
книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие
.pdf- 50 -
необходимое отношение 5 |Е |М , д0 указанному признаку каналы де
лятся на узкополосные и широкополосные (ШПК). условной границей
между ними служит полоса |
пропускания 3000 гц. Каналы с полосой |
|||
меньше 3000 гц |
относят >к |
узкополосным, все остальные - |
к широко |
|
полосным. |
|
|
А Т |
|
Узкополосными каналами являются телеграфные ( |
=0-М50 гц) |
|||
и телефонные ( |
А Т к = 300J-3400 гц ). По телеграфным каналам осу |
|||
ществляются слуховая телеграфная, буквопечатающая |
телеграфная,си |
|||
гнально-кодовая |
и медленнодействующая телекодовая |
связь. По теле |
||
фонным каналам |
можно осуществлять телефонную, фототелеграфную, |
быстродействующую телеграфную, сигнально-кодовую и телекодовую связь. Их можно также уплотнять телеграфными каналами кай более узкополосными.
Широкополосными каналами являются телевизионные, быстродейст вующие телекодовые и др.
Очень часто вместо полосы пропускания указывают скорость пере дачи в бодах, которая возможна по данному каналу связи. Это обу словлено тем, что при передаче, например, первых трех гармоник аиплитудно-манипулированных колебаний (импульсов) и выполнении
неравенства |
J&L. |
-i на |
основании |
(I .I2 ) скорость передачи в |
|||
бодах и полоса йропуокания связаны формулами: |
|
|
|||||
при проводной |
связи |
|
|
|
|
|
|
при радиосвязи |
В к |
3 |
Л ^ к |
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
В “ Т |
Л Г К |
|
|
|
|
Уменьшение Б |
при радиосвязи |
обусловлено замираниями |
сигнала и |
||||
поэтому зависит от степени изменения |
отношения |
Р с |
на входе |
||||
—р |
|||||||
приемника. |
|
|
|
|
|
п |
|
В зависимости от вида используемых средств различают каналы |
|||||||
радио-, проводных и радиорелейных линий связи. |
По способу обмена |
информацией каналы:делятся на симплексные и дуплексные. Дуплексов каналы требуются не только для дуплексной работы,
но и для симплексной связи с перебоем. Это объясняется тем, что
-51 -
водном направлении передается -сообщение, а в обратной - сигнал перебоя. Дуплекс отличается от симплекса с перебоем большим ко личеством используемых оконечных устройств. Например, для дуп лексной буквопечатающей связи в каждом пункте устанавливают по
два телеграфных |
аппарата - передающий и приемный, для симплекса |
с перебоем - по |
одному аппарату. |
Телефонные
цаиалы |
< Телефон |
Телеграфные |
Телеграф, |
нанапы |
}ап-ты |
РИО. 2.7 |
|
На рис. 2.7 условно показаны телефонные и телеграфные каналы радиорелейной линии связи, в которые включены телефонные и телеграф ные аппараты. В первый телефонный канал вместо телефонного аппарата включена аппаратура вторичного уплотнения, позволяющая получить шесть телеграфных каналов.
Сообщение от отправителя к получателю может быть передано не по одному каналу, а по нескольким последовательно соединенным кана
лам. Слагаемые каналы в этом случае называют прямыми, составной ка нал - сквозным. Соединение одного прямого канала с другим для обра
зования сквозного канала |
называется сопряжением каналов связи. |
Со |
|
прягаться могут каналы, |
созданные с помощью как однотипных, так |
и |
|
разнотипных средств. |
|
|
|
Сопряжение каналов обеспечивает: |
|
||
- наращивание линий связи с применением других средств, в том |
|||
числе |
более мобильных; |
|
|
•- |
создание обходных направлений связи через другие пункты; |
|
|
- |
увеличение дальности связи путем ретрансляции сигналов; |
|
|
- |
устройство вставок |
на разрушенных участках линий связи; |
|
- ответвление каналов от магистральных линий связи (с осевых направлений);
|
- 52 - |
- |
дистанционное управление радио- и радиорелейными станциями; |
- |
более рациональное использование положительных качеств, при |
сущих каждому из каналов.
Например, с точки зрения помехоустойчивости и скрытности лучши ми являются проводные каналы, а для преодоления труднодоступных участков местности целесообразно применять радиоили радиорелей ные станции. Сопряжение прямых каналов позволяет получить комби нированный канал, составленный из проводных каналов, созданных на помехоопасных интервалах, и радиоили радиорелейных каналов, обес печивающих преодоление труднодоступных участков местности.
