3.2. Зондирующие сигналы и влияние их параметров на характеристики рлс

В радиолокационных системах в зависимости от их предназначения находят применения различные виды зондирующих сигналов:

непрерывные немодулированные;

непрерывные амплитудно-модулированные;

непрерывные частотно-модулированные;

импульсные простые и сложномодулированные.

Выбор того или иного вида зондирующего сигнала зависит от характера решаемых радиолокационной системой задач и условий ее функционирования.

В РЛС РТВ, как и в большинстве РЛС иного назначения применяется импульсные зондирующие сигналы.

Применение импульсных зондирующих сигналов позволяет:

упростить задачу измерения дальности до цели;

упростить конструкцию РЛС за счет использования общей антенны на передачу зондирующих сигналов и прием эхо-сигналов.

Основными параметрами зондирующих сигналов являются:

длина волны (несущая частота колебаний );

импульсная мощность (средняя за период повторения мощности );

длительность импульса ;

частота (период) повторения импульсов ();;

ширина спектра сигнала .

По своей структуре зондирующие радиоимпульсы могут быть:

одиночными или групповыми (или последовательностями радиоимпульсов);

когерентными и не когерентными;

простыми (без внутриимпульсной модуляции) и сложномодулированными.

Одиночные радиоимпульсы, как правило, не применяются. Обнаружение цели и измерение ее координат обычно осуществляется на основе анализа группы отраженных от цели радиоимпульсов – «пачки», содержащей M сигналов.

Радиоимпульсы называются некогерентными если начальная фаза высокочастотных колебаний от импульса к импульсу является случайной величиной.

Радиоимпульсы называются когерентными (от лат. «cohaerentia » - сцепление, связь), если начальная фаза колебаний каждого радиоимпульса одинаковая или изменяется от импульса к импульсу по определенному закону.

Простыми (или узкополосными) называются радиоимпульсы, у которых произведение ширины спектра и длительности импульса составляют величину порядка единицы: . Импульсный сигнал называется сложным (или широкополосным), если произведение называемое базой сигнала .

Достоинством узкополосных сигналов является относительная простота их формирования и оптимальной обработки. Формирование узкополосных импульсов обеспечивается сравнительно простой импульсной модуляцией генератора СВЧ. Обработка принимаемых эхо-сигналов также осуществляется сравнительно просто, поскольку квазиоптимальным фильтром является усилитель промежуточной частоты приемника с согласованной шириной полосы пропускания: . Такой квазиоптимальный фильтр по сравнению с оптимальным дает проигрыш в отношении «сигнал/шум» по мощности всего в 1,2 раза.

Простые зондирующие сигналы в импульсных РЛС находят широкое применение и в настоящее время (в РЛС старого парка) ввиду простоты технической реализации устройств генерирования и обработки.

Однако простые зондирующие сигналы имеют существенные недостатки, ограничивающие тактико-технические характеристики РЛС.

В последние годы в радиолокаторах все шире стали применяться сложные зондирующие сигналы преимущественно двух видов:

радиоимпульсы с внутриимпульсной частотной модуляцией, в частности, с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) или нелинейной частотной модуляцией (НЧМ);

радиоимпульсы с фазовой манипуляцией, при которой фаза колебаний внутри импульса через определенные интервалы времени скачком изменяется на 180°. Поскольку эти скачкообразные изменения фазы происходят по определенному двоичному коду, такие импульсы называются фазокодоманипулированными (ФКМ).

По сравнению с простыми радиоимпульсами формирование и обработка сложных радиоимпульсов представляет собой более сложную задачу, но применение таких сигналов позволяет существенно повысить качественные характеристики РЛС.

Рассмотрим влияние характеристик, параметров и структур зондирующих радиоимпульсов на тактико-технические характеристики РЛС РТВ.