Консультации / Системы селекции движущихся целей

Классификация РЛС с системами СДЦ и их структурные схемы

Как было отмечено, когерентные РЛС с СДЦ в зависимости от час­тоты повторения зондирующих импульсов относят к РЛС с низкой часто­той повторения FП <5 кГц в РЛС с высокой частотой повторения FП >50 кГц. Последние называются также импульсно—доплеровскими или квази­непрерывными. Существует также РЛС со средней частотой повто­рения 5 кГц< FП <50 кГц. РЛС с низкой частотой повторения импуль­сов (большой скважностью) обладают большим интервалом однозначного измерения дальности и малым интервалом однозначного измерения скорости. Импульсно -доплеровские РЛС, напротив, позволяют измерять скорость в большом диапазоне, но интервал однозначного измерения дальности у них мал, следовательно, и число каналов дальности неве­лико (5 - 10). РЛС со средней частотой повторения импульсов не обеспечивают ни однозначного намерения скорости, ни однозначного измерения дальности в требуемых диапазонах, однако совместное ис­пользование нескольких близких средних частот повторения позволяет расширить эти диапазоны.

Необходимо отметить, что современные РЛС с СДЦ могут работать поочередно с различными частотами повторения импульса, поэтому це­лесообразно говорить о   режимах   работы РЛС высокой, низкой и средней частотой повторения зондирующих импульсов.

По способу обеспечения когерентности РЛС с СДЦ делятся на РЛС с внешней и внутренней когерентностью. В РЛС первого типа когерент­ность обработки пачки импульсов достигается благодаря совместному поступлению на вход радиолокационного приемника сигналов движущей­ся цели и отражений от неподвижного фона, в результате на нелинейном элементе - детекторе выделяется разностная частота Доплера в виде огибающей импульсов, отраженных движущейся целью. При времен­ных пропаданиях отражений от фона пропадает и разностная частота, что требует запоминания фазы пассивной помехи. Недостатком РЛС с внешней когерентностью является расширение спектра пассивных помех на нелинейном элементе, что ухудшает их последующее подавление.

РЛС с внутренней когерентностью делятся на Истинно - когерентные и псевдокогерентные. Истинно-когерентные РЛС излучают в прост­ранство когерентную последовательность радиоимпульсов,  заполнение которых представляет собой отрезки одного и того же высокочастотно­го сигнала, поэтому начальные фазы всех импульсов одинакова. Структурная схема истинно-когерентной РЛС с низкой частотой повто­рения импульсов представлена на рис. 5.

 

Рис. 5

 

Когерентность зондирующих сигналов определяется стабильностью генератора промежуточной частоты ГПЧ. Его частота  умножается умножителем УмнЧ в m раз и используется в качестве несущей. Усилитель мощности УМ усиливает несущее колебание и с помощью сигналов модулятора форми­рует из него импульсную последовательность. Частота повторения им­пульсов задается делителем частоты ДЧ, связанного с ГПЧ. Принятый сигнал через переключатель ППП поступает на смеситель, на второй вход которого подается с умножителя частота . Выделенный

УПЧ сигнал промежуточной частоты переводится на видеочастоту фазовым детектором ФД. Спектр сигнала на выходе ФД приведен на рис. 6 ,а. Заштрихованные пики принадлежат сигналу движущейся цели.

 

 

 

Рис. 6

 

Оптимальный фильтр системы СДЦ рис. 3 при неизвестной доплеровской частоте становится многоканальным по этой частоте, одна­ко ценой некоторых потерь в накопленном отношении сигнал-помеха можно отказаться от многоканальности и перейти к некогерентному накоплению сигнала. При этом сигнал после РФ амплитудно детектиру­ется в АД и все остатки режекции некогерентно (по мощности) накап­ливаются на интеграторе либо на экране индикатора кругового обзора ИКО. Остатки режекции пассивной помехи будут влиять в данном слу­чае на обнаружение сигнала цели, не совпадающего изначально с ним по частоте. Уменьшить это влияние можно, если пожертвовать возмож­ностью обнаружения целей доплеровскими частотами, близкими к . Поскольку в области главных пиков спектральной плотности помехи мощность сигнала цели существенно меньше мощности помехи, при ограниченном объеме пачки выделить сигнал в этой облас­ти не представляется возможным. Тогда наилучшим РФ следует считать фильтр, полностью вырезающий главные пики спектральной плотности помехи и тем самым уменьшающий мощность остатков режекции на выхо­де фильтра. АЧХ такого РФ показана на рис. 6,б. В полосе пропус­кания АЧХ фильтра равномерна, т.к. все доплеровские частоты равно­вероятны.

 

Рис. 7

 

В РЛС псевдокогерентного типа (рис. 7) излучаемая в прост­ранство последовательность импульсов некогерентна, а когерентность обработки пачки обеспечивается запоминанием начальных фаз зондирующих импульсов на период их повторения. Мощные зондирующие импульсы формируются генератором радиочастот ГРЧ. Их частота повторения зада­ется хронизатором,  а длитель­ность - модулятором М. Каждый импульс, генерируемый ГРЧ, переносит­ся с помощью гетеродина Г и смеси­теля на промежуточную частоту осуществляет  фазирование когерентного   гетеродина КГ. Навязанную фазу (и частоту) когерентный гетеродин сохраняет в течение периода повторе­ния импульсов, т.е. интервала при­хода отражённых сигналов. Принятые сигналы после гетеродинирования и усиления поступают на ФД, на выходе которого выделяется видеосигнал, содержащий доплеровские составляю­щие спектра. Режекция пассивной по­мехи и накопление сигнала осуществляется так же, как в истинно-когерентных РЛС.

 

Рис. 8

 

Структурная схема импульсно-доплеровской истинно-когерентной РЛС приведена на рис. 8. Ее высокочастотная часть выполнена как аналогичная часть истинно-когерентной РЛС с низкой частотой повторения импульсов (рис. 5). После фильтрации всего спектра в УПЧ происходит разделение принятого сигнала на два квадратурных канала, аналогоцифровое преобразование (в АЦП) и разделение каналов даль­ности (в РКД). В первых РЛС данного типа обработка сигналов осу­ществлялась аналоговыми средствами. Сейчас же явно преобладают цифровые методы. В каждом из каналов дальности (а их число невелико) выполняется предварительная режекция пассивной помехи цифровым режекторным фильтром (ЦРФ), значительно уменьшающая динамический диапазон сигналов при последующей доплеровской фильтрации. В Бортовых РЛС ЦРФ подавляет весь  спектр отражений от Земли, принимаемых по главному и боковым лепесткам (рис. 2,б). Устройство весовой обработки УВО осуществляет взвешивание импульсов пачки спадающей к краям функцией, что уменьшает уровень боковых лепестков узкополосных доплеровских фильтров. Многоканальная доплеровская фильтрация выполняется устройством, реализующим быстрое преобразование Фурье, перекрывающим весь диапазон скоростей целей, свободный от пассив­ных помех. Выход каждого доплеровского канала связан с блоком адап­тивных порогов, где выполняется сравнение амплитуд всех спектралъных составляющих с порогами, величина которых определяется средним уровнем шумов и помех в соответствующем канале. При превышении по­рога в каком-либо канале цель считается обнаруженной, а ее ско­рость определяется номером этого канала.

При необходимости визуального отображения результатов обнару­жения выходы адаптивных пороговых устройств с одним и тем же номе­ром всех каналов дальности объединяются по "ИЛИ" в блоке объедине­ния каналов дальности (ОКД) и подается на индикатор (И) визуального отображения целей.

 

« Назад Далее »