2.5. Направленное излучение как способ формирования информационных полей, зон обзора и навигационных полей
Формирования направленных информационных полей используется в системах связи, включая перспективные мобильные системы. Возможность формирования направленного излучения и приёма имеет принципиальное значение для всех видов радиолокации и навигации, причём здесь всегда борются два фактора: для большей точности лучше уменьшать длины волн, а для большей дальности увеличивать.
Для кругового обзора с вращением нужна как можно более широкая диаграмма максимально прижатая к земле и с минимальной воронкой, а для следящего радиолокатора и глиссадного радиомаяка, обеспечивающего посадку самолётов, наоборот узкая, с максимальной точностью и дальностью.
Принципиальным решением наилучшим образом обеспечивающим формирование излучения любой формы и сканирования является применение фазированных антенных решёток (ФАР), сопряжённых с ЭВМ. В этом случае имея антенную решётку необходимого размера можно внутри её как на экране монитора (но только в объёме) формировать образ антенны любой формы и сканировать как угодно!
Очевидно, что применяя антенную решетку необходимого размера, и имея соответствующую ЭВМ, можно наилучшим образом решить все задачи, связанные с вращением и сканированием антенн и создать высокоточную и надёжную трёхкоординатную радиолокационную станцию (РЛС).
Однако решить такую задачу в полном объёме в настоящее время технически достаточно сложно, поэтому в эксплуатации находятся только фазированные антенные системы: у которых либо незначительный угол обзора, либо в дополнение к сканированию собственно за счёт свойств решётки добавляется механическое вращение самой решётки (антенной системы). Примеры таких антенных систем приведены на рис. 2.8 и 2.9.
Управление
только от ЭВМ
Активная ФАР (АФАР) неподвижна, ЭВМ формирует антенну любой формы и размера в пределах объёма АФАР, управляя излучателями, что обеспечивает её вращение и сканирование. Сами активные излучатели находятся в точках пересечения рёбер достаточно малых кубов, составляющих большой куб.
Рис. 2.8 Неподвижная АФАР
Управление
от
ЭВМ
+
механическое
вращение
ЭВМ обеспечивает только сканирование в пределах прямоугольного объёма АФАР (в вертикальной плоскости), а круговой обзор (в горизонтальной плоскости) обеспечивается механически.
Рис. 2.9 Подвижная АФАР
2.6. Физические принципы создание информационной составляющей в электромагнитных сигналах
Все радиотехнические системы (РТС) извлекают информацию из радиосигнала при наличии соответствующих информационных параметров в данном сигнале.
Информационные параметры сигнала формируются за счёт его модуляции или комбинаций различных модуляций. Существуют следующие виды модуляции:
Амплитудная модуляция (AM), используется в
информационных и связных системах;
Фазовая модуляция (ФМ), применяется в фазовых радионавигационных системах;
Частотная модуляция (ЧМ), используется в доплеровских системах измерения скорости.
В данном перечне указаны основные направления использования каждого вида модуляции, очевидно, что реально их применение и особенно использование их комбинаций ограничивается только широтой технических возможностей.
В импульсной технике модулируемыми могут являться:
амплитуда;
длительность импульсов;
частота следования импульсов (фаза в точке отсчёта);
число импульсов и комбинации импульсов и пауз (код). Соответственно используются термины: амплитудная импульсная
модуляция (АИМ), широтная импульсная модуляция (ШИМ), частотная импульсная модуляция (ЧИМ), фазовая импульсная модуляция (ФИМ) и кодовая импульсная модуляция (КИМ).
В цифровых РТС применяются практически все виды модуляций сигналов и их комбинации.