- •Введение
- •Глава 1. Основы теории радиолокации.
- •1.1. Общая характеристика радиолокационного канала.
- •1.2. Диапазоны длин волн, используемые в радиолокации.
- •1.3. Импульсные сигналы
- •1.4. Частотные спектры импульсных сигналов
- •1.5. Сложные радиолокационные сигналы
- •1.5.1. Противоречие между различными предельно достижимыми параметрами рлс.
- •1.5.2. Частотно-модулированные импульсы
- •1.6. Фазоманипулированные импульсы
- •1.6.1. Понятие о фазовой псевдослучайной манипуляции.
- •Глава 2 импульсный метод измерения дальности
- •2.1. Условие однозначности измерения дальности.
- •2.2. Минимальная дальность действия импульсной рлс.
- •2.2.1. Принцип действия импульсной рлс кругового обзора
- •2.3. Измерение координат цели
- •2.3.1. Оптимальные методы измерения
- •2.4. Разрешающая способность рлс
- •2.4.1. Общие сведения.
- •2.4.2 Особенности повышения разрешающей способности.
- •2.4.3. Разрешающая способность рлс по углу.
- •2.5.Точность измерения координат цели
- •2.5.1. Внешние погрешности.
- •2.5.2. Инструментальная погрешность измерения дальности при визуальной индикации.
- •2.5.3 Систематическая погрешность измерения дальности.
- •2.5.4. Точность измерения угловых координат цели.
- •2.6. Цифровые методы съема координат цели
- •2.6.1. Рециркуляционный метод измерения малых временных интервалов.
- •2.6.2. Съем углового положения цели.
- •2.7. Дальность действия рлс
- •2.7.1. Дальность действия рлс в свободном пространстве для сосредоточенных целей
- •2.7.2. Анализ уравнения дальности.
- •2.7.3. Влияние распространения радиоволн в атмосфере на дальность действия рлс
- •2.7.4. Влияние отражения радиоволн от земной поверхности на уравнение дальности
- •2.7.5. Некоторые способы уменьшения влияния земли
- •2.7.6. Зона видимости рлс
- •Глава 3 принцип действия когерентных рлс
- •3.1. Эффект доплера в радиолокации
- •3.2. Когерентные доплеровские рлс с непрерывным излучением радиоволн
- •3.2.1. Доплеровские биения частоты.
- •3.2.2. Простейшая доплеровская рлс.
- •3.2.3. Доплеровская рлс с ненулевой промежуточной частотой.
- •3.2.4. «Гребенка» фильтров доплеровских частот.
- •3.2.5. Потенциальная точность измерения скорости.
- •3.3. Вторичный эффект доплера
- •3.3.1. Частота биений при вторичном эффекте Доплера.
- •3.3.2. Спектр биений при вторичном эффекте Доплера.
- •3.4. Когерентно-импульсный метод (истинно когерентные системы)
- •3.4.1. Когерентные радиоимпульсы.
- •3.4.2. Разновидности когерентно-импульсных систем
- •3.4.3. Принцип действия когерентно-импульсной рлс.
- •3.4.4. Когерентно-импульсные рлс с фазовым детектором на промежуточной частоте.
- •3.4.5. Слепые скорости цели.
- •3.5. Когерентно-импульсный метод (псевдокогерентные системы)
- •3.5.1. Принцип действия псевдокогерентной рлс с внутренней когерентностью.
- •3.5.2. Псевдокогерентная рлс с фазовым детектором на промежуточной частоте.
- •3.5.3. Рлс с внешней когерентностью.
- •3.6. Особенности когерентно-импульсной рлс при наличии взаимных перемещении рлс и объекта
- •3.6.1. Особенности сдц при движении рлс.
- •3.6.2. Ввод частоты компенсации.
- •3.7. Фазовый метод измерения дальности
- •3.7.1. Одночастотный фазовый метод.
- •3.7.2. Двухчастотный фазовый метод.
- •3.8. Частотный метод измерения дальности
- •Структурная схема простейшей рлс с чм.
- •3.8.2. Спектр преобразованного сигнала.
