Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 212

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

А

Рис. 1. 5. Принцип определения угловых координат.

пространения радиоволн оказывается несколько меньше и со­ ставляет 299 970 км/сек.

Радиоволны должны пройти двойной путь — от станции до цели и обратно. Следовательно, дальность до цели

здесь t — сек;

С — км/сек; D — км.

§1 . 2 . Основные методы и способы радиолокации

А.Классификация способов радиолокации

Радиолокация по способу выполнения подразделяется на следующие аиды:

активную с активным ответом;

полуактивную;

пассивную.

10

А к т и в н а я р а д и о л о к а ц и я

осуществляется путем

облучения цели радиоволнами и приема

от него отраженной

энергии.

 

 

 

 

Данный способ является основным, так как позволяет об­

наруживать цели и определять их координаты.

объ­

Р а д и о л о к а ц и я

с а к т и в н ы м

о т в е т о м — на

екте (цели) имеется

приемопередающая аппаратура,

авто­

матически отвечающая при действии

импульсов Р Л С .

Если

ответ приходит только на заданный код (определенное число импульсов, длительность импульсов и паузы между ними), то можно определить принадлежность цели.

П о л у а к т и в н а я р а д и о л о к а ц и я - — облучение цели и прием отраженной от нее электромагнитной энергии произво­ дится в различных пунктах. Например, при управлении раке­ тами, когда облучающая Р Л С находится на Земле, а прием­ ник— на самонаводящейся ракете (рис. 1.6).

____________— —- — 1

Ц е л ь

Р / !С

Рис. 1. 6. Принцип полуактивной

радиолокации.

П а с с и в н а я

р а д и о л о к а ц и я

— Р Л С не излучает

электромагнитную энергию, а только ведет прием сигналов, излучаемых другими Р Л С или объектами. Ее используют в аппаратуре радиотехнической разведки.

Б.Классификация методов радиолокации

Врадиолокации используют импульсный метод и метод непрерывного излучения электромагнитной энергии.

Последний, в свою очередь, делят на два вида:

допплеровский,

частотный.

Наибольшее применение получил импульсный метод ра­ диолокации.

11


§ 1.3. Импульсный метод радиолокации

Сущность этого метода заключается в том, что передаю­ щее устройство излучает электромагнитную энергию периоди­ чески повторяющимися кратковременными импульсами. Под импульсом следует понимать кратковременное отклонение напряжения или тока от некоторого постоянного уровня. Раз­ личают видеоимпульсы и радиоимпульсы.

В и д е о и м п у л ь с ы — это короткие электрические им­ пульсы постоянного тока продолжительностью порядка микро­

секунд или долей микросекунды (рис.

1.7).

Р а д и о и м п у л ь с ы представляют

собой высокочастот­

ные колебания, огибающая которых повторяет закон измене­ ния видеоимпульсов (рис. 1.8).

Рис. 1. 7. Видеоимпульсы.

Рис. 1. 8. Радиоимпульсы.

Известно, что для характеристики синусоидального коле­ бания достаточно знать три параметра: амплитуду коле­ бания, частоту (или период) и начальную фазу:

1= Іщ' sin(cüt + %).

Для характеристики импульсных колебаний необходимо знать значительно большее число параметров. Рассмотрим их.

А. Параметры

импульсного колебания

Ф о р м а и м п у л ь с о в .

В радиолокации чаще использу­

ются прямоугольные, трапецеидальные, треугольные и экс­ поненциальные импульсы (рис. 1.9).

Во время прохождения через электрическую цепь форма импульсов искажается-

Из рис. 1.10 видно, что импульс прямоугольной формы со-

12

а

Tu

и /

0/Л,//77

/

іL_________

ß

и ,

 

 

 

 

t

 

 

 

 

В

 

_______ д

 

 

 

 

 

і

 

г

 

 

 

 

 

 

Рис.

1. 9.

 

Видеоимпульсы

различной

формы: а — прямоуголь­

 

ной;

б, г — остроконечной; в — трапецеидальной.

стоит из трех участков:

переднего фронта (AB)

ТфР, вершины

(ВС) и среза

импульсов

(СД)

тср.

Различают

импульсы по*

П о л я р н о с т ь и м п у л ь с о в .

ложительной

 

полярности

(рис. 1.9),

отрицательной поляр*

ности и двусторонние импульсы

(рис.

1.7).

Т — интервал

П е р и о д

 

п о в т о р е н и я

и м п у л ь с о в .

