Файл: Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ..pdf

Рис. 23. Блок-схема активной РЛС с ответом

РЛС

ветствующие машины для последующей обработки. По н а з н а ч е н и ю :

— РЛС обнаружения целей;

— РЛС управления оружием;

— РЛС навигационные;

— РЛС помех.

По п р и н ц и п у д е й с т в н я:

— непрерывного излучения;

— импульсные станции.

Рис. 26. Форма импульсов излучаемой электромагнитной энергии

Для определения направления на цель в РЛС используется направленное излучение, а для определения дальности учиты­

для радиолокации используются только ультракороткие волны. Дальность до цели измеряется по времени, необходимому для прохождения э. м. волны от РЛС до цели и обратно.

В импульсных РЛС электромагнитная энергия излучается импульсами через промежутки времени, называемые паузами (рис. 26). Это позволяет определить время между моментом излучения и моментом возвращения отраженной электромаг­ нитной волны и легко подсчитать дальность до цели по формуле

(53)

где с — скорость распространения электромагнитной энергии, равная 300 000 км/с;

t — время распространения энергии до цели и обратно, с. В состав импульсной РЛС входят следующие основные узлы (рис. 27): передающее устройство, приемное устройство, антен­ но-фидерное устройство (обведено пунктиром), индикаторное

устройство и источники питания.

36

Передающее устройство служит для формирования кратко­ временных зондирующих импульсов электромагнитной энергии сверхвысокой частоты большой мощности, которые через антен­ ный коммутатор поступают в антенное устройство.

Антенный коммутатор (переключатель) автоматически под­ ключает антенное устройство или к выходу передающего уст­ ройства (во время генерирования импульсов), или ко входу

Рис. 27. Блок-схема импульсной РЛС

приемного устройства (в паузах между импульсами, когда при­ ходят отраженные от цели сигналы).

Антенное устройство излучает импульсы в пространство в оп­ ределенном направлении и принимает слабые отраженные от цели импульсы, которые затем через антенный коммутатор поступают в приемное устройство.

Приемное устройство предназначено для усиления отражен­ ных импульсов и преобразования их в вид, удобный для наблю­ дения в индикаторном устройстве.

Индикаторное устройство позволяет определять дальность до цели и направление на нее, осуществлять визуальное наблю­ дение за всеми целями в зоне действия станции.

Питание всех узлов РЛС осуществляется источниками пи­ тания.

В заключение отметим, что в передающем устройстве после­ дующий импульс будет выработан только через промежуток вре­ мени, достаточный для возвращения предыдущего отраженного импульса от цели, находящейся на максимальной дальности действия РЛС.

Радионаблюдение за целями при непрерывном излучении возможно в том случае, когда частота отраженного от цели сиг­ нала отличается от частоты прямого сигнала. Практическая

37

реализация этого метода возможна в нескольких вариантах РЛС непрерывного излучения:

—радионаблюденне незатухающими колебаниями;

—радионаблюденне частотно-модулированными колеба­

ниями.

Для обнаружения отражения сигнала от цели при первом методе используется явление изменения частоты колебаний, отраженных от движущихся целей, — эффект Доплера.

Изменение частоты сигнала, отраженного от движущейся цели, по сравнению с частотой прямого сигнала можно прибли­ женно определить по формуле

с— скорость распространения радиоволны.

Вслучае приближения цели к РЛС частота принимаемых отраженных колебаний на Дд больше частоты посылки, а в слу­

чае удаления на Дд меньше. Учитывая реальные vT и с, можно сказать, что доплеровская частота лежит в диапазоне звуко­ вых частот. Выделить такие низкие частоты в приемнике удобно путем образования биений зондирующего и отраженного сигна­ лов, для чего в приемник вводят зондирующий сигнал от пере­ датчика (рис. 28). Такой прием обеспечивает возникновение

Рис. 28. Блок-схема РЛС незатухающих коле­ баний

в приемнике амплитудно-модулированных колебаний с частотой модуляции Дд. Измерив эту частоту и учтя собственную ско­ рость, можно определить радиальную скорость движения цели. Поэтому этот способ нашел применение в системах селекции движущихся целей (СДЦ).

