Схемы помехозащиты РЛС - раздел Образование, Радиолокационные системы
Устройства Защиты От Помех Не Являются Универсальными. Каждое...
Устройства защиты от помех не являются универсальными. Каждое из них эффективно может использоваться против определенного вида помех. В РЛС обнаружения применяются различные схемы и методы помехозащиты. Рассмотрим лишь некоторые из них, применяемые в низкочастотной части приемных устройств.
Расширение динамического диапазона РЛС. Это один из способов предотвращения перегрузки приемного тракта мощными отраженными сигналами от местных предметов и активными помехами. Для решения этой задачи могут быть использованы различные методы. В главе 18 при изучении конструктивных особенностей РЛС МР-244 «Экран» нами рассматривался вариант построения логарифмического усилителя по промежуточной частоте. Для расширения динамического диапазона в МР-750 приемный тракт каждого частотного канала разделяется на два субканала: канал больших сигналов (КБС) и канал малых сигналов (KMC). В РЛС, использующих в приемном устройстве микроблоки УВЧ, это деление производится на входе прибора 5, т. е. в низкочастотной части приемного устройства. Уровни сигналов в этих субканалах отличаются на 30 – 40 дБ один от другого. Сигналы обрабатываются отдельными схемами и объединяются по видеочастоте перед подачей на потребители.
Автоматическая регулировка усиления (АРУ). Исключить или уменьшить перегрузку приемного тракта и тем самым обеспечить прохождение через него полезных сигналов с допустимыми искажениями позволяет автоматическая регулировка мощностей сигналов и помех, поступающих на вход приемника. Одним из вариантов решения этой задачи является применение схем автоматической регулировки усиления (АРУ). Они обеспечивают защиту приемного устройства от перегрузки и поддержание заданного уровня выходного сигнала приемника при значительных изменениях амплитуды сигналов на входе приемного устройства. В РЛС находят применение временная (ВАРУ), мгновенная (МАРУ) и шумовая (ШАРУ) автоматические регулировки усиления.
Временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ или ВРУ) обеспечивает устранение перегрузок приемного тракта при непосредственном попадании на вход его импульсов с передающего устройства, просачивающихся через защитное устройство, и мощных отраженных сигналов от объектов, расположенных вблизи РЛС, а также ослабление мешающего воздействия отражений от морской поверхности. Эта задача решается путем запирания приемника на время излучения и уменьшения коэффициента усиления его на определенный период после этого. Коэффициент усиления схем усилителей промежуточной частоты, управляемых схемой ВРУ, изменяется во времени на начальном участке дальности по экспоненциальному закону, увеличиваясь по мере увеличения дальности. В большинстве существующих РЛС предусмотрена возможность ручного управления работой схемы ВРУ, когда оператор может с помощью потенциометра изменять уровень усиления приемного устройства в ближней зоне. При неправильных действиях оператора вместе с отраженными сигналами от местных предметов и от морской поверхности при регулировке ВРУ с экранов индикатора РЛС «убираются» и сигналы от целей с малой ЭПР, что приводит к уменьшению вероятности обнаружения низколетящих целей, а в ряде случаев – к их пропуску. Учитывая это обстоятельство, в некоторых современных РЛС, в том числе и в МР-750, глубина регулировки ВРУ устанавливается автоматически с включением режима работы. Она рассчитана на оптимальное обнаружение целей с минимальной ЭПР. Регулировка коэффициента усиления УПЧ производится путем подачи на них управляющих напряжений. В МР-50 эти напряжения вырабатываются модулем ГПП (генератором программируемых пилообразных напряжений), расположенным в блоке СФ прибора 5.
Мгновенная автоматическая регулировка усиления (МАРУ) позволяет сохранить неизменный коэффициент усиления приемника для кратковременных полезных сигналов и значительно уменьшить усиление относительно протяженных помех большой амплитуды. Принцип действия МАРУ состоит в подаче продетектированного сигнала помехи с выхода каскада УПЧ через цепь обратной связи на вход этого каскада. При этом коэффициент усиления каскада уменьшается с возрастанием амплитуды помехи. Постоянная времени цепи обратной связи МАРУ больше длительности полезных сигналов, что обеспечивает слабое влияние МАРУ на их усиление. Особенностью МАРУ является то, что она не защищает приемный тракт от сильных импульсных помех малой длительности.
Шумовая автоматическая регулировка усиления (ШАРУ) применяется для ограничения или стабилизации уровня шумов приемника. Так как усилитель высокой частоты в ВПУ обладает относительно малой стабильностью усиления (коэффициент усиления его зависит от рабочей частоты, а также от воздействий внешней среды), уровень шумов, поступающих на вход низкочастотной части приемного устройства, может изменяться во времени. Изменение величины шумов в тракте НПУ снижает эффективность работы схем помехозащиты и последующих схем обработки сигналов. Для устранения этих колебаний собственных шумов приемника на входе НПУ устанавливается схема ШАРУ. Принцип ее работы заключается в следующем: в обратном ходе луча развертки индикаторов перед излучением зондирующих сигналов, т. с. в течение того времени, когда на входе приемника отсутствуют отраженные сигналы, на схему ШАРУ поступают шумы с ВПУ. Для открытия схемы на нее подается сигнал «Запись». В схеме ШАРУ вырабатывается управляющее напряжение, пропорциональное величине шумов в тракте приемника. Это напряжение запоминается на весь период повторения на специальной схеме памяти и через усилитель постоянного тока выдается на усилители промежуточной частоты приемного тракта. Этим самым производится установка усиления НПУ на данный период повторения в зависимости от уровня шума. По окончании рабочего хода развертки на схему ШАРУ подастся команда «Сброс», которая сбрасывает информацию об уровне шумов на предыдущем периоде повторения. С приходом сигнала «Запись» вышеописанный процесс повторяется для следующего периода повторения зондирующих импульсов. Таким образом, производится стабилизация уровня шумов в НПУ.
В технических описаниях некоторых РЛС обнаружения встречаются такие названия схем помехозащиты, как ШАРУ и ШАРУ-П (шумовая автоматическая регулировка усиления с памятью). Например, такие схемы включены в НПУ РЛС МР-750. При этом схема ШАРУ выполняет функции МАРУ, осуществляя защиту РЛС от помех большой длительности. Так как из-за использования в РЛС относительно «длинных» зондирующих импульсов постоянная времени цепи обратной связи схемы выбрана достаточно большой, название МАРУ явилось для схемы неподходящим. Схема ШАРУ-П выполняет в РЛС, имеющих в ВПУ параметрический усилитель (а следовательно, и большой разброс в уровнях шумов на входе НПУ на различных частотах), функции ШАРУ, описанные ранее. В тех РЛС, в которых ВПУ сконструирован в виде микроблока и где он имеет относительную стабильность шумов на выходе, на ШАРУ-П не подается импульс «Сброс». Постоянная времени обратной связи в схеме очень большая, поэтому схема производит выравнивание относительно медленных изменений уровней шумов, происходящих на различных сканингах или в течение целого оборота антенны.
