Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
9.99 Mб
Скачать

- 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-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