Амплитудно-амплитудный радиолокатор

Введение

Пеленгация - определение направления на какой-либо объект через угловые координаты: горизонтные, отсчитываемые от плоскостей истинного горизонта и меридиана, или произвольные, отсчитываемые от плоскостей, ориентированных в пространстве иным образом. В зависимости от физических свойств объектов пеленгация может осуществляться с применением оптического (при оптической локаци

и), радиотехнического (при радиолокации), акустического (при звуковой локации) и др. методов. При пеленгации на пеленгуемый объект [рис.1] наводится визир, антенна направленного действия или иное подобное устройство. Взаимно перпендикулярные основные плоскости 1 и 2, от которых ведётся отсчёт измеряемых углов, стабилизируются в пространстве с помощью оптических, гироскопических или оптико-механических стабилизирующих систем. Измеряемые координаты — угол (пеленг) между визирной плоскостью 3 (плоскостью, проходящей через наблюдаемый объект и перпендикулярной основной плоскости 2) и основной плоскостью 1 и угол  между основной плоскостью 2 и осью визира (антенны).

Рис.1

В зависимости от способа обработки принимаемых сигналов различают амплитудный и фазовый методы пеленгации. При пеленгации амплитудным методом производится изменение пространственного положения диаграммы направленности антенны передатчика или приёмника. Определение направления на пеленгуемый объект может осуществляться по максимуму или минимуму амплитуды принимаемого сигнала, а также способом сравнения. При пеленгации фазовым методом приём ведётся на разнесённые в пространстве антенны, стабилизированные в основных плоскостях; измеряемой величиной является разность фаз принимаемых антеннами сигналов, которая зависит от угловых координат объекта.

Пеленгация широко применяется в навигации для определения местоположения и параметров траектории различного рода наземных, морских, воздушных и космических объектов. Принципы пеленгации используются в системах предупреждения столкновений кораблей в море, летательных аппаратов в воздухе, в системах наведения оружия, управления полётами и посадкой самолётов, обеспечения встречи и стыковки космических станций в космосе, а также для определения поправок используемых при этом навигационных приборов и систем. В метеорологии методами пеленгации определяются районы и характер облачности, осадков, зон грозовых образований, местоположение представляющих опасность для мореплавания тропических циклонов и т. п. Пеленгации выпускаемых в атмосферу радиозондов измеряют скорость и направление воздушных потоков на различных высотах, а пеленгации свободно дрейфующих в воде предметов определяют скорость и направление морских течений.

Рассматриваемый фазовый суммарно-разностный радиолокатор (РЛ) входит в состав обзорно-прицельного комплекса тактического самолета (истребителя).

Радиолокаторы самолетов-истребителей предназначены для поиска, обнаружения и определения угловых координат, дальности и скорости целей, находящихся в заданной области пространства (зоне обзора). В общем случае предполагается, что высота полета цели лежит в пределах от 60 .100 м, когда цель совершает маловысотный полет (МВП) при преодолении зон противовоздушной обороны, до максимальной высоты, возможной у целей данного класса.

Тактическая ситуация, соответствующая исходным данным на проектирование, предполагает решение частной задачи, когда режим МВП цели не рассматривается, а зона обзора РЛ имеет вид, показанный на рис.2. Обычно зона обзора делится на два участка. Сначала поиск ведется в наиболее опасной ближней зоне БЗ, включающей дальности от до . Если цель на дальностях , не обнаружена, то РЛ переходит в режим обзора дальней зоны ДЗ. В этом режиме используется высокая частота повторения () и уменьшаются угловые размеры зоны обзора, что способствует увеличению дальности обнаружения цели при сохранении того же значения времени обзора (несколько секунд), которое использовалось при обзоре БЗ.

Рис .2

В дальнейшем для упрощения задачи рекомендуется считать, что цель уже обнаружена, находится в ближней зоне и летит с постоянной скоростью на одной высоте с истребителем.

Метод максимума

В РП направление на цель Θ отсчитывается по углу поворота диаграммы направленности антенны (ДНА) в момент максимума напряжения отраженного сигнала на выходе приемника, когда максимум главного лепестка ДНА совпадает с направлением на источник излучения (точка М) [рис 3 а)]. Зависимость амплитуды выходного напряжения приемника U от угла поворота антенны называется пеленгационной характеристикой. При линейной амплитудной характеристике приемника пеленгационная характеристика по форме совпадает с ДНА f (θ) [рис 3 б)].

Рис. 3

Достоинством метода максимума является его простота, возможность использования в режиме кругового обзора. Однако точность метода сравнительно невелика. Она определяется шириной главного лепестка ДНА. Погрешность пеленгации тем меньше, чем уже ДНА и чем острее ее максимум. Метод максимума используется только при остронаправленных антеннах, в сантиметровом и более коротковолновых диапазонах.

Метод минимума

При пеленговании по методу минимума используется двух лепестковая диаграмма направленности антенны. Пеленг при этом определяется по минимальному принимаемому сигналу от источника излучения.

Крутизна изменения сигнала здесь выше, но наличие шумов приводит к появлению зоны неопределенности, т.е. сигнал от источника излучения исчезнет в шумах раньше, чем диаграммы направленности своим минимумом будет направлено на источник излучения, одновременно в момент пеленга исчезает и сигнал.

Недостатком этого метода является сложность и высокая стоимость антенной системы. Достоинством – лучшая точность.

Равносигнальный метод

Определение угловых координат равносигнальным методом основано на сравнении амплитуд сигналов, полученных от одного и того же источника излучения двумя антеннами (или двумя элементами одной антенны), ДНА которых пересекаются в пространстве, образуя равносигнальное направление (РСН) [рис.4].

Рис.4

РСН, от которого отсчитывается угол рассогласования , проходит через точку пересечения диаграмм и , максимумы которых сдвинуты на угол относительно РСН. [рис.5]

 Скачать реферат