38

Блок-схема РЛС, использующая второй метод, представлена на рис. 29. В этом случае модуляционное устройство передат­ чика модулирует частоту сигналов по пилообразному или сину­ соидальному закону (рис. 30, а). РЛС имеет две антенны— пе­ редающую и приемную, причем приемная антенна улавливает сигналы, отраженные от цели, и сигналы, излучаемые передаю­ щей антенной.

Так как частота зондирующих колебаний все время меняется,

появления) является функцией расстояния до цели. Если подать огибающую кривую после детектора на ограничитель, то полу­ чим серию импульсов, которые поступают на счетчик, програ­ дуированный в единицах расстояния до цели.

§ 3. Характеристики радиолокационных станций

Характер работы радиолокационных станций определяется их тактическими и техническими характеристиками (парамет­ рами).

Технические характеристики РЛС:

Рабочая частота (или длина волны )— это частота (длина волны) радиоволн, вырабатываемых передающим устройством станции. В большинстве станций воздушного обнаружения и на­ ведения используют метровый и дециметровый диапазоны волн. РЛС надводного обнаружения и станции управления оружием обычно работают в сантиметровом диапазоне.

Длительность импульса — время, в течение которого РЛС излучает электромагнитную энергию. Для получения уверенных отраженных сигналов от далеко расположенных целей (напри­ мер, самолеты) необходимо применять длительные импульсы, несущие в себе больше энергии. Более короткие импульсы несут меньше энергии, но позволяют более точно определять коорди­ наты целей.

Импульсная мощность — мощность радиоволн, вырабатывае­ мых передатчиком за время одного импульса.

Частота повторения — количество импульсов, излучаемых ра­ диолокационной станцией за II с. Она зависит от максимальной дальности действия станции. Период между двумя посылками должен быть не меньше времени, необходимого для прохожде­

40

Чувствительность приемника характеризует его способность принимать слабые сигналы и на практике ограничивается уров­ нем шумов.

Ширина диаграммы направленности антенны — кривая, гра­ фически показывающая интенсивность излучения и приема ею электромагнитных колебаний в различных направлениях. Диа­ грамма направленности рассматривается в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Измеряют ее в градусах.

требляет от бортовой сети. Современные радиолокационные станции потребляют мощность от долей киловатта до десятков киловатт.

Тактические характеристики РЛС:

Дальность действия станции — предельная дальность уверен­ ного обнаружения цели. Оназависит от условий распростране­ ния радиоволн, мощности передатчика, эффективной отражаю­ щей площади цели, чувствительности приемника и т. п., т. е. как от технических характеристик РЛС, так и от характера наблю­ даемых целей.

Мертвая зона — минимальное расстояние от станции, в ра­ диусе которого она не принимает отраженных от целей сигна­ лов. Величина мертвой зоны зависит от длительности зондирую­ щих импульсов, так как в период излучения и некоторое время после него приемник отключен и отраженные сигналы не при­ нимаются.

Разрешающей способностью по дальности АДпцп (рис. 31)

называется минимальное расстояние между двумя целями, рас­ положенными на одном направлении от РЛС, при котором еще обеспечивается измерение дальности каждой цели. Разрешаю­ щая способность зависит от длительности импульса. Импульс с меньшей длительностью занимает меньшее расстояние в про­ странстве и, попадая на цели А и Б, последовательно отра­ жается от каждой из них, создавая раздельные отраженные сиг­ налы. Более длительный импульс захватывает сразу обе цели и создает один отраженный сигнал от обеих целей.

Разрешающая способность по угловым координатам подраз­ деляется на разрешающую способность по направлению (пе­ ленгу) и разрешающую способность по углу места.

Разрешающая способность по направлению (пеленгу) Apmin (рис. 32) определяется минимальным углом между двумя це­ лями, находящимися на одном расстоянии и под одинаковыми уг­ лами места от облучающей станции, при котором еще возмож­ но раздельное измерение направления (пеленга) на каждую цель.

Разрешающая способность по углу места Asmin (рис. 33) оп­ ределяется минимальной разностью углов места двух целен,

41