Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Радиотехнические системы. Учебное пособие-1
.pdf
«вырезки» из ЛЧМ-сигнала, существующего в течение всей дли-
f
А
A
x
x
А
А
А
x
А
тельности пачки.
Длительность сжатого сигнала обратно пропорциональна ширине
спектра ЛЧМ-сигнала:
T
сж
1
, так как
2
f
дmax
дmax д
ft при
()
2tT
и при выполнении условий (1) и (2)
xVT
ЛА проходит путь
сж сж
шение вдоль пути определяется
как
x
сж
A
, где
d – раскрыв антенны, то линейное разрешение
d
d
не зависит от дальности до цели, длины волны и составляет
2
T
сж
2
V
. За время
. В когерентной системе разре-
2
, которое много меньше
сж
T
сж
. Так
половину раскрыва. Гипотетическая антенна, обеспечивающая разрешение вдоль пути
здесь
d – длина кажущегося раскрыва. Множитель 2 появляется
сж
, обладает ДН:
сж
x
сж
A
сж
DDd
2
2
00сж
A А
,
из-за удвоения фазового набега при распространении электромагнитной волны от РЛС и обратно.
раскрыв называют
рентно-импульсную) –
синтезированным, а РЛС бокового обзора (коге-
РЛС с синтезированной апертурой.
РАДИОТЕПЛОЛОКАЦИЯ
dDx
– этот кажущийся
сж 0АА
РАДИОТЕПЛОЛОКАЦИЯ – это пассивная локация, использующая
собственное излучение объектов, обусловленное тепловым движением
электронов.
Интенсивность радиотеплового излучения тел связана с их температурой. Количественными характеристиками теплового излучения
являются спектральная плотность мощности (СПМ) и суммарная
81
мощность в полосе частот. Идеальным источником теплового излуче-
B
gTgT
g
ния служит абсолютно черное тело.
Достоинства и недостатки:
+ отсутствие передающих устройств (высокая скрытность);
– мощность сигналов сравнима с собственными шумами приемника.
Характеристики теплового излучения
СПМ теплового излучения определяется по формуле
gdS
dP
Вт
Гц м
.
2
По формуле Рэлея–Джинса для плотности излучения абсолютно
черного тела
(, )
gT kT
8
2
Гц м ср
Вт
, где ср – стерадиан (единица
2
измерения телесного угла).
Спектральная яркость – мощность излучения в полосе 1 Гц,
угол – 1 стерадиан
(, )
1
ность тела
объекта; ( , )
(, )
T – плотность излучения абсолютно черного тела.
2
f
kT
2
, где 1(, )gT – плотность излучения реального
Вводится понятие эквивалентной температуры
Гц м ср
Вт
. Излучательная способ-
2
TT
э
S = 1 м,
. Отража-
тельная способность характеризуется коэффициентом отражения
Отраженная энергия также может быть охарактеризована
æ 1
некой эквивалентной температурой
ратура
TT æ
каж
T .
э.ср
T æ
э.отр
T . Кажущаяся темпе-
э.ср
Принцип действия радиотеплолокаторов основан на фиксации температурного контраста
го излучения
PBfS, где
c f
T
между телом и средой. Мощность теплово-
– телесный угол антенны отно-
сительно точки излучения.
82
А
SR
R
р
2
,
А
S
приемной антенны,
пр
2
,
пр
S
R
Антенна
РЛС
S
п
А
, G – КНД3,
G
PBfS kT f R
c каж
f А
22
kT f S kT f S kT f
каж пр каж пр каж
22
А
4
S
пр
,
2
2
22
dS
S
пр
2
2
2 .
S
пр
R
Ограничением является затухание в атмосфере.
2
2
kT k f
шкажш
.
Оптимальный приемник теплового излучения (рис. 48–50) включа-
накопитель, в котором происходит интегрирование входного сигна-
ет
T
2
()
ytdt
ла:
0
AS t n t, тогда
() ()
. Входной сигнал представляется в виде суммы ()yt
независимы
и не коррелированы
TT T T
22 2
() () 2 () () () .
y t dt S t dt S t n t dt n t dt
00 0 0
3
КНД – коэффициент направленного действия.