Схема ШОС (широкополосное усиление – ограничение – сжатие). Это классическая схема борьбы с широкополосными импульсными помехами в РЛС обнаружения, использующих зондирующие сигналы с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией (ЛЧМ-сигналы).
| Широкополосный усилитель фильтр
|
Импульсная помеха, попадая на схему ШОС (19.23), усиливается широкополосным усилителем, ограничивается ограничителем на уровне шума, а затем растягивается на сжимающем фильтре, так как ее частотный спектр не согласован с характеристикой оптимального фильтра. При этом амплитуда помехового сигнала значительно уменьшается. Отраженные (полезные) сигналы, представляющие собой ЛЧМ– сигналы, проходя через сжимающий фильтр, сжимаются, уменьшая свою длительность в десятки раз. Вследствие закона сохранения энергии примерно во столько же раз возрастает их амплитуда. За счет этого увеличивается отношение сигнал-помеха, что позволяет лучше наблюдать отраженные сигналы на фоне помех.
В качестве сжимающих фильтров в РЛС обнаружения используются линии задержки, время задержки в которых линейно зависит от частоты. При этом для обеспечения сжатия ЛЧМ-сигналов промежуточной частоты времячастотные характеристики линий задержки должны быть согласованы с законом изменения частоты внутри излучаемых импульсов. Для сжатия ЛЧМ-сигналов могут быть использованы и цифровые сжимающие фильтры, имеющие большую стабильность своих характеристик по сравнению с ультразвуковыми линиями задержки.
|
Рис 19.24. Характеристика
спектральной плотности облака
дипольных отражателей 1
и частотные (скорстные)
характеристики различных
схем СДЦ.
а – однократная; б –двукратная с постоянным периодом повторения импульсов; в – двукратная с ИМИ
|
Селекция движущихся целей (СДЦ). Для выделения отметок движущихся целей на фоне отражений зондирующих сигналов РЛС от берегов и водной поверхности, от гидромстеоров и от специальных дипольных отражателей в РЛС обнаружения применяются специальные схемы и методы. Мешающие отражения от всех перечисленных выше объектов, как уже отмечалось, называются пассивными помехами. Процесс выделения из них отметок от движущихся целей называется селекцией движущихся целей (СДЦ). В настоящее время существует несколько разнообразных схем СДЦ, которые применяются в РЛС обнаружения. Принцип их работы основан на использовании эффекта Доплера, т. е. на различии частот отраженных сигналов от движущихся целей и от источников пассивных помех, что обусловлено разными радиальными составляющими скоростей их перемещения относительно РЛС. Зависимость отклика схемы СДЦ при обнаружении сигналов от движущихся целей (амплитуды сигналов) от радиальной скорости движения этих целей (частоты Доплера) называется скоростной (или частотной) характеристикой схемы СДЦ. При скоростях цели, обеспечивающих за время между излучениями последовательных импульсов ее перемещение относительно РЛС на расстояние, кратное 1/2 длины волны излучаемых колебаний, скоростная характеристика схемы принимает значение, равное нулю (рис. 19.24), т. е. сигналы от этих целей вычитаются схемой СДЦ. Это объясняется тем, что такое перемещение обеспечивает фазовый сдвиг в принимаемых сигналах от последовательных импульсов, равный 360° или кратный этому значению, который не может быть обнаружен схемой СДЦ. Такие скорости целей именуются «слепыми».
В настоящее время в РЛС обнаружения наиболее широко применяются когерентно-импульсные схемы СДЦ с внутренней когерентностью. В этих РЛС в качестве зондирующих сигналов используется когерентная последовательность радиоимпульсов, в которой обеспечивается постоянство разности фаз между высокочастотными колебаниями соседних посылок. Отраженные сигналы, полученные после излучения, обрабатываются в компенсирующем устройстве СДЦ на промежуточной частоте. При этом производится сравнение сигналов, полученных после излучения соседних посылок. Сигналы, отраженные от неподвижных объектов и, следовательно, не имеющие сдвига фазы, взаимно вычитаются, а сигналы от перемещающихся относительно РЛС целей, имеющие сдвиг фазы за счет эффекта Доплера, полностью не компенсируются при вычитании, а образуют разностный сигнал, идущий на выход схемы. Компенсирующие (вычитающие) устройства в таких схемах выполняются на ультразвуковых линиях задержки и сумматорах, на потенциалоскопах или на цифровых схемах сравнения.
Рассмотрим принцип работы схемы СДЦ, построенной с использованием линий задержки и сумматора (вычитающего устройства). Для обеспечения работы схемы СДЦ зондирование пространства в этих станциях производится парными когерентными сигналами. Линия задержки в схеме СДЦ задерживает принятые сигналы после первой посылки на период повторения зондирующих импульсов для совмещения их во времени с сигналами, полученными после второй посылки, на входе схемы вычитания, которая сравнивает отраженные сигналы, полученные от двух последовательных посылок РЛС. Увеличение степени подавления пассивной помехи достигается использованием схем двукратного вычитания, в которых попарно сравниваются отраженные сигналы от трех последовательных посылок. Такого типа схема применена в РЛС МР-750. Так как отраженный сигнал от облака пассивных помех из-за хаотического перемещения диполей внутри облака имеет распределенную по частотной оси характеристику спектральной плотности, как показано на рис. 19.24, двукратная схема СДЦ более качественно по сравнению с однократной вычитает пассивные помехи, обеспечивая на своем выходе меньший по величине уровень остаточного сигнала от всех частотных составляющих сигнала помехи. Это объясняется тем, что у схем с двукратным вычитанием частотная характеристика имеет более широкую область подавления прилегающую к «слепым» скоростям (рис. 19.24,б). Однако такая форма частотной характеристики схемы приводит к подавлению сигналов от целей, совершающих полеты на скоростях, близких к «слепым».
Для исключения «слепых» скоростей (увеличения интервала между ними) в РЛС МР-750 и ей подобных производится изменение межимпульсных интервалов (ИМИ) от импульса к импульсу в когерентной последовательности посылок (плавающий период повторения). Интервал между «слепыми» скоростями в частотной характеристике такой схемы СДЦ весьма значителен. Он определяется разностью значений периодов следования (рис. 19.24,в) и может быть таким, что современные самолеты не будут способны развить скорость, равную «слепой».
Корабельная РЛС за счет движения корабля и пассивная помеха за счет ветрового воздействия перемещаются одна относительно другой, что может приводить к появлению нескомпенсированных остатков помех. Поэтому в схемах СДЦ предусматривается осуществление компенсации собственного движения РЛС и движения источника помех (компенсация ветра). Для повышения эффективности работы схемы СДЦ, упрощения деятельности операторов РЛС в современных станциях используются схемы СДЦ с автоматическими вычитающими устройствами (автокомпенсаторами).
