Радиолокация и ФАР - Курсовая работа
(EX(t))ref = SXX A(t)cos(2pf0 t + j(t) + ψXX),
(EY(t))ref = SXY A(t)cos(2pf0 t + j(t) + ψXY). (3)
Как видно из формулы (3), при облучении цели горизонтально поляризованной радиоволной отраженная радиоволна определяется некоторыми четырьмя параметрами, характеризующими радиолокационную цель: SXX , SXY , ψXX , ψXY.
К аналогичному результату мы придем, если будем рассматривать радиоволну, имеющую лишь одну Y-компоненту (вертикально поляризованная радиоволна). В этом случае мы выйдем на другие четыре характеристики радиолокационной цели:
SYY , SYX , ψYY , ψYX .
В общем случае, если излученная радиоволна имеет произвольную поляризацию, то есть два компонента электрического вектора (EX)rad и (EY)rad , полное описание радиолокационной цели может быть проведено при помощи упомянутых выше восьми чисел.
Однако, как это следует из электродинамики, перекрестные элементы в перечисленном перечне характеристик оказываются равными, то есть SXY = SYX и ψXY = ψYX . Сказанное означает, что цель описывается не восьмью, а шестью числами. Если опираться на реальности измерений, то сомнительной представляется надежность абсолютных измерений амплитуд и фаз. Именно поэтому речь, конечно, может идти об относительных измерениях, а стало быть, об относительных и нормированных характеристиках. При таком подходе число определяющих радиолокационную цель параметров сокращается до четырех, в качестве которых могут, например, выступать следующие: SXX/SYY , SXY /SYY , ψXX - ψYY ,ψXY - ψYY .
ПРИНЦИПЫ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕЛЕЙ. ИНДИКАТОРЫ РАДИОЛОКАТОРА
Когда антенна локатора излучает зондирующий импульс, то требуется определенное время t1, чтобы он дошел до цели. При скорости распространения волн с, много большей скорости перемещения цели Vц, можно пренебречь смещением цели ΔD за это время: если Vц<<C то ΔD=Vцt1 << D = Ct1.
Как только волны дойдут до цели, она становится вторичным излучателем, и часть энергии отраженных ею волн идет обратно к антенне локатора. Отраженный импульс дойдет до локатора за время t2 - t1 (что является следствием того же условия Vц<<C), поглотится его антенной и попадет на вход приемника. Энергия волн превращается в энергию электрического тока на входе приемника и усиливается для последующей передачи сигнала на индикаторы и измерительные устройства локатора. Заметьте, что здесь полезным процессом является уже поглощение антенной энергии волн, а не вторичное излучение, теперь ставшее вредным процессом!
Суммарное время t1 + t2 – 2t1 есть время запаздывания t3 отраженного импульса относительно зондирующего. При условии постоянства скорости распространения волн (что с высокой степенью точности справедливо для скорости света в атмосфере) измерение дальности в радиолокации сводится к измерению этого времени запаздывания согласно формуле D = C*t3/2.
Поясню принцип измерения дальности в радиолокации временными диаграммами (диаграмма 1). На диаграмме Т — период повторения, т. е. время, через которое передатчик посылает зондирующие импульсы; Unep — выходное напряжение (импульс) передатчика; Uпр — отраженные импульсы на выходе приемника; цель 2 находится дальше, чем цель 1.
Какие промежутки времени и с какой точностью приходится измерять в радиолокации? Это зависит от назначения радиолокационной станции. Например, для станций орудийной наводки зенитной артиллерии требовалось измерять дальности в десятки километров с ошибкой, не превышающей десятков метров. Следовательно, надо уметь измерять промежутки времени порядка сотен микросекунд с точностью до десятой доли микросекунды.
Никакие механические часы не способны производить такие измерения — слишком велика инерционность частей их механизма; только электронные устройства вследствие малой инерционности электронов могут выполнить эту задачу. Весьма удобным устройством, в частности, оказывается электронно-лучевая трубка, аналогичная тем, которые применяются в осциллографах и телевизорах. Их применение в радиолокации объясняется еще и известной истиной, что “лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать” — все, что обнаруживает радиолокатор, электронно-лучевые индикаторы преобразуют в видимую картину данной области пространства.
Для более ясного представления о том, как осуществляется измерение координат в радиолокаторах в соответствии с рассмотренными принципами измерения дальности и угла, познакомимся с применяемыми для этой цели индикаторами. В качестве примеров рассмотрим два типа индикаторов.
Почти во всех радарах имеется индикатор кругового обзора. В нем электронный луч перемещается так, что его “острие” вычерчивает на экране радиальную линию (от центра к краю экрана). Этим осуществляется так называемая развертка по дальности: положению светящейся точки в центре экрана соответствует нулевая дальность (момент посылки зондирующего импульса), а положению светящейся точки на краю экрана — предельная дальность обнаружения. Между этими точками размещается вся шкала дальности локатора, Направление радиальной прямой на экране трубки связано с азимутом, по которому излучает антенна, так что при вращении диаграммы направленности антенны происходит синхронное вращение развертки. Угол места в таком индикаторе не определяется.
При отсутствии отражающих объектов электронный луч “погашен”. Отраженный от некоторого объекта сигнал, усиленный приемником станции, “отпирает” луч, и в данном месте экрана индикатора кругового обзора возникает светящееся пятно. Для того чтобы наблюдать на индикаторе одновременно всю картину, применяется люминесцирующий экран с большим послесвечением — свечение, возбужденное электронным лучом в любом месте такого экрана, длится все время, пока антенна совершает оборот.
Простейшим, также широко применяемым в радиолокаторах, является индикатор, на экране которого по горизонтальному диаметру происходит развертка по дальности, а величина отклонения пятна по вертикали определяется величиной сигнала от цели.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10