- |
53 |
- |
|
Г л а |
в а |
Ш |
|
МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ |
|
||
5 I . Общие сведения |
|
||
Р а д и о л о к а ц и е й |
называется |
обнаружение различных |
|
объектов и определение их местоположения |
при помощи радиоволн.' |
Радиолокационные методы позволяют получать также некоторые допол
нительные сведения |
об объектах, например, определять |
тип воздушной |
||
цели, число целей |
и групп, скорость |
их перемещения, |
государствен |
|
ную принадлежность |
и др. |
|
|
|
Радиотехнические устройства, предназначенные для обнаружения |
||||
объектов и определения их координат, |
называют |
р а д и о л о к а |
||
ц и о н н ы м и |
с т а н ц и я м и |
(РЛС), |
и л и |
р а д и о |
л о к а т о р а м и .
Объекты радиолокации - самолеты, ракеты различных классов, воз душные шары, искусственные спутники Земли, корабли, танки, автома
шины, |
наземные промышленные и военные сооружения, |
метеоры, облака |
||
и т .п . |
- принято называть |
р а д и о л о к а ц и о н н ы м и |
||
ц е л я м и , |
или просто |
ц е л я м и . |
|
|
Впервые на |
возможность |
обнаружения объектов при |
помощи радио |
волн указал изобретатель радио А.С.Попов во время проводимых им опытов по радиосвязи на Балтийском норе. А.С.Попов первым наблю дал явление отражения радиоволн от кораблей. Однако состояние радиотехники того времени не позволяло использовать указанное яв ление в практических целях.
В Советском Союзе первые интенсивные работы в области радиоло кации проводились в ЭО-х годах. Обнаружение целей первой совет ской радиолокационной станцией осуществлялось методом непрерывно
го излучения с использованием эффекта Допплера. |
. , |
В СССР в 1938 г . под руководством Ю.Б.Кобзарева |
была разрабо |
тана первая импульсная РЛС.
Бурное развитие радиолокации в предвоенные годы, в течение второй мировой войны и в послевоенный период позволило в значи тельной мере изменить тактику боевых действий в воздухе, на море и на суше.
Во второй мировой войне радиолокационное вооружение имелось в армиях основных вовющих стран и использовалось, главным обра зом, для обнаружения и определения координат' самолетов, наведе ния истребительной авиации на самолеты противника, точного опре деления координат воздушных целей, управления стрельбой зенитной артиллерии и обеспечения навигации и бомбометания.
После окончания второй мировой войны на основе интенсивного прогресса радиоэлектроники получило быстрое развитие и радиоло кационное вооружение армий всех стран мира.
В настоящее время радиолокация нашла исключительно широкое применение в ракетных войсках, в войсках противовоздушной обороны, военно-в08душных силах, военно-морском флоте и сухопутных войсках.
Радиолокация завоевала быстрое признание, так как радиолокацион ные станции обладают значительной дальностью действия, определяют координаты с высокой степенью точности в любое время суток, в дождь, туман и в условиях сплошной облачности. При этом поступле ние данных о противнике и своих объектах происходит практически мгновенно.
В Ноенно-в osдушных силах при помощи радиолокационного вооруже ния решаются такие важнейшие задачи, как:
- |
обнаружение и опознавание |
воздушных |
и надводных целей; |
|
- |
наведение |
истребителей на |
воздушные |
цели; |
- |
осуществление посадки самолетов на аэродромы; |
|||
- |
управление |
стрельбой неуправляемыми |
снарядами и ракетами; |
|
- |
управление |
ракетами класса |
"воздух-воздух" и "воздух-земля"; |
-выполнение прицеливания при бомбометании;
-определение местоположения путевой скорости и угла сноса самолетов;
-выполнение радиолокационной разведки наземных и надводных
объектов.
Осуществление противоракетной обороны совершенно невозможно без применения различных радиолокационных средств для дальнего обнаружения ракет противника и вывода антиракет в точку встречи
сними.
Взенитных ракетных комплексах радиолокационные устройства
обнаруживают цель, определяют точно положение ее и ракеты в воз духе. По этим данным ведется управление ракетами.
