3.1.2 Первичная обработка рли

На этапе первичной обработки РЛИ осуществляется анализ выходных сигналов приемника РЛС, полученных в течение одного периода сканирования луча локатора (в РЛС кругового обзора — в течение одного оборота антенны).

В автоматизированных системах первичной обработки выход­ные сигналы приемника РЛС после усиления поступают на элект­ронно-лучевой индикатор для отображения на его экране картины воздушной обстановки. Вследствие действия различных помех на экране индикатора вместе с отметками от наблюдаемых радиоло­кационной станцией воздушных объектов имеют место хаотически расположенные помеховые отметки.

Вид изображения на экране индикатора кругового обзора при действии на выходе приемника РЛС вместе с полезным сигналом различных шумов показан на рис. 4.1.

Наблюдая картину на экране индикатора, оператор произво­дит обнаружение полезных отметок, соответствующих реальным целям, и производит измерение их координат.

Обнаружение полезных отметок осуществляется оператором обычно визуально. Качество обнаружения в такой системе пол­ностью определяется психофизиологическими характеристиками оператора.

Для определения координат обнаруженных целей оператор в автоматизированных системах обработки РЛИ пользуется полу­автоматическими устройствами съема.

Принцип полуавтоматического съема координат показан на рис. 4.2.

Эхо-сигналы, поступающие на индикатор с выхода приемника РЛС, благодаря действию развертывающих напряжений U_xразв и U_yразв вызывают появление на экране индикатора яркостных от­меток, положение которых соответствует координатам наблюдае­мых радиолокационной станцией целей. Одновременно с отмет­ками от целей на экране индикатора высвечивается специальная отметка-маркер. Положение этого маркера на экране индикатора оператор может изменять, перемещая рукоятку кнюппельного механизма. С кнюппельным механизмом связаны датчики, выра­батывающие цифровые коды, пропорциональные перемещению рукоятки этого механизма вдоль каждой из двух осей координат X и Y.

В преобразователях кода в напряжение (ПКН «Х» и ПКН «У») цифровые коды «X» и «У» преобразуются в соответствующие на­пряжения отклонения луча индикатора.

Обнаружив очередную отметку от цели, оператор перемещением ручки кнюппельного механизма добивается совмещения маркера с обнаруженной отметкой и нажимает кнопку съема КЩ. При этом снимаемые с кодовых датчиков цифровые коды координат X и Y маркера, а следовательно, и обнаруженной цели выдаются через контакты 1Р и «Р реле съема З в линию связи или на вход вычислительной машины.

Автоматическое обнаружение целей основано на анализе с помощью автоматических устройств или ЦВМ пачек эхо-сигналов.

Вследствие того что радиолокационный луч имеет вполне определенные угловые размеры, радиолокационная цель в течение времени ее нахождения в пределах этого луча облучается зондирующими импульсами многократно. Поэтому в течение одного периода сканирования луча на вход приемника РЛС от каждой цели поступает не один отраженный эхо-сигнал, а серия этих сигналов, называемая пачкой (рис. 4.3).

Огибающая пачки импульсов, показанная на рис. 4.3,а, со­ответствует форме диаграммы направленности антенны РЛС. Мо­менты появления импульсов в пачке определяются частотой по­сылок зондирующих импульсов и дальностью до цели.

В реальных условиях импульсы в пачке вследствие флюктуаций отражающей поверхности цели и действия различных помех изменяются случайным образом, как показано на рис. 4.3,б.

Импульсы на входе приемника РЛС могут появляться также и при отсутствии цели в пределах луча локатора. Однако эти импульсы, обусловленные различными помехами, случайны не только по амплитуде, но и по моментам появления.

Различия в характеристиках последовательности импульсов пачки при наличии и отсутствии в какой-либо точке пространства воздушного объекта позволяют построить автоматические устрой­ства обнаружения радиолокационных целей.

Принцип автоматического обнаружения показан на рис. 4.4.

Выходные сигналы приемника РЛС поступают на вход ампли­тудного селектора и нормирователя. Здесь принятые сигналы огра­ничиваются снизу. Уровень ограничения U_пор выбирается так, чтобы отсеять наиболее плотную часть шумовых выбросов, имею­щих малую амплитуду.

Все сигналы, превышающие порог U_nop, выравниваются нормирователем по амплитуде. Эти сигналы поступают на вход ло­гического анализатора пачки. Работа логического" анализатора основана на проверке удовлетворения поступающей на его вход последовательности импульсов некоторым заданным критериям: критерию фиксации начала пачки, критерию фиксации конца пачки и критерию обнаружения.

При выполнении критерия фиксации начала пачки логический анализатор начинает выдавать серию импульсов, если во входной последовательности на п смежных отдаленных друг от друга рав­ными интервалами Т₃ позициях появляется подряд не менее l им­пульсов. Обычно величины l и п выбираются равными двум, трем, четырем l≤n.

По критерию фиксации конца пачки логический анализатор прекращает выдачу серии импульсов, если через время t=mT₃ (где т — постоянное число) после фиксации начала пачки имеет место не менее S пропусков подряд. Величина 5 обычно не пре­вышает значения S=3.

На рис. 4.4 начало и конец пачки, обозначенные соответственно Н.П. и К.П., указаны для l=2; n=3; S=2.

Выделенная по критериям фиксации начала и конца пачки последовательность импульсов считается пачкой полезных эхо-сигналов, если выполняется некоторый заданный критерий обна­ружения. Например, требуется, чтобы пачка содержала не менее некоторого заданного числа импульсов.

При автоматическом обнаружении целей также автоматически осуществляется измерение их координат: дальности, азимута и угла места или высоты цели.

Автоматическое измерение координат целей рассмотрим на примере определения только одной из ее координат – дальности.

Дальность до цели D_ц может быть определена по времени за­паздывания τ_з, отраженного эхо-сигнала относительно момента по­сылки в пространство зондирующего импульса.

где с=3·108 м/с – скорость распространения в воздушном про­странстве электромагнитной энергии.

Схема, поясняющая принцип автоматического измерения дальности, показана на рис. 4.5.

В момент поступления пачки импульсов схеме рис. 4.5 открываются конъюнкторы и на выход устройства выдается параллельный двоичный код накопленного счетчиком числа импульсов, следующих с частотой f₀.

Этот двоичный код оказывается пропорциональным дальности до цели. Действительно, за время τ_з на вход счетчика поступит N счетных импульсов от генератора ГИ:

Подставляя значение τ_з из последнего выражения в предыдущую формулу, получим

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какова роль оператора в автоматизированных и автомати­ческих системах первичной обработки РЛИ?

2.Пояснить принцип полуавтоматического съема координат.

3.Чем основано автоматическое обнаружение отметок от целей?

4.Пояснить принцип автоматического измерения дальности до цели.