5.2. Параметры радиолокационного сигнала

Наряду с обнаружением отраженных от цели сигналов не менее важной функцией радиолокационной системы является извлечение из отраженного сигнала информации, которая может быть использована для определения дистанции до цели в пределах прямой видимости, называемой дальностью, скорости цели и иногда ее ускорения. Возможность вычислять эти параметры цели по отраженному сигналу объясняется влиянием, которое они оказывают на переданный сигнал после его отражения целью.

Дальность цели определяется путем измерения времени между моментом передачи радиолокационного сигнала и приемом отраженного. Если обозначить через передаваемый радиолокационный сигнал, начинающийся в момент то будет отраженным радиолокационным сигналом, где время распространения от передатчика до приемника. Связь между дальностью задается соотношением

где с — скорость распространения электромагнитных волн. Множитель 2 введен в соотношение из-за того, что электромагнитная волна проходит путь, равный удвоенной дальности.

Возможность определения скорости основана на использовании воздействия эффекта Допплера. Для класса узкополосных сигналов, к которому в общем случае относятся радиолокационные сигналы, этот эффект обычно аппроксимируется смещением частоты относительно несущей переданного сигнала; существуют, однако, некоторые эффекты второго порядка, которые воздействуют на сигнал, обсуждаемые в гл. 4. Мы предполагаем, что они пренебрежимо малы для большинства основных радиолокационных применений. Узкополосный сигнал может быть описан уравнением

где огибающая и функция модуляции фазы изменяются медленно по сравнению с Несущая частота обозначается

через где Влияние движения цели на сигнал можно записать в виде

где допплеровский сдвиг частоты. С другой стороны, если спектр передаваемого сигнала обозначить через то будет спектром отраженного радиолокационного сигнала. Связь между скоростью и допплеровским сдвигом задается соотношением

Заметим, что когда цель движется к радиолокатору, то допплеровский. сдвиг положителен, а когда в противоположном направлении, то отрицателен.

Возможность определения ускорения цели в отличие от указанных параметров не может основываться на использовании единственного параметра сигнала. Воздействие ускорения цели приводит к искажению структуры сигнала. Вид и степень этого искажения будут зависеть от структуры сигнала в течение передачи, а также и от величины ускорения цели, Например, в случае простого импульса с синусоидальным заполнением искажение проявляется частично в виде появления дополнительного слагаемого с

Для большинства возможных ситуаций величина искажений одиночного отраженного сигнала в результате ускорения цели будет относительно мала. Следовательно, в случае цели с ускорением обычно необходимо обработать более одного эхо-сигнала. Тогда здесь лучше будет, видимо, выполнить косвенное извлечение данных об ускорении путем вычислений, которые основаны на выборках измерений дальности или скорости. В настоящей главе мы рассматриваем возможности теоретической оценки параметров цели, основанной на информации, которая может быть извлечена из одиночного отраженного сигнала. Поэтому дальнейшее изложение не будет затрагивать вопросы, связанные с определением ускорения цели.