2. Импульсный метод измерения дальности Измерение расстояния до цели
Чтобы определить расстояние до обнаруженного объекта (цели), необходимо знать время запаздывания отраженного радиоимпульса относительно излученного.
Время запаздывания Δtзависит от расстоянияДдо отражающего объекта и скоростисраспространения радиоволн. Так как отраженный импульс проходит двойной путь (от радиолокационной станции до объекта и обратно), то это время увеличивается в два раза
Если измерить время запаздывания отраженного импульса, то можно определить расстояние до отражающего объекта. Это расстояние из приведенной выше формулы равно
При запаздывании отраженного импульса относительно излученного на одну микросекунду расстояние до отраженного объекта
Для измерения времени запаздывания отраженного импульса, а, следовательно, и расстояния до обнаруженной цели пользуются электронно-лучевыми трубками. В простейшем случае для этого применяют электронно-лучевую трубку с электростатическим управлением и линейной разверткой луча.
Для измерения дальности в радиолокации наибольшее распространение получил импульсный метод. Измерение дальности основано на постоянстве скорости и прямолинейности распространения радиоволн, которые выдерживаются в реальных условиях с достаточно большой точностью. Измерение дальности сводится к фиксации моментов излучения зондирующего и приема отраженного сигнала и измерению временного интервала между этими моментами.
Для обеспечения данного метода используется импульсная модуляция зондирующего сигнала.
Рис. 3. Принцип импульсной модуляции
а – модулирующие импульсы; б − зондирующие импульсы
Рассмотрим работу простейшей импульсной дальномерной РЛС.
Рис. 4. Структурная схема простейшей импульсной РЛС (дальномера)
В РЛС используется одна антенна как для передачи, так и для приема. Импульсный передатчик вырабатывает радиоимпульс длительностью τи, который через антенный переключатель (переключатель «прием—передача») попадает в антенну и излучается. Приемник в этот момент отключается на время τи от антенны и только часть энергии импульса (прямой сигнал) «просачивается» на вход приемника.
Отраженные импульсы, воспринимаемые антенной, через тот же антенный переключатель в паузах между зондирующими импульсами поступают в приемник.
Время запаздывания tз отраженного импульса относительно зондирующего (характеризующего начальный отсчет времени) измеряется с помощью оконечного устройства, например визуального индикатора.
Рис. 5. Временное положение отраженного импульса при отсутствии шумов
Время запаздывания отраженного импульса
,
где D — расстояние между РЛС и целью;
— скорость распространения радиоволн.
Таким образом, дальность до цели:
,
для этого достаточно измерить время запаздывания τз.
Определение дальности наиболее просто осуществляется с помощью электронно-лучевого индикатора с амплитудной отметкой цели. Для этого с помощью горизонтально отклоняющего напряжения пилообразной формы производится периодическая развертка луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) с постоянной скоростью, т. е. создается линейная шкала времени, которую можно проградуировать в единицах дальности. Такая развертка называется временной или разверткой дальности.
Рис. 6. Измерение времени запаздывания с помощью ЭЛТ