Радиолокаторы с эквивалентной внутренней когерентностью
Простой однокаскадный передатчик, работающий в режиме самовозбуждения, каковым является, например, магнетрон, проще передатчиков истинно когерентных РЛС. Особенностью таких передатчиков является случайная начальная фаза формируемого радиоимпульса (импульсы некогерентны). Используя такой передатчик, нельзя подавать на фазочувствительный детектор опорное напряжение с жестко фиксированной фазой.. Однако, можно путем запоминания начальной фазы каждого импульса на время периода повторения построить когерентно-импульсную систему, которую называют псевдокогерентной. В такой системе в качестве опорного напряжения используется специальный генератор – когерентный гетеродин (на высокой или промежуточной частоте), которому навязывается начальная фаза магнетрона. Когерентный гетеродин запоминает фазу, осуществляя тем самым эквивалентную когерентность.
Структурная схема когерентно-импульсного радиолокатора с эквивалентной внутренней когерентностью изображена на рис.4.77.
Когерентный гетеродин представляет собой генератор с самовозбуждением. Обычно его колебания искусственно срываются после приема отраженных импульсов от самых далеких объектов.
На рис.4.78 изображены эпюры, поясняющие принцип действия когерентного гетеродина.
После начала зондирования в контур когерентного гетеродина поступает напряжение зондирующего импульса. До момента отпирания гетеродина контур работает в режиме вынужденных колебаний и полная фаза будет равна
для t £ 0.
После окончания зондирующего импульса и отпирания в некоторый момент времени t = 0 когерентный гетеродин формирует сигнал на своей частоте и его полная фаза
для t > 0.
Переход от режима вынужденных колебаний к собственным имеет место при t = 0 и полная фаза колебаний когерентного гетеродина при этом не меняется. Это значит, что начальная фаза сигнала навязывается когерентному гетеродину, т.е. j кг = j с и остается таковой в течение всего периода следования импульсов.
Время запаздывания отраженного сигнала составляет величину, например, tз (рис.4.78). В этом случае полная фаза отраженного сигнала за время его существования определяется следующим образом:
.
Разность фаз колебаний когерентного гетеродина и отраженного сигнала является функцией времени:
. (4.45)
При наложении колебаний образуется импульс биений, происходящих с разностной частотой. Скос импульса объясняется изменением сдвига фаз между напряжением когерентного гетеродина и отраженного сигнала за время длительности импульса.
Основными нестабильностями, влияющими на СДЦ с внутренней когерентностью, являются:
– нестабильность периода посылки и длительности импульса;
– нестабильность частоты задающего генератора при истинной внутренней когерентности;
– нестабильность частоты когерентного гетеродина при эквивалентной внутренней когерентности;
– нестабильность частоты сигнала;
– нестабильность частоты местного гетеродина.
Все перечисленные факторы приводят к появлению остатков на выходах схем компенсации. Поэтому применяются специальные меры для стабилизации всех параметров. Особенно сложной является стабилизация частоты при эквивалентной внутренней когерентности. Стабилизация когерентного гетеродина особенно осложняется, поскольку требуется фазирование. Поэтому, для облегчения его стабилизации, работу когерентного гетеродина переводят на промежуточную частоту.