6.3.4. Основные технические характеристики

К основным техническим характеристикам радиосистемы относятся параметры, непосредственно определяющие ее тактические характеристики. Применительно к РЛС и РНС основными техническими характеристиками являются:

1. метод обзора (поиска) и измерения координат и параметров движения объекта;

2. рабочие частоты, стабильность, мощность, вид модуляции, ширина спектра излучаемых колебаний;

3. форма, ширина, коэффициент направленности антенны;

4. чувствительность и полоса пропускания приемного устройства;

5. вид и параметры устройств отображения и съема информации;

6. габариты и масса устройств, составляющих систему, потребляемая ими энергия от источников питания.

В дальнейшем взаимосвязь тактических и технических характеристик будет рассмотрена для конкретных типов РЛС и РНС. Для начального пояснения такой взаимосвязи, а также взаимодействия элементов, входящих в РЛС, рассмотрим построение РЛС кругового обзора, которые находят широкое применение.

6.4. Построение и основные характеристики рлс кругового обзора

Рассмотрим одноканальную импульсную некогерентную РЛС кругового обзора, структурная схема которой представлена на рис. 6.4, а. Такие станции позволяют обнаруживать цели и определять их дальность D и азимут α в пределах зоны обзора, ограниченной максимальной дальностью РЛС D_макс и шириной ДНА в вертикальной плоскости β_дна. По азимуту ДНА вращается с постоянной скоростью, осуществляя за время одного оборота Т_а круговой обзор. Принимаемые отраженные сигналы воспроизводятся на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) индикатора кругового обзора (ИКО), развертка которого вращается синхронно с вращением ДНА.

Момент излучения зондирующего импульса антенной (А) соответствует началу линии развертки дальности, а ее азимутальное положение совпадает с положением оси ДНА. Отраженный от цели сигнал после усиления и детектирования в приемнике РЛС модулирует луч ЭЛТ по яркости, подсвечивая точку развертки, соответствующую положению цели. Отраженные сигналы будут приниматься, пока цель остается в пределах ширины α_а ДНА по азимуту. Таким образом, протяженность отметки на экране ИКО по азимуту определяется шириной ДНА (если размеры цели малы и ее можно считать точечной), а протяженность по дальности (вдоль линии развертки) - длительностью принимаемого сигнала. Обычно отметки целей Ц₁ и Ц₂ на экране ИКО имеют вид ярких дужек, вытянутых по азимуту. Протяженность отметок целей непосредственно связана с разрешающей способностью РЛС по дальности и по азимуту (угловая разрешающая способность).

Блоком, обеспечивающим согласованную во времени работу всех элементов РЛС во времени, является синхронизатор, состоящий из высокостабильного опорного генератора (ОГ), колебания которого заданной частоты и формы (обычно синусоидальной) являются исходными для формирования пусковых импульсов (ФПИ) с необходимой длительностью и частотой повторения F_п, в том числе импульсов запуска модулятора (М) и развертки дальности (РД). Импульсы модулятора определяют длительность τ_и и частоту повторения F_п высокочастотных импульсов, генерируемых генератором высокой частоты (ГВЧ), обычно магнетронного типа. Через антенный переключатель (АП), блокирующий вход приемника на время τ_и высокочастотные колебания поступают на антенну А и излучаются ею в направлении цели. По окончании излучения импульса и восстановления чувствительности приемного тракта (время восстановления τ_в) РЛС готова к приему отраженных сигналов с помощью той же антенны.

Рис. 6.4. Структурная схема РЛС кругового обзора

Таким образом, длительность зондирующего импульса τи и время восстановления чувствительности приемного тракта τ_и ограничивают минимальную дальность действия (мертвую зону) РЛС:

Принятый радиосигнал усиливается и детектируется в приемнике РЛС и в виде видеоимпульса, усиленного видеоусилителем (ВУ) в ИКО, поступает на модулирующий электрод (сетку или катод) ЭЛТ. Радиально-круговая развертка ЭЛТ, применяемая в ИКО, формируется с помощью схем развертки по дальности (РД) и по азимуту (РА). Чаще всего в ИКО используют ЭЛТ с электромагнитным отклонением, поэтому для линейного отклонения луча ЭЛТ по радиусу t схемой РД создается линейно нарастающий ток во взаимно перпендикулярных отклоняющих катушках. Вращение линии развертки синхронно с вращением ДНА достигается соответствующей модуляцией амплитуды этого тока с помощью схемы РА, управляемой напряжением от датчика положения антенны (ДПА). Вращение ДНА осуществляется устройством вращения антенны (УВА), которым обычно является электродвигатель с редуктором. Для измерения дальности на экране ИКО формируются метки дальности в виде колец, расстояние между которыми зависит от периода повторения импульсов масштаба, формируемых схемой электронных меток (СЭМ). Здесь же могут быть сформированы метки азимута в виде импульсов, подсвечивающих более ярко развертку через заданные интервалы по азимуту. Видеосигналы приемника с помощью устройства первичной обработки информации (УПОИ) отделяются от помех и после преобразования в цифровую форму кодирующим устройством (КУ) передаются в ЭВМ для вторичной обработки, заключающейся в построении траекторий движения целей.

На примере РЛС кругового обзора легко проследить взаимосвязь ее тактических и технических характеристик. Так, максимальная дальность связана с энергией зондирующего импульса Е_и=Р_иτ_и, а также с мощностью порогового сигнала Р_смин (чувствительностью приемника) и коэффициентом различимости ИКО, представляющим собой отношение сигнала к шуму, достаточное для его обнаружения на экране индикатора с заданной надежностью.

Разрешающая способность по дальности ограничена шириной спектра зондирующего сигнала и полосой пропускания приемника, а также длительностью развертки дальности индикатора и разрешающей способностью используемой в нем ЭЛТ. Эти же параметры влияют и на точность измерения дальности. Точность и разрешающая способность при измерении угловых координат и, в частности, азимута связаны с шириной ДНА.

В дальнейшем взаимосвязь тактических и технических характеристик РЛС и РНС будет рассмотрена более подробно применительно к изучаемым системам.