4.2 Методы радиолокации

Различают активную и пассивную радиолокацию. Активная радиолокация осуществляется путем облучения цели электромагнитной энергией, излучаемой антенной РЛС, и приема отраженной от цели энергии. Пассивная радиолокация осуществляется путем приема энергии, излучаемой целью. Она основана на явлении излучения электромагнитной энергии любым физическим телом, температура которого выше абсолютного нуля. Все цели удов­летворяют этому условию, поэтому в принципе возможно их обнаружение без предварительного облучения.

Задача обнаружения цели сводится к обнаружению сигнала, излучаемого или переизлучаемого этой целью, на фоне различного рода помех. Любая цель, будучи облученной радиолокаторами, становится источником вторичного излучения.

Мощность вторичного излучения зависит от ряда факторов: интенсивности поля, создаваемого РЛС около цели, параметров цели (габаритов, формы и электрических свойств, положения цели относительно радиолокатора), поляризации первичного поля, и длины волны.

Свойства радиоволн распространяться в однородной среде пря­молинейно и с постоянной скоростью позволяют определить на­правление на цель и длину траектории распространения. В связи с этим радиолокацию соответственно подразделяют на радиодальнометрию и радиопеленгацию.

Радиодальнометрией называется определение дальности до цели путем измерения длины траектории распространения радиоволн до цели и обратно.

Радиопеленгацией называется определение направления на цель, т. е. измерение угловых координат цели.

4.3 Методы измерения дальности

В современной радиолокации известны следующие методы радиодальнометрии: импульсный, частотный, фазовый.

В настоящее время наибольшее применение нашел импульс­ный метод. Принцип действия импульсного радиолокатора рас­смотрим по упрощенной структурной схеме (рис. 5.1). Передатчик радиодальномера излучает колебания сверхвысокой частоты в виде периодически повторяющихся зондирующих импульсов. В промежутки времени между зондирующими импульсами проис­ходит прием отраженных импульсов. С выхода приемника принятые импульсы поступают на инди­каторное устройство, позволяющее измерить интервал времени между началом излучения зондирующего импульса и началом приёма отраженного импульса, а следовательно, и определить расстояние до отражающей цели.

При линейной развертке индикатора соотношение между отклонением луча (l) и измеряемой дальностью (D) определяется по формуле:

где v_р – постоянная скорость развертки;

t_з – время запаздывания отраженного сигнала, т.е. интервал времени между моментом излучения зондирующего импульса и моментом приема отраженного сигнала;

c – скорость распространения радиоволн, величина постоянная и принимаемая равной 3∙10⁸ м/с.

M – масштаб линейной развертки.

Для нормальной работы импульсного радиолокатора необходима синхронизация импульсного передатчика с индикатором, т.е. моменты излучения зондирующего импульса и начала развертки индикатора должны совпадать (рис. 5.1).

4.4 Методы определения азимута и угла места

Под азимутом понимают угол в горизонтальной плоскости, заключенный между северным направлением географического меридиана, проходящего через точку стояния РЛС, и проекцией направления на цель на эту плоскость (рис. 5.2).

В радиолокации азимут в основном определяется методом максимума. При использовании данного метода направление на цель определяется по наибольшей величине сигнала на выходе приёмника РЛС. В момент когда величина сигнала пеленгуемой цели на выходе приемника будет максимальной, максимум диаграммы направленности антенны совпадает с направлением на цель (как правило, это середина отметки от цели на ИКО).

В режиме кругового обзора антенна РЛС вращается в гори­зонтальной плоскости. На экране амплитудного индикатора сиг­нал пеленгуемой цели будет непрерывно меняться по амплитуде (рис. 5.3). Как только сигнал достигнет максимальной величины, оператор (или автоматическое устройство) считывает значение азимута цели по азимутальному прибору, указывающему угловое положение антенны.

На индикаторе кругового обзора (рис. 5.4) линия развертки дальности индикатора вращается синхронно с антенной. Азимут цели в этом случае определяется по угловому положению средины яркостной отметки на экране индикатора.

В радиолокации высота полета цели измеряется путем опреде­ления угла места ε и наклонной дальности цели D. При извест­ных значениях угла места и наклонной дальности высота цели H определяется из выражения

Решение этого уравнения осуществляется на индикаторе вы­соты (см. 2.12.5).

Методы определения угла места в РЛС различаются в зави­симости от того, в каком диапазоне волн работает станция. Из всех известных методов в настоящее время получал широкое распространение метод «качающейся диаграммы». Для реализации этого метода диаграмма направленности антенны РЛС должна быть широкой в горизонтальной плоскости и узкой в вертикальной плоскости. Такая диаграмма качается в вертикальной плоскости, дважды облучая цель за период качания.

Когда антенна РЛС направлена на цель, то цель облучается зондирующим импульсом, часть энергии которого отражается. Значение угла места дели фиксируется по углу антенны. Фиксация угла производится по яркостной отметке отраженного сигнала на экране специального индикатора (рис. 5.5).

Для определения координат постановщика помех знания одного направления недостаточно, поэтому используют не одну РЛС, а две-три одновременно, каждая из которых определяет направление относительно своей точки стояния. Все РЛС разнесены относительно друг друга на десятки, иногда сотни километром. В пункте обработки информации, куда поступают данные о пеленгах постановщика, решается задача определения его координат (рис. 5.6).

Метод, при котором положение цели устанавливается путем измерения ее угловых координат несколькими РЛС, называется триангуляционным, потому что определение плоскостных координат производится с помощью решения треугольников, как и в геодезии.