Методы измерения координат и параметров движения целей

Материальным носителем информации о положении, движении и свойствах цели является электромагнитная волна, приходящая от цели к РЛС. Таким образом вся информация о целях заключена в принимаемых радиолокационных сигналах, которые характеризуются своими параметрами: амплитудой, частотой, фазой, направлением распространения, поляризацией. Принимая радиолокационные сигналы, можно обнаружить цель, а измеряя названные параметры сигналов, можно определить расстояние до цели, угловые координаты и скорость движения цели относительно РЛС.

В зависимости от принципа получения радиолокационных сигналов различают в основном три метода радиолокационного обнаружения: метод отраженного сигнала, метод активного ответа и метод пассивной радиолокации.

Метод отраженного сигнала.

Обнаружение цели этим методом основано на использовании явления отражения радиоволн от объектов, встречающихся на пути их распространения (рис.1). При этом цель является пассивным отражателем,

Рис.1. Метод отраженного сигнала

 

а РЛС в простейшем виде состоит из передатчика, приемника, антенны и визуального индикатора. Радиоволны, излученные антенной РЛС, встречая цель, отражаются от нее и возвращаются обратно к PЛC. После приема, усиления и обработки отраженный сигнал поступает на индикатор и создает на его экране видимую отметку цели, по которой обнаруживается цель и определяются ее координаты.

Метод отраженного сигнала позволяет получить наибольшее количество информации о целях. Важнейшие достоинства этого метода еще и в том, что он позволяет обнаруживать объекты, которые сами не являются источниками радиоизлучения. Благодаря этим достоинствам метод отраженного сигнала получил самое широкое распространение и является основным в радиолокации.

Метод активного ответа (ретрансляции).

При этом методе для обнаружения цели используется не отражение радиоволн, а излучение целью активного ответа, т.е. ретрансляции сигналов, излучаемых станцией (рис.2). Все оборудование ретрансляционной системы разделено на два прием-но-передающих комплекта (в простейшем случае): радиозапросчик и радиоответчик-ретранслятор.

 

 

Рис.2. Метод активного ответа

Запросчик может устанавливаться на земле, корабле или самолете, а ответчик - на аналогичном обнаруживаемом объекте. По сигналам запросчика ответчик автоматически генерирует и излучает интенсивные ответные радиосигналы. В такой системе работают два передатчика: передатчик РЛС и передатчик, установленный на цели. Это обеспечивает ретрансляционным системам большую дальность обнаружения, помехоустойчивость и надежность получения информации при меньшей мощности излучения в сравнении с автономными РЛС, принимающими отраженный сигнал.

В простом ответном сигнале содержится несколько меньше информации об особенностях цели, чем при отражении, поскольку сама цель не принимает участия в формировании ответного сигнала. Однако при ретрансляции в ответный сигнал посредством кодирования можно искусственно ввести дополнительную информацию о цели. Недостатком метода активного ответа является возможность обнаружения только своих целей, оборудованных ответчиками.

Метод пассивной радиолокации.

Обнаружение целей методом пассивной радиолокации базируется на использовании собственного радиоизлучения (рис.3).

 

Рис.3. Метод пассивной радиолокации

 

Таким излучением может быть собственное тепловое радиоизлучение объекта или излучение радиопередающих устройств, установленных на нем. В этих условиях нет необходимости облучать цель электромагнитной энергией станции, поэтому пассивная РЛС состоит только из приемно-индикаторной аппаратуры без передающей части. Не излучая активно, пассивные РЛС не рассекречивают себя и обладают большой скрытностью работы.

Принципы измерения координат целей

Определение координат целей основано на рассмотренных выше физических свойствах радиоволн.

Принципы измерения дальности целей. Время запаздывания радиоволн, отраженных от объектов, по отношению к моменту излучения определяется формулой:

 

 

где R - дальность до объекта; с - скорость распространения радиоволн (принимаем ее в дальнейшем равной скорости света с = -300000 км/с).

Дальность определяется формулой:

 

Для измерения R в радиолокации необходимо отличать излучаемые в данный момент сигналы от сигналов, пришедших от цели (эхо-сигналов). Отсюда возникает необходимость модуляции излучаемых сигналов.

В радиолокации применяются частотная модуляция и амплитудная (наиболее часто в одном из частных ее видов - импульсной модуляции).