времени от момента появления одного импульса до момента появления следующего импульса той же полярности (рис. 1.9).

Измеряется в миллисекундах

 

микросекундах

 

Величина,

обратная периоду, называется

ч а с т о т о й

п о в т о р е н и я

и м п у л ь с о в

(Fn) : Fn =

,где

Fn опреде*

 

гц.

 

(импульсах

в

секунду). Практически

Fn =*

ляется в герцах

(504-5000)

 

 

и м п у л ь с о в

(U m, Im) — величина

одно*

А м п л и т у д а

(мсек), (мксек).

стороннего импульса от начального уровня до максимального значения (рис. 1.9а, 1.9г).

При двусторонних импульсах различают отдельно ампли* туду импульсов положительной и отрицательной полярности.

Д л и т е л ь н о с т ь

и м п у л ь с о в (ти) — интервал

време­

ни от

момента появления импульса до момента его исчезно­

вения

(рис. 1.9

а).

В радиолокации ти = от долей

до де­

сятков

мксек.

Если импульс искажен, берут активную длитель-

 

13


кость импульса тиа (рис. 1.10). Время между окончанием од­

ного импульса и появлением другого (рис. І.9

б)

называется

п а у з о й (тп) . Отсюда Т = ти + тп.

 

 

Д л и т е л ь н о с т ь

п е р е д н е г о

 

ф р о н т а

импульса

0,9(тфР)Um(определяетрис. 1.10). время нарастания

импульса от 0 I Um до

Д л и т е л ь н о с т ь

с р е з а импульса

(тср)

определяет вре­

мя спадания импульса

от 0,9 U m до 0,1 U m. Реально тфр и

тсо

составляют (54-20) % ти.

 

(A U m)

определяет

Р

С п а д в е р ш и н ы

и м п у л ь с а

из­

менение амплитуды на его центральном

участке. Чаще берут

тuу 12- -

(5

10)% .

и м п у л ь с о в

(Q)

есть

отношение

пе­

m

 

 

(Ти)С: к в а ж н о с т ь

риода

повторения

импульсов (Т)

к

длительности

импульса

где Q — величина безразмерная (Q =

10-Р5000)-

 

Величина, обратная скважности

импульсов

называется

к о э ф ф и ц и е н т о м з а п о л н е н и я

(К):

14


С р е д н е е з н а ч е н и е и м п у

л ь с а — это

такое

значение

Щ І .Р ) , которое получается, если

U (I,P )

за

время

импульса

распределить равномерно на весь период

(рис. 1. 11).

Для импульсов прямоугольной формы:

 

 

 

I

I . Хи • р _ хи р _ р ТЛ

'ср.,—

j > *ср — у *и — *и

Отсюда Р и =! Рср

• Q.

Последнее выражение указывает на связь между мощностью в импульсе Ри и мощностью источника питания Р Ср = Р ИстПри высокой скважности импульсов и сравнительно невысо­ кой мощности источника питания можно получить огромную мощность в импульсе. Параметры для радиоимпульсов опре­ деляют так же, как и для видеоимпульсов.

Б. Разложение импульсных колебаний

Из математики известно, что любую периодическую неси­ нусоидальную функцию (f(t), u(t) можно представить рядом Фурье, состоящим из постоянной составляющей и суммы гар­ монических (синусоидальных) составляющих с различными частотами, амплитудами и фазами:

-p

i(t) = A Q +

A ,sin(Q t

+ <pj) + A 2sln (2£2t +

<р2)

A 3-sin (ЗШ

+ срз) + .......... + A n -sin (nHt -(-

' -Ь.........

Аналогично u(t) =

U 0 +

U mi-sln (Q [ + <pO +

<pn) + .........

+

U m2-sin(2nt

+

cp2) + ....... + U mn •sin (nQt +

 

u(t) =

U 0 + 2

U mn-sin(n2t + cpn),

 

 

 

 

II —1

 

где f(t), u ( t ) — периодические несинусоидальные функции с

 

 

периодом Т;

 

J u(t)dt;

U 0 — постоянная составляющая U 0 =

Um i-sin

(Qf+cpi)

— первая,

или основная гармоника с час­

U m2-sin

(2£3t—{—<рг)

тотой,

равной частоте

функции;

— вторая

гармоника с двойной частотой;

U mn-sin(nQt+q)n) — гармоника с п-ой частотой.

15