Добавил:
AverageTusurEnjoyer
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебники / 1664-itog
.pdf
191
()(
)
Rr
τστ
ППВх
P
(
)
τ
()()(
)
ВыхВхВхП
utututT
()(
)
2
{[]}
()(
)
(
)
PPPrTPrT
(
)
П
rT
П
T
=
0,5
1()
PrT
1()
П
rT
боты систем СДЦ, например, коэффициент подпомеховой видимости [15]. В данной книге они не рассматриваются.
Рассмотрим методику расчета коэффициента подавления
помехи. Очевидно, он зависит от вида помехи. Зададимся видом помехи. Пусть помеха на входе системы ЧПК - стационарный случайный процесс с корреляционной функцией.
2
где
2
σ =
=
ПП
- мощность помехи на входе;
,
r
- нормиро-
ванная корреляционная функция входной помехи (коэффициент
корреляции).
Напряжение на выходе устройства ЧПК
=−−
,
а мощность
PMututT=−−
ПВыхВхВхП
.
Возводя в квадрат и производя почленное усреднение, полу-
чим
2221
где
τ
=−=−
ПВыхПВхПВхППВхП
- значение коэффициента корреляции в точкее
.
,
Отсюда,
P
k
ПВх
==
П
ПВыхП
−
. (7.10)
Данная формула применяется для практических расчетов.
Входящая в нее корреляционная функция обычно рассчитывается как преобразование Фурье энергетического спектра помехи. Используя далее формулы (7.8), (7.10) запишем выражение
для коэффициента улучшения отношения сигнал/помеха (7.9)
1
−
(7.11)
sin
kfT
УДП
π=⋅
Приведем некоторые практические данные о коэффици-
192
4065
=÷
1035
=÷
530
=÷
енте подавления помехи, полученные в сантиметровом диапазоне. Помеха: холмы поросшие лесом в штиль -
k
П
дБ;
металлизированные ленты (искусственные помехи), море при
ветре -
k
П
дБ; облака -
k
П
дБ [6].
193
MAXMIN ОбзОбз
αβ
РЛС
Θ
R
MAX
∆
α
∆
β
Θ
Обз
T
8. МЕТОДЫ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА В РАДИОЛОКА-
ЦИИ
8.1. Определения и классификация
Одной из важнейших тактических характеристик РЛС является область обзора - пространственная область в которой выполняются предъявляемее к ней ТТТ. В общем случае область
обзора характеризуется: ,,,
RR
∆∆. Схематичес-
ки область обзора представлена на рисунке 8.1.
ДН антенны
Рисунок 8.1
Обзор пространства - просмотр области обзора, который,
вообще говоря, надо выполнять по каждой из координат. Однако, обзор по дальности происходит несравненно быстрее, чем
обзор по угловым координатам. Поэтому под методами обзора
пространства обычно понимают именно методы обзора по угловым координатам.
Важный параметр обзора - время обзора
, под кото-
рым понимается время однократного просмотра области обзора.
Методы обзора пространства делятся на две группы:
1) обзор по жёсткой программе, когда скорость перемещения антенны (сканирования) не зависит от радиотехнической
обстановки;
2) обзор по гибкой программе или адаптивный обзор - когда
скорость сканирования зависит от радиотехнической обстановки: она относительно велика на тех направлениях, где с высокой вероятностью цели отсутствуют (или присутствуют); она
относительно мала на тех направлениях, где принятие решения
о наличии или отсутствии целей затруднено, например, вслед-
194
Обз
А
Θ≥Θ
N
310
=÷
ОБЗ
Θ
А
Θ
1
≥
ствие помех.
Обзор по гибкой программе реализуем, когда в составе РЛС
имеется высокопроизводительная ЭВМ, позволяющая быстро
оценивать радиотехническую обстановку, а антенная система
представляет собой фазированную решетку, позволяющую быстро изменять режим сканирования.
В данной книге рассматривается только обзор по жесткой
программе. Однако соотношения, которые будут получены, являются основой для проектирования современных методов адаптивного обзора.
Существуют следующие виды обзора по жесткой программе.
