9.4. Точность и разрешающая способность радиосистем при пространственно-временной обработке

Установив аналогию пространственно-временной обобщенной нормированной функции корреляции с временной ФН, воспользуемся формулами, полученными в гл. 5 для определения дисперсии оценки любого измеря­емого параметра для разрешающей способности РЛС по этим параметрам.

а). φ= 2π d sin α /λ_и

б).

в.

Рис. 9.7. Принципы измерения угловых координат

Заменив обобщенный параметр v конкретно измеря­емым, получим значения дисперсии оценки временной задержки, доплеровского сдвига частоты, направля­ющих косинусов и их производных:

; ;

(9.17)

;

В этих формулах конкретизированы понятия эффективная частота огибающей F_э и эффективная длительность Т_э; v_Xэ и v_yэ — эквивалентные пространствен­ные частоты. Точность не единственная характеристика при измере­нии параметра v, не менее важны однозначность отсчета и разрешающая способность. Таким образом, относительный раскрыв антенны d_А/λ_и ограничивает потенциальные значения точности и разреша­ющей способности при измерении угловых координат, выполняя функции ширины спектра сигнала при измерении дальности. Поэтому, аналогично сжатию импульсов, при частотной или фазовой модуляции его несущей можно осуществить сжатие ДНА при наличии пространственной, фазовой или частотной модуляции.

РЛС бокового обзора с синтезированием апертуры. Проблема радикального повышения разрешающей способ­ности в направлении, перпендикулярном оси ДНА, особен­но актуальна для РЛС обзора поверхности под летатель­ным или космическим аппаратом, поскольку в направлении оси ДНА достижимо очень высокое разрешение при соответствующем расширении спектра сигнала РЛС. Если излучение антенны направлено перпендикулярно вектору скорости РЛС, т. е. осуществляется боковой обзор, то перемещение антенны относительно облучаемой поверхнос­ти позволяет получить при оптимальной обработке отра­женных сигналов очень высокое разрешение и в направле­нии, перпендикулярном оси ДНА. Таким образом решается задача получения радиолокационного изображения высокой четкости. Повышение разрешения при боковом обзоре можно рассматривать как результат сжатия ДНА при оптималь­ной обработке (аналогично сжатию импульса с внутриимпульсной модуляцией) или как формирование диаграммы синтезированной антенной решеткой, образующейся при перемещении антенны РЛС относительно облучаемой по­верхности. Антенна станции вытянута вдоль оси самолета и формирует ДНА, узкую в горизонтальной и широкую в вертикальной плоскости, ориентированную перпендикулярно оси самоле­та. Обычно создаются две идентичных ДНА по обе стороны оси самолета. При длине волны излучаемых РЛС колебаний λ_и и продольном размере антенны d_A ширина ДНА синтезированной

α_с = λ_и /(2α_а D), α_а = λ_и / d_A – ДНА физической антенны; D – расстояние.

Следящие измерители направления. Задачей следящего измерителя направления (СИН) является непрерывное совмещение опорною направления антенны измерителя с направлением прихода волны от источника сигнала к измерителю. Таким образом, СИН имеет два канала, осуществляющих слеже­ние в азимутальной плоскости и по углу места. Каждый канал содержит угловой дискриминатор, экстраполятор и синтезатор поворота, образующие замкнутую следящую систему. Угловой дискриминатор вырабатывает сигнал, пропорциональный рассогласованию между направ­лением на объект и опорным направлением. Экстраполятор преобразует сигнал рассогласования, обеспечивая требуемое управление синтезатором поворота, совмещающим опорное направление с направлением на объект. Поворот опорной оси может осуществляться непосред­ственно поворотом антенной системы или ее элементов с помощью электродвигателя, являющегося в этом случае синтезатором поворота и одновременно последним, а ино­гда и единственным, интегратором в схеме экстраполятора.