| 8406202 9216 1210 912 1делении осн. астрономической единицы, уточнить параметры орбит планет, определить (по расширению спектра отражённого радиосигнала) период вращения планет (в частности, Венеры) и осуществить радиолокац. наблюдение рельефа поверхности планет. В СССР Р. Венеры, Меркурия, Марса и Юпитера выполнил в 1961-63 коллектив учёных во главе с В. А. Котелъниковым. См. также Радиолокационная астрономия.
При создании систем противоракетной обороны (ПРО) Р. должна решать сложные задачи, связанные с уничтожением ракет противника, в т. ч. с обнаружением и сопровождением ракет и наведением на них противоракет.
Основные принципы и методы радиолокации. Среди многочисл. принципов и методов Р. следует выделить наиболее важные, связанные с дальностью действия РЛС, измерением дальности, пеленгацией, защитой от пассивных помех (метод селекции движущихся целей), разрешением (метод бокового обзора).
Дальность действия РЛС, использующих отражённые сигналы (в отсутствии пассивных помех), при расположении передатчика и приёмника в одном месте определяется согласно осн. уравнению Р.:
[2126-28.jpg]
где R - дальность действия; Р - ср. мощность зондирующих сигналов; Т - время, в течение к-poгo должно быть произведено обнаружение объекта или определение его местоположения; Sэ - эффективная площадь приёмной антенны; О - телесный угол, внутри к-рого ведётся наблюдение; Еп - энергия отражённого сигнала, к-рая необходима для обнаружения объекта с заданной достоверностью или определения его местоположения с заданной точностью; L - коэфф. потерь, обусловленных отличием реальной системы от идеальной.
Модификации этого уравнения связаны со специфич. условиями применения РЛС. Так, в наземных РЛС обнаружения возд. целей, ожидаемых на нек-рой высоте, для рационального использования мощности, излучаемой антенной, выбирают антенны с такой диаграммой направленности, чтобы во всём рабочем секторе обеспечивалось постоянство принимаемых сигналов независимо от дальности. Уравнения дальности действия РЛС, использующих ретранслированные (радиолокационным маяком) сигналы, составляются раздельно для 2 одинаковых расстояний: РЛС - маяк и маяк - РЛС; для каждого из них в зависимость дальности от энергетич. потенциала радиоканала (от мощности передатчика и чувствительности приёмника) входит R2, а не R4.
Дальность радиолокац. наблюдения в диапазоне СВЧ ограничивается кривизной земной поверхности и равна (в км)
[2126-29.jpg]
где hi и h2 - высоты расположения объекта и РЛС над поверхностью Земли (в км). Дальность действия значительно возрастает в диапазоне декаметровых (коротких) волн - благодаря их распространению с последоват. отражениями от ионосферы (в среднем на высоте 300 км) и от поверхности Земли (см. Распространение радиоволн).
Открытие сов. учёным Н. И. Кабановым в 1947 явления дальнего рассеянного отражения от Земли декаметровых волн с их возвратом после отражения от ионосферы к источнику излучения привело к появлению принципиальной возможности создания т. н. ионосферной, или загоризонтной, Р. Загоризонтная Р. может осуществляться в основном по двум схемам: "на просвет" - с большим разнесением передатчика и приёмника и наблюдением объектов, находящихся между ними, и с возвратно-наклоииым зондированием - с приёмом сигналов, приходящих обратно к месту излучения (рис. 1).
Рис. 1. Схема загоризонтной радиолокации.
Измерение дальности по. отражённым сигналам обычно производится двумя способами. В основу первого (т. н. импульсного) способа положено излучение импульса и измерение времени запаздывания отражённого (или ретранслированного) объектом импульса относительно излучённого. Измерение облегчается, если отражённый сигнал не налагается на зондирующий, т. с. объект
Рис. 2. Схема измерения дальности импульсным методом: г - расстояние до цели.
находится на достаточном удалении от РЛС. В простейшем случае (рис. 2) для реализации этого способа применяются импульсный передатчик, приёмник (обычно супергетеродинного типа), задающий генератор-синхронизатор для запуска передатчика и задания шкалы времени, индикатор осциллографич. типа, по шкале к-рого можно отсчитывать дальность. Модификациями этой схемы являются многошкальные схемы, построенные по принципу нониуса, и следящие схемы - авто дальномеры.