1) Последовательный обзор - когда локатор имеет антенну с одним лучом и последовательно просматривает область
обзора (круговой, секторный, спиральный, строчный, винтовой и др. виды обзора).
2) Параллельный обзор - два или более лучей одновременно просматривают всю область обзора.
3) Параллельно-последовательный обзор - два или более
луча последовательно просматривают область обзора.
Оценим в общем виде время последовательного обзора
пространства. Считаем, что локатор импульсный, скорость обзора постоянна во всей области обзора. Тогда закон перемещения луча не имеет значения, и нетрудно получить,
2
R
TN
Обз
где
- необходимое число импульсов, которое надо принять
от цели для ее надежного обнаружения (обычно
MAX
c
, (8.1)
N
),
- телесный угол пространства обзора,
- телесный угол диаграммы направленности антенны.
В большинстве случаев скорость сканирования не постоянна
вследствие реверса антенны. Это учитывается введением в
формулу для расчета периода обзора коэффициента обзора
k
ОБЗ
.
195
ОбзОбз
TNk
Θ
Θ
β
Θ
cos()
β
=Θ
2
R
≥
c
Θ
ОбзMAX
. (8.2)
А
8.2. Радиолокационные станции кругового обзора
Локаторы кругового обзора имеют антенну с узкой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости сканирующую вкруговую. В вертикальной плоскости ДНА имеет различный вид, в зависимости от назначения РЛС.
РЛС кругового обзора используются для наблюдения земной поверхности с борта самолёта, в целях навигации или разведки, для обнаружения воздушных целей в системах ПВО, для
обнаружения надводных или наземных целей в системах управления оружием и т.д.
Самолетные РЛС кругового обзора называются панорамными. Диаграмма направленности такой РЛС в вертикальной
плоскости должна быть достаточно широкой, чтобы видеть цели,
расположенные как под самолетом, так и на максимальной дальности.
Определим требования к форме диаграммы, исходя из условия, чтобы сигналы, приходящие от одинаковых целей, расположенных на разных дальностях, имели приблизительно одну
и ту же мощность.
В
Н
R
MAX
β
Рисунок 8.2
Ширину диаграммы направленности в вертикальной плоскости
найдем из условия (см. рисунок 8.2)
H
R
MAX
,
откуда
196
Пр
P
()
R
β
β
P
F
()()
ββ
E
F
(
)
R
β
cos()
β
(
)
Pconst
()(
)
ββ
()(
)
ββ
12
,
cc
cos
arc
Θ=
β
Для мощности принимаемого сигнала
H
R
.
MAX
справедливо
соотношение
2
F
Пр
P
≈
, (8.3)
4
где
P
- угол места, под которым виден самолёт,,
- диаграмма направленности в вертикальной плоско -
сти по мощности
2
FF
=
PE
,
- диаграмма направленности в вертикальной плоско -
сти по напряжённости поля.
С учетом введенных обозначений перепишем формулу (8.3)
в виде
4
F
Пр
E
≈
,
4
P
Из рисунка 8.2 имеем
RHec
H
==
sin()
β
Таким образом, условие постоянства мощности принима-
емых сигналов запишем в виде
4
F
≈=
Пр
E
44
cos
Hecββ
( )
.
Отсюда следует, что для поддержания мощности принимаемого сигнала на постоянном уровне необходимо выполнения условия
cos
=
1
cos
=
2
, (8.4)
2
,
где
Fcec
E
Fcec
P
- константы.
197
TN
2
Θ=
o
300
10N=
1803,6.
310100
сек
α
α
а) б)
Диаграмма такого вида называется косекансной.
Найдем время кругового обзора из формулы (8.1):
o
2360
R
=⋅
Обз
Θ
α
MAX
c
(8.5)
Оценим порядок времени обзора. Пусть
км,
. Тогда
⋅⋅
⋅
6
8
T
=⋅==
Обз
2310360
,
R =
α
MAX
В РЛС кругового обзора используют индикаторы с радиально круговой разверткой (индикаторы кругового обзора
(ИКО)).
R
2
Рисунок 8.3. а) Схема получения радиально- круговой развертки;
б) Вид отметок от целей на экране ИКО
1
R
1
2
Есть два традиционных способа построения ИКО.
