25.1.3. Импульсные методы

В методе радиолокации Брейта и Тува [40] применялась амплитудная модуляция мощности передатчика, как показано на схеме, изображенной на рис. 25.3, а.

Рис. 25. 3. Импульсный радиолокатор: а — упрощенная блок-схема; б - зависимость от времени излучаемого и принимаемого сигналов и напряжения развертки на отметчике.

Синхронизирующий блок вырабатывал короткие импульсы постоянного тока, которые через равные промежутки времени подавались на вход модулятора. Этот же блок вырабатывал синхронизированное напряжение развертки для отметчика. Отраженный от цели сигнал прибывал обратно через время Т, на рис. 25.3, б представлены излучаемый и принятый импульсы. Дальность связана со временем задержки соотношением

которое является основой для измерения дальности в импульсной радиолокации.

При множестве целей на осциллографе получается ряд импульсов, расположенных в соответствии с дальностями. Разрешающая способность импульсной системы по дальности определяется минимальным расстоянием между двумя различимыми друг от друга целями. Хорошо сконструированная радиолокационная система может разрешить две расположенные в одном луче цели, если их дальности

различаются на расстояние, проходимое волнами за время, равное половине длительности импульса. Так, для импульса длительностью 0,1 мксек разрешающая способность равна Если то в показаниях дальности будет неопределенность, и хотя фильтры [78] могут оказать некоторую помощь, обычно выбирается так, чтобы таких условий не возникало. Максимальная дальность действия может быть выражена [155, 158, 250, 366, 367, 481] через параметры станции согласно уравнениям (25.2) и (25.3). Вероятность обнаружения флюктуирующего отраженного сигнала может быть, достаточно высокой [26, 27], если число импульсов, облучающих цель за один обзор [80, 435], будет не менее 3, хотя желательно, чтобы оно было порядка 10—15.

Рис. 25. 4. Импульсная система с индикацией движущихся целей: а — установка для передачи и приема когерентных импульсов; б - модуляция с допплеровской частотой; в — эффект компенсации неподвижных целей. (См. [272].)

Время облучения зависит от ширины диаграммы антенны и скорости сканирования. Следовательно, вероятность обнаружения определяется скоростью поиска.

Относительную скорость цели можно измерять [283, 434, 471, 478] с помощью когерентных импульсов, являющихся вырезками из непрерывных высокочастотных колебаний, получаемых, например, путем усиления напряжения стабильного гетеродина. Одновременно колебания этого гетеродина могут служить, опорным напряжением, смешиваемым с отраженным сигналом для получения частоты биений [272, 360]. На схеме, изображенной на рис. 25.4, а, синхронизация и смешивание происходят на высокой частоте, хотя практически также применяется ряд схем с использованием промежуточной частоты. На рис. показана получающаяся на выходе приемника последовательность импульсов, частота огибающей которых равна частоте Допплера. Можно сказать, что эффект Допплера создает фазовый сдвиг между отраженными импульсами, равный Так как этот фазовый сдвиг происходит за время то частота биений будет равна , что совпадает с выражением (25.8) для случая непрерывных колебаний.

При индикации движущихся целей на индикаторе приемника появляется кривая, изображенная на рис. 25.4, в (1). Импульсы, отраженные от неподвижных целей, имеют постоянную фазу и, следовательно, постоянную амплитуду. На индикаторе изменение амплитуды импульсов, отраженных от движущейся цели, будет проявляться в том, что отраженный импульс пульсирует и по форме напоминает бабочку. Если желательно индицировать одни лишь движущиеся цели, то используется схема задержки на один период повторения с последующим вычитанием задержанных сигналов из незадержанных. Например, если кривую (11) на рис. 25.4, в вычесть из кривой (1), то на разностной кривой будет присутствовать лишь пульсирующий импульс движущейся цели. Недостатком такой системы индикации движущихся целей является то, что при определенных критических значениях радиальной скорости сигнал обращается в нуль; это происходит в том случае, когда перемещение цели за период повторения равно целому числу полуволн. Для определения этих слепых скоростей в зависимости от параметров радиолокатора составлены графики [84, 85]. Если в рассматриваемом диапазоне скоростей имеются такие критические значения, то их можно сдвинуть за счет увеличения времени измерения дальности путем попеременного изменения периодов повторения импульсов [256].