Дальность, как параметр движения цели

В задачах ПВО после обнаружения и опознавания цели стоит задача об определении параметров цели. В зависимости от ее решения зенитной управляемой ракете будет выдано соответствующее полетное задание и его корректировка во время следования ракеты к цели. Существуют несколько принятых в радиолокации систем координат. В зависимости от выбора системы координат, будут ставиться задачи об определении тех или иных параметров цели. Например, в земной сферической системе координат параметрами движения являются азимут, угол места, и дальность цели. Здесь дальность цели – это расстояние от РЛС до самой цели. В данной работе коснемся вопроса об измерении дальности. Рассмотрим, какие же на сегодня используются методы для ее определения в РЛС, а так же сущность этих методов.

Методы измерения дальности

Импульсный метод

Импульсный метод измерения дальности основывается на определении времени запаздывания характерного изменения амплитуды принимаемого радиолокационного сигнала. Антенна РЛС посылает мощный радиоимпульс, который отражается от цели и ей же и принимается. Т.к. скорость распространения СВЧ сигнала, в виде которого распространяется радиоимпульс, много больше скорости цели, то в хорошем приближении цель можно считать неподвижной. Тогда время, за которое радиосигнал достигнет цели – [pic] равняется времени, за которое отраженный сигнал достигнет антенны РЛС –
[pic]. Т.е.

[pic]

Т.о. сигнал испущенный антенной РЛС вернется на нее в отраженном виде через время [pic]. СВЧ сигналы распространяются с постоянной скоростью, поэтому [pic]. Мы учли, что скорость распространения СВЧ сигнала в воздухе примерно равна его скорости распространения в вакууме - [pic]. Учтем предыдущее выражение, и запишем равенство, определяющее дальность [pic] в зависимости от времени запаздывания [pic]:

[pic] (1.1)

Для того, чтобы постоянно определять дальность, РЛС должна испускать периодическую последовательность импульсов, – работать в импульсном режиме.
Проанализированных данных достаточно, чтобы построить общую структурную схему.

Система синхронизации определяет импульсную работу РЛС. Она формирует видеоимпульсы через постоянные промежутки времени Ти. Ти называют периодом повторения импульса. Т.о. система синхронизации определяет период работы – один цикл определения дальности.

Передатчик включается получив очередной импульс от системы синхронизации и на промежутке времени [pic] формирует сигнал требуемой мощности, амплитуды и частоты. [pic] называют длительностью импульса.

На протяжении времени длительности импульса антенный переключатель направляет излучаемый сигнал на антенну. Затем переключается на приемник.
Т.о. образом до конца периода система “ждет” отраженного сигнала. Заметим, что на переключение антенна затрачивает определенное время [pic].

Приемник выделяет огибающую принятого сигнала и передает на оконечное устройство.

Оконечное устройство обычно выполняется в виде ЭЛТ, на экране которой расстояние между двумя соседними разновысокими пиками соответствует расстоянию до цели. В случае выполнения оконечного устройства на ЭЛТ, система синхронизации управляет работой генератора пилообразного напряжения, который выходит на горизонтально отклоняющую пластину. В то время как сигнал с приемника подается на вертикально отклоняющую.

Схематические графики зависимостей [pic] на разных структурных элементах будут выглядеть следующим образом:

Система синхронизации.

Передатчик

Приемник

Из равенства (1.1) следует, что tD (D. Т.о. выведя последний график на систему индикации (оконечное устройство), и соответствующим об разом проградуировав шкалу, будем иметь непосредственно значение дальности до цели.

Достоинства импульсного метода измерения дальности:

. возможность построения РЛС с одной антенной;

. простота индикаторного устройства;

. удобство измерения дальности нескольких целей;

. простота излучаемых импульсов, длящихся очень малое время [pic], и принимаемых сигналов;

Недостатки: