4.5.5. Принципы построения цифровых устройств накопления

радиолокационных сигналов

При использовании цифровых методов представляется возможным избежать многих трудностей, связанных с разработкой и эксплуатацией аналоговых накопителей энергии пачек импульсов. Запоминающие устройства (ЗУ) современных ЭВМ имеют большой объем памяти при умеренных массе и габаритах. Параметры цифровых устройств практически не подвержены дестабилизирующему воздействию окружающей среды. Благодаря этому успешно решается наиболее трудная проблема создания высокостабильной и длительной задержки сигналов.

Цифровые накопители (интеграторы) могут применяться как в когерентных, так и в некогерентных РЛС, совместно с цифровыми или аналоговыми согласованными фильтрами. В последнем случае видеосигнал на выходе согласованного фильтра или детектора преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП. Шаг дискретизации выбирается обычно равным длительности импульса сигнала на выходе приемника. Период следования Т_п зондирующих импульсов разбивается на N_д= Т_п /_и равных интервалов. Ясно, что число возможных градаций дальности также составляет N_Д. Разрешение по времени не может быть меньше _и, а разрешение по дальности Д = с_и/2.

Образованная в АЦП последовательность "в"- разрядных двоичных чисел (цифровой эквивалент сигнала) с интервалом _и поступает в блок памяти (БП) (рис.4.24). Блок памяти выполняет функции, подобные линии задержки в аналоговом накопителе видеоимпульсов. Числа входной последовательности хранятся в БП в течение времени (n-1)Т_п и после чего сбрасываются. АЦП и БП управляются тактовыми импульсами от единого генератора системы синхронизации. В каждом такте работы устройства, подобно отводам линии задержки аналогового накопителя, из БП с интервалом Т_п извлекаются n-1 чисел, которые совместно с очередным отсчетом входного потока поступают в сумматор. Все эти числа соответствуют одному и тому же k-му элементу разрешения по дальности. Если сумма превышает установленный порог, то принимается решение о наличии сигнала в k-м элементе разрешения. При этом одновременно фиксируется время запаздывания сигналов t_з = k_и и дальность до цели Д = ck_и/2.

Блок памяти может быть выполнен на элементах памяти различных видов. Использование сдвиговых регистров позволяет построить во многих случаях весьма удобное устройство памяти. Вместе с тем оптимальные цифровые интеграторы при больших количестве импульсов в пачке n и разрядности чисел "в" оказываются громоздкими устройствами.

При бинарном квантовании (в=1) квантованный сигнал может принимать одно из двух значений: 0 или 1. Потери в отношении сигнал/шум при этом по сравнению с многоуровневым квантованием составляют порядка двух децибел.

Бинарный квантователь представляет собой пороговое устройство. Если выходное напряжение приемника превышает порог, то квантованно-му сигналу присваивается значение 1 и на соответствующем интервале дискретизации создается стандартный импульс. Если выходное напряжение приемника ниже порога, то ему присваивается нуль и указанный импульс отсутствует (рис.4.25). Квантованный сигнал представляет собой последовательность нулей и единиц. Наличие и отсутствие пачки импульсов сигнала при бинарном квантовании различаются лишь плотностью единиц в этой последовательности.

При бинарном квантовании построение обнаружителя существенно упрощается (рис.4.26). Устройство содержит один сдвиговый регистр. Число единиц, хранящихся в памяти (в регистре), пропорционально их плотности в потоке отсчетов сигнала. Функции сумматора и порогового устройства выполняет логическая комбинационная схема, которая представляет собой логическую схему совпадения " m из n".

Максимальное число единиц (импульсов), поступающих со сдвигового регистра на схему совпадения в некотором шаге дискретизации по времени, не превышает числа импульсов в пачке n. Если величина порога m, то схема совпадения принимает решение о наличии сигнала каждый раз, когда на ее входы i поступает m или больше импульсов. Если число импульсов меньше, то полагается, что сигнал отсутствует. Физически "решением" является возникновение стандартного импульса на выходе схемы совпадения. В этом состоит алгоритм цифрового обнаружения методом "m из n". Наиболее просто реализуется устройство для алгоритма "n из n"

Бинарные обнаружители по сравнению с многоуравневыми имеют весьма простую схему и конструкцию.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................... 3

1. РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА РТВ. ОСНОВНЫЕ

ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ

РАДИОЛОКАЦИИ ............................................................................... 3

1.1. Радиолокационная система РТВ как большая система .............. 3

1.2. Внешняя среда радиолокационной системы ............................. 11

1.2.1. Характеристика радиолокационных целей ....................................... 11

1.2.2. Характеристика мешающих отражателей ......................................... 15

1.2.3 Характеристика внешних излучателей ............................................... 16

1.3. Классификация СРЛ РТВ ................................................................... 17

1.4. Основные тактико-технические характеристики СРЛ РТВ ......... 20

1.5. Обобщенная структурная схема РЛС ................................................ 27

1.6. Общие сведения о системе САЗО. Принципы построения систем

САЗО ........................................................................................................ 32

1.6.1. Назначение, состав и принцип функционирования системы с

активным запросом-ответом ............................................................... .32

1.6.2. Кодирование и декодирование сигналов в системах

опознавания ........................................................................................... 35

1.7. Общая характеристика систем пассивной локации ....................... 40

1.7.1. Назначение и типы систем пассивной локации ................................. 40

1.7.2. Принципы построения систем пассивной локации ........................... 40

1.8. Принципы построения систем радиолокационного распознавания 48

2. МЕТОДЫ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА ПРИМЕНЯЕМЫЕ В

СРЛ РТВ .................................................................................................. 53

2.1. Зона обнаружения СРЛ и ее характеристики ................................... 53

2.2. Способы обзора пространства используемые в СРЛ РТВ ............... 56

2.2.1. Сравнение способов обзора зоны обнаружения .............................. 58

2.3. Влияние способа обзора на дальность обнаружения РЛС ........... 59

2.4. Формирование зоны обнаружения в дальномерах и высотомерах 64

2.4.1. Требования к зоне обнаружения РЛК ................................................ 64

2.4.2. Формирование зоны обнаружения в дальномерах РЛК ................. 66

2.4.3. Обзор пространства и измерение координат в ПРВ ........................ 69

2.4.4. Способы обзора пространства и измерения координат в

трехкоординатных РЛС ....................................................................... 72

2.5. Формирование зоны обнаружения в РЛС метрового диапазона

волн .........................................................................................................80

2.5.1. Достоинства метрового диапазона волн при решении задач

радиолокационного обнаружения и измерения координат целей..80

2.5.2. Формирование зоны обнаружения в РЛС МДВ.............................. 83

3. ПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА РЛС РТВ .................................... 88

3.1. Назначение, основные характеристики и типы передающих

устройств РЛС РТВ .............................................................................. 88

3.2. Виды зондирующих сигналов и их параметры .............................. 94

3.2.1. Влияние структур и параметров зондирующих радиоимпульсов

на дальность обнаружения целей .................................................... 97

3.2.2. Влияние структур и параметров зондирующих радиоимпульсов

на точность измерения координат целей ........................................ 101

3.2.3. Влияние структур и параметров зондирующих радиоимпульсов

на разрешающую способность РЛС ................................................103

3.2.4. Влияние структур и параметров зондирующих радиоимпульсов

на защищенность РЛС от активных шумовых помех ................... 103

3.2.5. Влияние структур и параметров зондирующих радиоимпульсов

на защищенность от пассивных помех ............................................ 104

3.3. Импульсные модуляторы передающих устройств РЛС ............. 106

3.3.1. Назначение и состав импульсных модуляторов ..............................106

3.3.2. Структурные схемы основных типов модуляторных устройств

и их сравнительная характеристика .................................................108

3.4. Примеры технической реализации передающих устройств ......... 112

3.4.1. Передающее устройство РЛС 5Н84А ................................................112

3.4.2. Передающее устройство РЛС 55Ж6 ..................................................112

3.4.3. Передающее устройство РЛС 19Ж6 ..................................................114