Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

Рис. 1. 25. Винтовое развертывание луча антенны в пространстве.

станциях наведения ракет, станциях орудийной наводки). При винтовом обзоре пространства луч антенны движется по ази­ муту, одновременно медленно перемещаясь по углу места. Когда ось диаграммы направленности достигнет заданного верхнего положения, антенна, не прекращая вращения вокруг своей оси, бистро возвращается в исходное (нижнее) положе­ ние, после чего начинается новый цикл развертки (рис. 1.25). При винтовом обзоре пространства

38

РЛС

Рис. I. 26. Принцип развертывания луча антенны при строч­ ном методе радиолокационного обзора.

С п и р а л ь н ы й о б з о р применяется в бомбоприцелах и станциях орудийной наводки. Луч антенны описывает в про­ странстве спиральную поверхность (рис. 1.27).

§ 1.4. Непрерывные методы радиолокации

Наряду с импульсным методом используются непрерывные

А.Непрерывный метод радиолокации

сиспользованием эффекта Допплера

Сущность эффекта Допплера-Белопольского заключается в том, что при движении передатчика относительно приемни-

39

/ ' - ч

Рис. 1. 27. Спиральное развертывание луча в пространстве.

ка (или, наоборот, при движении приемника относительно пе­ редатчика) частота сигналов, поступающих на вход приемни­ ка, не равна частоте колебаний передатчика.

Эффект Допплера-Белопольского обнаруживается, напри­ мер, в изменении тона гудка проходящего паровоза: при быстром приближении паровоза тон гудка оказывается вы­ ше, чем при удалении.

Суть эффекта можно понять, если представить себе на­ блюдателя, находящегося на шоссе, по которому с равными интервалами движутся машины. Если наблюдатель будет двигаться навстречу потоку машин, то за секунду мимо него пройдет больше машин, чем прошло бы, если бы он стоял не­ подвижно. Если наблюдатель будет двигаться в ту же сто­ рону, что и поток машин, то мимо него за единицу времени пройдет меньше машин.

Рассмотренный эффект был впервые описан для звуковых колебаний X . Допплером. В 1900 году русский физик А . А. Белопольский доказал экспериментально, что аналогич­ ное явление наблюдается и при электромагнитных колеба­ ниях.

Формула допплеровской частоты

Допустим, Р Л С непрерывно излучает радиоволны в на­ правление цели (рис. 1.28). Если цель находится в точке «а» и не перемещается, то частота сигнала, отраженного от це­ ли, равна частоте передатчика Р Л С . Допустим теперь, что

40

\ фронт

у \ полны от

передатчика

то есть результирующая частота радиоволн, облучающих дви­ жущуюся цель, равна:

^обл — fn + Af — jp •

Ввиду наличия отражения радиоволн от цели последнюю мо­ жем принять за источник излучения с частотой

Н о так как цель (источник излучения) движется, то эффект Допплера-Белопольского проявляется вторично. В результате частота отраженного сигнала, поступающего на вход прием­

41

Аналогично можно доказать, что частота сигнала, отражен­ ного от удаляющейся дели, меньше частоты передатчика:

часто наблюдается на практике, нужно учитывать не полную скорость цели, а только ее радиальную составляющую (рис. 1.29).

\

\\Іт \

Рис. 1. 29. К принципу определения допплеровской частоты.

42

Б.Блок-схема станции,

вкоторой использован эффект Допплера

Передатчик непрерывно излучает радиоволны с частотой fn. Приемник улавливает отраженные сигналы от целей, ко­ торые вследствие эффекта Допплера-Белопольского имеют частоту foTp, отличающуюся от fn. На детектор приемника по­ ступают отраженный сигнал и сигнал от передатчика. В ре­ зультате их совместного действия возникают биения с часто­ той, равной допплеровской. Детектор выделяет напряжение допплеровской частоты, которая, как правило, находится в диапазоне звуковых частот. Поэтому сигналы биений можно услышать при помощи телефонов, измерить частотомером или обнаружить электронно-лучевым индикатором. Такая Р Л С мо­ жет определять скорость и направление движения цели. Ско­ рость цели находят по измеренной допплеровской частоте

Рис. 1.30. Блок-схема, использующая допплеровский метод ра­ диолокации.

с точностью до 0,1%. Направление движения цели определя­ ется по величине допплеровской частоты. Если f0Tp больше

43

Для этого требуются две Р Л С , расположенные на некотором удалении друг от друга. Зная направление на цель с каждой Р Л С и расстояние между ними, можно определить расстояние до цели (рис. 1.31).

N

\

\

N

РЛС

Рис. 1. 31. Принцип определения дальности при допплеров­ ском методе радиолокации.

Допплеровский метод применяется в радиолокационных взрывателях, в аппаратуре наведения реактивных снарядов на цель, в аппаратуре защиты от пассивных помех и т. д.

В. Понятие о частотном методе радиолокации

Этот метод основан на использовании частотно-модулиро- ванных колебаний. Частота передатчика может изменяться по линейному или синусоидальному законам. Рассмотрим случай, когда частота передатчика изменяется по линейному закону (рис. 1.32), то есть периодически нарастает и спадает от fмакс до fMHH. Такие колебания направленная антенна излу­ чает на цель. Чем дальше находится цель, тем большее время распространяются радиоволны до нее и обратно и тем на большую величину, соответственно, изменится частота пере­ датчика. При этом разность между частотой отраженного сигнала и частотой передатчика прямо пропорциональна дальности до цели. Это явление и лежит в основе определе­ ния дальности.

44