Структуру построения и работу такой схемы СДЦ рассмотрим на примере схемы,
используемой в РЛС МР-750. В станции применена схема двукратной СДЦ с ИМИ (плавающим периодом повторения), выполненная на аналоговых автокомпенсаторах и работающая на промежуточной частоте (рис. 19.25,а). Для обеспечения работы схемы СДЦ РЛС излучает три когерентных импульса с различными периодами повторения (А, В, С). В целях упрощения изложения материала в дальнейшем будем обозначать принятые после каждого излучения сигналы той же буквой, что и зондирующий сигнал, но со штрихом, т. е. А, В, С. Эти сигналы, преобразованные на промежуточнуючастоту, в низкочастотной части приемного устройства поступают сначала на схему автоматической регулировки усиления (АРУ). Она обеспечивает временную регулировку усиления, стабилизацию уровня шумов, подаваемых на схему СДЦ, ограничение динамического диапазона помеховых сигналов большой длительности. Функционально схема АРУ включает в себя ВАРУ, ШАРУ (МАРУ) и ШАРУ-П (ШАРУ). Далее сигналы попадают на схему СОР (сжатие – ограничение – растяжение), которая обеспечивает ограничение динамического диапазона сигналов на уровне 26 дБ в целях сопряжения динамических диапазонов схемы СДЦ и приемного тракта. После схемы СОР сигналы подаются на вход прямого и задерживающего каналов схемы СДЦ. Линия задержки (ЛЗ-1) в задерживающем канале обеспечивает задержку принятых сигналов на время Т1, что позволяет совместить во времени сигналы В' и С на входе автокомпенсатора АК-1. При этом сигнал С проходит прямой канал, а сигнал В' – задерживающий. В прямом канале установлен аттенюатор АТТ-1, обеспечивающий равенство амплитуд сигналов, поступающих на входы автокомпенсатора. Сигналы, подаваемые на входы автокомпенсатора, представляют собой отраженные сигналы, полученные на смежных периодах повторения, на которых было произведено излучение когерентных зондирующих импульсов. Поэтому сигналы, отраженные от неподвижных целей и пассивных помех, будут на этих входах практически одинаковыми. Они вычтутся один из другого в автокомпенсаторе. Сигналы, отраженные от движущихся целей, на входах автокомпенсатора будут сдвинуты по фазе один относительно другого за счет доплеровского приращения частоты, определяемого радиальным перемещением цели относительно РЛС за время между излучениями зондирующих сигналов. Поэтому эти сигналы образуют на выходе автокомпенсатора разностный сигнал. Автокомпенсатор представляет собой устройство, которое стремится наилучшим образом произвести вычитание одного из другого поданных на его входы сигналов путем подстройки фазы (частоты) сигнала на одном из входов с помощью корреляционной обратной связи. При появлении регулярной составляющей доплеровской частоты в спектре пассивной помехи, возникающей, например, за счет перемещения облака пассивных помех под воздействием ветра, аитокомпенсатор автоматически компенсирует ее, как бы передвигая спектр пассивной помехи в область «нулевой» скорости. Этим самым обеспечивается эффективное вычитание помехи. Из-за инерционности схемы по «короткому» сигналу, отраженному от движущейся цели, автокомпенсатор не успевает срабатывать, пропуская его на выход.
Таким образом, с выхода автокомпенсатора АК–1 будет сниматься остаток от вычитания сигналов В' и С. Если в сигналах В' и С присутствуют отраженные сигналы от неподвижных целей, то, так как разность фаз между ними равна нулю, эти сигналы в компенсаторе вычтутся. Сигналы, отраженные от движущихся целей (разностный сигнал), проходят через АК, и поступают на вход пассивного сумматора (24), на второй вход его поступает разностный сигнал (А'-В') с автокомпенсатора АК-2. Автокомпенсатор АК-2 полностью идентичен автокомпепсатору АК-1. На его входы поступают сигналы В', задержанные в ЛЗ -1, и А', задержанные в ЛЗ-1 и ЛЗ-2. Разностные сигналы на входе сумматора 24 (В'– С) и (А'–В') совмещены во времени. В сумматоре 24 обеспечивается их вычитание одного из другого. Полученный разностный сигнал с 2 ч подается на усилитель-ограничитель (УПЧ-1), а затем – на сжимающий фильтр (СФ-1). УПЧ-1 и СФ-1 образуют схему ШОС. Растянутый ЛЧМ-сигнал, отраженный от движущейся цели и прошедший через схему СДЦ, сжимается на СФ-1 до 0,3 – 0,4 мкс, а затем подается на детектор (ДТЛ).
| Управляемое гетеродинное напряжение
|
| Рис. 19.25. Структурная схема двукратной СДЦ и условные эпюры напряжений:
а – расстановка зондирующих когерентных импульсов
б – сигналы в контрольных точках схемы
|
Для повышения эффективности работы схемы СДЦ формирование временных расстановок когерентных зондирующих импульсов, а также синхроимпульсов, управляющих работой РЛС, производится с помощью тех же линий задержки схемы СДЦ, которые используются и при обработке принимаемых сигналов. На схеме (рис.19.25,а) показаны вход и выход цепи формирования («запуск», «выход цепи формирования»).
Для уменьшения потерь, вносимых схемой СДЦ в процесс обнаружения целей в момент постановки комбинированных помех (активных и пассивных), в устройство СДЦ введена специальная схема. Она при воздействии активной помехи, нарушающей корреляцию сигналов, отраженных от пассивной помехи, к разностному сигналу, снимаемому с ДТЛ, добавляет суммарный сигнал А' + С. Эти сигналы совмещены во времени. Суммарный сигнал проходит через коммутатор Кз, открываемый управляющим напряжением, вырабатываемым из гетеродинных напряжений автокомпенсаторов под воздействием некоррелированных пассивных помех. Таким образом, в момент воздействия на РЛС активной и пассивной помех с приемника снимается суммарный сигнал, состоящий из некомпенсированных сигналов А/ С/ и остатка от двукратного вычитания, совмещенных во времени.
Съем информации со схемы СДЦ производится только после излучения третьего когерентного импульса (на третьем периоде повторения).
Управление работой схемы СДЦ осуществляется с помощью специальных коммутаторов (на рис. 19.25,а) показаны лишь некоторые из них), управляемых командами с блока формирователя команд (ФК-МА) прибора 5. Они обеспечивают коммутацию цепей и пропускание только необходимых сигналов. Например – только сигналы В, и С а остальные отсекаются коммутаторами.
Схема СДЦ в РЛС МР-750 конструктивно размещается в блоках АК-1, АК-2 и АБ. Структурный состав этих блоков показан на рис. 19.20. Прохождение сигналов через них производится следующим образом. Принятые сигналы с выхода блока СОР поступают на вход модуля ЛЗФП-11 блока АК, в котором они проходят через прямой и задерживающий каналы. Далее сигналы подаются на автокомпенсатор АК, с выхода которого снимается остаток от вычитания сигналов В' и С, совмещенных во времени в модуле ЛЗФП-11. С этого модуля сигналы подаются также на модуль ЛЗФП-12 блока АК-2, который обеспечивает совмещение во времени сигналов А' и В'. Сигналы с прямого и задерживающего каналов его поступают на автокомпенсатор АК. С выхода АК снимается разностный сигнал А'– В'.
Разностные сигналы с автокомпенсаторов подаются на пассивный сумматор УС–7 в блоке АБ. При этом сигнал В'–С пропускается через модуль ЛЗФП-0 для выравнивания фазовых характеристик вычитаемых сигналов. Сумматор УС-7 вычитает один из другого сигналы А'–В' и В'–С. Остаток от их вычитания усиливается усилителями РРЗ и УПЧ, стробируется командами КВ с блока ФК-МА в усилителе-ограничителе УПЧ и подастся через сжимающий фильтр ОФ-С8 на детектор ДТЛ. Усилитель-ограничитель УПЧ и фильтр ОФ – С8 образуют схему ШОС. На рис. 19.20 также показано прохождение невычтенных сигналов А' и С, которые в модуле СС присоединяются к разностному сигналу по команде, вырабатываемой в блоке БФД под воздействием гетеродинных напряжений с автокомпенсаторов. В модуле СС, кроме того, реализована схема межпериодной селекции сигналов, которая препятствует прохождению на индикатор «сигналов неоднозначностей», т. е. сигналов, принятых от целей, находящихся за пределами шкалы дальности. Это способствует очищению радиолокационной информации, выдаваемой на индикатор РЛС, от помеховых сигналов. Принцип работы схемы заключается в том, что сигналы на выход модуля СС пропускаются лишь с тех участков дальности, в которых присутствовали отраженные сигналы на первом периоде повторения. Так как «сигналы неоднозначностей» в этом периоде отсутствуют, то тс сигналы, которые появятся на следующих периодах обзора в результате зондирований пространства предшествующими посылками РЛС, не будут пропускаться па выход приемника.
