3.4.1. Когерентные радиоимпульсы.

Когерентной пачкой импульсов называется такая, в которой отсутствуют случайные изменения фазы от импульса к импульсу. При этом в выражении можно принять равенство всех значений к =₁ (хотя сама величина 1 обычно является случайной).

Когерентные импульсы могут быть сформированы в системе, состоящей из генератора гармонических колебаний частоты fо и ключевого устройства (рис. 3.13,а). Полученные таким образом импульсы усиливаются, например, с помощью усилительного клистрона,

Рис. 3.13. Формирование когерентных радиоимпульсов путем «вырезания» из синусоидального напряжения: а - структурная схема, б -, временные диаграммы

и поступают в антенну. Последовательность когерентных радиоимпульсов и(t) (рис. 3.13, б) представляет собой произведение периодической последовательности видеоимпульсов единичной амплитуды и_ог(t) на гармоническое колебание соs2f₀t, т. е. когерентные импульсы являются как бы «вырезанными» из синусоиды через равные интервалы Тп.

Рис. 3.14. Спектры когерентных последовательностей радиоимпульсов: а - случай модуляции гармонического колебания периодической последовательностью видеоимпульсов, б - случай выполнения условия периодичности радиоимпульсов, но отсутствия составляющей f₀ тFп (где т - целое число)

В ряде случаев к когерентной последовательности импульсов предъявляется еще одно требование - сохранение одинаковой начальной фазы у всех импульсов, т. е. выполнение условия их периодичности. Если при этом несущая частота f₀ кратна частоте повторения Fп = 1/Tn т. е. f₀Тn=т, где т - целое (обычно весьма большое) число, то спектр сохраняет кратность частоте повторения Fn. Если же у последовательности импульсов с одинаковой начальной фазой частота f0 не кратна Fn, то в спектре вообще отсутствует составляющая частоты f0 (рис. 3.14, б).

3.4.2. Разновидности когерентно-импульсных систем

.

Когерентные РЛС с непрерывным излучением дают возможность осуществлять селекцию цели по скорости. Аналогичную возможность обеспечивают когерентно-импульсные РЛС, использующие когерентные импульсы. РЛС с когерентным зондирующим сигналом (при непрерывном излучении или в виде пачки когерентных импульсов) можно назвать истинно когерентными. Что касается некогерентных импульсов, то в течение длительности пачки без применения специальных мер (о которых пойдет речь ниже) нельзя выделить изменения фазы отраженного сигнала, которые связаны с движением цели. С другой стороны, иногда в принципе возможно измерение доплеровского сдвига частоты в течение длительности короткого импульса, но такой метод имеет низкую точность (даже ниже, чем при непосредственной фиксации изменения временного положения импульсов).

Важной разновидностью когерентно-импульсных РЛС являются псевдокогерентные. В этих системах используется некогерентный зондирующий сигнал (применяется передатчик с самовозбуждением, например, магнетрон), но осуществляется запоминание начальной фазы каждого импульса. Это позволяет при приеме отраженного импульса исключить влияние случайной начальной фазы и сохранить только то изменение фазы, которое происходит за счет движения цели (предполагается, что при отражении пачки импульсов не происходит случайных изменений фазы). Запоминание же начальной фазы осуществляется посредством опорных стабильных гармонических колебаний, заполняющих почти весь промежуток между импульсами, начальная фаза которых совпадает с начальной фазой зондирующего импульса.

Различают псевдокогерентные системы с внешней когерентностью и внутренней. В системах с внешней когерентностью опорный сигнал создается вследствие отражения от неподвижных протяженных целей (например, от местных предметов, расположенных вблизи РЛС, если их координаты перекрывающиеся). В системах с внутренней когерентностью опорный сигнал формируется с помощью специального когерентного гетеродина, синхронизируемого по фазе импульсом передатчика.

В РЛС обнаружения воздушных целей, используемых в аэропортах и на трассах, когерентно-импульсные методы применяются для отделения движущихся целей от неподвижных. Сигналы от неподвижных (или малоподвижных) целей являются пассивными помехами, возникающими из-за отражений зондирующего сигнала РЛС от местных предметов, от водной поверхности (при обнаружении кораблей), от гидрометеообразований, от специальных металлизированных дипольных отражателей (организованные пассивные помехи). Пассивные помехи могут на 30 ...80 дБ превышать уровень внутренних шумов приемника и значительно маскируют полезный сигнал. Процесс отделения движущихся целей от неподвижных называется селекцией движущихся целей (СДЦ).