В (основу второго способа положено наблюдение интерференции двух непрерывных волн, связанных с зондирующим излучением и отражением от объекта (или ретрансляцией). При реализации этого способа с зондирующими колебаниями, частота к-рых модулирована по линейному закону, в смеситель приёмного устройства (рис. 3, а, б) поступают колебания передатчика и сигнала, в результате чего имеют место биения между ними с частотой, пропорциональной измеряемой дальности. После детектирования, усиления и ограничения сигналы поступают на частотомер - счётчик частоты биений, шкала к-рого может быть проградуирована непосредственно в единицах дальности.
Рис. 3. Схема измерения дальности при непрерывных частотно-модулированных колебаниях (и) и кривые изменения во времени частоты зондирующего (fn) и отражённого (fo) колебаний (б): Тм - период модуляции; 2 г/с - временное запаздывание отражённого (желала (г - расстояние до цели, с - скорость света); t - время.
Радиальная скорость объекта, как правило, определяется с высокой точностью измерением частоты Доплера (см. Доплера эффект). При этом получение высокой разрешающей способности по скорости и высокой точности её измерения связано с применением сигналов большой длительности. Однако получение высокой разрешающей способности по дальности и высокой точности её измерения связано с применением широкополосных сигналов. Поэтому в Р. целесообразно применять сложные широкополосные сигналы с большой базой (с большим произведением ширины полосы спектра сигнала на его длительность). В случае простых сигналов (напр., одиночных монохроматичных импульсов) расширение спектра сигнала с целью получения лучшего разрешения по дальности сопровождалось бы ухудшением разрешения по скорости.
Пеленгация объектов может осуществляться при наблюдении из одного пункта и при разнесённом приёме. В устройствах, расположенных в одном пункте, широкое применение получил метод пеленгации путём сравнения амплитуд сигналов - амплитудный метод, позволяющий получить высокую точность в сочетании с автоматич. слежением за целью по направлению и высоким отношением сигнал/шум. В простейшем случае достаточно сравнить амплитуды сигналов от объекта в двух положениях диаграммы направленности антенны (рис. 4), чтобы по знаку и величине разности этих сигналов (т. н. сигналу ошибки) судить о величине и знаке отклонения направления на объект от равносигналыюго (в к-ром сигнал ошибки равен нулю). После усиления сигнал ошибки подаётся в следящую систему, к-рая поворачивает антенну вслед за перемещением объекта ("следит" за равносигнальным направлением).
Рис. 4. Схема пеленгации по методу сравнения; ОБ - равносигнальное направление; ОА и ОВ - 2 положения максимума диаграммы направленности.
Существуют 2 варианта этого метода. В первом (более простом) необходим только один приёмный канал связи с одной антенной. Путём механиЧ. или электронной коммутации соответств. цепей получают два положения диаграммы направленности антенны и вырабатывают сигнал ошибки, к-рый управляет следящей системой. Образование сравниваемых сигналов реализуется последовательно (во времени). Во втором, паз. моноимпульсным методом (см. Моноимпульсная радиолокация), существуют 2 отд. приёмных канала связи с 2 антеннами и образование 1-го и 2-го сигналов происходит одновременно. Моноимпульсный метод свободен от ошибок, вызываемых флуктуациями сигналов (неизбежными в первом варианте).
В РЛС СМ диапазона волн первый вариант пеленгации реализуется при коническом сканировании, т. е. при вращении радиолуча, отклонённого относительно оси зеркала антенны (равносигналыюго направления). Синхронно с вращением луча вырабатываются 2 ортогональных напряжения, используемых для коммутации (на выходе тракта сигнала) фазовых детекторов с целью выделения сигнала ошибки. Во втором варианте одновременно существуют 4 радиолуча и 2 сигнала ошибки (от каждой из ортогональных пар лучей).
Кроме метода сравнения, также применяется амплитудный метод анализа огибающей принимаемых сигналов, позволяющий получить примерно такую же точность пеленгации при одновременном обзоре узким лучом сектора, в к-ром может находиться неск. целей.
Методы разнесённого приёма позволяют достигнуть высокой точности пеленгации путём измерения разности времени прихода сигналов. В зависимости от вида принимаемых сигналов такое измерение может производиться импульсным, корреляционным и фазовым способами.
Большое развитие в Р. получил фазовый способ пеленгации, основанный на измерении разности фаз высокочастотных колебаний, принимаемых антеннами, разнесёнными на определённое расстояние, наз. базой. Его достоинство - высокая точность, достигаемая гл. обр. необходимым увеличением базы. Ме |
