§ 1.2. ЗОНДИРУЮЩИЙ РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ СИГНАЛ

К современным радиолокационным станциям предъявляются высокие требования, которые сводятся к получению большой дальности действия при заданных характеристиках и времени обнаружения цели, высокой разрешающей способности по максимальному числу параметров цели и точному сопровождению ее по различным координатам. Необходимость выполнения этих подчас противоречивых требований накладывает определенные ограничения на характер зондирующего сигнала; в ряде случаев для различных режимов работы радиолокатора используются различные виды модуляции сигнала.

Ниже будут кратко описаны некоторые используемые в настоящее время виды зондирующих радиолокационных сигналов, указаны достоинства и недостатки отдельных видов модуляции и отмечено их влияние на характеристики радиолокационных систем. Болей подробно многие из этих вопросов будут рассмотрены в последующих главах.

1.2.1. Модуляция и когерентность зондирующего сигнала

В силу ряда причин, связанных главным образом с условиями распространения и с конструкцией антенных систем, в радиолокации в качестве зондирующих сигналов используются колебания сверхвысоких частот. Такие колебания позволяют по допплеровскому сдвигу частоты определить радиальную скорость радиолокационной дели, однако для определения других характеристик ее движения (дальности и угловых Координат) необходимо ввести (модуляцию этих колебаний. B общем случае модуляции может быть подвергнута амплитуда и частота (либо фаза). высокочастотного колебания. В соответствии с этим для радиолокационного сигнала имеем следующую запись:

Здесь и в дальнейшем закон амплитудной модуляции обозначен через Функция представляет собой закон фазовой модуляции, а ее производную по времени

можно рассматривать как закон частотной модуляции. Удобно также через и обозначить комплексный закон модуляции. Через будем обозначать несущую частоту и начальную фазу радиолокационного сигнала, а через его среднюю мощность.

Под зондирующим радиолокационным сигналом будем понимать сигнал/уже излученный в пространство. При таком определении в качестве модуляции зондирующего сигнала нужно рассматривать как модуляцию, создаваемую передающим устройством, так и модуляцию, накладываемую на передаваемый сигнал антенной системой. Последняя возникает, например, при сканировании (движении) передающей антенны радиолокатора относительно направления на цель.

Модуляция зондирующего сигнала, осуществляется посредством изменения одного или нескольких параметров несущего высокочастотного колебания. Обычно такое изменение является периодическим и характеризуется своим периодом Важным видом модуляции зондирующего сигнала является амплитудная импульсная модуляция. В ряде случаев эту модуляцию сочетают с дополнительной частотной или фазовой и говорят при этом о внутриимпульсной модуляции. Описание отдельных видов модуляции и их основных характеристик будет приведено ниже

Наряду с понятием модуляции для далынейшего существенно понятие когерентности зондирующего сигнала. Когерентным мы будем называть сигнал, в котором отсутствуют случайные изменения (скачки) фазы высокочастотного заполнения. Это определение, очевидно, охватывает также и сигналы с известными скачками фазы, когда эти скачки устраняются при приеме благодаря так называемому когерентному гетеродинированию, при котором в качестве напряжения гетеродина используется, например, соответствующим образом сдвинутый по частоте и времени зондирующий сигнал.

В рамках данного определения непрерывное излучение за время, в течение которого можно пренебречь различными нестабильностями режима работы передатчика, всегда является когерентным. Применительно к импульсному сигналу когерентность соответствует

Однозначной связи между значениями начальной фазы следующих друг за другом импульсов.

Когерентный импульсный сигнал формируется обычно путем стробирования усилительной цепочки передатчика, на которую подается высокочастотное колебание задающего генератора, пропущенное предварительно через соответствующие умножители частоты. При этом импульсы оказываются как бы вырезанными из одной непрерывной синусоиды.

При другом способе формирования импульсного сигнала генератор передатчика (например, магнетрон) запускается видеоимпульсами синхронизатора, и значения начальной фазы высокочастотного заполнения соседних импульсов (за счет собственного шума, а также различных нестабильностей в передатчике) оказываются случайными. При отсутствии отмеченного выше когерентного гетеродинирования такой импульсный сигнал мы будем называть некогерентным.

Случайность высокочастотной фазы соседних импульсов некогерентного сигнала не позволяет выделить те изменения фазы отраженного от цели Сигнала, которые связаны с ее движением. В результате становится невозможным измерение допплеровского сдвига частоты, т. е. непосредственное измерение радиальной скорости цели, что является одним из существенных недостатков некогерентного сигнала.