По сравнению с рассмотренной схемой СДЦ более перспективными являются цифровые схемы СДЦ, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с аналоговыми. Они отличаются высокой стабильностью, имеют более высокую надежность, сравнительно малые массы и габариты. Современная элементная база позволяет с помощью схем цифровой обработки сигналов реализовать суммарно-разностный алгоритм двукратной адаптивной СДЦ с вобуляцией периода повторения. Для этого в схемы устанавливаются фазовые детекторы, раскладывающие сигнал на две квадратурные составляющие на видеочастоте, которые с помощью аналого-цифровых преобразоватеей преобразовываются в цифровые слова, содержащие информацию о сигналах па отдельных участках дальности. Дальнейшая обработка сигналов и выделение движущихся целей производится с помощью цифровых схем. На выходе цифрового автокомпенсатора сигналы могут быть преобразованы в аналоговую форму с помощью цифроаналоговых преобразователей, а затем – на промежуточную частоту.
Адаптивный последовательный обнаружитель. В РЛС МР-750 впервые в отечественных корабельных РЛС применено специальное устройство, повышающее помехозащищенность станции путем автоматической оптимизации процесса обзора пространства по углу места. Это устройство называется адаптивным последовательным обнаружителем (АПО). АПО, анализируя сигналы, поступающие с различных облучаемых участков дальности, и оценивая уровень отношения сигнал-шум, приспосабливает РЛС к изменяющейся помеховой обстановке путем изменения темпа сканирования луча в угломестной плоскости. При анализе сигналов АПО для каждого участка дальности, используя метод последовательного анализа, вырабатывает решение о наличии или отсутствии цели. При недостаточности информации для принятия решения продолжается обследование данного направления, т. е. посылается еще один зондирующий импульс на данной частоте. Прекращение последовательной процедуры (обследование данного направления) происходит после принятия решения на всех участках дальности или при усечении длительности последовательной процедуры, когда принимается принудительное решение на прекращение обследования при использовании максимально возможного количества зондирующих импульсов.
Организация работы РЛС МР-750 с использованием АПО предполагает включение его в узком секторе по пеленгу, ориентированном в направлении на помехопостановщик, при работе станции в режиме «1М». В этом секторе вращение антенны РЛС производится с минимальной скоростью. АПО в данном секторе совместно с прибором 15 или блоком УСС вырабатывает программу сканирования луча по углу места, т. е. определяет количество излучаемых импульсов в каждом угломестном положении диаграммы направленности антенны, в зависимости от помеховой обстановки, а следовательно, скорость смены рабочих частот РЛС. Этим достигается оптимизация обзора пространства РЛС при воздействии на ее вход активной шумовой помехи, за счет чего увеличивается количество сигналов, отраженных от цели, и улучшается наблюдаемость цели на фоне помех.
Бланкирование боковых лепестков. Одним из способов повышения помехозащиты РЛС является уменьшение или исключение из радиолокационной информации, снимаемой с приемного устройства станции, помсховых сигналов, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны. В некоторых РЛС обнаружения этот способ реализован путем компенсации радиопомех, воздействующих по боковым лепесткам. Для этого помимо основного приемника, обрабатывающего сигналы и помехи, принятые основной антенной, используется дополнительный (компенсационный) приемник со своей. приемной антенной, имеющей диаграмму направленности, перекрывающую боковые лепестки основной антенны. Дополнительный приемник обрабатывает принимаемые сигналы помех, которые затем вычитаются из сигналов, обработанных основным приемником и содержащих в себе смесь отраженных сигналов и помех. Имеются и другие методы борьбы с помеховыми сигналами, принимаемыми по боковым лепесткам диаграмм направленности антенн. Так, в РЛС МР-750 применяется схема бланкирования боковых лепестков (СБЛ), которая вырабатывает стробы в местах возможного появления отраженных сигналов, принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны. Принцип действия данной схемы заключается в том, что при наличии сигнала от цели в канале больших сигналов (КБС) при работе первым лучом блок СБЛ вырабатывает бланкирующие импульсы, которые запирают видеотракт в моменты возможного приема сигналов от этой цели по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны. При этом ложные сигналы от цели, принятые по боковым лепесткам, не попадают на индикатор РЛС и не маскируют полезную информацию. Информация о местоположении ближних боковых лепестков записана в СБЛ. В соответствии с ней и производится выработка бланкирующих импульсов. Предполагается, что, если отраженный от цели сигнал не наблюдается в КБС, сигналы, принятые от этой цели по боковым лепесткам диаграммы направленности, малы и не могут помешать работе оператора РЛС или устройству обработки информации.
Блок СБЛ состоит из двух идентичных устройств, осуществляющих бланкирование сигналов в каждом частотном канале. На одном пеленге имеется возможность бланкирования боковых лепестков от 128 целей, расположенных на различных дальностях, а па одной дальности и на разных пеленгах – от двух целей. Остальные цели будут пропускаться. Обработка сигналов в блоке осуществляется на дистанции 64 км. Начало рабочей зоны стробирования может быть установлено с нулевой дистанции или с 2, 4, 8, 16 и 32 км.
Кроме рассмотренных здесь схем помехозащиты в РЛС могут использоваться и другие. При разработке новых РЛС конструкторы стремятся сделать схему приемника оптимальной или близкой к ней по отношению к принимаемым сигналам и внутренним шумам, предусматривая защиту от действия вероятных естественных и искусственных помех. При этом отдается преимущество схемам и методам помехозащиты, которые действуют в РЛС постоянно или автоматически включаются при воздействии определенного вида помех. Такие схемы носят название адаптивных. Их комплексное использование позволяет создать РЛС, адаптирующуюся (приспосабливающуюся) к помеховым условиям, упростить функции оператора станции по ее боевому обслуживанию.
Все темы данного раздела:
Севастополь
ББК 32.95я73
Г 657
УДК 621.396.967(075)
Учебное пособие составлено в соответствии с программой учебной дисциплины «Радиолокационные системы» (раздел «Радиолокационные сис
Список сокращений Это делаю я
АВУ
Антенное вычислительное устройство
АКП
Автоматическая компенсация помех
АКУ
Авто
Краткая историческая справка
Первые РЛС были станциями обнаружения самолётов. 5 стационарных импульсных РЛС было установлено на юго-западном побережье Великобритании в 1936 году. Они работали на сравнительно длинных (метровых)
Основные типы РЛС
РЛС различают прежде всего по конкретным задачам, выполняемым ими автономно или в комплексе средств, с которыми они взаимодействуют, например: РЛС систем управления воздушным движением, РЛС обна
Общее описание радиолокационной станции
В настоящее время различают два принципиально различных типа радиолокации: активная и пассивная. При активной радиолокации радиолокационная станция (РЛС) сама излучает сигнал в виде электромагнитно
Уравнение дальности радиолокации
По-видимому, наиболее полезным и простым описанием влияния различных факторов на работу РЛС является уравнение дальности радиолокации. Одна из форм записи этого уравнения определяет
Информация, извлекаемая при обработке радиолокационного сигнала
Хотя в основе самого наименования «радиолокационная станция» лежит аббревиатура английских слов «обнаружение и измерение дальности с помощью радио» (radiodetectionandrang
Диапазоны частот, применяемые в радиолокации
Реально никаких ограничений на диапазоны частот, используемые в радиолокации, не существует. Любое устройство, которое обнаруживает цели и определяет их местоположение путем излучения электромагнит
Сигналы, применяемые в радиолокации
Предварительное замечание. Рассмотрение всего многообразия сигналов, способов их представления и свойств выходит за рамки данного пособия. Здесь рассматриваются и более детальн
Простые сигналы
Простыми называются сигналы, база которых В, т.е. произведение ширины спектра сигнала на его длительность , удовлетворяет условию . Все одиночные радиоим
Радиоимпульсы с внутриимпульсной частотной модуляцией
Рис. 1.2. Закон ЛЧМ модуляции и ЛЧМ-радиоимпульс
Ри
В таких сигналах частота в пределах длительности радиоимпульса
Основные параметры зондирующих сигналов
Закон модуляции. Он включает законы амплитудной, частотной и фазовой модуляции (манипуляции) сигнала.