- 55 -
Непосредственно на ракетах радиолокационные устройства приме няются как средство самонаведения и в качестве радиовзрывателей.' радиолокационная техника в настоящее время широко использует
ся также в метеорологии |
для определения дальности, границ и высо |
ты облачности, скорости |
и направления ветра. |
Использование методов |
и средств радиолокации имеет исключи |
тельно важное значение в освоении космоса.' Здесь радиолокационная
техника |
может применяться: |
||
- |
для |
обнаружения и слежения за искусственными спутниками |
|
Земли |
и воздушно-космическими летательными аппаратами; |
||
- |
осуществления космической радиолокационной разведки искусст |
||
венных спутников Земли и воздушно-космических самолетов; |
|||
- |
решения ряда задач космической навигации; |
||
- |
предотвращения столкновений космического корабля с метеорами; |
||
- |
осуществления |
радиолокации небесных тел - Луны, Венеры, Марса |
|
и других, а также |
метеоров. |
Современная радиолокационная техника и методы радиолокации на ходятся в состоянии непрерывного совершенствования. Основой этого прогрессивного развития являются достижения радиоэлектроники. Внед рение полупроводниковых приборов, квантовой электроники, разработка и внедрение малогабаритной аппаратуры, повышение надежности радио электронной аппаратуры открывают новые возможности для совершенст вования характеристики радиолокационных станций.
§ 2. Классификация методов радиолокации
Классификация по виду сигналов, изучаемых объектами радиолокации
В общем случае обнаружение объектов посредством радиоволн может быть осуществлено тремя различными методами:
-облучением объекта радиоволнами и приемом отраженных от него сигналов;
-облучением объекта радиоволнами и приемом переиалученных
(ретранслируемых) сигналов; - приемом радиоволн, излучаемых либо передатчиками, установ
ленными на объекте радиолокации, либо непосредственно самим объектом.
|
- |
56 - |
|
|
При первой иетоде обнаружение осуществляется посредством излу |
||||
чения радиоволн в сторону объекта |
и приема от него отраженных си- |
|||
г*«лав. В этом случае объект пассивен как источник излучения. |
||||
Этот |
метод является основным в радиолокации |
и называется |
а к- |
|
I и в |
н ы м, так как для получения полезной |
информации |
об объек |
те, переноочиком которой являются отраженные сигналы, его предва рительно необходимо облучить радиоволнами, излучаемыми радиолока
ционной |
станцией. |
Иногда этот метод называют |
р а д и о л о к а |
||
ц и е й |
с |
п а с с и в н ы м |
о т в е т о м . |
|
Активная радиолокация допускает обнаружение самых различных объектов: самолетов, ракет, космических тел, гидрометеоров, зем
ной и водной поверхности, наэемных сооружений, |
кораблей, айсбергов |
|||
и т .п . Активная радиолокация позволяет получить |
информацию о место |
|||
положении целей противника, их числе и скорости. |
|
|||
Для реализации активного метода в состав радиолокационной стан |
||||
ции должны входить: |
передатчик, |
передающая и приемная |
антенны, |
|
приемник и выходное |
устройство, |
наличие двух антенн - |
передающей |
и приемной - не обязательно при условии, когда обеспечиваются пере дача и прием черев одну антенну.
Вид выходного устройства зависит от получателя информации (опе ратора, вычислительного устройства непрерывного действия, вычисли тельного устройства дискретного действия).
В |
основу активной радиолокации положены следующие принципы: |
- |
отражение радиоволн объектами, встречающимися на пути их |
распространения; |
|
- |
направленные излучение и прием радиоволн; |
- |
прямолинейность в постоянство скорости распространения радио |
волн в однородных средах.
Под воздействием радиоволн, излучаемых радиолокационной стан цией, в материале объекта возникают переменные токи, в результате
чего объект |
переизлучает |
(отражает) падающие на него радиоволны. |
|||||
Отражение радиоволн - |
основное физическое явление, на котором |
||||||
основан метод радиолокации с пассивным ответом. |
|
|
|||||
Излучение, создаваемое |
передающей антенной, называют |
п е р |
|||||
в и ч н ы м , |
излучаемые |
сигналы - |
п р я м ы м и , |
а излучение, |
|||
создаваемое |
объектом, |
- |
в т о р и ч н ы м . |
|
|
||
Реализация второго |
метода |
обнаружения, основанного на |
примене |
||||
нии переизлученного сигнала, |
требует |
установки на |
объекте |
спе |
- 57 -
циального ответчика, состоящего из приемно-передающей аппаратуры. Принятые ответчиком сигналы радиолокационной станции запускают передатчик ответчика, создающего ответные сигналы. Этот метод на
зывают методом радиолокации |
с |
а к т и в н ы м |
о т в е т о в . |
||
Радиолокация |
с активным |
ответом позволяет с успехом решать |
|||
такие |
задачи, как: |
|
|
|
|
- |
увеличение |
дальности и |
надежности обнаружения |
своих объектов |
(самолетов, кораблей, искусственных спутников Земли, ракет, меж планетных станций и т .д .) , так как радиосигналы ответчика по мощ ности могут во много раз превосходить отраженные сигналы;
-определение государственной принадлежности цели;
-индивидуальное опознавание (селекция) своих объектов на фоне общей воздушной обстановки;
-самолетовождение и прицеливание при бомбометании или пуске ракет, осуществляемые по ответным сигналам радиомаяков-ответча- ков.