- •Особенности несимметричного пилообразного закона модуляции
- •Влияние движения цели на преобразованный сигнал.
- •Понятие об измерении дальности методом счета числа импульсов.
- •Разрешающая способность и точность.
- •3.9. Некоторые сравнительные характеристики импульсного и непрерывного методов
- •Глава 4 радиолокационные цели
- •4.1. Эффективная отражающая площадь целей
- •4.2. Понятие об эоп разнесенной рлс.
- •4.3. Влияние эффекта доплера в случае поверхностно-распределенных целей
- •4.3.1. «Парадокс гладкой земли».
- •4.3.2. Изочастотные линии.
- •4.3.3. Измерение угла сноса с помощью вторичного эффекта Доплера.
- •4.3.4. Объемно-распределенные цели
- •4.3.5. Поляризационная селекция объемно распределенных целей.
- •5.1.1. Воздействие шумов на полезный сигнал.
- •5.1.2. Критерии оптимального обнаружения.
- •5.1.3. Отношение правдоподобия.
- •5.1.4. Отношение правдоподобия для сигнала с полностью известными параметрами.
- •5.1.5. Корреляционный приемник для сигнала с неизвестной начальной фазой.
- •5.2. Согласованный фильтр (общие свойства)
- •5.2.1. Импульсная и частотная характеристики.
- •5.2.2. Отношение сигнал-помеха на выходе сф.
- •5.2.3. Коэффициент различимости.
- •5.3. Согласованные фильтры для некоторых сигналов
- •5.3.1. Сф для одиночных импульсов.
- •5.3.2. Квазиоптимальные фильтры для одиночных импульсов.
- •5.3.3. Сф для пачки импульсов.
- •5.4. Когерентное накопление
- •5.4.1. Когерентное накопление полностью известного сигнала и сигнала с неизвестной начальной фазой.
- •5.4.2. Объединение квадратурных каналов по модулю.
- •5.4.3. Корреляционно-фильтровая обработка.
- •5.5. Некогерентное накопление
- •5.5.I. Общие сведения об оптимальной обработке некогерентной пачки импульсов.
- •5.5.2. Число эффективно накапливаемых импульсов.
- •5.5.3. Понятие о характеристиках обнаружения некогерентных сигналов.
- •5.5.4. Пороговые сигналы при независимых флуктуациях.
- •5.6.2. Согласованный фильтр при действии смеси стационарной пассивной помехи и шумов.
- •5.6.3. Оптимальная обработка сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех.
- •5.6.4. Системы оптимальной обработки сигналов с подавлением пассивной помехи.
- •Глава 6 устройства обработкирадиолокационных сигналов и борьбы с помехами
- •6.1. Общие сведения о первичной обработке радиолокационных сигналов
- •6.1.1. Общие сведения об автоматическом обнаружении.
- •6.2. Накопители с динамической памятью
- •6.2.1. Основные свойства аналоговых накопителей на линиях задержки с рециркуляцией.
- •6.2.3.Некоторые варианты пгф на линиях задержки.
- •6.2.4. Некоторые особенности построения рециркуляторов.
- •6.3. Аналоговые накопители со статической памятью
- •6.3.1.Индикатор с послесвечением.
- •6.3.2. Коммутируемые гребенчатые фильтры.
- •6.4. Автоматические дискретные цифровые обнаружители
- •6.4.1. Двоичное накопление.
- •6.4.2. Цифровой обнаружитель с «движущимся окном».
- •6.4.3. Обнаружение по совпадению (программные обнаружители).
- •6.4.4. Стабилизация вероятности ложной тревоги
- •6.4.5. Непараметрический знаковый обнаружитель.
- •6.4.6. Последовательный обнаружитель.
- •6.5. Подавители пассивной помехи системы сдц
- •6.5.1. Метод череспериодной компенсации.
- •6.5.2. Частотная характеристика системы чпк
- •6.5.3. Система многократной чпк.
- •6.5.4. Подавитель на дискретных фильтрах.
- •6.5.5. Слепые фазы.
- •6.5.6. Методы уменьшения числа зон слепых скоростей.
- •6.5.7. Помехи на дальности, превышающей интервал однозначности.
