25. Радиолокационная блокировка

Все рассмотренные выше контактные и бесконтактные блокировки фиксируют время пролета определенного участка траектории с последующим вычислением средней скорости на этом участке. Для измерения мгновенных значений скорости в любой точке траектории используют различные локационные системы.

Радиолокация работает только в области «геометрической оптики», где выполняется: λ < L , ( (4 ÷ 5) λ ≤ L ) , где L –размер обьекта локации (снаряда), λ=c / f₀ – длина электромагнитной волны, излучаемой передатчиком, f₀ – частота сигнала передатчика;

Определение расстояния до обьекта основано:

• На использовании сверхкоротких импульсов, излучаемых передатчиком,

• На измерении интервала времени между излучением и приемом импульса электромагнитного поля.

Определение скорости обьекта основано на эффекте Доплера с использованием гетеродинного приема, или эффекта интерференции.

При измерении начальной скорости снарядов и пуль наибольшее распространение получили баллистические радиолокационные станции и радиоинтерферометры. Оба вида радиолокационных измерителей скорости используют в своей работе эффект Доплера, заключающийся в изменении частоты сигнала, отраженного от движущегося объекта. Если предположить, что приемная и передающая антенна расположены в одной точке (в большинстве радиолокационных комплексов приемная и передающая антенна совмещены), то частота отраженного от летящего снаряда электромагнитного излучения будет определяться выражением⁴:

, 5.1

где f₀ – частота сигнала передатчика; V – скорость снаряда;

 - угол между вектором скорости и линией визирования (см. рис. 5.9).

Рис. 5. 7.

Радиолокационная блокировка.

Радиолокационные баллистические станции отличаются от радиоинтерферометров методом выделения сигнала с частотой Доплера, несущего информацию о текущем значении скорости снаряда:

5.2

В радиолокационных станций для этой цели применяется гетеродинный или супергетеродинный прием.( смотри далее в АБС-1М)

Идеальный смеситель осуществляет перемножение принимаемого и излучаемого сигнала с образованием сигналов на суммарной и разностной частоте:

5.3

В результате выделяется сигнал с доплеровской частотой. Посредством фильтрации (ФНЧ) выделяется низкочастотная (допплеровская) часть сигнала. После этого сигнал с частотой Доплера автоматически обрабатывается с целью получения значения скорости снаряда или регистрируется для последующего анализа.

Станция АБС – 1М использует принцип супергетеродинного приема, который позволяет уменьшить частоту принятого сигнала, что позволяет эффективно обрабатывать его. Для этого вводится генератор-гетеродин с частотой fg , после чего этот сигнал смешивается с принимаемым на нелинейном (квадратичном) элементе. Как результат, приходим к формулам:

[A1 cos(2πfg t) + A2 cos(2π(f0 – fД)t)]^2 = [A1 cos(2πfg t)]^2 +

+[A2 cos(2π(f0 – fД)t)]^2 + 2A1 A2 cos(2πfg t) cos(2π(f0 – fД)t)

Последний член позволяет выделить составляющие с низкой промежуточной частотой fпч = f0 - fg :

cos(2πfg t) cos(2π(f0 – fД)t) = cos(2p(fg +f0 –fД))+cos(2p(fпч –fД))

Выводы для супергетеродинного приема:

• Слабый сигнал усиливается посредством гетеродина.

• Выделяется сигнал с разностной частотой ( fпч –fД ).

Одним из наиболее распространенных доплеровских измерителей начальной скорости является артиллерийская баллистическая станция АБС-1М, которая измеряет время пролета снарядом двух измерительных баз длиной 2 метра. По этим двум отсчетам с помощью таблиц находится скорость, приведенную к дульному срезу (описание АБС-1М дано в приложении 1).