действвя и устройL.во РЛС с СА .....................................................

282

14.2. Цифровая обработка сигналов в РСА ..............................................................

290

Глава 15. Вторичная обработка радиолокационной информации .......................

295

15 .1. Обнаружение и сопровожде,~ие траекториii ....................................................

296

15.2. Сигналы r1 помехи в системах вторичной обработки .....................................

298

15.3. Оце11ка параметров траектории ........................................................................

303

15.4. Строб11рование отметок целей ..........................................................................

306

Закл1очен11е .........................................................................................................................

312

Литература ..........................................................................................................................

316

Список основных сокращений ....................................................................................

317

 

319

Учебное издание

Петр Александрович Бакулев

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Зав. редакцией И.Г. Волкова

Редактор-оператор О.Б. Ярошевич

Изд. № 117. Сдано в набор 16.12.2003.

Подписано в печать 26.12.2003. Формат 60х90 1/J 6.

Бумага газетная. Гарнитура Тайме.

Печать офсетная

Печ. л. 20. Тираж 1500 экз. Зак. No J 387

Издательство «Радиотехника».

107031, Москва, К-3 J, Кузнецкий мост, д. 20/6.

Тел./факс: 921-48-37; 925- 78-72, 925-92-41. E-mail: iprzhr@onlinc.rн

\V\v,-v. webcenter.ru /~iprzhr /

Отпечатано в ООО ПФ "Полиграфист'' 160001, r. Вологда. ул. Челюскинцев. д. 3.