Длительность сигнала . Она измеряется
Линейные рекуррентные последовательности максимальной длины
Линейной рекуррентной последовательностью (ЛРП) называется последовательность символов удовлетворяющая рекуррентному правилу:
, (1.6)
где значения как символов пос
Системы сигналов
При построении систем передачи информации, таких, как многоканальные системы с кодовым уплотнением, т – ичные системы (системы, в которых для передачи сообщений используют
Ортогональные сигналы
В общем случае ортогональные сигналы можно сформулировать так. Пусть , – некоторая полная ортонормированная система функций. Тогда любой сигнал , с полосой частот Fс можно предста
Симплексные сигналы
В общем случае симплексные сигналы получаются из ортогональных сигналов следующим образом. Пусть {аi}, i = 1,2,..., т, – ортогональные сигналы. Добав
Эффективная площадь рассеяния целей
Явление вторичного излучения, лежащее в основе активной радиолокации, свойственно волнам любой природы. Оно возникает всякий раз, когда волна встречает препятствие на пути своего ра
Размеров цели и длины волны
Поля вторичного излучения, позволяющие определить ЭПР объектов, находят точными и приближенными расчетными методами, в том числе методом математического моделирования, наряду с кото
Рассеяния радиолокационных целей
Радиолокационные цели обладают, как правило, достаточно сложной конфигурацией. Поверхность их характеризуется наличием блестящих точек в виде выпуклых участков поверхностей двойной кривизны и резон
Вероятностная оценка ЭПР
Как отмечалось ранее, задача определения характеристик отраженного сигнала от цели, представляющих собой совокупность различных элементарных отражателей изначально сложна, а в ряде случаев и невыпо
Отраженного сигнала
Полученные новые законы распределения вероятности случайной величины – амплитуды и фазы отраженного сигнала и ЭПР цели не в полной степени характеризуют трансформацию протяженного с
Качественные показатели обнаружения радиолокационных сигналов
Обнаружение – процесс принятия решения о наличии или отсутствии сигнала в смеси сигнал и шум в произвольном разрешающем объёме.
Результатом процесса обнаружения сигнал
Критерии обнаружения
Для решения задачи обнаружения необходимо иметь соответствующие априорные (доопытные) сведения о статистических характеристиках помех и отраженных от целей сигналов. Эти сведения позволяют найти ме
Отношение функций правдоподобия
принято называть отношением правдоподобия.
Для выбора гипотезы H1, или Н0 должно быть взято за основу определенное п
Алгоритм обнаружения и структура оптимального обнаружителя
Такие параметры принимаемого сигнала как амплитуда, начальная фаза, запаздывание, доплеровский сдвиг частоты и другие, в общем случае изменяются от импульса к импульсу по случайному
Характеристики обнаружения. Пороговый сигнал
Определим характеристики обнаружения или рабочие характеристики приемника РЛС при его работе с полностью известным (детерминированным) сигналом. Для этого надо вычислить условные пл
Обнаружение сигналов со случайными параметрами
Рассмотрим задачу обнаружения сигнала, зависящего от случайных неизмеряемых параметров. Примерами таких сигналов могут быть сигнал со случайной начальной фазой, случайными начальной
Алгоритм обнаружения сигналов со случайными параметрами
Наша задача записать отношение правдоподобия для такого сигнала принятого РЛС.
Совместную плотность вероятности принятой реализации сигнала и шума и случайных неизмеряемых
Параметрами
Алгоритмы оптимального обнаружения рассматриваемых сигналов реализуются на основании полученных выражений для отношения правдоподобия (3.29, 3.30) и решающего правила. Решающее прав
Кривые обнаружения. Пороговые сигналы
Рис.3.6. Характеристики обнаружения сигнала со случайной начальной фазой
Для определения характеристик обнаружения сигн
Понятие оптимального фильтра, его импульсная характеристика
Из основ теории оптимального обнаружения (мы рассмотрели основы этого вопроса в главе 3) следует, что основной операцией является вычисление частного значения функции взаимной корре
Спектральные характеристики оптимального фильтра, его работа
Установлено, что частотная характеристика Копт (f) фильтра
с точностью до произвольного вещественного множителя с и множителя запазды
Обработка простых сигналов с помощью оптимального фильтра
Оптимальный фильтр можно подобрать либо по частотной, либо по импульсной характеристике, взаимосвязанными между собой. Для обработки простых сигналов без внутриимпульсной модуляции
Накопление пачки некогерентных сигналов
Нами был рассмотрен вопрос когерентного накопления пачки радиоимпульсов, т.е. сигналов, фазы которых жестко связаны между собой. Некогерентное накопление заключается в суммировании
Обработка сложных сигналов с помощью оптимального фильтра
Рис. 4.10. Разрешение при сжатии широкополосных
радиоимпульсов в оптимальном фильтре
Известно, что сложные радиолокационные сигналы я
Сжатие ФКМ-радиоимпульса
Рассмотрение сигналов с фазовой манипуляцией показывает, что они представляют большой интерес для радиолокации, поскольку корреляционные функции некоторых из них имеют требуемую форму малую длитель
Сжатие ЛЧМ-радиоимпульса
Процесс сжатия ЛЧМ-радиоимпульса поясним с помощью временных графиков. а рис. 4.12 а, б, в приведен ЛЧМ-импульсный сигнал с прямоугольной огибающей. Выходной импульс на уровне 5 = 0,637 от максимал
Исходные предпосылки
В соответствии с общей теорией приема, оптимальная временная обработка принимаемого на фоне стационарного белого шума сигнала сводится к вычислению корреляционного интеграла, которы
Области
Так как принимаемые радиолокационные сигналы перед дискретизацией преобразуются в две квадратурные составляющие, то реализация ЦСФ должна производиться в двух квадратурных каналах. Квадратурные сос
Цифровой согласованный фильтр для сигналов в частотной области
Рассмотрим теперь особенности дискретной свертки типа согласованной фильтрации в частотной области. В соответствии с теорией дискретного представления непрерывных функций, ограничен
Обнаружение радиолокационных целей и измерение их параметров