Третий метод, основанный на использовании только собственного (естественного или искусственного) радиоизлучения объектов, при нято называть п а с с и в н о й р а д и о л о к а ц и е й . ' Соответствующая радиолокационная станция имеет лишь направленную
приемную антенну, |
улавливающую эти излучения, |
приемник |
и выход |
ные устройства, с |
помощью которых производится |
их регистрация |
|
и анализ. |
|
|
|
Пассивная радиолокация имеет в настоящее время такие |
области |
||
применения, как: |
|
|
|
-разведка целей и получение необходимой информации о них (дальности и угловых координат);
-решение навигационных задач при помощи радиоастрономических приборов;
-исследование процессов в космическом пространстве при помощи радиотелескопов;
-радиопеленгование самолетов, кораблей, наземных радиомаяков по сигналам радиопередатчиков.
В основу пассивной радиолокации, использующей естественное радиоизлучение объектов, положено физическое явление, заключаю
щееся в том, что |
все объекты, имеющие температуру выше абсолютно |
||
го нуля (-273°С), |
излучают электромагнитные |
волны миллиметрового |
|
и сантиметрового |
диапазонов. Это излучение |
называется |
т е п л о - |
- |
58 - |
|
в ы м р а д и о и з л у ч е н и е |
и. |
Пассивные радиолокаторы |
могут принииать тепловое радиоизлучение от поверхности земли,мо ря и от находящихся на них объектов. В зависимости от степени нагрева поверхностей и объектов интенсивность излучения ими ра диоволн различна. Поверхности и объекты, нагретые до больших тем ператур, излучают более мощные радиосигналы и поэтому отметки от них на экране индикатора пассивного радиолокатора более яркие, чем отметки от поверхностей и объектов, температура нагрева кото рых меньше.
Классификация по виду сигналов, излучаемых РЛС
Классификацию методов радиолокации можно провести по способам излучения радиоволн передающим устройством радиолокационной стан ции, Это излучение может быть непрерывным или импульсным. Поэтому в зависимости от способа излучения можно говорить о методах ра диолокации при непрерывном излучении и импульсном методе.
При непрерывном излучении радиоволн обнаружение отраженного сигнала возможно только в том случае, когда частота отраженного сигнала отличается от частоты прямого сигнала. Реализация метода радиообнаружения по отраженному сигналу возможна либо путем ис пользования эффекта Допплера, либо частотной модуляции.
При импульсном методе радиообнаружения объект облучается крат ковременными импульсами, деятельность которых меньше длительности паузы между импульсами.
§ 3. Координаты объектов, определяемые РДС
Координаты объекта, как правило, измеряются относительно места расположения радиолокационной станции в полярной (сферической) си стеме координат (рис.3.1).
Начало координат совмещено с пунктом расположения радиолока
ционной станции (точка 0 ). |
Через эту |
точку проходит линия отсчета, |
||
лежащая в горизонтальной плоскости Р |
. Линия отсчета совмещается |
|||
с меридианом, |
проходящим через |
радиолокационную станцию, или с |
||
осью самолета |
или корабля, |
на |
котором установлена станция. |
- 5 9 -
А
Рис. 3.1
Положение объекта, находящегося в точке А , определяется тремя координатами:
-наклонной дальностью D , т .е . кратчайший расстоянием между станцией и объектом;
-азимутом (D , т .е . углом между линией отсчета ОА и на
правлением на объект в горизонтальной плоскости; - углом места 6 , т .е . углом между направлением на объект
ипроекцией этого направления на горизонтальную плоскость.' Достоинство сферической системы координат заключается в том,
что наклонная дальность, авимут и угол места определяются радио локационной станцией непосредственно, без каких-либо дополнитель ных пересчетов.
В качестве третьей координаты расчетным путем можно также оп ределить высоту объекта Л :
|
г |
(3.1) |
|
Н =D Sin б+— - , |
|
„ |
2 К *ФФ |
|
D |
|
земного шара |
где —- --------- величина, которая учитывает кривизну |
||
2М-эфф |
и искривление радиолуча за счет явления рефракции |
|
Л Эфф - |
эффективный радиус Земли. |
|
Число измеряемых координат определяется назначением радиолока ционной станции и может изменяться от одного до трех. Радиолока ционные станции обнаружения позволяют определить дальность и ази-