Без внутриимпульсной модуляции

 

6.2.1. Одиночные радиоимпульсы

 

Способы обзора пространства

Однолучевые

Многолучевые

Рис 6.2. Способы обзора пространства в современных РЛС

Рис. 6.1. Многоканальное устройство фильтровой обработки сигналов с неизвестной доплеровской частотой

Рассмотренные нами ранее устройства оптимальной (согласованной) обработки одиночных радиоимпульсов со случайными параметрами предназначены для обнаружения сигналов с известной доплеровской частотой или с частотой, удовлетворяющей условию . Однако в радиолокации часто возникает задача обнаружения сигналов, отраженных от движущихся целей. Тогда принимаемый сигнал содержит не только неизвестное время запаздывания, но и неизвестную доплеровскую частоту. Устройство фильтровой обработки (близкое к оптимальному при становится многоканальным по доплеровской частоте (рис. 6.1). Взаимные расстройки средних частот амплитудно-частотных характеристик согласованных фильтров (СФ) многоканального обнаружителя выбираются, исходя из допустимых энергетических потерь дБ на краях полосы пропускания. Для прямоугольных радиоимпульсов при энергетические потери равны 4 дБ. Необходимое число согласованных фильтров при этом определяется из формулы:

,

где – максимально возможная доплеровская частота движущейся цели (в сантиметровом диапазоне длин волн для большинства аэродинамических целей ).

Одиночные когерентные импульсные сигналы без внутриимпульсной модуляции встречаются в некогерентных импульсных РЛС, в доплеровских РЛС с непрерывным излучением и др. В некогерентных импульсных РЛС обычно используют короткие когерентные радиоимпульсы (длительностью < 10 мкс), из которых в процессе обзора по угловым координатам образуется некогерентная пачка. В этом случае , селекция по скорости нереализуема, а число каналов обработки равно 1.

В доплеровских РЛС с непрерывным излучением импульсные сигналы образуются в процессе обзора пространства по угловым координатам. Длительность подлежащего обработке когерентного радиоимпульса определяется временем облучения цели и может составлять единицы и даже десятки миллисекунд. При обработке сигналов с такими длительностями появляется возможность селекции движущихся целей по радиальной скорости, а устройство обработки становится многоканальным.

6.2.2. Когерентные пачки радиоимпульсов

 

На рис. 6.2 показаны наиболее часто встречающиеся в радиолокации способы обзора пространства. При этом антенной РЛС формируется, как правило, узкий луч, который в процессе сканирования в тот или иной способ облучает цель. Поскольку скорость сканирования в большинстве случаев такова, что за время прохода луча через цель происходит несколько циклов обзора (несколько посылок зондирующего сигнала), то отраженный сигнал будет представлять собой пачку (группу) отраженных сигналов промодулированных по закону, соответствующему огибающей характеристики направленности РЛС.

Нониусные линии задержки с отводами

Рис. 6.3. Многоканальное устройство фильтровой обработки когерентной пачки радиоимпульсов с неизвестной доплеровской частотой: (РУ – решающее устройство)

Фильтр, согласованный с пачкой радиоимпульсов, включает согласованный фильтр для одиночного импульса и когерентный сумматор импульсов пачки, снимаемых с линии задержки с отводами. Подбирая расположение отводов, их число и коэффициенты передачи, можно получить согласованную импульсную характеристику фильтра сигнала в виде пачки радиоимпульсов с заданной огибающей. Это позволяет решить задачу согласованной обработки когерентной пачки импульсов с неизвестным временем запаздывания и известной или несущественной доплеровской частотой.

Если доплеровская частота существенна и неизвестна, то необходим согласованный фильтр, многоканальный по доплеровской частоте (по радиальной скорости).

На рис. 6.3 показан принцип построения многоканального фильтра с нониусными линиями задержки для пачки из нечетного числа (М= 7) радиоимпульсов. Фильтр пригоден для работы в диапазоне скоростей при произвольно большой длительности пачки (ускорение цели отсутствует). Нониусные линии задержки учитывают растяжение ( > 0) или сжатие ( < 0) пачки при отражении от движущейся цели в (с + )/(c - ) раз.

При используемых на практике длительностях пачек импульсов нониусные линии задержки можно заменить фазовращателями. Необходимое число каналов обработки определяется из соотношения:

.

Если , то .

В решающем устройстве происходит обнаружение целей, измерение дальности и скорости целей (дальность – по времени запаздывания, а скорость – по номеру канала, в котором выходное напряжение превысило установленный порог).