накопление накопление
энергии полезного энергии шума
сигнала приемника
83
при
р
накоплении
пор
Рис. 48. Изменение ПРВ собственных шумов прием-
ника и теплового излучения от наблюдаемого объекта
Структурные схемы приемников теплового излучения
УВЧ СМ УПЧ Кв.Д.
ФНЧ ПУ
Г
порог
УВЧ – усилитель высокой частоты СМ – смеситель
УПЧ – усилитель промежуточной частоты Г – генератор
Кв.Д. – квадратурный детектор ПУ – пороговое устройство
ФНЧ – фильтр нижней частоты
Рис. 49. Структурная схема приемника теплового излучения
М Ф СД
ГМН
УВЧ – усилитель высокой частоты М – модулятор
УПЧ – усилитель промежуточной частоты СМ – смеситель
Кв.Д. – квадратурный детектор Ф – фильтр
ФНЧ – фильтр нижней частоты ПУ – пороговое устройство
СД – синхронный детектор ГМН – генератор модули
Рис. 50. Модуляционная схема приемника теплового излучения
УВЧ СМ УПЧ Кв.Д. ФНЧ
ующего
напряжения
84
Корреляционный приемник содержит два приемных тракта с неза-
y
f
висимыми шумами (рис. 51).
() () (),yt St nt
11
() () (),yt St nt
22
TTTTT
() () () () () () () () () .
ty tdt S tdt Stn tdt Stn tdt n tn tdt
12 2 1 12
00000
2
0 0 0
y1(t)
Ф1
X ФНЧ
y2(t)
Ф2
ФНЧ – фильтр нижней частоты М – модулятор
Рис. 51. Корреляционный приемник теплового излучения
Чувствительность приемников теплового излучения определяется
по формуле
2
T
ш
T
каж
.
T
Пример: при использовании малошумящего усилителя:
100T
ш
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
К,
каж
8
10
f
Гц, 210T с,
0.14T
К. ■
1. Какие системы называются круговыми и почему?
Какие принципы используются для построения следящих изме-
2.
рителей?
85
3. Каким образом работает следящий измеритель в режиме поиска?
При помощи каких антенн удобнее реализовывать гибкую про-
4.
грамму радиолокационного обзора?
5.
За счет чего происходит увеличение разрешающей способности
в РЛС с синтезированной апертурой?
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Каков принцип работы радиолокационной системы с селекцией
движущихся целей?
2.
Какие антенны используют современные радиолокационные
станции слежения за подвижными объектами?
Каковы точность и дальность действия систем радиотеплоло-
3.
кации?
ЗАДАЧИ
1. В обзорном локаторе антенна вращается со скоростью 90 град/с
и имеет ширину ДН 1
. Дальность действия РЛС 150 км. За счет запаз-
дывания сигнала, отраженного от цели, возникает ошибка определения
азимута цели. Определить абсолютное значение ошибки измерения азимута при условии, что цель находится на максимальной дальности [1].
Пассивная помеха имеет спектр гауссовского типа на рабочей
2.
частоте
Гц. Определить минимальную частоту повторения зондиру-
60
f
3f
ГГц. Среднеквадратическая ширина спектра помехи
0
ющих импульсов, при которой двукратная ЧПВ обеспечит коэффициент подавления помехи, равный 40 дБ [1].
Задачи для самостоятельной работы и решения на практическом занятии:
3.92–3.99 [1].
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ
1. Следящие измерители. Принцип действия. Структурные схемы.
Алгоритм работы в режиме поиска и слежения.
Радиолокационный обзор пространства. РЛС с ФАР.
2.
РЛС с синтезированной апертурой.
3.
4.
Радиотеплолокация. Принцип действия. Характеристики тепло-
вого излучения. Структурные схемы приемников теплового излучения.
86
ТЕМА 4
. СИСТЕМЫ РАДИОРАЗВЕДКИ
И РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ
ЛЕКЦИЯ 10. СИСТЕМЫ РАДИОРАЗВЕДКИ
СИСТЕМЫ РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ
СИСТЕМЫ РАДИОРАЗВЕДКИ
РАДИОРАЗВЕДКА – совокупность мероприятий по сбору данных
о параметрах радиоэлектронных систем противника.