Статистическая теория радиолокации, о которой речь шла в предыдущей главе, решает задачу обнаружения одиночного импульса, отраженного от какого-то объекта. Оператор или автоматический обнаружитель
Некогерентной нефлуктуирующей пачки импульсов
В процессе сканирования пространства диаграмма направленности антенны РЛС проходит через цель, при этом от цели отражается и приходит на вход приемника не один радиоимпульс, а группа (пачка) имп
Характеристика обнаружения сигналов при дискретной обработке
В последнее время все более широко внедряются методы и техника дискретной (цифровой) обработки сигналов в РЛС, поэтому для практики рассмотрение этого вопроса для нас важно. Более детально вопросы
Определение вероятности ложной тревоги
Вероятность ложной тревоги определяется исходя из соображений допустимого потока ложных тревог в зависимости от обстановки в районе плаванья и «цены» тревоги. Обращаясь к рис. 3.1,
Параметров радиолокационных сигналов
В конечном итоге любой радиолокатор предназначен для измерения тех или иных координат и параметров движения целей, поэтому измерение является одной из основных операций, выполняемых
Критерии оптимального измерения
Из-за случайных параметров радиолокационных сигналов процесс измерения носит статистический характер. Показателем качества измерения является статистически усредненная величина ошиб
Уравнение оптимальной оценки параметров радиолокационных сигналов
Оптимальная оценка параметра может быть определена как корень одного из уравнений:
Рис. 5.2. Кривые послеопытной (апостериорной) плот
Оптимальный дискриминатор. Ошибки измерения
Рис. 5.3. Структурная схема оптимального измерителя параметра
Уравнение оптимальной оценки описывает алгоритм работы оп
Характеристики дискриминатора
Выходной сигнал оптимального дискриминатора (сигнал ошибки), представляющий собой производную квадрата модуля корреляционного интеграла по измеряемому параметру, характеризуется сре
Параметрами
В радиолокационных системах задача обнаружения сигналов решается обычно на видеочастоте, после объединения сигналов квадратурных каналов (на выходе детектора огибающей). Принимаемый
Оптимальный обнаружитель пачки оцифрованных сигналов
Теория оптимальных обнаружителей достаточно подробно рассмотрена в литературе. Рассмотрим случай обнаружения полностью известного сигнала – пачки из т нефлюктуирующих импульсов, при
С неизвестными параметрами
Оптимальные алгоритмы обнаружения сигналов обладают предельными характеристиками только для тех условий функционирования, которые принимались при синтезе. Отклонение статистических характеристик по
Адаптивные цифровые обнаружители
Как уже отмечалось, для преодоления априорной параметрической неопределенности применяется формирование на основе произведенных наблюдений оценок неизвестных параметров сигналов и п
Параметров сигналов
В дальнейшем предполагается, что для решения задачи оценки параметров сигналов используется та же выборка входных колебаний, что и при решении задачи обнаружения. Все исходные предпосылки о статист
Оценка времени задержки и доплеровской частоты сигнала
Без внутриимпульсной модуляции
6.2.1. Одиночные радиоимпульсы
Способы обзора пространства
Обработка частотно-модулированных радиоимпульсов
Особенности обработки частотно модулированных (ЧМ) сигналов рассмотрим на примере обработки линейно-частотно-модулированных радиоимпульсов (ЛЧМ), широко используемых в современных Р
Обработка фазоманипулированных радиоимпульсов
Рис. 6.11. Многоканальное устройство фильтровой обработки ФМ - радиоимпульса с неизвестной доплеровской частотой
Рассмотрим согл
Дальность действия РЛС
Одна и основных задач при разработке и проектировании РЛС, а также при выборе из существующих РЛС наиболее пригодную для решения конкретных задач потребителя является определение ее максимальной да
Потери отношения сигнал-шум в реальных РЛС
Потери в антенне определяются распределением поля по поверхности (апертуре) антенны:.
,
где – коэффициент, учитывающий неравномерность распред
Зона видимости. Способы
Рис. 7.2. Зона видимости РЛС
сканирования пространства и влияние их на дальность действия РЛС
Коэффициент направленного действия антенны
Обратимся еще раз к формуле (7.5). Здесь и – коэффициенты направленного действия антенны – указывается в формуляре на антенну или РЛС, является основной характеристикой антенны. Он
Учет формы диаграммы направленности антенны и способа обзора пространства
В выражении (7.5) множитель описывает форму диаграммы направленности антенны. В общем случае получить выражение для диаграммы направленности любой произвольной антенны – задача дост
Способы обзора пространства
В процессе проектирования РЛС одним из наиболее сложных и важных вопросов является обоснование и выбор способа сканирования пространства. Задача сводится к обеспечению просмотра зоны видимости (рис
Расчет числа импульсов в пачке
Для каждого конкретного выбранного способа сканирования пространства представляется важным знать количество лучей в пачке, так как в большинстве современных РЛС реализуется как коге
Поглощение радиоволн атмосферными газами
Рис 7.7. Зависимость коэффициента
затухания радиоволн в воздухе
от длины волны при t = 200 C
Осно
Влияние гидрометеоров на распространение радиоволн
7.4.1. Характеристики тумана и дождя
Таблица 7.2
Характеристики тумана и дождя
Ви
Поверхностно распределенные цели.
Морские условия весьма многообразно влияют на радиолокационное обнаружение. Из всего многообразия можно выделить три основных явления:
– сигналы, отраженные целями, подвержены изменениям;
Свойства отражений от взволнованной поверхности моря
Зондирующий сигнал, отраженный от поверхности моря, создает значительные помехи РЛС и затрудняет обнаружение целей. На рис. 7.11 приведены фотографии индикатора кругового обзора РЛС «Океан» с центр
Свойства морской поверхности
Ветровые морские волны – основная причина возникновения флюктуационных мешающих отражений радиолокационного сигнала. Волны возникают под влиянием атмосферных воздействий. Реакция мо
Приемника РЛС
Отраженные сигналы могут поступать по главному, боковым и заднему лепесткам диаграммы направленности антенны. На рис 7.12 приведен порядок определения освещенной площадки главным лепестком антенны.
