Главная >  Радиолокация - обнаружение и распознавание 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

в частотных РД принимают меры для поддержания Л/= const, стабилизируя величины и А/ Тогда а,{ = Mci.-, и для уменьшения стремятся увеличить частоту модуляции F и девиацию частоты А/, а для неискаженной передачи закона ЧМ переходят на несущие частоты/ А/

Погрешность измерения частоты биений можно оценить как (см. гл. 9)

где Л о - коэффициент, учитывающий отличие схемы РД от оптимальной и зависящий от типа измерителя; q - отношение сигнал/шум по

мощности на входе измерителя частоты; t =

u{ty

\ - >

среднеквадратическая длительность сигнала.

Если К ,<=1, то сг, =

(E/NoflTTt,

что справедливо для опти-

мальной обработки сигнала с неизвестным временем прихода, случайной начальной фазой и флуктуирующей амплитудой. При этом потенциальная точность частотного радиодальномера характеризуется погрешностью

4A/F (E/NQf-2лt AfFJ,.ylg

На точность дальнометрии может также влиять дискретность отсчета с дискретом А/?д = /? ,; = с/(4А/), что имеет значение, однако, только при точечной цели. В этом случае для уменьшения влияния дискретности отсчета можно использовать модуляцию частоты зондирующего сигнала одновременно несколькими частотами.

Наконец, при относительном движении цели со скоростью V, появляется доплеровский сдвиг частоты Fд =-2VJЯ , который может

внести погрешность в измерение дальности. Для учета этой погрешности используют симметричные законы ЧМ и раздельную обработку сигнала в двух половинах периода модуляции (рис. 10.11). Тогда на первой половине периода частоты модуляции Fgi = Fy - Fд, а на второй Еб2 = F{ + Fa, откуда

F;, = 0,5(F6, + F6,), a = 0,5(F62-F6,).

где Fii и Fa - частоты, пропорциональные дальности и скорости.




Принцип действия следящего частотного РД.

Для автоматического сопровождения целей по дальности в частотных РД применяют системы автоподстройки частоты (АПЧ). В соответствующем частотном РД (рис. 10.12) сигнал биений с балансного смесителя (БС) после фильтрации поступает на частотный дискриминатор. Сигнал ошибки, про- Рнс. 10.11. Влияние эф(№кта Доплера на частоты сиг-порциона-льный отклоне- налов в частотном РД нию от точки перехода через нуль Fqo дискриминационной характеристики, после интегрирования в экстраполяторе подается на управляемый генератор ЗГ и изменяет /\, до тех пор, пока не наступит равенство Fq=F5o. В этот момент = [4А (с Fqo)]R 10.12. Структурная схема следящего частотного И по значению Г можно радиодальномера судить о дальности до цели.

В заключение следует отметить, что частотные РД часто используют в качестве радиовысотомеров малых частот на различных ЛА.

Принцип действия частотного РД с цифровым анализом спектра. Измерение дальности в таких РД основано на дискретном преобразовании Фурье (ДПФ), с помощью которого можно реализовать параллельный анализатор спектра, подобный показанному на рис. 10.8, а. Из анализируемого сигнала предварительно формируются квадратурные сигналы, которые затем подвергаются аналого-цифровому преобразованию. Число выборок N каждого из квадратурных сигналов должно быть достаточным для однозначного представления исследуемого сигнала. Например, при частотно-модулированном сигнале с постоянной амплитудой число отсчетов фазы сигнала длительностью должно составлять N= TyAt=AFTc, где AF - ширина спектра сигнала, а Д/ = /r-J - интервал дискретизации, причем /г > /г = 7 .



При использовании алгоритма уУ-точечного ДПФ анализатор спектра состоит из гребенки узкополосных фильтров с центральными частотами Fk - kAFc = jtFjHc, где k=Q, 1, 2,yV-1; Fj c - частота дискретизации сигнала; полоса пропускания каждого фильтра порядка = l/(NAt).

Обнаружение и оценку частоты сигнала производят по номеру канала ДПФ, в котором накопленный сигнал превысил порог обнаружения. Для вычисления коэффициентов ДПФ применяют алгоритмы дискретного или быстрого преобразования Фурье, что позволяет анализировать спектр в реальном масштабе времени. Структурная схема анализатора спектра подобна приведенной на рис. 10.8.


10.3. Импульсные радиодальномеры

Принцип действия импульсного РД. Зондирующий сигнал в импульсном РД (рис. 10.13) формируется ГРЧ, на который подаются импульсы модулятора или генератора импульсов. Синхронизатор (Синх) обеспечивает одновре- менность запуска модулятора и генератора пилообразного напряжения, создающего развертку на экране (ЭЛТ) в выходном устройстве (ВУ). Импульсы радио-

Р с. 10.13. Структурная схема импульсного радиодально- частОТЫ (зонДируюЩИЙ

сигнал) через переключатель прием-передача (ППП) поступают в антенну и излучаются в пространство. Отраженные сигналы принимаются той же антенной и после усиления и преобразования в приемнике (Прм) направляются в аналоговое или цифровое выходное Рис. 10.14. Цифровой измеритель времени запазды- устройство (ВУ) вания < гт

При использовании аналогового ВУ эти импульсы подаются на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ для измерения времени tu. На горизонтально

мера с аналоговым ВУ

ГСчИ

,0 2 22 *

От Прм

От Сн



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106