Розрахунок технічних параметрів радіолокаційної станції (РЛС) (стр. 4 из 9)

При цьому побічні максимуми менші головного максимуму приблизно в 5 разів. Складні сигнали кодів Баркера також мають наступні переваги перед іншими складними сигналами:

відносно малу тривалість головного викиду;

переважно велике перевищення центрального викиду над боковими;

Отже послідовність коду Баркера для

наступна:

N
7	+1	+1	+1	-1	-1	+1	-1

2.2 Автокореляційна функція сигналу

Розрахунок кореляційної функцій зводиться до знаходження її значень в дискретних точках, що відповідають часовим зміщенням, кратним тривалості одиничного імпульсу

.

Останнє не важко зробити за допомогою ромбовидної таблиці. У боковому стовпці записується послідовність зверху вниз.

Якщо в строчці бокового стовпця стоїть +, то перепишемо без зміни цю послідовність у горизонтальну строку, а якщо на вказаному місці стоїть - , то змінимо знаки усіх її елементів:

-	-	-	-	+	+	-	+
+	+	+	+	-	-	+	-
-	-	-	-	+	+	-	+
-	-	-	-	+	+	-	+
+	+	+	+	-	-	+	-
+	+	+	+	-	-	+	-
+	+	+	+	-	-	+	-
-1	0	-1	0	-1	0	+7	0	-1	0	-1	0	-1

Склавши елементи кожного вертикального стовпця, визначимо значення автокореляційної функції цієї послідовності в дискретних точках.

Побудувавши ці значення на графіку, отримаємо автокореляційну функцію послідовності, яка відрізняється від нормованої автореляційної функції лише масштабом по осі ординат.

Викладена методика є по суті матричним представленням виразу:

(2.7)

Графік автокореляційної функції сигналу представлений на рис.3:

Рис.3

2.3 Функціональні схеми пристроїв генерації та обробки зондуючого сигналу

Сигнал, маніпульований за фазою на

по закону коду Баркера можливо отримати порівняно простими засобами. Для цього можливо використати балансний модулятор (БМ), що живиться від генератора високої частоти (ГВЧ) і маніпульований послідовністю відеоімпульсів, що кодуються, які відтворюють закон зміни комплексної амплітуди сигналу:

Послідовність же кодованих амплітуд сигналу можна отримати шляхом алгебраїчного (з врахуванням полярності) сумування імпульсів, знятих з відводів лінії затримки загальної тривалості

, на вхід якої поступає прямокутний імпульс тривалості . Лінія затримки має відводів, які забезпечують затримку на величину кратну . Імпульси отримані з початку лінії, з усіх кінців відводів та кінця лінії, складаються у суматорі з вагою, що відповідає значенню члену коду Баркера. В наслідку цього підсумування з’являється послідовність кодованих відео імпульсів (рис.5).

Функціональна схема такого пристрою приведена на рис.4 (ГОИ - генератор одиночного імпульсу):

Рис.4

Рис.5

При маніпулюванні послідовністю відеоімпульсів балансного маніпулятора і подачі на його вхід коливань високої частоти на його виході з’являється сигнал, фаза якого маніпульована за законом кода Баркера.

Слід замітити, що розглянута вище методика розрахунку автокореляційної функції огинаючої фазоманіпульованого сигналу детально відтворює механізм проходження цієї огинаючої крізь багатовідвідну лінію затримки і суматор із дзеркальним відносно коду сигналу законом підсумування сигналу у відводах. Лінія затримки і суматор (рис.5) входять до складу РОФОС (радіочастотного оптимального фільтру для одиночного сигналу).

Рис.6

3. Розрахунок реальної розрізняльної здатності та потенційної і реальної точності

Розглянемо одноканальну імпульсну некогерентну РЛС кругового огляду, структурна схема якої має вигляд (рис.3.1).

Рис.3.1 Структурна схема РЛС кругового огляду

Такі станції дозволяють виявляти цілі та визначати їхню дальність

і азимут у межах зони огляду, обмеженою максимальною дальністю та шириною ДС у вертикальній площині . По азимуту ДС обертається з постійною швидкістю, здійснюючи за час одного оберту круговий огляд.

Для візуальної індикації двох координат цілі необхідний двовимірний індикатор кругового огляду (ІКО) з яскравістною оцінкою цілі. В ІКО звичайно застосовується ЕПТ із електромагнітним відхиленням променів. Імпульсні сигнали з виходу приймача подаються на керуючий електрод ЕПТ і збільшують яскравість світіння екрана під час їхньої появи.

Розгорнення дальності здійснюється за допомогою котушки, що відхиляє, що створює магнітне поле, що рівномірно переміщає електронний промінь від центра екрана ЕПТ до краю по радіусу. Азимутальне розгорнення, тобто кругове обертання променя, що розгортає, дальності синхронно з антеною, створюється або обертанням котушки, що відхиляє, за допомогою системи дистанційної передачі кута (СДПК), або за допомогою спеціально формованих напруг, що відхиляють, живильні нерухомі котушки, що відхиляють. У якості СДПК часто використається слідкуюча сельсинна система із грубим і точним каналами, що забезпечують досить високу точність передачі.

Механізм формування зображення на екрані ЕПТ пояснюється рис.3.2:

Рис.3.2 Механізм формування зображення на екрані ЕПТ

При обертанні антени, коли починається опромінення цілі (напрямок 1), на відповідному радіусі розгорнення під дією імпульсу цілі виникає яскрава крапка (амплітуда сигналу характеризується відрізком АВ діаграми спрямованості). На розгорненні також є менш яскраві масштабні крапки.

Обертання антени по годинній стрілці рівносильно переміщенню цілі у зворотному напрямку, так, що вона послідовно займає напрямки 2' і 3'. Радіуси розгорнення на ІКО займають відповідне положення 2 і 3 і на них виникають яскраві оцінки від цілі (амплітуди яких характеризуються відрізком АС і АД).

Після повного оберту антени на екрані утворяться масштабні кільця (електронна шкала дальності), а ціль буде мати вигляд невеликої дуги, кутові розміри якої приблизно дорівнюють кутовій ширині лугу антени.

Дальність до цілі відраховується за допомогою масштабних кілець. Азимут же відраховується по положенню середини її оцінки щодо якого-небудь початкового напрямку, наприклад північного напрямку меридіана (на рис 3.2 це напрямок 3, що відповідає максимуму ДС антени).

Для пояснення взаємодії елементів структурної схеми РЛС розглянемо часові діаграми сигналів (рис.3.3).

Рис 3.3 Часові діаграми сигналів

Пристроєм, що забезпечує погоджену в часі роботу всіх елементів РЛС, є синхронізатор, що складається з високостабільного опорного генератора ОГ, коливання якого заданої частоти й форми (звичайно синусоїдальної) є вихідними для формування пускових імпульсів ФПІ з необхідною тривалістю й частотою повторення

, у тому числі імпульсів запуску модулятора М и розгорнення дальності РД. Імпульси модулятора визначають тривалість і частоту повторення високочастотних імпульсів, генерованих генератором високої частоти ГВЧ (магнітронного, клістронного типу). Через антенний перемикач АП, що блокує вхід приймача на час , високочастотні коливання надходять на антену й випромінюються нею в напрямку мети. По закінченні випромінювання імпульсу й відновлення чутливості прийомного тракту (час відновлення ) РЛС готова до прийому відбитих сигналів за допомогою тієї ж антени.