Радиолокационные станции

Импульсные радиолокационные станции обнаружения.

Рассмотрим принцип действия и особенности стан­ций обнаружения. РЛС обнаружения работающую в импульсном режиме. Преимущество применения импуль­сных зондирующих сигналов состоит в том, что для из­лучения и приема в этом случае используется одна антенна.

Импульсные сигналы в свою очередь делятся на:

• Когерентные;

• Некогерентные.

Е сли в процессе обработки принимаемых сигналов учитывается информация о фазе высокочастотного заполнения импульсов, то РЛС является когерентной. Ко­герентные станции отличаются повышенной слож­ностью. Они позволяют определить радиальную ско­рость целей и осуществить селекцию движущихся целей на фоне помех от неподвижных объектов.

В некогерентных РЛС обработка сигналов осущест­вляется с помощью амплитудного детектора и информа­ции о допплеровской частоте принимаемого сигнала от­сутствует. Однако простота конструкции некогерент­ных РЛС по сравнению с когерентными обусловила их широкое распространение.

Рассмотрим одноканальную импульсную некогерентную РЛС кругового обзора, структурная схема которой пред­ставлена на рис. I.2.1,а.

Где: СГ – синхронизирующий генератор; АП – антенный переключатель; ПА – поворотный агрегат антенны; УПИ в ЦК – устройство преобразования информации в цифровой код; ИНД устройство – индикаторное устройство (электроннолучевая трубка - ЭЛТ).

Синхронный генератор (СГ) запускает Пер и через АП на антенну ВЧ импульсы. Одновременно СГ запускает развертку индикатора (ЭЛТ). После излучения импульса АП подключает антенну к приемнику а с его выхода на ЭЛТ. Таким образом на ЭЛТ будет начало отсчета.

Д ля пояснения взаимодействия элементов структурной схемы РЛС воспользуемся временной диаграммой, пред­ставленной на рис. I.2.2.

Излучаемые ВЧ импульсы привязываются к началу развертки ЭЛТ – (электроннолучевая трубка), поэтому при подключении антенны к приемнику на его выходе после детектора видеоимпульс будет задержан по отношению к зондирующему импульсу на время запаздывания.

Рис. I.2.2

Поэтому дальность до цели будет определяться как

Для визуального наблюдения цели при круговом обзоре обычно используется индикатор кругового обзора (ИКО) (рис. I.2.3). На одном определяют дальность до цели, на другом азимут. На ИУ радиальные линии указывают на азимут, а концентрические на дальность до цели.

Сигнал РЛС отраженный от неподвижной цели имеет туже самую частоту, что и излученный импульс. Если цель движется в сторону РЛС, то частота отраженного сигнала увеличивается по отношению к f_изл сигнала и наоборот.

Таким образом, частота отраженного сигнала в радиолокации изменяется в соответствии с эффектом Допплера

,

где V_р – радиальная скорость движущейся цели, - длина волны.

Непрерывные радиолокационные станции обнаружения.

Н епрерывные РЛС в отличие от импульсных РЛС имеют 2 антенны, антенный переключатель в них отсутствует.

Важнейшим преимуществом непрерывного излучения является возможность прямого измерения мгновенной скорости цели на основе эффекта Допплера.

Функциональная схема простейшей РЛС непрерывного немодулированного излучения изображена на рис. I.2.4.

Рис. I.2.4

Передатчик модулирует немодулированные колебания частотой f₀, излучаемые антенной. Общее число волн, соответствующих двойному расстоянию между РЛС и целью, равно . Поскольку на расстоянии  фаза изменяется на 2 рад, набег фазы на участке «РЛС – цель – РЛС» составит рад. Если цель движется, то непрерывно изменяется расстояние R и фаза  отраженного сигнала. Это изменение фазы во времени эквивалентно изменению несущей частоты f₀ на частоту Допплера

,

где V_р– радиальная мгновенная скорость цели относительно РЛС.

Непрерывное излучение используется в измерителе скорости подъема самолета с вертикальным взлетом, в измерителе скорости сближения с поверхностью Луны при посадке космического кораб­ля, в неконтактном радиовзрывателе, в радиолокационном авто­мобильном указателе скорости сближения. Широкое применение непрерывного излучения связано с простотой устройств, необходи­мых для его реализаций. В частности, в схеме приемника (рис. I.2.3) обходятся без гетеродина и без усилителя промежуточной часто­ты, которая в данном случае равна нулю.

К числу недостатков систем с немодулированным непрерывным излучением относятся:

• невозможность прямого измерения дальности цели из-за отсутствия каких-либо "отметок" на непрерывном излучении;

• наличие паразитной модуляции в опорном сигнале, которым является просачивающиеся в смеситель колебание передатчика; это так называемый шум передатчика, содержащий составляющие допплеровских частот, уменьшает реальную чувствительность одновременно работающего приемника;

• две антенны.