- •6.6. Цифровая фильтрация при обработке радиолокационных сигналов
- •6.6.1. Общие сведения о цифровой фильтрации.
- •6.6.2. Общие сведения о z-преобразовании.
- •6.6.3. Подавители системы сдц как цифровые фильтры.
- •6.6.4. Общая характеристика цифровой системы чпк
- •6.6.5. Цифровая система сдц с квадратурными каналами.
- •6.6.6. Цифровой рециркулятор.
- •6.6.7. Быстрое преобразование Фурье.
- •6.7. Адаптивные устройства, улучшающие работу системы сдц
- •6.7.1. Характеристика системы сдц при перегрузке.
- •6.7.2. Фиксатор помех.
- •6.7.3. Устройства борьбы с помехами от гидрометеообразований
- •Глава 2 32
- •Глава 3 78
- •Глава 4 121
- •Глава 5 131
- •Глава 6 162
1.2. Диапазоны длин волн, используемые в радиолокации.
Важным фактором при выборе диапазона длин волн является характер отражения радиоволн от целей. Если размеры цели и радиусы кривизны отдельных ее участков много меньше длины волны, то интенсивность отражения мала. При этом цель можно уподобить антенне с очень малой действующей высотой или малой эффективной площадью.
Другой крайний случай, когда размеры цели и радиусы кривизны отдельных участков много больше длины волны, близок к оптическому; интенсивность отражения достигает заметной величины, мало зависит от длины волны и определяется в основном отражающими свойствами и размерами цели. При соизмеримости размеров цели или ее отдельных участков с длиной волны возникает резонансное возбуждение поверхности цели, при котором интенсивность отражения отдельных участков возрастает.
Учитывая размеры реальных целей, приходим к выводу, что для того чтобы длина волны была много меньше этих размеров или соизмерима с ними, в радиолокации необходимо использовать ультракороткие волны (УКВ). Другая причина использования этого диапазона, особенно волн более коротких, чем метровые, связана с размерами антенн.
Для зеркальной антенны в виде усеченного параболоида ширина луча по точкам половинного значения мощности (в градусах)
Q0,5 = 65 /dA,
где - длина волны, а dA - максимальный линейный размер зеркала в плоскости луча.
Формула показывает, что острый луч, обеспечивающий разделение нескольких целей по угловой координате и высокую точность определения координат при заданных размерах антенны, можно получить только при достаточно короткой волне . Поэтому в ряде авиационных РЛС используют сантиметровые радиоволны, а для обзора летного поля в аэропортах - миллиметровые.
С точки зрения повышения разрешающей способности и точности (т.е. информативности радиолокационного сигнала) необходимо расширять полосу частот зондирующего сигнала, что, например, достигается уменьшением длительности зондирующих импульсов либо применением специальных сложных сигналов. Естественно, что расширение полосы передаваемых частот требует повышения несущей частоты сигнала.
При выборе диапазона волн большое значение имеют особенности распространения радиоволн в атмосфере, в частности резонансное поглощение (например, для кислорода на частоте 60 ГГц поглощение составляет около 14 дБ/км), что вынуждает избегать применения соответствующих частот.
В современных РЛС используются дециметровые, сантиметровые, миллиметровые радиоволны, а в лазерных локаторах - волны оптического диапазона. Согласно рекомендациям Международной организации гражданской авиации (IСАО), радиолокации отводится почти 30% диапазона частот 1...10 ГГц. Широко используются полосы частот, где средняя длина волны ср = (20, 10, 5,3) см. В иностранной литературе ширина частотного спектра часто оценивается в октавах (интервал, для которого отношение граничных частот f2/f1 = 2).
В диапазоне 30... 1000 МГц для работы РЛС выделены определенные полосы частот (например, 137-144, 216.-225, 400.- 450, 890-942 МГц). Следует отметить, что метровый диапазон в настоящее время сравнительно редко используется для целей радиолокации. Вместе с тем, так как УКВ, как правило, распространяются лишь в пределах прямой видимости, то для обеспечения загоризонтного радиолокационного наблюдения могут найти применение декаметровые волны.