1) Используется трубка с магнитным отклонением и од-
ной отклоняющей катушкой, которая вращается синхронно с
антенной с помощью механической или электромеханической
системы. Через катушку проходит пилообразный ток развертки
по дальности. Отраженные от целей сигналы модулируют ток
луча трубки, так что отметки от целей выглядят на экране ИКО
в виде ярких дужек.
2) Используется трубка с магнитным отклонением имеющая две ортогональные отклоняющие катушки. В них поступает
пилообразный ток развертки по дальности, модулированный
по закону синуса (косинуса) положения антенны. Отметка от
целей формируется так же, как в первом варианте.
198
ГММ
α
Обз
α
α
АК Пер .
СУА
Пр.
Синхр
.
∑
РИ ГПТ
ГММ
Вид экрана ИКО.
Концентрические окружности –
масштабные метки дальности.
Радиальные линии –
масштабные метки азимута.
Рисунок 8.4. Укрупненная структурная схема импульсного локатора с
ИКО
На рисунке 8.4 приведена укрупненная структурная схема
импульсного локатора с ИКО, построенная по первому варианту. На схеме обозначено: ГПТ - генератор пилообразного тока,
ГММ R - генератор масштабных меток дальности, ГММα генератор масштабных меток азимута. Остальные использованные обозначения встречались в тексте ранее.
Достоинство ИКО: не искажает план местности.
Недостаток: при малых дальностях плохая разрешающая
способность по азимуту.
8.3. Секторный обзор пространства
Этот вид обзора отличается от кругового тем, что антенна
сканирует в секторе
, меньшем 360 градусов (см. рисунок
8.5). Применяется для сокращения времени обзора
Обз
Рисунок 8.5. Секторный обзор пространства
199
ОбзОбз
TNk
α
=⋅⋅
α
Время обзора находится по формуле (8.2),
2
R
Обз MAX
Θ
α
c
. (8.6)
Секторный обзор может быть просто режимом работы РЛС
кругового обзора. В этом случае в качестве индикатора используется ИКО.
Если режим секторного обзора является в РЛС единственным (например, обзор сектора в передней полусфере с борта
самолета), в ИКО смещают начало развёртки к краю экрана трубки и увеличивают масштаб изображения.
В РЛС секторного обзора используют также индикатор
"дальность - азимут" ( индикатор типа B), в котором указанные
переменные откладываются по осям прямоугольной системы
координат (см. рисунок 8.6).
При использовании данного индикатора искажается план
местности, но не уменьшается разрешающая способность по азимуту при уменьшении R.
R
Рисунок 8.6. Координатная система индикатора типа B
Для построения индикатора используется трубка с магнитным отклонением, две ортогональные отклоняющие катушки,
на которые подаются развертки по азимуту и дальности, и яркостная отметка (см. рисунок 8.7).
Приведенные в данном разделе структурные схемы локаторов показывают принципы их построения, но не современное состояние техники. В настоящее время используют цифровую обработку сигналов и цифробуквенные индикаторы для отображения дополнительной информации [13].
200
Сигнал приёмника и
,,
αβ
Θββ
СУА
ГРА
Каскад
управления
засветом
АК
к приемнику
Рисунок 8.7. Структурная схема индикатора типа B.
от передатчика
ГПТ
∑
от синхр.
РИ
масштабные метки
R,
α
8.4. Винтовой обзор пространства
Винтовой обзор пространства используется, когда диаграмма направленности антенны РЛС имеет узкий луч в двух
плоскостях. Антенна осуществляет круговой обзор пространства
и при этом медленно меняет своё положение в вертикальной
плоскости: обычно, за один оборот в горизонтальной плоскости на половину ширины диаграммы в вертикальной (см. рисунок 8.8).
В отличие от двумерного локатора кругового обзора, измеряющего R и α, локатор с винтовым обзором трёхмерный,
он позволяет измерять
Рисунок 8.8. Винтовой обзор пространства
R
Обз
Период обзора находится по формуле
.
РЛС
Соседние файлы в папке Учебники