Как правило, радиоразведка выполняется с целью определения рабочих частот РТС, типов и периодичности повторения сигналов и
направления их прихода.
Рассмотрим пример радиоразведки рабочей частоты РТС противника: частотный диапазон разбивается на поддиапазоны (рис. 52), в
которых происходит поиск сигнала (рис
. 53).
f
Рис. 52. Пример выделения поддиапазонов
СИСТЕМЫ РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ
РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЕ – совокупность технических мероприятий, направленных на снижение эффективности работы радиоэлектронных средств противника.
87
Инд
f
f
f
f
f
Инд
ПФ См
Инд
ПФ См
…
Инд
ПФ См
ПФ – полосовой фильтр См – смеситель
Инд – индикатор
ПФ См
Инд
ПФ См
…
Инд
ПФ См
Анализатор
Рис. 53. Упрощенная структурная схема матричного разведывательного
приемника
Помехи
(u)
–3 +3
Универсальной помехой
белый гауссовский шум, имеющий равномерный спектр в полосе
Дисперсия помехи
мощностью передатчика. Динамический
u
диапазон передатчика 6
Маскирующие помехи создают
.
является
.
п
определяется
мешающий фон и затрудняют обнаружение полезных сигналов и оценку их параметров. По своему характеру маскирующие помехи могут быть случайными (шумовыми) или детерминированными, непрерывными во времени или импульсными.
Заградительные помехи
пс
.ff
Часть мощности сигнала составля-
ет помеха:
c
PP
пвх п
.
п
п
88
с
Прицельные помехи
f
f
f
f
f
.
f
Особенности:
пс
п
меньшая мощность по сравнению
с заградительными помехами;
требуется информация о спектре
подавляемого сигнала.
с
Хаотические импульсные помехи
(ХИП) представляют собой низкочастотный шум.
Имитационные помехи создаются для противодействия следящим
системам. Они подобны сигналу, но имеют информационные параметры, отличающиеся от истинных (ложные цели, уводящие по дальности,
скорости).
Генерируется импульс с заданным сдвигом, больший по мощности,
чем отраженный от цели, тем самым создается значительная ошибка в
определении параметров цели.
Осуществляется сдвиг частоты, что вносит значительную ошибку
определение параметров цели.
в
f0
помеха
цель
+
0
U
упр
T
U
упр
упр
t
fT
1
упр
Имитационные помехи выгодны энергетически.
89
Защита от помех
Методы защиты от помех основаны на различных видах селекции.
Пространственная селекция достигается за счет использования ан-
тенн с узкой диаграммой направленности и малым уровнем боковых
лепестков. Для уменьшения боковых лепестков в ДНА
4
используют
функции окна, которые приводят к распределению поля в раскрыве,
спадающему к краям апертуры.
Амплитудная селекция – это защита от перегрузки приемника (типа
5
АРУ
), суть которой состоит в расширении динамического диапазона
приемника.
Временная селекция заключается в стробировании приемного
устройства РЛС на время действия полезного сигнала.
Частотная селекция основана на различии спектров сигнала и по-
мехи, производится перестройка частоты РЛС.
Поляризационная селекция использует различие в поляризации (как
правило, ортогональная поляризация) сигнала и помехи.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Какие параметры радиотехнических сигналов могут быть опре-
делены средствами радиоразведки?
Для чего нужны различные виды искусственных помех?
2.
Каким образом можно не допустить перегрузки входных цепей
3.
приемника при постановке противником мощной помехи?
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. За счет чего можно увеличить скрытность действия РТС?
Что такое вторичная обработка и каким образом она позволяет
2.
улучшить противодействие помехам?
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ
1. Радиоразведка. Принцип организации. Структурная схема.
Радиопротиводействие. Виды помех. Методы защиты от помех.
2.
4
ДНА – диаграмма направленности антенны.
5
АРУ – автоматическая регулировка усиления.
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]