Навигация
Введение
Радиолокацией называется совокупность методов и технических средств, предназначенных для обнаружения различных объектов в пространстве, измерения их координат и параметров движения посредством приема и анализа электромагнитных волн, излучаемых или переизлучаемых объектами.
Радиолокация как научно-техническое направление в радиотехнике зародилась в 30-х годах. Достижения авиационной техники обусловили необходимость разработки новых средств обнаружения самолетов, обладающих высокими характеристиками (дальностью, точностью). Такими средствами оказались радиолокационные системы.
Получение информации в радиолокации сопряжено с наблюдением некоторой области пространства. Технические средства, с помощью которых ведется радиолокационное наблюдение, называются радиолокационными станциями (РЛС) или радиолокаторами; а наблюдаемые объекты — радиолокационными целями. Типичными целями являются самолеты, ракеты, корабли, наземные инженерные сооружения и т. п.
Системы радиолокации практически всегда входит в состав более сложных суперсистем. Эти суперсистемы имеют важное военное и народнохозяйственное значение и находят разнообразное применение: для управления воздушным движением, в навигации самолетов, кораблей, в геофизических и астрофизических исследованиях и др.
Системы радиолокации составляют информационную часть таких суперсистем и функционируют совместно и во взаимной связи с другими подсистемами суперсистемы (радионавигации, радиоуправления, передачи информации).
1. Формирование многочастотного сигнала
Многочастотный сигнал представляет собой совокупность нескольких сигналов с различными несущими частотами и одинаковыми или разными законами модуляции.
Принципиально возможно формирование многочастотного сигнала излучением нескольких сигналов с различными несущими частотами одновременно или со смещением во времени за счет быстрой перестройки несущей частоты зондирующего сигнала по определенному закону.
Одновременное излучение сигналов с различными несущими частотами может быть осуществлено несколькими способами. Наиболее простым из них является способ, при котором многочастотный сигнал формируется группой передатчиков с различными несущими частотами. В таких многочастотных РЛС непрерывного излучения, как правило, каждый передатчик работает на отдельную передающую антенну, а каждый приемник подключен соответственно к отдельной приемной антенне. Такая схема передающего тракта характерна для многочастотных РЛС непрерывного излучения, например доплеровских РЛС обнаружения низколетящих целей.
Одновременное излучение сигналов с различными несущими частотами может быть обеспечено при использовании в передающем устройстве в качестве задающего генератора многочастотного автогенератора.
Различают три основных типа многочастотных автогенераторов: с использованием гармоник основной частоты; с произвольным соотношением собственных частот контуров; с запаздывающей обратной связью. Кроме этого, возможны многочастотные автогенераторы, представляющие собой различные комбинации указанных выше основных типов.
Особый интерес с точки зрения использования многочастотных сигналов в радиолокации представляет третий тип многочастотных автогенераторов — с запаздывающей обратной связью, генерирующих колебания со спектром частот вокруг основной частоты.
В дециметровом и сантиметровом диапазонах волн такие многочастотные автогенераторы могут быть созданы на лампах бегущей или обратной волны с внутренней (через замедляющую систему) или внешней обратной связью.
Для получения устойчивых гармонических колебаний в любом автогенераторе должны выполняться условия баланса амплитуд и фаз. Применительно к лампам бегущей волны (ЛБВ) с внутренней обратной связью условие баланса амплитуд состоит в том, что существующие в стационарном режиме колебания должны компенсировать потери энергии в нагрузке и в замедляющей системе, а условие баланса фаз — в том, что для частот генерируемых колебаний в замкнутой цепи прямой и обратной связи должно укладываться целое число волн.
В математической форме это условие может быть представлено соотношением
где vП — фазовая скорость прямой волны; v0 — фазовая скорость отраженной волны; w — частота генерируемых колебаний; L — суммарная эквивалентная длина коаксиальных переходов на входе и выходе ЛБВ; l —длина спирали замедляющей системы.
Из соотношения ( 1) видно, что в ЛБВ с внутренней обратной связью принципиально существуют условия для одновременной генерации колебаний нескольких частот.
Многочастотность ЛБВ с внутренней обратной связью может быть пояснена также графически (рис. 7) путем сопоставления зависимости условия баланса фаз от частоты генерируемых колебаний с дисперсионной характеристикой замедляющей системы ЛБВ — v(w). Учитывая, что фазовые скорости прямой и отраженной волн практически одинаковы (vП = v0 = v) и намного меньше скорости света, а эквивалентная длина коаксиальных переходов на входе и выходе ЛБВ незначительна по сравнению с длиной спирали замедляющей системы (L << l ), зависимость условия баланса фаз от частоты генерируемых колебаний для разных п с достаточной степенью точности графически может быть представлена наклонными прямыми
Рис. 7. Дисперсионная характеристика ЛБВ с внутренней ОС
Еще одним из способов одновременного формирования сигналов с различными несущими частотами может являться синтезирование частот. В многочастотных передающих устройствах находит применение пассивный метод синтезирования частот, основанный на использовании только генераторов гармоник, смесителей и фильтров.
Реализация любого из рассмотренных выше способов одновременного формирования многочастотного сигнала сопряжена с рядом особенностей, связанных с усложнением схемы передающего тракта, исключением взаимного влияния сигналов различных частот, одновременным усилением сигналов в широком диапазоне частот, увеличением габаритов и веса РЛС.
Следует также иметь в виду, что при наличии в тракте передачи элементов, общих для сигналов всех частот, одновременное формирование многочастотного сигнала оказывается энергетически невыгодным, так как мощность каждого из составляющих сигналов в среднем не может быть больше величины отношения предельно допустимой передаваемой мощности к числу несущих частот.
Похожие работы
... то Видно, что выполнение РЛС своих задач, в условиях применения комплекса помех, почти невозможно. Не стоит забывать, что устройства постановки помех, так же как и устройства борьбы с ними, динамично развиваются. Чаще всего средства нападения оказываются «сильнее», а адекватные меры противодействия появляются лишь через некоторое время, поэтому оценить эффективность средств помехозашиты и ...
... коррелированной помехе ôr/ô2è1, Кп è, подавление помехи максимально. Рисунок 22. Структурная схема квадратурного компенсатора. Анализ эффективности применения комплекса помех и средств помехозащиты Следует, заметить, что никакое устройство для подавления помех не является универсальным. Каждое устройство защиты позволяет эффективно бороться только с каким-то одним ...
... систем и групповых действий; · разработкой эффективных средств защиты; использованием своих средств РЭБ в интересах помехозащиты. Что же касается помехопостановки, то здесь требуется разработка новых алгоритмов и более быстродействующих вычислительных устройств. Так же хорошо бы разработать алгоритмы, позволяющие отслеживать изменение ситуации в реальном времени. Таким образом, на устройства ...
... снежный покров - свыше 30 см. Полоса частот полезного сигнала определяется минимальной и максимальной шириной зоны чувствительности, а также минимальной и максимальной скоростью передвижения нарушителя. Соответственно для конкретного средства обнаружения при уменьшении длины участка блокирования возможно обнаружение более медленно движущегося нарушителя. Для обеспечения совместной работы ...
0 комментариев