Учет влияния поверхности Земли
В качестве некоторой нормы атмосферы принята нормальная атмосфера с параметрами:
давление Р=1013 мбар;
температура t = 130 C;
относительная влажность s
Основные виды помех активной радиолокации
Как и в любой радиотехнической системе, в радиолокации может существенно сказываться влияние различного рода помех. Роль помех в активной радиолокации может оказаться еще большей, ч
Защиты от них
Существуют два основных вида источников естественных маскирующих активных помех: дискретные и распределенные. К дискретным источникам помех относятся Солнце, Луна и радиозвезды. К р
И способы создания
Рис. 8.1. Влияние слабой (1) и сильной (2, 3) помехи на прохождение сигнала
В качестве искусственных маскирующих
При воздействии маскирующих стационарных активных помех
При достаточном динамическом диапазоне приемника условие обнаружения цели в маскирующих стационарных активных помехах типа белого шума имеет вид
,
где Епр
Пассивные маскирующие помехи и способы их создания
Как уже указывалось выше, к естественным пассивным помехам относятся радиопомехи, создаваемые природными отражателями (местными предметами, водной поверхностью, гидрометеорами, севе
Основные направления защиты РЛС от маскирующих активных помех
Анализ уравнения противорадиолокации показывает, что основные направления защиты РЛС от маскирующих активных помех связаны с использованием амплитудных, поляризационных, частотных и
Методы некогерентной и когерентной компенсации помех
Для улучшения пространственной селекции сигнала на фоне помех, приходящих с отдельных направлений, кроме мер, перечисленных выше, могут быть также исп
Практические схемы автокомпенсаторов
Квадратурный автокомпенсатор
В таком автокомпенсаторе формирование весового (управляемого) напряжения осуществляется на видеочастоте. В этой связи представим компле
Основные различия сигналов целей и пассивных маскирующих помех
Сигналы, отраженные от целей, и пассивные маскирующие помехи в общем случае имеют различные статистические характеристики. Для сигналов и помех, распределенных по нормальному закону
Оптимальное обнаружение сигнала на фоне пассивной помехи
в виде стационарного небелого шума
Небелый шум, как известно, характеризуется неравномерным распределением спектральной плотности мощности по оси часто
Фильтров подавления
Рис. 8.22. Схема однократного
череспериодного вычитания
Принципы построения входящих в состав оптимального фильтра оп
Модели движения целей
Наблюдаемые радиолокационные цели: наземный транспорт, корабли, самолеты, космические аппараты и другие объекты – могут двигаться по самым разнообразным траекториям, имеющим, как правило, случайный
Экстраполяция траекторных параметров
Оценка траекторных параметров движения цели в соответствии с общей структурной схемой ВО проводится в блоке О (рис. 9.2) по отсчетам, отобранным в ходе операции селекции и относящим
Алгоритм селекции отсчетов по минимальному отклонению от центра строба
Алгоритм селекции отсчетов по минимальному отклонению от центра строба обычно применяется в двухэтапной процедуре стробирования. Этот предназначен для работы в случаях, когда в стробе появляется
Алгоритмы сопоставления и привязки отсчетов к траекториям
в многоцелевой ситуации
Рис. 9.8. Вариант многоцелевой ситуации
Это одна из самых трудных
Общие положения
В современных радиолокационных системах требуемые вероятностные и точнстные характеристики обеспечиваются лишь после проведения этапа ВО. При этом в отличие от первичной обработки п
Вероятность ложного обнаружения траектории
Структура простейшего алгоритма завязка – обнаружение – сброс «2 из m» + «l из n» – «s» в виде направленного графа приведена на рис. 9.9. Направленный гр
Вероятность правильного обнаружения траектории
При поступлении на вход обнаружителя отсчетов, полученных от некоторой цели, логика работы алгоритма остается той же, что и в случае ложных отсчетов. Траектория цели обнаруживается при выполнении у
С И С Т Е М
В первом разделе данного учебного пособия были рассмотрены основные вопросы теории построения радиолокационных систем. Изложенный в нем материал представляется достаточным для поним
Современных активных РЛС
Существенный прогресс в развитии элементной базы, расширение ранее существовавших и появление новых областей применения РЛС привели к коренному пересмотру как принципов построения,
И возможности создания современных корабельных РЛС
При выборе путей создания радиолокационных систем следует учитывать результаты анализа тенденций развития радиолокационных систем и следующие особенности, обусловленные применением
Тактические характеристики РЛС
К тактическим характеристикам РЛС относятся назначение, сектор или зона работы, время обзора этого сектора, качественные показатели обнаружения объекта, число измеряемых координат и
Число измеряемых координат и параметров движения объекта и точность этих измерений.
В РЛС противовоздушной и особенно противоракетной обороны требуется измерение как всех трех координат летательного аппарата, так и их первых, а иногда и вторых производных.
В РЛС наблюдени
Когерентные доплеровские РЛС с непрерывным излучением
Возвращаясь к главе 2, в частности, к рис 2.8, можно еще раз констатировать, что в общем, отраженном от объекта сложной формы, сигнале существенной может быть когерентная составляющ
Когерентно-импульсные РЛС
Рассмотренные выше РЛС с непрерывным излучением представляют собой в каком-то смысле чисто доплеровские, или когерентные РЛС. Несколько по-иному решается задача когерентного накопле
РЛС с внешней когерентностью
Как уже отмечалось, к РЛС с внутренней когерентностью предъявляются жесткие требования к стабильности напряжения источника питания и частоты генераторов. Поэтому часто используют режим работы с вне
Временной когерентной обработки сигналов
Комплексная амплитуда напряжения сигнала на выходе линейной части приемника (при условии отсутствия пространственных помех) записывается в виде
, (11.2)
где
Исходные предпосылки
В соответствии с общей теорией приема, оптимальная временная обработка принимаемого на фоне стационарного белого шума сигнала u(t) сводится к вычислению корреляционног
Во временной области
Так как принимаемые радиолокационные сигналы перед дискретизацией преобразуются в две квадратурные составляющие, то реализация ЦСФ должна производиться в двух квадратурных каналах.
В частотной области
Рассмотрим теперь особенности дискретной свертки типа согласованной фильтрации в частотной области. В соответствии с теорией дискретного представления непрерывных функций, ограничен
Общие положения
Под СДЦ понимают выделение сигналов движущихся целей из них смеси с помехами и шумами, принимаемой приемником РЛС. Типичными задачами СДЦ являются: обнаружение самолетов на фоне отр
Коррелированной помехи
Как известно, оптимальный обнаружитель когерентной пачки радиоимпульсов на фоне белого шума представляет собой последовательно соединенные согласованный с пачкой фильтр, детектор и
И влияющие на нее факторы
Для оценки качества работы систем СДЦ обычно используются следующие характеристики.
1. АЧХ режекторного фильтра и канала доплеровской частотной селекции.
Одноканальные методы автосопровождения по угловым координатам
Системы автоматического сопровождения по угловым координатам в ряде радиолокационных систем являются основными. Это в космической локации, в системах наведения оружия и т.д.
Автоматическое
Угловых координат
Получившие широкое распространение одноканальные методы пеленгации, отличаясь сравнительной простотой, не всегда обеспечивают достаточную точность измерения. Основной причиной являются искажения ог
В моноимпульсных системах
Широкое применение в моноимпульсных системах находит суммарно-разностная обработка колебаний, принимаемых различными каналами. При такой обработке образуются сумма и разность двух колебаний. Чтобы
Двухканальных систем
Произвольное угломерное устройство (амплитудное или фазовое) может быть использовано для получения сигнала рассогласования (сигнала ошибки) следящей системы при автосопровождении по
И методы определения координат
Пассивная локация осуществляет обнаружение и измерение координат воздушно-космических, наземных и надводных объектов, создающих излучения. Источниками излучения могут быть работающи
Корреляционные методы обработки сигналов
Практическая реализация методов пассивной локации связана с необходимостью отождествления, т. е. установления соответствия между сигналами, принятыми в различных пунктах от одного и
Определения координат излучающего объекта
Пусть пункты приема и источники радиоизлучения расположены в плоскости хОу (рис. 14.6). Положение i-го пункта характеризуется вектором , истинное положение пеленгуемого объек
Сигнала при корреляционной обработке
На вход коррелятора при наличии сигнала поступают случайные колебания:
каждое в виде аддитивной смеси полезного сигнала и помехи. Все эти колебания считаем
Естественных и близких к ним электромагнитных излучений
Под естественным излучением будем понимать тепловое хаотическое излучение объектов, а также участков местности и пространства.
