апертуры антенны при движении ЛА. Чаще всего РЛС с СА используют в так называемых радиолокаторах бокового обзора (рис. 14.2).

В радиолокаторах, у которых антенна размещена вдоль фюзеляжа, / = /?Д ф, и она тем выше, чем больше продольный размер /ф фюзеляжа ЛА. Поскольку

с/ф конструктивно ограничивает

размер внутренней антенны d.<c{y то Sl = RA/l<RA/d и детальность изображения в радиолокаторах с вдольфюзе-ляжными антеннами улучшается, хотя зависимость от Рис. 14.2. Диаграммы направленности радио-дальноСТИ сохраняется. локатора бокового обзора

Более радикальный путь приводит к радиолокаторам с синтезированием апертуры (РСА) при поступательном движении ЛА.

YYYY

U,-----L .

Память

Принцип синтезирования апертуры. Пусть линейная ФАР размером (апертурой) L (рис. 14.3,йг) состоит из + ] излучателей. Суммируя принятые облучателями сигналы, можно в каждый момент времени получать диаграмму ФАР с шириной ср = X/L . Если для обеспечения заданной требуется L>1, то можно синтезировать ФАР, последовательно перемещая один излучатель (антенну) вдоль этой апертуры с некоторой скоростью V, принимая отраженные от цели сигналы, запоминая их, а затем совместно обрабатывая (рис. 14.3,6). При этом синтезируется апертура линейной антенны с эффектив- Фазированная антенная решетка (а) и схема син-

тезирования апертуры при перемещении излучателя (б)

ным размером и

ДНА шириной (.p-X/L, однако увеличиваются затраты времени на

синтезирование t=LIV и усложняется аппаратура радиолокатора.

Пусть ЛА движется на некоторой высоте с постоянной скоростью V прямолинейно и параллельно земной поверхности (рис. 14.4).

Компенсация

Обработка

Обработка

Антенна, имеющая ДНА шириной фз и повернутая на 90° к линии пути, последовательно проходит ряд положений i= -N /2; -2; -1; 0; +1; +2; +N/2,b которых принимает сигналы, отраженные от цели, находящейся в точке М на земной поверхности. При

Рис. 14.4. Появление фазовых сдвигов в про- pj,, положениях атеННЫ

цессе прямолинейного движения ЛА при син- ,

тезировании апертуры (различных /) сигналы от одной и

той же точки проходят разные расстояния /?о;/?о-ьА/?,;/?о +А/?2;... приводит к изменению фазовых сдвигов этих сигналов, вызываемых разностью хода А/?,. Поскольку

сигнал проходит дважды (в направлении цели и от нее), два сигнала, Припятью при соседних положениях антенны, отличаются по фазе на

Аф = о)/д,; = 27г/о (2А/?/с) = 4kAR/X . (14.1.)

В зависимости от того, компенсируются или нет при обработке принятых сигналов фазовые набеги Аф, (образующиеся на отрезках А/?,),

различают фокусированные и нефокусированные РСА. В первом случае обработка сводится к перемещению антенн, запоминанию сигналов, компенсации фазовых набегов и суммированию сигналов (см. рис. 14.3,6), а во втором - к тем же операциям, но без компенсации фазовых набегов.

Тангенциальная разрешающая способность РСА. Нефокусиро-ванная обработка обеспечивает сложение сигналов f/, при разности фаз сигналов с крайних и центрального элементов апертуры ф < 90°. Если положить ф = 7г/2 , то максимальное значение А/? составит Х/8 . Из рис. 14.4

следует (4ф)Ч/ =(-hV8) поэтому, если то L={RQXf.

Таким образом, при суммировании сигналов на участке траектории,

равном /.зф, ширина синтезированной ДНА составит i=yi=OJRj\

При этом тангенциальная разрешающая способность

5/ = Лоф =(X/?o) , а при

:..,.--Г

ъ г ♦ t ♦ 5/,

о 1

Рис. 14.5. Зависимость тангенциальной разрешающей произвольном расстоянии способности от дальности в обычном радиолокаторе до цели 6/ = (Х/?) (/), в нефокусированном РЛ с СА (2) и в фокусирован- . \л ci\ номРЛсСА(З) <.Р - -У

При фокусированной обработке сигналы суммируются на участке смешения реальной установленной на ЛА антенны, на котором облучается находящаяся в точке М цель:

В этом случае ширина синтезированной ДНА Ф, = у2эф = </(2/?о). а тангенциальная разрешающая способность

5/=/?оФс=а/2.

Структурная схема РСА. Основу РСА составляют когерентно-импу-льсные радиолокаторы, построенные по схеме с внутренней когерентностью (рис. 14.6).

Когерентный генератор (КГ) на частоте служит для формирования в однополосном I 771:

>1 Ч

>3

модуляторе зондирующего сигнала с частотой fo+fm- Источником колебаний с частотой /о является генератор радиочастоты (ГРЧ). Зондирующий сигнал модулируется импульсной последовательностью с модулятора (М). Усилитель мощности Рнс. 14.6. С1рукгурная схема радиолокатора с синтезироваии-(УМ) представляет ем апертуры

собой оконечный каскад передатчика. Обработка сигналов (запоминание, компенсация фаз, суммирование) обычно выполняется комплексными цифровыми фильтрами на низкой частоте, поэтому в схеме предусматривают квадратурные каналы, каждый из которых начинается с соответствующего фазового детектора. Источником опорного напряжения для фазовых детекторов служит когерентный гетеродин (КГ). Сигналы квадратурных каналов (сохраняющих информацию о фазе) подаются либо на устройство записи (УЗ), либо на устройство цифровой обработки в реальном масштабе времени (УОС). При аналоговой обработке сигналов в РЛС с СА информация с выходов квадратурных фазовых детекторов подается в специальное устройство для записи, например, в оптическое устройство записи на фотопленку изображения с экрана электроннолучевой трубки, модулированного по яркости