2.3.2.2А Виды и параметры радиолокационных сигналов

В первичных РЛС ГА используются радиолокационные сигналы в виде последовательностей «гладких» радиоимпульсов и радиоимпульсов с внутриимпульсной модуляцией.

«Гладкие» (монохроматические) радиоимпульсы образуются путем амплитудной модуляции незатухающих гармонических колебаний (рис. 2.13а) импульсами прямоугольной формы.

Радиоимпульсы с внутриимпульсной модуляцией несущего колебания по частоте или фазе называются сложными (широкополосными).

Радиоимпульс с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) показан на рис. 2.13б.

Сложные сигналы могут иметь длительность импульсов в десятки раз больше длительности обычных гладких сигналов, что позволяет увеличить излучаемую мощность и, соответственно, дальность действия РЛС.

Необходимая разрешающая способность по дальности таких РЛС достигается сжатием длительности импульса при приеме.

В РЛС ГА старого парка применяются радиолокационные сигналы в виде последовательностей прямоугольных «гладких» радиоимпульсов. В современных РЛС преимущественно используются широкополосные сигналы. Например, сигналы с ЛЧМ применяются в аэродромном РЛК «АОРЛ-85» и его модификациях, а также в РЛК «Урал», «Лира-А10».

К параметрам последовательностей радиолокационных сигналов относятся (рис.2.14.):

- длительность импульсов τ_и;

- период повторения импульсов Т_п;

- форма огибающей импульсов;

- средняя и импульсная мощность.

От длительности зондирующих импульсов τ_и зависит излучаемая в зону обнаружения РЛС энергия, разрешающая способность по дальности, возможности по защите от пассивных помех.

При использовании в РЛС «гладких» радиоимпульсов увеличение дальности обнаружения при сохранении неизменного разрешения по дальности практически невозможно. Именно поэтому в современных РЛС преимущество отдаётся сложным сигналам.

Рис.2.13 Виды радиоимпульсов:

а) без внутриимпульсной модуляции

б) с внутриимпульсной частотной модуляцией.

Период повторения Т_п — это временной интервал между импульсами в последовательности зондирующих посылок РЛС.

Частота повторения F_п = 1/ Т_п.

Период повторения Т_п выбирается из условия однозначного измерения дальности.

Так как при определении максимальной дальности R_max время запаздывания отражённого сигнала составляет

t_з.max = 2R_max/C,

то Т_п ≥ t_з.max.

Генерируемая передатчиком РЛС мощность импульсных Р_и колебаний — это количество излучаемой импульсной энергии Е в единицу времени, Р_и = Е /τ_и.

При импульсном излучении различают максимальную (пиковую) Р_и.мах мощность и импульсную Р_и, являющуюся средней мощностью за время действия импульса непрямоугольной формы.

Средняя мощность излучения за время периода повторения

Р_ср = (Е/Т_п) = Р_и τ_и/Т_п.

В радиолокации могут использоваться когерентные и некогерентные радиосигналы.

Физический смысл понятия когерентности (cohaerentia (лат) —находящийся в связи) заключается в согласовании во времени колебательных процессов.

Два колебания когерентны, если их разность фаз Δφ за время наблюдения t_н постоянна (рис.2.14.) или изменяется по известному закону.

Н екогерентные колебания — это колебания, у которых фаза изменяется беспорядочно и быстро по сравнению с периодом колебания. Когерентность колебаний импульсов пачки отраженных сигналов обеспечивает более эффективную обработку, например накопление для обнаружения сигналов цели и возможность использования их для селекции движущихся целей (СДЦ).

Рис.2.14 Когерентные колебания

В радиолокации в 60-е – 70-е годы применяли некогерентные сигналы в связи с тем, что создание РЛС, использующих когерентные сигналы, было связано с достаточно серьезными техническими трудностями, а при обработке сигналов использовали квазикогерентные (почти когерентные) методы. Все последние образцы первичных РЛС для аэронавигационной системы строятся по схемам истинной когерентности.