Выбор частоты повторения зондирующих импульсов

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ЦЕЛЕЙ

Известны различные подходы к классификации методов измерения дальности. В соответствии с параметрами сигналов существуют импульсный, фазовый или частотный методы измерения.

Лабораторная работа № 4

Импульсный метод

Цель работы: Определение дальности импульсным методом дальнометрии.

ТЕОРИЯ.

Структурная схема импульсного измерителя дальномера.

При импульсном методе измерения определяется время запаздывания отраженного радиолокационного сигнала от цели.

Рассмотрим устройство и принцип работы импульсной дальномерной РЛС, представленного на рис. 3.1.

СГ

УПК В ЦК

ПРМ

АП

ПРД

ИНД Ус-во

ПА

R

a

b

Рис. 3.1. Структурная схема импульсного измерителя дальности (а) изображение сигналов на экране электроннолучевого индикатора (б)

Принцип измерения дальности до цели при импульсном методе.

Рассмотрим принцип работы импульсного измерителя дальности (рис. 3.2).

Синхрогенератор (СГ) вырабатывает пачку импульсов (3.1) длительностью t_и с периодом повторения Т (рис 3.2, а).

(3.1)

Синхрогенератор подает импульсы на передатчик и одновременно на индикаторное устройство (ИУ). Передатчик (ПРД) станции генерирует радиоимпульсы (3.2) длительностью t_и с периодом повторения Т (рис. 3.2,б).

(4.2)

Далее с ПРД радиосигнал поступает на антенну через антенный переключатель (АП), а затем излучается. Сразу после излучения радиоимпульсов АП соединяет антенну с входом приемника (ПРМ). Отраженные импульсы (3.3) через ПРМ поступают на ИУ (рис. 3.2,в).

(3.3)

Так как излучаемые радиоимпульсы привязываются к началу отсчета ИУ, то при подключении антенны к ПРМ на его выходе после детектора видеоимпульсы будут отставать относительно излучаемых импульсов на время запаздывания t_з.(рис 3.2, г). Поэтому, зная выражение для времени запаздывания , можно определить дальность до цели:

, (3.4)

где с – скорость света (с=3*10⁸ м/с);

t_з – время запаздывания(время задержки).

t

t

t

D

V0

V0

V0

V0

а) синхрогенератор

б) ПРД

в) ПРМ

г) Индикаторное устройство

Рис. 3.2. Принцип действия импульсного измерителя дальности.

Выбор частоты повторения зондирующих импульсов

- это частота повторения высокочастотного импульса в 1-у сек. Ее выбирают из расчета, чтобы за время, паузы между двумя излученными импульсами отраженны сигнал успел вернуться от самой далекой цели, на которую рассчитана РЛС.

Частотное повторение выбирается из условия

, (3.5)

где (3.6)- период повторения зондирующих сигналов

Условие (3.6) определяет то, что отраженный импульс попадет в интервал Т_п, т.е. если мы пустим импульс, то он должен попасть в положение 1, а, если условие (3.6) не выполняется, то он попадет в положение 2 , то есть мы его не примем в интервале между двумя информационными импульсами (рис. 3.2).

Тп

- зондирующий сигнал

- отраженный сигнал

Рис. 3.2

Здесь еще нужно учитывать скорость вращения V_вращ антенны. Если за время между двумя импульсами антенны повернется на большой угол, то могут оказаться участки пространства, не облученные электромагнитной волной, и объекты, находящиеся там, останутся необнаруженными.

На частоту повторения импульсов F_п влияет ширина диаграммы направленности антенны (ДНА). При постоянной скорости вращения антенны с уменьшением диаграммы направленности (ДН) необходимо увеличивать частоту повторения импульсов, поскольку число импульсов, облучающих цель, должно оставаться достаточным для ее обнаружения с заданной вероятностью.

На практике в зависимости от РЛС F_п может лежать в пределах 50…10000 Гц.