Эффект неравномерного теплового излучения радиоволн участками
Принцип действия радиолокационной системы с активным ответом
Подобные системы еще называют системами вторичной радиолокации. Основное отличие ее от радиолокации с пассивным ответом следует из самого наименования: вместо пассивного ответа, обр
Устранение влияния боковых лепестков антенны
Мощность излучения по боковым лепесткам антенны запросчика в горизонтальной плоскости оказывается вполне достаточной для запроса ответчиков, удаленных на большое расстояние от запро
Влияние паразитных отражений в системах с активным ответом
На рис. 15,4 показан случай, когда при угле между направлениями запросчик-ответчик и запросчик-отражатель, превышающем ширину луча запросчика, и достаточно больших размерах отражате
В РЛС с активным ответом
Измерение азимута в РЛС с активным ответом основано на использовании обнаружителя с движущимся окном. Для серии последовательных запросов фиксируется несколько ответных сигналов одн
Система активного ответа с адресным запросом
В рассмотренной системе с активным ответом запрашиваются все цели, находящиеся в пределах ДН антенны запросчика. В результате возникает перегрузка системы лишними запросами и ответа
Принцип построения РЛС с синтезированной апертурой антенны
Подобный тип РЛС моно реализовать, разместив антенну на носителе, обладающем большой скоростью, позволяющей получить синтезированную апертуру протяженностью десятки и даже сотни кил
Цифровая обработка сигналов РСА
При аналоговой обработке в РСА с использованием фотопленки информация извлекается с большим запаздыванием относительно момента записи (до нескольких часов). Цифровая обработка сигна
Космические РЛС с синтезированной апертурой
Космическим средствам разведки придают все большее значение и военные, и гражданские специалисты. Применение на борту космического аппарата РЛС с синтезированной апертурой расширяет возможности раз
Проект lightSAR
Цель проекта lightSAR – создание недорогой аппаратуры, имеющей малые массу и объем, для высокоточных наблюдений за поверхностью земли. Аппаратура будет установлена на спутнике, выс
К Р А Т К О Е О П И С А Н И Е Н Е К О Т О Р Ы Х Р Л С
Ранее в данном учебном пособии были рассмотрены основные вопросы теории построения и структурные решения при создании радиолокационных систем. Изложенный материалы представляются достаточными для п
Общие данные
Судовая навигационная РЛС «Океан» является двухдиапазонной и работает на волнах 3,2 и 10 см. Кроме того, в зависимости от типа комплектации (варианта) станция может быть однодиапазо
Антенно-волноводное устройство
Двухдиапазонная антенна типа А представляет собой конструкцию зеркального типа, показанную на рис. 17.1
Антенна имеет общий отражатель (зеркало) с поверхностью раскрыва 750
Канал СВЧ на волне 3,2 и 10 см
АПЧ
АПЧ
УПЧ
Передающее устройство
Передатчик РЛС «Океан» 3,2 и 10 см состоит из модулятора и магнетронного генератора (рис. 17.6). В состав модулятора входят:
ЛЗ
Приемное устройство
8 УПЧ
Д
ВУ
Общие данные
Навигационная радиолокационная станция МР-244 «Экран» устанавливается на морских и речных судах, береговых постах контроля судоходства и обеспечивает:
– радиолокационное от
Передающий тракт
Передающий тракт обеспечивает генерирование СВЧ зондирующих импульсов и формирование ряда служебных импульсов, синхронизирующих работу других трактов и устройств с моментами излучен
Приемный тракт
Приемный тракт обеспечивает преобразование отраженных СВЧ-сигналов в сигналы промежуточной частоты, их усиление на промежуточной частоте и детектирование. В приемном тракте осуществ
Режим обзора пространства и зоны обнаружения РЛС
Далее нами будут рассмотрены в качестве примера две РЛС воздушного наблюдения. Предварительно следует напомнить некоторые особенности подобных РЛС. Как правило, РЛС воздушного наблю
Генераторы СВЧ многокаскадных передающих устройств
Генератор СВЧ многокаскадных передающих устройств предназначен для усиления входного маломощного высокочастотного сигнала до уровня, необходимого для излучения. В качестве таких ген
Импульсные модуляторы
Импульсные модуляторы предназначены для управления колебаниями генераторов СВЧ. В РЛС используется анодная модуляция, при которой управление работой генераторов производится путем м
Высокочастотный тракт
Высокочастотный тракт обеспечивает передачу с минимальными потерями электромагнитной энергии от передающего устройства к антенному. Он представляет собой сложный комплекс высокочаст
Параметры и структура излучаемого сигнала
РЛС работает в S-диапазоне рабочих частот 2900 – 3130 мГц. Количество фиксированных рабочих частот в пределах указанного диапазона определяется исходя из ширины полосы частот радиоизлучения,
Энергетические характеристики
Энергетические характеристики РЛС определяются энергетическими характеристиками передающего устройства, антенно-фидерной системы, приемного устройства и цифровой обработки сигналов.
Характеристики помехозащищенности
Защита РЛС от пассивных помех строится с учетом опыта разработки и испытаний РЛС подобного класса, а также на основе данных, полученных путем полунатурного моделирования с использов
Точностные характеристики определения координат целей
Выбранные для реализации в РЛС параметры и структура излучаемого сигнала, современные методы обработки радиолокационной информации, а также большой динамический диапазон, достигаемы
Выбор и обоснование структурной схемы
С учетом изложенного выше, реализация приведенных ТТХ возможна в рамках структурной схемы, приведенной на рис. 19.2 и 20.2.
20.2.1. Передающее устро
Приемное устройство
Структурно, рис. 20.2, 20.4 приемное устройство состоит из многоканального (по количеству сформированных антенной горизонтальных каналов) аналогового приемного устройства, многоканальной аналого-ци
Цифровая диаграммообразующая система
Цифровая диаграммообразующая система (далее – ЦДОС) – функциональное устройство антенны первичного радиолокатора РЛС, предназначенное для формирования диаграммы направленности (ДН)
РЛС воздушного наблюдения корабельного базирования
№ п/п
Тип РЛС и ее краткая характеристика
Размеры антенны, м
Пиковая мощность, мВт
Длительность импульса, мкс
РЛС воздушного наблюдения наземного базирования
№ п/п
Тип РЛС и ее краткая характеристика
Длинна волны, м
Зона обзора: По азимуту, гр
По углу места, гр
Биографические сведения о некоторых выдающихся ученых и инженерах-создателях радиолокационных систем
Ге́нрих Ру́дольф Герц
(22 февраля 1857 – 1 января 1894, Бонн)
Г
Александр Степанович ПОПОВ
(16 марта 1859 – 13 января 1906
А.С. Попов родился 16 марта 1859 г. в поселке Турьинские Рудник
Юрий Борисович Кобзарев
(8 декабря 1905 – 25 апреля 1992)
Юрий Борисович Кобзарев – доктор технических наук, академик Российской академии наук, выдающийся ученый в области радиоте
Кристиан Хюльсмайер
(1881 – 1835)
Изобретатель радара Кристиан Хюльсмайер (Christian Huelsmeyer) родился 25 декабря 1881 г
Михаил Михайлович Лобанов
(19 марта 1901 – 2 марта 1984)
Михаи́л Миха́йлович Лоба́нов – советский военный инженер, одна из ключевых фигур в становлении и развитии ра
Павел Кондратьевич Ощепков
(25 марта 1928 – 1 декабря 1992)
Родился в 1908 году в деревне Зуевы Ключи Сарап
Библиографический список
1 Труды Института радиоинженеров – ТИРИ (Proceedings of the IRE)
[М.: ИЛ, 1962/Две части (1517 c.)].
2. Электроника: прошлое, настоящее, будущее /Пер. с анг. под р
Новости и инфо для студентов