Функциональные элементы системы

3.1.2.1. Структура системы

Обычно моноимпульсная система состоит из следующих функциональных элементов: моноимпульсной антенны, двухканального моноимпульсного приемника, моноимпульсного процессора, определяющего угол прихода (в плоскости горизонта) радиосигнала с борта ВС относительно оси диаграммы направленности антенны (ДНА), и экстрактора цели, который может осуществлять обработку сигналов, принимаемых при каждом сканировании. Указанные элементы необязательно представляют собой отдельные элементы конструкции.

3.1.2.2. Моноимпульсная антенна

Моноимпульсные методы измерения азимута обычно требуют двух антенн или разделенной на секции антенны с отдельным подключением каждой антенны или каждой секции. В одном из методов (рис.3.1) используются два луча с параллельными осями диаграммы направленности и центрами, разнесенными в горизонтальной плоскости.

Если цель не находится на осевой линии, то длина пути распространения сигнала от воздушного судна до каждой из двух антенн будет различна. Образуется разность фаз между двумя принятыми сигналами, которая зависит от угла цели по отношению к оси диаграммы направленности антенны.

В другом методе используются два луча, имеющие общий фазовый центр. Из выходных сигналов двух антенн обычно формируются суммарная и разностная диаграммы направленности. Получающиеся в результате амплитудные диаграммы направленности показаны на рис.3-2. Суммарная диаграмма используется для передачи сигналов запроса, а для приема ответов используются обе диаграммы.

 

		Рис.3.1. Измерение угла моноимпульсным методом

 

 

		Рис. 3.2 Суммарная и разностная диаграммы направленности

 

На рис.3.3 показана зависимость угла цели относительно оси диаграммы направленности антенны от отношения амплитуд разностного и суммарного сигналов (Δ/Σ) и как функции сигналов разностного и суммарного каналов (f(Δ,Σ)).

В отношении диаграммы направленности моноимпульсной антенны в вертикальной плоскости (VRP) применимы те же соображения, что и в отношении любой другой антенны вторичного радара.

 

 

 

 

3.1.2.3. Моноимпульсный приемник

Кроме того, для точного определения угла прихода сигнала относительно оси диаграммы направленности антенны отношение суммарной и разностной диаграмм направленности должно оставаться как можно более постоянным для любого угла прихода сигнала относительно оси диаграммы направленности антенны (в пределах ширины ее луча на уровне 3 дБ) при всех возможных углах места цели.

Поскольку моноимпульсный приемник радиосигналов, обрабатываемых с целью обнаружения цели и выделения из них кодовой информации, должен иметь широкий динамический диапазон, то рекомендуется использовать приемник с логарифмическим усилителем сигнала.

Для обеспечения точности измерений приемник должен иметь два тщательно согласованных канала (суммарный (Σ) и разностный (Δ)), характеризующихся постоянным коэффициентом усиления и стабильными фазовыми характеристиками не только во всем динамическом диапазоне, но также в возможной полосе частот принимаемых сигналов (по крайней мере ±3 МГц).

Для ограничения ширины луча, в пределах которой осуществляется обработка сигналов, необходимо обеспечить подавление боковых лепестков в режиме приема (RSLS), что требует использования третьего канала в приемнике (управляющий канал (Ω)).

 

3.1.2.4. Моноимпульсный процессор

После логарифмического усиления в моноимпульсном приемнике выходные сигналы разностного и суммарного каналов подаются на моноимпульсный процессор, который определяет угол между направлением прихода радиосигнала от воздушного судна и осью диаграммы направленности антенны (ДНА или латиницей ОВА).

Процессор вычисляет отношение амплитуд выходных сигналов разностного (Δ) и суммарного (Σ) каналов. Абсолютное значение угла между направлением прихода радиосигнала и осью диаграммы направленности антенны рассчитывается в процессоре приближенно по формуле f(Δ,Σ) = 2arctg(Δ/Σ).

Знак данного угла, т.е. положение цели относительно оси ОВА ("слева - справа"), определяется по знаку разности фаз сигналов с суммарного и разностного каналов.

Азимут воздушного судна определяется путем суммирования угла, рассчитанного выше, с пеленгом антенны.

2.1.2.5 Моноимпульсный экстрактор цели

Выходной сигнал моноимпульсного процессора подается на специальный моноимпульсный экстрактор цели, который позволяет улучшить обработку кодов и уменьшает влияние синхронных помех. Значительные преимущества в отношении распознавания кода и выделения цели могут быть получены за счет использования дополнительных данных, получаемых от моноимпульсных процессоров. Кроме того, дальнейшее улучшение может быть достигнуто за счет корреляции данных по нескольким циклам сканирования и проверки их достоверности.

Дополнительные вычисления позволяют исключить большинство ложных целей, вызванных многолучевым распространением.